CN103414574B - PoE设备及其输出功率控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种PoE设备及其输出功率控制方法，该方法包括：CPLD根据电源的PG信号检测电源的在位情况，在检测到电源的在位情况发生改变后，向CPU获取改变后在位的各个电源的电源种类；CPLD根据改变后在位的电源的个数m以及每个在位电源的种类，按照预设的状态转移关系，经过至少一次跳转将PowerBank状态切换到一个m电源状态，将PowerBank信号的值更新为切换到的m电源状态的状态值，并输出给PoE模块；其中，切换到的m电源状态对应的电源种类集合由改变后在位的各电源的种类组合而成；PoE模块根据输入的PowerBank信号的值为切换到的m电源状态的状态值，在功率分配表中查找到与切换到的m电源状态的状态值对应的功率值，并按照查找到的功率值进行输出功率管理。

Description

PoE设备及其输出功率控制方法

技术领域

本申请涉及PoE供电技术领域，特别涉及一种PoE设备及其输出功率控制方法。

背景技术

PoE（Power over Ethernet，以太网供电）也被称为基于局域网的供电系统（PoL，Power over LAN）或有源以太网（Active Ethernet），有时也被简称为以太网供电，指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一些基于IP（Internet Protocol，因特网协议）的终端设备（如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等）传输数据信号的同时，还能为此类终端设备提供直流供电的技术。POE技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运作，最大限度地降低成本。

现有技术的PoE设备的结构示意图如图1所示，包括：CPU（Central ProcessingUnit，中央处理器）、PoE模块和插在电源槽位上的可插拔的电源。电源的PG（PowerGood，电源好，其作用是证明这个信号所代表的电源输出正常）信号汇总到PoE模块和CPU。目前业界常用的控制PoE设备的输出功率的方法为：

POE模块的软件存储在FLASH（闪存）中，通过上电、复位直接将POE模块的软件拷贝到POE模块中的Tables（表）A和Tables B中，其中，Tables A为最小的功率分配表，Tables B为精确的功率分配表，每一个功率分配表中记录了电源在位（即有效）情况（通过PG信号获知）与功率值之间的映射关系，例如，1个电源在位对应的功率值，2个电源在位对应的功率值等。同一种电源在位情况在Tables A中对应的功率值要小于在Tables B中对应的功率值。

系统上电后，PoE模块使用Tables A来输出对应功率值的电压。系统正常工作过程中，CPU中的软件会按照预定时间间隔进行轮询，根据电源的PG信号查看当前电源的在位状态以及根据Ch（Channel，信道）信号获取在位电源的电源类型，根据轮询结果向PoE模块发送有效的命令修改Tables B，即，修改电源在位情况对应的功率值，PoE模块就可以根据电源PG信号确定电源在位情况并进而根据该电源在位情况在Tables B中查找到对应的功率值，并按照查找到的功率值进行输出功率管理。具体的，按照查找到的功率值进行输出功率管理就是根据查找到的功率值打开或者关闭PoE设备上的端口，PoE设备通过这些端口向连接至该PoE设备的终端设备输出信号和提供电源。

在现有的输出功率控制方法中，通过CPU软件周期性地轮询电源在位情况以及识别电源类型，然后根据轮询结果修改Tables B来实现PoE模块的输出功率的动态控制，导致切换速度较慢，适时性较差，满足不了PoE设备的输出功率快速切换的需求。

发明内容

本申请提供了一种PoE设备及其输出功率控制方法，以解决现有技术中存在的切换速度较慢的问题。

本申请的技术方案如下：

一方面，提供了一种PoE设备的输出功率控制方法，PoE设备中包括：CPLD、PoE模块和CPU，该方法包括：

CPLD根据电源的PG信号检测电源的在位情况，在检测到电源的在位情况发生改变后，向CPU获取改变后在位的各个电源的电源种类；

CPLD根据改变后在位的电源的个数m以及每个在位电源的种类，按照预设的状态转移关系，经过至少一次跳转将PowerBank状态切换到一个m电源状态，将PowerBank信号的值更新为切换到的m电源状态的状态值，并输出给PoE模块；其中，0≤m≤Sum1，m为自然数，Sum1为PoE设备上的电源槽位数，切换到的m电源状态对应的电源种类集合由改变后在位的各电源的种类组合而成；其中，在每一次跳转时，从当前电源状态切换到下一电源状态，下一电源状态对应的电源个数比当前电源状态对应的电源个数多或少1个；

PoE模块根据输入的PowerBank信号的值为切换到的m电源状态的状态值，在本地的功率分配表中查找到与切换到的m电源状态的状态值对应的功率值，并按照查找到的功率值进行输出功率管理。

另一方面，还提供了一种PoE设备，PoE设备中包括：CPLD、PoE模块和CPU，该PoE设备包括：

检测模块，用于触发CPLD根据电源的PG信号检测电源的在位情况；

获取模块，用于触发CPLD在检测到电源的在位情况发生改变后，向CPU获取改变后在位的各个电源的电源种类；

切换模块，用于触发CPLD根据改变后在位的电源的个数m以及每个在位电源的种类，按照预设的状态转移关系，经过至少一次跳转将PowerBank状态切换到一个m电源状态，将PowerBank信号的值更新为切换到的m电源状态的状态值，并输出给PoE模块；其中，0≤m≤Sum1，m为自然数，Sum1为PoE设备上的电源槽位数，切换到的m电源状态对应的电源种类集合由改变后在位的各电源的种类组合而成；其中，在每一次跳转时，从当前电源状态切换到下一电源状态，下一电源状态对应的电源个数比当前电源状态对应的电源个数多或少1个；

