供电设备、以太网供电方法与装置与流程

1.本发明涉及以太网供电领域，尤其涉及一种供电设备、以太网供电方法与装置。


背景技术：

2.以太网供电(power over ethernet，简称poe)指在已有以太网布线基础架构不作改动的情况下，为一些设备例如ip电话机、接入点(access point，简称ap)和网络摄像机等，传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。
3.poe系统通常主要包括供电设备(power sourcing equipment，pse)和受电设备(powered device，pd)。供电设备主要包括主控芯片(简称为主控)和pse芯片，其中，pse芯片的供电过程通常可以分为检测pd、分级、上电、正常供电和断电五部分。pse芯片首先检测pd是否有效，然后对pd进行分级以便确定功耗，分级完成后对pd上电，开始供电。正常供电时，pse芯片会不断监控pd的电流，当pd功率消耗出现过载、短路或者超过pse芯片的供电负荷时，pse芯片会断开电源，并开始下一轮的检测过程。
4.现有poe系统的供电设备中，由主控芯片通过内部整合电路(iic)总线来管理pse芯片，一个pse芯片可以为多个以太网供电端口供电，每个以太网供电端口可以连接一个pd。pse芯片具有四种模式：off(关闭)模式，此时不做任何动作；manual(手动)模式，可以由外部程序触发和控制检测、分级和上电；semi auto(半自动)模式，自动检测和分级，可以由外部程序控制上电；auto(自动)模式，自动检测、分级和上电。主控芯片则负责远程管理、pse芯片间的协调、非标准pd的上下电以及电源管理等功能。在接通电源后，pse芯片处于off模式，等待主控启动，主控启动后，将pse芯片初始化，配置为semi auto模式，这时，pse芯片在主控的管理下开始检测、分级和供电，同时主控还负责poe全局的管理功能。
5.通常供电设备的上电启动流程如图1所示：供电设备接通电源后，主控的中央处理器(cpu)首先运行基本输入输出系统(bios)的引导(boot)，初始化双倍速率同步动态随机存取存储器(ddr sdram)，以获得较大的内存使用空间；初始化完成后，bios/boot检查是否需要升级系统，若不需要升级则bios/boot通过网口、串口或本地闪存获得启动文件，从启动文件里加载操作系统，再启动主程序；然后主程序初始化各器件，并将pse芯片配置成semi auto模式。主程序启动完毕后，供电设备才可以在主控的管理下正常供电。主控的主程序提供了丰富的管理功能，用户通过登录主控，可以查看端口状态、设置poe告警、设置预留功率和强制上下电等。
6.但是现有技术中主控虽然可以灵活管理pd设备，却也导致了poe系统启动时间长、供电速度慢的问题，因为在主控完全启动之前，pd是无法获得功率的，而且在主控掉电后，若恢复供电，包括pd在内的整个网络也需要很长的时间才能恢复正常。


技术实现要素：

7.本发明实施例提供了一种供电设备、以太网供电方法与装置，以解决现有技术中以太网供电在具有主控管理功能的情况下供电速度慢的问题。
8.第一方面，本发明实施例提供一种供电设备，包括供电设备芯片，主控单元和供电端口，其特征在于，还包括预处理单元，所述预处理单元用于：
9.判断所述主控单元是否为上电启动；
10.若所述主控单元为上电启动，控制所述供电设备芯片检测所述供电端口是否连接有效的受电设备；
11.当确定所述供电端口连接有效的受电设备时，按照预设的规则控制所述供电设备芯片对所述有效的受电设备上电。
12.在一种可能的设计中，所述的供电设备中，所述主控单元用于：
13.判断所述供电设备芯片是否已对受电设备供电；
14.若所述供电设备芯片已对受电设备供电，则获取所述供电设备芯片的状态信息；
15.若所述供电设备芯片未对受电设备供电，则初始化所述供电设备芯片；
16.根据预先保存的配置规则完成系统配置。
17.在一种可能的设计中，在主控单元中设置易失性存储器，或者将以易失性存储器与主控单元相连，由主控单元检测易失性存储器，预处理单元获取相连的主控单元的检测结果，根据检测结果来判断主控单元是否为上电启动；或者由预处理单元直接与易失性存储器连接，通过检测易失性存储器中的数据是否消失来判断主控单元是否为上电启动。在另一种可能的设计中，由主控单元根据时钟信号、复位信号、相关状态参数等，使用预设逻辑算法计算得到逻辑结果，预处理单元获取相连接的主控单元计算得到的逻辑结果，然后根据逻辑结果判断主控单元是否为上电启动；或者预处理单元获取相连接的主控单元的时钟信号、复位信号和相关状态参数等，使用预设逻辑算法计算得到逻辑结果来判断主控单元是否为上电启动。后一种上电启动的判断方法不增加新硬件，能够节省硬件消耗。
