TWI569604B - 網路交換機系統及其操作方法 - Google Patents

Description

網路交換機系統及其操作方法

本揭示內容是有關於一種網路交換機系統及其操作方法，特別是有關於一種有關自動韌體更新的網路交換機系統與其操作方法。

隨著資訊科技的快速進展，乙太網路供電(power over Ethernet，PoE)技術已廣泛地使用在網路系統中。

具備乙太網路功能的網路交換機系統可透過雙絞線(twisted pair cable)提供電力至受電裝置。藉由如此設置，即可避免在每一受電裝置上配置獨立的本地端電源，而使得網路系統的應用更具彈性。

然而，網路交換機系統需具備一韌體介在軟體和硬體間，以提供指令集以完成供電服務。在供電服務的指令集有更新時，韌體必須更新，傳統上，更新韌體需使用模擬器(In Circuit Emulator,ICE)燒錄，並需拆卸網路交換機系統上之記憶體，過程耗費人工與時間，造成諸多不便。若網路交換機系統供應商欲更新所有客戶之裝置，更是浪費巨大的成本。

網路交換機系統之傳統韌體更新方法耗費人力物力，造成成本浪費，因此，網路交換機系統與其操作方法亟需自動更新韌體之功能。本揭示內容之一態樣為一種網路交換機系統，包含一網路供電控制器、一供電服務控制器以及一主機。該網路供電控制器電性連接該供電服務控制器，並儲存一啟動程式與一韌體映像檔。該主機連線至該網路供電控制器，儲存一即時韌體映像檔。該主機在該即時韌體映像檔之版本較該韌體映像檔之版本新時，令該網路供電控制器進入一韌體更新模式，該網路供電控制器於該韌體更新模式中執行該啟動程式，然後，自該主機下載該即時韌體映像檔以覆寫該韌體映像檔，覆寫完成後，利用一錯誤偵測與更正碼確認資料完整性，若該韌體映像檔資料正確，則重新啟動該網路供電控制器。

根據本揭示內容之一實施例，該主機於該網路供電控制器重新啟動後，確認該即時韌體映像檔與該韌體映像檔之版本為相同。

根據本揭示肉容之另一實施例，該主機即為一網路交換機系統伺服器。

根據本揭示內容之又一實施例，該韌體映像檔內含一指令集以提供至少一供電服務，該供電服務包括取得至少一受電裝置的複數筆電源狀態，該受電裝置透過至少一網路連接埠連接至該供電服務控制器，該供電服務亦包括 計算提供至該受電裝置的一輸出電力總和，以及在該輸出電力總和超過一預設門檻的情況下，根據該受電裝置的該些電源狀態，調整提供至該受電裝置的一輸出電力。

本揭示內容之另一態樣為一種網路交換機系統的操作方法，包含下列步驟。首先，比較一網路供電控制器中一韌體映像檔之版本與一主機中之一即時韌體映像檔之版本，若該即時韌體映像檔之版本較該韌體映像檔之版本為新，則令該網路供電控制器進入一韌體更新模式。進入該韌體更新模式後，該網路供電控制器載入一啟動程式，並自該主機下載該即時韌體映像檔，並以該即時韌體映像檔覆寫該韌體映像檔。覆寫完成後，利用一錯誤偵測與更正碼確認資料完整性，若該韌體映像檔資料正確，則重新啟動該網路供電控制器。

利用本揭示內容之技術特徵的好處為自動更新韌體節省人力成本，增加了更新韌體的便利性，同時亦增加了時效，只需利用網路發布新版本的韌體，就能讓所有使用同規格主機的客戶以最快的速度取得新發布的韌體，並自動更新乙太網路供電裝置，並使終端使用者得以享受到最新的乙太網路供電服務。

100‧‧‧網路交換機系統

102‧‧‧主機

104a/104b‧‧‧受電裝置

106‧‧‧供電服務控制器

108‧‧‧網路供電控制器

162a/162b‧‧‧網路連接埠

200‧‧‧網路交換機系統之操作方法

S202~S216‧‧‧步驟

為讓本新型之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖為根據第一實施例所繪示的網路交換機系統的 示意圖；以及第2圖為根據第二實施例所繪示的網路交換機系統之操作方法的流程圖。

以下將以圖式及詳細說明清楚揭露技術內容，其目的並非用以限制本揭示內容，另外，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解所列實施例後，當可由本揭示內容所教示之技術，加以改變及修飾，並不脫離本揭示內容之精神與範圍。

