卸载MAC/链路层功能制造技术

本公开涉及卸载MAC/链路层功能。公开了一种无线设备，包括：处理器电路；以及硬件电路，其被配置为在具有经调度的信道接入的介质接入控制/链路层(MAC/LL)的活跃稳定状态期间在没有处理器电路干预的情况下实现MAC/LL功能，其中，稳定状态是针对面向连接的通信中的受管理连接、或无连接通信中的连续广播或扫描操作的无控制分组传输的状态。

【技术实现步骤摘要】
卸载MAC/链路层功能
本公开涉及卸载MAC/链路层功能。
技术介绍
无线传感器/执行器网络(WirelessSensor/ActratorNetwork，WSAN)是一组传感器，用于收集有关其环境的信息并且与和环境进行交互的执行器进行无线通信。在许多情况下，WSAN设备是功率受限的，这对这类设备中的无线通信子系统施加了限制。针对介质接入控制/链路层(MAC/LL)(即，协议栈的第2层)的实现，在设计灵活性和低功率消耗要求之间存在普遍的不兼容性。具有经调度的信道接入的无线连接协议在可穿戴设备和物联网(loT)中的WSAN中非常普遍。在WSAN中，从(slave)节点(传感器或执行器)具有低无线活动占空比(dutycycle)；作为示例，在一些情况下，快连接呈现大约2％的占空比，而慢连接呈现大约0.02％的占空比。因此，无线空闲时间功率优化是重要的关键性能指标(KPI)因素。这种优化是MAC/LL设计中固有的，因为处理无线连接中的空中接口协议的实时机制与MAC/LL有关。协议栈的高层与空中接口时序解耦合，并且耦合到主机应用执行时间。因此，MAC/LL设计是用于优化无线空闲时间功率消耗的主要关注点。为了减少WSAN设备的上市时间(Time-To-Market，TTM)，传统系统使用可编程中央处理单元(CPU)(例如，通用处理器(GPP)、微控制器单元(MCU)等)，并且将大部分MAC/LL协议实现为依赖于实时控制环境(例如，实时操作系统(RTOS))的软件。在这样的系统中，空闲时间功率消耗主要由CPU动态功率消耗(CPU在空中接口空闲时进行处理)以及在CPU空闲时来自持久子系统(例如，保留存储器)的泄漏功率来决定。虽然这些传统系统在无线活动时间段期间的主要功率消耗来自物理层(PHY)，但是在无线空闲时间段期间PHY是关闭的，并且主要功率消耗是由MAC/LL产生的，即，来自CPU执行以及由于需要在存储器中维持的程序/数据而产生的功率泄漏。针对具有低无线活动占空比的协议，无线空闲时间段功率消耗显著增加了总功率预算。
技术实现思路
本公开的实施例提供了一种无线设备，包括：处理器电路；以及硬件电路，其被配置为在具有经调度的信道接入的介质接入控制/链路层(MAC/LL)的活跃稳定状态期间在没有处理器电路干预的情况下实现MAC/LL功能，其中，所述稳定状态是针对面向连接的通信中的受管理连接或无连接通信中的连续广播或扫描操作的无控制分组传输的状态。本公开的实施例还提供了一种无线通信的方法，包括：在具有经调度的信道接入的介质接入控制/链路层(MAC/LL)的活跃稳定状态期间由硬件电路在没有处理器电路干预的情况下实现MAC/LL功能，其中，所述稳定状态是针对面向连接的通信中的受管理连接或无连接通信中的连续广播或扫描操作的无控制分组传输的状态。本公开的实施例还提供了一种无线设备，包括：处理器电路；以及硬件装置，其用于在具有经调度的信道接入的介质接入控制/链路层(MAC/LL)的活跃稳定状态期间在没有处理器电路干预的情况下实现MAC/LL功能，其中，所述稳定状态是针对面向连接的通信中的受管理连接或无连接通信中的连续广播或扫描操作的无控制分组传输的状态。附图说明图1示出了根据本公开的各方面的介质接入控制/链路层(MAC/LL)架构的示意图。图2示出了根据本公开的各方面的MAC/LL架构的功能静态视图。图3-1A、图3-1B和图3-1C示出了传统MAC/LL架构的功能动态视图。