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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf das Gebiet
von Kommunikationsnetzen, und insbesondere auf ein Leistungsregulierungsverfahren
und eine Leistungsregulierungsvorrichtung, die von einem Kommunikationsnetz-Transceiver zum Regulieren
der Transceiver-Leistungsaufnahme verwendet werden können.
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Ethernet
ist eine weit verbreitete Technik für lokale Netze (Local Area
Network; LAN) und andere Computernetze. Das Institute of Electrical
and Electronics Engineers (IEEE) veröffentlichte den 802.3 Standard,
um die Entwicklung von Kommunikationssystemen, die die Ethernet
Technik verwenden, zu unterstützen.
Der IEEE 802.3 Standard, gewöhnlich bezeichnet
als 802.3 CSMA/CD oder Ethernet Standard, wurde auch von der International
Organization for Standardization (ISO) akzeptiert, wodurch der IEEE
802.3 Standard zu einem weltweiten Standard wurde.
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Computer,
die mit einem Ethernet LAN verbunden sind, benötigen typischerweise einen
Ethernet Transceiver, um Signale zwischen einem Computer und dem
Netz zu übertragen
und zu empfangen. Der Transceiver ist typischerweise Teil einer
Netzwerkkarte (Network Interface Card; NIC), beispielsweise einer
PCMCIA/Cardbus Karte, oder ist mit dem Computerprozessor verbunden.
Ethernet Transceiver ziehen während
des Betriebs typischerweise Strom aus der Stromversorgung des Computers.
Da Ethernet Computer im Allgemeinen eine beträchtliche Menge elektrischer
Energie verbrauchen, stellt sich bei Ethernet Transceivern ein Problem,
wenn sie zusammen mit tragbaren oder Laptop Computern verwendet
werden. Wenn Benutzer ihre tragbaren Computer transportieren, entfernen
sie typischerweise ihre Netzwerkkarte nicht. Daher wartet der Ethernet
Transceiver, wenn ein Benutzer den tragbaren Computer bedient, typischerweise
ständig
auf ein Signal aus dem Netz und zieht Energie aus der Batterie,
wodurch sich die Laufzeit der Batterie unnötig verkürzt und damit die Zeit, während der
ein Benutzer den tragbaren Computer ohne Batteriewechsel oder -aufladen
benutzen kann, ebenso verkürzt
wird. Alternativ können,
wenn ein Benutzer mit einem Ethernet Netz fernverbunden ist, lange
Zeiträume
vergehen, in denen die NIC inaktiv ist und keine Signale aus dem
Netz sendet oder empfängt.
Während
dieser Zeit zieht der Ethernet Transceiver unnötig Energie aus der Batterie,
wodurch die Laufzeit der Batterie und die Betriebszeit für den Benutzer
wiederum verkürzt
werden.
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Es
ist versucht worden, diese Probleme zu lösen. Beispielsweise offenbart
das U.S. Patent Nr. 6,026,494 von Foster einen Treiber mit einem
Algorithmus zum Reduzieren der Leistungsaufnahme, wenn ein Computer
physikalisch von einem Netz getrennt ist. Die Erfindung von Foster
weist jedoch viele Mängel
auf. Der Treiber von Foster ist rein softwaregetrieben und daher
langsamer im Ansprechen auf Netzsignale. Außerdem ist der Treiber bei
Foster nicht universal anpassungsfähig, sondern muss für die bestimmte
Netzwerkkarte, die verwendet wird, ausgestaltet werden. Des Weiteren
muss der verwendete Transceiver, um den Treiber zu unterstützen, spezielle
Hardware aufweisen, die kein Standard für Transceiver ist.
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Das
U.S. Patent Nr. 5,095,308 von Hewitt beschreibt einen tragbaren
Transceiver mit einem batteriesparenden Merkmal, der eine Timerschaltung aufweist,
die die Energiezufuhr für
den Empfänger und
den Sender für
relativ lange Intervalle automatisch unterbricht und die Energiezufuhr
für relativ
kurze Intervalle periodisch einschaltet, um Sende- oder Empfangssignale
zu prüfen.
Wenn solche Signale ermittelt werden, setzt die Energiezufuhr während der Dauer
der Signale und für
einen kurzen Zeitraum danach die Energieversorgung für den Empfänger und den
Sender fort.