關於本文中所使用之『包括』、『具有』等等，均為開放性的用語，即意指包括但不限於。

關於本文中所使用之『及/或』，係包括所述事物的任一或全部組合。

第1圖為根據第一實施例所繪示的網路交換機系統的示意圖。網路交換機系統100包含一主機102、一受電裝置104a、一受電裝置104b、一供電服務控制器106以及一網路供電控制器108。該網路供電控制器108連線至該主機102，並且與該供電服務控制器106電性連接，該供電服務控制器106以一網路傳輸線連線至該受電裝置104，該網路傳輸線可為一3類雙絞線(CAT-3 cable)、一5類雙絞線(CAT-5 cable)或一5e類雙絞線(CAT-5e cable)。

該主機102可為一伺服器、一大型電腦或一網路交換機系統伺服器。該些受電裝置104a/104b可透過一網路連 接埠接收以網路線傳輸的電力輸入，該受電裝置104可為一網路電話(IP telephone)、一網路攝影機(IP camera)、或一無線基地台(Wireless Access Point)。

該供電服務控制器106具有複數個網路連接埠162a/162b，分別以網路傳輸線連接至該些受電裝置104a/104b。該供電服務控制器106可使用多種硬體實作，包括一微控制器(Microcontroller)、一系統單晶片(System on a Chip,SoC)、一可程式閘陣列積體電路(Field Programmable Gate Array,FPGA)或一特定應用積體電(Application-Specific Integrated Circuit,ASIC)等。

該網路供電控制器108之功能包括控制該供電服務控制器106提供至少一供電服務給該些受電裝置104a/104b，以及決定該供電服務控制器106是否對網路連接埠進行162a/162b供電。該網路供電控制器108可使用多種硬體實作，包括一微控制器(Microcontroller)、一系統單晶片(System on a Chip,SoC)、一可程式閘陣列積體電路(Field Programmable Gate Array,FPGA)或一特定應用積體電路(Application-Specific Integrated Circuit,ASIC)等。

該網路供電控制器108內含一啟動程式(1oader)與一韌體映像檔，該啟動程式與該韌體映像檔均儲存於與該網路供電控制器108電性連接的一儲存元件中，例如快閃記憶體(flash memory)或唯讀記憶體(Read-Only Memory)，唯讀記憶體又包括可規化唯讀記憶體(PROM)、電可改寫唯讀記憶體(EAROM)、可擦可規化唯讀記憶體(EPROM)或是 電可擦可規化唯讀記憶體(EEPROM)。

該網路供電控制器108於通電啟動時載入該啟動程式，以進行初始化，於初始化完成並確認硬體正常後，該啟動程式載入執行該韌體映像檔。該韌體映像檔內含之一指令集，內含控制該供電服務控制器106之指令，以提供該供電服務給該些受電裝置104a/104b。

該主機102儲存一即時韌體映像檔於一儲存元件中，該儲存元件可為一Flash記憶體、硬碟、軟碟、光碟片、或USB儲存裝置等，該即時韌體映像檔為最新版本之韌體映像檔，該主機102在該即時韌體映像檔之版本較該韌體映像檔之版本新時，令該網路供電控制器108進入一韌體更新模式。

於一實施例中，該主機102於每次冷開機(cold start)時取得該網路供電控制器108所儲存該韌體映像檔之一版本號，亦即目前該主機102所安裝之該韌體映像檔之版本號，並與該即時韌體映像檔之一版本號比較何者版本號較大，也就是版本號碼可按阿拉伯數字遞加，如軔體映像檔之版本號可為XXX001，則即時軔體映像檔之版本號可為XXX003等，相較後發現後者版本號大過前者，惟不僅以此為限。該即時韌體映像檔為晶片製造商所發布之即時韌體映像檔或晶片製造商根據不同需求客製化(customized)之即時韌體映像檔，該主機102以版本號比較結果決定該即時韌體映像檔版本是否較新。舉例而言，版本號可以小數表示，主要(major)版本號和次要(minor)版本號間以小數點 區隔，確認版本新舊時先比較主要版本號，主要版本號較大者為新，若主要版本號相同，則進一步比較次要版本號，以次要版本號較大者為新。當該即時韌體映像檔較該韌體映像檔新時，則令該網路控制器108進入該韌體更新模式。於另一實施例中，該主機102則在所儲存之該即時韌體映像檔有更動時，執行比較版本號之新舊之操作。

該網路供電控制器108進入該韌體更新模式後，載入執行該啟動程式，以執行基本通訊與資料讀寫功能，並自該主機102下載該即時韌體映像檔以覆寫該韌體映像檔，亦即，將該即時韌體映像檔寫入該韌體映像檔於該網路供電控制器108之儲存元件上之儲存位置區劃，以取代該韌體映像檔，使該網路供電控制器108得以載入該即時韌體映像檔，完成覆寫後並重新啟動該網路供電控制器108。