18.在一种可能的设计中，所述预处理单元在按照预设的规则控制供电设备芯片对所述有效的受电设备上电时，具体用于：获取电源对受电设备的输出总功率；获取各个受电设备的协商功率；根据所述输出总功率和所述各个受电设备的协商功率确定待上电的受电设备；控制供电设备芯片对所述待上电的受电设备上电。其中，所述根据所述输出总功率和所述协商功率确定待上电的受电设备、控制供电设备芯片对所述待上电的受电设备上电，在一种可能的设计中，包括：判断所有受电设备的协商功率之和是否大于所述输出总功率；若所有受电设备的协商功率之和大于所述输出总功率，按照预设的顺序，判断第n个pd的协商功率是否小于所述输出总功率与所有已上电pd的协商功率的差值；若第n个pd的协商功率小于所述差值，则控制pse芯片对第n个pd上电，并令n＝n 1；判断n是否小于或等于m；若n小于或等于m，返回判断第n个pd的协商功率是否小于所述输出总功率与所有已上电pd的协商功率的差值的步骤；若n大于m，结束上电过程；若第n个pd的协商功率大于或者等于所述差值，则结束上电过程；若所有受电设备的协商功率之和小于或等于所述输出总功率，按照预设的顺序，控制pse芯片对pd上电。其中n为自然数，m为被预处理单元获取到协商功率的pd的总个数。判断n是否小于m，若n大于m，则结束上电过程，可以防止上电过程中出现热插拔pd导致的上电过程无限循环。也可以不加入判断n是否小于m的步骤，而指定n的取值为1至m
‑
1，来防止上电过程的无限循环。
19.预处理单元的运行与主控单元的运行独立，且判断主控单元为上电启动后开始运行，因此供电设备不必等待主控单元的主程序启动完成才能对pd供电，从而实现供电设备
对pd的快速上电。主控单元在完成主程序启动后，由于基本上电过程已由预处理单元完成，因此主控单元不执行常规情况下将pse芯片设置为半自动模式进行pd上电的过程，而是读取pse芯片的配置信息，通过所述配置信息判断pse芯片是否已对pd供电。若pse芯片已对pd供电，则主控单元获取所述pse芯片的状态信息，作为后续对pse芯片进行控制时的起始状态；若pse芯片未对pd供电，则主控单元初始化所述pse芯片；然后根据预先保存的配置规则完成整个系统配置。预处理单元在完成pd上电后不再工作，由主控单元接替预处理单元来控制pse芯片。通过主控单元可以为poe系统配置丰富的管理功能，有利于poe系统供电的灵活控制。
20.在一种可能的设计中，所述的供电设备中，所述预处理单元和主控单元运行于主控芯片中，所述预处理单元在主控单元加载或者跳转到主程序之前运行；在另一种可能的设计中，所述主控单元运行于主控芯片中，所述预处理单元运行于独立于所述主控芯片之外的微控制器中，所述微控制器与所述电源和所述供电设备芯片连接。预处理单元与主控单元集成于主控芯片中有利于减少硬件设备，但主控芯片cpu的压力会变大；预处理单元和主控单元分别独立运行于mcu和主控芯片，硬件设备会增加，但主控芯片cpu的压力会降低。
21.第二方面，本发明实施例提供一种以太网供电方法，包括：
22.预处理单元判断主控单元是否为上电启动；
23.若所述主控单元为上电启动，控制供电设备芯片检测供电端口是否连接有效的受电设备；
24.当确定所述供电端口连接有效的受电设备时，按照预设的规则控制供电设备芯片对所述有效的受电设备上电。
25.在一种可能的设计中，所述的以太网供电方法，还包括：
26.主控单元判断所述供电设备芯片是否已对受电设备供电；
27.若所述供电设备芯片已对受电设备供电，则获取所述供电设备芯片的状态信息；
28.若所述供电设备芯片未对受电设备供电，则初始化所述供电设备芯片；
29.根据预先保存的配置规则完成系统配置。
30.其中，在一种可能的设计中，所述预处理单元按照预设的规则对所述有效的受电设备上电，包括：获取所述电源对受电设备的输出总功率；获取各个受电设备的协商功率；根据所述输出总功率和所述各个受电设备的协商功率确定待上电的受电设备；控制供电设备芯片对所述待上电的受电设备上电。具体地，所述预处理单元按照预设的规则对受电设备上电，在一种可能的设计中，包括：获取电源对受电设备的输出总功率；获取所有有效pd的协商功率，所述协商功率根据pd的功率等级确定；计算所有pd的协商功率之和；判断所述协商功率之和是否小于或等于电源的输出总功率；如果所述协商功率之和小于或等于所述输出总功率，按照随机的顺序或者预设的顺序依次控制pse芯片对pd上电；如果所述协商功率之和大于所述输出总功率，则预处理单元按照预设的顺序，判断第n个pd的协商功率是否小于剩余功率，所述剩余功率＝电源的输出总功率
‑
所有已上电pd的协商功率；若第n个pd的协商功率小于剩余功率，则控制pse芯片对第n个pd上电，令n＝n 1，并返回判断第n个pd的协商功率是否小于剩余功率的步骤。其中为n自然数，n＝1,2,
……