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Das
U.S. Patent Nr. 5,790,946 von Rotzoll beschreibt ein Kommunikationssystem
mit einer ersten Kommunikationsvorrichtung zum Empfangen von Daten
und einem Aufwachsignal. Der Betrieb der ersten Kommunikationsvorrichtung
umfasst einen aktiven Betriebsmodus und einen Schlaf-Betriebsmodus zur
Reduzierung der Leistungsaufnahme. Des Weiteren umfasst das System
einen Schalter zum Schalten der ersten Kommunikationsvorrichtung
in den und aus dem Schlafmodus im Ansprechen auf das Empfangen des
Aufwachsignals. Das System umfasst auch eine zweite Kommunikationsvorrichtung
zum Senden von Daten an die erste Kommunikationsvorrichtung im aktiven
Modus und zum Senden des Aufwachsignals an die erste Kommunikationsvorrichtung
während
des Schlafmodus.
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Daher
besteht ein Bedarf an einer Vorrichtung, die die oben erörterten
Probleme, die mit der Kommunikation und der Leistungsaufnahme von Ethernet
Transceivern einhergehen, löst.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Lösung für die oben genannten Probleme
zur Verfügung.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitgestellt
zum Regulieren der Transceiver-Leistungsaufnahme für einen
Transceiver in einem Kommunikationsnetz. Daten, die von dem Transceiver
empfangen werden, werden überwacht,
um das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines Empfangsdatensignals
zu erfassen. Eine Transceiver-Zustandsmaschine wird gesteuert, um
die Transceiver-Leistungsaufnahme im Ansprechen auf das Vorhandensein
oder die Abwesenheit der Empfangsdaten zu regulieren.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1a und 1b sind Übersichts-Blockdiagramme
typischer Ethernet Kommunikationsnetze, in denen die vorliegende
Erfindung arbeiten kann;
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2 ist
ein schematisches Blockdiagramm einer Netzwerkkarte (Network Interface
Card; NIC);
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3 ist
ein schematisches Blockdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform
eines Ethernet Transceivers;
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4 ist
ein schematisches Blockdiagramm eines sich automatisch abschaltenden
Systems; und
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5 ist
ein Flussdiagramm, das eine beispielhafte Ausführungsform des Betriebs der
sich automatisch abschaltenden Zustandsmaschine zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ein
Kommunikationssystem, das die Merkmale der vorliegenden Erfindung
enthalten kann, ist allgemein mit 10a in 1a angegeben
und kann die Architektur eines mehrstufigen Multi-Hub-Netzes für Ethernet
aufweisen. Das System 10a umfasst einen Hub 12 und
eine Vielzahl von Computern 15, die von dem Hub 12 bedient
werden und ein lokales Netz (Local Area Network; LAN) bilden. Vier
Computer 15 sind dargestellt; es könnte jedoch auch eine andere Anzahl
von Computern verwendet werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
Jeder der Com puter 15 ist von dem Hub 12 einen
Abstand, der von der assoziierten Hardware und Energiezufuhr unterstützt wird,
entfernt. Die Computer 15 können auch voneinander entfernt
sein.
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Der
Hub 12 ist mit jedem der Computer 15 über die
Kommunikationsleitung 17 verbunden. Die Kommunikationsleitung 17 weist
eine Vielzahl unabgeschirmter verdrillter Leitungen oder Kabel auf.
Im Allgemeinen sind die Leitungen oder Kabel aus Kupfer gebildet.
Vier unabgeschirmte verdrillte Leitungen sind in dem System 10a zwischen
jedem Computer 15 und den Hub 12 vorgesehen. Das
in 1a gezeigte System 10a kann mit mehreren
Kategorien verdrillter Leitungen betrieben werden, die in der Telekommunikationsindustrie
als Kategorien 3, 4 und 5 bezeichnet werden. Leitungen der Kategorie
3 haben die schlechteste Qualität
(und kosten am wenigsten) und Leitungen der Kategorie 5 haben die
beste Qualität
(und kosten am meisten).
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Ein ähnliches
Ethernet-basiertes Kommunikationssystem 10b ist in 1b dargestellt,
wobei Computer 15 ein LAN bilden, das die durch den Repeater 19 miteinander
verbundenen Kommunikationsleitungen 17 verwendet. Der Repeater 19 ermöglicht die
Erweiterung des Kommunikationssystems über die Kommunikationsleitungen 17.
