TWI542239B - 在通訊系統中動態管理功率之系統及方法 - Google Patents

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Description

在通訊系統中動態管理功率之系統及方法
本申請總的涉及功率管理，更具體地，涉及通訊設備中的動態功率管理。
過去十年，乙太網在支援的資料速率和處理能力方面進步顯著。這些進步通過使用具有增長的功率需求的設備得以實現。現在，節能乙太網(EEE)技術正發展為在稱為低功耗空閒(LPI)的低鏈路利用期間減少能耗。但是，僅為新部署預想這一工業標準的改變，其並不適用於現有的網路拓撲結構。此外，LPI不提供空閒模式的快速定時恢復，因而導致延遲。因此，在現有的網路拓撲結構中即刻需要節約能源。
根據本發明的一個方面，提供在通訊系統中動態管理功率的系統，包括：發送和接收資料的埠；與所述埠連接的實體層(PHY)；以及與所述埠和所述PHY連接且用於生成過渡態信號(transition state signal)的空閒埠監控器，基於所述埠是否活躍，所述過渡態信號選擇性地使所述PHY的一部分以低功耗模式運行。
較佳地，如果所述埠正發送或接收資料，所述埠活躍。
較佳地，所述系統還包括包含多個發送佇列的佇列管理器，其中所述佇列管理器用於向所述空閒埠監控器發出佇列深度信號，從而表明一個或多個佇列是否具有用於傳 輸的資料。
較佳地，如果所述佇列深度信號表明佇列具有用於傳輸的資料，所述空閒埠管理器用於確定所述埠為活躍；如果所述佇列深度信號表明沒有佇列具有用於傳輸的資料，所述空閒埠管理器用於確定所述埠為非活躍。
較佳地，所述空閒埠管理器用於每第一預定時期監控所述佇列深度信號一次、基於所述佇列深度信號以預定量次數確定所述發送佇列是否為空、以及生成以低功耗模式運行所述PHY的一部分的所述過渡態信號。
較佳地，所述空閒埠監控器用於等待第二預定時期、並在每個第三預定時期監控來自媒體存取控制(MAC)層的接收有效信號和所述佇列深度信號；以及如果所述接收有效信號表明通過所述埠接收資料或所述佇列深度信號表明一個或多個發送佇列具有待發送資料，所述空閒埠監控器用於向所述PHY發出所述過渡態信號，從而以正常模式運行所述PHY。
較佳地，所述系統還包括：流量整形器，如果所述過渡態信號表明正常功耗模式，則所述流量整形器用於從發送佇列出隊資料；如果所述過渡態信號表明低功耗模式，則所述流量整形器用於停止從所述發送佇列出隊資料。
較佳地，所述空閒埠管理器在高於所述PHY層的通訊棧層中實現。
較佳地，所述系統還包括：媒體存取控制(MAC)層，所述MAC層包括：接收MAC單元，用於向所述空閒埠監控器發出接 收有效信號、來表明通過所述埠從鏈路夥伴接收資料；以及統計單元，用於向所述空閒埠監控器發出發送和接收統計值，其中，所述發送統計值是通過所述埠發送的包數量，所述接收統計值是通過所述埠接收的包數量；其中，基於所述接收有效信號、所述發送和接收統計值以及佇列深度信號，所述空閒埠監控器用於選擇性地將所述PHY的一部分置於低功耗模式或正常模式，所述接收有效信號、所述發送和接收統計值以及佇列深度信號表明發送佇列中是否存在用於傳輸的資料。
較佳地，在所述低功耗模式，使用低功耗運行所述PHY層的物理介質附加(PMA)層和物理介質相關(PMD)層的選擇性部分。
較佳地，在所述低功耗模式，以正常功耗模式運行所述PHY的類比和數位部分，該類比和數位部分發送或接收來自所述鏈路夥伴的空閒信號，而以低功耗模式運行所述PHY的其他類比和數位部分。
較佳地，所述系統遵守IEEE 802.3ab協定。
根據本發明的一個方面，提供通訊系統中的動態功率管理方法，包括：每第一預定時期監控發送資料佇列一次；以預定量次數確定所述發送資料佇列是否為空；如果所述發送資料佇列在所述預定量次數內為空，則生成過渡態信號從而停止從所述發送佇列出隊資料；以及以低功耗模式選擇性地運行實體層(PHY)的一部分，所述PHY的一部分用於除發送和接收空閒信號以外的功 能。
較佳地，所述方法/系統還包括如果沒有通過埠接收資料，則以低功耗模式運行所述PHY層的一部分。
較佳地，所述方法/系統還包括每第二預定時期監控所述發送佇列一次，以便確定所述發送佇列是否有用於傳輸的資料。
較佳地，所述方法/系統還包括每第二預定時期監控接收有效信號一次，以便確定是否正通過埠接收資料。
較佳地，如果所述發送佇列具有用於傳輸的資料或如果所述接收有效信號表明通過所述埠接收資料，所述方法/系統還包括生成所述過渡態信號，從而使以低功耗模式運行的所述PHY層的一部分以正常功耗模式運行。
