CN101088253B - 用于调整占空比以节省计算系统中的功率的方法和装置 - Google Patents

用于调整占空比以节省计算系统中的功率的方法和装置 Download PDF

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Abstract

描述了一种用于调整占空比以节省计算系统中的功率的方法和系统。该系统包括网络接口卡(NIC),其具有活动模式和休眠模式。该NIC耦合到调整单元,其至少部分基于最小化功耗调整活动时间与休眠时间的占空比。

Description

用于调整占空比以节省计算系统中的功率的方法和装置
技术领域
本发明的实施例涉及节省计算系统中的功率,尤其涉及调整网络接口卡的占空比以节省计算系统中的功率。
背景技术
移动或无线设备的使用已经增加。然而,在网络上利用移动设备接收流数据或进行大文件传输消耗大量的功率。为了节省功率,可以将网络接口卡(NIC)设置在诸如休眠模式等的低功率状态下,直到其接收到唤醒请求以接收或发送数据为止。例如,当NIC从接入点接收到接收数据的请求时,其会被唤醒。然后,NIC可以接收被无线设备的接入点缓存的数据。该技术存在的一个问题是一些应用(例如流应用)要求时间要求严格的数据。如果流应用缺乏数据,则流被中断,并且用户将不会有良好的体验。然而,如果用户在接收流数据时仅仅能够在很短的时间段内使用设备,则用户也不会期望使用这种设备。
附图说明
本发明是以举例的方式而不是以限制的方式来进行说明,在附图中相似的参考标记表示相似的元件。
图1是示出根据本发明的一个实施例的系统的方框图;
图2是示出根据本发明实施例的方法的流程图;
图3是示出适当的计算环境的方框图,在该计算环境中可以实施所示的本发明的特定方案。
具体实施方式
将对用于调整占空比以节省计算系统中的功率的系统和方法的实施例进行说明。在以下说明中,将阐述许多具体细节。然而,应该理解的是在没有这些具体细节的情况下,也可以实施本发明的实施例。在其它情况下,未详细示出公知的电路、结构和技术,以便不会使对本说明书的理解模糊不清。
在本申请中始终引用“一个实施例”或“实施例”,这意味着结合实施例所描述的具体特征、结构、或特点包括在本发明的至少一个实施例中。因此,在整个说明书中不同之处出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定是指相同的实施例。此外,在一个或多个实施例中可以以任何适当的方式将具体特征、结构、或特点组合起来。
参照图1,其为示出根据本发明的一个实施例的系统100的方框图。本领域的普通技术人员应该理解系统100可以包括比图1所示的部件个数更多的部件。然而,为了公开用于实施本发明的示例性实施例不必示出所有这些普通的常规部件。在一个实施例中,系统100是无线计算系统,例如便携式电脑。
系统100包括网络接口卡(NIC)102和用于调整NIC 102的占空比的调整单元104。NIC 102通过通信将系统100耦合到网络。NIC102包括活动模式和休眠模式。在一个实施例中,NIC 102包括根据IEEE(电气电子工程师协会)802.11规范的活动模式和休眠模式。在休眠模式中,NIC处于低功率状态。当其接收到接收或发送数据的请求时,NIC被唤醒并进入到活动模式。NIC的活动时间相比于其休眠时间的占空比决定系统100的功率节省量。可以调整占空比以使功耗最小化而使功率节省量最大化。
