CN101873679B

CN101873679B - 具有省电功能的网络系统的装置及相关方法

Info

Publication number: CN101873679B
Application number: CN201010155296.6A
Authority: CN
Inventors: 颜光裕; 许益寿; 廖连邦; 沈家庆
Original assignee: Realtek Semiconductor Corp
Current assignee: Realtek Semiconductor Corp
Priority date: 2009-04-23
Filing date: 2010-04-23
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2030-04-23
Also published as: US20100273519A1; TWI411331B; TW201039662A; CN101873679A; US8538359B2

Abstract

本发明提供了具有省电功能的网络系统的装置及相关方法，该网络系统包含无线网络装置、网络控制装置及第一控制单元。无线网络装置包含用于收发帧的射频单元以及第一连接接口单元。网络控制装置包含第二连接接口单元，且第二连接接口单元经由一传输接口耦接至第一连接接口单元，以与第一连接接口单元进行数据传输。当传输接口上无数据传送时，第一控制单元会关闭第一连接接口单元以及第二连接接口单元中至少一个连接接口单元所需的电源。第一控制单元可设置于网络控制装置或无线网络装置中。

Description

具有省电功能的网络系统的装置及相关方法

技术领域

本发明涉及一种网络系统，尤指一种具有省电功能的网络系统的装置及相关方法。

背景技术

在网络系统(例如：10M/100M以太网络(Ethernet)系统)中，若其电路运作愈频繁，则该网络系统的功率消耗(powerconsumption)会对应地增加；另外，随着通信端口(port)数目的增加，该网络系统的功率消耗也会对应地增加。因此，如何节省网络系统的功率消耗，实为该设计领域的重要课题之一。

目前的网络系统大多已将网络切换单元(Ethernetswitch)内建于网络控制芯片之中，虽然网络切换单元具有多个通信端口，但有些时候只会使用到一部分的通信端口，然而未被使用到的通信端口(亦即未联机的通信端口)仍会开启电源而造成功率消耗的浪费。另外，在没有数据传输时，目前的网络系统一般只会进入省电模式，但其连接接口单元仍会维持使能状态而具有功率消耗，并无法达到最佳的省电效果。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种网络控制装置、网络系统及其相关的节电方法，以解决先前技术中的问题。

本发明的实施例揭露了一种网络系统。网络系统包含无线网络装置、网络控制装置及第一控制单元。无线网络装置包含用于收发帧(Frame)的射频单元以及第一连接接口单元。网络控制装置包含第二连接接口单元，且第二连接接口单元是经由一传输接口耦接至第一连接接口单元，以与第一连接接口单元进行数据传输。当传输接口上无数据传送时，第一控制单元会关闭第一连接接口单元以及第二连接接口单元中至少一个连接接口单元所需的电源。第一控制单元可设置于网络控制装置或无线网络装置中。

本发明的实施例还揭露了一种网络控制装置。网络控制装置包含网络切换单元以及控制单元。网络切换单元具有多个通信端口，用于交换数据。控制单元耦接于网络切换单元，用于在多个通信端口中至少一个通信端口未联机时，关闭至少一个通信端口所需的电源。其中，网络控制装置应用于网络系统中；当控制单元关闭多个通信端口中至少一个通信端口所需的电源时，网络系统进入无线网络桥接模式；而当控制单元重新开启已关闭电源的该至少一个通信端口所需的电源时，网络系统进入路由器模式。

本发明的实施例还揭露了一种应用于网络系统的节电方法。网络系统包含无线网络装置以及网络控制装置，无线网络装置包含：用于收发帧的射频单元以及第一连接接口单元；网络控制装置包含第二连接接口单元，其经由一传输接口耦接至第一连接接口单元，以与第一连接接口单元进行数据传输。该节电方法包含有以下步骤：检测该传输接口的数据传送状态；以及当该传输接口无数据传送时，关闭该第一连接接口单元以及该第二连接接口单元中至少一个连接接口单元所需的电源。

