用于减少功耗和总线活动的方法与装置制造方法及图纸

用于增强数据总线中的效率（例如，降低功耗和总线活动）的方法与装置。在示例性实施例中，客户机驱动的主机设备状态机在各种状态之间切换，每种状态都包括不同的轮询频率。数据总线（例如，串行总线）上的客户机设备检查轮询活动无产出时段，并且一发现这种时段就通知主机。然后，状态机改变其轮询策略；例如，切换到包括降低的轮询频率的更低状态，并且以这种降低的频率继续轮询。在一种变型例中，客户机设备持续地监视其自己，以确定它是否有任何数据要传送到主机设备，并且如果有的话就通知主机，而且状态机重新启动（例如，到其最高轮询状态）。通过消除无关的轮询，潜在地在主机和客户机上优化了功耗和串行总线活动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及数据网络与总线领域。更具体地，在一个方面，本专利技术致力于降 低串行总线网络上的功耗和/或总线活动。
技术介绍
在典型的网络(例如采用如USB等的串行化协议的网络)中，运行在主机设备上 的软件将主机控制器配置成持续地或者周期性地轮询每个客户机设备，以便确定给定的客 户机是否有数据要传输到主机。这种轮询通常是不考虑特定时间段上指定要传输到主机的 实际数据量而发生的。因此，在相当长的时间段上客户机没有数据要发送到主机的情况下， 相当多的系统资源常常被牵制以进行很大程度上没有产出的轮询过程。每次当主机通过典型的串行总线轮询客户机时，发生三件所关注的事情。首先，一 部分可用的总线带宽必须用于将轮询消息从主机传送到客户机，并将对应的响应从容户机 传送回主机(或者指定的代理服务器)。在没有数据准备好或可用于发送到主机的情况下， 以上提到的过程耗尽可用的总线带宽来发送很大程度无关的信号。其次，对于从主机发送到客户机的每个轮询请求，主机必须访问存储在其主存储 器中的至少一个描述符或者其它数据结构。这种对主机存储器的重复访问使得特别是处理 器管道带宽的使用成为必需，并由此消耗主机设备的大量功率。第三，客户机必须耗尽功率来响应轮询信号的持续进攻。当客户机没有数据要发 送到主机时，这种轮询变得完全没有必要，功率消耗在产生一连串否定的响应上。如果客户 机设备碰巧是电池供电的设备(就象许多USB设备那样)，那么这种功耗将显著地缩短客户 机的电池寿命，由此导致降低的用户满意度和其它可能的缺陷。而且，以上提到的轮询方法是主机驱动的；即，主机或者其代理服务器发出要客户 机响应的轮询消息。在某些环境下，这可能是一种缺陷，因为主机常常没有关于其正轮询的 客户机的状态、功率状况等的相关信息(或者至少分析这种信息的能力)。换句话说，会有 比现有技术中所教习的类型的单纯“ ”周期性轮询(即，本质上是死板的并且不考虑客户 机处理或设备条件而运行的轮询)更适宜的时间、状况和/或机制能用来与客户机处理通 信。在这种情况下，还可能期望使客户机处理/设备控制至少某些方面的通信，而不仅仅是 对来自主机或者主机代理服务器的激励作出反应。6现有技术的设备已经尝试以多种途径缓解前面所述的问题。例如，授予Obregon 等人且于 1995 年 7 月 11 日发布的、题为“Input buffercircuit having sleep mode and bus hold function”的美国专利第5，432，462号公开了具有睡眠模式和总线保持能力的输 入缓冲电路。缓冲电路的输入部分由低于缓冲电路的电源电压的运行电压操作，由此使静 态的功率耗散最小。包括睡眠模式电路是为了有效地将输入信号与缓冲电路的剩余部分断 开，由此使动态的功率耗散最小。包括总线保持电路是为了在当除去输入信号时保持出现 在输入缓冲电路的输出端上的逻辑状态，由此进一步降低静态的功率耗散。授予Flannery，Michael R.并于 1998 年 8 月 25 日发布的、题为 “Method and apparatus of providing power management using aself-powered universal serial bus (USB) device的美国专利第5，799，196号公开了外围总线提供可选低功率源的能力与 现有的功率管理软件结合，其中现有的功率管理软件控制计算机的主电源单元来向计算机 中保持活动的逻辑装置提供备用功率，用以监视系统环境中的预定唤醒事件。