CN1848749A - 家庭网络系统及其负荷分散方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在家电之间硬件资源并行连接情况下，能适当分散某一个特定设备的过负荷的家庭网络系统及其负荷分散方法。本发明家庭网络系统，是由通过家庭网络系统相互可以进行通讯的多个家电设备；通过能够控制周边家电设备的主机家电设备的控制器，监控上述家庭网络系统的多个家电设备中的每个处理器的当前工作量，把工作量超过临界值的家电设备的处理器的工作，分散给处于休闲状态的其它家电设备的处理器来处理，通过上述家庭网络系统分散工作的控制器状态检查器构成。本发明利用各个家电设备中处于休闲状态的公共硬件资源，分散处理遇到过载工作负荷的家电设备上的工作，消除总体上的硬件资源的浪费而能提高处理速度。

Description

家庭网络系统及其负荷分散方法

技术领域

本发明涉及一种家庭网络系统，尤其是涉及一种在家电之间硬件资源并行连接情况下，能适当分散某一个特定设备的过负荷的家庭网络系统及其负荷分散方法。

背景技术

通常，家庭网络系统(Home Network System)是通过家庭服务器(Homeserver)，即以作为主机(host)的家电为中心，和各种家电组成可以进行中央处理的自动化(automation)控制系统，使用者通过作为主机的家电对其它家电，比如冰箱、空调器、洗衣机、电子微波炉、锅炉等进行控制操作。

适应于这样的家庭应用(home application)的大部分微处理器，都有串联通信功能，可以实现家电设备间的通信，而且用于通信的资源因设备特性不同而各式各样。

PC(Personal Computer-个人计算机)和其周边机器所构成的网络系统中，DTV(Digital Television-数字电视机)等多媒体设备、PC、因特网冰箱等设备上，为了启动基本功能，必须采用高技术的硬件，而且还要满足大量数据传送和快速通讯所需的协议，即像HNCP(Home network Control Protocol-家庭网络控制协议)那样的通信协议。

下面参照附图说明根据以往技术的家庭网络系统。

图1是表示根据以往技术的家庭网络系统构成框图。

如图1所示，它由数字电视机110、洗衣机120、空调器130、PC140、DVD150、家庭影院160、冰箱170等家电设备构成。

这样的家庭网络系统中的每个家电设备(110至170)，都已数字(Digital)化，每个家电设备(110至170)单独装有自己的处理器(Processor)、内存(Memory)、数据存储装置(Data storage)等，并且由于每个家电设备(110至170)自己独立要完成的作业及速度都在逐渐增加，就要求装配更高性能的硬件(H/W)资源(resource)。

但是，这会成为提高家电单价的主要原因，而且，如果考虑到每个家电设备大多数时间处于不被使用的休眠(Idle-State)状态的话，可想而知带来相当多的浪费。

举例来说，家庭内装有PRV(Private Video Recorder-私人视频录音机)功能的数字电视机110，如果在视听当中发生过载现象，就会引起其中央处理器(CPU)及微处理器(Microprocessor)上的工作量(Workload)或访问内存(Memory)及/或数据存储装置(Data Storage)的次数急剧增加。

如果继续维持这种状态，比如数字电视机110作为家庭网络系统的主机的情况下，就会降低整个系统的处理速度及增加产生错误的可能性，最坏的情况是导致家庭网络系统出故障(Down)，即使不出故障，也会由于过载(Overwork)而降低系统的性能(performance)。

采用以往技术的家庭网络系统，为了避免系统性能下降或故障(down)等风险(risk)现象的出现，每个家电设备都应采用更安全的处理器(Processor)及其它硬件(H/W)。这会导致设备单价的上升，增加消费者的经济负担。

发明内容

本发明的目的在于提供家庭网络系统及其负荷分散方法。即在家庭网络连接的家电设备之间，平衡某一特定机器上所产生的过载，将过载的那部分任务调配到其它处于休闲状态的家电设备。

为了达到上述目的，本发明家庭网络系统，是由通过家庭网络系统相互可以进行通讯的多个家电设备；通过能够控制周边家电设备的主机家电设备的控制器，监控上述家庭网络系统的多个家电设备中的每个处理器的当前工作量，把工作量超过临界值的家电设备的处理器的工作，分散给处于休闲状态的其它家电设备的处理器来处理，通过上述家庭网络系统分散工作的控制器状态检查器构成。

上述主机家电设备由处理主机家电设备的工作必需的主机中央处理装置；储存上述主机中央处理装置的命令和数据的主机存储器；以及储存通过上述家庭网络传送的多个周边家电设备的数据的数据存储装置构成。