查找输出模块，用于触发PoE模块根据输入的PowerBank信号的值为切换到的m电源状态的状态值，在本地的功率分配表中查找到与切换到的m电源状态的状态值对应的功率值，并按照查找到的功率值进行输出功率管理。

通过本申请的技术方案，本实施例的技术方案中，通过CPLD来检测电源的在位情况的变化，在检测到电源的在位情况发生改变后，向CPU获取改变后在位的各个电源的电源种类，CPLD可以根据改变后在位的电源的个数m以及m个电源的种类，按照预设的状态转移关系，经过至少一次跳转将PowerBank状态切换到一个m电源状态，将PowerBank信号的值更新为切换到的m电源状态的状态值，并输出给PoE模块，从而由PoE模块根据输入的PowerBank信号的值为切换到的m电源状态的状态值，在本地的功率分配表中查找到与切换到的m电源状态的状态值对应的功率值，并按照查找到的功率值进行输出功率管理，实现了通过控制PowerBank信号的值的切换来控制PoE设备的输出功率的目的。在现有技术中通过CPU软件来周期性地轮询电源的在位情况和电源种类刷新表B，实现对PoE设备的输出功率的切换，软件的处理速度一般最快能达到毫秒级，而本申请实施例中通过CPLD来检测电源的在位情况，在检测到电源的在位情况发生改变后，利用状态转移关系对PowerBank状态进行切换以及对PowerBank信号的值进行更新，来实现对PoE设备的输出功率的切换，CPLD是硬件，硬件的处理速度一般最快能达到纳秒级，要比软件的速度快得多，因此，能够解决现有技术中存在的切换速度较慢的问题，可以实现纳秒级切换。

并且，无需CPU软件刷新表B，PoE模块中只需保存一个功率分配表，不再通过CPU软件来维护控制PoE模块的输出功率。

附图说明

图1是现有技术的PoE设备的结构示意图；

图2是本申请实施例的PoE设备的结构示意图；

图3是本申请实施例一的状态转移关系的示意图；

图4是本申请实施例一的PoE设备的输出功率控制方法的流程图；

图5是本申请实施例二的PoE设备的结构示意图；

图6是本申请实施例三的PoE设备的功能模块的结构示意图。

具体实施方式

为了现有技术中存在的切换速度较慢的问题，本申请的以下实施例中提供了一种PoE设备的输出功率控制方法，以及一种可以应用该方法的PoE设备。

如图2所示，以下实施例的PoE设备中包括：CPLD（Complex Programmable LogicDevice，复杂可编程逻辑器件）、PoE模块和CPU（Center Process Unit，中央处理器）。CPLD与CPU连接，CPLD与PoE模块和电源槽位的连接器连接，CPU与连接器连接。可插拔电源的PG信号通过连接器汇总到CPLD，PoE模块使用的PowerBank（PoE功率门限）信号由CPLD给出。

当一个电源有效时，即，该电源插入电源槽位且上电，电源的PG信号的值为1，当该电源变为无效时，即，该电源拔出电源槽位或下电，电源的PG信号的值会变为0。因此，CPLD可以根据电源的PG信号来检测电源的在位情况（或在位状态），即，电源的有效性，进而获取到在位的电源的个数。

CPLD捕捉到PG信号的变化后，以INT（Interrupt，中断）形式上报给CPU，CPU通过信道Ch与当前在位的电源通信来获取电源的电源种类，并会把电源的电源种类告知给CPLD。

实施例一

本申请的实施例一的PoE设备的输出功率控制方法，包括以下几个阶段的内容：

1、初始上电阶段

在该阶段中，PoE设备的输出功率控制方法包括以下步骤：

步骤S102，在PoE设备上电之后且CPU启动成功之前，CPLD令PowerBank状态进入0电源状态，将PowerBank信号的值置为0电源状态的状态值并输出给PoE模块；

PoE设备初始上电后，CPLD会默认电源类型未知，因此，会令PowerBank状态进入0电源状态，0电源状态即为电源类型不可识别的状态，并将PowerBank信号的值置为0电源状态的状态值输出给PoE模块。

步骤S104，PoE模块根据输入的PowerBank信号的值为0电源状态的状态值，在本地的功率分配表中查找到与0电源状态的状态值对应的功率值，并按照查找到的功率值进行输出功率管理。

功率分配表中记录有PowerBank信号的值（即状态值）与功率值的映射关系，不同PowerBank信号的值对应的功率值不同。为了保证系统的可靠性，0电源状态的状态值对应的功率值为最小功率值。

步骤S106，在CPU启动成功之后，CPLD根据检测到的电源的在位情况，向CPU获取当前在位的各个电源的电源种类；

在CPU启动成功之后，CPU通过信道Ch与当前在位的电源通信来获取电源的电源种类，并会把电源的电源种类告知给CPLD。具体的，CPU可以将获取的电源的电源种类写入到CPLD中的电源类型寄存器中，以便CPLD进行读取。如果CPU获取电源类型失败，则CPU不会刷新电源类型寄存器中的电源种类，因此，CPLD就不做对PowerBank状态进行切换。