图3-2A、图3-2B和图3-2C示出了根据本公开的各方面的MAC/LL架构的稳定状态的概括动态视图。图3-3A、图3-3B和图3-3C示出了根据本公开的各方面的MAC/LL架构的稳定状态的扩展动态视图。图4示出了根据本公开的各方面的针对多处理器片上系统(SoC)中的MAC/LL架构的蓝牙低能量(BLE)的示例实现方式的示意图。图5示出了根据本公开的各方面的针对单处理器片上系统(SoC)中的MAC/LL架构的蓝牙低能量(BLE)的示例实现方式的示意图。图6示出了根据本公开的各方面的最大卸载BLE控制器(MO-BLE控制器)的概述的示意图。图7示出了基带资源管理器(BB-RM)时序方案的时间线。图8是通用链路事件排序(LES)电路和调度数据结构(SDS)的示意图。图9是LES引擎的示意图。图10A-C示出了调度数据结构(SDS)调度的三种不同的相应模式。图11示出了链路事件执行序列控制器的控制序列的流程图。图12示出了LES引擎功率节省和唤醒的时序图。图13是HCI处理程序(handler)卸载的示意图。图14示出了链路控制器硬件电路的示意图。图15示出了链路控制器LE事件动作排序的时序图。图16示出了链路控制状态机(LCSM)序列的流程图。具体实施方式本公开涉及低功率介质接入控制链路层(MAC/LL)，其最小化中央处理单元(CPU)干预和软件存储器占用(footprint)，从而最大化连续的、不间断的CPU睡眠周期。根据本公开的各方面的MAC/LL协议的架构依赖于从CPU卸载到硬件电路的通用MAC/LL功能。出于描述的目的，本公开中的架构关注于蓝牙低能量(LE)协议。然而，本公开在这方面不受限制。本公开的概念可以替代地应用于具有经调度的信道接入的其他无线连接协议，例如，蓝牙(BT)、ANT、长距离(LoRa)等。I.架构概述优化的重要情景(如其可以延长电池寿命)是通信传送的稳定状态期间的功率消耗(因为该状态可能会持续很长时间，多达几天)。通信传送的“稳定状态”是非标准术语。针对面向连接的通信，当所有连接具有稳定调度和配置并且传送的主要用途是用于交换上层用户流量有效载荷时为“稳定状态”；在根据(MAC/LL之上的)上层的请求或根据对等设备的MAC/LL的请求使得必须重新配置现有连接、需要建立新连接、或者连接断开时，稳定状态被破坏。针对无连接通信，当存在连续广播/扫描操作，其中MAC/LL向(与MAC/LL相比更高的)上层报告所发现的设备或扫描到的分组数据单元(PDU)时为“稳定状态”；在上层请求结束稳定状态、或接收到特定PDU(例如用于连接请求等)时，稳定状态被破坏。本公开的架构基于至少以下五个原则：第一，硬件电路实现协议实时机制，这些机制对于在有限的可重配置范围内具有经调度的信道接入的大多数无线连接协议是通用的。这些电路卸载CPU以减少CPU的活动时间以及软件存储器占用。第二，软件(CPU)提前执行策略以创建针对硬件电路的存储的微控制，硬件电路即时执行微控制。一旦被创建，存储的微控制器可以被执行多次，例如，在CPU不活跃的长时间段期间。第三，一些(一个或多个)硬件电路始终在线(Always-On)(AON域)，而其他(一个或多个)电路是功率受管理(PM域)的。AON域负责对PM域中的(一个或多个)模块的(一个或多个)功率状态进行排序；CPU可以在该功率排序期间保持睡眠。第四，在所有硬件电路被实现时，MAC/LL协议的稳定状态操作可以在没有CPU干预的情况下被执行。结果是可以实现最小功率消耗，就好像整个MAC/LL协议在硬件中被实现一样，并且不损失灵活性。第五，针对在MAC/LL协议的各部分未被实现时(即，在无线设备仅是观察者或仅是广播者时等)的特定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线设备，包括：处理器电路；以及硬件电路，其被配置为在具有经调度的信道接入的介质接入控制/链路层(MAC/LL)的活跃稳定状态期间在没有处理器电路干预的情况下实现MAC/LL功能，其中，所述稳定状态是针对面向连接的通信中的受管理连接或无连接通信中的连续广播或扫描操作的无控制分组传输的状态。