附图说明

图1为本发明网络系统的第一实施例的示意图。

图2为本发明网络系统的第二实施例的示意图。

图3为本发明网络系统的第三实施例的示意图。

图4为本发明网络系统的第四实施例的示意图。

图5为本发明网络系统的第五实施例的示意图。

图6为本发明网络系统的第六实施例的示意图。

图7为本发明网络系统的第七实施例的示意图。

图8为本发明网络系统的各耗电状态的示意图。

图9为本发明应用于网络系统的节电方法的一个操作范例的流程图。

图10为本发明应用于网络系统的节电方法的另一操作范例的流程图。

主要组件符号说明

100、200、300、400、500、600、700网络系统

1100、2100、4100、5100、6100无线网络装置

1200、2200、3200、4200、5200、6200、7200网络控制装置

110、210、310、410、510、610、710第一控制单元

120射频单元130第一连接接口单元

140第二连接接口单元150传输接口

360储存单元570检测单元

680第二控制单元790网络切换单元

79_1～79_N通信端口RST、RST2重置信号

WK唤醒信号PS0～PS3耗电模式

S900～S906、S1000～S1003步骤

具体实施方式

请参考图1，图1为本发明网络系统的第一实施例的示意图。如图1所示，网络系统100包含(但不局限于)无线网络装置1100、网络控制装置1200及第一控制单元110。无线网络装置1100包含用于收发帧(frame)的射频单元120以及第一连接接口单元130。网络控制装置1200包含第二连接接口单元140，且第二连接接口单元140经由一传输接口150耦接至第一连接接口单元130，以与第一连接接口单元130进行数据传输。值得注意的是，当传输接口150上无数据传送(亦即，进入闲置模式)时，第一控制单元110会关闭第一连接接口单元130以及第二连接接口单元140中至少一个连接接口单元所需的电源。换言之，第一控制单元110可根据传输接口150的数据传送状态，来决定是否要关闭或开启第一连接接口单元130及/或第二连接接口单元140所需的电源。在一个实施例中，当传输接口150上无数据传送时，第一控制单元110会关闭第一连接接口单元130以及第二连接接口单元140两者所需的电源来达到最佳的省电效果，然而，此仅作为范例说明，并非本发明的限制。

请注意，图1所示的网络系统100中，第一控制单元110设置于网络控制装置1200之中，然而本发明并不局限于此，实际上，第一控制单元110是可依据设计上的考虑而设置于网络控制装置1200或无线网络装置1100之中。举例来说，在其它的实施例中(如图2所示)，网络系统200的第一控制单元210亦可设置在无线网络装置2100之中，用以根据传输接口150的数据传送状态，来决定是否要关闭或开启无线网络装置2100中的第一连接接口单元130及/或网络控制装置2200中的第二连接接口单元140所需的电源。

请再注意，上述的传输接口150可符合外设互联标准(PeripheralComponentInterconnect，PCI)、快捷外设互联标准(PeripheralComponentInterconnectExpress，PCIExpress)、迷你外设互联标准(MiniPeripheralComponentInterconnect，Mini-PCI)或通用序列总线标准(UniversalSerialBus，USB)，但这并非本发明的限制条件。

请参考图3，图3为本发明网络系统的第三实施例的示意图。图3的网络系统300的架构与图1的网络系统100类似，两者不同之处在于网络系统300的网络控制装置3200另包含一储存单元360，用以储存网络控制装置3200本身运作所产生的数据及/或所要处理的数据，且当传输接口150无数据传送时，第一控制单元310还会关闭储存单元360所需的电源，以节省更多的功率消耗。在本实施例中，储存单元360可由同步动态随机存取内存(synchronousdynamicrandomaccessmemory，SDRAM)来实现的，但此并非本发明的限制条件。

另一方面，在进入闲置模式之后，由于第一连接接口单元130及/或第二连接接口单元140所需的电源已被关闭，而无线网络装置以及网络控制装置之间就必须要透过唤醒机制(请参考后续的图4至图7中的实施例)来叫醒对方，进而使得任何关闭电源的连接接口单元由闲置模式进入正常工作模式(亦即，数据传送状态)。

请参考图4，图4为本发明网络系统的第四实施例的示意图。图4的网络系统400的架构与图1的网络系统100类似，两者不同之处在于网络控制装置4200的第一控制单元410还会发出一重置信号RST至第一连接接口单元130以及第二连接接口单元140，来重置第一连接接口单元130与第二连接接口单元140。换言之，在图4中，网络控制装置4200可透过重置信号RST来叫醒无线网络装置4100。请注意，此处的重置信号RST可透过通用输入输出接脚(GPIO)来实现的，但本发明并不局限于此。

此外，当传输接口150无数据传送时，射频单元120仍然正常收发帧(frame)，因此，当网络控制装置4200可透过重置信号RST来叫醒无线网络装置4100时，并不会对射频单元120进行重置，如此一来，便可节省射频单元120进行重置而需韧体(firmware，也称为固件)更新的时间，来加快无线网络装置4100唤醒的速度。请注意，网络控制装置4200储存一韧体，在现有技术中，当网络控制装置4200重置时，网络系统400会进行韧体更新的动作，亦即无线网络装置4100会自网络控制装置4200下载该韧体至无线网络装置4100以执行该韧体并进行运作。而在此实施例中，虽然网络控制装置4200透过重置信号RST来叫醒无线网络装置4100，但是无线网络装置4100不会再次自网络控制装置4200下载该韧体至无线网络装置4100，因此节省了韧体更新的时间。