m
‑
1，m为被预处理单元获取到协商功率的pd的总个数。
31.第三方面，本发明实施例提供一种以太网供电装置，所述以太网供电装置用于执
行本发明第二方面的以太网供电方法，所述以太网供电装置包括主控模块和预处理模块；其中，所述预处理模块包括：
32.上电启动判断子模块，用于判断主控芯片是否为上电启动；
33.pse控制子模块，用于若所述主控芯片为上电启动，控制供电设备芯片检测供电端口是否连接有效的受电设备；
34.上电控制子模块，用于当确定所述供电端口连接有效的受电设备时，按照预设的规则控制供电设备芯片对所述有效的受电设备上电。
35.在一种可能的设计中，所述的以太网供电装置中，所述主控模块包括：
36.供电判断子模块，用于判断所述供电设备芯片是否已对受电设备供电；
37.pse状态信息读取子模块，用于若所述供电设备芯片芯片已对受电设备供电，则获取所述供电设备芯片的状态信息；
38.pse初始化子模块，用于若所述供电设备芯片未对受电设备供电，则初始化所述供电设备芯片；
39.系统配置子模块，用于根据预先保存的配置规则完成系统配置。
40.在一种可能的设计中，所述预处理模块和主控模块安装于主控芯片中，所述预处理模块在主控模块加载或者跳转到主程序之前运行；在另一种可能的设计中，所述主控模块安装于主控芯片中，所述预处理模块安装于独立于所述主控芯片之外的微控制器中，所述微控制器与电源和供电设备芯片连接。
41.本发明实施例所提供的技术方案，在poe系统的供电设备中增加预处理单元，所述预处理单元在主控单元上电启动后便可以开始运行，由预处理单元在主控单元系统上电启动后，控制pse芯片检测供电端口是否连接有效的受电设备；当确定所述供电端口连接有效的受电设备时，预处理单元便按照预设的规则控制pse芯片对pd上电，由此供电设备不必等待主控单元获得启动文件、从启动文件里加载操作系统、启动主程序以及主程序初始化各器件之后才能进行pd上电，从而实现poe系统对pd的快速上电。同时本发明实施例所提供的技术方案保留了供电设备的主控单元，通过主控单元可以为以太网供电设备配置丰富的管理功能，提高供电的灵活性和安全性。
附图说明
42.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
43.图1为现有技术中以太网供电设备上电启动流程的示意图；
44.图2示出了本发明系统框架的一示例图；
45.图3为预处理单元按照预设的规则控制pse芯片对pd上电的一示例性流程示意图；
46.图4为图3中步骤(b3)至(b4)的一种实施方式的流程示意图；
47.图5示出了本发明系统框架的另一示例图；
48.图6为本发明以太网供电设备上电启动流程的一示例图；
49.图7为本发明一种以太网供电方法的流程示意图；
50.图8为本发明另一种以太网供电方法的流程示意图；
51.图9为本发明一种以太网供电装置的框图。
具体实施方式
52.为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
53.本发明的主要原理是保留一般poe系统供电设备中的主控单元，增加预处理单元，预处理单元在供电设备上电启动后率先控制pse芯片检测pd的有效性，例如将pse芯片设置为semi auto模式，由pse芯片自动完成pd的检测，并控制pse芯片对有效的pd上电，主控单元则按部就班地完成bios/boot启动、主程序启动、器件初始化和系统配置等工作。同时由于pse芯片在预处理单元控制下可能已对pd上电，因此主控单元在系统配置时会与常规无预处理单元的情况有所区别。通过保留主控单元并增加预处理单元，不仅能使poe系统具备丰富的管理功能，而且能够提高供电设备的供电速度和效率。
54.其中，在本发明供电设备的硬件框架中，主控单元可以为主控芯片，也就是以主控芯片为载体，运行主控单元相关程序模块，完成主控单元的功能。主控单元和预处理单元可以集成于主控芯片，例如中央处理器(cpu)中，由主控芯片完成主控单元和预处理单元的功能。预处理单元也可以和主控单元分设在不同的芯片中，例如，主控单元设置在主控芯片中，预处理单元设置在微控制器(mcu)中。
55.图2示出了本发明系统框架的一示例图。如图2所示，poe系统整体地包括电源、pse芯片、pd、主控单元以及预处理单元，pse芯片、主控单元和预处理单元属于供电设备。主控单元运行于主控芯片中，预处理单元运行于mcu中。电源与主控芯片和mcu连接，用于给pse芯片、主控芯片和mcu供电，并通过pse芯片给pd供电。在一种可能的实施方式中，电源可以只用于通过pse芯片给pd供电，pse芯片、主控芯片和mcu则使用自备电源供电。承载主控单元的主控芯片与电源和pse芯片连接，承载预处理单元的mcu与电源和pse芯片连接。需要说明的是，pse芯片可以由主控芯片或mcu供电，也可以直接由电源供电，图2中，pse芯片与主控芯片和mcu连接，由主控芯片供电(mcu不需再给pse供电)，并与主控芯片和mcu进行信号交互，连接pse芯片与主控芯片的信号线同时具备供电和信号交互功能，pse芯片与mcu连接的信号线则只具备信号交互功能即可。图2中的pse芯片都为多通道pse芯片，每个pse芯片可以通过供电端口连接多个pd。