步骤S108，CPLD根据检测到的当前在位的电源的个数n以及n个电源的电源种类，按照预设的状态转移关系，经过至少一次跳转将PowerBank状态从0电源状态切换到一个n电源状态，将PowerBank信号的值从0电源状态的状态值更新为切换到的n电源状态的状态值，并输出给PoE模块；其中，1≤n≤Sum1，Sum1为PoE设备上的电源槽位数（即PoE设备上最多可插入的电源数），n为自然数，切换到的n电源状态对应的电源种类集合由当前在位的各电源的种类组合而成；其中，在每一次跳转时，从当前电源状态切换到下一电源状态，下一电源状态对应的电源个数比当前电源状态对应的电源个数多或少1个；即，下一电源状态对应的电源种类集合比当前电源状态对应的电源种类集合多或少1个元素；

在实际实施过程中，预设的状态转移关系可以由逻辑状态机来实现。在该状态转移关系中有Sum1+1种电源状态：0电源状态、1电源状态、2电源状态、…、Sum1电源状态，其中，1电源状态、2电源状态、…、Sum1电源状态中的每一种电源状态有多个，即，有多个1电源状态，多个2电源状态、…、多个Sum1电源状态。

在状态转移关系中，0电源状态可切换到所有1电源状态，每一个1电源状态对应的电源种类集合为一个电源种类组成的集合，各个1电源状态对应的电源种类集合互不相同。即，每一个1电源状态对应的电源种类集合中仅有1个元素，该元素是一个电源种类。

j电源状态有多个，每一个j电源状态对应的电源种类集合为j个电源种类组成的集合，各个j电源状态对应的电源种类集合互不相同；每一个j电源状态可切换到至少一个j-1电源状态和多个j+1电源状态，该j电源状态可切换到的j-1电源状态对应的电源种类集合是该j电源状态对应的电源种类集合减去一个电源种类得到的，该j电源状态可切换到的j+1电源状态对应的电源种类集合是该j电源状态对应的电源种类集合加上一个电源种类得到的，其中，j＝1,2,3,...,Sum1-1。即，每一个j电源状态对应的电源种类集合中有j个元素，每一个元素是一个电源种类，该j电源状态可切换到的j-1电源状态对应的电源种类集合是：该j电源状态对应的电源种类集合减去一个元素得到的，该j电源状态可切换到的j+1电源状态对应的电源种类集合是：该j电源状态对应的电源种类集合加上一个元素得到的。

Sum1电源状态有多个，每一个Sum1电源状态对应的电源种类集合为Sum1个电源种类组成的集合，各个Sum1电源状态对应的电源种类集合互不相同；每一个Sum1电源状态可切换到多个Sum1-1电源状态，该Sum1电源状态可切换到的Sum1-1电源状态对应的电源种类集合是该Sum1电源状态对应的电源种类集合减去一个电源种类得到的。即，每一个Sum1电源状态对应的电源种类集合中有Sum1个元素，每一个元素是一个电源种类，每一个Sum1电源状态可切换到的Sum1-1电源状态对应的电源种类集合是：该Sum1电源状态对应的电源种类集合减去一个元素得到的。

另外，状态转移关系中的所有电源状态的状态值互不相同。

例如，假设Sum1=2，电源种类共有2种分别为种类A、B，此时，状态转移关系的示意图如图3所示，在图3中，一个方框对应一个电源状态，1电源状态共有2个：对应的电源种类集合为{A}的1电源状态（记为1电源状态{A}）和对应的电源种类集合为{B}的1电源状态（记为1电源状态{B}）。2电源状态共有3个：对应的电源种类集合为{A+A}的2电源状态（记为2电源状态{A+A}），对应的电源种类集合为{A+B}的2电源状态（记为2电源状态{A+B}），和对应的电源种类集合为{B+B}的2电源状态（记为2电源状态{B+B}），其中，0电源状态可切换到所有的1电源状态，1电源状态{A}可切换到0电源状态、2电源状态{A+A}和2电源状态{A+B}，1电源状态{B}可切换到0电源状态、2电源状态{A+B}和2电源状态{B+B}，2电源状态{A+A}可切换到1电源状态{A}，2电源状态{A+B}可切换到1电源状态{A}和1电源状态{B}，2电源状态{B+B}可切换到1电源状态{B}。

在图3中，每一个电源状态旁边的椭圆形中的数值为该电源状态的状态值，所有电源状态的状态值各不相同。

因此，CPLD根据在位电源的个数和在位电源的电源种类，可以将PowerBank状态切换到对应的电源状态。可以看出，本实施例中，不考虑每一个电源状态对应的电源种类集合中的各个电源种类的排列顺序，即，只与在位电源的电源种类的组合相关，而与在位电源所在的电源槽位顺序无关。

这样，按照上述的状态转移关系，当2≤n≤Sum1时，步骤S108中，将PowerBank状态从0电源状态切换到一个n电源状态的方法包括以下步骤11-12：

步骤11：将PowerBank状态从0电源状态切换到一个1电源状态，其中，切换到的1电源状态对应的电源种类集合由当前在位的n个电源中的一个电源的种类组合而成；

步骤12：重复执行以下步骤：将PowerBank状态从切换到的i电源状态切换到一个i+1电源状态，然后令i＝i+1，i＝1,2,3,...,n-1，其中，切换到的i+1电源状态对应的电源种类集合由当前在位的n个电源中的i+1个电源的种类组合而成。

从步骤11-12可以看出，在从0电源状态切换到一个n电源状态的过程中，是逐步进行切换的，即，从0电源状态→一个1电源状态→一个2电源状态→一个3电源状态→…→该n电源状态。