请参考图5，图5为本发明网络系统的第五实施例的示意图。图5的网络系统500的架构与图4的网络系统400类似，两者不同之处在于网络系统500的网络控制装置5200还包含一检测单元570，用于检测无线网络装置5100是否产生唤醒信号WK，其中，唤醒信号WK代表有数据要经由传输接口150传送。值得注意的是，当检测单元570检测到唤醒信号WK时，此时第一控制单元510会重新启动已关闭电源的至少一个连接接口单元(亦即，第一连接接口单元130以及第二连接接口单元140的至少一个)所需的电源。且当检测单元570检测到唤醒信号WK时，第一控制单元510会发出一重置信号RST至第一连接接口单元130以及第二连接接口单元140，来重置第一连接接口单元130与第二连接接口单元140。换言之，在图5中，无线网络装置5100可透过唤醒信号WK来叫醒网络控制装置5200，且第一连接接口单元130以及第二连接接口单元140皆是由第一控制单元510来重置的。请注意，此处的唤醒信号WK及/或重置信号RST可透过通用输入输出接脚来实现，但本发明并不局限于此。

请参考图6，图6为本发明网络系统的第六实施例的示意图。图6的网络系统600的架构与图5的网络系统500类似，两者不同之处在于网络系统600还包含第二控制单元680。当网络控制装置6200的检测单元570检测到唤醒信号WK时，第一控制单元610会发出重置信号RST至第二连接接口单元140以及第二控制单元680；接着，当第二控制单元680接收到重置信号RST时，会发出另一个重置信号RST2来重置第一连接接口单元130。换言之，在图6中，无线网络装置6100可透过唤醒信号WK来叫醒网络控制装置6200，且第一连接接口单元130与第二连接接口单元140是分别由不同的控制单元(亦即，第一控制单元610与第二控制单元680)来重置的。

值得注意的是，在本实施例中，第一控制单元610设置于网络控制装置6200之中，而第二控制单元680则设置于无线网络装置6100之中，但此并非本发明的限制条件。在其它的实施例中(图未示)，亦可将第一控制单元610设置于网络系统600的无线网络装置6100中，以产生重置信号RST1至第一连接接口单元130与第二控制单元680，而第二控制单元680则设置在网络控制装置6200中，用以在接收到重置信号RST时，发出重置信号RST2来重置第二连接接口单元140，此设计变化亦属本发明的范畴。

请参考图7，图7为本发明网络系统700的第七实施例的示意图。在本实施例中，网络系统700的网络控制装置7200还包含网络切换单元790，用于交换信息，且网络切换单元790具有多个通信端口(Port)79_1～79_N。值得注意的是，第一控制单元710还会判断网络系统700是进入无线网络桥接模式或者路由器模式来决定是否关闭或者开启多个通信端口79_1～79_N中至少一个通信端口所需的电源；当网络系统700进入无线网络桥接模式(AccessPoint，AP，也称为接入点)时，第一控制单元710还会关闭多个通信端口79_1～79_N中至少一个通信端口所需的电源；而当网络系统700进入路由器模式时，第一控制单元710会重新开启已关闭电源的该至少一个通信端口79_1～79_N所需的电源。举例而言，当网络系统700进入无线网络桥接模式时，第一控制单元710会仅继续开启通信端口79_1所需的电源，而关闭其余的通信端口79_2～79_N所需的电源；而当网络系统700进入路由器模式时，第一控制单元710会重新开启通信端口79_2～79_N所需的电源。

上述的实施例仅为用于说明本发明的可行的设计变化，并非本发明的限制条件。毫无疑问地，本领域的技术人员应可了解，在不违背本发明的精神下，图1至图7所提到的网络系统100～700的各种各样的变化皆是可行的。举例而言，可将图1至图7的网络系统100～700任意排列组合成一个新的变化实施例，此亦属于本发明所涵盖的范畴。

