JP5034122B2 - イーサネット通信装置およびイーサネット通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、イーサネット（登録商標）コントローラを周期的にパワーダウンモードで動作させることにより、省電力で動作させる技術に関する。

ルータやスイッチングハブなどの通信装置は、昼夜稼動している。
しかし夜間などユーザトラフィックが少ない時間帯にもイーサネットはリンクアップ状態であり、定常的に電力を消費している。
地球温暖化が重要課題となっている現在、さらなる省電力が求められている。

関連技術として、送受信機用ドライバが、ネットワーク・リンクが送受信機で検出されない時に、典型的な大電力エネルギー消費モードと小電力エネルギー消費モードを交互に行うことができるようにすることによって、自動交渉イーサネット送受信機の電力消費を減少する技術が提案されている。その構成は、ドライバは携帯型コンピュータにイーサネット送受信機への命令を送らせ、送受信機はネットワーク・リンクを検査し続ける。ネットワーク・リンクが検出されない場合は、ドライバはイーサネット送受信機を遮断して特定の期間にわたり小電力消費モードに入らせる。当該期間が経過した後、ドライバはイーサネット送受信機を通常の大電力消費モードに入らせ、そのモードにおいて、イーサネット送受信機はネットワーク・リンクを再度検査する（例えば、特許文献１参照）。

特表２００２−５１２４５８号公報

しかしながら、上述の関連技術は、ルータやスイッチハブなどのイーサネットデバイスを使用する通信装置は常時起動されていることが多く、通信量が少ない場合にもイーサネットコントローラは稼動状態であり電力を消費するという問題があった。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、イーサネットコントローラを周期的に消費電力の少ないパワーダウンモードで動作させることにより、省電力を図るイーサネット通信装置およびイーサネット通信方法を提供することを目的とする。

本発明のイーサネット通信装置は、イーサネットコントローラをパワーダウンモードで動作させることが可能なイーサネット通信装置であって、バッファの空きが一定値以上になった場合に、前記パワーダウンモードでの動作を開始することを特徴とする。

本発明のイーサネット通信方法は、イーサネットコントローラをパワーダウンモードで動作させることが可能なイーサネット通信方法であって、バッファの空きが一定値以上になった場合に、前記パワーダウンモードでの動作を開始することを特徴とする。

本発明によれば、イーサネットコントローラを周期的に消費電力の少ないパワーダウンモードで動作させることにより、省電力が図ることが可能となる。

本発明の実施の形態の動作を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る省電力動作判定処理により省電力動作を行うと判定された場合に、回線障害により上位インタフェースがダウンしていた場合の動作を示す図である。 本発明の実施の形態に係る省電力動作中でパワーダウンモードへの移行待ちタイマＴ１が満了する前に回線障害で物理リンクがダウンした場合の動作を示す図である。 本発明の実施の形態に係る省電力動作中でパワーダウンモードを解除したが、タイマ３が満了しても回線障害で物理リンクがアップしない場合の動作を示す図である。 本発明の実施の形態に係る物理リンクアップ検出により、タイマ３を解除し、タイマ１を登録する手順を示す図である。 本発明の実施の形態に係る構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係るバッファメモリの構成例である。 本発明の実施の形態に係る省電力動作判定処理を示す図である。 本発明の実施の形態に係るタイマ１満了時処理を示す図である。 本発明の実施の形態に係るタイマ２満了時処理を示す図である。 本発明の実施の形態に係るタイマ３満了時処理を示す図である。 本発明の実施の形態に物理リンクダウン検出処理を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る物理リンクアップ検出処理を示す図である。 本発明の実施の形態に係るイーサネットコントローラへの、フレーム送信要求を示す図である。 本発明の実施の形態に係るイーサネットコントローラへの送信を停止することを示す図である。 本発明の実施の形態に係るバッファメモリの使用方法についてのシーケンスである。 本発明の実施の形態に係るバッファメモリの使用方法についてのシーケンスである。 本発明の実施の形態に係る送信完了イベントの処理を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
本発明の構成の一つ目は図６に示す装置１００であり、プログラム制御で動作するＣＰＵ１０１と、送信フレームのデータを保持するバッファメモリ１０５と、イーサネットコントローラ１０６とから成る。

