CN112422297A - 用于在物理层的控制器处的唤醒检测的系统、方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“用于在物理层的控制器处的唤醒检测的系统、方法和设备”。描述了用于在单对以太网总线检测有效信号的电路和相关系统。还描述了用于在网络段的物理层处的唤醒检测的电路和相关系统，并且在一些实施方案中，唤醒检测电路可包括或使用信号检测电路。在一些情况下，低频时钟发生器可用于时钟唤醒检测电路，包括在低功率操作模式期间。在一些情况下，可选择性地启用或禁用低频时钟发生器，以限制功率消耗。

Description

用于在物理层的控制器处的唤醒检测的系统、方法和设备
技术领域
本文所述的实施方案整体涉及单对以太网，并且更具体地说，一些实施方案涉及用于在网络段的物理层处唤醒检测的系统、方法和设备。
背景技术
互连件被广泛用于促进网络的设备之间的通信。一般来说，电信号在物理介质(例如，总线、同轴电缆或双绞线-并且有时简称为“线路”)上由耦接到物理介质的设备传输。
根据开放式系统互连模型(OSI模型)，基于以太网的计算机联网技术使用基带传输(即，电信号为离散的电脉冲)来传输数据包以及最终传输在网络设备之间传送的消息。根据OSI模型，被称为物理层(PHY)设备或控制器的专用电路用于在线路的模拟域与根据分组信令操作的数据链路层(或仅“链路层”)的数字域之间进行交互。虽然数据链路层可包括一个或多个子层，但在基于以太网的计算机网络中，数据链路层通常包括至少介质访问控制(MAC)层，所述介质访问控制(MAC)层提供物理层的控制抽象。以举例的方式，当将数据传输至网络上的另一设备时，MAC控制器可为物理介质准备帧、添加纠错元素并实现避免冲突。此外，当从另一个设备接收数据时，MAC控制器可确保所接收数据的完整性，并为较高层准备帧。
存在各种网络拓扑，所述网络拓扑实现物理层和链路层(并且可不限于包括其他层)。自大约1990年代初期以来，外围组件互连(PCI)标准和并行高级技术附接(并行ATA)均可以实现多站总线拓扑。自2000年代初期以来的趋势是使用点对点总线拓扑，例如PCIExpress标准和串行ATA(SATA)标准实施点到点拓扑。
典型的点到点总线拓扑可实现每个设备之间的线路(例如，专用点到点)或设备与交换机之间的线路(例如，不受限地将点切换到点)。在多站拓扑中，物理介质是共享总线，并且每个网络设备均例如经由基于物理介质的类型(例如不限于同轴电缆或双绞线)所选择的电路耦接到共享总线。
点到点总线拓扑(诸如专用点到点拓扑或切换式点到点拓扑)需要比多站拓扑更多的连线和更昂贵的材料，部分原因是设备之间的链路数较多。在某些应用(诸如汽车)中，可能存在使得难以直接连接设备的物理约束，因此在网络或子网络中不需要或不需要尽可能多的直接连接(例如，不限制多站拓扑)的拓扑可能不太容易受到此类约束的影响。
基带网络上的设备(例如，不限于多站网络)共享相同的物理传输介质，并且通常使用该介质的整个带宽进行传输(换句话讲，用于基带传输中的数字信号占用介质的整个带宽)。因此，在给定的时刻，仅基带网络上的一个设备可传输。
附图说明
虽然本公开以特别指出并清楚地要求保护具体实施方案的权利要求书作为结尾，但当结合附图阅读时，通过以下描述可更容易地确定本公开范围内的实施方案的各种特征和优点，其中：
图1示出了根据一个或多个实施方案的网络段。
图2示出了根据一个或多个实施方案的系统。
图3示出了根据一个或多个实施方案的睡眠模式控制器。
图4示出了根据一个或多个实施方案的方法。
图5示出了根据一个或多个实施方案的时序图。
图6示出了根据一个或多个实施方案的时序图。
图7示出了根据一个或多个实施方案的信号检测电路。
具体实施方式
在以下详细的描述中，参考了形成本公开的一部分的附图，并且在附图中以举例的方式示出了可实施本公开的实施方案的具体示例。充分详细地描述了这些实施方案，以使本领域的普通技术人员能够实践本公开。然而，可利用其他实施方案，并且可在不脱离本公开的范围的情况下进行结构、材料和方法的变化。
本文所呈现的图示并不旨在为任何特定方法、系统、装置或结构的实际视图，而仅仅是用于描述本公开的实施方案的理想化表示。本文所呈现的附图未必按比例绘制。为了读者的方便，各附图中的类似结构或部件可保持相同或相似的编号；然而，编号的相似性并不意味着所述结构或部件在尺寸、组成、配置或任何其它属性方面必须是相同的。
