用于为多速以太网设备恢复唤醒模式的方法和装置与流程

1.本公开一般涉及通信网络，并且更具体地涉及用于支持节能以太网的唤醒脉冲的生成。


背景技术：

2.千兆以太网被设计为以每秒1千兆比特(1gb/s)的速率传输以太网帧。千兆以太网使用物理层(phy)处理设备，诸如由电气和电子工程师协会以太网标准(802.3bp)所定义的1000base-t1。1000base-t1 phy处理设备通过单个双绞铜线对支持1gb/s的全双工操作。同样，100base-t1 phy处理设备支持每秒100兆比特(100mb/s)的全双工操作。在一些实施方式中，调用1000base-t1 phy处理设备和100base-t1 phy处理设备以在诸如必须满足某些要求(例如，电磁兼容性和温度要求)的汽车环境和工业环境之类的严格受限环境中操作。
3.期望100base-t1 phy处理设备和1000base-t1 phy处理设备进入低功率模式，以节省功耗并且提高汽车网络或工业网络的整体效率。节省功率的一种途径是将这些phy处理设备保持处于低功率模式并且在phy处理设备被需要时通过传输唤醒信号来周期性地唤醒phy处理设备。


技术实现要素：

4.根据本公开的技术方案的实施方式，一种用于从低功率模式唤醒通信节点的方法，所述通信节点是经由第一通信链路耦合到第二节点的第一节点，方法包括：当所述第一节点处于唤醒模式时，确定用于在连接所述第一节点和所述第二节点的所述第一通信链路之上传输数据的第一数据传输速率；在所述第二节点处存储所述第一数据传输速率；以及选择性地从所述第二节点向所述第一节点以与所存储的第一数据传输速率相对应的符号速率传输第一唤醒命令。
5.在该方法的第一实施方式中，第一数据传输速率在所述第一节点转换到所述低功率模式之前被确定。
6.在该方法的第二实施方式中，第三节点经由第二通信链路耦合到所述第二节点，所述方法还可以包括：在所述第二节点处，当所述第三节点处于所述唤醒模式时，确定可以用于在连接所述第三节点和所述第二节点的所述第二通信链路之上传输数据的第二数据传输速率；所述第二节点处存储所述第二数据传输速率；以及选择性地从第二节点向所述第三节点以对应于所存储的第二数据传输速率的符号速率传输第二唤醒命令。
7.根据该方法的第二实施方式的第一方面，第一数据传输速率可以不同于所述第二数据传输速率。
8.根据该方法的第二实施方式的第二方面，方法还可以包括在所述第二节点的物理层处确定所述第一数据传输速率和所述第二数据传输速率。
9.根据该方法的第二实施方式的第三方面，还可以包括在所述第二节点的物理层处存储所述第一数据传输速率和所述第二数据传输速率。
10.根据该方法的第二实施方式的第四方面，唤醒第一节点可以包括唤醒100base-t1 phy设备并且唤醒所述第三节点可以包括唤醒1000base-t1 phy设备。
11.在该方法的第三实施方式中，第一唤醒命令可以被配置为将所述第一节点从所述低功率模式转换到所述唤醒模式。
12.在该方法的第四实施方式中，其中确定用于在所述第一通信链路之上传输数据的所述第一数据传输速率可以包括确定用于固定通信链路的传输速率。
13.在该方法的第五实施方式中，在所述第二节点处存储所述第一数据传输速率可以包括存储所述第一数据传输速率，使得所存储的第一数据传输速率能够在不访问更高网络层的情况下从层一访问。
14.根据本公开的技术方案的实施方式，一种网络控制器包括控制电路装置，被配置为：当第一节点处于唤醒模式时，确定用于在连接第一节点和网络接口设备的第一通信链路之上传输数据的第一数据传输速率，以及在所述网络收发器处存储所述第一数据传输速率；以及收发器电路装置，被配置为：以与所存储的第一数据传输速率相对应的符号速率选择性地向所述第一节点传输第一唤醒命令，所述第一唤醒命令被设计为使所述第一节点从低功率模式转换。
15.根据该网络控制器的第一实施方式，控制电路装置可以被配置为在所述第一节点转换到所述低功率模式之前确定所述第一数据传输速率。