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Die
in den 1a und 1b dargestellten Computer 15 können Desktop
Computer oder Laptop Computer sein. Demgemäß ist die vorliegende Erfindung
besonders nützlich
für tragbare
Computer, die nicht direkt mit einer Energiezufuhr verbunden sind und
bei denen die Energieerhaltung von größerer Bedeutung ist.
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Jeder
Computer ist mit der Kommunikationsleitung 17 des Kommunikationssystems
der 1a und 1b mittels
einer Netzwerkkarte (Network Interface Card; „NIC") verbunden. 2 ist ein
schematisches Blockdiagramm einer herkömmlichen NIC 20. Die
NIC 20 weist im Allgemeinen einen Media Access Controller
(„MAC") 25, einen
Physical Layer Transceiver („PHY") 28, einen
PCI Bus Anschluss 22, eine Media Independent Interface
(„MII") 30, einen Transformer 32 und
einen RJ-45 Stecker (RJ-45 jack) 35 auf. Die NIC 20 ist
mittels des PCI Bus Anschlusses 22 mit dem Computer verbunden,
um Informationen zwischen dem Computer und der NIC 20 zu übertragen.
Der MAC 25 kommuniziert mit dem Computer über den
PCI Bus Anschluss 22. Der MAC 25 ist fähig, unter
Verwendung des MAC Protokolls Ethernet Frames für die Übertragung zu verarbeiten und
zu erstellen. Daten werden von dem MAC 25 zu dem PHY 28 über die
MII 30 gesendet, die ein Standardbus für Kommunikationen zwischen
dem MAC 25 und dem PHY 28 ist. Der PHY 28 konvertiert
von der MII 30 empfangene Signale in ein analoges Format,
das an andere Computer in dem Kommunikationsnetz gesendet werden
kann. Der MAC 25 und der PHY 28 können jeweils
physikalisch getrennte Chips sein, oder alternativ können der
MAC 25, der PHY 28 und die MII 30 zusammen
auf einem einzigen Chip eingebaut sein. Der Transformer 32 wird
verwendet, um das Signal zu verstärken, bevor es an das Kommunikationsnetz
gesendet wird. Der RJ-45 Stecker ist der Standardstecker zum Koppeln
einer verdrillten Leitung an die NIC 20, es können jedoch
auch andere geeignete Stecker oder Kopplungsverfahren verwendet
werden.
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3 ist
ein schematisches Blockdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform
des Ethernet Transceivers PHY 28, der die vorliegende Erfindung enthält. Das
automatisch abschaltende System kann beispielsweise in einem Ethernet
Transceiver von Broadcom Corporation mit der Modellnummer BCM5226
implementiert werden, einer Einchip-Vorrichtung mit sechs unabhängigen Transceivern,
die jeweils den Ethernet Transceiver PHY 28 implementieren.
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Der
Ethernet PHY Transceiver 28 enthält Verbindungen für die Übertragung
von Standard MII Signalen, einschließlich „transmit data" („TXD") 42, „transmit
enable" („TXEN") 45, „transmit
error" („TXER") 48, „transmit
clock" („TXC") 50, „collision detect" („COL") 52, „receive
clock" („RXC") 55, „carrier
sense" („CRS") 58, „receive
data valid" („RXDV") 60, „receive
error" („RXER") 62, „receive
data" („RXD") 65, „management
data input/output" („MDIO") 68 und „management
data clock" („MDC") 70. Der
Transceiver kann mit einer Anzahl Leuchtdioden (Light Emitting Diodes, „LEDs") konfiguriert sein,
die einen bestimmten Betriebszustand des Transceivers angeben, mit
Link LED 72 an, wenn der Transceiver mit einer anderen
Vorrichtung über
ein Kommunikationsnetz in Verbindung steht, Speed LED 75,
die einen 10 Megabit oder einen 100 Megabit Betrieb angibt, Transmit
LED 78 an, wenn von dem MAC bereitgestellte Daten übertragen
werden, und Receive LED 80 an, wenn Daten über das
Kommunikationssystem empfangen werden. Die Leuchtdioden sind mit
einem oder mehreren LED-Treibern 81 verbunden. MODES Port 82,
MII REGISTERS 71, MII MANAGEMENT CONTROL 73, MDC
Clocking Port und MDIO 68 stellen serielle Steuerschnittstellen
zwischen dem Transceiver PHY und dem MAC bereit.