以下描述可包括示例以帮助本领域的普通技术人员实践本发明所公开的实施方案。使用术语“示例性的”、“通过示例”和“例如”是指相关描述是说明性的，虽然本公开的范围旨在涵盖示例和法律等同形式，但使用此类术语并不旨在将实施方案或本公开的范围限制于指定的部件、步骤、特征或功能等。
应当容易理解，如本文一般所述并且在附图中示出的实施方案的部件可被布置和设计成多种不同的配置。因此，以下对各种实施方案的描述并不旨在限制本公开的范围，而是仅代表各种实施方案。虽然实施方案的各个方面可在附图中给出，但是附图未必按比例绘制，除非特别指明。
此外，所示出和描述的具体实现方式仅为示例，并且不应理解为实施本公开的唯一方式，除非本文另外指明。元件、电路和功能可以框图形式示出，以便不以不必要的细节模糊本公开。相反，所示出和描述的具体实现方式仅为示例性的，并且不应理解为实施本公开的唯一方式，除非本文另外指明。另外，块定义和各个块之间逻辑的分区是指定实现方式的示例。对于本领域的普通技术人员将显而易见的是，本公开可通过许多其他分区解决方案来实践。在大多数情况下，省略了关于定时考虑等的细节，其中此类细节不需要获得本公开的完全理解，并且在相关领域的普通技术人员的能力范围内。
本领域的普通技术人员将会理解，可使用多种不同技术和技法中的任何一种来表示信息和信号。为了清晰地呈现和描述，一些附图可以将信号示出为单个信号。本领域的普通技术人员应当理解，信号可表示信号总线，其中总线可具有多种位宽度，并且本公开可在包括单个数据信号在内的任意数量的数据信号上实现。
结合本文所公开的实施方案描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以用通用处理器、专用处理器、数字信号处理器(DSP)、集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑设备、分立栅极或晶体管逻辑、分立硬件部件或设计成实施本文所描述的功能的其任何组合来实现或实施。通用处理器(在本文中也可称为主机处理器或简单主机)可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可实现为计算设备的组合，诸如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心结合的一个或多个微处理器或任何其他此类配置。包括处理器的通用计算机被认为是专用计算机，而通用计算机被配置为执行与本公开的实施方案相关的计算指令(例如，软件代码)。
实施方案可根据被描绘为流程图、流程示意图、结构图或框图的过程来描述。虽然流程图可将操作行为描述为顺序过程，但是这些动作中的许多可在另一序列中、并行地或基本上同时地执行。此外，可重新安排行为的顺序。过程可对应于方法、线程、函数、过程、子例程、子程序，而不受到限制。此外，本文所公开的方法可以在硬件、软件或两者中实现。如果在软件中实现，这些功能可作为一个或多个指令或代码存储或传输到计算机可读介质上。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，所述通信介质包括有利于将计算机程序从一个位置传输到另一个位置的任何介质。
除非明确说明此类限制，否则使用诸如“第一”、“第二”等指示对本文的元素的任何引用不限制那些要素的数量或顺序。相反，这些指示可在本文中用作在两个或更多个元件之间进行区分或区分元件的实例的便利方法。因此，提及第一元件和第二元件并不意味着在那里只能使用两个元件，或者第一元件必须以某种方式在第二元件之前。此外，除非另外指明，一组元件可包括一个或多个元件。
如本文所用，涉及给定参数、属性或条件的术语“基本上”是指并且包括在本领域的普通技术人员将会理解的给定的参数、属性或条件满足小程度的方差的程度，诸如例如在可接受的制造公差内。以举例的方式，取决于基本上符合的具体参数、属性或条件，参数、属性或条件可至少满足90％、至少95％满足、或甚至至少99％满足。
车辆，诸如汽车、卡车、公共汽车、船舶和/或飞行器，均可包括车辆通信网络。车辆通信网络的复杂性可根据网络内的多个电子设备和子系统而变化。例如，先进的车辆通信网络可包括用于例如引擎控制、传输控制、安全控制(例如，防抱制动)和排放控制的各种控制模块。作为另一个非限制性示例，先进的车辆通信网络可包括用于支持不限于音频和其他信息和娱乐系统、板载充电、外部相机、用于外部设备的连接(例如通用串行总线连接)和门控制(例如，锁、窗、侧视图反射镜)以及汽车诊断的模块。对不限于用于工业控制、建筑物操作系统、建筑物管理系统、住宅公用设施系统和连接的照明系统中使用的通信网络也存在类似的考虑。
