DE102019127444A1

DE102019127444A1 - System, Einrichtung und Verfahren zur Verkehrsformung von Datenkommunikation über ein Interconnect

Info

Publication number: DE102019127444A1
Application number: DE102019127444.3A
Authority: DE
Inventors: Pavel Peleska; Reinhold Schneider
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2018-11-13
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2020-05-14
Also published as: US20190081900A1; US10855600B2

Abstract

Bei einer Ausführungsform umfasst eine Vorrichtung einen Sender zum Senden von ersten Daten zu einer über eine physische Verbindung mit der Vorrichtung gekoppelten Einrichtung; einen Empfänger zum Empfangen von zweiten Daten von der Einrichtung über die physische Verbindung; und eine Steuerschaltung, die den Sender zum Senden der ersten Daten mit einer ersten effektiven Rate während eines Verbindungsaktivierungsintervalls eines Datentransferintervalls steuern soll und den Empfänger zum Empfangen der zweiten Daten mit einer zweiten effektiven Rate während des Verbindungsaktivierungsintervalls steuern soll, wobei die zweite effektive Rate von der ersten effektiven Rate verschieden ist. Es werden andere Ausführungsformen beschrieben und beansprucht.

Description

Technisches Gebiet
Ausführungsformen betreffen Datenkommunikation über ein Interconnect.
Hintergrund
Viele derzeitige LTE-Modems (Long Term Evolution) verwenden ein PCIe-Interconnect (Peripheral Component Interconnect Express) zum Verbinden und Transferieren von Daten zwischen einem Netzwerk, dem Modem und einer Hostplattform. Bei diesen Implementierungen werden Daten in Modem-Off-Chip-Speicher gespeichert, während sie von einer OTA-Schnittstelle (per Funk) oder von der Hostplattform während einer Aggregationsperiode ankommen. Wenn die Aggregationsperiode abläuft, wird die PCIe-Verbindung aktiviert und die Daten werden in der Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenrichtung abgeliefert. Da Datenraten für LTE der vierten Generation (4G) im Allgemeinen 5 Gigatransfers pro Sekunde (GT/s) nicht überschreiten, gibt es im Allgemeinen keine Durchsatzsorgen bezüglich Kommunikation von Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckendaten mit dem Speicher für solche Systeme. Für die fünfte Generation 5G werden jedoch höhere Datenraten erwartet, die sich bis zu 16 GT/s erstrecken. Bei solchen Systemen können Durchsatzspitzen Speicherfähigkeiten übersteigen, so dass Entwickler sich einem Dilemma gegenübersehen. Das heißt, es ist die Verwendung eines Speichers erforderlich, der einen höheren Durchsatz unterstützt, zu Lasten von Kosten und Strom. Oder Aktivierung der PCIe-Verbindung für längere Dauern, was auch den Stromverbrauch vergrößert. Solche Szenarien sind mit Handheld-Plattformen, die versuchen, von der Batterie gelieferte Energie so effizient wie möglich zu benutzen, um die Batterielebensdauer zu maximieren, inkompatibel.
Figurenliste

1 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Blockdarstellung eines Teils eines Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Blockdarstellung weiterer Einzelheiten eines Modems gemäß einer Ausführungsform.
4 ist ein Impulsdiagramm zur Kommunikation während eines T ransferintervalls.
5 ist ein Impulsdiagramm zur Kommunikation während eines Verbindungstransferintervalls unter Verwendung von Verkehrsformung gemäß einer Ausführungsform.
6 ist eine Blockdarstellung eines beispielhaften Systems, mit dem Ausführungsformen benutzt werden können.
7 ist eine Blockdarstellung eines Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine Blockdarstellung eines Systems gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine Blockdarstellung einer Umgebung, in der Verkehrsformung durchgeführt werden kann, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Ausführliche Beschreibung
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann eine Einrichtung, wie etwa ein Modem, das in mehrere Richtungen kommuniziert, nämlich in der Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenrichtung, dafür ausgelegt werden, Verkehrsformung durchzuführen, um die Kommunikation typischerweise asymmetrischer Mengen an Daten in den verschiedenen Richtungen auszugleichen. Insbesondere werden wie hier beschrieben in typischen Benutzungsfällen in einer mobilen Einrichtung viel größere Mengen an Daten von einem Netzwerk in der Abwärtsstreckenrichtung empfangen als in der Aufwärtsstreckenrichtung zum Netzwerk übermittelt werden. Die Verwendung von vorliegenden Ausführungsformen durch Durchführen solcher Verkehrsformung kann Durchsatzspitzendruck an einer oder mehreren Speichereinrichtungen vermeiden oder zumindest verringern. Auf diese Weise kann größere Systemeffizienz realisiert werden, z. B. durch Verwendung von Speichereinrichtungen, die niedrigeren Durchsatz unterstützen. Ferner können Ausführungsformen das Sparen von Strom realisieren, indem Daten in kürzeren Zeitdauern übermittelt werden, so dass eine Verbindung Daten effizienter übermitteln und dann in einen Stromsparzustand eintreten kann. Anders ausgedrückt kann Verkehrsformung über Übermittlung von Daten mit asymmetrischen Datenraten in der Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenrichtung zu verringertem Systemstau und kürzeren Verbindungsbelegungsdauern führen, wodurch der Stromverbrauch verringert wird.
Obwohl Ausführungsformen auf viele verschiedene Arten von Systemen und Komponenten anwendbar sind, betreffen für die Zwecke der vorliegenden Besprechung beispielhafte Ausführungsformen Modemschaltungen. Und konkreter liegen die vorliegenden Beispiele im Kontext eines Modems, das über eine PCIe-Verbindung (Peripheral Component Interconnect express) an eine oder mehrere Speichereinrichtungen angeschlossen ist. In einem solchen Modem wird Verkehrsformung verwendet, um die typischerweise asymmetrischen Nutzlasten, die in der Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenrichtung zu transportieren sind, auszugleichen, so dass Speicherdurchsatzspitzen vermieden werden, die andernfalls Verwendung eines Speichers erfordern könnten, der zu Lasten von Strom und Kosten höheren Durchsatz unterstützt, oder zu Wettbewerb führt, der zu längerer PCIe-Verbindungsbelegung führen könnte, die auch wiederum in typischen Verkehrsszenarien zu höherem Stromverbrauch führen könnte.
Ausführungsformen können die PCIe-Verbindung auf eine Rennen-zu-StückWeise steuern, bei der sich über die PCIe-Verbindung zu transportierende Daten über eine Aggregationsperiode akkumuliert haben und die Verbindung aktiviert wird, um Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckendaten gleichzeitig mit einer effizientesten Datenrate zu transferieren. Danach tritt die Verbindung in einen Leerlaufzustand (z. B. typischerweise den Subzustand PCIe L12) bis zur nächsten periodischen Aktivierung ein. Bei mittleren bis hohen Durchschnitts-Übertragungsdatenraten ist die effizienteste PCIe-Verbindungsrate im Hinblick auf Stromverbrauch (z. B. ausgedrückt in Joule pro Bit (J/bit)) typischerweise die schnellste Rate, die die Bitübertragungsschicht unterstützt. Im 5G-Modemfall liegt diese schnellste Rate z. B. auf dem Betriebswert von PCIe Gen4 (16GT/s). Die Menge an in der Aufwärtsstreckenrichtung (PCIe Downstream) zu transportierenden Daten ist ein Bruchteil der in der Abwärtsstreckenrichtung (PCIe Upstream) zu transportierenden Daten, da z. B. während einer Web-Browsingsitzung massenhafte Nutzinformationspaketdaten von einem Netzwerk (Abwärtsstrecke) abgerufen werden und in der entgegengesetzten Richtung (Aufwärtsstrecke) kurze Bestätigungspakete dominieren können.
Eine PCIe-Verbindung ist eine Zweifach-Simplex-Schnittstelle, die symmetrische Transportfähigkeiten in beiden Richtungen bereitstellt. Wenn Datenkommunikation für die Aufwärtsstrecke und Abwärtsstrecke gleichzeitig oder mit einer kleinen Verzögerung gestartet wird, verwendet somit Transporthardware ohne eine Ausführungsform gleichzeitig die verfügbare Verbindungstransportbandbreite, wodurch eine Durchsatzspitze in der Speicherschnittstelle von bis zu zweimal der unidirektionalen Verbindungstransportfähigkeit erzeugt wird. Ausführungsformen, die Verkehrsformungstechniken wie hier beschrieben enthalten, stellen sicher, dass die Datentransferrichtung mit der größeren Menge an Daten pro Transfer die Dauer der Verbindungsaktivierung bestimmt. Und die sich in der entgegengesetzten Richtung ausbreitenden Daten werden ihrerseits über diese Verbindungsaktivierungsdauer gleichmäßig verteilt, so dass diese Daten die Durchsatzanforderung am Speicher nicht verdoppeln, sondern nur proportional um eine relative Menge pro Transferintervall beitragen. Bei einer Ausführungsform kann Verkehrsformung vor dem Starten jedes Transferintervalls konfiguriert werden.