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Der
Ethernet Transceiver PHY 28 weist einen Physical Coding
Sublayer („PCS") 83 auf,
der sowohl einen 10Base-T PCS 85 als auch einen 100Base-X
PCS 88 zum Senden von Signalen aufweist. Jeder Sublayer
arbeitet in Abhängigkeit
der von dem Transceiver empfangenen Signalart. Von dem PCS 83 empfangene
Signale werden dann in analoge Signale konvertiert und an den Multimode-Digital-Analog-Wandler („den Sender") 90 gesendet.
Die Signale können
dann zur Übertragung
in dem Kommunikationsnetz durch die Sendedaten (transmit data, „TD") – Verbindung 92 an
den Transformer 32 und den RJ-45 Stecker 35 gesendet
werden, wie in 2 gezeigt ist.
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Daten,
die durch die Empfangsdaten (receive data, „RD") – Verbindung 95 empfangen
werden, werden an den Analog-Digital-Wandler (analog-to-digital
converter, „ADC") 98 gesendet.
Bevor die Daten an die geeignete PCS 83 gesendet werden,
arbeiten die Baseline Wander Correction 100, der digitale
adaptive Equalizer 102 und die Taktwiederherstellung 105,
um eine optimale Stelle zu lokalisieren, an der die Empfangsdaten
erfasst werden sollten. Der digitale adaptive Equalizer 102 kann
die maximale Signalstelle finden, die exakt festlegt, wo der Analog-Digital-Wandler 98 die
Daten erfassen sollte. Die Daten werden dann an den PCS 83 gesendet,
wo sie in das zur Übertragung
an den MAC geeignete Format konvertiert werden, wie in 2 gezeigt
ist.
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Ein
Taktsignal wird durch den CK25 Anschluss 108 gesendet.
Der Takt wird mit einer vorgegebenen Frequenz, z.B. 25 MHz, empfangen.
Ein Taktgenerator 110 wird jedoch verwendet, um einen Takt
zu erzeugen, der intern mit anderen Frequenzen arbeitet, z.B. 125
MHz, 40 MHz oder 50 MHz. Jede Komponente des Ethernet Tansceivers
PHY 28 kann auf den gesendeten Takt ansprechen.
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Der
Vorspannungsgenerator 112 kann für alle analogen Komponenten
in dem Ethernet Transceiver PHY 28, die eine Stromzufuhr
benötigen,
einen Strom erzeugen, der durch den Vorspannungsanschluss 115 empfangen
wird.
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Der
Ethernet Transceiver PHY 28 kann das JTAG Testmodul 113,
das den JTAG Port 117 verwendet, aufweisen und betreiben,
um die Plattenverbindungen und die Lötverbindungen zu testen.
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Bei
einer beispielhaften Ausführungsform spricht
die Signalerkennung 118 auf ein Empfangsdatensignal an,
das von dem Kommunikationssystem durch den RD Anschluss 95 empfangen
wird. Bei einer anderen Ausführungsform
kann die Signalerkennung 118 auf ein durch den SD Anschluss 120 empfangenes
Faseroptiksignal ansprechen. Die Autonegotiations-/Link Integrity
Komponente 122 kann das Signal von der Signalerkennung 118 empfangen und
feststellen, ob das Signal von einem System gesendet worden ist,
das mit dem vorliegenden Transceiver kompatibel ist. Wenn die beiden
Systeme kompatibel sind, beispielsweise beide 10Base-T oder beide
100Base-X, verifiziert die Autonegotiations-/Link Integrity Komponente 122,
dass der Link gültig
ist und handelt einen Link zwischen dem Ethernet Transceiver PHY 28 und
der anderen Vorrichtung in dem Kommunikationssystem aus. Die Autonegotiations-/Link
Integrity Komponente 122 ist mit dem Multimode-Sender/Digital-Analog-Wandler
(Digital-to-Analog Converter; DAC) 90 gekoppelt, so dass sie
Signale über
das Kommunikationssystem zurücksenden
kann.