附圖闡述本發明的實施例，並連同描述用於解釋本發明的原理，所述附圖用於(included to)提供本發明的進一步理解，其包含在說明書中並構成這一說明書的一部分。
現在將結合附圖描述本發明。圖中，相似標號可能表明相同或功能相似的元件。另外，標號最左位元的數字可能表明標號首次出現其中的圖。
電氣與電子工程師協會(IEEE)802.3ab標準不提供節能運行模式的機制。這一缺點在IEEE 802.3az節能乙太網(EEE)標準中得到部分處理。IEEE 802.3ab系統實現“IDLE”模式，在所述IDLE模式期間在鏈路夥伴間無數據信號傳輸。但是，IEEE 802.3ab需要IDLE模式期間鏈路夥伴間“IDLE”信號的連續傳輸。這一IDLE信號允許一旦從IDLE模式退出時，鏈路夥伴之間定時和時鐘信號的快 速恢復。IEEE 802.3az EEE系統不會實現這一IDLE模式。IEEE 802.3az EEE系統實現低功耗空閒(LPI)模式，其中為了節能，PHY層週期性地在“刷新”期與“靜默”期之間轉換。但是，LPI具有一些不足。當從通訊棧的較高層接收到用於傳輸的框、且鏈路處於LPI模式時，在可開始傳輸前發生延遲，直至鏈路準備好。因此，當退出LPI模式時，LPI模式在恢復傳輸方面具有顯著延遲，其可能使EEE交換機在低延遲應用(例如高性能計算集群等)中的使用折中(compromise)。對高性能系統而言必須使這一延遲最小化。第二，利用傳統系統的基礎架構仍然具有功率管理、成本節省以及從睡眠模式及時恢復的需要。因此，本文呈現的實施例提供新方法、系統和電腦程式產品，其考慮到(a)IDLE模式下省電、(2)從IDLE模式快速恢復、以及(3)維持IEEE 802.3ab標準需要的IDLE信號需求。
在本文呈現的實施例中介紹較高層控制策略演算法和功率管理。集成PHY-交換機(switch-PHY)的處理能力用於為網路提供節能和經營費用優勢，目前在不具有EEE能力的傳統系統中配備所述集成PHY-交換機，並且當從IDLE模式恢復時，所述集成PHY-交換機具有最小的延遲需求。本文呈現的實施例可在高於PHY的層(例如交換機或媒體存取控制(MAC)層)、以軟體和/或硬體形式實現。
本文呈現的實施例的一些優點包含：a)提供對PHY透明的、PHY動態功率控制的硬體和/或軟體機制，b)通過在通訊棧的較高層實現的控制策略減少封包網路中IDLE和/或資料模式的耗電量和能耗， c)IDLE/資料流程量和進入/脫離省電模式的自動檢測，d)基於流量統計值可配置的節能模式，e)當從省電模式恢復時消除/最小化延遲，以及f)為功率優化創立新電路技術。
圖1A是根據本發明實施例的示例通訊系統100的示意圖。系統100包含與網路102連接的多個設備106a-n。網路102包含在設備106之間按路線發送資料的交換機104。網路102可能是封包切換式網路。應該理解的是，網路可為任意類型，本文呈現的實施例適用於任一有線或無線網路。例如，包含但不限於，網路102可能是封包切換式網路、電纜資料服務介面規範(DOCSIS)網路、IEEE 802.11或WiFi網路、或這些網路的任意結合。
交換機104包含考慮到與設備106通訊的多個埠單元108。本文將設備106和埠單元108稱為“鏈路夥伴”。例如，埠單元108a與設備106a連接。設備106a是埠單元108a的鏈路夥伴。相似地，埠單元108a是設備106a的鏈路夥伴。在本文呈現的實施例中，設備106a和埠單元108基於IEEE 802.3ab協議運行，但應該理解的是，設備可基於其他協定。交換機104包含與記憶體107連接的處理器105。在示例中，處理器105基於記憶體107中儲存的指令執行本文所描述的功率管理控制。本文呈現的實施例提供可在設備106或埠單元108中實現的功率管理方法及系統。如以下結合圖1B所描述的，埠單元108可實現開放式系統互聯(OSI)棧。
圖1B是根據本發明實施例的示例通訊棧101的示意圖。
通訊棧101是以七層層級(hierarchy)實現通訊協議的架構，七層層級包括：應用層111、展示層113、工作階段層115、傳送層117、網路層119、資料連結層121和實體層123。
應用層111允許使用者通過應用程式或程式接入網路上的資訊。這一層的常用功能為打開、關閉、讀取和寫入檔、傳遞檔和郵件消息、執行遠端作業以及獲取關於網路資源的目錄資訊。