ＣＰＵ１０１上には、フレームの送受信をイーサネット制御機能に指示する上位インタフェース機能１０２と、イーサネットコントローラを制御し、イーサネットフレームの送受信を行うイーサネット制御機能１０３と、日時の取得や、指定された時間または指定された経過時間後に処理を起動するタイマ機能１０４が動作する。

イーサネットコントローラ１０６は、ポイント・ツー・ポイントの接続形態で対向装置と、イーサネット３００により接続される。

図１に示すように、装置１００ではイーサネット制御機能１０３により周期的にイーサネットコントローラ１０６をパワーダウンモードに設定・解除するが、イーサネット制御機能１０３は上位インタフェース１０２に対してダウン状態を隠す。これにより上位インタフェース１０２は任意にフレームを送信することができるが、この送信フレームはバッファメモリ１０５に保存され、物理リンク状態がリンクアップになった場合に送信される。

本発明の構成の二つ目は図６に示す装置２００であり、イーサネットコントローラに対してパワーダウンモードの設定・解除を行わない点を除き、装置１００と同様である。

図１に示すように動作し、周期的にイーサネットコントローラをパワーダウンモードに設定する。

図１を用いて、本実施の形態の動作を説明する。
まず、図８に示す省電力動作判定処理により、省電力動作に入る。
図８はオペレータによりあらかじめ省電力動作を行う時間帯が設定されている場合で、その時間帯であるかどうかで省電力動作を行うか、行わないかの判定を行う。この判定には、ある一定時間の間のユーザトラフィックの量が一定値以下になるという判定方法を用いてもよいし、またバッファメモリの空きがある一定値以上になるという判定方法を用いてもよく、またそれらを組み合わせてもよい。
省電力動作判定処理により省電力動作を行うと判定すると、イーサネット制御機能は上位インタフェースがアップ状態のため、タイマ１を登録する。

タイマ１時間経過後、図９に示すタイマ１満了時処理が実行される。このタイマ１満了時処理により、イーサネットコントローラはパワーダウンモードに設定される。

パワーダウンモードに設定されることでイーサネットコントローラの物理リンクはダウンし、イーサネット制御機能はその物理リンクダウンを検出する。その方法はイーサネットコントローラが割り込みで通知してもよいし、イーサネット制御機能がイーサネットコントローラをポーリングしてもよい。

物理リンクダウンを検出すると、図１２に示す物理リンクダウン検出処理を実行する。

イーサネット制御デバイスは図１５に示すように、イーサネットコントローラへの送信を停止する。そして現在は省電力動作中であるため、タイマ２を登録する。

タイマ２時間経過後、図１０に示すタイマ２満了時処理を実行し、またタイマ３を登録する。このタイマ２満了時処理により、イーサネットコントローラはパワーダウンモードから解除される。

タイマ３は回線障害判定用のタイマで、回線や対向装置の障害などで物理リンクがアップしない場合に、上位インタフェースをダウンさせる。その処理は図１１のタイマ３満了時処理になる。

パワーダウンモードが解除されると、回線・対向装置に障害がなければイーサネットコントローラの物理リンクはアップする。イーサネット制御機能はその物理リンクアップを検出する。その方法はイーサネットコントローラが割り込みで通知してもよいし、イーサネット制御機能がイーサネットコントローラをポーリングしてもよい。

物理リンクアップを検出すると、図１３に示す物理リンクアップ検出処理を実行する。まず先に登録していたタイマ３を解除し、図１１のタイマ３満了時処理が実行されないようにする。そしてタイマＴ１を登録し、図１４のようにイーサネットコントローラへの、フレーム送信要求をはじめる。

図２には、省電力動作判定処理により省電力動作を行うと判定された場合に、回線障害により上位インタフェースがダウンしていた場合の動作を示す。図８の省電力動作判定処理ではタイマ１は登録せず、回線障害が復旧し物理リンクがアップしたときの、図１３の物理リンクアップ検出処理から動作をはじめる。以降は図１の場合と同様である。

