CN102821025A - 一种在智能终端上实现的节能方法和智能终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在智能终端上实现的节能方法和智能终端，方法包括：分析接收到的数据包中的包头协议，得到所述数据包的应用类型；将所述应用类型与存放在规则库中的规则进行匹配；当所述应用类型与所述规则库中的第一规则相匹配时，根据所述第一规则中的节能策略调整或维持所述智能终端的处理器当前的工作模式。获取并分析数据包中的包头协议，而不是直接分析数据包中的数据本身，因此能够快速的得到未来短期内智能终端的使用情况，以及根据使用情况对智能终端的处理器当前的工作模式进行调整，以满足节能的需要。

Description

一种在智能终端上实现的节能方法和智能终端

技术领域

本发明涉及智能终端技术，特别是指一种在智能终端上实现的节能方法和智能终端。

背景技术

智能终端越来越普及，其软硬件平台越来越强，应用功能越来越多，用户依赖智能终端实现各种各样的应用，例如利用智能终端实现及时通信(IM)，玩互动网络游戏，接收各种各样的Push信息，参与互动问答等等。然而智能终端电池的续航能力并没有跟上应用多元化和复杂化的发展速度，功耗控制的有限和续航能力的限制严重阻碍了智能终端成为完全替代笔记本电脑和其他上网设备的进程。

智能终端大多根据各种方式的输入实现应用，智能终端在判断当前是否采用节能方案，例如当频繁按键的时候让智能终端工作在最佳性能状态，而一段时间内没有任何输入时，让智能终端工作在节电模式-例如屏幕背光关闭，处理器降频，这种根据人的行为模式和输入情况能够一定程度上降低不必要的电量消耗。

发明人发现现有技术存在如下问题：根据当前和之前一段时间的操作很难正确判断未来短期内智能终端的使用情况，智能终端各种工作模式之间的自动切换无法为用户带来良好的体验，智能终端的各种节能的工作模式之间没有实现平滑过渡。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在智能终端上实现的节能方法和智能终端，用于解决现有技术中，根据当前和之前一段时间的操作很难正确判断未来短期内智能终端的使用情况，智能终端各种工作模式之间的自动切换无法为用户带来良好体验的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种在智能终端上实现的节能方法，包括：步骤一，分析接收到的数据包中的包头协议，得到所述数据包的应用类型；步骤二，将所述应用类型与存放在规则库中的规则进行匹配；步骤三，当所述应用类型与所述规则库中的第一规则相匹配时，根据所述第一规则中的节能策略调整或维持所述智能终端的处理器当前的工作模式。

所述的方法中，所述步骤一中还包括：接收到所述数据包后，对所述数据包进行复制并将复制得到的数据包存放在一缓存区中供分析使用。

所述的方法中，所述步骤二中，匹配包括：将所述应用类型与存放在所述规则库中的各个规则进行比对，当所述应用类型与第一规则中的第一应用类型相同时，确定所述应用类型与所述第一规则相匹配；其中，一个所述规则中至少包括：应用类型和节能策略。

所述的方法中，根据所述第一规则的节能策略调整或维持所述智能终端的处理器当前的工作模式具体包括：检测所述处理器当前的任务负载，当所述任务负载符合一调整阈值时，根据所述第一规则的节能策略调整所述处理器当前的工作模式；当所述任务负载符合一维持阈值时，根据所述第一规则的节能策略维持所述处理器当前的工作模式。

所述的方法中，根据所述第一规则的节能策略调整或维持所述智能终端的处理器当前的工作模式还包括：调节所述处理器的工作频率；其中，所述处理器能够在多个工作频率下工作，每一个所述工作频率对应不同的工作模式和能量消耗。

一种智能终端，包括：规则库单元，用于存放规则库，所述规则库中存放有至少一条规则；数据包分析器，用于分析接收到的数据包中的包头协议得到所述数据包的应用类型；将所述应用类型与存放在所述规则库中的规则进行匹配，当所述应用类型与所述规则库中的第一规则相匹配时通知一自适应功率控制器；自适应功率控制器，用于根据所述第一规则中的节能策略调整或维持所述智能终端的处理器当前的工作模式。