展示層113提供應用層111的標準介面。對不同類型的電腦系統之間的資料傳輸而言，展示層113協調和管理表示和編碼資料的方式。
工作階段層115控制電腦之間的對話/連接。它建立、管理並終止本地應用程式與遠端應用程式之間的連接。
傳送層117提供終端使用者間資料的透明傳遞，因此當提供可靠資料傳遞時，從任何關注解除上層。
網路層119建立切換點兩端的發送者與接收者之間、例如交換機104與設備106之間的路由。網際網路協定(IP)為網路層119的示例。
資料連結/交換機/MAC層121負責節點至節點的有效性和傳輸的完整性。將傳輸位元(transmitted bit)分為框，例如網路中的乙太框或權杖環框。
實體層123發送並從物理介質(例如，雙絞線乙太網電纜)接收位元元。實體層214處理信號的電和機械特性，以及涉及發信號的方法。
本文呈現的實施例的特徵在於，為較高層管理較低層功率的功率管理方法提供控制。例如，實現功率管理的軟 體和硬體控制，MAC層121控制PHY層123處電路的功率。在傳統系統中，PHY層123的功率管理在PHY層123自身中實現。在本文呈現的實施例中，該控制可在PHY層123以上的任一層中實現。在替代性實施例中，功率管理控制可在PHY層123自身中實現。在圖1B呈現的示例中，通訊棧101是OSI棧。但是，應該理解的是，棧101可能是任一類型的通訊棧，例如系統網路體系(SNA)棧或IEEE 802棧。
圖2進一步闡述根據本發明實施例的交換機104的埠單元108。
每個埠單元108與流量入隊引擎(enqueue engine)200連接。每個埠單元108包含佇列管理器202、空閒埠監控器(IPM)204、MAC層210、PHY層212、埠214、程式機206和整形器208。MAC層210可能與MAC層121相同，PHY層212可能與棧101的PHY層123相同。
根據本發明的實施例，對每個埠單元108而言，相應的IPM 204觸發嵌入式PHY 212進入或退出低功耗模式。根據本發明的實施例，在其進入省電模式前，IPM 204在沒有增加系統延遲的情況下等待可配置時期。
每個埠單元108具有佇列管理器202中的多個佇列203a-n。佇列203接收在流量入隊引擎200的佇列中緩存的包。在埠214預定的包通過埠214發送出去之前，它入隊至佇列203a-n中。例如，佇列管理器202a的佇列203儲存有預定通過埠214a傳輸的資料。當是時候通過埠214發送包時，程式機206從佇列203出隊包。通過決定什麼時候通過埠214向發送MAC 216發出來自佇列203的、用於傳 輸的包，埠整形器208“碼率整形(rate-shape)”包傳輸。
在示例中，來自鏈路夥伴(例如，設備106)的“暫停”包觸發命令程式機206停止包傳輸的反壓信號226。獨立於包傳輸，接收MAC 214可能以全雙工鏈路從遠端設備(例如，設備106)接收包。可能通過由接收MAC 214生成的接收有效信號220表明開始通過埠214接收包。
每個IPM 204實現硬體和/或軟體形式的控制策略，從而觸發嵌入式PHY 212在進入與退出低功耗模式間轉換。當PHY處於IDLE模式並向鏈路夥伴106發送或從鏈路夥伴106接收IDLE信號時，低功耗模式對省電有說明。本文所述的“低功耗模式”指：在維持發送至和接收自鏈路夥伴設備106的IDLE信號的信號保真度的同時，PHY層212的一部分以節能方式運行。圖4進一步詳細闡述PHY層212。PHY層212包含物理編碼子層(PCS)層402、物理介質附加(PMA)層404和物理介質相關(PMD)層406。在本文呈現的實施例中，PHY 212的一部分選擇性地以低功耗模式運行。例如，過渡態信號224可能只觸發PMA層402和PMD層406進入和退出低功耗模式。PCS層402可能不是以低功耗模式運行。在示例中，除了負責發送和接收IDLE信號的那些，PHY 212電路的類比和數位部分以低功耗模式運行。在低功耗模式期間，由於定時和恢復電路與鏈路夥伴106保持同步，IDLE信號保真度的維持允許退出低功耗模式的快速轉換。相反，對以EEE使能系統實現LPI的系統而言，由於定時恢復操作，在從空閒狀態恢復傳輸時引入附加延遲。
本文所指的“正常功耗模式”是PHY 212的所有部分 均以其正常功率電平運行的時候。如本文進一步所描述的，過渡態信號224在低功耗模式與正常功耗模式之間觸發PHY 212的一部分。