Unter Verwendung von Ausführungsformen kann dann die Speicherkapazität optimiert werden, so dass ein gegebenes System mit einem Speicher konfiguriert werden kann, der einen Aggregatdurchsatz einer gegebenen Verbindung in beiden Richtungen nicht unterstützen muss. Und ferner kann unter Verwendung einer geringfügiger konfigurierten Speichereinrichtung minimaler Speicherwettbewerb auftreten, wodurch eine reduzierte Verbindungsaktivierungsdauer realisiert wird. Dementsprechend realisieren Ausführungsformen Effizienzen bezüglich des Stromverbrauchs mittels verringerter Aktivierungsdauer für eine Verbindung und verringerten Wettbewerbs.
Nunmehr mit Bezug auf 1 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wie in 1 gezeigt ist das Verfahren 100 ein Verfahren zum Steuern der Datenkommunikation auf einer Verbindung gemäß einer Ausführungsform. Spezieller kann das Verfahren 100 von 1 durch eine Steuerschaltung ausgeführt werden, die als Teil einer Schnittstellenschaltung implementiert sein kann. Dementsprechend kann das Verfahren 100 durch Hardwareschaltkreise, Firmware, Software und/oder Kombinationen davon ausgeführt werden. Diese Schnittstellenschaltung kann ihrerseits eine Schnittstelle für eine gegebene Einrichtung, wie etwa ein Modem, mit einer physischen Verbindung wie etwa einer PCIe-Verbindung, bilden, die das Modem mit einer anderen Komponente koppelt, wie etwa einer Speichereinrichtung, z. B. einem DRAM (dynamischen Direktzugriffsspeicher). Obwohl Ausführungsformen in dieser Hinsicht beschränkt sind, nehme man in dem in 1 besprochenen Beispiel an, dass die Steuerschaltung und die Schnittstellenschaltung (die beide in einem Modem enthalten sein können) in einem Anwendungsprozessor, einem SoC (System auf einem Chip) oder einer anderen Verarbeitungseinrichtung, so wie sie in eine mobile Einrichtung, z. B. ein Smartphone oder so weiter, integriert sein kann, enthalten oder damit gekoppelt sind.
Das Verfahren 100 beginnt wie dargestellt mit dem Akkumulieren von in der Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenrichtung zu übermittelnden Daten während einer Aggregationsperiode (Block 110). Obwohl der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist, kann diese Aggregationsperiode, in der sowohl in der Aufwärtsstrecken- als auch in der Abwärtsstreckenrichtung zu übermittelnde Daten gepuffert werden, als ein Beispiel in der Größenordnung von z. B. ungefähr 1 Millisekunde (ms) liegen. Man beachte, dass diese akkumulierten Daten in der Speichereinrichtung selbst gepuffert werden können. Zu diesem Zweck werden in der mobilen Einrichtung von einem Netzwerk empfangene Abwärtsstreckendaten im DRAM gepuffert, bevor sie zur Verarbeitung in dem Anwendungsprozessor gesendet werden. Aufwärtsstreckendaten, die von dem Anwendungsprozessor zum Netzwerk zu senden sind, werden ihrerseits auch in dem jeweiligen DRAM des Anwendungsprozessors gepuffert.
Wenn diese Aggregationsperiode abgeschlossen ist, wird in der Raute 120 bestimmt, ob die akkumulierten Daten eine Schwellenmenge übersteigen. Man beachte, dass diese Bestimmung bei einigen Ausführungsformen eine optionale Operation sein kann. Für die Zwecke der Besprechung nehme man jedoch an, dass diese Bestimmung durch Vergleich der Menge akkumulierter Daten mit der Schwellenmenge erfolgt, die bei einer Ausführungsform einer spezifizierten maximalen Bandbreitenfähigkeit der Speichereinrichtung entsprechen kann. Zum Beispiel kann eine gegebene mobile Einrichtung einen DRAM oder eine andere Speichereinrichtung mit einer maximalen Bandbreite von äquivalent 24 Gbps umfassen, die für Verwendung durch die PCIe-Schnittstelle zugeteilt ist. Man beachte, dass diese Schwellenmenge natürlich unterschiedlich sein kann und in einigen Fällen als etwas kleiner als die spezifizierte maximale Bandbreitenfähigkeit ausgewählt werden kann, um effizienten Betrieb sicherzustellen.
Wenn bestimmt wird, dass die akkumulierten Daten die Schwellenmenge nicht übersteigen, können die akkumulierten Daten sowohl in der Aufwärtsstrecken- als auch in der Abwärtsstreckenrichtung mit einer symmetrischen Rate gesendet werden (Block 130). Man beachte, dass solche Datenkommunikation für einen begrenzten Teil eines Transferintervalls eingeteilt werden kann, so dass nach Abschluss dieser Datenkommunikation die Verbindung für einen Rest des Transferintervalls in einen angemessenen Stromsparzustand versetzt werden kann. Bei einer Ausführungsform kann die symmetrische Datenrate auf eine maximale Transferrate für die Datenverbindung gesetzt werden, und bei einer konkreten PCIe-Verbindungsausführungsform kann diese maximale Datenrate auf 16 GT/s gesetzt werden. Als Nächstes wird die Steuerung an Block 140 abgegeben, in dem, nachdem alle akkumulierten Daten für die Aggregationsperiode gesendet wurden, die Verbindung für den Rest des Transferintervalls in einen Leerlaufzustand versetzt werden kann. Als ein Beispiel kann das Transferintervall auch auf eine Millisekunde, nämlich dieselbe Dauer wie die Aggregationsperiode, gesetzt werden. Es versteht sich jedoch, dass die Aggregationsperiode und das Transferintervall bei anderen Ausführungsformen auf andere Werte gesetzt werden können. Zusätzlich zu dem Leerlaufenlassen der Verbindung selbst ist es möglich, dass bestimmte Schnittstellenschaltkreise, darunter eine Bitübertragungsschicht und die oberen Schichten eines Kommunikationsprotokollstapels, auch für den Rest des Transferintervalls in einen Leerlauf- oder anderen Stromsparmodus versetzt werden können.
Man beachte, dass Datentransfer mit symmetrischen Datenraten nicht in allen Umständen geeignet sein kann. Wenn zum Beispiel in den verschiedenen Richtungen signifikant verschiedene Quantitäten von Daten zu senden sind, können solche symmetrische Datenraten nicht angemessen sein. Dies ist so, weil symmetrischer Transfer mit hoher Rate Bandbreitenprobleme in der Speichervorrichtung verursachen kann. Solche Bandbreitenprobleme können tatsächlich bewirken, dass der Datentransfer zum Abschluss eine längere Dauer braucht, und dadurch den Stromverbrauch vergrößern.
Dementsprechend ist es bei Ausführungsformen möglich, stattdessen asymmetrische Datenraten in der Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenrichtung zu implementieren. Spezieller können Ausführungsformen Verkehrsformung ermöglichen, um die Übermittlung von Daten in einer gegebenen Richtung zu regeln, um den Bandbreitenverbrauch mit Bezug auf die Speichervorrichtung zu verringern. Wie weiter in 1 dargestellt, wird somit, wenn bestimmt wird, dass die akkumulierten Daten die Schwellenmenge übersteigen, die Steuerung stattdessen an Block 150 abgegeben, in dem die Steuerschaltung die Richtung des Datentransfers identifizieren kann, die eine größere Transportlast hat. In der Regel wird es für Abwärtsstreckentransfer größere Mengen an Daten als für Aufwärtsstreckentransfer geben. Dies ist so, weil für eine mobile Vorrichtung der meiste Datenverkehr für das Herunterladen von Informationen von einem Netzwerk ist. Für die Zwecke der Besprechung in 1 nehme man an, dass die Identifikation der Richtung mit der größeren Datentransportlast in der Abwärtsstreckenrichtung ist.
Als Nächstes kann in Block 160 eine Dauer der Verbindungsaktivierung bestimmt werden. Spezieller kann diese Verbindungsaktivierungsdauer auf der Basis der größeren Datentransportlast und der Speicherbandbreitenfähigkeit bestimmt werden. Man nehme zum Beispiel eine Implementierung an, bei der es ein Äquivalent von 8 Gbps Daten in dieser Richtung mit einer größeren Last zu transferieren gibt und die Speichervorrichtung eine Bandbreite eines Äquivalents von 24 Gbps aufweist. In diesem Fall kann die Verbindungsaktivierungsdauer unter der Annahme einer unidirektionalen Verbindungstransportfähigkeit von 16 Gbps auf ungefähr 50% gesetzt werden.