为了支持这些模块，汽车工业依靠各种通信协议。10SPE(即，10Mbps单对以太网)是当前由电气和电子工程师学会(IEEE)作为IEEE 802.3cgTM开发的网络技术规范。10SPE可用于在多站网络上提供无冲突的确定性传输。虽然10SPE规格提供用于正常操作的PHY要求，但是对于较低功率模式或睡眠模式(低功率模式、节电模式和睡眠模式在本文中统称为“睡眠模式”)没有要求。
图1示出了包括链路层设备，MAC 106和物理层(PHY)设备、PHY 104的网络段100的功能框图。作为非限制性示例，网络段100可以是多站网络的片段、多站子网络的片段、是混合媒体网络的片段的多站总线或它们的组合或子组合。作为非限制性示例，网络段100可为、部分可为或包括以下中的一者或多者：微控制器类型嵌入式系统，用户类型计算机，计算机服务器，笔记本计算机，平板电脑，手持设备，移动设备，无线耳塞设备或耳机设备，有线耳塞或耳机设备，设备子系统，照明子系统，音响子系统，建筑物控制系统，住宅监测系统(例如，不限于用于安全或公用事业)，电梯系统或子系统，公共交通控制系统(例如，不限于用于地上火车，地下火车，小车或公共汽车)，汽车系统或汽车子系统，或工业控制系统。作为一个非限制性示例，PHY 104和MAC 106可为端点或开关的一部分。
PHY 104通常被配置为与MAC 106接口。作为非限制性示例，PHY 104和/或MAC 106可为芯片包装，所述芯片包装包括存储器和/或逻辑，所述存储器和/或逻辑被配置用于执行本文所述的实施方案的全部或一部分。作为非限制性示例，PHY 104和MAC 106可分别在单个芯片包装(例如，包装中的系统(SIP))中实现为单独的芯片封装或电路(例如，集成电路)。
PHY 104通常被配置为与共享传输介质102和物理介质接口，该物理介质为用于节点的通信路径，所述节点为例如网络段100的一部分或该网络段100为其一部分的网络，包括具有PHY 104和MAC 106的相应实例的节点。作为一个非限制性示例，共享传输介质102可以是单个双绞线，诸如用于单对以太网。
在一些情况下，可能有用的是，在睡眠模式下操作网络段100，然后响应于控制信号(例如，不限于来自主节点的唤醒信号)或响应于共享传输介质102上的活动，将其过渡到正常操作模式。作为非限制性示例，可能期望在等待预定传输机会的同时，网络段100处于睡眠模式。然而，由于处于睡眠模式时的功率限制，可用于负责监测控制信号或总线活动的电路的功率量可能受到严重限制。
一些实施方案通常涉及在网络段100的物理层设备104处提供唤醒检测(即，检测从睡眠模式过渡到正常操作模式的条件)。图2示出了被配置用于各种唤醒检测功能的系统200的实施方案的图示。系统200可例如在PHY 104处实现。在各种实施方案中，系统200被配置为生成信号唤醒214，用于指示PHY、节点或更一般地端点应当从睡眠模式过渡到与正常操作模式相关联的功率模式(正常操作模式也可被表征为“唤醒”)。
在一个或多个实施方案中，系统200可包括用于活动检测器204和功率管理器202的模块。作为非限制性示例，系统200可被配置为向负责向节点的一个或多个部件供电的节点电源控制和/或向其中实施系统200的PHY的核心逻辑提供信号唤醒214。例如，PHY 104的核心逻辑可在PHY 104的不间断电源域中实现，并且系统200可在PHY 104的不间断电源域216中实现。作为非限制性示例，不间断电源域可是由可中断电源(例如，在睡眠模式期间关闭的开关稳压器)提供的电源域，并且不间断电源216可为由连续电源(例如，在睡眠模式期间未中断)提供的电源域。在一个实施方案中，不间断电源域216可仅由连续电源供电—换句话讲，不间断电源域216中的电路和数字逻辑可仅在由连续电源提供的功率上操作。在机动车中使用的10SPE网络的情况下，不间断电源域216可作为非限制性示例基于3.3V电源操作。