为了达到上述目的，本发明家庭网络系统的负荷分散方法，包含以下几个步骤：主机家电的控制器状态检查器，通过主机家电的控制器，按一定周期监测各个家电设备的工作负荷的步骤；如果网络中某一个家电设备的任务量超过了预设的临界值，就把已超负荷工作的家电设备所承担的任务，分散给硬件资源处于休闲状态的其它家电设备的步骤；承担被调配任务的家电在完成任务后，把把处理结果传回到原来那个超负荷工作的家电设备的步骤。

上述控制器状态检查器，把工作分散以后，如果把处理上述被分散过来的任务的家电设备传回处理结果的时间，超过了原来承担该任务的家电设备所设定的时间，则改由承担分散任务的家电设备来处理。把已超负荷工作的家电设备所承担的任务，分散给硬件资源处于休闲状态的其它家电设备时，控制器状态检查器，对于待机状态的家电设备先启动后分配。

对本发明的另一个目的、特征及有利地方，通过参照附图的如下实施例的详细说明将会更清楚。

本发明具有如下的效果：

第一、利用各个家电设备中处于休闲状态的公共硬件资源，分散处理遇到过载工作负荷的家电设备上的工作，消除总体上的硬件资源的浪费而能提高处理速度。

第二、由于不需要高性能的硬件资源，可以降低产品的单价，因此给消费者提供廉价的产品。

第三、对包括主设备在内的过载工作，能形成处理器之间的工作分散(workload balancing)，保证正在使用中的系统的安全性(fault-tolerance)。

附图说明

图1是表示根据以往技术的家庭网络系统构成框图。

图2是本发明家庭网络系统中，表示主机及周边家电设备的硬件连接关系框图。

图3是说明本发明家庭网络系统及其负荷分散方法的流程图。

图中：

200：主机家电设备             210：主机中央处理装置

220：主机存储器               230：数据存储装置

240：控制器                   250：控制器状态检查器

300、400、500、600：周边家电设备

310、410、510、610：处理器

320、420、520、620：存储器    700：家庭网络

具体实施方式

下面，将参照附图，说明本发明家庭网络系统及其负荷分散方法。

图2是本发明家庭网络系统中，表示主机及周边家电设备的硬件连接关系框图。

本发明家庭网络系统，监测(Monitoring)通过家庭网络(Home Network)连接的家电设备之间的工作量，为了防止由于瞬时间增加的工作量所带来的性能(Performance)降低，利用与主机家电设备(Host Device)连接的家庭网络(Home Network)中的处于休闲状态(Idle state)的家电设备处理器和存储器等资源(Resource)，分散处理工作(task)后采用其结果，来提高速度及安全性。

为此，家庭网络系统包含主机家电设备200所需的处理作业的主机中央处理装置210(CPU)；和存储上述主机中央处理装置210的命令和数据的主机存储器220；和储存通过家庭网络700传送的多个周边家电设备(300、400、500、600)的数据的数据存储装置230；和多个周边家电设备(300、400、500、600)的第1至第n个处理器(310、410、510、610)连接而控制周边家电设备(300、400、500、600)的控制器240；和通过控制器240检查各家电硬件资源的使用情况，调配平衡各家电设备所负担的任务量的控制器状态检查器250；担任主机角色的主机家电设备200和多个周边家电设备(300、400、500、600)连接在一起的家庭网络(mutual interconnection network)700。

主机家电设备200的控制器状态检查器250，与控制器240、主机中央处理装置210、及主机存储器220连接，并按已设定的周期检查主机家电设备200及周边家电设备(300、400、500、600)的硬件资源状态，并根据上述检查结果，分散主机家电设备200及周边家电设备(300、400、500、600)的工作量。这里的周边家电设备(300、400、500、600)的硬件资源状态包括第1至第n个处理器(310、410、510、610)的性能、第1至第n个存储器(320、420、520、620)的存储量、第1至第n个处理器(310、410、510、610)的工作负荷。

另外，控制器240受控制器状态检查器250的控制，利用第1至第n个处理器(310、410、510、610)，按一定周期检查(Polling)周边家电设备(300、400、500、600)的工作负荷，把结果传送到控制器状态检查器250上。

控制器240与第1至第n个处理器(310、410、510、610)通过控制总线连接，主机的存储器及控制器240与第1至第n个存储器(320、420、520、620)，通过数据总线连接，即通过家庭网络700内的控制总线和数据总线连接。

