使用活跃/空闲切换的高能效以太网制造技术

一般而言，本公开描述了一种高能效以太网通信方法。在这里描述的至少一个实施例中，以太网控制器可以配置为在活跃功率状态运行从而以最大可达链路速度发送或接收数据分组。该最大可达链路速度可以通过以太网控制器与耦合到以太网控制器的链路伙伴之间的协商来决定。一旦发送或接收了数据分组，以太网控制器可以配置为在空闲功率状态运行以减少能耗。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及以太网通信，并且，更具体而言，涉及使用活跃/空闲切换的高能效以太网。
技术介绍
当前的以太网解决方案要么是保持在给定速度下运行，例如1000BASE-T，而不考虑带宽利用，因此消耗了超过所需的功率，要么是它们要求软件驱动程序放弃链路并自动 协商一个新的更低的速度以节约功率，然而在该过程中链接丢失几秒钟，使得这一选择对于许多应用而言是不合适的。IEEE 802. 3工作组最近已经成立了正式命名为802. 3az的高能效以太网(EEE)任务组，以通过解决当前解决方案的上述问题来定义用于减少以太网的平均功耗的解决方案。目前为止，针对EEE的IEEE任务组已有两个提案，两者都推荐速率变换来跟踪带宽利用需求。EEE任务组所提议的速率变换是其中以太网通信速度可以根据带宽需求而上移或者下移的一种技术。例如，在低需求时段期间，速度可以从快通信速度下移到较慢通信速度(例如，1000BASE-T到100BASE-TX)。随着需求的增加，速度可以上移。附图简述随着下面详细描述的进行且基于参考附图，要求保护的主题的实施例的特征和优点将会变得显而易见，附图中相似的数字表示相同的部分，且其中图I描绘与本公开的一个示例性实施例一致的功率-时间图；图2阐明与本公开一致的系统实施例；图3描绘与本公开一致的示例性数据发送操作的流程图；图4描绘与本公开一致的示例性数据接收操作的流程图；图5A描绘根据速率变换以太网通信技术的功率分布图；以及图5B描绘与本公开一致的功率分布图。虽然以下详细描述将参照说明性实施例而继续，其许多选择、更改、或者改变对于本领域技术人员而言将是显而易见的。因此，意图是要求保护的主题被广义的看待，且仅如所附权利要求中阐述的那样来定义。详细描述一般而言，本公开描述了一种高能效以太网通信方法。在这里描述的至少一个实施例中，以太网控制器可以配置为在活跃功率状态运行以在最大可达链路速度上发送或接收数据分组(当可用时)。该最大可达链路速度(例如，1000BASE-T (GbE)、10GBASE-T等)可以通过以太网控制器和耦合到以太网控制器的链路伙伴之间的协商来决定。一旦发送或接收了数据分组，以太网控制器可以配置为在空闲功率状态运行以减少能耗。此处使用的“空闲功率状态”可以定义为足以与链路伙伴维持打开的链路但不足以发送或接收数据的功率状态。换言之，此处使用的“空闲功率状态”是当在以太网控制器和链路伙伴之间维持以太网通信链路时低于发送至少一个数据分组的功耗状态的临界功耗状态。此处使用的“活跃功率状态”可以包括定义为在最大可达链路速度上发送数据的功率状态的“活跃数据发送功率状态”、和定义为在最大可达链路速度上接收数据的功率状态的“活跃数据接收功率状态”。图I描绘与本公开的一个示例性实施例一致的功率-时间附图说明图100。在这一实施例中，数据分组102a、102b、102c可以在最大活跃功率状态104 (例如，最大可达链路速度)以突发(burst)方式发送或接收。当数据分组可用于发送或接收时，以太网控制器(该图中未示出)可以在空闲状态108和活跃状态104之间切换功率。在本示例中，活跃功率状态104是与最大可达数据发送或接收速度相关联的功率状态。空闲功率状态108是足以与链路伙伴维持打开的链路但不足以发送或接收数据的功率状态。在该示例中，空闲功率状态108代表比关闭状态106稍大但比活跃功率状态104低很多的功耗。 在从空闲功率状态108到活跃功率状态104的转换期间，可能存在第一延迟时段110。同样的，在从活跃功率状态104到空闲功率状态108的转换期间，可能存在第二延迟时段112。分组突发之间(例如，在突发102a和102b之间)的空闲区间114可以基于带宽考虑和/或数据缓冲器中可用的数据量。图2阐明和本公开一致的系统实施例200。系统200包括主机系统202和以太网控制器220。主机系统202可以包括主处理器204、芯片组电路206和系统存储器208。