调整单元104可以为运行在系统100上的设备或应用程序。调整单元104进行检查以便确定系统100是否主要连接到无线网络。如果是这样,则调整单元104可以调整NIC 102的活动时间的占空比以使功耗最小化。调整单元104可以调整对系统100的数据传输的数据速率以使数据流量尽可能是突发性的。例如,调整单元可以从网络上的服务器请求用于流应用的大量的流中的数据。与任何必要的流请求(例如数据速率)一起发送对数据的请求。然后,可以缓存响应于该请求而接收的数据,并且NIC 102在数据被消耗时可以进入休眠模式一段时间。然后,将对更多数据的请求发送到网络上的服务器。流服务器将使更多的数据流向系统100,并且NIC 102将被唤醒以接收该数据。数据被缓存,并且NIC 102可以再次进入休眠模式直到大多数数据被消耗为止。然后,请求更多的数据,NIC回到活动模式,并且重复该过程。该过程可以用于各种消息和传输,包括但不限于传输控制协议(TCP)传输和用户数据报协议(UDP)消息。也可以使用该过程缓存并传输广播消息和多播消息。可以使用该过程进行大文件传输,例如JPEG、Word、或Powerpoint文件。通过使用该过程,使数据流量尽可能是突发性的并且使功耗最小化。
图2示出根据本发明的一个实施例的方法。例如应用程序等的调整单元可以确定计算设备是否通过通信耦合到无线网络。如果是这样,在200处,确定计算设备的信号强度。当移动计算设备与接入点之间的距离增加时,信号强度通常减小,这会在数据传输中引起更多的错误。随着信号强度的减小,会期望用于数据传输的分组大小更小。因此,在202处,至少部分基于所确定的信号强度来确定数据传输的分组大小。在一个实施例中,检查查找表以确定哪种分组大小与所确定的信号强度最匹配。查找表可以根据NIC的类型和制造商而改变。
在一个实施例中,确定计算设备待接收的内容类型。例如,可以以不同的速率消耗不同类型的内容,例如音频或视频。在确定内容类型之后,如果内容类型是用于消耗,则确定消耗速率。然后,可以根据分组大小和消耗速率调整设备的占空比。在一个实施例中,可以调整占空比以便在给定确定的分组大小和预期的消耗速率的情况下使数据流量尽可能是突发性的。在一个实施例中,可以调整数据传输的数据速率以使数据流量尽可能是突发性的,并因此可以使移动设备的功率节省最大化。通过这种方式,使移动设备的电池寿命和移动设备的使用时间最大化,同时使数据以适当的速率流动以便对于时间要求严格的应用向用户提供连续的数据流。
图3是示出适当的计算环境的方框图,在该计算环境中可以实施所示的本发明的特定方案。在一个实施例中,可以在计算机系统300上实施上述方法,所述计算机系统300具有部件302-312,包括处理器302、存储器304、输入/输出设备306、数据存储设备312、以及网络接口310,它们经由总线308彼此耦合。所述部件执行它们在本领域中公知的常规功能,并且提供用于实施系统100的设备。总体来说,这些部件代表范畴很广的硬件系统,包括但不限于通用计算机系统、移动或无线系统、以及专用分组转发设备。应该理解的是,可以重新布置计算机系统300的各个部件,并且本发明的某些实施不要求也不包括所有上述部件。此外,在系统300中可以包括补充的部件,例如补充的处理器(例如数字信号处理器)、存储设备、存储器(例如闪存)、以及网络或通信接口。
如本领域技术人员将会理解的那样,用于实施本发明方法的实施例的内容(例如计算机程序指令)可以由任何机器可读介质来提供,所述机器可读介质可以存储系统100可访问的数据,作为存储器的一部分或者补充,其包括但不限于卡带、磁带盒、闪存卡、数字视频卡、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。在这点上,将系统100配置成以本领域公知的方式与这种机器可读介质进行通信。
本领域技术人员应该进一步理解的是,可以从任何能够存储内容并将内容传输给系统100的外部设备向系统100提供用于实施本发明方法的实施例的内容。例如,在本发明的一个实施例中,可以将系统100连接到网络,并且可以将内容存储在网络中的任何设备上。
尽管依据几个实施例对本发明进行了说明,但是本领域技术人员应该认识到本发明不限于所述实施例,而是可以在所附权利要求书的精神和范围内通过修改和变化来实施本发明。因此,本说明书被认为是示例性的,而不是限制性的。

Claims (18)