図３は、省電力動作中でパワーダウンモードへの移行待ちタイマ１が満了する前に回線障害で物理リンクがダウンした場合の動作を示す。

図４には、省電力動作中でパワーダウンモードを解除したが、タイマ３が満了しても回線障害で物理リンクがアップしない場合の動作を示す。

図１の場合では物理リンクがアップすることでタイマ３が解除されているが、図４の場合では物理リンクはアップせず、図１１のタイマ３満了時処理を実行することになる。

タイマ３満了時処理には、上位インタフェースにダウンを通知し、このインタフェースが使用できなくなったことを認識させる。そしてバッファメモリに保存していた送信フレームを全て削除する。

図５は、図１では省略している物理リンクアップ検出により、タイマ３を解除し、タイマ１を登録する手順を図示したものである。

図７は、バッファメモリの構成例でｎ個の要素を持つ単純なリングバッファで構成した場合の例を示すものである。

図１４〜図１８は、バッファメモリの使用方法についてのシーケンスである。イーサネット制御機能は、送信可能な場合に次送信位置にある送信フレームをイーサネットコントローラに送信要求する。次送信位地＝次完了確認位置であればイーサネットコントローラに何も送信を要求していないことになる。次保存位置は、イーサネット制御機能が上位インタフェースから送信要求を受けた場合に、その送信フレームを保存する位置である。次保存位置＝次送信位置であれば、イーサネットコントローラに送信要求する送信フレームは無いことを意味する。次完了確認位置は、イーサネットコントローラから送信完了のイベント通知があった場合に、その完了を確認する送信フレームの位置である。

その送信完了イベントの処理は図１８のようであり、送信の完了したフレームをバッファメモリから削除し、１つ以上まだイーサネットコントローラに送信要求していないフレームがあれば、バッファメモリからイーサネットコントローラに送信要求させるために、送信開始イベントを生成する。

上記のとおり、通常イーサネットコントローラはIEEE802.3に規定されるパワーダウンモードを備えている。パワーダウンモード時およびリンクダウン時はリンクアップ状態に比べて消費電力が少ない。オペレータにより設定された時間帯、または通信量が少ないと判断した場合に、周期的にイーサネットコントローラをパワーダウンモードに設定することで、自装置の消費電力を低減する。また対向装置側はリンクダウンとなるため、対向装置でも消費電力の低減が図れる。

なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。

本発明は、ルータ、スイッチングハブなど、イーサネットを備えた通信装置、またはパソコンなどイーサネットを備えた情報処理装置に適用可能である。

１００、２００ 装置
１０１、２０１ ＣＰＵ
１０２、２０２ 上位インタフェース機能
１０３、２０３ イーサネット制御機能
１０４、２０４ タイマ機能１０４
１０５、２０５ バッファメモリ
１０６、２０６ イーサネットコントローラ
３００ イーサネット

Claims (2)

1. イーサネットコントローラをパワーダウンモードで動作させることが可能なイーサネット通信装置であって、
   バッファの空きが一定値以上になった場合に、前記パワーダウンモードでの動作を開始し、
   前記パワーダウンモードでは、前記イーサネットコントローラの物理リンクをダウンさせると共に、前記上位インタフェースに前記イーサネットコントローラの前記物理リンクのダウンを見せないようにして、上位インタフェースから送信される送信フレームをバッファメモリに保存し、
   前記パワーダウンモードが解除されると、前記イーサネットコントローラの前記物理リンクをアップすると共に、前記バッファメモリに保存された前記送信フレームを前記イーサネットコントローラに出力することを特徴とするイーサネット通信装置。
2. イーサネットコントローラをパワーダウンモードで動作させることが可能なイーサネット通信方法であって、
   バッファの空きが一定値以上になった場合に、前記パワーダウンモードでの動作を開始し、
   前記パワーダウンモードでは、前記イーサネットコントローラの物理リンクをダウンさせると共に、前記上位インタフェースに前記イーサネットコントローラの前記物理リンクのダウンを見せないようにして、上位インタフェースから送信される送信フレームをバッファメモリに保存し、
   前記パワーダウンモードが解除されると、前記イーサネットコントローラの前記物理リンクをアップすると共に、前記バッファメモリに保存された前記送信フレームを前記イーサネットコントローラに出力することを特徴とするイーサネット通信方法。

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