TWI400617B - 無線傳輸之排程及資料快取 - Google Patents

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TWI400617B
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    • G06F13/10Program control for peripheral devices
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Description

無線傳輸之排程及資料快取
本發明之一些實施例主要有關於資料操作。詳言之,一些實施例有關於無線傳輸之排程與資料快取。
運算系統及其他電子系統常在許多構件間的有線匯流排上運輸資料。針對此種資料傳輸已有使用許多不同的協定,包括通用序列匯流排(USB)之變化(USB 1、USB2.0)及其他匯流排標準。可在此一操作中連結許多不同的裝置,需要多個有線的連結。
系統逐漸轉變到更多數量的無線操作,包括Wireless(無線)USB(USB實施者論壇公司(USB-IF)的經驗證Wireless USB)。使用諸如Wireless USB之無線操作允許多個裝置之連結,而無需許多有線連結。取而代之,以無線方式處置系統中之來自多個裝置的資料元件之傳輸。
然而,使用Wireless USB或類似系統會需要排程多個連結裝置的資料以供傳輸,且提供此種排程至無線控制器。從主機系統驅動器傳遞此種順序至無線控制器會導致大量的異動,時間上分散於連接無線控制器與含有主機控制器驅動器之主機系統的匯流排上。這會很少讓主機平台進入低功率狀態。
【發明內容及實施方式】
本發明之一實施例有關於無線傳輸之排程及資料快取。
在一些實施例中,提供增進無線傳輸之效率的程序。在一些實施例中,提供不同步排程及控制/大塊資料快取給無線控制器。在一實施例中,無線控制器為USB無線主機控制器(WHC)實施。
在一些實施例中,WHC模組可實施於擴充卡或經由匯流排與平台接介的類似構件上,或可替代地嵌入平台中。匯流排可包括周邊構件互連(PCI)或PCIe(PIC快速)標準匯流排。本說明聚焦於其中WHC模組存在於擴充卡上的實施,但本發明之實施例不限於此實施。在一些實施例中,實施快取的邏輯存在於WHC模組上。在Wireless USB中,經驗證無線通用序列匯流排之無線主機控制器介面規格(包括於2006年6月16日發佈的訂正版0.95及任何後續的訂正版)描述在系統軟體與針對無線通用序列匯流排(Wireless USB)主機系統的超寬頻(UWB)多介面控制器之間的介面。
在Wireless USB操作中,佇列集(Qset)係用來描述往返一端點之無線異動。WHC使用一或更多QSet來產生異動群組。Qset由QHead及一或更多qTD(佇列元件傳遞描述符)結構所構成。QHead含有多個已界定之元件,包括至下一QHead的指標(WusbAsyncListAddr)。一般而言,WHC對於QSet之使用的處理模型如下:
(1)讀取一或更多QSet並根據Qset的傳遞描述符產生異動群組。
(2)執行異動群組,視需要將資料移入系統或自系統移出。
(3)將異動結果寫入個別QHead的一疊加區域。
(4)重複(1)至(3)直到到達結束條件。
WHC利用兩種排程,這些排程為週期性排程及不同步排程。不同步排程係根據不同步傳遞清單。不同步傳遞清單用來管理所有控制與大塊傳遞。不同步傳遞清單為QHead的環型清單,其中WusbAsyncListAddr為至下一QHead的指標。不同步傳遞清單針對鍊結到不同步清單內之所有QHead實施循環服務。