於一實施例中，該主機102與該網路供電控制器108以通用非同步收發傳輸器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,UART)介面連接，UART介面使用串列傳輸(serial transmission)之通訊協議，使用串列傳輸不須高度軟體支援，故該啟動程式所具備之基本通訊與資料讀寫功能可使用串列傳輸傳送資料。

於另一實施例中，該即時韌體映像檔中更包含一錯誤偵測與更正碼(Error detection and correction code)，該網路供電控制器108下載該即時韌體映像檔覆寫並該韌體映像檔後，該韌體映像檔中亦複製了該錯誤偵測與更正碼， 該網路供電控制器108並利用該錯誤偵測與更正碼確認資料完整性，若資料正確則重新啟動該網路供電控制器108，該錯誤偵測與更正碼可為同位檢查(Parity Check)、循環冗餘檢查(Cyclic Redundancy Check)或檢查總和(Checksum)等。

於又一實施例中，該網路供電控制器108重新啟動後，再次確認該主機102之該即時韌體映像檔之版本與該韌體映像檔之版本為相同，若不同則該韌體映像檔之資料可能有誤，令該供電服務控制器106停止提供該供電服務，以免損害該些受電裝置104a/104b。

該網路供電控制器108於重新啟動後，該韌體映像檔已為最新之版本，其內含該指令集亦被更新以提供完整的供電服務，該供電服務包括電流量測、電壓量測、功率量測、溫度量測以及取得電源狀態(power status)等功能。

於一實施例中，該供電服務取得之該些電源狀態包括該些受電裝置104a/104b是否具有本地電源，透過該網路連接埠162a/162b所接收來自該受電裝置104a/104b的鏈路層發現協議(link layer discovery protocol,LLDP)封包，根據鏈路層發現協議封包，分別取得該些受電裝置104a/104b的該些電源狀態，該些電源狀態包括該些受電裝置104a/104b是否具本地電源，若具備本地電源供電能力，則該網路供電控制器108停止對其供電，可節省該網路供電控制器108之輸出功率。

在另一實施例中，該供電服務為計算提供至該些受 電裝置104a/104b的一輸出電力總和，該網路供電控制器108控制該供電服務控制器106，在每一段預設時間(例如是2秒)後，計算該網路連接埠162/162b提供至該受電裝置104a/104b的該輸出電力總和，並將該輸出電力總和傳送回該主機102，以供能源分析之使用。

在又一實施例中，該供電服務為計算提供至該些受電裝置104a/104b的一輸出電力總和，在該輸出電力總和超過一預設門檻時，根據該些受電裝置104a/104b的該些電源狀態，分別調整提供至該些受電裝置104a/104b的複數筆輸出電力。該預設門檻可根據該供電服務控制器106之輸出功率上限制定，以避免過載使該供電服務控制器106損壞，或者是根據使用者之能源使用計畫制定。

舉例來說，若該網路連接埠162a提供30W的輸出電力至該受電裝置104a，且該網路連接埠162b提供30W的輸出電力至該受電裝置104b，且該預設門檻為50W，若該受電裝置104a之該電源狀態顯示其具備本地電源，則該網路供電控制器108可令該供電服務控制器106停止對該網路連接埠162a供電，以免該輸出電力總和超過該預設門檻。

應注意到，上述該些網路連接埠162a/162b以及該些受電裝置104a/104b的數量僅為例示，本揭示內容不以此為限。凡足以令網路交換機系統100實現下述技術內容的設置皆可運用於本發明。

以下將搭配第2圖中的網路交換機系統之操作方 法，提供本案更具體之細節。應注意到，下述的網路交換機系統之操作方法可應用於相同或相似於第1圖中所示結構之網路交換機系統。而為使敘述簡單，以下將根據本案一實施例，以第1圖中的網路交換機系統100為例進行對網路交換機系統之操作方法敘述，然本發明不以此應用為限。

另外，應瞭解到，在本實施方式中所提及的供電方法的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行。

再者，在不同實施例中，此些步驟亦可適應地增加、置換、及/或省略。

第2圖為根據第二實施例所繪示的網路交換機系統之操作方法的流程圖。網路交換機系統之操作方法200包括以下步驟。

步驟S202為該主機102比較該網路供電控制器108中一韌體映像檔之版本與該主機102中之一即時韌體映像檔之版本。於一實施例中，該主機102利用該韌體映像檔與該即時韌體映像檔之版本號以比較版本差異。

當該即時韌體映像檔之版本較該韌體映像檔之版本為新，則令該網路供電控制器108進入一韌體更新模式(步驟S204)，若否則該主機102結束韌體更新流程(步驟S214)。於一實施例中，該主機102透過一通用非同步收發傳輸器介面連接該網路供電控制器108，以該通用非同步收發傳輸器介面傳輸一信號，令該網路供電控制器108進入 該韌體更新模式。