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Die
Signalerkennung 118 kann das Empfangssignal auch an das
automatisch abschaltende System 130 senden. Das automatisch
abschaltende System 130 ist über Leistungssteuerleitungen
mit jeder Komponente des Transceivers verbunden und kann steuern,
ob die Komponente Strom aus der Computerleistungsquelle zieht. Das
automatisch abschaltende System sendet ein oder mehrere Leistungssteuersignale
an die Komponenten des Transceivers, um zu steuern, ob die Komponente
Strom zieht. Ein Leistungssteuersignal kann beispielsweise entweder
ein An- oder ein Aus-Signal übertragen. Eine
,0' kann angeben,
dass die Komponente Strom aus der Computerleistungsquelle ziehen
soll (d.h. in einem „An"-Zustand sein soll),
und eine ,1' kann
angeben, dass die Komponente keinen Strom aus der Computerleistungsquelle
ziehen soll (d.h. in einem „Aus"-Zustand sein soll).
Jede Komponente des Transceivers spricht auf das Leistungssteuersignal an
und zieht basierend darauf Strom. Das Leistungssteuersignal wird
kontinuierlich an die Komponenten des Transceivers gesendet. Im
Ansprechen auf das Leistungssteuersignal fangen die empfangenden Komponenten
entweder an oder hören
auf, Strom aus der Computerleistungsquelle zu ziehen.
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4 ist
ein schematisches Blockdiagramm des automatisch abschaltenden Systems 130.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform
kann das automatisch abschaltende System 130 einen oder
mehrere programmierbare Timer 132, eine Aufwachsteuereinrichtung 135 und
eine Abschaltesteuereinrichtung 138 umfassen. Das automatisch
abschaltende System 130 spricht auf die Signalerkennung 118 an, die
dieselbe sein kann, wie die, die von den anderen Komponenten des
Ethernet Transceivers PHY 28 benutzt wird. Die Aufwachsteuereinrichtung 135 und
die Abschaltesteuereinrichtung 138 sind Teil der automatisch
abschaltenden Zustandsmaschine 140. Die automatisch abschaltende
Zustandsmaschine 140 umfasst eine oder mehrere Logikschaltungen,
die auf die programmierbaren Timer 132 und das von der
Signalerkennung 118 erzeugte Energieermittlungssignal 119 ansprechen.
Die Aufwachsteuereinrichtung 135 sendet Leistungssteuersignale 121 an
den Sender 90. Die Abschaltesteuereinrichtung 138 sendet Leistungssteuersignale 121 an
alle Komponenten oder Schaltungen des gesamten Transceivers, mit Ausnahme
des Senders und der Signalerkennung 118, allgemein als
Block 141 dargestellt. Das Leistungssteuersignal, das gesendet
wird, wird automatisch im Ansprechen auf das Vorhandensein oder
die Abwesenheit eines Energieermittlungssignals bestimmt.
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Die
Signalerkennung 118 spricht auf das RD Signal 142 und
die Referenzspannung 145 an. Die Referenzspannung 145 wird
durch typische Transceiver-Spannungsquellen, die mit Hardwarekomponenten
des Transceivers verbunden sind, bereitgestellt. Die Referenzspannung
kann durch programmierbare Software oder ein beliebiges geeignetes Verfahren
eingestellt werden. Eine beispielhafte Referenzspannung beträgt ca. 325
Millivolt und ein beispielhafter Spannungsbereich des RD Signals 142 kann
von ca. 585 Millivolt bis ca. 3,1 Volt reichen. Die Signalerkennung 118 spricht
auf jeden beliebigen anderen Bereich an, der für den bestimmten verwendeten
Transceiver geeignet ist. Wenn das Empfangssignal eine Größe oder
einen absoluten Wert hat, die/der größer ist, als die Referenzspannung,
interpretiert die Signalerkennung diese Situation als „Energieermittlung" und sendet ein Energieermittlungssignal 119 an
die automatisch abschaltende Zustandsmaschine 140 und die
programmierbaren Timer 132. Die Zustandsmaschine spricht
sowohl auf das Energieermittlungssignal als auch auf die programmierbaren
Timer 132 an. Die programmierbaren Timer 132 werden
unter Verwendung von Hardwarelogik eingestellt oder unter Verwendung
von Software oder einem beliebigen anderen geeigneten Verfahren
programmiert. Bei einer beispielhaften Ausführungsform verwendet die automatisch
abschaltende Zustandsmaschine 140 vier Timer, die als Zeit-1
(z.B. eine vorgegebene Kurzzeit), Zeit-2 (z.B. eine vorgegebene Langzeit),
Zeit-3 (z.B. eine vorgegebene Längerzeit) und
Zeit-4 (z.B. eine vorgegebene Aufwachzeit) identifiziert sind. Jede
beliebige Anzahl programmierbarer Timer 132 kann jedoch
verwendet werden, wenn für
einen der Zustände
ein anders Timing erwünscht ist.