主处理器204可以包括一个或多个处理器核且可以配置为运行系统软件210。系统软件210可以包括例如操作系统代码212 (例如，OS核心代码)和局域网(LAN)驱动程序代码214。LAN驱动程序代码214可以配置为至少部分地控制以太网控制器220操作的运行，这将在以下更详细地描述。系统存储器208可以包括配置为存储以太网控制器220将要发送或者接收的一个或多个数据分组的I/O存储缓冲器216。芯片组电路206通常可以包括“北桥”电路(未示出)来控制处理器204、以太网控制器220和系统存储器208之间的通信。此外，芯片组电路206可以包括“南桥”电路(未示出)来控制主机系统202和以太网控制器220之间的I/O通信。“南桥”电路可以包括遵守或者兼容于PCI-Express通信协议的I/O总线电路来提供芯片组电路206和以太网控制器220之间的通信。以太网控制器220可以在逻辑上和/或物理上划分为发送通道221A和接收通道221B。以太网控制器通常可以包括以太网媒体接入控制(MAC)电路222和物理接口(PHY)电路224。MAC电路222可以包括发送MAC电路222A，其配置为将要发送的数据组装为包括目的和源地址以及网络控制信息和差错检测散列值的帧或分组。MAC电路222还可以包括接收MAC电路222B，其配置为从接收到的帧中取出数据并将该数据放入系统存储器208。PHY电路224可以包括配置为将数据分组编码的编码电路240A和配置为将数据分组解码的解码电路240B。编码电路240A和解码电路240B可以共同实施为一个处理器(例如，数字信号处理器)，其配置为执行模数和数模转换、数据的编码和解码、模拟寄生消除(例如，串音消除)、以及接收到的数据的恢复。PHY电路224也可包括配置为发送一个或多个数据分组的发送(Tx)电路226和配置为接收一个或多个数据分组的接收(Rx)电路228。Rx电路228可以包括配置为协调数据接收的时序的锁相环电路(PLL，未示出)。PHY电路224可以耦合到以太网通信链路230。以太网通信链路230可以包括例如媒体相关接口，媒体相关接口可以包括例如6类(Cat6)以太网光缆。发送MAC电路222A可以包括可控时钟输入242和可控功率输入244。时钟输入242通常可包括控制MAC电路222A的时钟的时钟信号。功率输入244通常可以包括向MAC电路222A的一个或多个部件供电的供电信号。类似地，接收MAC电路222B可以包括可控时钟输入246和可控功率输入248。时钟输入246通常可包括控制MAC电路222B的时钟的时钟信号。功率输入248通常可以包括向MAC电路222B的一个或多个组件供电的供电信号。编码电路240A可以包括可控时钟输入254和可控功率输入256，且解码电路240B可以包括可控时钟输入258和可控功率输入260。发送电路226可以包括可控时钟输入262和可控功率输入264。在一个实施例中，发送通道22IA和接收通道22IB的时钟可以被独立地控制。并且，在一个实施例中，发送通道221A和接收通道221B的功率可以被独立地控制。以太网控制器220可以配置为经由通信链路230与链路伙伴232交换命令和数据。这里使用的“链路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以太网控制器，包括：至少一个媒体接入控制器（MAC）；到至少一个PHY的至少一个接口；以及被安排成在操作时进行以下动作的电路：导致产生用于第一链路伙伴的通知第一低功率状态的信号；进入所述第一低功率状态，所述第一低功率状态导致在所述第一低功率状态期间发送电路消耗的功率减少；导致产生用于第一链路伙伴的通知第一低功率状态结束的信号；等待第一预定的时间周期；以及在所述第一预定的时间周期之后，导致在第一活跃功率状态下至少一个以太网数据帧传输到第一链路伙伴，所述第一活跃功率状态是比第一低功率状态高的发送电路的功耗状态。

【技术特征摘要】