在一个或多个实施方案中，系统200可包括活动检测器204和功率管理器202。活动检测器204可被配置为检测总线206上的总线活动212，并检测在系统200的专用输入引脚(未示出)处的信号唤醒。活动检测器204可被配置为生成响应于唤醒信号210和/或总线活动212而检测到的信号和活动208。参考图3、图4、图5和图6更全面地描述了活动检测和相关电路。
在一个或多个实施方案中，功率管理器202可被配置为接收信号检测到的活动208，并且响应于检测到的信号活动208，生成信号唤醒214。在预期的用例中，唤醒214可在节点功率控制或核心逻辑处的中断处被断言。
针对唤醒210和/或总线活动212的信号可具有噪声，尤其是在特别容易产生噪声的环境中(例如，不限于汽车环境，商业建筑物和照明系统)。实际上，不仅可误以为有效信号的噪声，还可误认噪声的有效信号。因此，在一些情况下，提供用于区分有效信号和无效信号(例如，噪声)作为信号活动检测器204的操作的一部分的装置可能是有用的。
图3示出了根据一个或多个实施方案的睡眠模式控制器300的框图，该睡眠模式控制器被配置为在执行图2的系统200的功能中的一者或多者时区分有效信号和无效信号以用于唤醒检测目的。
在一个或多个实施方案中，睡眠模式控制器300可包括唤醒信号输入312和总线信号检测器302。唤醒信号输入312是被分配成接收唤醒信号(未示出)(诸如图2的唤醒210)的专用输入引脚。总线活动318可在耦接到通常在单对以太网电缆中使用的类型的相应n电缆和p电缆的n端子和p端子(未示出)处测量。
在图3的实施方案中，唤醒信号输入312被配置位响应于接收到的唤醒信号(例如，唤醒210)而将唤醒信号308传播至有效的活动检测器306。换句话讲，在此类实施方案中，唤醒信号308基本上是在唤醒信号输入312(例如，图2的唤醒210)处接收到的信号。在一些情况下，对于唤醒信号输入312可以有利的是包括信号检测器，该信号检测器被布置成测量唤醒信号输入312处的信号水平，并响应于观察到唤醒信号输入308处的指示潜在有效信号的信号幅度而生成唤醒信号312。
总线信号检测器302可被配置为响应于检测到指示潜在有效信号的总线活动318的信号水平而提供总线信号328。
在一个实施方案中，总线信号检测器302可包括比较器电路，所述比较器电路响应于检测到总线活动212的信号水平在指定阈值内，生成输出信号、总线信号328。作为非限制性示例，此类比较器电路可被配置为不限于阈值电路或Schmitt触发器。
在一个实施方案中，指定阈值可为待被认为可能有效的总线活动318的测量信号水平的最小电压值。在一个实施方案中，指定阈值可是包括阈值上限和阈值下限的范围，并且总线活动318可被确定为响应于总线活动318的测量信号水平是在阈值上限和阈值下限内而潜在地有效的。
如上所述，唤醒信号输入312或总线活动318处的信号和/或信号水平可由于噪声而引起，此外，作为非限制性示例，以另外方式的有效唤醒信号308和/或总线活动318的信号水平可受到电磁辐射(EME)引起的干扰的影响。
在一些情况下，考虑有效信号的其他特征而不只是信号水平可能是有利的。一个此类特征是信号持续时间—即，活动信令持续的时间段。值得注意的是，作为非限制性示例，时间可以时间单位、时钟周期单位或数据单位来测量。
在一个或多个实施方案中，有效的活动检测器306可被配置为响应于检测到唤醒信号308或总线信号328是有效信号而生成活动信号326。在一个实施方案中，有效的活动检测器306可被配置为响应于唤醒信号308或总线信号328的所测量的持续时间(视具体情况而定)来检测到这些信号是满足指定阈值的有效信号。
在一个实施方案中，有效的活动检测器306可被配置为通过测量唤醒信号308的信号持续时间和总线信号328的信号持续时间来针对在唤醒输入和/或总线处检测到的潜在有效信号的信号持续时间。在一个实施方案中，有效的活动检测器306可包括数字计数器，该数字计数器被配置为对唤醒信号308和/或总线信号328被断言的时钟周期的数量进行计数。在设想的使用例中，数字计数器对与唤醒信号308和总线信号328的持续时间对应的时钟周期的数量进行计数。如果计数的时钟周期的数量超过指定阈值，则有效的活动检测器306被配置为生成活动信号326。
图4示出了用于检测有效活动的过程400的实施方案的流程图。过程400可用于确定在唤醒信号输入312处检测到的潜在有效的信号是否是有效信号，并用于确定在总线活动318处检测到的潜在有效信号是否是有效信号。
在操作402中，时钟生成用于执行活动检测过程，并且更具体地，用于执行过程400的操作404至412。如上所述，时钟可以是低频时钟，所述低频时钟在睡眠模式期间生成。