所述的智能终端中，还包括：网络适配单元，用于接收到所述数据包后，对所述数据包进行复制并将复制得到的数据包存放在一缓存区中供分析使用。

所述的智能终端中，还包括：监控器，与所述自适应功率控制器连接，用于检测所述处理器当前的任务负载和工作模式。

所述的智能终端中，所述自适应功率控制器还包括：第一执行单元，用于执行节能操作，包括：当所述任务负载符合一调整阈值时，根据所述第一规则的节能策略调整所述处理器当前的工作模式；当所述任务负载符合一维持阈值时，根据所述第一规则的节能策略维持所述处理器当前的工作模式。

所述的智能终端中，所述自适应功率控制器还包括：第二执行单元，与所述第一执行单元连接，用于根据所述第一执行单元的节能操作，调节所述处理器的工作频率；其中，所述处理器能够在多个工作频率下工作，每一个所述工作频率对应不同的工作模式和能量消耗。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：获取并分析数据包中的包头协议，而不是直接分析数据包中的数据本身，因此能够快速的得到未来短期内智能终端的使用情况，以及根据使用情况对智能终端的处理器当前的工作模式进行调整，以满足节能的需要。

附图说明

图1为本发明实施例一种在智能终端上实现的节能方法流程示意图；

图2为本发明实施例智能终端内部工作原理示意图；

图3为本发明实施例控制智能终端处理器的工作模式的流程示意图；

图4为本发明实施例智能终端结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

智能终端作为通信工具，参与网络活动是它最基本也最核心的工作。在通信的过程中，对网络协议的处理是必不可少的重要环节。智能终端中处理协议的功能模块称为协议栈。3G/4G智能终端是基于IP或者全IP的网络环境进行通信。

针对上述问题和现有解决方案的缺陷，本发明实施例提供一种在智能终端上实现的节能方法，如图1所示，包括：

步骤101，分析接收到的数据包中的包头协议，得到所述数据包的应用类型；

步骤102，将所述应用类型与存放在规则库(Rules)中的规则进行匹配；

步骤103，当所述应用类型与所述规则库中的第一规则相匹配时，根据所述第一规则的节能策略调整或维持所述智能终端的处理器(Processor)当前的工作模式。

应用所提供的技术手段，获取并分析所述数据包中的包头协议，而不是分析数据包中的数据本身，因此能够快速的得到未来短期内智能终端的使用情况，以及根据使用情况对智能终端的处理器当前的工作模式进行调整，以满足节能的需要。

在一个优选实施例中，步骤101之前，智能终端接收数据包从网络上接收射频信号，根据射频信号恢复出基带信号，对基带信号进行编码转换、滤波等操作，最终恢复出数据分组/包。接收到所述数据包后，在分析接收到的数据包中的包头协议之前，对所述数据包进行复制并将复制得到的数据包存放在一缓存区中供分析使用。

在一个优选实施例中，步骤102中，匹配的过程具体包括：将所述应用类型与存放在所述规则库中的各个规则进行比对，当所述应用类型与第一规则中的第一应用类型相同时，确定所述应用类型与所述第一规则相匹配；其中，一个所述规则中至少包括：应用类型和节能策略。数据包的应用类型可以是浏览网页，IP电话，游戏，文字图片输入，即时通信等各种应用。