Als Nächstes wird die Steuerung an Block 170 abgegeben, in dem die Datenrate für die Richtung mit der kleineren Datentransportlast bestimmt werden kann. In diesem Beispiel ist diese Richtung die Aufwärtsstreckenrichtung. Und wie in Block 170 gezeigt, kann diese Datenratenbestimmung auf der Verbindungsaktivierungsdauer und den akkumulierten Daten für diese Richtung basieren. Man nehme an, dass es ein Äquivalent von 4 Gbps Daten in der Aufwärtsstreckenrichtung zu übertragen gibt und die Verbindung für 0,5 ms aktiv sein soll. In diesem Fall kann die Datenrate für die Aufwärtsstreckenrichtung auf ungefähr ein Äquivalent von 4 Gbps gesetzt werden. Man beachte, dass, obwohl es in 1 nicht gezeigt ist, für die Abwärtsstreckenrichtung die Datentransferrate als Vorgabe auf die maximale Verbindungsgeschwindigkeit von 16 GT/s gesetzt werden kann. In anderen Fällen kann diese Datenrate auch auf der Basis der Verbindungsaktivierungsdauer und der akkumulierten Daten für die Abwärtsstreckenrichtung bestimmt werden.
Weiter mit Bezug auf 1 wird die Steuerung als Nächstes an Block 180 abgegeben, in dem die akkumulierten Daten mit asymmetrischen Datenraten in den verschiedenen Richtungen gesendet werden können. Zur Bewirkung des Datentransfers kann die Steuerschaltung Sende- und Empfangsschaltkreise von Schnittstellenschaltkreisen für diese Datenraten konfigurieren. Bei einer Ausführungsform kann die entsprechende Einstellung mit einem einfach geposteten oder nicht geposteten Konfigurationsschreiben erfolgen. Dementsprechend können die Datentransfers in verschiedenen Richtungen für im Wesentlichen dieselbe Zeitdauer stattfinden, nämlich für die volle Verbindungsaktivierungsdauer. Während dieser Zeit kann die volle Menge von Abwärtsstreckendaten transferiert werden (z. B. in diesem Beispiel ein Äquivalent von 8 Gbps), während während derselben Verbindungsaktivierungsdauer die volle Menge von Aufwärtsstreckendaten (z. B. in diesem Beispiel ein Äquivalent von 4 Gbps) auch transferiert wird. Als Nächstes wird die Steuerung an den oben besprochenen Block 140 abgegeben. Als Ergebnis der Verkehrsformung kann der Spitzendurchsatz am Speicher begrenzt werden, wodurch der Druck am Speicher verringert wird. Man beachte, dass mit einer beispielhaften Ausführungsform eine physische Verbindungsdatenrate immer noch auf einer gegebenen Rate, z. B. 16 GT/s, liegen kann, aber eine effektive Datenrate die Datenrate ist, mit der die Verbindung nützliche Informationen transportiert, die Verkehrsformung unterliegen. Es versteht sich, dass, obwohl es auf dieser hohen Ebene in der Ausführungsform von 1 gezeigt ist, viele Varianten und Alternativen möglich sind. Man beachte, dass bei einer Ausführungsform die Verkehrsformungsparameter auch vor jeder Verbindungsaktivierung oder nur bei einer signifikanten Verkehrsszenarioänderung umkonfiguriert werden können.
Nunmehr mit Bezug auf 2 ist eine Blockdarstellung eines Teils eines Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Spezieller kann wie in 2 gezeigt das System 200 eine beliebige Art von verbundener Datenverarbeitungseinrichtung sein. Zum Beispiel kann das System 200 eine mobile Einrichtung sein, wie etwa ein Smartphone oder ein Tablet-Computer, ein Laptop- oder Desktop-Computer, ein Servercomputer oder so weiter. Bei weiteren Ausführungsformen kann das System 200 eine andere Art von verbundener Einrichtung sein, wie etwa eine Einrichtung des Internet der Dinge (IoT). In jedem Fall umfasst auf der in 2 gezeigten hohen Ebene das System 200 eine Antenne 205 zum Senden und Empfangen von Informationen mittels Funksignalen. Die Antenne 205 ist ihrerseits mit einem Modem 210 gekoppelt, das Informationen in beiden Richtungen verarbeitet, nämlich Verarbeitung von Aufwärtsstreckendaten zu Funksignalen zur Übermittlung über die Antenne 205 und ähnlich Verarbeitung von ankommenden Funksignalen zu Abwärtsstreckendaten zur Übermittlung in der Abwärtsstreckenrichtung zur weiteren Handhabung durch das System 200.
Bei der in 2 gezeigten Implementierung umfasst das Modem 210 eine Hochfrequenz- bzw. HF-Schaltung 220 als Schnittstelle mit der Antenne 205. Die HF-Schaltung 212 ist ihrerseits mit einer Basisbandschaltung 214 gekoppelt, die ihrerseits mit einem Speicher 219 gekoppelt ist, der ein On-Chip- oder Off-Chip-Speicher sein kann. Wie nachfolgend weiter beschrieben wird, wirkt der Speicher 219 als Puffer zum Puffern von Informationen sowohl in der Aufwärtsstrecken- als auch in der Abwärtsstreckenrichtung. Bei dem Speicher 219 kann es sich um Schaltkreise handeln, die dafür ausgelegt sind, Daten, Programmcode oder Logik zum Betrieb des Modems 210 zu speichern. Der Speicher 219 kann eine Doppeldatenraten- bzw. DDR-DRAM-Schaltung sein. Obwohl DDR als Beispiel für den Speicher 219 benutzt wird, ist der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht auf solche Technologien beschränkt, und es kann eine beliebige Art oder Kombination von Speichertechnologien verwendet werden. Außerdem kann sich im vorliegenden Gebrauch der Ausdruck „Off-Chip-Speicher“ auf eine Speichereinrichtung oder Schaltkreise beziehen, die in ein anderes IC oder SoC als die Basisbandschaltung 214 integriert sind, und der Ausdruck „Off-Board-Speicher“ kann sich auf eine Speichereinrichtung oder Schaltkreise beziehen, die auf einer getrennten Karte als die Basisbandschaltkreise 214 angebracht sind. Die Basisbandschaltung 214 umfasst Schnittstellenschaltkreise, die Sende- und Empfangsschaltkreise zur Kommunikation mit dem Speicher 219 umfassen, und Steuerschaltkreise zum Konfigurieren der hier beschriebenen Verkehrsformung.
Wie weiter dargestellt ist, ist die Basisbandschaltung 214 außerdem mit einer Schnittstellenschaltung 216 gekoppelt, die eine Steuerschaltung 218 umfasst. Bei vorliegenden Ausführungsformen können die Schnittstellenschaltung 216 und ihre bestandteilige Steuerschaltung 218 dafür ausgelegt werden, Datenraten dynamisch in der Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenrichtung asymmetrisch mit Bezug auf Kommunikation auf einer physischen Verbindung 220, die bei einer Ausführungsform eine PCIe-Verbindung sein kann, zu steuern.
Bei einer Ausführungsform kann die PCIe-Verbindung 220 eine zweifache unidirektionale Differenz-Verbindung sein, die als ein Sendepaar zum Senden von Signalen und ein Empfangspaar zum Empfangen von Signalen implementiert sein kann. Ein Datentakt kann unter Verwendung eines Codierungsschemas eingebettet werden, um sehr hohe Datenraten zu erzielen. Jede Verbindung kann mindestens eine Spur unterstützen, wobei jede Spur eine Menge von Differenzsignalpaaren (z. B. ein Paar zum Senden und ein Paar zum Empfangen) repräsentiert, und jede Verbindung kann in jeder Richtung eine Anzahl von Spuren unterstützen (z. B. gibt eine x16-Verbindung an, dass es in jeder Richtung 16 Differenzsignalpaare gibt). Zur Skalierung von Bandbreite kann eine Verbindung mehrere mit xN bezeichnete Spuren aggregieren, wobei N eine beliebige der unterstützten Verbindungsbreiten sein kann. Eine x8-Verbindung, die mit der Datenrate 2,5 GT/s arbeitet, repräsentiert eine Aggregatbandbreite von 20 Gbps Rohbandbreite in jeder Richtung. Spurbreiten können zum Beispiel die Größen x1, x2, x4, x8, x12, x16 und x32 umfassen. Während der Hardwareinitialisierung kann die PCIe-Verbindung 220 nach einer Aushandlung von Spurbreiten und Betriebsfrequenz durch zwei Agenten an jedem Ende der Verbindung eingerichtet werden.
Mit der hier beschriebenen Aggregationsperiodensteuerung können Datenpakete im Speicher 219 (oder in konkreten Puffern oder Registern des Speichers 219) gespeichert werden, während die Basisbandschaltung 214 OTA empfangene Signale demoduliert oder anderweitig umsetzt. Während die Datenpakete im Speicher 213 gespeichert sind, kann sich die Verbindung 220 in einem „Aus“-Zustand oder Stromsparmodus befinden. Wenn zum Beispiel die Verbindung eine PCIe-Verbindung ist, kann dieser „Leerlauf“-Zustand der Zustand L1.1 oder L1.2 sein, in dem kein (wenig) Strom in einer Bitübertragungsschicht (PHY) anwesend ist. Die Schnittstellenschaltung 216 oder die Basisbandschaltung 214 kann einen Zeitgeber oder Timer zur Messung einer Aggregationsperiode oder eines Aggregationsintervalls implementieren, während der bzw. dem die Datenpakete im Speicher 219 zu speichern sind. Wenn die Aggregationsperiode abläuft, kann die Schnittstellenschaltung 212 oder die Basisbandschaltung 214 die Datenpakete aus dem Speicher 219 in einen Puffer von On-Chip-Speicherschaltkreisen einlesen und kann die gepufferten Daten als ein Datentransferburst (z. B. Burst von 1 Millisekunde (ms)) zu einem Anwendungsprozessor 230 senden.