步骤S110，PoE模块根据输入的PowerBank信号的值为切换到的n电源状态的状态值，在功率分配表中查找到与切换到的n电源状态的状态值对应的功率值，并按照查找到的功率值进行输出功率管理。

2、正常工作阶段

如图4所示，在该阶段中，PoE设备的输出功率控制方法包括以下步骤：

步骤S202，CPLD根据电源的PG信号检测电源的在位情况，在检测到电源的在位情况发生改变后，向CPU获取改变后在位的各个电源的电源种类；

在实际实施过程中，CPLD向CPU获取改变后在位的各个电源的电源种类的方法可以是：CPLD捕捉到PG信号的变化后，以INT（Interrupt，中断）形式上报给CPU，CPU通过信道Ch与当前在位的电源通信来获取电源的电源种类，并会把电源的电源种类告知给CPLD。具体的，CPU可以将获取的电源的电源种类写入到CPLD中的电源类型寄存器中，以便CPLD进行读取。

步骤S204，CPLD根据改变后在位的电源的个数m以及每个在位电源的种类，按照状态转移关系，经过至少一次跳转将PowerBank状态切换到一个m电源状态，将PowerBank信号的值更新为切换到的m电源状态的状态值，并输出给PoE模块；其中，0≤m≤Sum1，m为自然数，切换到的m电源状态对应的电源种类集合由所述改变后在位的各电源的种类组合而成；其中，在每一次跳转时，从当前电源状态切换到下一电源状态，下一电源状态对应的电源个数比当前电源状态对应的电源个数多或少1个；即，下一电源状态对应的电源种类集合比当前电源状态对应的电源种类集合多或少1个元素；

步骤S206，PoE模块根据输入的PowerBank信号的值为切换到的m电源状态的状态值，在本地的功率分配表中查找到与切换到的m电源状态的状态值对应的功率值，并按照查找到的功率值进行输出功率管理。

具体的，按照查找到的功率值进行输出功率管理就是根据查找到的功率值打开或者关闭PoE设备上的端口，使得这些端口输出的电压的总功率等于该查找到的功率值，查找到的功率值越大，则处于打开状态的端口也就越多，其中，PoE设备通过这些端口向连接至该PoE设备的终端设备输出信号和提供电源。

本实施例的技术方案中，通过CPLD来检测电源的在位情况的变化，在检测到电源的在位情况发生改变后，向CPU获取改变后在位的各个电源的电源种类，CPLD可以根据改变后在位的电源的个数m以及m个电源的种类，按照预设的状态转移关系，经过至少一次跳转将PowerBank状态切换到一个m电源状态，将PowerBank信号的值更新为切换到的m电源状态的状态值，并输出给PoE模块，从而由PoE模块根据输入的PowerBank信号的值为切换到的m电源状态的状态值，在本地的功率分配表中查找到与切换到的m电源状态的状态值对应的功率值，并按照查找到的功率值进行输出功率管理，实现了通过控制PowerBank信号的值的切换来控制PoE设备的输出功率的目的。在现有技术中通过CPU软件来周期性地轮询电源的在位情况和电源种类刷新表B，实现对PoE设备的输出功率的切换，软件的处理速度一般最快能达到毫秒级，而本申请实施例中通过CPLD来检测电源的在位情况，在检测到电源的在位情况发生改变后，利用状态转移关系对PowerBank状态进行切换以及对PowerBank信号的值进行更新，来实现对PoE设备的输出功率的切换，CPLD是硬件，硬件的处理速度一般最快能达到纳秒级，要比软件的速度快得多，因此，能够解决现有技术中存在的切换速度较慢的问题，可以实现纳秒级切换。

并且，无需CPU软件刷新表B，PoE模块中只需保存一个功率分配表，不再通过CPU软件来维护控制PoE模块的输出功率。

为了保证插拔电源时，PowerBank状态切换的可靠性和有效性，对于上述状态转移关系中各个电源状态的状态值的设置可以规定为：当状态值用二进制数值表示时，每一个1电源状态的二进制状态值是将0电源状态的二进制状态值中的一个比特位由第一值修改为第二值得到的；每一个j电源状态可切换到的j+1电源状态的二进制状态值是将该j电源状态的二进制状态值中的一个比特位由第一值修改为第二值得到的，其中，j＝1,2,3,...,Sum1-1，当第一值为0时，第二值为1，当第一值为1时，第二值为0。

这样，PowerBank状态在相邻的电源状态之间进行切换时，PowerBank信号的二进制数值的改变只有一个比特位会变化，由0变为1，或由1变为0，即，只有单沿变化，从而有效避免了双沿变化产生的冒险、竞争现象的发生，避免产生中间态。

以如图3所示的状态转移关系为例，0电源状态的状态值为000，2个1电源状态的状态值分别为：001和100，均是将000中的一个比特位由0修改为1得到的；2电源状态{A+A}和2电源状态{A+B}的状态值011和101均是将1电源状态{A}的状态值001中的一个比特位由0修改为1得到的；2电源状态{A+B}和2电源状态{B+B}的状态值101和110均是将1电源状态{B}的状态值100中的一个比特位由0修改为1得到的。