规则库中的规则可以是简单的匹配规则，例如：

第一规则，如果是RTP报文，则该应用类型的协议对实时性要求高，建议采用处理器超频状态作为工作模式；

第二规则，如果是http报文，则该应用类型的协议对应web应用，对实时性要求和处理器能力都不高，建议采用省电状态作为工作模式；

第三规则，如果是其他报文，则该应用类型的协议对应着普通的应用，建议采用处理器正常工作频率状态作为工作模式。

在一个优选实施例中，步骤103中，根据所述第一规则的节能策略调整或维持所述智能终端的处理器当前的工作模式具体包括：

检测处理器202当前的任务负载和当前的实际功耗；任务负载描述了处理器202当前运行的任务的状态，当前的实际功耗标识了当前的工作模式，各种当前情形包括：

当前情形1a，当前仅运行一个任务，处理器202处于超频状态；

当前情形1b，当前仅运行一个任务，处理器202处于省电状态；

当前情形1c，当前仅运行一个任务，处理器202处于正常工作频率状态。

当前情形2a，当前运行多于一个的任务，且各个任务对处理器性能要求均较低，处理器202处于超频状态；

当前情形2b，当前运行多于一个的任务，且各个任务对处理器性能要求均较低，处理器202处于省电状态；

当前情形2c，当前运行多于一个的任务，且各个任务对处理器性能要求均较低，处理器202处于正常工作频率状态。

当前情形3a，当前运行多于一个的任务并且其中的一个任务对处理器性能要求较高，处理器202处于超频状态；

当前情形3b，当前运行多于一个的任务并且其中的一个任务对处理器性能要求较高，处理器202处于省电状态；

当前情形3c，当前运行多于一个的任务并且其中的一个任务对处理器性能要求较高，处理器202处于正常工作频率状态。

当前情形4，其他对处理器性能要求较低的情形；

当前情形5，其他对处理器性能要求较高的情形。

当所述任务负载符合一调整阈值时，根据所述第一规则的节能策略调整所述处理器当前的工作模式；

当所述任务负载符合一维持阈值时，根据所述第一规则的节能策略维持所述处理器当前的工作模式。其中，任务负载的各种情形中，对处理器性能要求高是指当前的任务负载符合一个调整阈值，

针对上述几种情形，自适应功率控制器204应当在当前处理器202的任务重时不降频，多个并发任务中如果存在一个任务对性能要求高时不降频，并发小任务多的情况下不降频，其他情况可以降频；自适应功率控制器204同时根据处理器202当前的负载状况和节能策略做出适当的节能操作；而且因为来自网络的数据包会有很多，不同的数据包对应着在智能终端同时进行的一系列任务，因此匹配的规则可能不止一条。