Die PCIe-Verbindung 220 koppelt wie dargestellt das Modem 210 mit dem Anwendungsprozessor 230. Der Anwendungsprozessor 230 kann eine Hauptzentralverarbeitungseinheit (CPU) für das System 200 sein und kann eine Schnittstellenschaltung 232 umfassen, wie etwa eine Eingangs-/Ausgangsschaltung, ein Peripheriesteuerungs-Hub oder so weiter als Schnittstelle mit dem Modem 210 über die Verbindung 220. Es versteht sich, dass die Schnittstellenschaltung 232 ferner eine Schnittstelle mit anderen Komponenten eines Systems bilden kann, die zur leichteren Darstellung in 2 nicht gezeigt sind. Wie weiter gezeigt ist, umfasst der Anwendungsprozessor 230 außerdem einen oder mehrere Kerne 234₀-234_n , die mit einem Speicher 235, der bei einer Ausführungsform DRAM sein kann, eine Schnittstelle bilden können.
In dem typischen Benutzungsfall von vorliegenden Ausführungsformen werden in der Abwärtsstreckenrichtung größere Mengen Daten von einem Netzwerk auf das System 200 heruntergeladen als in der Aufwärtsstreckenrichtung von dem System 200 auf das Netzwerk hochgeladen werden. Dementsprechend kann es beim Durchführen von Datentransfers dieser Informationen in Bezug auf einen oder mehrere Speicher, darunter der Speicher 219 und/oder der Speicher 235 (über die Verbindung 220) Speicherwettbewerbsprobleme geben. Dementsprechend kann die Steuerschaltung 218 Datenraten für die Aufwärtsstrecken- und/oder Abwärtsstreckenrichtung dynamisch auf eine Weise bestimmen, um Verkehr zu formen oder den Datenverkehr in der Richtung, die der niedrigeren Datentransportlast zugeordnet ist, zu regeln, um die Belastung auf Verbindungen und/oder Speicher wie hier beschrieben zu verringern. Es versteht sich, dass, obwohl es bei der Ausführungsform von 2 auf dieser hohen Ebene gezeigt ist, viele Varianten und Alternativen möglich sind.
Nunmehr mit Bezug auf 3 ist eine Blockdarstellung weiterer Einzelheiten eines Modems gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Wie in 3 gezeigt umfasst das Modem 300 einen Pufferspeicher 310 und einen Deskriptorspeicher 315. Obwohl sie als getrennte Einrichtungen gezeigt sind, versteht sich, dass die Speicher 310 und 315 bei verschiedenen Implementierungen Teil derselben Speichereinrichtung, z. B. des Speichers 219 von 2, sein können. Bei vorliegenden Ausführungsformen kann der Pufferspeicher 310 mit getrennten Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckendatenpuffern konfiguriert werden, um in der Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenrichtung zu übermittelnde Daten zu speichern. Der Deskriptorspeicher 315 kann seinerseits Deskriptorinformationen für die gepufferten Daten speichern. Solche Deskriptorinformationen stellen Metadaten hinsichtlich der gepufferten Daten, einschließlich der Menge gespeicherter Daten und anderer Informationen, bereit.
Unter weiterer Bezugnahme auf 3 umfasst das Modem 300 außerdem eine Steuerschaltung 320, die dafür ausgelegt ist, Schnittstellenschaltkreise (an sich zur leichteren Darstellung in 3 nicht gezeigt) zu steuern. Die Steuerschaltung 320 umfasst wie dargestellt einen Puffermanager 322. Der Puffermanager 322 kann dafür ausgelegt sein, für ein gegebenes Transferintervall eine Menge an sowohl in der Aufwärtsstrecken- als auch Abwärtsstreckenrichtung zu übermittelnden Daten zu bestimmen. Zu diesem Zweck kann der Puffermanager 322 auf den Deskriptorspeicher 315 zugreifen, um die Menge an Daten zur Übermittlung sowohl in der Aufwärtsstrecken- als auch der Abwärtsstreckenrichtung zu bestimmen. Diese Informationen werden wiederum einem Verbindungsaktivierungs-Kalkulator 324 zugeführt. Bei vorliegenden Ausführungsformen kann der Verbindungsaktivierungs-Kalkulator 324 mindestens teilweise auf der Basis der Menge akkumulierter Daten und einer Bandbreitenfähigkeit eines Speichers eine Verbindungsaktivierungsdauer berechnen. Zu diesem Zweck können der Verbindungsaktivierungs-Kalkulator 324 oder eine andere Komponente in der Steuerschaltung 320 ein Konfigurationsregister umfassen, das die Bandbreitenkapazität für den Zielspeicher speichert. Bei einer Ausführungsform kann ein solches Konfigurationsregister z. B. durch Firmware wie etwa ein BIOS (Basic Input/Output System) auf der Basis von Fähigkeiten einer bestimmten Speichereinrichtung beschrieben werden.
Wie weiter dargestellt ist, umfasst die Steuerschaltung 320 außerdem eine Datenratenbestimmungsschaltung 325. Bei vorliegenden Ausführungsformen kann die Datenratenbestimmungsschaltung 326 eine Datenrate für die Aufwärtsstrecken- und/oder Abwärtsstreckenrichtung auf der Basis der Menge an in einer gegebenen Richtung zu übermittelnden Daten und der Verbindungsaktivierungsdauer bestimmen. Spezieller kann wie hier beschrieben die Datenratenbestimmungsschaltung 325 eine Datenrate für die Richtung mit der kleineren Datentransportlast so bestimmen, dass der Datenverkehr geformt oder reguliert werden kann, um den Druck an der Speichereinrichtung zu verringern. Während es möglich ist, dass die Datenratenbestimmungsschaltung 325 ferner eine Datenrate dynamisch für die Richtung mit der größeren Transportlast berechnet, kann bei vielen Ausführungsformen diese Datenrate stattdessen auf einen vorbestimmten Wert z. B. durch das BIOS oder andere Firmware gesetzt werden, um sich auf einer maximalen unterstützten Rate zu befinden. Wie ferner dargestellt ist, umfasst die Steuerschaltung 320 außerdem eine Stapelsteuerschaltung 328, die dafür ausgelegt ist, Konfigurationsparameter für einen Kommunikationsprotokollstapel, z. B. einen PCIe-Stapel, zu steuern, um so mit den bestimmten asymmetrischen Datenraten betrieben zu werden. Es versteht sich, dass, obwohl es bei der Ausführungsform von 3 auf dieser hohen Ebene gezeigt ist, viele Varianten und Alternativen möglich sind.
Unter Verwendung von Ausführungsformen mit Verkehrsformung kann eine verringerte gleichzeitige Last für einen Speicher realisiert werden. Um die Möglichkeit von Speicherwettbewerbs- und anderen Problemen bei Abwesenheit von Verkehrsformung wie hier beschrieben zu veranschaulichen, wird auf das Impulsdiagramm von 4 verwiesen, das gleichzeitige Datentransfers in der Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenrichtung mit einer maximalen Datenrate einer Verbindung (z. B. 16 GT/s) darstellt. Für die Zwecke von 4 nehme man ein Modem für 5G-Betrieb an, das 6 Gbps in der Abwärtsstreckenrichtung und z. B. 3 Gbps in der Aufwärtsstreckenrichtung unterstützt. Wenn das Modem über eine PCIe-Verbindung kommuniziert, beginnt Datentransfer gleichzeitig in beiden Richtungen. Wenn Kommunikation in beiden Richtungen mit einer maximalen unterstützten Rate durchgeführt wird, die wie in 4 dargestellt für PCIe Gen4 bei 16GT/s liegt, können die Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenrichtung insgesamt zweimal diese Menge an Daten, nämlich 32Gbps, erzeugen.
Mit diesem Beispiel für Kommunikation von 6 Gbps in der Abwärtsstreckenrichtung und 3 Gbps in der Aufwärtsstreckenrichtung ohne eine Verkehrsformung implementierende Ausführungsform wie hier beschrieben gibt es während eines einzigen Transferintervalls eine Aktivdauer 410 der hergestellten Verbindung wie in 4 gezeigt. Am Anfang der Verbindungsaktivierungsdauer 410 findet eine Kommunikation mit der maximalen Datenrate von 16 GT/s in beiden Richtungen statt. Nachdem Daten übermittelt sind, kommt eine Verbindungsleerlaufdauer 420. Wie dargestellt endet die Datenkommunikation in der Aufwärtsstreckenrichtung viel früher als für die Abwärtsstreckenrichtung (in diesem Fall in ungefähr der Hälfte der Zeit). Mit beiden mit der maximalen unterstützten Datenrate am Anfang der Verbindungsaktivierungsdauer 410 kommunizierenden Richtungen existiert somit eine anfängliche Bandbreitenanforderung von 32 Gbps zusätzlich zu etwaigen Bandbreitenanforderungen anderer Benutzer einer Speichereinrichtung. Wenn die Speichereinrichtung diese hohe Bandbreitenanforderung (zusätzlich zu anderen Teilnehmern) nicht unterstützen kann, kann das Lesen der Abwärtsstreckendaten aus der Speichereinrichtung langsamer als in 4 dargestellt sein, was zu einer längeren Verbindungsaktivierungsdauer und höheren Stromverbrauchskosten führt.