在實施例中，IPM 204存在於每個埠單元108中，所述埠單元支援嵌入式PHY 212的低功耗模式。IPM 204可監控交換機104的數個狀態、從正常向低功耗模式轉換、以及觸發相應的嵌入式PHY 212的低功耗模式。通過在IPM 204中實現的控制策略確定IPM 204實現的協調功能，並在以下結合圖3的流程圖對其進行描述。應該理解的是，IPM 204可能全部以硬體、全部以軟體、或硬體與軟體結合的形式來實現。
在實施例中，根據MAC統計信號218，IPM 204生成過渡態信號224、從而通過關閉PHY 212中不同部分的類比&數位模組在不同省電級別下運行PHY 212。另外，PHY 212可向IPM 204提供狀態信號(未顯示)，所述狀態信號表明PHY 212的狀態和具有鏈路夥伴的鏈路品質。這些信號可由IPM 204處理，從而確定PHY 212的哪一狀態將包含至IPM 204的功率控制策略中。因此，該系統可與魯棒性能一起實現不同省電級別。
根據本發明的實施例，IPM 204可執行以下功能：-收集流量統計值、檢測埠何時已經在某一時間內沒有發送、並將其轉換為低功耗模式，-停止鏈路上的資料傳輸，-觸發PHY 212進入低功耗模式，-檢測佇列203中何時有足夠的待發送資料，-觸發PHY 212退出低功耗模式，以及 -重啟至鏈路夥伴的資料傳輸。
根據本發明的實施例，IPM 204用於生成在低功耗模式與正常功耗模式之間轉換PHY 212的過渡態信號224。根據本發明的實施例，如以下結合圖3的流程圖所描述的，過渡態信號224基於一個或多個佇列深度信號222將PHY 212置於低功耗模式。在示例實施例中，過渡態信號224基於從MAC 210的MIB單元213接收的MAC統計信號218、將PHY 212置於低功耗模式。MAC統計信號218表明埠214的發送和接收統計值。發送統計值是通過埠214發送的包數量，而接收統計值是通過埠214接收的包數量。在示例中，如果發送和接收統計值表明埠214在一天(例如夜間)的某一時期內沒有發送或接收資料，那麼在非活躍期間IPM 204將PHY 212置於低功耗模式。在另一示例中，如果MAC統計信號218表明在某一時期僅接收資料，那麼在這些期間IPM 204僅僅將PHY 212電路的發送部分置於低功耗模式。
根據本發明的實施例，如以下結合圖3的演算法所描述的，過渡態信號214基於佇列深度信號222和接收有效信號220、將PHY 212從低功耗模式轉換為正常功耗模式。接收MAC 214生成的接收有效信號220表明通過埠214接收資料。
圖3是根據本發明實施例的所執行的在低功耗模式與正常功耗模式間轉換PHY 212的步驟的流程圖。將連續結合圖1-2中描述的示例運行環境描述流程圖300。但是，流程圖並不受限於這些實施例。應該注意的是，流程圖300中顯示的某些步驟並沒有必要以顯示的順序發生。例如， 可由空閒埠管理器204執行流程圖300中的步驟。
在步驟302，系統處於正常功耗模式。例如，PHY 212以正常功耗模式運行。
在步驟304，每預定時期監控佇列深度信號一次。例如，IPM 204週期性地、每k毫秒監控佇列深度信號。k的最小值可取決於特定的硬體和軟體實施方式，並可由監控佇列深度信號222必需的時間來確定。
在步驟306，以預定量次數確定發送佇列是否為空。例如，IPM 204 m次或更多次確定發送佇列203是否為空。
如果發送佇列在預定量次數下不為空，那麼該處理進行至步驟302，其中該系統持續以正常功耗模式運行。
如果發送佇列在預定量次數下為空，那麼該處理進行至步驟308。
在步驟308，停止資料出隊。例如，過渡態信號224使流量整形器208停止從發送佇列203出隊資料。
在步驟312，將PHY轉換為低功耗模式。例如，IPM 204生成過渡態信號224從而將PHY 212轉換為低功耗模式。
在步驟314，在下一步驟之前系統等待第二預定時期。例如，在執行步驟316之前IPM 204等待“g”毫秒。g毫秒的等待時間可能基於完成從正常功耗模式向低功耗模式轉換的延遲。
在步驟316，在每個第三預定時期監控佇列深度信號和接收有效信號。例如，IPM 204每“p”毫秒監控佇列深度信號222和接收有效信號220。p的最小值可取決於交換機104的特定硬體和軟體實施方式，以及可能由監控多個發送佇列203的佇列深度必需的時間來確定，所述多個發送佇 列為埠214所專用。在另一示例中，IPM 204僅監控佇列深度信號222、而不監控接收有效信號220。