图3是说明本发明家庭网络系统及其负荷分散方法的流程图。

本发明家庭网络系统的负荷分散方法，是主机家电设备200的控制器状态检查器250，按一定周期(periodic)检查(polling)主机中央处理装置210或周边家电设备的性能(performance)(S100)。这时，主机家电设备200不仅完成自己的工作，而且也对其它周边家电设备(300、400、500、600)进行控制，所以控制器状态检查器250对主机中央处理装置210的性能周期性检查的时间比对周边家电设备的处理器的时间更短。

根据检查结果判断主机中央处理装置210或周边家电设备处理器的工作负荷(workload)是否超过了预设的临界值(S110)。

如果判断结果(S110)为主机中央处理装置210或周边家电设备处理器的工作负荷没有超过临界值，继续进行当前正在进行的作业(task)，并使主机中央处理装置210或周边家电设备处理器继续各自的作业(S170)。

但是，如果判断结果(S110)为主机中央处理装置210或周边家电设备处理器的工作负荷已超过临界值，通过控制器240检查周边家电设备的硬件资源(处理器及/或存储器)的状态(S120)。

根据检查结果，控制器状态检查器250在周边家电设备中选择具有休闲状态硬件资源的家电设备的资源(S130)；并向那些休闲状态的周边家电设备的硬件资源，分散超过工作负荷临界值的主机家电设备200或周边家电设备处理器中的工作(S140)。这时候，与硬件资源的状态监测及工作分散情况有关的是否工作开始及结束的信息，是通过控制总线(control bus)传送，而且与被分配的工作相关的各种参数(parameter)及在周边家电设备中处理的工作结果，是通过数据总线(data bus)传送。这时候，对主(main)电源处于开启(on)状态，而对应机器(local)的电源处于关闭(off)状态即对于待机状态的周边家电设备不进行工作负荷的检查，只是为了在分散工作负荷时，通过控制总线启动(wakeup)它。

控制器状态检测器250通过控制器240对周边家电设备的处理结果是否经过一定时间(设定时间)进行判断(S150)。即在设定的时间内是否接收到应答信号进行判断。

判断结果(S150)，对没有经过一定时间就接收到的处理结果，让进行分散的家电设备收集并继续完成执行中的工作(S160)。

但是，根据上述判断结果(S150)，经过一定时间以后仍收不到处理结果，则由超过临界工作负荷的主机家电设备200或周边家电设备的处理器来处理已分散过的工作(S170)。

这是由于如果不定义时间长度的话，主机家电设备200或周边家电设备的处理器继续等待被传送到周边家电设备的工作的执行结果的缘故。

通过以上说明的内容，如果是同行业的技术人员，在不离开本发明的技术思想的范围内能够进行各种变更及修正。

并且，本发明的技术范围不限制在实施例中记载的内容，而根据权利要求书中的范围来确定。

Claims (5)

1、一种家庭网络系统，其特征是由以下部分构成：

通过家庭网络系统相互可以进行通讯的多个家电设备；

通过能够控制周边家电设备的主机家电设备的控制器，监控上述家庭网络系统的多个家电设备中的每个处理器的当前工作量，把工作量超过临界值的家电设备的处理器的工作，分散给处于休闲状态的其它家电设备的处理器来处理，通过上述家庭网络系统分散工作的控制器状态检查器构成。

2、根据权利要求1所述的家庭网络系统，其特征是所述的主机家电设备由处理主机家电设备的工作必需的主机中央处理装置；储存上述主机中央处理装置的命令和数据的主机存储器；以及储存通过上述家庭网络传送的多个周边家电设备的数据的数据存储装置构成。

3、一种家庭网络系统的负荷分散方法，即通过家庭网络系统相互间可以进行通讯的多个家电设备所构成的家庭网络系统的负荷分散方法，其特征是包含以下几个步骤：

主机家电的控制器状态检查器，通过主机家电的控制器，按一定周期监测各个家电设备的工作负荷的步骤；

如果网络中某一个家电设备的任务量超过了预设的临界值，就把已超负荷工作的家电设备所承担的任务，分散给硬件资源处于休闲状态的其它家电设备的步骤；

承担被调配任务的家电在完成任务后，把把处理结果传回到原来那个超负荷工作的家电设备的步骤。

4、根据权利要求3所述的家庭网络系统的负荷分散方法，其特征是所述的控制器状态检查器，把工作分散以后，如果把处理上述被分散过来的任务的家电设备传回处理结果的时间，超过了原来承担该任务的家电设备所设定的时间，则改由承担分散任务的家电设备来处理。

5、根据权利要求3所述的家庭网络系统的负荷分散方法，其特征是所述的把已超负荷工作的家电设备所承担的任务，分散给硬件资源处于休闲状态的其它家电设备时，控制器状态检查器，对于待机状态的家电设备先启动后分配。

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