56.其中，所述预处理单元用于：
57.(a1)判断主控单元是否为上电启动；
58.(a2)若所述主控单元为上电启动，控制pse芯片检测供电端口是否连接有效的受电设备；
59.(a3)当确定所述供电端口连接有效的受电设备时，按照预设的规则控制pse芯片对所述有效的pd上电。
60.可以在主控单元中设置易失性存储器，或者将以易失性存储器与主控单元相连，所述易失性存储器在主控单元掉电后其存储的数据消失，通过检测易失性存储器中的数据是否消失来判断主控单元是否为上电启动，如果易失性存储器中的数据消失，则说明主控单元掉电了，那么所进行的启动为上电启动，主控单元上电启动后会重新在易失性存储器
写入数据；若易失性存储器中的数据一直存在并未消失，则主控单元未掉电，也就不需进行上电启动。可以由主控单元检测易失性存储器，预处理单元与主控单元相连，获取主控单元的检测结果，根据检测结果来判断主控单元是否为上电启动；或者由预处理单元直接与易失性存储器连接，通过检测易失性存储器中的数据来判断主控单元是否为上电启动。
61.但是设置易失性存储器会增加硬件消耗，安装亦不方便，因此较优的是由主控单元根据时钟信号、复位信号、相关状态参数等，使用预设逻辑算法计算得到逻辑结果，预处理单元可以获取相连接的主控单元计算得到的逻辑结果，然后根据逻辑结果判断主控单元是否为上电启动；或者预处理单元获取相连接的主控单元的时钟信号、复位信号和相关状态参数等，由预处理单元本身使用预设逻辑算法计算得到逻辑结果来判断主控单元是否为上电启动。
62.若主控单元为上电启动，则预处理单元控制pse芯片检测供电端口是否连接有效的受电设备。预处理单元可以将pse芯片设置为semi auto(半自动)模式。半自动模式的pse芯片会自动检测供电端口连接的pd的有效性，或者自动检测所连接的pd的有效性并对有效的对pd进行物理层分级，但对pd供电是手动的，所述手动指由外部程序来控制对pd的供电，本发明中由预处理单元来控制pse芯片为哪些pd供电以及按何种规则为pd供电。预处理单元也可以将pse芯片设置为手动模式，由预处理单元控制pse芯片检测供电端口是否连接有效的受电设备，并可以根据需要由预处理单元控制pse芯片对有效的pd进行物理层分级。
63.有效的pd指符合预设标准的pd，pse芯片向供电端口输入检测电压，检测供电端口的阻抗，并根据测得的阻抗判断所述供电端口是否连接有效的受电设备，获得检测结果，若测得的阻抗符合要求，则供电端口连接有效的pd，否则，供电端口未连接或者连接无效的pd)。对于有效的pd，pse芯片确定其功率等级。pse芯片可以指定有效pd的功率等级，例如根据电源的供电能力和连接的pd的功耗情况，默认设置某个或某些供电端口连接的有效pd的功率等级。或者pse芯片对pd进行物理层分级(physical layer classification)，pse可以通过向pd施加分级电压，接收pd发出的分级电流来确定pd可以消耗的最大功率，根据此最大功率确定pd的功率等级，例如class 1或class 2。举例来说，pse先向pd施加14.5v至20.5v的分级电压，pd返回分级电流，该分级电流向pse指示了pd可以消耗的最大功率，也就是指示了pd的功率等级。
64.当pse芯片完成pd检测，确定所述供电端口连接有效的受电设备时，或者完成pd检测(确定所述供电端口连接有效的受电设备)并完成物理层分级后，预处理单元按照预设的规则控制pse芯片对有效的pd上电，如图3所示，步骤(a3)可以包括：
65.(b1)获取电源对受电设备的输出总功率；
66.(b2)获取各个pd的协商功率；
67.(b3)根据所述输出总功率和所述各个pd的协商功率确定待上电的受电设备；
68.(b4)控制供电设备芯片对所述待上电的受电设备上电。
69.其中，预处理单元可以通过读取电源的功率参数来获取电源对受电设备的输出总功率，所述输出总功率为电源能够为所有pd供电的最大功率，不包含为pse芯片、主控芯片和mcu供电的功率消耗。预处理单元还获取供电端口相连接的pd的协商功率，所述协商功率根据pd的功率等级确定。
70.其中，步骤(b3)至(b4)，如图4所示，具体可以包括：
71.(c1)判断所有受电设备的协商功率之和是否大于所述输出总功率；
72.(c2)若所有受电设备的协商功率之和大于所述输出总功率，按照预设的顺序，判断第n个pd的协商功率是否小于所述输出总功率与所有已上电pd的协商功率的差值；