基于上述原则，自适应功率控制器204具体执行如下节能操作：

当前情形1a，根据第一规则，应当维持处理器处于当前的工作模式-超频状态；

当前情形1a，根据第二规则，应当调整处理器到省电状态；

当前情形1a，根据第三规则，应当调整处理器到正常工作频率状态；

当前情形1b，根据第一规则，应当调整处理器到超频状态；

当前情形1b，根据第二规则，应当维持处理器处于当前的工作模式-省电状态；

当前情形1b，根据第三规则，应当调整处理器到正常工作频率状态；

当前情形1c，根据第一规则，应当调整处理器到超频状态；

当前情形1c，根据第二规则，应当调整处理器到省电状态；

当前情形1c，根据第三规则，应当维持处理器处于正常工作频率状态。

当前情形2a，根据第一规则，应当维持处理器处于当前的工作模式-超频状态；

当前情形2a，根据第二规则，应当调整处理器到省电状态；

当前情形2a，根据第三规则，应当调整处理器到正常工作频率状态；

当前情形2b，根据第一规则，应当调整处理器到超频状态；

当前情形2b，根据第二规则，应当维持处理器处于当前的工作模式-省电状态；

当前情形2b，根据第三规则，应当调整处理器到正常工作频率状态；

当前情形2c，根据第一规则，应当调整处理器到超频状态；

当前情形2c，根据第二规则，应当调整处理器到省电状态；

当前情形2c，根据第三规则，应当维持处理器处于正常工作频率状态。

当前情形3a，根据第一规则，应当维持处理器处于当前的工作模式-超频状态；

当前情形3a，根据第二规则，应当调整处理器到省电状态；

当前情形3a，根据第三规则，应当调整处理器到正常工作频率状态；

当前情形3b，根据第一规则，应当调整处理器到超频状态；

当前情形3b，根据第二规则，应当维持处理器处于当前的工作模式-省电状态；

当前情形3b，根据第三规则，应当调整处理器到正常工作频率状态；

当前情形3c，根据第一规则，应当调整处理器到超频状态；

当前情形3c，根据第二规则，应当调整处理器到省电状态；

当前情形3c，根据第三规则，应当维持处理器处于正常工作频率状态。

当前情形4，其他对处理器性能要求较低的情形，根据相应的规则，调整或者维持处理器的工作模式；

当前情形5，其他对处理器性能要求较高的情形，根据相应的规则，调整或者维持处理器的工作模式。

上述各种当前情形1-5中，针对处理器202当前的负载状况和不同的节能策略，自适应功率控制器204执行了不同的节能操作，其中，对于每一种当前情形，最多可能接收到三个规则中的节能策略，并执行三种不同的节能操作。当各个节能策略之间出现冲突时，执行节能操作的原则包括：在当前处理器202的任务重时不降频，多个并发任务中如果存在一个任务对性能要求高时不降频，并发小任务多的情况下不降频。

在一个应用场景中，因为来自网络的数据包会有很多，不同的数据包对应着在智能终端同时进行的一系列任务，因此匹配的规则可能不止一条。由于规则是人为指定的，并不能保证一定不出现规则适用的重叠，例如可以存在2个规则分别是：

规则A：如果是RTP报文，RTP报文对实时性要求高，处理器应超频工作；

规则B：如果当前处理器的负载不足10％，应降频节能。

规则A和规则B在多数场合下可以分别得到正确的应用，但在一些特定的场合中有可能同时被采用，此时，应当遵循如下原则采用其中的某一个规则：

1，在处理器202当前的任务重时不降频；

2，多个并发任务中如果存在一个任务对性能要求高时不降频；

3，并发小任务多的情况下不降频；

4，即将到来的任务对性能要求高时不降频；

5，其他情况可以降频。

自适应功率控制器204根据上述原则4会选择规则A，即不对处理器202进行降频。

在一个优选实施例中，根据所述第一规则的节能策略调整或维持所述智能终端的处理器当前的工作模式还包括：调节所述处理器的工作频率；其中，所述处理器能够在多个工作频率下工作，每一个所述工作频率需要消耗不同的能量。

在一个优选实施例中，在现有的智能终端上应用所提供的方法。智能终端中主要的功能模块包括：网络适配单元(NIC)201，处理器202，监控器(Monitor)203，自适应功率调控器(APC，Adaptive Power Controller)204，数据包分析器(PA，Packet Analyzer)205和数据包缓冲器(PB，Packet Buffer)206，各个功能模块中：

网络适配单元201，包括接收无线电信号，将无线电信号的射频信息恢复为数据包的设备器件，用于将无线电信号恢复为数据包。

数据包缓冲器206，与网络适配单元201连接，用于缓存数据包，以便处理器202能够对其中存放的数据包进行块读，给数据包分析器205预留一定的时间窗口进行分析，以及为自适应功率控制器204预留出一定的时间窗口采取措施调整功耗。

数据包分析器205，与数据包缓冲器206和自适应功率控制器204连接，包括一个可编程的数据包解析器(Parser)并存放或连接一个规则库，从数据包缓冲器206中读取数据包，由数据包解析器分析数据包包头的协议类型和个别关键字，获取智能终端将要执行的任务的应用类型；数据包分析器205将所述应用类型与存放在规则库(Rules)中的规则进行匹配，当应用类型与所述规则库中的第一规则相匹配时，将第一规则或者第一规则中的节能策略发送给自适应功率控制器204。

自适应功率控制器204，与数据包分析器205、监控器203和处理器202连接，用于当数据包的应用类型与规则库中的第一规则相匹配时，根据来自数据包分析器205的第一规则的节能策略，以及监控器203检测处理器202得到的实际功耗和负载情况，调整或维持智能终端的处理器202当前的工作模式。