在步驟318，確定是否退出低功耗模式。例如，如果佇列深度信號222表明發送佇列203為空，以及如果接收有效信號220表明沒有通過埠214接收資料，那麼該處理進行至步驟316。如果佇列深度信號222表明一個或多個發送佇列203中資料為傳輸做好準備、或如果接收有效信號220表明資料正通過埠214進入，然後該處理進行至步驟320。
在步驟320，系統轉換回正常功耗模式。例如，IPM 204生成過渡態信號224，從而將PHY 212和流量整形器208從低功耗模式轉換為正常功耗模式。過渡態信號224還將流量整形器208從低功耗模式轉換為正常功耗模式。
在步驟322，在下一步驟前，系統等待第四預定時期。例如，IPM 204在執行步驟324之前等待“r”毫秒。在示例中，該系統等待第四預定時期，從而允許在出隊用於傳輸的資料之前在發送佇列203中積聚資料。值r取決於將PHY 212從低功耗模式轉換為正常功耗模式的延遲。
在步驟324，從發送佇列出隊資料。例如，通過程式機206從發送佇列203出隊資料，通過流量整形器208整形資料，所述資料通過埠214用於傳輸。處理進行至步驟304。
上述變數k、m、p、q和r可能為任意值，其可在運行期間即時動態配置或可在系統啟動前預設。
本文呈現的實施例或其部分可以硬體、固件、軟體和/或其結合的形式來實現。本文呈現的實施例適用於任何通訊系統，所述通訊系統使用任一類型服務的認證程式。
例如，本文描述的IPM 204或交換機104的代表性功 能可以硬體、軟體或其結合的方式來實現。例如，如本領域技術人員基於本文給定的描述可理解的是，可使用一個或多個電腦處理器(例如基於記憶體107中儲存的指令的處理器105)、電腦邏輯、特定用途積體電路(ASIC)、數位訊號處理器等、或其任一結合來實現流程圖300的方法。因此，執行本文所述功能的任一處理器在本文所呈現的實施例的範圍和精神內。
進一步地，可通過由電腦處理器(例如基於記憶體107中儲存的指令的處理器105)執行的電腦程式指令、或本文描述的任何一個硬體設備來體現本文所描述的處理功能。電腦程式指令使處理器執行本文描述的指令。電腦程式指令(例如軟體)可儲存在可由電腦或處理器接入的電腦可用介質、電腦程式介質、或任何儲存介質中。上述媒介包含存放裝置(例如記憶體107、RAM或ROM)或其他類型的電腦儲存介質(例如電腦硬碟或CD ROM或等同物)。因此，具有電腦程式代碼的任何電腦儲存介質在本文呈現的實施例的範圍和精神內，所述電腦程式代碼使處理器執行本文所述功能。
推論
雖然以上描述了本發明的各種實施例，應當理解，其目的僅在於舉例說明，而沒有限制性。本領域的技術人員知悉，在不背離本發明的精神和範圍情況下，在形式上和細節上還可做各種的改變。
以上借助於說明特定功能和關係的功能組成模組和方法步驟對本發明的實施例進行了描述。為了描述的方便，這些功能組成模組和方法步驟的界限在此處被專門定義。 然而，只要給定的功能和關係能夠適當地實現，可定義替代性界限。因此，任何上述變化的界限應被視為在申請專利範圍保護的範圍和精神內。本領域技術人員將認可的是，這些功能組成模組可由分立元件、特定用途積體電路、執行適當軟體的處理器及類似的裝置或其組合來實現。因此，本實施例的寬度和範圍不應受限於任一上述示例性實施例，而僅應該依照以下的權利要求及其等效來定義。
應該理解的是，具體實施例部分而非摘要部分用於解釋申請專利範圍。如發明人所預計的，摘要部分可能闡述本發明的一個或多個示例性實施例，而不是所有的示例性實施例，因此摘要部分不應用於以任何方式限制本發明和所附的申請專利範圍。
特定實施例的前述描述將充分顯示本發明的一般性質，通過應用本領域技術人員範圍內的知識，在沒有充分試驗的情況下，在不背離本發明的一般概念的情況下，其他人可容易地為各種應用改變和/或調整這些特定實施例。因此，基於本文所述示教和引導，這些調整和改變應在所公開實施例的等效的含義和範圍內。應該理解的是，本文的措辭和術語用於描述而非限制目的，從而根據示教和引導，本領域技術人員可理解本發明的術語或措辭。
本發明的寬度和範圍不應受限於任一上述示例性實施例，而僅僅應該依照以下的申請專利範圍及其等效來定義。
相關申請的交叉引用
本申請享有申請號為No.61/435,208、申請日為2011年1月21日的美國臨時專利申請的權益。該申請在此全文引用，以供參考。
100‧‧‧通訊系統
101‧‧‧通信棧
102‧‧‧網絡
104‧‧‧交換機
105‧‧‧處理器
106a-n‧‧‧設備
107‧‧‧記憶體
108a-m‧‧‧埠單元
111‧‧‧應用層
113‧‧‧表示層
115‧‧‧會話層
117‧‧‧傳送層