步驟S206中，該網路供電控制器108進入該韌體更新模式後，載入一啟動程式，並自該主機102下載該即時韌體映像檔，將韌體映像檔覆寫為該即時韌體映像檔。其細節如第一實施例所述，於此不再贅述。

步驟S208於覆寫完成後執行，以該即時韌體映像檔所包含之一錯誤偵測與更正碼(Error detection and Correction Code)確認韌體映像檔之檔案於傳輸或覆寫過程中並無資料惡化(Data Corruption)的情況，若發現覆寫後之該韌體映像檔之資料有誤且無法修正，令該網路供電控制器108控制該供電服務控制器106停止提供供電服務。其細節如第一實施例所述，於此不再贅述。

步驟S210為重新啟動該網路供電控制器108，並由該啟動程式載入更新後之該韌體映像檔。該啟動程式於完成初始化步驟後，載入更新後之該韌體映像檔，以使該網路供電控制器108可控制該供電服務控制器106，以提供該供電服務予該些受電裝置104a/104b。

於步驟S212中，再次確認該主機102之即時韌體映像檔與該韌體映像檔版本為相同，若相同則表示該韌體映像檔已成功更新，結束韌體更新流程(步驟S214)，該韌體映像檔內含之該指令集亦為最新，可提供新的供電服務，若不同則表示韌體更新可能失敗，令該供電服務控制器106停止供電服務(步驟S216)，以免該些受電裝置104a/104b受損。

更新後的該韌體映像檔內含之該些供電服務，已在第一實施例的描述中說明。該供電服務控制器106可量測受電裝置之電流、電壓、溫度等狀態，故除了本揭示內容中所描述之該供電服務外，該網路供電控制器108亦可對連接至該供電服務控制器106之受電裝置的其他狀態進行管理，例如在受電裝置的操作溫度高於某一預設值時進行斷電，或是在受電裝置之電壓不穩時發出警示，以提示維修人員進行維修等。

雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧網路交換機系統

102‧‧‧主機

104a/104b‧‧‧受電裝置

106‧‧‧供電服務控制器

162a/162b‧‧‧網路連接埠

108‧‧‧網路供電控制器

Claims (8)

1. 一種網路交換機系統，其中該網路交換機系統可透過一乙太網路提供電力至至少一受電裝置，包含：一網路供電控制器，儲存一啟動程式與一韌體映像檔；以及一主機，連線至該網路供電控制器，儲存一即時韌體映像檔；其中該主機比較該網路供電控制器中該韌體映像檔之版本與該主機中之該即時韌體映像檔之版本，在該即時韌體映像檔之版本較該韌體映像檔之版本新時，令該網路供電控制器進入一韌體更新模式。
2. 如請求項1所述之網路交換機系統，其中該網路供電控制器在進入該韌體更新模式後執行該啟動程式，並自該主機下載該即時韌體映像檔，以覆寫該韌體映像檔，在覆寫完成後，重新啟動該網路供電控制器。
3. 如請求項1所述之網路交換機系統，其中該主機為一網路交換機系統伺服器。
4. 如請求項1所述之網路交換機系統，其中該韌體映像檔內含一指令集以提供至少一供電服務，該供電服務包括取得該至少一受電裝置的複數筆電源狀態和計算提供至該些受電裝置的一輸出電力總和。
5. 如請求項4所述之網路交換機系統，其中該些供電服務包括在該輸出電力總和超過一預設門檻的情況下，根據該受電裝置的該些電源狀態，調整提供至該受電裝置的一輸出電力。
6. 一種網路交換機系統之操作方法，其中該網路交換機系統可透過一乙太網路提供電力至一受電裝置，該操作方法包含：(a)比較一網路供電控制器中一韌體映像檔之版本與一主機中之一即時韌體映像檔之版本；(b)若該即時韌體映像檔之版本較該韌體映像檔之版本為新，則令該網路供電控制器進入一韌體更新模式；(c)進入該韌體更新模式後，該網路供電控制器載入一啟動程式，並自該主機下載該即時韌體映像檔，將該韌體映像檔覆寫為該即時韌體映像檔；以及(d)覆寫完成後，重新啟動該網路供電控制器。
7. 如請求項6所述之網路交換機系統之操作方法，其中該韌體映像檔內含一指令集以提供至少一供電服務，該供電服務包括取得該至少一受電裝置的複數筆電源狀態以及計算提供至該些受電裝置的一輸出電力總和。
8. 如請求項7所述之網路交換機系統之操作方法，其 中該供電服務包括在該輸出電力總和超過一預設門檻的情況下，根據該受電裝置的該些電源狀態，調整提供至該受電裝置的一輸出電力。