在一些實施例中,主機中的無線主機介面(WHCI)驅動器在主機記憶體中準備不同步清單,並接著致能該清單。在一些實施例中,WHC維持現行QSet的快取。在一些實施例中,連同現行QSet,WHC亦快取分頁清單項目之子集。此外,WHC儲存每一個QSet的目前分頁索引與目前分頁指標,使得當與Qset關連之端點再次於排程中得到機會時可從目前的點起始下一個跟隨的資料傳遞。針對不同步資料,控制器具有一個傳送佇列及一個接收佇列。
在一些實施例中,更新快取以反映不同步排程中之改變。在一些實施例中,每當由WHCI驅動器更新排程以增加或移除Qset時,或每當非現行Qset變成現行或現行Qset變成非現行時,經由命令來通知WHC。在接收到更新時,WHC將更新其之內部快取以反映改變。
當多個Qset為現行時,為了給予所有端點循環公平性,WHC將僅提取最大長度等於特定QSet的最大端點大小乘以最大叢發大小之資料。接著將移到下一個QSet。根據RF鍊結品質與裝置響應,WHC可針對任何端點動態變化叢發大小,最多達最大叢發大小。
在無線主機控制器的操作中,合併對主機記憶體資料之存取。針對傳送操作,在計算每一端點傳送多少資料後,WHC將從主機記憶體提取最多可塞入WHC TX(傳送)資料緩衝器中的資料量之資料。若有空間給來自不同Qset的資料,則將之全部提取。針對控制器,有與各個資料佇列關連之臨限值。針對TX,只有在已在空中傳遞足夠的資料且TX佇列中的資料己低於臨限值後,才可再度從主機記憶體提取資料。這允許主機平台在資料傳遞之間進入低功率狀態。
針對接收操作,異動排程器將排程異動以輪詢裝置「進入(IN)」(IN描述資料方向)異動。一旦接收到資料,此資料將放置在RX(接收)佇列中。若提供足夠的緩衝,作為最佳化,WHC可保留資料直到到達RX佇列臨限值,或逾時,並接著寫入主機記憶體中。當資料格式為短且間歇性,則可在從資料抵達算起之逾時中進行至主機平台的寫入。這允許主機平台在資料傳遞之間進入低功率狀態。
可能時,WHC應同步傳送與接收操作之對主機平台的存取。
在一些實施例中,在WHC本地記憶體中快取現行不同步排程及相關的分頁清單項目。因此,一般僅需在傳送或接收資料時存取主機記憶體。例如,針對經過空中的大塊IN異動,一旦快取了排程,則不存取主機記憶體,除非當輪詢無線裝置時有無線裝置所回傳的資料。因此,平台可進入低功率狀態,藉此透過資料快取的使用來降低整體功率消耗。
即使於現行資料傳遞中對主機記憶體的存取期間,藉由合併存取,可減少平台功率消耗。需快取在WHC中之最少資料量取決於從主機記憶體提取資料之潛伏。然而,藉由增加WHC中之此資料緩衝記憶體,可在WHC中緩衝足夠的資料,故不會經常存取主機平台記憶體。
在一些實施例中,透過資料快取之使用增進資料傳遞。藉由連同相關分頁清單項目快取現行不同步排程,當因有在空中傳送的機會而從主機記憶體提取資料或寫入資料至主機記憶體或接收資料時,WHC不需存取主機平台記憶體以提取排程或分頁項目。這允許最佳空中時間的使用,並因而增進資料流通量。
在一些實施例中,一種演算法僅快取那些現行的QSet,藉此減少資料傳遞與貯存。WHCD主機驅動器可不立即地從排程移除非現行QSet。藉由僅快取現行QSet,減少WHC快取記憶體之需求與利用。為了使WHC藉由將許多異動放在一異動群組內而最佳地排程空中的異動,WHC能知道越多排程越好。藉由將QSet之排程限制在現行QSet,程序最大化WHC可得之有用的資訊。
第1圖描繪快取無線排程及資料的系統之一實施例。在此圖中,主機平台102包括無線控制器驅動器104。驅動器104產生無線異動之排程106,連同異動之表項目108。主機平台102可經由匯流排110耦合至無線控制器112,如無線USB控制器。無線控制器112根據無線異動之排程來操作。然而,為了增加操作效率,無線控制器112產生排程之快取114,此快取114僅包括現行異動元件116及包括描述現行異動的相關分頁清單項目之分頁清單之項目的子集118。