119‧‧‧網絡層
121‧‧‧數據鏈路/交換機/媒體存取控制(MAC)層
123‧‧‧物理層
200‧‧‧流量入隊引擎
202‧‧‧隊列管理器
203a-n‧‧‧隊列
204‧‧‧空閒端口監控器(IPM)
206‧‧‧程序機
208‧‧‧整形器
210‧‧‧MAC層
212‧‧‧物理層(PHY)層
213‧‧‧MIB單元
214‧‧‧端口
216‧‧‧端口發送MAC
218‧‧‧MAC統計信號
220‧‧‧有效信號
222‧‧‧隊列深度信號
224‧‧‧過渡態信號
226‧‧‧反壓信號
402‧‧‧物理編碼子層(PCS)層
404‧‧‧物理介質附加(PMA)層
406‧‧‧物理介質相關(PMD)層
圖1A是根據本發明實施例的示例通訊系統的示意圖。
圖1B是根據本發明實施例的示例通訊棧的示意圖。
圖2是根據本發明實施例的埠單元的細節示意圖。
圖3是根據本發明實施例的所執行的在低功耗模式與正常功耗模式間轉換的步驟的流程圖。
圖4是根據本發明實施例的實體層(PHY)省電模式的示意圖。

Claims (9)

  1. 一種在通訊系統中動態管理功率的系統，包括：發送和接收資料的埠；與所述埠連接的實體層；與所述埠和所述實體層連接且用於生成過渡態信號的空閒埠監控器，基於所述埠是否活躍，所述過渡態信號選擇性地使所述實體層的一部分以低功耗模式運行；以及流量整形器，如果所述過渡態信號表明正常功耗模式，則所述流量整形器用於從多個發送佇列出隊資料，如果所述過渡態信號表明所述低功耗模式，則所述流量整形器用於停止從所述多個發送佇列出隊資料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的在通訊系統中動態管理功率之系統，其中所述系統還包括包含所述多個發送佇列的佇列管理器，其中所述佇列管理器用於向所述空閒埠監控器發出佇列深度信號，從而表明所述一個或多個發送佇列是否具有用於傳輸的資料。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的在通訊系統中動態管理功率之系統，其中如果所述佇列深度信號表明所述發送佇列具有用於傳輸的資料，所述空閒埠管理器用於確定所述埠為活躍；如果所述佇列深度信號表明沒有所述發送佇列具有用於傳輸的資料，所述空閒埠管理器用於確定所述埠為非活躍。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的在通訊系統中動態管理功率之系統，其中所述空閒埠管理器用於每第一預定時期監控所述佇列深度信號一次、基於所述佇列深度信號以預定量次數確定所述發送佇列是否為空、以及生成以所述低功耗模式運行所述實體層的一部分的所述過渡態信號。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的在通訊系統中動態管理功率之系統，其中所述空閒埠監控器用於等待第二預定時期、並在每個第三預定時期監控來自媒體存取控制層的接收有效信號和所述佇列深度信號；以及如果所述接收有效信號表明通過所述埠接收資料或所述佇列深度信號表明所述一個或多個發送佇列具有待發送資料，所述空閒埠監控器用於向所述實體層發出所述過渡態信號，從而以所述正常功耗模式運行所述實體層。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的在通訊系統中動態管理功率之系統，其中所述系統還包括：媒體存取控制層，所述媒體存取控制層包括：接收媒體存取控制單元，用於向所述空閒埠監控器發出接收有效信號、來表明通過所述埠從鏈路夥伴接收資料；以及統計單元，用於向所述空閒埠監控器發出發送和接收統計值，其中，所述發送統計值是通過所述埠發送的包數量，所述接收統計值是通過所述埠接收的包數量；其中，基於所述接收有效信號、所述發送和接收統計值以及佇列深度信號，所述空閒埠監控器用於選擇性地將所述實體層的一部分置於所述低功耗模式或所述正常功耗模式，所述接收有效信號、所述發送和接收統計值以及佇列深度信號表明所述發送佇列中是否存在用於傳輸的資料。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的在通訊系統中動態管理功率之系統，其中在所述低功耗模式，使用低功耗運行所述實體層的物理介質附加層和物理介質相關層的選擇性部分。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的在通訊系統中動態管理功率的系統，其中在所述低功耗模式，使用正常功耗運行所述實 體層的發送或接收來自所述鏈路夥伴的空閒信號的類比和數位部分，而使用低功耗運行所述實體層的其他類比和數位部分。