实施例二

以实施例一中的状态转移关系如图3所示、PoE设备的结构如图5所示为例，对上述实施例一中的方法进行详细说明。此时，Sum1=2，电源种类共有2种分别为种类A、B，

对于如图3所示的状态转移关系的描述可以参见实施例一，这里不再赘述。由于PoE模块的反应时间根据厂家反馈正常情况为2us，因此，PowerBank状态的切换时间应该小于2us，并且是切换速度越快越好。

（1）初始上电阶段

在该阶段中，包括以下步骤：

步骤S302，上电后，CPU未启动成功之前，由于此时CPU无法识别电源种类，因此，CPLD无法获知当前在位的电源的电源类型，默认将PowerBank状态定为0电源状态，将PowerBank信号的值置为0电源状态的状态值000；

步骤S304，CPU启动完成以后，CPU将获取到的当前在位的电源的电源种类告知给CPLD，CPLD根据当前在位的电源的个数和种类，按照如图3所示的状态转移关系，对PowerBank状态进行切换，并将PowerBank信号的值更新为切换到的电源状态的状态值。具体的：

如果当前在位的电源的个数为1且该电源的电源种类为A，则将PowerBank状态从0电源状态切换为1电源状态{A}，并将PowerBank信号的值从000更新为001；

如果当前在位的电源的个数为1且该电源的电源种类为B，则将PowerBank状态从0电源状态切换为1电源状态{B}，并将PowerBank信号的值从000更新为100；

如果当前在位的电源的个数为2且这2个电源的电源种类为A和A，则会先将PowerBank状态从0电源状态切换为1电源状态{A}，再从1电源状态{A}切换到2电源状态{A+A}，相应的，会先将PowerBank信号的值从000更新为001，再从001更新为011；

如果当前在位的电源的个数为2且这2个电源的电源种类为B和B，则会先将PowerBank状态从0电源状态切换为1电源状态{B}，再从1电源状态{B}切换到2电源状态{B+B}，相应的，会先将PowerBank信号的值从000更新为100，再从100更新为110；

如果当前在位的电源的个数为2且这2个电源的电源种类为A和B，则会先将PowerBank状态从0电源状态切换为1电源状态{A}（或1电源状态{B}），再从该1电源状态{A}（或1电源状态{B}）切换到2电源状态{A+B}，相应的，会先将PowerBank信号的值从000更新为001（或100），再从001（或100）更新为101。

（2）从1电源状态切换到2电源状态

假设当前只有一个电源，PowerBank状态处于1电源状态{A}，PowerBank信号的值为001，之后又插入一个电源，此时，包括以下步骤：

步骤S402，CPLD根据电源的PG信号的变化，检测到电源的在位情况发生了改变，即，由在位的电源由1个增加为了2个，上报给CPU，CPU获取改变后在位的电源的电源种类后，告知给CPLD；

步骤S404，CPLD根据改变后在位的2个电源和这2个电源的电源种类，将PowerBank状态从1电源状态{A}切换到一个2电源状态，并将PowerBank信号的值从001更新为切换到的2电源状态的状态值。具体的：

如果后插入的电源的电源种类为B，则将PowerBank状态从1电源状态{A}切换到2电源状态{A+B}，并将PowerBank信号的值从001更新为101；

如果后插入的电源的电源种类为A，则将PowerBank状态从1电源状态{A}切换到2电源状态{A+A}，并将PowerBank信号的值从001更新为011。

对于改变前PowerBank状态处于1电源状态{B}的情况，与上述过程类似，这里不再赘述。

（3）从2电源状态切换到1电源状态

假设当前有2个电源，PowerBank状态处于2电源状态{A+B}，PowerBank信号的值为101，之后拔出了一个电源，此时，包括以下步骤：

步骤S502，CPLD根据电源的PG信号的变化，检测到电源的在位情况发生了改变，即，由在位的电源由2个减少为了1个，上报给CPU，CPU获取改变后在位的电源的电源种类后，告知给CPLD；

步骤S504，CPLD根据改变后在位的1个电源和该电源的电源种类，从2电源状态{A+B}切换到一个1电源状态，并将PowerBank信号的值从101更新为切换到的1电源状态的状态值。具体的：

如果拔出的电源的电源种类为B，则将PowerBank状态从2电源状态{A+B}切换到1电源状态{A}，并将PowerBank信号的值从101更新为001；

如果拔出的电源的电源种类为A，则将PowerBank状态从2电源状态{A+B}切换到1电源状态{B}，并将PowerBank信号的值从101更新为100。

对于改变前PowerBank状态处于2电源状态{A+A}或2电源状态{B+B}的情况，与上述过程类似，这里不再赘述。

实施例三

针对上述实施例一中的方法，本申请的实施例中提供了一种可以应用该方法的PoE设备。

如图6所示，该PoE设备中包括以下模块：检测模块10、获取模块20、切换模块30和查找输出模块40，其中：

检测模块10，用于触发CPLD根据电源的电源好PG信号检测电源的在位情况；

获取模块20，用于触发CPLD在检测到电源的在位情况发生改变后，向CPU获取改变后在位的各个电源的电源种类；

切换模块30，用于触发CPLD根据改变后在位的电源的个数m以及每个在位电源的种类，按照预设的状态转移关系，经过至少一次跳转将PowerBank状态切换到一个m电源状态，将PowerBank信号的值更新为切换到的m电源状态的状态值，并输出给PoE模块；其中，0≤m≤Sum1，m为自然数，Sum1为PoE设备上的电源槽位数，切换到的m电源状态对应的电源种类集合由改变后在位的各电源的种类组合而成；其中，在每一次跳转时，从当前电源状态切换到下一电源状态，下一电源状态对应的电源个数比当前电源状态对应的电源个数多或少1个；