在操作404中，过程400在共享传输介质或信号输入处观察一个或多个信号(例如，不限于用于接收唤醒信号的专用输入)。所述一个或多个信号可以是应基于其退出睡眠模式的有效信号，但它们也可以是噪声。
在操作406中，过程400观察指示在输入处或共享传输介质处存在的一个或多个潜在有效信号的存在的单个幅度。在一个实施方案中，一个或多个信号的信号可以是从输入传播的信号，并且另一信号可以是响应于检测到共享传输介质处的活动(例如，总线活动高于但不限于指定水平)而生成的信号。在另一个实施方案中，响应于在输入处检测到潜在有效信号的信号水平而不是从输入传播信号，而是生成信号。
在操作408中，过程400对应于潜在有效信号的第一信号的信号持续时间的时钟周期的数量进行计数。在所公开的实施方案中，第一信号可以是从输入传播的信号或响应于检测到共享传输介质处的活动而生成的信号。在一个实施方案中，第一信号包括一个或多个脉冲，每个脉冲对应于潜在有效信号的持续时间。
在操作410中，过程400将操作408的计数的时钟周期的数量与阈值进行比较。阈值可与输入或共享传输介质相关联，视具体情况而定。换句话说，第一阈值数量的时钟周期可与输入相关联，第二阈值数量的时钟周期可与共享传输介质相关联，并且第一阈值和第二阈值中的一个可与计数的时钟周期进行比较。这些阈值可与有效信号的脉冲持续时间相关联。
在操作412中，过程400生成指示在输入或共享传输介质中的一者处检测到有效活动的信号。在一个实施方案中，响应于操作410的比较而生成信号，并且更具体地，响应于确定计数的时钟周期达到或超过阈值而生成信号。
图5示出了根据过程400的使用唤醒信号308的有效信号检测过程的示例的时序图500。在图5所设想的使用例中，如果测量的持续时间为至少六(6)个时钟周期，则确定唤醒信号308为有效信号。信号脉冲502的持续时间为三个时钟周期，其小于六个时钟周期，因此太短，在该示例中，被认为是有效信号。然而，信号脉冲504的持续时间大于六个时钟周期(这里，至少十个时钟周期)，在该示例中，其足够长以被视为有效信号。
图6示出了根据过程400使用总线信号328的有效信号检测过程的示例的时序图600。在图6所设想的使用例中，如果测量的持续时间为至少九十九(99)个时钟周期，则确定总线信号99是有效的。脉冲602的持续时间小于99个时钟周期，在该示例中，其太短，以被认为是有效信号。然而，604的持续时间大于99个时钟周期，在该示例中，其足够长以被视为有效信号，并且在响应中，活动信号326被断言为信号脉冲606。
重新回到图3，在一些情况下，同时在睡眠模式下操作有效的活动检测器306相对于可用于不间断电源域216的电源可能过于耗电。因此，在一些实施方案中，是低频时钟(如下所述)的时钟324可被包括，并可用于时钟有效的活动检测器306。此外，在一些实施方案中，生成时钟324的时钟发生器310可操作地耦接到时钟启动314，并且被配置为响应于由时钟启动器314生成的开/关信号320而选择性地启动/禁用。在一个或多个实施方案中，时钟324可通过时钟启动314和更具体地开/关信号320在测量周期内周期性地启动，然后被禁用。
时钟启动314可被配置为响应于由功率模式逻辑304提供的模式信号322(例如，睡眠模式、关闭模式、正常操作模式)所指示的功率模式来提供开/关信号320。时钟启动314可被配置为响应于模式信号322指示的模式或状态来提供开-关信号320。作为非限制性示例，如果模式信号322指示正常操作模式或关闭模式，则时钟启动314可被配置为更一般地禁用时钟发生器310和活动检测器330；如果模式信号322指示睡眠模式，则时钟启动314可被配置为根据指定频率和指定测量周期更一般地启动/禁用时钟发生器310和活动检测器330。
作为非限制性示例，可基于一方面对唤醒条件的敏感度与给定应用的不间断电源域的功率极限之间的可接受的权衡来选择发生频率和测量周期的持续时间。作为非限制性示例，可选择发生频率和测量持续时间，使得时钟发生器310的功率消耗在启动时等于或低于不间断电源域216的功率极限。
作为非限制性示例，时钟发生器310的振荡器可基于在一方面执行本文所述操作与给定应用的不间断电源域的功率极限之间的可接受权衡而被选择。作为一个非限制性示例，在不间断电源域216具有35uA的最大供电极限的情况下，可选择时钟发生器310的振荡器，该振荡器生成具有基本上约290kHz至330kHz的频率的信号。