Stattdessen kann mit einer Ausführungsform, die Verkehrsformung wie hier beschrieben verwendet, die Datenkommunikation für die Richtung mit der niedrigeren Datentransportlast auf einer niedrigeren Datenrate liegen, damit die Dauer dieser Datenkommunikation mindestens im Wesentlichen mit der erwarteten Datenkommunikationsdauer für die Richtung (z. B. Abwärtsstrecke) mit der größeren Datentransportlast coterminiert. Nunmehr mit Bezug auf 5 ist ein Impulsdiagramm zur Kommunikation während eines Verbindungstransferintervalls unter Verwendung von Verkehrsformung gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Wie in 5 gezeigt erfolgt während des Transferintvalls 500 während einer Verbindungsaktivierungsdauer 510 Kommunikation gleichzeitig in der Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenrichtung für mindestens im Wesentlichen die gesamte Verbindungsaktivierungsdauer 510. Dementsprechend wird wie in dem Impulsdiagramm von 5 dargestellt die Datenrate für diese Richtung mit der niedrigeren Datentransportlast auf eine niedrigere Rate, z. B. die Hälfte der Rate, eingestellt, wobei dasselbe Beispiel von 6 Gbps für die Aufwärtsstreckenrichtung und 3 Gbps für die Abwärtsstreckenrichtung benutzt wird. Nachdem Daten übermittelt sind, kommt eine Verbindungsleerlaufdauer 520.
Somit wird in diesem Fall, wenn z. B. verglichen mit der Abwärtsstreckenrichtung nur die Hälfte der Datenmenge in der Aufwärtsstreckenrichtung zu transportieren ist, der Aufwärtsstrecken-Datenverkehr über Verkehrsformung gestreckt, so dass er in im Wesentlichen derselben Zeitdauer wie die Transportdaten in der Abwärtsstreckenrichtung, z. B. die Daten mit der maximalen Datenrate, endet. In dem Benutzungsfall einer Verbindung des Typs PCIe Gen4 (x1@16GT/s), können die Aufwärtsstreckendaten so gestreckt werden, dass sie über die Verbindungsaktivierungszeit nur 8 GT/s zum Speicherverkehr beitragen. Ein Speicher, der nur z. B. 24 Gb/s Bandbreite liefern kann, führt somit nicht zu einer verlängerten Verbindungsaktivierungszeit, z. B. Stromverschwendung, und es ist auch kein leistungsfähigerer Speicher erforderlich. Es ist oft bei der tatsächlichen Verwendung der Fall, dass die Menge an in der Aufwärtsstreckenrichtung zu transportierenden Daten kleiner als die Hälfte der Abwärtsstreckendaten ist (z. B. sogar nur 1/10 oder weniger). Dementsprechend können Ausführungsformen im Wesentlichen Durchsatzanforderungen verringern und kostspielige Komponenten oder Stromverschwendung vermeiden.
Hier beschriebene Ausführungsformen können in vielfältigen Systemtypen implementiert werden, von kleinen tragbaren Einrichtungen bis zu größeren rechnerisch komplexeren Einrichtungen. Nunmehr mit Bezug auf 6 ist eine Blockdarstellung eines beispielhaften Systems gezeigt, mit dem Ausführungsformen verwendet werden können. In der Darstellung von 6 kann das System 600 ein Mobilsystem sein, wie etwa ein Smartphone, ein Tablet-Computer, ein 2:1-Tablet, ein Phablet, ein fahrzeuginternes System oder ein anderes System. Wie dargestellt ist ein SoC 610 anwesend und kann dafür ausgelegt werden, als ein Anwendungsprozessor für die Einrichtung zu arbeiten.
Es können vielfältige Einrichtungen mit dem SoC 610 gekoppelt werden. Bei der gezeigten Darstellung umfasst ein Speichersubsystem einen Flash-Speicher 640 und einen DRAM 645, der mit dem SoC 610 gekoppelt ist. Außerdem ist ein Touchpanel 620 mit dem SoC 610 gekoppelt, um Anzeigefähigkeit und Benutzereingabe über Berührung bereitzustellen, darunter Bereitstellung einer virtuellen Tastatur auf einer Anzeige des Touchpanels 820. Um verdrahtete Netzwerkkonnektivität bereitzustellen, ist das SoC 610 mit einer Ethernet-Schnittstelle 630 gekoppelt. Ein Peripherie-Hub 625 ist mit dem SoC 610 gekoppelt, um Schnittstellen mit verschiedenen Peripherieeinrichtungen zu ermöglichen, wie etwa diejenigen, die durch beliebige von verschiedenen Ports oder anderen Verbindern mit dem System 600 gekoppelt werden können.
Zusätzlich zu internen Power-Management-Schaltkreisen und Funktionalität im SoC 610 ist ein PMIC 680 mit dem SoC 610 gekoppelt, um Powermanagement auf Plattformbasis bereitzustellen, z. B. abhängig davon, ob das System durch eine Batterie 690 oder über einen Netzadapter 695 mit Netzstrom versorgt wird. Zusätzlich zu diesem auf der Stromquelle basierenden Powermanagement kann das PMIC 680 ferner Platform-Power-Management-Aktivitäten auf der Basis von Umgebungs- und Benutzungsbedingungen durchführen. Weiterhin kann das PMIC 680 Steuer- und Statusinformationen an das SoC 610 übermitteln, um verschiedene Power-Management-Aktionen in dem SoC 610 zu verursachen.
Weiter mit Bezug auf 6 ist zur Bereitstellung drahtloser Kommunikationsfähigkeiten ein Modem 650 mit dem SoC 610 und wiederum mit einer Antenne 655 gekoppelt. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Modem 650 Schaltkreise zum Durchführen von Datenverkehrsformung wie hier beschrieben umfassen. In einigen Fällen kann das Modem 650 einen DDR-Speicherpuffer (der entweder in dem Modem 650 oder möglicherweise im DRAM 645 anwesend ist) umfassen oder damit gekoppelt sein. Das Modem 650 kann Verkehrsformung durchführen, um Datenraten z. B. für Aufwärtsstreckendaten zu verringern, um so den Druck am Puffer zu verringern. Obwohl es bei der Ausführungsform von 6 als getrennte Einheit gezeigt ist, kann das Modem 650 (und sein Pufferspeicher) bei anderen Implementierungen im SoC 610 (mit Pufferung im DRAM 645) enthalten sein. Wie ferner dargestellt ist, können mehrere Sensoren 660 mit dem SoC 610 gekoppelt sein. Diese Sensoren können verschiedene Beschleunigungsmesser, Umgebungs- und andere Sensoren umfassen, darunter Benutzergestensensoren. Als Letztes ist ein Audiocodec 665 mit dem SoC 610 gekoppelt, um eine Schnittstelle zu einer Audioausgabevorrichtung 670 bereitzustellen. Es versteht sich natürlich, dass obwohl es in 6 mit dieser konkreten Implementierung gezeigt ist, viele Varianten und Alternativen möglich sind.
Nunmehr mit Bezug auf 7 ist eine Blockdarstellung eines Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wie in 7 gezeigt ist das Mehrprozessorsystem 700 ein Punkt-zu-Punkt-Interconnect-System und umfasst einen ersten Prozessor 770 und einen zweiten Prozessor 780, gekoppelt über ein Punkt-zu-Punkt-Interconnect 750. Wie in 7 gezeigt, kann es sich bei jedem der Prozessoren 770 und 780 um Mehrkernprozessoren handeln, darunter erste und zweite Prozessorkerne (d. h. Prozessorkerne 774a und 774b und Prozessorkerne 784a und 784b), obwohl potentiell viel mehr Kerne in den Prozessoren anwesend sein können.
Weiter mit Bezug auf 7 umfasst der erste Prozessor 770 ferner einen Speichercontroller-Hub (MCH) 772 und Punkt-zu-Punkt- bzw. P-P-Schnittstellen 776 und 778. Ähnlich umfasst der zweite Prozessor 780 einen MCH 782 und P-P-Schnittstellen 786 und 788. Wie in 7 gezeigt, koppeln die MCH 772 und 782 die Prozessoren mit jeweiligen Speichern, nämlich einem Speicher 732 und einem Speicher 734, die Teile von Systemspeicher (z. B. DRAM) sein können, der lokal an die jeweiligen Prozessoren angeschlossen ist. Der erste Prozessor 770 und der zweite Prozessor 780 können über P-P-Interconnects 762 bzw. 764 mit einem Chipsatz 790 gekoppelt sein. Der Chipsatz 790 umfasst wie in 7 gezeigt P-P-Schnittstellen 794 und 798.