查找输出模块40，用于触发PoE模块根据输入的PowerBank信号的值为切换到的m电源状态的状态值，在本地的功率分配表中查找到与切换到的m电源状态的状态值对应的功率值，并按照查找到的功率值进行输出功率管理。

其中，切换模块，还用于触发在PoE设备上电之后且CPU启动成功之前，CPLD令PowerBank状态进入0电源状态，将PowerBank信号的值置为0电源状态的状态值并输出给PoE模块，其中，0电源状态是电源类型不可识别的状态；查找输出模块，还用于触发PoE模块根据输入的PowerBank信号的值为0电源状态的状态值，在功率分配表中查找到与0电源状态的状态值对应的功率值，并按照查找到的功率值进行输出功率管理，其中，0电源状态的状态值对应的功率值为最小功率值。

其中，获取模块，还用于触发在CPU启动成功之后，CPLD根据检测到的电源的在位情况，向CPU获取当前在位的各个电源的电源种类；切换模块，还用于触发CPLD根据检测到的当前在位的电源的个数n以及每个在位电源的电源种类，按照状态转移关系，经过至少一次跳转将PowerBank状态从0电源状态切换到一个n电源状态，将PowerBank信号的值从0电源状态的状态值更新为切换到的n电源状态的状态值，并输出给PoE模块；其中，1≤n≤Sum1，n为自然数，切换到的n电源状态对应的电源种类集合由当前在位的各电源的种类组合而成；查找输出模块，还用于触发PoE模块根据输入的PowerBank信号的值为切换到的n电源状态的状态值，在功率分配表中查找到与切换到的n电源状态的状态值对应的功率值，并按照查找到的功率值进行输出功率管理。

另外，当2≤n≤Sum1时，切换模块包括：第一状态切换单元和第二状态切换单元，其中：

第一状态切换单元，用于触发CPLD将PowerBank状态从0电源状态切换到一个1电源状态，其中，切换到的1电源状态对应的电源种类集合由当前在位的n个电源中的一个电源的种类组合而成；

第二状态切换单元，用于触发CPLD重复执行以下步骤：将PowerBank状态从切换到的i电源状态切换到一个i+1电源状态，然后令i＝i+1，i＝1,2,3,...,n-1，其中，切换到的i+1电源状态对应的电源种类集合由当前在位的n个电源中的i+1个电源的种类组合而成。

其中，在状态转移关系中，0电源状态可切换到所有1电源状态，每一个1电源状态对应的电源种类集合为一个电源种类组成的集合，各个1电源状态对应的电源种类集合互不相同；

j电源状态有多个，每一个j电源状态对应的电源种类集合为j个电源种类组成的集合，各个j电源状态对应的电源种类集合互不相同，其中，j＝1,2,3,...,Sum1-1；

每一个j电源状态可切换到至少一个j-1电源状态和多个j+1电源状态，该j电源状态可切换到的j-1电源状态对应的电源种类集合是该j电源状态对应的电源种类集合减去一个电源种类得到的，该j电源状态可切换到的j+1电源状态对应的电源种类集合是该j电源状态对应的电源种类集合加上一个电源种类得到的；

Sum1电源状态有多个，每一个Sum1电源状态对应的电源种类集合为Sum1个电源种类组成的集合，各个Sum1电源状态对应的电源种类集合互不相同；

每一个Sum1电源状态可切换到多个Sum1-1电源状态，该Sum1电源状态可切换到的Sum1-1电源状态对应的电源种类集合是该Sum1电源状态对应的电源种类集合减去一个电源种类得到的；

其中，状态转移关系中的所有电源状态的状态值互不相同；

当状态值用二进制数值表示时，每一个1电源状态的二进制状态值是将0电源状态的二进制状态值中的一个比特位由第一值修改为第二值得到的，其中，当第一值为0时，第二值为1，当第一值为1时，第二值为0；

每一个j电源状态可切换到的j+1电源状态的二进制状态值是将该j电源状态的二进制状态值中的一个比特位由第一值修改为第二值得到的。

综上，本申请以上实施例可以达到以下技术效果：

（1）通过CPLD来检测电源的在位情况的变化，在检测到电源的在位情况发生改变后，向CPU获取改变后在位的各个电源的电源种类，CPLD可以根据改变后在位的电源的个数m以及m个电源的种类，按照预设的状态转移关系，经过至少一次跳转将PowerBank状态切换到一个m电源状态，将PowerBank信号的值更新为切换到的m电源状态的状态值，并输出给PoE模块，从而由PoE模块根据输入的PowerBank信号的值为切换到的m电源状态的状态值，在本地的功率分配表中查找到与切换到的m电源状态的状态值对应的功率值，并按照查找到的功率值进行输出功率管理，实现了通过控制PowerBank信号的值的切换来控制PoE设备的输出功率的目的。在现有技术中通过CPU软件来周期性地轮询电源的在位情况和电源种类刷新表B，实现对PoE设备的输出功率的切换，软件的处理速度一般最快能达到毫秒级，而本申请实施例中通过CPLD来检测电源的在位情况，在检测到电源的在位情况发生改变后，利用状态转移关系对PowerBank状态进行切换以及对PowerBank信号的值进行更新，来实现对PoE设备的输出功率的切换，CPLD是硬件，硬件的处理速度一般最快能达到纳秒级，要比软件的速度快得多，因此，能够解决现有技术中存在的切换速度较慢的问题，可以实现纳秒级切换。