响应于活动信号326，作为非限制性示例，低功率模式逻辑304可被配置为针对例如核心逻辑和/或节点功率控制(未示出)来生成唤醒信号316。
图7示出了信号检测电路700的实施方案的电路图的示意图，该信号检测电路可用于实施例如图3的总线信号检测器302。在图7所示的实施方案中，信号检测电路700包括信号调节阶段702、比较阶段708和组合阶段722。
在一个或多个实施方案中，信号调节阶段702被配置为接收p端子输入信号724和n端子输入信号726，并且在响应中，提供经调节的p信号706和经调节的n信号704。可以从用于单对以太网的双绞线电缆的相应p端子和n端子接收p端子输入信号724和n端子输入信号726。
在一个或多个实施方案中，信号调节阶段702包括1/N块728和放大器块730。值得注意的是，在一些干扰情况期间的共模电压(例如，批量电流注入，不限于通过气体注入而注塑)可足够大以损坏电路或芯片。理论上，区分差分电压和共模电压应当防止这些接口情况中的一些。1/N块728被配置为将p端子输入信号724和N端子输入信号726的差分电压和共模电压除以N倍。作为非限制性示例，N可至少部分地基于信号检测电路700可操作地耦合到其的双绞线总线的预期信号特征来被选择。放大器块730可被配置为接收从1/N块728划分n信号和p信号，并且放大输入差分电压，并将输出共模电压调节至用于比较阶段708的合适水平，并且从而获得经调节的p信号706和经调节的n信号704。
比较阶段708通常被配置为检测差分信号幅度，并输出检测结果。在比较阶段708中可使用本领域的普通技术人员已知的任何合适的差分比较器。在一个或多个实施方案中，比较阶段708可包括比较器712和比较器710。比较器712和比较器710被布置成分别检测正信号幅度和负信号幅度。在图7所示的实施方案中，用于经调节的p信号706的信号调节阶段702的输出可操作地耦接到比较器712的正输入和比较器710的负输入。另外，用于调节的n信号704的信号调节阶段702的输出可操作地耦接到比较器712的负输入和比较器710的正输入。
比较器712和比较器710中的每一者被配置为响应于阈值电压718来检测差分信号幅度。在各种实施方案中，阈值电压718可基于特定应用来选择。在一个实施方案中，可为阈值电压718选择低于针对特定应用预期的理想差分信号的值，其中阈值电压718与期望值之间的差值被选择为考虑噪声和/或生产角。作为非限制性示例，对于10SPE网络，期望的差分信号幅度可基本上是1V，并且阈值电压718可基本上是400mV。
在一个实施方案中，阈值电压718可基于存储在睡眠模式控制器300的控制配准器(未示出)中的控制位来设置。
如上所述，比较器710可用于检测正差分信号是否已达到阈值。如果已经达到，则比较器710输出“1”。类似地，比较器712可用于检测负差分信号是否已达到阈值。如果已经达到，比较器712输出“1”。由于差分信号在其正幅度和负幅度之间连续切换，因此两个比较器710和712输出将不一定是连续的“1”。为了使电路700输出连续的“1”，提供组合阶段722以组合比较器的输出，并且如果正差分信号和负差分信号均已达到阈值，则发出连续的“1”。
在图7中，组合阶段722被配置为接收正差分信号检测714和负差分信号检测716，并输出组合差分信号检测720。在一个实施方案中，组合阶段722可以是OR门，所述OR门响应于正差分信号检测714和负差分信号检测716而提供组合(即，基本上连续的信号)差分信号检测720。换句话讲，如果正差分信号检测714是高的和/或负差分信号检测716很高，则组合差分信号检测720将是高的。
如本说明书的其他地方所述，组合差分信号检测720可用作例如由有效活动检测器306使用于检测总线信号328是否为有效信号的总线信号328。
用于本公开，尤其是所附权利要求中的术语(例如，所附权利要求的主体)通常旨在作为“开放”术语(例如，术语“包括”应被解释为“包括但不限于”术语“具有”应被解释为“具有至少”，术语“包括”应被解释为“包括但不限于”等)。