Ferner umfasst der Chipsatz 790 eine Schnittstelle 792 zum Koppeln des Chipsatzes 790 mit einer hochleistungsfähigen Grafikengine 738 über ein P-P-Interconnect 739. Der Chipsatz 790 kann seinerseits über eine Schnittstelle 796 mit einem ersten Bus 716 gekoppelt sein. Wie in 7 gezeigt, können verschiedene Einrichtungen 714 für Eingabe/Ausgabe (E/A) zusammen mit einer Busbrücke 718, die den ersten Bus 716 mit einem zweiten Bus 720 koppelt, mit dem ersten Bus 716 gekoppelt sein. Es können verschiedene Einrichtungen mit dem zweiten Bus 720 gekoppelt sein, darunter zum Beispiel bei einer Ausführungsform eine Tastatur/Maus 722, Kommunikationseinrichtungen 726 und eine Datenspeichereinheit 728, wie etwa eine Festplatte oder eine andere Massenspeichereinrichtung, die Code 730 umfassen kann. Bei Ausführungsformen können die Kommunikationseinrichtungen 726 Modemschaltkreise wie hier beschrieben umfassen, um Verkehrsformung durchzuführen, um Druck am Pufferspeicher zu verringern. In anderen Fällen können solche Modemschaltkreise zum Durchführen von Verkehrsformung in den Prozessoren 770 und 780 anwesend sein. Ferner kann eine Audio-E/A 724 mit dem zweiten Bus 720 gekoppelt sein. Ausführungsformen können in andere Arten von Systemen integriert werden, darunter mobile Einrichtungen wie etwa ein intelligentes Mobiltelefon, ein Tablet-Computer, ein Netbook, ein Ultrabook™ oder so weiter.
Nunmehr mit Bezug auf 8 ist eine Blockdarstellung eines Systems gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Bei der Ausführungsform von 8 ist das System 800 ein Datenverarbeitungssystem für autonomes Fahren. Dementsprechend kann das System 800 in einem Fahrzeug implementiert sein, das einen gewissen Grad an autonomem Fahren bereitstellt. Es versteht sich, dass mit verschiedenen Graden der autonomen Fahrsteuerung verschiedene Grade von Arbeitslasten in dem System 800 ausgeführt werden können, um einige oder alle Fahraufgaben autonom auszuführen. Wie dargestellt umfasst das System 800 einen Prozessor 810, der ein Vielzweck-Mehrkernprozessor oder ein anderes SoC sein kann.
Das System 800 kann ferner ein oder mehrere FPGA (Field Programmable Gate Arrays) 815 oder andere programmierbare Beschleuniger umfassen, auf die bestimmte Arbeitslasten des autonomen Fahrens abgeladen werden können. Der Prozessor 810 ist ferner mit einem nichtflüchtigen Speicher 825 gekoppelt, der bei einer Ausführungsform als ein Flash-Speicher implementiert sein kann. Um Kommunikation mit anderen Komponenten in einem Fahrzeug bereitzustellen, ist der Prozessor 810 ferner mit einem Koppelfeld 820 gekoppelt, das bei einer Ausführungsform als ein Ethernet-Koppelfeld implementiert sein kann, das seinerseits mit anderen Komponenten in einem Fahrzeug gekoppelt sein kann, darunter Anzeigekomponenten, Fahrzeug-Infotainmentsysteme und so weiter. Weiterhin ist der Prozessor 810 (und das Koppelfeld 820) außerdem mit einem Mikrocontroller 850 gekopppelt.
Um Interaktion mit anderen Systemen, darunter anderen Fahrzeugen, Straßensystemen, Over-The-Air-Aktualisierungsquellen, Infotainment-Inhaltsquellen, Sensordatenkommunikation und so weiter zu ermöglichen, können der Prozessor 810 und die MCU 850 mit einer oder mehreren integrierten Hochfrequenzschaltungen (RFIC) 860 gekoppelt sein. Bei Ausführungsformen kann die RFIC 860 dafür ausgelegt sein, Spezifikationen auf 5G-Basis zur Übermittlung von Kraftfahrzeug- und anderen Daten über vielfältige drahtlose Netzwerke zu unterstützen. Zu diesem Zweck kann das RFIC 860 mit einer oder mehreren Antennen 870₀-870_n eines Fahrzeugs gekoppelt werden. Wie ferner gezeigt ist, bildet das RFIC 860 über ein Modem 865 eine Schnittstelle mit dem Prozessor 810. Bei vorliegenden Ausführungsformen kann das Modem 865 dafür ausgelegt sein, Verkehrsformung von Daten z. B. in der Aufwärtsstreckenrichtung durchzuführen, um Speicherdruck z. B. für einen Pufferspeicher, der in dem Modem 865 enthalten oder damit gekoppelt ist, zu verringern.
Wie weiter in 8 dargestellt ist, kann das System 800 mehrere Sensoren 830₀-830_n umfassen, die über ein Sensor-Hub 835 dem Prozessor 810 Sensorinformationen bereitstellen. Obwohl der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung in dieser Hinsicht bei Ausführungsformen nicht beschränkt ist, können solche Sensoren Lidar-, Ultraschall-, Radar- und optische Sensoren, neben anderen Sensorarten, umfassen. Solche Sensoren können während das Fahrzeug in Betrieb ist, große Mengen Sensordaten erhalten. Der Sensor-Hub 835 kann dafür ausgelegt sein, mindestens einen Teil dieser Daten zu fusionieren, um zur Bereitstellung für den Prozessor 810 Informationen hinsichtlich der Umgebung des Fahrzeugs bereitzustellen. Der Prozessor 810 und/oder das FPGA 815 können ihrerseits diese fusionierten Sensorinformationen in Verbindung mit dem Ausführen von autonomen Fahrarbeitslasten benutzen. Es versteht sich, dass, obwohl es bei der Ausführungsform von 8 auf dieser hohen Ebene gezeigt ist, viele Varianten und Alternativen möglich sind.
Nunmehr mit Bezug auf 9 ist eine Blockdarstellung einer Umgebung gezeigt, in der Verkehrsformung durchgeführt werden kann. Wie in 9 dargestellt, gewährleistet die Umgebung 900 vernetzte Interaktion zwischen vielfältigen verschiedenen Arten von Datenverarbeitungseinrichtungen, die über ein Netzwerk 950 gekoppelt sein können. Bei der dargestellten Ausführungsform können vielfältige Datenverarbeitungsvorrichtungen anwesend sein, darunter relativ kleine Einrichtungen wie etwa ein Laptop-Computer 905a, ein Smartphone 905b, eine IoT-Einrichtung 905c, ein Fahrzeugsystem 905d und eine Desktop-Datenverarbeitungseinrichtung 910. Solche Datenverarbeitungseinrichtungen können oft in Fällen wirken, in denen größere Mengen Daten in der Abwärtsstreckenrichtung (d. h. vom Netzwerk 950 zur gegebenen Einrichtung 905) als in der entgegengesetzten Richtung empfangen werden. Dementsprechend können Modem- oder andere Schaltkreise in den Einrichtungen 905 Verkehrsformung durchführen, um Daten asymmetrisch zu übermitteln, so dass eine kombinierte Bandbreite auf einer Speichereinrichtung für Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstrecken-Datenkommunikation verringert werden kann. Auf diese Weise können Ausführungsformen Systeme realisieren, die Speicher mit niedrigeren unterstützten Anforderungen und niedrigerem Stromverbrauch aufweisen, wodurch die Kosten und der Stromverbrauch verringert werden. Es versteht sich, dass, obwohl es bei der Ausführungsform von 9 auf dieser hohen Ebene gezeigt ist, viele Varianten und Alternativen möglich sind.
Die folgenden Beispiele betreffen weitere Ausführungsformen.
In einem Beispiel umfasst eine Vorrichtung einen Sender zum Senden von ersten Daten zu einer über eine physische Verbindung mit der Vorrichtung gekoppelten Einrichtung; einen Empfänger zum Empfangen von zweiten Daten von der Einrichtung über die physische Verbindung, wobei die physische Verbindung im Zweifach-Simplexmodus arbeiten soll; und eine mit dem Sender und dem Empfänger gekoppelte Steuerschaltung, wobei die Steuerschaltung den Sender zum Senden der ersten effektiven Daten mit einer ersten effektiven Rate während eines Verbindungsaktivierungsintervalls eines Datentransferintervalls steuern soll und den Empfänger zum Empfangen der zweiten Daten mit einer zweiten effektiven Rate während des Verbindungsaktivierungsintervalls steuern soll, wobei die zweite effektive Rate von der ersten effektiven Rate verschieden ist, um eine Dauer des Verbindungsaktivierungsintervalls zu verringern.