73.(c3)若第n个pd的协商功率小于所述差值，则控制pse芯片对第n个pd上电，并令n＝n 1；
74.(c4)判断n是否小于或等于m；
75.(c5)若n小于或等于m，返回判断第n个pd的协商功率是否小于所述输出总功率与所有已上电pd的协商功率的差值的步骤；
76.(c6)若n大于m，结束上电过程；
77.(c7)若第n个pd的协商功率大于或者等于所述差值，则结束上电过程；
78.(c8)若所有受电设备的协商功率之和小于或等于所述输出总功率，按照预设的顺序，控制pse芯片对pd上电。
79.其中n为自然数，m为被预处理单元获取到协商功率的pd的总个数。
80.预处理单元获取到各pd的协商功率后，计算所有pd的协商功率之和，然后判断协商功率之和是否大于电源对受电设备的输出总功率，若协商功率之和小于或等于所述输出总功率，则说明电源可以负担所有pd的功率消耗，每个pd都可以上电，每个pd都是待上电pd，因此预处理单元可以直接对所有pd上电。对pd的上电可以按照预设的顺序依次上电，所述顺序根据pd的供电优先级确定，所述供电优先级由用户根据pd的重要程度和供电时间等因素预设设定；对pd的上电也可以不按顺序进行，预处理可以对所有pd同时上电，或者按照随机生成的顺序进行上电。所述控制pse芯片对pd上电可以为预处理单元使能pse芯片的供电开关。
81.如果协商功率之和大于所述输出总功率，则说明电源只能负担部分pd的功率消耗。这种情况下，按预设的顺序依次对pd上电，具体地，对于预设的顺序中获取到协商功率的每个pd，预处理单元先判断剩余功率是否大于当前待供电pd的协商功率，若大于当前待供电pd的协商功率，则控制pse对当前待供电pd上电，然后以下一个pd为当前待供电pd，判断当前待供电pd的协商功率是否小于剩余功率；否则，若剩余功率小于或等于待供电pd的协商功率，则说明剩余功率不足以支持待供电pd的功率需求，因此结束上电过程。其中，在预处理单元按照预设的顺序对pd上电的过程中，可能会出现pd热插拔的情况，如果有供电端口所连接的pd带电拔出，pd的总个数m会变小，同时如果拔出的pd本身的协商功率很大，而此次预处理单元控制pse芯片上电过程的协商功率总和已确定，便可能出现pd带电拔出后，实际上仍连接的所有pd的协商功率总和小于所述输出总功率的情况，而导致预处理单元顺序上电过程的无限循环，因此在判断第n个pd的协商功率是否小于所述输出总功率与所有已上电pd的协商功率的差值，若第n个pd的协商功率小于所述差值，则控制pse芯片对第n个pd上电，并令n＝n 1后，判断n是否小于m，若n大于m，则结束上电过程，防止上电过程的无限循环。也可以不加入判断n是否小于m的步骤，而指定n的取值为1至m
‑
1，来防止上电过程的无限循环。
82.其中，剩余功率＝电源的输出总功率
‑
所有在当前待供电pd之前已上电pd的协商功率。需要说明的是，为避免设备在边界运行，剩余功率等于待供电pd的协商功率时，也视为剩余功率不足以支持待供电pd的功率需求。
83.在电源的输出总功率很大，完全可以对所有供电端口连接的任意pd进行供电的情况下，所述预处理单元按照预设的规则控制pse对有效的pd上电，也可以为在检测完pd的有效性后，直接按随机的顺序或者预设的顺序或者同一时间控制pse对有效的pd上电，不需使用(c1)至(c8)的过程。所述预设的顺序可以由用户根据pd的供电优先级确定，所述供电优先级则由用户根据pd的重要程度和供电时间等因素确定。
84.若供电端口没有连接有效的pd，则预处理单元结束供电过程。
85.由于mcu中预处理单元的运行与主控单元的运行独立，且在主控单元上电启动后便可以开始运行，因此poe系统的供电设备不必等待主控单元获得启动文件、从启动文件里加载os、启动主程序以及主程序初始化各器件等过程完成，预处理单元就可以完成检测、分级、供电的过程，从而能够实现供电设备对pd的快速上电。主控单元在完成主程序启动后，由于基本上电过程已由预处理单元完成，因此主控单元不执行常规情况下将pse芯片设置为半自动模式进行pd上电的过程，而是读取pse芯片的配置信息，通过所述配置信息判断pse芯片是否已对pd供电。若pse芯片已对pd供电，则主控单元获取所述pse芯片的状态信息，例如功率等级、当前的电流和电压大小等，记录并保存状态信息，作为后续对pse芯片进行控制时的起始状态；若pse芯片未对pd供电，则主控单元初始化所述pse芯片，后续在需要的时候设置这些pse为半自动模式并控制其对pd上电；然后再根据预先保存的配置规则完成整个系统配置，系统配置包括设置是否需要对非标准pd上电、是否允许上电瞬间的高冲击电流、是否在pd闲置时间下电等。预处理单元在完成pd上电后将不再工作，由主控单元完全控制pse芯片。通过主控单元可以为poe系统配置丰富的管理功能，更有利于poe系统供电的灵活控制和处理。