并且，无需CPU软件刷新表B，PoE模块中只需保存一个功率分配表，不再通过CPU软件来维护控制PoE模块的输出功率。

（2）PowerBank状态在相邻的电源状态之间进行切换时，PowerBank信号的二进制数值的改变只有一个比特位会变化，由0变为1，或由1变为0，即，只有单沿变化，从而有效避免了双沿变化产生的冒险、竞争现象的发生，避免产生中间态。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种以太网供电PoE设备的输出功率控制方法，其特征在于，所述PoE设备中包括：复杂可编程逻辑器件CPLD、PoE模块和中央处理器CPU，所述方法包括：

CPLD根据电源的电源好PG信号检测电源的在位情况，在检测到电源的在位情况发生改变后，向CPU获取改变后在位的各个电源的电源种类；

CPLD根据改变后在位的电源的个数m以及每个在位电源的种类，按照预设的状态转移关系，经过至少一次跳转将PoE功率门限PowerBank状态切换到一个m电源状态，将PowerBank信号的值更新为切换到的m电源状态的状态值，并输出给PoE模块；其中，0≤m≤Sum1，m为自然数，Sum1为所述PoE设备上的电源槽位数，所述切换到的m电源状态对应的电源种类集合由所述改变后在位的各电源的种类组合而成；其中，在每一次跳转时，从当前电源状态切换到下一电源状态，所述下一电源状态对应的电源个数比当前电源状态对应的电源个数多或少1个；

PoE模块根据输入的PowerBank信号的值为所述切换到的m电源状态的状态值，在本地的功率分配表中查找到与所述切换到的m电源状态的状态值对应的功率值，并按照查找到的功率值进行输出功率管理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述PoE设备上电之后且所述CPU启动成功之前，CPLD令PowerBank状态进入0电源状态，将PowerBank信号的值置为所述0电源状态的状态值并输出给PoE模块，其中，所述0电源状态是电源类型不可识别的状态；

PoE模块根据输入的PowerBank信号的值为所述0电源状态的状态值，在所述功率分配表中查找到与所述0电源状态的状态值对应的功率值，并按照查找到的功率值进行输出功率管理。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述CPU启动成功之后，CPLD根据检测到的电源的在位情况，向CPU获取当前在位的各个电源的电源种类；

CPLD根据检测到的当前在位的电源的个数n以及每个在位电源的电源种类，按照所述状态转移关系，经过至少一次跳转将PowerBank状态从所述0电源状态切换到一个n电源状态，将PowerBank信号的值从所述0电源状态的状态值更新为切换到的n电源状态的状态值，并输出给PoE模块；其中，1≤n≤Sum1，n为自然数，所述切换到的n电源状态对应的电源种类集合由所述当前在位的各电源的种类组合而成；

PoE模块根据输入的PowerBank信号的值为所述切换到的n电源状态的状态值，在所述功率分配表中查找到与所述切换到的n电源状态的状态值对应的功率值，并按照查找到的功率值进行输出功率管理。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当2≤n≤Sum1时，将PowerBank状态从所述0电源状态切换到一个n电源状态的方法包括：

将PowerBank状态从所述0电源状态切换到一个1电源状态，其中，切换到的1电源状态对应的电源种类集合由所述当前在位的n个电源中的一个电源的种类组合而成；

重复执行以下步骤：将PowerBank状态从切换到的i电源状态切换到一个i+1电源状态，然后令i＝i+1，i＝1,2,3,...,n-1，其中，切换到的i+1电源状态对应的电源种类集合由所述当前在位的n个电源中的i+1个电源的种类组合而成。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述状态转移关系中，所述0电源状态可切换到所有1电源状态，每一个1电源状态对应的电源种类集合为一个电源种类组成的集合，各个1电源状态对应的电源种类集合互不相同；

j电源状态有多个，每一个j电源状态对应的电源种类集合为j个电源种类组成的集合，各个j电源状态对应的电源种类集合互不相同，其中，j＝1,2,3,...,Sum1-1；

每一个j电源状态可切换到至少一个j-1电源状态和多个j+1电源状态，该j电源状态可切换到的j-1电源状态对应的电源种类集合是该j电源状态对应的电源种类集合减去一个电源种类得到的，该j电源状态可切换到的j+1电源状态对应的电源种类集合是该j电源状态对应的电源种类集合加上一个电源种类得到的；

Sum1电源状态有多个，每一个Sum1电源状态对应的电源种类集合为Sum1个电源种类组成的集合，各个Sum1电源状态对应的电源种类集合互不相同；

每一个Sum1电源状态可切换到多个Sum1-1电源状态，该Sum1电源状态可切换到的Sum1-1电源状态对应的电源种类集合是该Sum1电源状态对应的电源种类集合减去一个电源种类得到的。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述状态转移关系中的所有电源状态的状态值互不相同；

当状态值用二进制数值表示时，每一个1电源状态的二进制状态值是将所述0电源状态的二进制状态值中的一个比特位由第一值修改为第二值得到的，其中，当第一值为0时，第二值为1，当第一值为1时，第二值为0；