In einem Beispiel soll die Steuerschaltung die Dauer des Verbindungsaktivierungsintervalls mindestens teilweise auf der Basis einer Menge der zweiten Daten bestimmen.
In einem Beispiel soll die Steuerschaltung die Dauer des Verbindungsaktivierungsintervalls ferner auf der Basis einer Bandbreitenfähigkeit der Einrichtung bestimmen.
In einem Beispiel soll die Steuerschaltung die erste effektive Rate auf der Basis der Dauer des Verbindungsaktivierungsintervalls und der Menge der ersten Daten bestimmen.
In einem Beispiel übersteigt die Menge der zweiten Daten die Menge der ersten Daten.
In einem Beispiel soll die Steuerschaltung bewirken, dass sich die physische Verbindung nach dem Verbindungsaktivierungsintervall in einem Leerlaufzustand befindet.
In einem Beispiel umfasst die Steuerschaltung einen Regler zum Formen von Verkehr der ersten Daten dergestalt, dass die ersten Daten im Wesentlichen zusammenfallend mit dem Empfang der zweiten Daten während des Verbindungsaktivierungsintervalls gesendet werden.
In einem Beispiel ist die zweite effektive Rate größer als die erste effektive Rate.
In einem Beispiel soll die Steuerschaltung den Sender und den Empfänger zum Betrieb mit einer gemeinsamen Rate steuern, wenn eine Menge der ersten Daten und der zweiten Daten kleiner als eine Schwellenmenge ist.
In einem anderen Beispiel umfasst ein Verfahren Bestimmen einer Verbindungsaktivierungsdauer für eine Verbindung, die eine Speichereinrichtung und eine erste Einrichtung koppelt, in einer Steuerschaltung mindestens teilweise auf der Basis einer ersten Datentransportlast, die zwischen der Speichereinrichtung und der ersten Einrichtung in einer ersten Richtung zu übermitteln ist; Bestimmen einer zweiten Datenrate zur Übermittlung einer zweiten Datentransportlast, die in einer zweiten Richtung zwischen der Speichereinrichtung und der ersten Einrichtung zu übermitteln ist, in der Steuerschaltung auf der Basis der Verbindungsaktivierungsdauer und der zweiten Datentransportlast; und Senden der ersten Datentransportlast in der ersten Richtung mit einer ersten Datenrate und Senden der zweiten Datentransportlast in der zweiten Richtung mit der zweiten Datenrate.
In einem Beispiel umfasst das Verfahren ferner das Akkumulieren der ersten Datentransportlast und der zweiten Datentransportlast während einer ersten Periode.
In einem Beispiel umfasst das Verfahren ferner Senden der ersten Datentransportlast und der zweiten Datentransportlast während der Verbindungsaktivierungsdauer, wobei die Verbindungsaktivierungsdauer einen Teil einer zweiten Periode nach der ersten Periode umfasst.
In einem Beispiel umfasst das Verfahren ferner nach dem Senden der ersten Datentransportlast und der zweiten Datentransportlast während der Verbindungsaktivierungsdauer Leerlauflassen der Verbindung für einen Rest der zweiten Periode.
In einem Beispiel umfasst das Verfahren ferner Bestimmen, dass eine Menge der ersten Datentransportlast und der zweiten Datentransportlast eine Schwellenmenge übersteigt, und als Reaktion darauf Bestimmen der Verbindungsaktivierungsdauer mindestens teilweise auf der Basis der ersten Datentransportlast.
In einem Beispiel umfasst das Verfahren ferner Senden der ersten Datentransportlast in der ersten Richtung mit der ersten Datenrate, wobei die erste Datenrate eine maximale Datenrate für die Verbindung umfasst; und Senden der zweiten Datentransportlast in der zweiten Richtung mit der zweiten Datenrate, wobei die zweite Datenrate kleiner als die maximale Datenrate ist.
In einem Beispiel umfasst das Verfahren ferner Bestimmen, dass eine Menge der ersten Datentransportlast und der zweiten Datentransportlast kleiner als eine Schwellenmenge ist, und als Reaktion darauf Senden der ersten Datentransportlast und der zweiten Datentransportlast mit einer symmetrischen Datenrate.
In einem Beispiel umfasst das Verfahren ferner Senden der ersten Datentransportlast und der zweiten Datentransportlast mit der symmetrischen Datenrate, die eine maximale Datenrate für die Verbindung umfasst.
In einem anderen Beispiel soll ein Anweisungen umfassendes computerlesbares Medium das Verfahren nach einem der obigen Beispiele ausführen.
In einem anderen Beispiel soll ein Daten umfassendes computerlesbares Medium durch mindestens eine Maschine verwendet werden, um mindestens eine integrierte Schaltung zum Ausführen des Verfahrens nach einem der obigen Beispiele zu fabrizieren.
In einem Beispiel umfasst eine Vorrichtung Mittel zum Ausführen des Verfahrens nach einem der obigen Beispiele.
In einem anderen Beispiel umfasst ein System eine Modemschaltung zum Senden von ersten Daten zu einer Netzwerkkomponente in einer Aufwärtsstreckenrichtung und zum Empfangen von zweiten Daten von der Netzwerkkomponente in einer Abwärtsstreckenrichtung; einen mit der Modemschaltung gekoppelten Speicher zum Puffern mindestens eines Teils der ersten Daten und der zweiten Daten; und einen über eine physische Verbindung mit der Modemschaltung gekoppelten Anwendungsprozessor. Die Modemschaltung kann eine Steuerschaltung zum Steuern der Übertragung der ersten Daten über die physische Verbindung mit einer ersten Rate während eines Verbindungsaktivierungsintervalls eines Datentransferintervalls und zum Steuern der Übertragung der zweiten Daten über die physische Verbindung mit einer zweiten Rate während des Verbindungsaktivierungsintervalls umfassen, wobei die zweite Rate von der ersten Rate verschieden ist, um eine Dauer des Verbindungsaktivierungsintervalls zu verringern.
In einem Beispiel soll die Steuerschaltung die Dauer des Verbindungsaktivierungsintervalls mindestens teilweise auf der Basis einer Menge der zweiten Daten bestimmen.
In einem Beispiel soll die Steuerschaltung die Dauer des Verbindungsaktivierungsintervalls ferner auf der Basis einer Bandbreitenfähigkeit des Speichers bestimmen und die erste Rate auf der Basis der Dauer des Verbindungsaktivierungsintervalls und der Menge der ersten Daten bestimmen.
Es versteht sich, dass verschiedene Kombinationen der obigen Beispiele möglich sind.
Man beachte, dass die Ausdrücke „Schaltung“ und „Schaltkreise“ hier austauschbar verwendet werden. Wie hierin verwendet, werden diese Begriffe und der Begriff „Logik“ verwendet, um sich allein oder in beliebiger Kombination auf analoge Schaltungen, digitale Schaltungen, fest verdrahtete Schaltungen, programmierbare Schaltungen, Prozessorschaltungen, Mikrocontrollerschaltungen, Hardware-Logikschaltungen, Zustandsmaschinenschaltungen und/oder jede andere Art von physikalischer Hardwarekomponente zu beziehen. Ausführungsformen können in vielen verschiedenen Arten von Systemen verwendet werden. Zum Beispiel kann bei einer Ausführungsform eine Kommunikationsvorrichtung angeordnet sein, um die verschiedenen hierin beschriebenen Verfahren und Techniken durchzuführen. Natürlich ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf eine Kommunikationsvorrichtung beschränkt, und stattdessen können andere Ausführungsformen auf andere Arten von Vorrichtungen zur Verarbeitung von Anweisungen gerichtet sein oder auf ein oder mehrere maschinenlesbare Medien einschließlich Anweisungen, die als Reaktion auf Ausführung auf einer Rechenvorrichtung die Vorrichtung dazu veranlassen, eine oder mehrere der hierin beschriebenen Verfahren und Techniken auszuführen.
Ausführungsformen können in Code implementiert sein und sie können auf einem nichttransitorischen Speichermedium, auf dem Anweisungen gespeichert sind, die zum Programmieren eines Systems zum Durchführen der Anweisungen verwendet werden können, gespeichert sein. Ausführungsformen können auch in Daten implementiert und auf einem nichttransitorischen Speichermedium gespeichert sein, was, wenn es von wenigstens einer Maschine verwendet wird, bewirkt, dass die wenigstens eine Maschine wenigstens eine integrierte Schaltung zum Durchführen einer oder mehrerer Operationen herstellt. Noch weitere Ausführungsformen können in einem computerlesbaren Speichermedium implementiert sein, einschließlich Informationen, die bei Verarbeitung in ein SoC oder einen anderen Prozessor das SoC oder den anderen Prozessor zum Durchführen einer oder mehrerer Operationen konfigurieren. Das Speichermedium kann jede Art von Platte einschließen, ohne darauf beschränkt zu sein, einschließlich Disketten, optische Platten, Solid-State-Drives (SSDs), Compact Disk Read-Only Memories (CD-ROMs), Compact Disk Rewritables (CD-RWs), magnetooptische Platten, Halbleitervorrichtungen wie z. B. Nur-Lese-Speicher (Read-Only Memories, ROMs), Direktzugriffsspeicher (Random Access Memories, RAMs) wie z. B. dynamische Direktzugriffsspeicher (Dynamic Random Access Memories, DRAMs), statische Direktzugriffsspeicher (Static Random Access Memories, SRAMs), löschbare programmierbare Nur-Lese-Speicher (Erasable Programmable Read-Only Memories, EPROMs), Flash-Speicher, elektrisch löschbare programmierbare Nur-Lese-Speicher (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memories, EEPROMs), magnetische oder optische Karten oder jede andere Art von Medien, die zum Speichern elektronischer Anweisungen geeignet sind.
Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich einer beschränkten Zahl von Ausführungsformen beschrieben, der Fachkundige wird aber zahlreiche Modifikationen und Variationen davon erkennen. Die angefügten Ansprüche sollen alle derartigen Modifikationen und Variationen, die zur wahren Wesensart und dem echten Umfang dieser vorliegenden Erfindung gehören, abdecken.

Claims

Vorrichtung, umfassend: einen Sender zum Senden von ersten Daten zu einer über eine physische Verbindung mit der Vorrichtung gekoppelten Einrichtung; einen Empfänger zum Empfangen von zweiten Daten von der Einrichtung über die physische Verbindung, wobei die physische Verbindung im Zweifach-Simplexmodus arbeiten soll, und eine mit dem Sender und dem Empfänger gekoppelte Steuerschaltung, wobei die Steuerschaltung den Sender zum Senden der ersten Daten mit einer ersten effektiven Rate während eines Verbindungsaktivierungsintervalls eines Datentransferintervalls steuern soll und den Empfänger zum Empfangen der zweiten Daten mit einer zweiten effektiven Rate während des Verbindungsaktivierungsintervalls steuern soll, wobei die zweite effektive Rate von der ersten effektiven Rate verschieden ist, um eine Dauer des Verbindungsaktivierungsintervalls zu verringern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltung die Dauer des Verbindungsaktivierungsintervalls mindestens teilweise auf der Basis einer Menge der zweiten Daten bestimmen soll.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Steuerschaltung die Dauer des Verbindungsaktivierungsintervalls ferner auf der Basis einer Bandbreitenfähigkeit der Einrichtung bestimmen soll.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Steuerschaltung die erste effektive Rate auf der Basis der Dauer des Verbindungsaktivierungsintervalls und der Menge der ersten Daten bestimmen soll.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Menge der zweiten Daten die Menge der ersten Daten übersteigt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Steuerschaltung bewirken soll, dass sich die physische Verbindung nach dem Verbindungsaktivierungsintervall in einem Leerlaufzustand befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltung einen Regler zum Formen von Verkehr der ersten Daten umfasst, dergestalt, dass die ersten Daten im Wesentlichen zusammenfallend mit dem Empfang der zweiten Daten während des Verbindungsaktivierungsintervalls gesendet werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite effektive Rate größer als die erste effektive Rate ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltung den Sender und den Empfänger zum Betrieb mit einer gemeinsamen Rate steuern soll, wenn eine Menge der ersten Daten und der zweiten Daten kleiner als eine Schwellenmenge ist.
Verfahren, umfassend: Bestimmen einer Verbindungsaktivierungsdauer für eine Verbindung, die eine Speichereinrichtung und eine erste Einrichtung koppelt, in einer Steuerschaltung mindestens teilweise auf der Basis einer ersten Datentransportlast, die zwischen der Speichereinrichtung und der ersten Einrichtung in einer ersten Richtung zu übermitteln ist; Bestimmen einer zweiten Datenrate zur Übermittlung einer zweiten Datentransportlast, die in einer zweiten Richtung zwischen der Speichereinrichtung und der ersten Einrichtung zu übermitteln ist, in der Steuerschaltung auf der Basis der Verbindungsaktivierungsdauer und der zweiten Datentransportlast; und Senden der ersten Datentransportlast in der ersten Richtung mit einer ersten Datenrate und Senden der zweiten Datentransportlast in der zweiten Richtung mit der zweiten Datenrate.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner Akkumulieren der ersten Datentransportlast und der zweiten Datentransportlast während einer ersten Periode umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend: Senden der ersten Datentransportlast und der zweiten Datentransportlast während der Verbindungsaktivierungsdauer, wobei die Verbindungsaktivierungsdauer einen Teil einer zweiten Periode nach der ersten Periode umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, das ferner nach dem Senden der ersten Datentransportlast und der zweiten Datentransportlast während der Verbindungsaktivierungsdauer Leerlauflassen der Verbindung für einen Rest der zweiten Periode umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend: Bestimmen, dass eine Menge der ersten Datentransportlast und der zweiten Datentransportlast eine Schwellenmenge übersteigt, und als Reaktion darauf Bestimmen der Verbindungsaktivierungsdauer mindestens teilweise auf der Basis der ersten Datentransportlast.
Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend: Senden der ersten Datentransportlast in der ersten Richtung mit der ersten Datenrate, wobei die erste Datenrate eine maximale Datenrate für die Verbindung umfasst; und Senden der zweiten Datentransportlast in der zweiten Richtung mit der zweiten Datenrate, wobei die zweite Datenrate kleiner als die maximale Datenrate ist.
Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend: Bestimmen, dass eine Menge der ersten Datentransportlast und der zweiten Datentransportlast kleiner als eine Schwellenmenge ist, und als Reaktion darauf Senden der ersten Datentransportlast und der zweiten Datentransportlast mit einer symmetrischen Datenrate.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend: Senden der ersten Datentransportlast und der zweiten Datentransportlast mit der symmetrischen Datenrate, die eine maximale Datenrate für die Verbindung umfasst.
Computerlesbares Speicherungsmedium mit computerlesbaren Anweisungen, die, wenn sie ausgeführt werden, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17 implementieren sollen.
System, umfassend: eine Modemschaltung zum Senden von ersten Daten zu einer Netzwerkkomponente in einer Aufwärtsstreckenrichtung und zum Empfangen von zweiten Daten von der Netzwerkkomponente in einer Abwärtsstreckenrichtung; einen mit der Modemschaltung gekoppelten Speicher zum Puffern mindestens eines Teils der ersten Daten und der zweiten Daten; und einen über eine physische Verbindung mit der Modemschaltung gekoppelten Anwendungsprozessor, wobei die Modemschaltung eine Steuerschaltung zum Steuern der Übertragung der ersten Daten über die physische Verbindung mit einer ersten Rate während eines Verbindungsaktivierungsintervalls eines Datentransferintervalls und zum Steuern der Übertragung der zweiten Daten über die physische Verbindung mit einer zweiten Rate während des Verbindungsaktivierungsintervalls umfasst, wobei die zweite Rate von der ersten Rate verschieden ist, um eine Dauer des Verbindungsaktivierungsintervalls zu verringern.
System nach Anspruch 19, wobei die Steuerschaltung die Dauer des Verbindungsaktivierungsintervalls mindestens teilweise auf der Basis einer Menge der zweiten Daten bestimmen soll.
System nach Anspruch 20, wobei die Steuerschaltung die Dauer des Verbindungsaktivierungsintervalls ferner auf der Basis einer Bandbreitenfähigkeit des Speichers bestimmen und die erste Rate auf der Basis der Dauer des Verbindungsaktivierungsintervalls und der Menge der ersten Daten bestimmen soll.
Vorrichtung, umfassend: Sendermittel zum Senden von ersten Daten zu einer über eine physische Verbindung mit der Vorrichtung gekoppelten Einrichtung; Empfängermittel zum Empfangen von zweiten Daten von der Einrichtung über die physische Verbindung, wobei die physische Verbindung im Zweifach-Simplexmodus arbeiten soll, und mit den Sendermitteln und den Empfängermitteln gekoppelte Steuermittel, wobei die Steuermittel zum Steuern der Sendermittel zum Senden der ersten Daten mit einer ersten effektiven Rate während eines Verbindungsaktivierungsintervalls eines Datentransferintervalls und Steuern der Empfängermittel zum Empfangen der zweiten Daten mit einer zweiten effektiven Rate während des Verbindungsaktivierungsintervalls dienen, wobei die zweite effektive Rate von der ersten effektiven Rate verschieden ist, um eine Dauer des Verbindungsaktivierungsintervalls zu verringern.
Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei die Steuermittel die Dauer des Verbindungsaktivierungsintervalls mindestens teilweise auf der Basis einer Menge der zweiten Daten bestimmen sollen.
Vorrichtung nach Anspruch 23, wobei die Steuermittel die Dauer des Verbindungsaktivierungsintervalls ferner auf der Basis einer Bandbreitenfähigkeit der Einrichtung bestimmen sollen.
Vorrichtung nach Anspruch 23, wobei die Steuermittel die erste effektive Rate auf der Basis der Dauer des Verbindungsaktivierungsintervalls und der Menge der ersten Daten bestimmen sollen.