监控器203，与自适应功率控制器204和处理器202连接，用于检测处理器202，将检测处理器202得到的实际功耗和负载情况提供给自适应功率控制器204。

处理器202，可以采用诸如MIPS，ARM，PowerPC之类的嵌入式处理器，本发明实施例中的处理器202包括处理器硬件和运行在该处理器上的逻辑代码。

在一个应用场景中，智能终端通过在接收网络信息的最前端加入判断网络协议类型和/或应用类型的简单硬件逻辑，从而提供早期的电能预测信息，达到微调控制智能终端的处理器的工作模式，如图3所示，包括：

步骤301，智能终端从网络接收数据包，具体包括：从网络上接收射频信号，根据射频信号恢复出基带信号，对基带信号进行编码转换、滤波等操作，最终恢复出数据分组/包。

步骤302，智能终端在将数据包送交协议栈进行处理前，暂时把数据包存储在先进先出(FIFO)的缓冲区。

协议栈由处理器和该处理器上运行的软件逻辑组成。

步骤303，将数据包被拷贝到数据包分析器205，数据包分析器205分析数据包的包头协议并在规则库里进行匹配查找相应的规则，数据包分析器205根据查找到的规则，将该规则包含的节能策略告知自适应功率控制器204；

其中，数据包分析器205仅需分析包头协议，不需要分析数据包的内容，因此分析操作非常的高效快速。

步骤304，自适应功率控制器204同时根据监控器203探知的处理器202当前的负载状况和来自数据包分析器205的节能策略做出适当的节能操作。转步骤305，并转步骤306。

数据包分析器205预测的规则可能不止一条，因为来自网络的数据包会有很多，不同的数据包对应着在智能终端同时进行的一系列任务。节能操作包括诸如调节处理器频率等，这些节能操作都是根据处理器202的日常运行得到的经验数据并预先存放在自适应功率控制器204的节电控制逻辑里面。

步骤305，监控器检测处理器的状态并生成状态信息，包括当前的负载和实际的能耗设置，将状态信息实时的通知自适应功率控制器204，以便自适应功率控制器204做出节电判断，修正当前的节能操作。

并根据预先设置的调节周期，返回步骤304。

步骤306，处理器在自适应功率控制器204的调节下，在合适的工作模式下完成不同的任务。

在一个优选实施例中，智能终端还包括一个修正单元，与自适应功率调控器204连接，用于在自适应功率调控器204根据第一规则中的节能策略调整或维持智能终端的处理器202当前的工作模式的过程中，修正单元与自适应功率调控器204配合工作，用于当前处理器的任务重时不降频；多个并发任务中如果存在一个任务对性能要求高时不降频；并发小任务多的情况下不降频；其他情况下则允许降频。

本发明实施例提供一种智能终端，如图4所示，包括：

规则库单元207，用于存放规则库，所述规则库中存放有至少一条规则；

数据包分析器205，用于分析接收到的数据包中的包头协议得到所述数据包的应用类型；将所述应用类型与存放在所述规则库中的规则进行匹配，当所述应用类型与所述规则库中的第一规则相匹配时通知一自适应功率控制器204；

自适应功率控制器204，用于根据所述第一规则中的节能策略调整或维持所述智能终端的处理器当前的工作模式。

应用所提供的技术手段，获取并分析所述数据包中的包头协议，而不是分析数据包中的数据本身，因此能够快速的得到未来短期内智能终端的使用情况，以及根据使用情况对智能终端的处理器当前的工作模式进行调整，以满足节能的需要。