第2圖為快取無線傳輸之排程及資料的系統之一實施例之圖。在此圖中,WHCI驅動器204係包括在主機平台202上。驅動器204包括資料記憶體,其可儲存於主機平台202之記憶體元件中。記憶體可包括動態隨機存取記憶體(DRAM),其需要記憶體內容之再新,以及靜態隨機存取記憶體(SRAM),其無需記憶體內容之再新,但有額外的成本。DRAM記憶體可包括同步動態隨機存取記憶體(SDRAM),其包括控制信號之時脈信號,以及延伸資料輸出動態隨機存取記憶體(EDO DRAM)。資料記憶體206可包括待排程之QSet的分頁項目。驅動器204產生QSet的不同步排程。在此圖中,將八個QSet,QS1至QS8,排程在異動群組中。然而,僅六個Qset目前為操作現行,Qset QS2及QS6為非現行。主機平台202經由匯流排210耦合至無線主機控制器212,匯流排210可包括但不限於PCI或PCIe標準匯流排。無線主機控制器212則耦合至UWB無線電實體層裝置(PHY)。無線主機控制器212包括Qset之快取214,此快取僅限於現行的QSet。快取的集在異動群組中結合起來,包括標出群組開頭之快取開頭指標216,以及標出群組結束之快取結尾指標218。如所示,WusbAsyncListAddr 220含有各個Qset至下一QSet的指標。無線主機控制器212進一步包括微排程管理命令(MMC)產生器及WUSB異動排程器,其之功能包括排程已快取的QSet。無線主機控制器進一步包括傳送資料(TX)與接收資料(RX)的資料佇列224。
第3圖為快取無線傳輸之排程與資料的程序圖。在一範例中,當快取大小為8時,第3圖描繪排程如何被快取於WHC中。在此範例中,主機302中的不同步排程包括12個元件,QS1至QS12,八個為現行元件。然而,此範例中之現行QSet等於快取大小,且可更大。快取閒置池306描繪快取之建立,一開始包括QS3、QS4及QS5 310。快取接著增加QS7,而QS6為非現行,隨之為QS8及QS9 312。快取接著以QS12及QS1結束。一旦快取了所有現行元件,迴路關閉。從此以後,若完成每Qset數個(待調整)現行傳遞描述符(TD),則更新主機記憶體中的TD並提取新的TD。在一些實施例中,若增加或刪除排程之QSet或若現行Qset變成非現行,則有來自驅動器之分別的通知。在此情況中,清空整個快取併重新建立。
第4圖中描繪WHC快取元件402之格式的一實施例。對主機記憶體404中的Qset之指標允許存取主機記憶體中之QSet 406。快取整個Qset。在第4圖中之範例中,在分頁清單412中快取8個項目。目前分頁指標408及目前分頁索引410指向傳遞描述符之下一傳遞的資料。若清空快取,則將目前分頁指標408及目前分頁索引410儲存在主機記憶體中之HC高速暫存(scratchpad)記憶體。如前述,分頁指標指向主機記憶體414中之資料緩衝器,其中各個項目具有在每一異動後之目前分頁指標及目前分頁索引。
藉由快取不同步排程連同相關之分頁清單項目,可從主機記憶體提取資料或寫入資料至主機記憶體,而不需針對每一資料異動提取傳遞描述符及分頁清單項目。這增進空中利用率並因此增進資料流通量。
在一些實施例中,藉由合併對主機記憶體之存取來降低平台之功率消耗。藉由排程快取,僅在有待提取或寫入之資料時或在排程快取待更新時存取平台記憶體。此外,藉由增加WHC中之資料緩衝,即使因此會有額外成本,合併往返主機記憶體之讀取與寫入,因而使平台得以留在低功率狀態更久。
第5圖為其中可實施本發明之一實施例的無線通用序列匯流排構件與模組之圖。元件包括系統軟體520及硬體524,包括UWB多介面控制器522。如所示,無線USB構件與模組可包括:客戶端驅動器軟體502-客戶端驅動器軟體502在對應特定無線USB裝置的主機PC上執行。客戶端軟體典型為操作系統的一部分或與無線USB裝置一起提供。