  9. 一種通訊系統中的動態功率管理方法，包括：每第一預定時期監控發送資料佇列一次；以預定量次數確定所述發送資料佇列是否為空；如果所述發送資料佇列在所述預定量次數內為空，則生成過渡態信號表明低功耗模式，從而停止從所述發送資料佇列出隊資料，如果所述發送資料佇列在所述預定量次數內不為空，則生成過渡態信號表明正常功耗模式，從而用於從所述發送資料佇列出隊資料；以及在所述低功耗模式，使用低功耗選擇性地運行實體層的一部分，所述實體層的一部分用於除發送和接收空閒信號以外的功能。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102801517B (zh) 2012-08-31 2014-12-03 华为技术有限公司 Cdr电路及终端
US9602293B2 (en) 2013-11-06 2017-03-21 Marvell World Trade Ltd. Managing idle mode of operation in network switches
US10108241B2 (en) * 2014-09-15 2018-10-23 Intel Corporation Method and apparatus for saving power of a processor socket in a multi-socket computer system
US9594423B1 (en) * 2015-01-05 2017-03-14 Juniper Networks, Inc. Apparatus, system, and method for improving the energy efficiency of routers
US10063383B1 (en) 2015-02-27 2018-08-28 Juniper Networks, Inc. Apparatus, system, and method for improving the energy efficiency of link aggregation groups
KR101764173B1 (ko) * 2015-08-12 2017-08-02 전자부품연구원 프로파일 네트워크 상에 있는 네트워크 단말의 소비 전력 제어 방법 및 이를 수행하는 네트워크 단말
US11134125B2 (en) 2015-09-25 2021-09-28 Intel Corporation Active link during LAN interface reset
US10931329B2 (en) * 2016-12-29 2021-02-23 Intel Corporation High speed interconnect with channel extension
US10705885B2 (en) * 2018-01-31 2020-07-07 Palo Alto Networks, Inc. Autoscaling of data processing computing systems based on predictive queue length
US11388074B2 (en) * 2018-04-12 2022-07-12 Intel Corporation Technologies for performance monitoring and management with empty polling
US11003237B2 (en) * 2018-04-12 2021-05-11 Silicon Motion, Inc. Method for performing power management in a memory device, associated memory device and controller thereof, and associated electronic device
US10972293B1 (en) * 2018-10-17 2021-04-06 Marvell Asia Pte., Ltd. Adaptive energy efficient Ethernet