86.图5示出了本发明系统框架的另一示例图。图5所示系统框架与图2所示系统框架的区别在于预处理单元与主控单元都集成于主控芯片中，预处理单元可以在主控单元运行之前运行；或者与主控单元并行运行，由于主控单元的主程序启动是耗时最长的阶段，因此优选的是预处理单元在主控单元加载主程序或跳转到主程序之前运行，从而实现对pd的快速上电，可以预先预计主控单元从启动到加载主程序或跳转到主程序的前序时间，然后设置预处理单元的启动时间，使预处理单元在前序时间之前启动运行。图6为本发明供电设备上电启动流程一示例图，其中供电设备的预处理单元与主控单元集成于主控芯片中，预处理单元在主控单元bios/boot初始化ddr之前开始运行，主控单元的主程序启动后，主控单元在初始化各器件后接替预处理单元控制pse芯片。预处理单元与主控单元集成于主控芯片中有利于减少硬件设备，但主控芯片cpu的压力会变大；预处理单元和主控单元分别独立运行于mcu和主控芯片，虽然硬件设备会增加，但可以减小主控芯片cpu的压力。
87.基于图2和图5所示的系统框架，本发明还提供了以太网供电方法，图7示出了一种以太网供电方法的流程示意图，如图7所示，所述以太网供电方法包括：
88.步骤s701，预处理单元主控单元是否为上电启动；
89.步骤s702，若所述主控单元为上电启动，控制pse芯片检测供电端口是否连接有效的受电设备；
90.步骤s703，当确定所述供电端口连接有效的受电设备时，按照预设的规则控制pse芯片对所述有效的pd上电。
91.图8示出了另一种以太网供电方法的流程示意图，如图8所示，所述以太网供电方
法包括：
92.步骤s801，预处理单元主控单元是否为上电启动；
93.步骤s802，若所述主控单元为上电启动，控制pse芯片检测供电端口是否连接有效的受电设备；
94.步骤s803，当确定所述供电端口连接有效的受电设备时，按照预设的规则控制pse芯片对所述有效的pd上电。
95.步骤s804，主控单元读取pse芯片的配置信息；
96.步骤s805，根据所述配置信息判断pse芯片是否已对pd供电；
97.步骤s806，若pse芯片已对pd供电，则获取所述pse芯片的状态信息；
98.步骤s807，若pse芯片未对pd供电，则初始化所述pse芯片；以及，
99.步骤s808，根据预先保存的配置规则完成系统配置。
100.可以在主控单元中设置易失性存储器，或者将以易失性存储器与主控单元相连，所述方法中，预处理单元可以通过检测易失性存储器中的数据是否消失来判断主控单元是否为上电启动，如果易失性存储器中的数据消失，则说明主控单元掉电了，那么主控单元所进行的启动为上电启动，主控单元上电启动后会重新在易失性存储器写入数据；若易失性存储器中的数据一直存在并未消失，则主控单元未掉电，也就不需进行上电启动。可以将预处理单元与主控单元相连，获取主控单元对易失性存储器的检测结果，根据检测结果来判断主控单元是否为上电启动，或者将预处理单元直接与易失性存储器连接，预处理单元通过检测易失性存储器中的数据来判断主控单元是否为上电启动。
101.但是设置易失性存储器会增加硬件消耗，安装亦不方便，因此较优的是预处理单元获取相连接的主控单元所计算得到的逻辑结果，所述逻辑结果用以判断主控单元是否为上电启动，由主控单元根据时钟信号、复位信号和相关状态参数等，使用预设逻辑算法计算得到；或者预处理单元获取相连接的主控单元的时钟信号、复位信号和相关状态参数等，使用预设逻辑算法计算得到逻辑结果，然后根据所述逻辑结果来判断主控单元是否为上电启动。
102.若主控单元为上电启动，在一种可能的实施方式中，预处理单元将pse芯片设置为semi auto模式，在不同的poe标准中，半自动模式的pse芯片会自动检测供电端口是否连接有效的pd，或者，自动检测供电端口是否连接有效的pd，并对有效的pd进行物理层分级；在另一种可能的实施方式中，预处理单元将pse芯片设置为手动模式，由预处理单元向pse芯片发送指令控制pse芯片检测供电端口是否连接有效的pd，在检测完毕后，预处理单元还可以向pse芯片发送指令控制pse芯片对pd进行物理层分级。对有效的pd，pse芯片确定器功率等级，pse芯片可以指定有效pd的功率等级，或者pse芯片通过对pd的物理层分级确定pd的功率等级。
103.对于有效的pd，预处理单元根据预设的规则控制pse芯片对其上电。如果电源的输出总功率很大，完全可以对所有供电端口的任意pd进行供电，这种情况下，所述预处理单元按照预设的规则控制pse对pd上电，可以为在检测完pd的有效性后，直接按随机的顺序或者预设的顺序或者同一时间控制pse对有效的pd上电。所述预设的顺序可以由用户根据pd的供电优先级确定，所述供电优先级则由用户根据pd的重要程度和供电时间等因素确定。