自供电的通 用串行总线设备提供活动逻辑装置所需的最小功率，而没有双级电源单元的低效或者结合 低功率和全功率单元的开销。授予 Zucker 并于 2000 年8 月 8 日发布的、题为 “Method andstructure for interrupt polling signal bandwidth allocation inuniversal serial bus(USB) system的美国专利第6，101，550号公开了包括分配单元的通用串行总线控制器，其中分 配单元配置成向轮询列表中的多个节点分配带宽，每个节点都能够存储代表相应轮询信号 的至少一个描述符。这些节点排列在具有多个叶节点、一个根节点和至少一级中间节点的 二进制树结构中，其中中间节点是叶节点的后继节点和根节点的前继节点。“睡眠”、“挂起”、“暂停”及类似的命令是数据联网领域中众所周知的。例如参见授 予Fontenot的美国专利第4，616，359号和授予Port等人的美国专利第5，243，596号，这 两个专利总体上公开了 “停止”分组或者暂停帧在抑制网络上分组传输中的使用。这些方 法总体上与数据流(例如，接收FIFO缓冲)相关联而不考虑功率管理。暂停帧是在满足条 件(例如，进入的FIFO处于高水位等)时由接收实体发出的，并在条件清除或者满足其它 此类准则时通过由接收方传送的“恢复”或者类似的帧释放。也可以使用超时设定；例如， 当达到触发条件时，停止发送分组达指定的时间段，然后再恢复。类似地，在USB的特定环境下，“挂起”命令可以用于将总线置于挂起状态，并由此 停止所有的总线流量，包括主机与客户机之间的轮询。然而，直到发生了从主机发送的对应 USB “恢复”信号，总线上的通信才能恢复。如果与USB恢复命令相关联的客户机恢复通信 等待时间是大约几十毫秒，则这将显著地妨碍总线性能，因此不是对所有意图和目的(包 括与轮询消息传送的控制相关联的那些，等等)都可行的。除了前面所述的方法，现有技术既没有教习也没有暗示用于降低与总线相关联的 轮询活动、以便特别是降低总线活动和功耗的有效技术。此外，现有技术的解决方案趋于完全聚焦到以主机为中心的方法，而不是允许客 户机驱动的方法，或者甚至不是二者的混合的方法(或者利用来自外部源的信息的方法)。因此，需要用于降低总线活动(具体而言是不必要的活动)的方法与装置，以便保 存主机和客户机两者的功率，还释放可用的总线带宽用于有用的操作。同时，这种方法与装 置理想地不应当由于例如与总线操作相关联的等待时间或者由于任何其它原因而显著妨7碍总线性能。这些方法与装置在高速串行化总线协议(例如，USB、IEEE-Std. 1394，等等) 的环境下将是特别有用的，其中在高速串行化总线协议的环境下这种等待时间与无产出的 轮询操作目前需要额外的费用。
技术实现思路
本专利技术通过提供特别是用于降低网络中功耗与总线活动的方法与装置而满足了 前述的需求。根据本专利技术的第一方面，公开了一种适于通过总线与第二设备通信的数据设备。 在一种实施例中，总线包括串行总线，而所述数据设备包括配置成轮询所述第二设备的逻 辑装置，所述轮询根据第一轮询策略发生；配置成从所述第二设备接收信号的逻辑装置，该 信号向所述数据设备指示根据第二策略轮询所述第二设备；及配置成根据所述第二策略轮 询所述第二设备的逻辑装置。在本专利技术的第二方面中，公开了一种操作数据设备的方法。在一种实施例中，该方 法包括在第一状态下，根据第一策略轮询所述数据设备的客户机；从所述客户机接收用 以改变到第二状态的信号；将所述数据设备改变到第二状态；及在所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于通过串行总线与第二设备通信的数据设备，该数据设备包括：配置成轮询所述第二设备的逻辑装置，该轮询是根据第一轮询策略发生的；配置成从所述第二设备接收信号的逻辑装置，该信号向所述数据设备指示根据第二策略轮询所述第二设备；及配置成根据所述第二策略轮询所述第二设备的逻辑装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-9-17 11/901,518一种适于通过串行总线与第二设备通信的数据设备，该数据设备包括配置成轮询所述第二设备的逻辑装置，该轮询是根据第一轮询策略发生的；配置成从所述第二设备接收信号的逻辑装置，该信号向所述数据设备指示根据第二策略轮询所述第二设备；及配置成根据所述第二策略轮询所述第二设备的逻辑装置。