智能终端中还包括：

网络适配单元，用于接收到所述数据包后，对所述数据包进行复制并将复制得到的数据包存放在一缓存区中供分析使用。

智能终端中还包括：

监控器，与所述自适应功率控制器204连接，用于检测所述处理器当前的任务负载和工作模式。

智能终端中，所述自适应功率控制器204还包括：

第一执行单元，用于执行节能操作，包括：

当所述任务负载符合一调整阈值时，根据所述第一规则的节能策略调整所述处理器当前的工作模式；

当所述任务负载符合一维持阈值时，根据所述第一规则的节能策略维持所述处理器当前的工作模式。

所述自适应功率控制器204还包括：

第二执行单元，与所述第一执行单元连接，用于根据所述第一执行单元的节能操作，调节所述处理器的工作频率；其中，所述处理器能够在多个工作频率下工作，每一个所述工作频率对应不同的工作模式和能量消耗。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：基于分析网络通信内容后执行节能操作的节电机制，分析智能终端的通信流量/内容，预测未来智能终端是否会工作在对性能要求高的模式，并根据预测的结果动态的调节智能终端的工作模式，优势在于根据实际通信内容的预测所执行的节能操作更加精确，更能有针对性的节电跟传统的方法互补并结合运用，灵活而具有弹性，可以适用于多种应用的预测。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种在智能终端上实现的节能方法，其特征在于，包括：

步骤一，分析接收到的数据包中的包头协议，得到所述数据包的应用类型；

步骤二，将所述应用类型与存放在规则库中的规则进行匹配；

步骤三，当所述应用类型与所述规则库中的第一规则相匹配时，根据所述第一规则中的节能策略调整或维持所述智能终端的处理器当前的工作模式。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一中还包括：

接收到所述数据包后，对所述数据包进行复制并将复制得到的数据包存放在一缓存区中供分析使用。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，匹配包括：

将所述应用类型与存放在所述规则库中的各个规则进行比对，当所述应用类型与第一规则中的第一应用类型相同时，确定所述应用类型与所述第一规则相匹配；

其中，一个所述规则中至少包括：应用类型和节能策略。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一规则的节能策略调整或维持所述智能终端的处理器当前的工作模式具体包括：

检测所述处理器当前的任务负载，

当所述任务负载符合一调整阈值时，根据所述第一规则的节能策略调整所述处理器当前的工作模式；

当所述任务负载符合一维持阈值时，根据所述第一规则的节能策略维持所述处理器当前的工作模式。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一规则的节能策略调整或维持所述智能终端的处理器当前的工作模式还包括：

调节所述处理器的工作频率；其中，所述处理器能够在多个工作频率下工作，每一个所述工作频率对应不同的工作模式和能量消耗。

6.一种智能终端，其特征在于，包括：

规则库单元，用于存放规则库，所述规则库中存放有至少一条规则；

数据包分析器，用于分析接收到的数据包中的包头协议得到所述数据包的应用类型；将所述应用类型与存放在所述规则库中的规则进行匹配，当所述应用类型与所述规则库中的第一规则相匹配时通知一自适应功率控制器；

自适应功率控制器，用于根据所述第一规则中的节能策略调整或维持所述智能终端的处理器当前的工作模式。

7.根据权利要求6所述的智能终端，其特征在于，还包括：

网络适配单元，用于接收到所述数据包后，对所述数据包进行复制并将复制得到的数据包存放在一缓存区中供分析使用。

8.根据权利要求6所述的智能终端，其特征在于，还包括：

监控器，与所述自适应功率控制器连接，用于检测所述处理器当前的任务负载和工作模式。

9.根据权利要求8所述的智能终端，其特征在于，所述自适应功率控制器还包括：

第一执行单元，用于执行节能操作，包括：

当所述任务负载符合一调整阈值时，根据所述第一规则的节能策略调整所述处理器当前的工作模式；

当所述任务负载符合一维持阈值时，根据所述第一规则的节能策略维持所述处理器当前的工作模式。

10.根据权利要求9所述的智能终端，其特征在于，所述自适应功率控制器还包括：

第二执行单元，与所述第一执行单元连接，用于根据所述第一执行单元的节能操作，调节所述处理器的工作频率；其中，所述处理器能够在多个工作频率下工作，每一个所述工作频率对应不同的工作模式和能量消耗。

Images