USB驅動器(USBD)504-USBD為系統軟體構件,其針對特定操作系統萃取特定主機控制器驅動器的細節。
無線USB主機控制器驅動器(WHCD)506-WHCD 506提供特定主機控制器硬體與USBD之間的軟體層。
UWB無線電控制器驅動器(URCD)508-URCD 508為系統軟體構件,其提供UWB無線電的控制功能,且為UMC的每一個實施中所必要者。
無線USB主機控制器(WHC)510-WHC為無線USB主機控制器的特定硬體實施。
UWB無線電控制器(URC)512-URC 512為UMC的每一個實施中所需的標準UWB無線電控制功能。
無線USB裝置514-此為執行有用的終端使用者功能之硬體裝置。與無線USB裝置之互動從應用流經軟體及硬體層至無線USB裝置。
UWB裝置516-此為具有UWB無線電介面之另一外部硬體裝置。此裝置可具有一或更多協定應用層(PAL)功能,如無線媒體連網協定(WiMedia Networking Protocol;WiNET)程序。
UWB無線電518-描述無線操作之實體無線電裝置。
第6圖為描繪快取無線控制器之資料的程序之一實施例的流程圖。在此圖中,在主機系統中建立無線控制器的佇列集之排程602。辨別排程中的現行佇列集604。在無線控制器中僅快取現行的佇列集606,連同分頁清單項目之子集608。
無線控制器接著根據快取在控制器中的現行佇列集排程來操作610,而無需存取主機系統。主機系統接著於傳送與接收資料傳遞之間的時間轉變成低功率狀態611,因無需為了佇列集排程而存取主機系統。若有待傳送或接收的資料612,則有對主機平台之存取614。在接收到更新快取之命令時616,無線控制器會進行更新動作,其可包括清空目前的快取618,並以更新資料重建快取。
熟悉該項技藝者在得到此揭露之好處後可理解到能做出在本發明範疇內之上述說明與圖示的許多變化。確實,本發明不限於上述細節。更確切地,由包括任何修正之下列申請專利範圍界定本發明之範疇。
在上述說明中,為了解釋,提出各種特定細節以提供本發明之詳盡的了解。然而,對熟悉該項技藝者而言,在沒有這些特定細節之一些的情形下實行本發明為顯而易見者。在其他例子中,以區塊圖的形式顯示習知的結構與裝置。
本發明可包括各種程序。本發明之程序可藉由硬體構件執行或嵌入機器可執行的指令中,其可用來令以這些指令編程之一般目的或專門目的處理器或邏輯電路執行該些程序。替代地,可以硬體及軟體之結合來執行程序。
本發明之一些部分可以電腦程式產品的方式提供,其可包括具有指令儲存於其上之機器可讀取媒體,這些指令可用來編程電腦(或其他電子裝置)以執行根據本發明之程序。機器可讀取媒體可包括但不限於軟碟、光碟、光碟唯讀記憶體(CD-ROM)及光磁碟、唯獨記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、可抹除可編程唯獨記憶體(EPROM)、可電性抹除可編程唯獨記憶體(EEPROM)、磁或光卡、快閃記憶體或適合儲存電子指令之其他類型的媒體/機器可讀取媒體。此外,亦可以電腦程式產品的方式下載本發明,其中可以包含於載波或其他傳播媒體中之資料信號經由通訊鍊結(如數據機或網路連結)從遠端電腦傳遞程式至請求的電腦。
以最基本的形式描述方法之許多部分,但可添加程序至方法之任何或自其刪除程序,且可添加資訊至所述訊息之任何或自其刪除資訊,而不背離本發明之基本範疇。對熟悉該項技藝者而言做出其他變更與調適為顯而易見。並非提供特定實施例來限制本發明而係描述本發明。本發明之範疇並非由上述之特定範例而係由下列申請專利範圍所決定。