每一个j电源状态可切换到的j+1电源状态的二进制状态值是将该j电源状态的二进制状态值中的一个比特位由所述第一值修改为所述第二值得到的。

7.一种以太网供电PoE设备，其特征在于，所述PoE设备中包括：复杂可编程逻辑器件CPLD、PoE模块和中央处理器CPU，所述PoE设备包括：

检测模块，用于触发CPLD根据电源的电源好PG信号检测电源的在位情况；

获取模块，用于触发CPLD在检测到电源的在位情况发生改变后，向CPU获取改变后在位的各个电源的电源种类；

切换模块，用于触发CPLD根据改变后在位的电源的个数m以及每个在位电源的种类，按照预设的状态转移关系，经过至少一次跳转将PoE功率门限PowerBank状态切换到一个m电源状态，将PowerBank信号的值更新为切换到的m电源状态的状态值，并输出给PoE模块；其中，0≤m≤Sum1，m为自然数，Sum1为所述PoE设备上的电源槽位数，所述切换到的m电源状态对应的电源种类集合由所述改变后在位的各电源的种类组合而成；其中，在每一次跳转时，从当前电源状态切换到下一电源状态，所述下一电源状态对应的电源个数比当前电源状态对应的电源个数多或少1个；

查找输出模块，用于触发PoE模块根据输入的PowerBank信号的值为所述切换到的m电源状态的状态值，在本地的功率分配表中查找到与所述切换到的m电源状态的状态值对应的功率值，并按照查找到的功率值进行输出功率管理。

8.根据权利要求7所述的PoE设备，其特征在于，

所述切换模块，还用于触发在所述PoE设备上电之后且所述CPU启动成功之前，CPLD令PowerBank状态进入0电源状态，将PowerBank信号的值置为所述0电源状态的状态值并输出给PoE模块，其中，所述0电源状态是电源类型不可识别的状态；

所述查找输出模块，还用于触发PoE模块根据输入的PowerBank信号的值为所述0电源状态的状态值，在所述功率分配表中查找到与所述0电源状态的状态值对应的功率值，并按照查找到的功率值进行输出功率管理，其中，所述0电源状态的状态值对应的功率值为最小功率值。

9.根据权利要求8所述的PoE设备，其特征在于，

所述获取模块，还用于触发在所述CPU启动成功之后，CPLD根据检测到的电源的在位情况，向CPU获取当前在位的各个电源的电源种类；

所述切换模块，还用于触发CPLD根据检测到的当前在位的电源的个数n以及每个在位电源的电源种类，按照所述状态转移关系，经过至少一次跳转将PowerBank状态从所述0电源状态切换到一个n电源状态，将PowerBank信号的值从所述0电源状态的状态值更新为切换到的n电源状态的状态值，并输出给PoE模块；其中，1≤n≤Sum1，n为自然数，所述切换到的n电源状态对应的电源种类集合由所述当前在位的各电源的种类组合而成；

所述查找输出模块，还用于触发PoE模块根据输入的PowerBank信号的值为所述切换到的n电源状态的状态值，在所述功率分配表中查找到与所述切换到的n电源状态的状态值对应的功率值，并按照查找到的功率值进行输出功率管理。

10.根据权利要求9所述的PoE设备，其特征在于，当2≤n≤Sum1时，所述切换模块包括：

第一状态切换单元，用于触发CPLD将PowerBank状态从所述0电源状态切换到一个1电源状态，其中，切换到的1电源状态对应的电源种类集合由所述当前在位的n个电源中的一个电源的种类组合而成；

第二状态切换单元，用于触发CPLD重复执行以下步骤：将PowerBank状态从切换到的i电源状态切换到一个i+1电源状态，然后令i＝i+1，i＝1,2,3,...,n-1，其中，切换到的i+1电源状态对应的电源种类集合由所述当前在位的n个电源中的i+1个电源的种类组合而成。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的PoE设备，其特征在于，在所述状态转移关系中，所述0电源状态可切换到所有1电源状态，每一个1电源状态对应的电源种类集合为一个电源种类组成的集合，各个1电源状态对应的电源种类集合互不相同；

j电源状态有多个，每一个j电源状态对应的电源种类集合为j个电源种类组成的集合，各个j电源状态对应的电源种类集合互不相同，其中，j＝1,2,3,...,Sum1-1；

每一个j电源状态可切换到至少一个j-1电源状态和多个j+1电源状态，该j电源状态可切换到的j-1电源状态对应的电源种类集合是该j电源状态对应的电源种类集合减去一个电源种类得到的，该j电源状态可切换到的j+1电源状态对应的电源种类集合是该j电源状态对应的电源种类集合加上一个电源种类得到的；

Sum1电源状态有多个，每一个Sum1电源状态对应的电源种类集合为Sum1个电源种类组成的集合，各个Sum1电源状态对应的电源种类集合互不相同；

每一个Sum1电源状态可切换到多个Sum1-1电源状态，该Sum1电源状态可切换到的Sum1-1电源状态对应的电源种类集合是该Sum1电源状态对应的电源种类集合减去一个电源种类得到的。

12.根据权利要求11所述的PoE设备，其特征在于，所述状态转移关系中的所有电源状态的状态值互不相同；

当状态值用二进制数值表示时，每一个1电源状态的二进制状态值是将所述0电源状态的二进制状态值中的一个比特位由第一值修改为第二值得到的，其中，当第一值为0时，第二值为1，当第一值为1时，第二值为0；

每一个j电源状态可切换到的j+1电源状态的二进制状态值是将该j电源状态的二进制状态值中的一个比特位由所述第一值修改为所述第二值得到的。