2.如权利要求1所述的数据设备，其中，所述第一轮询策略包括以第一间隔轮询，而所 述第二策略包括以不同于所述第一间隔的第二间隔进行轮询。3.如权利要求2所述的数据设备，其中，所述信号包括空数据分组。4.如权利要求1所述的数据设备，其中，所述串行总线包括USB兼容的串行总线。5.如权利要求2所述的数据设备，其中，所述数据设备适于一从所述第二设备接收到 挂起命令就停止轮询该第二设备。6.如权利要求5所述的数据设备，其中，所述数据设备适于一从所述第二设备接收到 唤醒命令就恢复轮询该第二设备。7.如权利要求1所述的数据设备，其中，所述数据设备适于通过带内和旁带或者带外 通道与所述第二设备通信。8.如权利要求7所述的数据设备，其中，所述数据设备适于一通过所述旁带或带外通 道从所述第二设备接收到第一命令就停止轮询该第二设备。9.一种操作数据设备的方法，包括在第一状态下，根据第一策略轮询所述数据设备的客户机； 从所述客户机接收用以改变到第二状态的信号； 将所述数据设备改变到第二状态；及 在所述第二状态下，根据第二策略轮询所述客户机。10.如权利要求9所述的方法，其中，所述信号包括空数据分组。11.如权利要求9所述的方法，其中，所述数据设备包括USB兼容的设备。12.如权利要求9所述的方法，还包括 从所述客户机接收第一命令；及基本上响应于接收到所述第一命令，将所述数据设备改变到第三状态，所述第三状态 包括停止对所述客户机的所有轮询。13.如权利要求12所述的方法，还包括 从所述客户机接收第二命令；及基本上响应于接收到所述第二命令，将所述数据设备改变到所述第一状态。14.如权利要求9所述的方法，其中，所述第一策略包括第一组轮询规则，而所述第二 状态包括至少部分地与所述第一组轮询规则不同的第二组轮询规则。15.一种操作数据设备的方法，该数据设备轮询与其进行数据通信的客户机设备，该方 法包括如下步骤在第一状态下操作所述数据设备，所述第一状态包括第一轮询策略和第一状态转换策 略中的至少一个； 识别事件；以及至少部分地基于所述识别步骤，将所述第一轮询策略或所述第一状态转换策略中的至少一个分别改变成第二轮询策略或第二状态转换策略。16.如权利要求15所述的方法，其中，所述数据通信包括通过基本上根据串行化总线 协议运行的串行数据总线的通信，而且所述识别事件的步骤包括通过所述数据总线从所述 客户机设备接收信号或命令。17.如权利要求15所述的方法，其中所述第一轮询策略包括以第一频率轮询所述客户机设备，而所述第二轮询策略包括以 第二频率轮询所述客户机设备；及所述第一状态转换策略包括状态之间以第一规定次序的转换，而所述第二轮询策略包 括状态之间以不同于所述第一规定次序的第二规定次序的转换。18.—种适于通过串行总线与主机设备通信的客户机设备，该主机设备适于轮询所述 第二设备，以确定所述客户机设备是否有数据要传输到所述主机设备，所述客户机设备包 括第一模块，适于确定所述主机设备是否应当以与所述客户机设备当前被轮询的频率不 同的频率来轮询该客户机设备；及第二模块，适于将信号传送到所述主机设备，该信号向所述主机设备指示以所述不同 的频率来轮询所述客户机设备。19.如权利要求18所述的客户机设备，其中，所述信号包括空数据分组。20.如权利要求18所述的客户机设备，其中，基于运行在所述客户机设备上的算法中 所指定的准则，所述第一模块确定所述主机设备是否应当以更低的频率轮询所述第二设 备。21.如权利要求18所述的客户机设备，其中，基于检测到所述客户机设备的无产出轮 询时段，所述第一模块确定所述主机设备是否应当以更低的频率轮询所述客户机设备。22.如权利要求18所...

【专利技术属性】
技术研发人员：A维达尔，D费古森，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]