1.一种用于节省计算设备中的功率的方法,所述计算设备包括网络接口卡,该网络接口卡具有与数据传输的接收相关联的活动模式和与数据传输的接收不关联的休眠模式,所述方法包括:
确定所述计算设备的信号强度;
至少部分基于所确定的信号强度确定用于对所述计算设备的分组传输的分组大小;
确定消耗速率,所述消耗速率是当处于所述休眠模式时所述计算设备消耗所传输数据的速率;以及
至少部分基于所述消耗速率和所述分组大小调整所述网络接口卡在所述活动模式和所述休眠模式之间的占空比。
2.根据权利要求1所述的方法,其中至少部分基于所确定的信号强度确定分组大小包括检查查找表以确定哪种分组大小与所确定的信号强度最匹配。
3.根据权利要求1所述的方法,还包括确定所述计算设备待接收的内容的类型。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,确定消耗速率还包括至少部分基于所述计算设备待接收的内容的所述类型确定消耗速率。
5.根据权利要求4所述的方法,还包括至少部分基于所确定的消耗速率确定数据速率。
6.根据权利要求1所述的方法,还包括至少部分基于所述分组大小确定数据速率。
7.一种用于节省计算设备中的功率的装置,包括:
用于通过通信将该装置耦合到网络的网络接口卡,该网络接口卡包括与数据传输的接收相关联的活动模式和与数据传输的接收不关联的休眠模式;以及
耦合到所述网络接口卡的设备,用于至少部分基于数据速率和消耗速率来调整所述网络接口卡在所述活动模式和所述休眠模式之间的占空比,所述数据速率是数据传输的速率,所述消耗速率是当所述网络接口卡处于所述休眠模式时所述计算设备消耗所传输数据的速率。
8.根据权利要求7所述的装置,其中用于至少部分基于所述数据速率和所述消耗速率来调整所述占空比的设备还包括用于调整对所述装置的数据传输的数据速率以减少功耗的设备。
9.根据权利要求7所述的装置,其中用于通过通信将所述装置耦合到网络的所述网络接口卡包括用于通过通信将所述装置耦合到无线网络的网络接口卡。
10.根据权利要求7所述的装置,其中包括活动模式和休眠模式的所述网络接口卡包括根据IEEE(电气电子工程师协会)802.11规范包括活动模式和休眠模式的网络接口卡。
11.根据权利要求7所述的装置,其中所述装置是移动装置。
12.根据权利要求11所述的装置,其中所述移动装置是便携式电脑。
13.一种用于节省计算设备中的功率的方法,所述计算设备包括网络接口卡,该网络接口卡具有与数据传输的接收相关联的活动模式和与数据传输的接收不关联的休眠模式,所述方法包括:
确定计算设备是否通过通信耦合到无线网络;
确定所述计算设备的信号强度;
至少部分基于所确定的信号强度确定用于对所述计算设备的数据传输的分组大小;
确定消耗速率,所述消耗速率是当处于所述休眠模式时所述计算设备消耗所传输数据的速率;
至少部分基于所述消耗速率、所述分组大小以及所述计算设备是否通过通信耦合到无线网络来调整所述网络接口卡在所述活动模式和所述休眠模式之间的占空比;以及
至少部分基于减少功耗调整所述占空比。
14.根据权利要求13所述的方法,还包括确定所述计算设备待接收的内容的类型。
15.根据权利要求14所述的方法,还包括至少部分基于所述计算设备待接收的内容的所述类型确定所述消耗速率。
16.一种用于节省计算系统中的功率的系统,包括:
闪存;
耦合到所述闪存的网络接口卡,该网络接口卡包括与数据传输的接收相关联的活动模式和与数据传输的接收不关联的休眠模式;以及
耦合到所述网络接口卡的调整单元,用于至少部分基于数据速率和消耗速率来调整所述网络接口卡在所述活动模式和所述休眠模式之间的占空比,所述数据速率是对所述系统的数据传输的速率,所述消耗速率是当所述网络接口卡处于所述休眠模式时所述系统消耗所传输数据的速率。
17.根据权利要求16所述的系统,其中所述用于至少部分基于所述数据速率和所述消耗速率来调整所述占空比的所述调整单元包括用于调整对所述系统的数据传输的数据速率以减少功耗的调整单元。
18.根据权利要求16所述的系统,其中所述系统是无线系统。
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