【技术特征摘要】
2017.06.20 US 15/627,9751.一种无线设备，包括：处理器电路；以及硬件电路，其被配置为在具有经调度的信道接入的介质接入控制/链路层(MAC/LL)的活跃稳定状态期间在没有处理器电路干预的情况下实现MAC/LL功能，其中，所述稳定状态是针对面向连接的通信中的受管理连接或无连接通信中的连续广播或扫描操作的无控制分组传输的状态。2.根据权利要求1所述的无线设备，其中，所述处理器电路被配置为在进入所述稳定状态之前存储由所述硬件电路用于实现所述MAC/LL功能的可执行微控制。3.根据权利要求1所述的无线设备，其中，所述硬件电路被配置为在所述MAC/LL的空闲稳定状态期间在没有处理器电路干预的情况下实现所述MAC/LL功能。4.根据权利要求1所述的无线设备，其中，所述硬件电路包括至少一个功率受管理(PM)硬件电路，所述PM硬件电路在所述MAC/LL的活跃状态期间可操作并且在所述MAC/LL的空闲状态期间不可操作。5.根据权利要求1所述的无线设备，其中，所述硬件电路包括至少一个始终在线(AON)硬件电路。6.根据权利要求5所述的无线设备，其中，所述AON硬件电路被配置为管理功率受管理(PM)硬件电路的功率状态，所述PM硬件电路在所述MAC/LL的活跃状态期间可操作并且在所述MAC/LL的空闲状态期间不可操作。7.根据权利要求1所述的无线设备，其中，所述无线设备是面向连接的通信设备，并且所述稳定状态是与第二无线设备的连接调度或连接配置不改变的状态。8.根据权利要求7所述的无线设备，其中，在根据与所述MAC/LL相比更高的层的请求或根据第二无线设备的MAC/LL的请求，使得与第二无线设备的现有连接要被断开、与第二无线设备的新连接要被建立、或现有连接要被重新配置时，所述稳定状态被终止。9.根据权利要求1所述的无线设备，其中，所述无线设备是面向无连接的无线设备，并且所述稳定状态是在其期间进行如下操作的状态：所述无线设备执行连续广播或扫描操作并且所述MAC/LL向与所述MAC/LL相比更高的层报告所发现的任何第二无线设备。10.根据权利要求9所述的无线设备，其中，在所述更高的层请求所述稳定状态终止时、或在从第二无线设备接收到使得所述连续广播或扫描操作终止的分组数据单元(PDU)时，所述稳定状态被终止。11.根据权利要求9所述的无线设备，其中，所述PDU涉及连接请求。12.根据权利要求1所述的无线设备，其中，所述无线设备是无线传感器/执行器网络(WSAN)设备。13.根据权利要求1所述的无线设备，其中，所述无线设备是蓝牙(BT)、BT低能量(LE)、ANT、或长距离(LoRa)设备。14.根据权利要求1所述的无线设备，还包括：传送定序器，其耦合在所述处理器电路和收发器之间，并且其被配置为经由所述收发器与第二无线设备交换分组数据单元(PDU)。15.根据权利要求14所述的无线设备，其中：所述传送定序器包括被配置为实现所述MAC/LL功能的数据路径，并且所述MAC/LL功能包括分组化用于发送的PDU、解分组化接收到的PDU、或执行比特流处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·阿尔迪蒂·伊利斯基，乔尔赫·埃莫西约，乔尔赫·卡尔巴利多·加米奥，阿图罗·维罗斯，文卡塔斯·拉仁德兰，乔尔赫·罗梅罗·亚拉贡，卡洛斯·A·弗洛里斯·法哈多，罗德里戈·巴雷拉·雷奥斯，伯纳德·戴德曼，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US