请参考图8，图8为本发明网络系统的各耗电状态的示意图，其可适用于图1至图7的网络系统100～700(或变化实施例)中。如图8所示，网络系统包含有多个耗电模式，分别为：初始模式PS0、正常工作模式(亦可称之为高数据量模式)PS1、低数据量模式PS2以及闲置模式PS3。一开始时，网络系统切换成无线网络桥接模式，因此网络系统是处于初始模式PS0，在网络系统完成无线网络桥接模式初始化之后，即进入正常工作模式(亦可称之为高数据量模式)PS1，当网络系统的无线传输率较低时(例如无线传输率小于40Mbps)，网络系统即进入低数据量模式PS2，当网络系统的无线传输率升高时(例如无线传输率大于80Mbps)，网络系统即回复正常工作模式(亦可称之为高数据量模式)PS1。请注意，在网络系统处于低数据量模式PS2时，如果网络系统一段时间(例如超过1秒)没有接收到封包时，为了降低耗电，于是网络系统便会进入闲置模式PS3，直到接收到连续的封包之后，网络系统才会回复至正常工作模式(亦可称之为高数据量模式)PS1。

请注意，上述的第一控制单元可依据传输接口150所传送的数据传输率来调整第一控制单元的处理速度。换言之，在网络系统处于正常工作模式(亦可称之为高数据量模式)PS1下时，可将第一控制单元的处理速度调整为较高速；而当网络系统处于低数据量模式PS2下时，则可将第一控制单元的处理速度调整为较低速，而当网络系统处于闲置模式PS3下时，便可将第一控制单元的处理速度调整为暂停(suspend)状态来进一步节省更多的功率消耗。

请参考图9，图9为本发明应用于网络系统的节电方法的一个操作范例的流程图，其包含(但不局限于)以下的步骤(请注意，假若可获得实质上相同的结果，则这些步骤并不一定要遵照图9所示的执行次序来执行)：

步骤S900：开始。

步骤S901：开启第一连接接口单元以及第二连接接口单元中所需的电源。

步骤S902：检测传输接口的数据传送状态。当传输接口无数据传送时，执行步骤S904；否则，回到步骤S901以持续开启第一连接接口单元以及第二连接接口单元中所需的电源。

步骤S904：关闭第一连接接口单元以及第二连接接口单元中至少一个连接接口单元所需的电源。

步骤S905：检测传输接口的数据传送状态。当传输接口无数据传送时，回到步骤S904以持续关闭第一连接接口单元以及第二连接接口单元中该至少一个连接接口单元所需的电源；否则，执行步骤S906。

步骤S906：重新开启已关闭电源的该至少一个连接接口单元所需的电源。接着，执行步骤S902。

请参照图9所示的各步骤以及图1～图6所示的各组件来理解各组件如何运作，为简洁起见，故于此不再赘述。值得注意的是，第一控制单元是根据检测传输接口的数据传送状态，来决定是否要关闭/开启第一连接接口单元及/或第二连接接口单元所需的电源。

请参考图10，图10为本发明应用于网络系统的节电方法的另一操作范例的流程图，其包含(但不局限于)以下步骤(请注意，假若可获得实质上相同的结果，则这些步骤并不一定要遵照图10所示的执行次序来执行)：

步骤S1000：开始。

步骤S1001：判断网络系统是进入路由器模式或进入无线网络桥接模式。当进入无线网络桥接模式时，则执行步骤S1002；当进入路由器模式时，则执行步骤S1003。

步骤S1002：当进入无线网络桥接模式时，关闭多个通信端口中至少一个通信端口所需的电源。接着，回到步骤S1001。

步骤S1003：当进入路由器模式时，重新开启已关闭电源的该至少一个通信端口所需的电源。接着，回到步骤S1001。

请参照图10所示的各步骤以及图7所示的各组件来理解各组件如何运作，为简洁起见，故于此不再赘述。其中，步骤S1001、S1002、S1003是由第一控制单元所执行的。

上述各流程的步骤仅为本发明所举可行的实施例，并非限制本发明的限制条件，且在不违背本发明的精神的情况下，这些方法可另包含其它的中间步骤或者可将几个步骤合并成单一步骤，以做适当的变化。

以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术特征，并非用于局限本发明的范畴。由上可知，本发明提供一种网络系统、网络控制装置及其节电方法。在无数据传送时，可关闭网络系统中无线网络装置的连接接口单元以及网络控制装置的连接接口单元中至少一个连接接口单元所需的电源，以达到节省功率的目的。再者，在网络系统进入无线网络桥接模式时，可关闭未被使用到的通信端口所需的电源，以避免造成功率消耗的浪费。另外，可搭配唤醒机制以及重置机制来快速重置网络系统并重新开启被关闭的电源。

以上所述仅为本发明的实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修改，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种网络系统，包含：