Jeder Timer wird so einge stellt, dass er jeden gewünschten
Zeitabschnitt misst. Bei einer beispielhaften Ausführungsform
misst Zeit-2 einen kürzeren Zeitabschnitt
als Zeit-3, und Zeit-1 misst einen kürzeren Zeitabschnitt als Zeit-2.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform
werden Zeit-1, Zeit-2, Zeit-3 und Zeit-4 auf ca. 1 Millisekunde,
ca. 1,342 Sekunden, ca. 5,368 Sekunden und ca. 335 Millisekunden
eingestellt.
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Der
Ethernet Transceiver PHY 28 kann in wenigstens zwei Modi
arbeiten, einem „Modus
mit normaler Betriebsleistung" und
einem „Modus
mit minimierter Betriebsleistung".
Im Modus mit normaler Betriebsleistung kann der Computer mit einer
Stromversorgung verbunden sein. Wenn Energie an RD Eingängen ermittelt
wird, wird der gesamte Transceiver aktiviert und zieht Strom aus
der Computerleistungsquelle. Der Transceiver arbeitet im normalen Leistungsaufnahmepegel
für den
bestimmten Transceiver. Alternativ kann der Computer nicht mit einer Stromversorgung
verbunden sein und stattdessen mit batterieversorgter Leistung laufen.
Der gesamte Transceiver kann zunächst
aktiviert werden und Strom von der Computerleistungsquelle ziehen. Wenn
der Transceiver die Abwesenheit von Energie ermittelt, arbeitet
er im Modus mit minimierter Betriebsleistung, wodurch die Leistungsaufnahme
auf ungefähr
weniger als fünf
Prozent der für
den Betrieb der Transceiverkomponenten benötigten Leistung reguliert wird.
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5 ist
ein Flussdiagramm, das eine beispielhafte Ausführungsform des Betriebs der
automatisch abschaltenden Zustandsmaschine zeigt. Die automatisch
abschaltende Zustandsmaschine weist sechs Zustände auf vollständig eingeschaltet;
vorläufig
ausgeschaltet; vollständig
ausgeschaltet; vorläufig
eingeschaltet; vorläufig
aufwachen eingeschaltet; und aufwachen eingeschaltet.
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In
Schritt 150 kann die automatisch abschaltende Zustandsmaschine
zunächst
im vollständig eingeschalteten
Zustand starten. Im vollständig
eingeschalteten Zustand zeigen die von der Aufwachsteuereinrichtung
und der Abschaltesteuereinrichtung gesendeten Leistungssteuersignale „An" an, so dass der
gesamte Transceiver einschließlich
aller Komponenten und Schaltungen aus der Computerleistungsquelle
Strom zieht. In Schritt 152 bestimmt die Zustandsmaschine,
ob eine Abwesenheit von Energie ermittelt wird. Solange Energie
ermittelt wird, bleibt das System im vollständig eingeschalteten Zustand,
Schritt 150. Wenn eine Abwesenheit von Energie ermittelt
wird, tritt das System in den vorläufig ausgeschalteten Zustand
ein, Schritt 155. Im vorläufig ausgeschalteten Zustand
findet keine Veränderung
der Leistungssteuersignale statt. In Schritt 156 fährt die
Zustandsmaschine fort mit der Bestimmung, ob Energie ermittelt wird.
Wenn Energie ermittelt wird, kehrt das System zu dem vollständig eingeschalteten
Zustand zurück
und die Timer werden zurückgesetzt.