亦應理解到在整份說明書中對於「一實施例」之參照意指特定特徵可包括在本發明之實行中。類似地,應理解到在本發明之範例實施例的上述說明中,有時將本發明的各種特徵集結在單一實施例、圖或其之說明中,以使本揭露更順暢並幫助了解各種發明態樣的一或更多者。然而,這種揭露方式不應解讀為反映出主張申請專利範圍之本發明會需要比各個申請專利範圍項目所明確敘述更多的特徵之意圖。確切地,如下列申請專利範圍所反映,發明態樣存在於少於單一上述揭露之實施例的所有特徵中。因此,在此將申請專利範圍明確包括在此說明中,其中每一項申請專利範圍項目本身作為本發明之一獨立的實施例。
102...主機平台
104...無線控制器驅動器
106...排程
108...異動之表項目
110...匯流排
112...無線控制器
114...快取
116...主動異動元件
118...分頁清單之項目的子集
202...主機平台
204...WHCI驅動器
206...資料記憶體
210...匯流排
212...無線控制器驅動器
214...快取
216...快取開頭指標
218...快取結尾指標
224...資料佇列
302...主機平台
306...快取閒置池
402...WHC快取元件
404...主機記憶體
406...QSet
408...目前分頁指標
410...目前分頁索引
412...分頁清單
414...主機記憶體
520...軟體
524...硬體
522...UWB多介面控制器
502...客戶端驅動器軟體
504...USB驅動器
506...無線USB主機控制器驅動器
508...UWB無線電控制器驅動器
510...無線USB主機控制器
512...UWB無線電控制器
514...無線USB裝置
516...UWB裝置
518...UWB無線電
602...主機平台
在附圖中例示性而非限制性圖解本發明之實施例,圖中類似參考符號係指類似之元件:
第1圖描繪快取無線排程及資料的系統之一實施例;
第2圖為快取無線傳輸之排程及資料的系統之一實施例的圖。
第3圖為快取無線傳輸之排程與資料的程序之圖;
第4圖中描繪無線主機控制器快取元件之格式的一實施例;
第5圖為其中可實施本發明之一實施例的無線通用序列匯流排構件與模組之圖;以及
第6圖為描繪快取無線控制器之資料的程序之一實施例的流程圖。
102...主機平台
104...無線控制器驅動器
106...排程
108...異動之表項目
110...匯流排
112...無線控制器
114...快取
116...主動異動元件
118...分頁清單之項目的子集

Claims (20)

  1. 一種用於無線傳輸之方法,包含:產生無線主機控制器之無線異動的不同步佇列排程,該不同步佇列排程係由主機平台上的驅動器產生並儲存於該主機平台之記憶體中;辨別該不同步佇列排程中的現行佇列;在該無線主機控制器快取來自位於該無線主機控制器上之快取中的該主機平台的排程資料,其中該快取包括:該不同步佇列排程的現行佇列,以及該些現行佇列之分頁清單項目的子集,其中該些分頁清單項目係描述該些無線異動並位於該主機平台之該記憶體中;根據該快取中的現行佇列來操作該無線主機控制器,其中操作該無線主機控制器包括根據該分頁清單項目的子集以從該主機平台提取資料至該無線主機控制器或者從該無線主機控制器寫入資料至該主機平台;及更新該快取以反應該不同步佇列排程中的改變。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該無線主機控制器為無線USB(通用序列匯流排)控制器。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該不同步佇列排程的各佇列包含一異動之佇列集(QSet)。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法,其中更新該快取包含接收該不同步佇列排程中之改變的通知,並且根據該改變來重建該快取。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該不同步佇列排程中的改變包括添加排程的佇列、刪除排程的佇列、或改變非現行佇列為現行、或改變現行佇列為非現行。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法,進一步包含在該無線主機控制器根據該快取中之該些現行佇列操作的同時,將該主機平台轉變至低功率狀態。