无线网络装置，包含：

射频单元，用于收发帧；和

第一连接接口单元；

网络控制装置，包含：

第二连接接口单元，经由一传输接口耦接至所述第一连接接口单元，以与所述第一连接接口单元进行数据传输；以及

所述网络系统还包括：

第一控制单元，用于在所述传输接口无数据传送时，关闭所述第一连接接口单元以及所述第二连接接口单元中至少一个连接接口单元所需的电源；

其中，所述网络控制装置还包含：

检测单元，用于检测所述无线网络装置是否产生唤醒信号，其中，所述唤醒信号代表有数据要经由所述传输接口传送，以及当所述检测单元检测到所述唤醒信号时，所述第一控制单元重新启动已关闭电源的所述至少一个连接接口单元所需的电源；

其中，所述网络控制装置还包含：

网络切换单元，用于交换信息，所述网络切换单元具有多个通信端口，当所述网络系统进入无线网络桥接模式时，所述第一控制单元会关闭所述多个通信端口中至少一个通信端口所需的电源。

2.根据权利要求1所述的网络系统，其中，所述网络控制装置还包含：

储存单元，其中，当所述传输接口无数据传送时，所述第一控制单元还关闭所述储存单元所需的电源。

3.根据权利要求2所述的网络系统，其中，所述储存单元是同步动态随机存取内存。

4.根据权利要求3所述的网络系统，其中，当所述检测单元检测到所述唤醒信号时，所述第一控制单元还发出一重置信号至所述第一连接接口单元以及所述第二连接接口单元。

5.根据权利要求1所述的网络系统，其中，还包含：

第二控制单元，其中，当所述检测单元检测到所述唤醒信号时，所述第一控制单元还发出一重置信号至所述第二连接接口单元以及所述第二控制单元，所述第二控制单元在接收到所述重置信号时，重置所述第一连接接口单元。

6.根据权利要求5所述的网络系统，其中，所述第一控制单元设置于所述网络控制装置中，以及所述第二控制单元设置于所述无线网络装置中。

7.根据权利要求5所述的网络系统，其中，所述第一控制单元设置于所述无线网络装置中，以及所述第二控制单元设置于所述网络控制装置中。

8.根据权利要求1所述的网络系统，其中，所述第一控制单元还发出一重置信号至所述第一连接接口单元以及所述第二连接接口单元，以重置所述第一连接接口单元与所述第二连接接口单元。

9.根据权利要求1所述的网络系统，其中，所述第一控制单元在所述网络系统进入路由器模式时，所述第一控制单元还会重新开启已关闭电源的所述至少一个通信端口所需的电源。

10.根据权利要求1所述的网络系统，其中，所述传输接口符合外设互联标准、快捷外设互联标准、迷你外设互联标准或通用序列总线标准。

11.根据权利要求1所述的网络系统，其中，所述第一控制单元还依据所述传输接口所传送的数据传输率来调整所述第一控制单元的处理速度。

12.一种网络控制装置，包含：

网络切换单元，其具有多个通信端口，用于交换信息；以及

控制单元，耦接于所述网络切换单元，用于在所述多个通信端口中至少一个通信端口未联机时，关闭所述至少一个通信端口所需的电源；以及

第二连接接口单元，经由一传输接口耦接至一无线网络装置中的第一连接接口单元，以与所述第一连接接口单元进行数据传输；

其中，所述控制单元还用于在所述传输接口无数据传送时，关闭所述第一连接接口单元以及所述第二连接接口单元中至少一个连接接口单元所需的电源；

其中，所述网络控制装置应用于网络系统中；当所述控制单元关闭所述多个通信端口中至少一个通信端口所需的电源时，所述网络系统进入无线网络桥接模式；以及当所述控制单元重新开启已关闭电源的所述至少一个通信端口所需的电源时，所述网络系统进入路由器模式。

13.一种应用于网络系统的节电方法，所述网络系统包含无线网络装置以及网络控制装置，所述无线网络装置包含用于收发帧的射频单元以及第一连接接口单元，所述网络控制装置包含第二连接接口单元，其经由一传输接口耦接至所述第一连接接口单元，以与所述第一连接接口单元进行数据传输，所述节电方法包含：

检测所述传输接口的数据传送状态；以及

当所述传输接口无数据传送时，关闭所述第一连接接口单元以及所述第二连接接口单元中至少一个连接接口单元所需的电源；

其中，所述网络控制装置还包含网络切换单元，且所述网络切换单元具有多个通信端口，所述方法还包含：

判断所述网络系统进入无线网络桥接模式或者路由器模式；

当所述网络系统进入所述无线网络桥接模式时，关闭所述多个通信端口中至少一个通信端口所需的电源；以及

当所述网络系统进入所述路由器模式时，重新开启已关闭电源的所述至少一个通信端口所需的电源。