另外，如果预期具体数量的引入的权利要求详述，则在权利要求中将明确叙述此类意图，并且在不进行此类详述的情况下，不存在此类意图。例如，作为对理解的帮助，以下所附权利要求书可包含使用介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”来引入权利要求详述。然而，使用此类短语不应理解为暗示由不定冠词“一个”或“一种”引入的权利要求详述将包含此类引入的权利要求详述的任何特定权利要求限定于仅包含一个此类详述的实施方案，即使当相同的权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”和不定冠词，诸如“一个”或“一种”(例如，“一个”和/或“一种”可被解释为指的是“至少一个”或“一个或多个”)；使用用于引入权利要求详述的定冠词的使用也是如此。
此外，即使明确列举了所引入的权利要求详述的具体编号，本领域的技术人员也将认识到，此类详述应被解释为是指的是至少所列举的数目(例如，在没有其它修饰符的情况下，“两个详述”的裸露详述是指至少两个详述或两个或更多个详述)。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一者”或“A、B和C等中的一者或多者”的常规的那些实例情况下，此类配置一般旨在包括单独A、单独B、单独C、A和B一起、A和C一起、B和C一起或A、B和C一起，等等。
此外，无论在说明书、权利要求书或附图中，呈现两个或更多个另外的术语的任何分离的词或短语应当理解为考虑包括术语中的一个、两个术语中的任意一个或两个术语两者的可能性。例如，短语“A或B”应理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
本公开的附加非限制性实施方案包括：
实施方案1：网络段的物理层的睡眠模式控制器，物理层是单对以太网总线与网络段的一部分之间的附接层，控制器包括：活动检测器，所述活动检测器被配置为：在总线和专用输入处观察信号水平；并且提供响应于所观察到的超过指定阈值的信号水平的活动检测信号，以及被配置为响应于活动检测到的信号来提供唤醒信号的功率管理器。
实施方案2：根据实施方案1所述的睡眠模式控制器，还包括不间断电源域，所述不间断电源域包括活动检测器和功率管理器。
实施方案3：根据实施方案1和2中任一项所述的睡眠模式控制器，其中所述活动检测器包括第一电路，所述第一电路被配置为识别总线处的有效唤醒信号和有效总线活动中的一者或多者。
实施方案4：根据实施方案1至3中任一项所述的睡眠模式控制器，其中第一电路包括：有效信号检测器，所述有效信号检测器被配置为响应于以下中的一者或多者来提供活动检测到的信号：超过第一阈值的唤醒信号的信号持续时间；以及超过第二阈值的总线活动的信号持续时间。
实施方案5：根据实施方案1至4中任一项所述的睡眠模式控制器，其中第一阈值是第一数量的时钟周期，并且第二阈值是第二数量的时钟周期，其中第二数量不同于第一数量。
实施方案6：根据实施方案1至5中任一项所述的睡眠模式控制器，还包括总线信号检测器，所述总线信号检测器被配置为：检测具有第一信号水平的总线活动；并且响应于检测到总线活动而提供总线信号。
实施方案7：根据实施方案1至6中任一项所述的睡眠模式控制器，其中总线信号检测器包括：信号检测电路，所述信号检测电路被配置为可操作地耦合到单对总线，并且响应于指定阈值来检测差分信号幅度。
实施方案8：根据实施方案1至7中任一项所述的睡眠模式控制器，其中信号检测电路包括比较阶段，所述比较阶段被配置为：将正信号和负信号中的一者或多者的幅度与指定阈值进行比较；以及响应于所述比较来提供一个或多个差分检测信号。
实施方案9：根据实施方案1至8中任一项所述的睡眠模式控制器，其中信号检测电路还包括调节阶段，其中所述调节阶段被配置为将输入信号调节至用于比较阶段的指定水平。
实施方案10：根据实施方案1至9中任一项所述的睡眠模式控制器，其中调节阶段被配置为通过执行以下中的一者或多者来将输入信号调节到指定水平：划分输入信号的差分电压；划分输入信号的共模电压；放大输入信号的差分电压；并放大输入信号的共模电压。
实施方案11：根据实施方案1至10中任一项所述的睡眠模式控制器，还包括：时钟发生器，所述时钟发生器被配置为以第一频率生成时钟；以及时钟启动，所述时钟启动被配置为响应于功率模式选择性地启用和禁用时钟发生器的振荡。
实施方案12：根据实施方案1至11中任一项所述的睡眠模式控制器，其中选择第一频率以使得有效信号检测器能够以不间断功率操作。