104.所述根据预设的规则控制pse芯片对有效的pd上电，具体地，也可以包括：预处理
单元先通过读取电源的功率参数来获取电源的输出总功率，所述输出总功率为电源能够为所有pd供电的最大功率，不包含为pse芯片、主控芯片和mcu供电的功率消耗。获取到输出总功率后，预处理单元获取有效pd的协商功率，所述协商功率根据pd的功率等级确定。预处理单元获取到各pd的协商功率后，计算所有pd的协商功率之和，判断所述协商功率之和是否小于或等于电源的输出总功率，如果所述协商功率之和小于或等于所述输出总功率，则按照随机的顺序或者预设的顺序依次控制pse芯片对pd上电。预处理单元可以通过使能pse芯片的供电开关来对pd上电，然后pse芯片根据pd的协商功率对pd供电，所述预设的顺序由用户根据pd的供电优先级确定，所述供电优先级则由用户根据pd的重要程度和供电时间等因素确定。如果所述协商功率之和大于所述输出总功率，则预处理单元按照预设的顺序，判断第n个pd的协商功率是否小于剩余功率，所述剩余功率＝电源的输出总功率
‑
所有已上电pd的协商功率；若第n个pd的协商功率小于剩余功率，则控制pse芯片对第n个pd上电，令n＝n 1，并返回判断第n个pd的协商功率是否小于剩余功率的步骤，也就是按照预设的顺序对下一个pd进行上述判断及上电控制，直至所有获取到协商功率的pd处理完毕。其中为n自然数，n＝1,2,
……
m
‑
1，m为被预处理单元获取到协商功率的pd的总个数。
105.主控单元在完成主程序启动后，基本上电过程已由预处理单元预先完成，因此主控单元不执行通常情况下将pse芯片设置为半自动模式进行pd上电的过程，而是读取pse芯片的配置信息，通过所述配置信息判断pse芯片是否已对pd供电。若pse芯片已对pd供电，则主控单元获取所述pse芯片的状态信息，作为后续对pse芯片进行控制时的起始状态；若pse芯片未对pd供电，则和无预处理单元的情况一样初始化所述pse芯片；然后主控单元再根据预先保存的配置规则完成整个系统配置。预处理单元在完成pd上电后不再工作，由主控单元接管对pse芯片的控制。通过主控单元可以为poe系统配置丰富的管理功能，更有利于poe系统供电的灵活处理。
106.图9示出了一种以太网供电装置的框图，所述以太网供电装置包括预处理模块和主控模块，预处理模块和主控模块可以同时安装于主控芯片中，或者预处理模块安装于mcu中，而主控模块安装于主控芯片中。其中，
107.所述预处理模块包括：
108.上电启动判断子模块，用于判断主控芯片是否为上电启动；
109.pse控制子模块，用于若所述主控单元为上电启动，控制pse芯片检测供电端口是否连接有效的受电设备；
110.上电控制子模块，用于当确定所述供电端口连接有效的受电设备时，按照预设的规则控制pse芯片对所述有效的pd上电；
111.所述主控模块包括：
112.供电判断子模块，用于判断所述pse芯片是否已对pd供电；
113.pse状态信息读取子模块，用于若所述pse芯片已对pd供电，则获取所述pse芯片的状态信息；
114.pse初始化子模块，用于若所述pse芯片未对pd供电，则初始化所述pse芯片；
115.系统配置子模块，用于根据预先保存的配置规则完成系统配置。
116.其中，如果预处理模块安装于主控芯片中，则可以在主控芯片中设置易失性存储器，上电启动判断子模块可以通过检测易失性存储器中的数据是否消失来判断主控芯片是
否为上电启动，如果易失性存储器中的数据消失，则说明主控芯片掉电，那么主控芯片所进行的启动为上电启动；若易失性存储器中的数据一直存在并未消失，则主控芯片未掉电，也就不需进行上电启动。如果预处理模块安装与于主控芯片独立的mcu中，则可以由主控芯片对易失性存储器进行检测，上电启动判断子模块获取主控芯片对易失性存储器的检测结果，根据检测结果来判断主控芯片是否为上电启动。
117.设置易失性存储器会增加硬件消耗，较优的是主控芯片根据时钟信号、复位信号和相关状态参数等，使用预设逻辑算法计算得到逻辑结果，所述逻辑结果用以判断主控芯片是否为上电启动，上电启动判断子模块获取主控芯片所计算得到的逻辑结果，根据所述逻辑结果来判断主控芯片是否为上电启动；或者上电启动判断子模块获取主控芯片的时钟信号、复位信号和相关状态参数等，使用预设逻辑算法计算得到逻辑结果，然后根据所述逻辑结果来判断主控单元是否为上电启动。上述方案在预处理模块安装于主控芯片或mcu中时都可以实现。