2007.11.07 US 11/936,3271.一种以太网控制器，包括 至少一个媒体接入控制器(MAC)； 到至少一个PHY的至少一个接口 ；以及 被安排成在操作时进行以下动作的电路 导致产生用于第一链路伙伴的通知第一低功率状态的信号； 进入所述第一低功率状态，所述第一低功率状态导致在所述第一低功率状态期间发送电路消耗的功率减少； 导致产生用于第一链路伙伴的通知第一低功率状态结束的信号； 等待第一预定的时间周期；以及 在所述第一预定的时间周期之后，导致在第一活跃功率状态下至少一个以太网数据帧传输到第一链路伙伴，所述第一活跃功率状态是比第一低功率状态高的发送电路的功耗状态。2.如权利要求I所述的以太网控制器，其特征在于，所述电路还包括进行以下动作的电路 接收第一链路伙伴的通知第二低功率状态的信号的指示； 进入第二低功率状态，所述第二低功率状态导致在所述第二低功率状态期间接收电路消耗的功耗减少； 接收第一链路伙伴的通知第二低功率状态结束的信号的指示； 进入第二活跃功率状态，所述第二活跃功率状态是比第二低功率状态高的接收电路的功耗状态，并且在第二预定时间周期之后，从第一链路伙伴接收至少一个以太网数据帧。3.如权利要求I所述的以太网控制器，其特征在于，所述发送电路包括以下中的至少一个10GBASE-T PHY 和 1000BASE-T PHY。4.如权利要求I所述的以太网控制器，其特征在于，所述电路包括被安排成在操作时以以太网控制器和第一链路伙伴之间协商的数据率传送以太网数据帧的电路。5.如权利要求25所述的以太网控制器，其特征在于，被安排成在操作时减少在第一低功率状态期间发送电路消耗的功率的所述电路包括被安排成在操作时进行时钟门控的电路。6.如权利要求5所述的以太网控制器，其特征在于，被安排成在操作时时钟门控发送电路的电路是独立于时钟门控接收电路的电路而控制的。7.如权利要求I所述的以太网控制器，其特征在于，所述电路被安排成在操作时减少在第一低功率状态期间所述至少一个PHY中的至少一个消耗的功率。8.如权利要求I所述的以太网控制器，其特征在于，在第一低功率状态期间所述以太网控制器不向第一链路伙伴发送以太网数据帧，且在第二低功率状态期间所述以太网控制器不从第一链路伙伴接收以太网数据帧。9.如权利要求I所述的以太网控制器，其特征在于，所述电路被安排成在操作时减少在第一低功率状态期间编码器消耗的功率。10.如权利要求I所述的以太网控制器，其特征在于，所述电路被安排成在操作时减少在第二低功率状态期间解码器消耗的功率。11.如权利要求I所述的以太网控制器，其特征在于，还包括被安排成在操作时从驱动器接收导致以太网控制器进入第一低功率状态的信号的电路。12.—种系统,包括 被安排成在操作时进行以下动作的网络控制器 导致产生用于第一链路伙伴的通知第一低功率状态的信号； 导致产生用于第一链路伙伴的通知第一低功率状态结束的信号； 等待第一预定的时间周期； 在所述第一预定的时间周期之后，导致至少一个以太网数据帧传输到第一链路伙伴； 接收来自第一链路伙伴的通知第二低功率状态的信号的指示； 接收来自第一链路伙伴的通知第二低功率状态结束的信号的指示；以及 在第二预定的时间周期之后，接收来自第一链路伙伴的至少一个以太网数据帧； 其中所述网络控制器电路包括接收电路和发送电路。13.如权利要求12所述的系统， 其特征在于，所述网络控制器电路包括被安排成在操作时进行以下动作的电路 在第一低功率状态期间减少发送电路消耗的功率；以及 在第二低功率状态期间减少接收电路消耗的功率。14.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述网络控制器电路包括 至少一个媒体接入控制器(MAC);以及 到PHY的至少一个接口。15.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述接收电路包括以下中的至少一个IOGBASE-T PHY 和 1000BASE-T PHY。16.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述网络控制器电路包括被安排成在操作时以网络控制器和第一链路伙伴之间协商的数据率导致数据传送的电路。17.如权利要求16所述的系统,其特征在于,被安排成在操作时减少在第一低功率状态期间发送电路消耗的功率的所述电路包括被安排成在操作时进行时钟门控的电路。18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，被安排成在操作时时钟门控发送电路的电路是独...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·海耶斯，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：