实施方案13：根据实施方案1至12中任一项所述的睡眠模式控制器，其中总线是共享传输介质，共享传输介质是单个双绞线以太网电缆。
实施方案14：根据实施方案1至13中任一项所述的睡眠模式控制器，其中总线是单个双绞线以太网电缆。
实施方案15：一种方法，包括：生成时钟；以及响应于时钟来执行活动检测过程，所述活动检测过程包括：观察指示存在于共享传输介质中的潜在有效信号的信号幅度；计数潜在有效信号的信号持续时间的至少一部分的时钟周期的数量；以及响应于检测到计数的时钟周期的数量超过指定阈值来生成指示有效活动的信号。
虽然本文已经相对于某些图示实施方案描述了本发明，但本领域的普通技术人员将认识到并理解本发明不受此限制。相反，在不脱离下文所要求保护的本发明的范围及其法律等同形式的情况下，可对图示实施方案和所述实施方案进行许多添加、删除和修改。此外，来自一个实施方案的特征可与另一个实施方案的特征组合，同时仍被包括在发明人所设想的本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种网络段的物理层的睡眠模式控制器，所述物理层是单对以太网总线与所述网络段的一部分之间的附接层，所述控制器包括：
活动检测器，所述活动检测器被配置为：
在总线和专用输入处观察信号水平；并且
响应于超过指定阈值的所观察到的信号水平来提供活动检测到的信号，和
功率管理器，所述功率管理器被配置为响应于所述活动检测到的信号来提供唤醒信号。
2.根据权利要求1所述的睡眠模式控制器，还包括不间断电源域，所述不间断电源域包括所述活动检测器和所述功率管理器。
3.根据权利要求1所述的睡眠模式控制器，其中所述活动检测器包括第一电路，所述第一电路被配置为识别所述总线处的有效唤醒信号和有效总线活动中的一者或多者。
4.根据权利要求3所述的睡眠模式控制器，其中所述第一电路包括：
有效信号检测器，所述有效信号检测器被配置为响应于以下中的一者或多者来提供所述活动检测到的信号：
超过第一阈值的所述唤醒信号的信号持续时间；和
超过第二阈值的所述总线活动的信号持续时间。
5.根据权利要求4所述的睡眠模式控制器，其中所述第一阈值是第一数量的时钟周期，并且所述第二阈值是第二数量的时钟周期，其中所述第二数量不同于所述第一数量。
6.根据权利要求4所述的睡眠模式控制器，还包括总线信号检测器，所述总线信号检测器被配置为：
检测具有第一信号水平的总线活动；并且
响应于所述检测所述总线活动来提供总线信号。
7.根据权利要求6所述的睡眠模式控制器，其中所述总线信号检测器包括：
信号检测电路，所述信号检测电路被配置为可操作地耦接到单对总线，并且响应于指定阈值来检测差分信号幅度。
8.根据权利要求7所述的睡眠模式控制器，其中所述信号检测电路包括比较阶段，所述比较阶段被配置为：
将正信号和负信号中的一者或多者的幅度与所述指定阈值进行比较；并且
响应于所述比较来提供一个或多个差分检测信号。
9.根据权利要求8所述的睡眠模式控制器，其中所述信号检测电路还包括调节阶段，其中所述调节阶段被配置为针对所述比较阶段将输入信号调节至指定水平。
10.根据权利要求9所述的睡眠模式控制器，其中所述调节阶段被配置为通过执行以下中的一者或多者来将所述输入信号调节至所述指定水平：
划分所述输入信号的差分电压；
划分所述输入信号的共模电压；
放大所述输入信号的所述差分电压；并且
放大所述输入信号的所述共模电压。
11.根据权利要求6所述的睡眠模式控制器，还包括：
时钟发生器，所述时钟发生器被配置为以第一频率生成时钟；和
时钟启动，所述时钟启动被配置为响应于功率模式选择性地启用和禁用所述时钟发生器的振荡。
12.根据权利要求11所述的睡眠模式控制器，其中选择所述第一频率以使得所述有效信号检测器能够在不间断电源域中操作。
13.根据权利要求1所述的睡眠模式控制器，其中所述总线为共享传输介质，所述共享传输介质是单个双绞线以太网电缆。
14.根据权利要求13所述的睡眠模式控制器，其中所述总线是单个双绞线以太网电缆。
15.一种方法，包括：
生成时钟；以及
响应于所述时钟来执行活动检测过程，所述活动检测过程包括：观察指示存在于共享传输介质处的潜在有效信号的信号幅度；
计数所述潜在有效信号的信号持续时间的至少一部分的时钟周期的数量；以及
响应于检测到所述计数的时钟周期的数量超过指定阈值而生成指示有效活动的信号。
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