Anderenfalls tritt, wenn der vorgegebene Zeitabschnitt Zeit-3 ohne
Energieermittlung vergangen ist, Schritt 158, das System
in den vollständig ausgeschalteten
Zustand ein, Schritt 160. Im vollständig ausgeschalteten Zustand
gibt das von der Abschaltesteuereinrichtung gesendete Leistungssteuersignal
ein „Aus"-Signal an jede Komponente des
Transceivers mit Ausnahme des Senders und der Signalerkennung. Das
von der Aufwachsteuereinrichtung gesendete Leistungssteuersignal
gibt dem Sender ebenfalls ein „Aus"-Signal an.
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Im
vollständig
ausgeschalteten Zustand tritt, wenn Energie ermittelt wird, Schritt 162,
die Zustandsmaschine in den vorläufig
eingeschalteten Zustand ein, Schritt 165. Die Zustandsmaschine
kann für
wenigstens Zeit-1 in dem vorläufig
eingeschalteten Zustand bleiben, bevor sie eine Aktion durchführt, Schritt 168.
Die Zeit-1 Wartezeit
kann verwendet werden, um Falschermittlung von Energie zu vermeiden, die
durch Rauschsignale im Netz erzeugt werden kann. Im vorläufig eingeschalteten
Zustand erfolgt keine Veränderung
der Leistungssteuersignale. In Schritt 170 bestimmt die
Zustandsmaschine, ob Energie ermittelt worden ist. Wenn ein Energieermittlungssignal
empfangen wird, kehrt das System in den vollständig eingeschalteten Zustand
zurück,
Schritt 150. Wenn jedoch in Zeit-2 keine Energie ermittelt wird,
Schritt 172, kehrt das System in den vollständig ausgeschalteten
Zustand zurück,
Schritt 160. Auch während
es im vollständig
ausgeschalteten Zustand ist, tritt das System, wenn für Zeit-3
keine Energie ermittelt wird, Schritt 175, in den vorläufigen Aufwach-Einzustand
ein.
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Im
vorläufigen
Aufwach-Einzustand gibt das von der Aufwachsteuereinrichtung gesendete
Leistungssteuersignal dem Sender ein „An"-Signal an, so dass nur der Sender Strom
aus der Computerleistungsquelle zieht, Schritt 178. Die
Zustandsmaschine erzeugt und sendet dann Link-Impulse an die Vorrichtung,
mit der der Transceiver in dem Kommunikationssystem verbunden ist,
Schritt 180. Link-Impulse sind Signale zur Autonegotiation
zwischen zwei Ethernet-Vorrichtungen, wie sie in dem IEEE 802.3 Standard
definiert sind. Die Vorrichtung kann ein weiterer Computer, ein
Hub oder eine andere Vorrichtung in einem Kommunikationssystem sein.
Wenn die Vorrichtung aktiv ist, sendet sie ein Signal an den Transceiver
zurück.
Wenn von dem Transceiver ein Signal empfangen wird, interpretiert
die Zustandsmaschine dies als Energieermittlung. In Schritt 182 tritt die
Zustandsmaschine, wenn ein Energieermittlungssignal empfangen wird,
in den Aufwach-Einzustand ein. Anderenfalls geht die Zustandsmaschine,
wenn in Zeit-4 kein Energiesignal ermittelt wird, in den vollständig ausgeschalteten
Zustand, 160, zurück.
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Im
Aufwach-Einzustand gibt das von der Aufwachsteuereinrichtung gesendete
Leistungssteuersignal dem Sender ein „An"-Signal an, so dass nur der Sender Strom
aus der Computerleistungsquelle zieht, Schritt 185. Wenn
ein weiteres Energieermittlungssignal empfangen wird, Schritt 188,
geht das System in den vollständig
eingeschalteten Zustand zurück,
Schritt 150. Wenn in Zeit-4 keine Energie ermittelt wird,
Schritt 190, geht das System in den vollständig ausgeschalteten
Zustand zurück,
Schritt 160. Die Zustandsmaschine kann im Aufwach-Einzustand bleiben,
bis entweder ein Energieermittlungssignal empfangen wird oder der
Zeit-4 Timer abläuft.
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Der
Aufwach-Einzustand dient dazu, die Leistungsbewahrung durch das
Abschaltesystem zu erhöhen.