118.其中，pse控制子模块可以将pse芯片设置为半自动模式，在不同的poe标准中，半自动模式的pse芯片会自动检测供电端口是否连接有效的受电设备，或者，自动检测供电端口是否连接有效的受电设备，并对有效的pd进行物理层分级。pse控制子模块也可以将pse芯片设置为手动模式，由pse控制子模块向pse芯片发送指令控制pse芯片检测供电端口是否连接有效的受电设备，或者，pse控制子模块向pse芯片发送指令控制pse芯片对pd进行有效性检测以及物理层分级。对有效的pd，pse芯片确定器功率等级，pse芯片可以指定有效pd的功率等级，或者pse芯片通过对pd的物理层分级确定pd的功率等级。
119.其中，所述上电控制子模块，在按照预设的规则控制pse芯片对有效的pd上电时，先通过读取电源的功率参数来获取电源的输出总功率，所述输出总功率为电源能够为所有pd供电的最大功率。获取到输出总功率后，上电控制子模块获取与供电端口相连接的pd的协商功率，所述协商功率根据pd的功率等级确定。上电控制子模块获取到各pd的协商功率后，计算所有pd的协商功率之和，判断所述协商功率之和是否小于或等于电源的输出总功率，如果所述协商功率之和小于或等于所述输出总功率，则按照随机的顺序或者预设的顺序依次控制pse芯片对pd上电。上电控制子模块可以通过使能pse芯片的供电开关来对pd上电，然后pse芯片根据pd的协商功率对pd供电，所述预设的顺序由用户根据pd的供电优先级确定，所述供电优先级则由用户根据pd的重要程度和供电时间等因素确定。如果所述协商功率之和大于所述输出总功率，则上电控制子模块按照预设的顺序，判断第n个pd的协商功率是否小于剩余功率，所述剩余功率＝电源的输出总功率
‑
所有已上电pd的协商功率；若第n个pd的协商功率小于剩余功率，则控制pse芯片对第n个pd上电，令n＝n 1，并返回判断第n个pd的协商功率是否小于剩余功率的步骤，直至所有获取到协商功率的pd处理完毕。其中为n自然数，n＝1,2,
……
m
‑
1，m为被预处理单元获取到协商功率的pd的总个数。
120.如果电源的输出总功率很大，完全可以对pse芯片所有端口的任意pd进行供电，这种情况下，所述上电控制子模块按照预设的规则控制pse对有效的pd上电，也可以为在检测完pd的有效性后，直接按随机的顺序或者预设的顺序或者同时地控制pse对有效的pd上电。所述预设的顺序可以由用户根据pd的供电优先级确定，所述供电优先级则由用户根据pd的重要程度和供电时间等因素确定。
121.所述预处理模块和主控模块可以同时安装于主控芯片中，由主控芯片执行，预处
理模块可以在主控模块执行之前执行，也可以与主控模块并行执行，由于主控模块的主程序启动耗时最长，因此优选的是预处理模块在主控模块加载主程序或跳转到主程序之前执行，以实现对pd的快速上电，可以预先预计主控模块从启动到加载主程序或跳转到主程序的前序时间，然后设置预处理模块的启动时间，使预处理模块在前序时间之前启动运行。也可以将主控模块安装于主控芯片中，而将预处理模块安装于独立于主控芯片之外的mcu中，预处理模块与主控模块各自独立执行，且预处理模块在主控芯片上电启动后便由mcu执行，因而以太网供电装置不必等待主控模块执行获得启动文件、从启动文件里加载os、启动主程序以及主程序初始化各器件等过程，实现对pd的快速上电。而且通过主控模块可以为poe系统配置丰富的管理功能，来提高poe系统供电管理的灵活性和效率。
122.主控模块在完成主程序启动后，基本上电过程已由预处理模块预先完成，因此主控模块不执行通常情况下将pse芯片设置为半自动模式进行pd上电的过程，而由供电判断子模块读取pse芯片的配置信息，通过所述配置信息判断pse芯片是否已对pd供电。若pse芯片已对pd供电，则由pse状态信息读取子模块获取所述pse芯片的状态信息，作为后续进行pse芯片控制时的起始状态；若pse芯片未对pd供电，则pse初始化子模块和无预处理模块的情况一样初始化所述pse芯片；然后系统配置子模块再根据预先保存的配置规则完成整个系统配置。预处理模块在完成pd上电后不再工作，由主控模块接管对pse芯片的控制。
123.本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
124.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的设备。
125.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令设备的制造品，该指令设备实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
126.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
127.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例
的部分说明即可。
128.以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。