CN111162927B (zh) * 2018-11-08 2021-12-03 华为技术有限公司 一种以太网的通信方法、装置及设备

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6546496B1 (en) * 2000-02-16 2003-04-08 3Com Corporation Network interface with power conservation using dynamic clock control
US7194638B1 (en) 2002-09-27 2007-03-20 Cypress Semiconductor Corporation Device and method for managing power consumed by a USB device
US8576820B2 (en) * 2003-07-03 2013-11-05 Broadcom Corporation Standby mode for use in a device having a multiple channel physical layer
JP4280272B2 (ja) * 2006-05-31 2009-06-17 株式会社東芝 情報処理装置
US20100115306A1 (en) 2008-11-05 2010-05-06 Wael William Diab Method and system for control of energy efficiency and associated policies in a physical layer device
US7830796B2 (en) * 2006-10-18 2010-11-09 Ericsson Ab Method and apparatus for traffic shaping
KR101286700B1 (ko) * 2006-11-06 2013-07-16 삼성전자주식회사 멀티 코어 프로세서 시스템에서 로드 밸런싱을 위한 장치및 방법
EP2170430A2 (en) * 2007-06-29 2010-04-07 Roche Diagnostics GmbH Method and apparatus for determining and delivering a drug bolus
JP5240590B2 (ja) * 2007-11-12 2013-07-17 マーベル インターナショナル リミテッド アクティブアイドル通信システム
WO2009096332A1 (ja) * 2008-01-29 2009-08-06 Sony Corporation マルチホップ無線端末およびそのマルチホップ無線端末におけるトラヒック制御方法
US8982753B2 (en) 2008-11-05 2015-03-17 Broadcom Corporation Method and system for low latency state transitions for energy efficiency
WO2010080172A1 (en) * 2009-01-12 2010-07-15 Rambus Inc. Clock-forwarding low-power signaling system
US8230240B2 (en) * 2009-04-08 2012-07-24 Broadcom Corporation Method and system for energy efficient networking over a serial communication channel based on forward error correction support
CN101594302B (zh) * 2009-07-01 2011-08-03 华为技术有限公司 数据出队的方法及装置
JP4957765B2 (ja) * 2009-08-24 2012-06-20 日本電気株式会社 ソフトウェアプログラム実行装置、ソフトウェアプログラム実行方法、及びプログラム
KR101238917B1 (ko) * 2009-11-12 2013-03-06 한국전자통신연구원 이더넷 장치 및 그의 전송률 조절 방법

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