Im Aufwach-Einzustand kann beispielsweise Zeit-4 im Vergleich zu
Zeit-3 von relativ kurzer Dauer sein. Daher tritt, wenn die im vorläufigen Aufwach-Einzustand
ermittelte Energie kein echtes Kommunikationssignal war und ein
anderes Energieermittlungssignal innerhalb eines kurzen Zeitabschnitts
nicht von der Zustandsmaschine empfangen wird, die Zustandsmaschine
in den vollständig
ausgeschalteten Zustand ein, und es erfolgt ein minimales Abziehen
von Strom. Alternativ kann, wenn die Zustandsmaschine vom vorläufigen Aufwach-Einzustand
direkt in den vollständig
eingeschalteten Zustand eintritt und keine zusätzliche Energie ermittelt wird,
der Transceiver für
die längere
Dauer von Zeit-3 ganz hochgefahren bleiben, wodurch mehr Leistung aufgenommen
wird, was zu geringerer Leistungsbewahrung führt. Zeit-4 kann abhängig von
der Zeit, die benötigt
wird, damit die verbundene Vorrichtung die gesendeten Link-Impulse
empfängt,
variiert werden.
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Das
automatisch abschaltende System kann eine „Sperr"-Situation verhindern. Wenn zwei Vorrichtungen,
die in einem Netz miteinander kommunizieren, beide in einen „Schlaf"- oder Minimalleistungs-Modus
eintreten, sendet keine der Vorrichtungen Signale über das
Netz. In dieser Situation benötigen
beide Vorrichtungen eine Signal- oder Energieermittlung, damit sie
aus dem Abschaltmodus herausgebracht werden. Da sich jedoch beide
Vorrichtungen im Minimalleistungs-Modus befinden, empfängt keine
der Vorrichtungen ein Signal von der anderen Vor richtung, und eine „Sperr"-Situation tritt
ein. Die automatisch abschaltende Zustandsmaschine kann diesen „Sperr"-Zustand verhindern.
Im vorläufigen
Aufwach-Einzustand
fährt die
Zustandsmaschine den Sender hoch und sendet Link-Impulse an das Netz.
Wenn sich die verbundene Vorrichtung in einem Abschaltmodus befindet, „wecken" die Link-Impulse
die Vorrichtung „auf". Wenn das System
im Ansprechen auf die Link-Impulse Energie ermittelt, kehrt das
System in den vollständig
ausgeschalteten Zustand zurück
und nimmt die Kommunikation wieder auf.
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Der
vorläufige
Aufwach-Einzustand benötigt mehr
Leistung, als der vollständig
ausgeschaltete Zustand, weil der Sender in Betrieb sein muss, um
an eine gegebenenfalls verbundene Vorrichtung Signale zu senden.
Daher kann der Zeit-3 Timer so eingestellt werden, dass er steuert,
wie oft aus dem vollständig ausgeschalteten
Zustand in den vorläufigen
Aufwach-Einzustand eingetreten wird. Je öfter in den vorläufigen Aufwach-Einzustand
eingetreten wird, desto mehr Energie wird verbraucht. Die Chancen, eine
Verbindung wieder aufzunehmen, sind jedoch auch größer, wenn
der vorläufige
Aufwach-Einzustand mit größerer Häufigkeit
aktiviert wird.
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Die
Beschreibung einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung bezieht sich in der vorliegenden Darstellung
zum Zwecke der Erläuterung und
des Verständnisses
der Erfindung insbesondere auf einen 10/100Base-TX/FX Ethernet Transceiver sowie
auf ein geeignetes Ethernet-System. Es ist jedoch selbstverständlich,
dass das Konzept der vorliegenden Erfindung und der Umfang der Ansprüche auch
auf andere Kommunikationssysteme als das, das einen 10/100Base-TX/FX
Transceiver verwendet, Anwendung findet. Die vorliegende Erfindung kann
beispielsweise auch mit einer beliebigen Art Transceiver, einschließlich Gigabit
Ethernet Transceivern, verwendet werden.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung mittels bestimmter spezifischer Ausführungsformen
beschrieben worden ist, hat der Fachmann keine Schwierigkeiten,
Variationen zu ersinnen, die keineswegs vom Umfang der Ansprüche abweichen.
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Es
ist daher selbstverständlich,
dass die vorliegende Erfindung anders als spezifisch beschrieben
praktiziert werden kann. So sollten die vorliegenden Ausführungsformen
der Erfindung in jeglicher Hinsicht als illustrativ und nicht als
einschränkend
betrachtet werden.