  7. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該提取資料或該寫入資料包含提取或寫入資料而不從該主機平台提取傳遞描述符或該些分頁清單項目。
  8. 一種用於無線傳輸之無線主機控制器,包含:記憶體,用以保持快取,該快取保持現行佇列及該些現行佇列之分頁清單項目的子集,該些現行佇列及該些分頁清單項目的該子集被快取自不同步佇列排程且該些分頁清單項目被儲存於主機平台上,該無線主機控制器係根據該些現行佇列中的傳遞描述符來產生異動群組;以及根據該快取中之該些現行佇列傳輸及接收資料的資料佇列;其中該無線主機控制器係根據該些現行佇列的傳遞描述符來產生無線異動,包括根據該快取中所含之項目以從該主機平台提取該資料或者寫入該資料至該主機平台,及更新該快取以反應該不同步佇列排程中的改變。
  9. 如申請專利範圍第8項之無線主機控制器,其中該無線主機控制器為無線USB(通用序列匯流排)控制器。
  10. 如申請專利範圍第8項之無線主機控制器,其中 該不同步佇列排程的各佇列包含一異動之佇列集(QSet)。
  11. 如申請專利範圍第8項之無線主機控制器,其中該無線主機控制器根據從該主機平台接收關於該不同步佇列排程中的改變以更新該快取。
  12. 如申請專利範圍第11項之無線主機控制器,其中該無線主機控制器在接收到來自該主機平台關於該些該不同步佇列排程中之改變的通知時重建該快取。
  13. 如申請專利範圍第8項之無線主機控制器,其中該無線主機控制器合併至主機記憶體的存取。
  14. 如申請專利範圍第13項之無線主機控制器,進一步包含一或更多傳送資料緩衝器,且其中針對傳送操作,該無線主機控制器可操作以藉由從該主機平台提取如可容納到該無線主機控制器的該一或更多傳送資料緩衝器中般多的資料來合併至該主機記憶體的存取,其中該無線主機控制器係從該主機平台提取該資料而不提取傳遞描述符或該些分頁清單項目。
  15. 如申請專利範圍第13項之無線主機控制器,其中針對接收操作,該無線主機控制器保持資料直到到達接收佇列臨限值或逾時,並接著將該資料寫入到該主機記憶體。
  16. 如申請專利範圍第8項之無線主機控制器,其中該無線主機控制器可操作以提取或寫入資料而不從該主機平台提取傳遞描述符或該些分頁清單項目。
  17. 一種用於無線傳輸之系統,該系統包含:匯流排;耦合至該匯流排的主機平台,該主機平台包括SDRAM記憶體,以保持無線控制器驅動器,該無線控制器驅動器產生無線異動之不同步佇列排程及該些無線異動之分頁清單項目,該不同步佇列排程及該些分頁清單項目係儲存於該主機平台之記憶體中;以及通用序列匯流排(USB)無線主機控制器,該USB無線主機控制器包括快取,該快取保持來自該不同步佇列排程之現行佇列及該些現行佇列之該些分頁清單項目的子集,其中該USB無線主機控制器根據該快取中之該些現行佇列中的傳遞描述符來產生異動群組。
  18. 如申請專利範圍第17項之系統,其中該主機平台提供給該USB無線主機控制器有關該不同步佇列排程中的改變之通知。
  19. 如申請專利範圍第18項之系統,其中該USB無線主機控制器清空該快取並根據該有關該不同步佇列排程中的改變之通知來重建該快取。
  20. 如申請專利範圍第17項之系統,其中該主機平台在該USB無線主機控制器於資料傳送及資料接收傳遞的操作期間轉變至低功率狀態。
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