16.根据网络控制器的第二实施方式，控制电路装置还可以被配置为：当所述第一节点处于所述唤醒模式时，确定用于在连接第二节点和所述网络控制器的第二通信链路之上传输数据的第二数据传输速率，以及在所述网络控制器处存储所述第二数据传输速率；以及所述收发器电路装置可以进一步被配置为：以对应于所存储的第二数据发射速率的符号速率，选择性地将第二唤醒命令发射到所述第二节点，所述第二唤醒命令被设计为将所述第二节点从低功率模式转变。
17.根据该网络控制器的第二实施方式的第一方面，第一数据传输速率可以不同于所述第二数据传输速率。
18.根据该网络控制器的第二实施方式的第二方面，控制电路装置可以被配置为在所述网络控制器的物理层处确定所述第一数据传输速率和所述第二数据传输速率。
19.根据该网络控制器的第二实施方式的第三方面，控制电路装置可以被配置为在所述网络控制器的物理层处存储所述第一数据传输速率和所述第二数据传输速率。
20.根据该网络控制器的第二实施方式的第四方面，控制电路装置可以被配置为：当所述第一节点包括100base-t1 phy设备时，确定用于在所述第一通信链路之上向所述第一节点传输数据的所述第一数据传输速率，并且当所述第二节点包括1000base-t1 phy设备时，确定用于在所述第二通信链路之上向所述第二节点传输数据的所述第二数据传输速率。
21.在该网络控制器的第三实施方式中，控制电路装置可以被配置为选择性地指示所述收发器电路装置传输所述第一唤醒命令作为被配置为将所述第一节点从所述低功率模式转换到所述唤醒模式的命令。
22.在该网络控制器的第四实施方式中，控制电路装置可以被配置为：当所述第一通信链路是固定通信链路时，确定用于在所述第一通信链路之上向所述第一节点传输数据的
所述第一数据传输速率。
23.在该网络控制器的第五实施方式中，控制电路装置还可以被配置为：在所述网络控制器处存储所述第一数据传输速率，使得所存储的第一数据传输速率能够在不访问更高网络层的情况下从层一访问。
附图说明
24.结合附图考虑下面的详细描述，本公开的其他特征、其性质和各种优点将是显而易见的，在附图中，相同的附图标记始终指代相同的部分，并且其中：
25.图1是说明根据本文中所描述的一些实施方案的可以并入本发明的技术方案的实施方式的具有多个100base-t1phy及1000base-t1phy的汽车环境的框图；
26.图2示出了被配置为唤醒以不同传输速率操作的第一phy和第二phy的控制器；以及
27.图3是说明根据本发明的技术方案的实施方案的方法的流程图。
具体实施方式
28.如上所述，千兆比特以太网被设计成以每秒一千兆比特(1gb/s)的速率传输以太网帧。千兆比特以太网使用物理层(phy)，诸如1000base-t1设备，如电气和电子工程师协会以太网标准(802.3bp)所定义的。1000base-t1 phy通过单个双绞线对支持在1gb/s处的全双工操作。类似地，100base-t1phy支持每秒100兆比特(100mb/s)的全双工操作。在一些实施方式中，在严格受限的环境(诸如，必须满足某些要求(例如，电磁兼容和温度要求)的汽车和工业环境)中操作1000base-t1phy和100base-t1phy。
29.期望100base-t1phy和1000base-t1phy进入低功率模式以节省功率消耗并提高汽车或工业网络的整体效率。一种节省功率的方法是将这些phy保持在低功率模式，并且在需要phy时通过传输唤醒信号来周期性地唤醒phy。
30.然而，在诸如汽车环境和工业环境之类的严重受限环境中，唤醒这些phy带来了挑战。具体地，当存在支持不同传输速率的phy时(1000base-t1 phy为1gb/s，而100base-t1 phy为100mb/s)，当需要这些设备时，网络的控制器必须有效地唤醒它们。另外，当存在干扰时，例如在汽车环境中，可能有必要相对于标称变速器速度等级降低实际发射速率。该降低的速率可能是未知的，并且常规地将需要耗时的握手过程来确定设备可以在嘈杂环境中操作的最佳速度。在许多环境(诸如汽车环境)中，重要的是，尽可能快地从低功率状态唤醒设备。
31.在根据开放联盟专用兴趣组的open alliance tc10的汽车以太网唤醒/睡眠功能的当前规范中，每个不同的数据传输速度具有其自己的唤醒(wup)命令(脉冲或一系列脉冲或其他合适的比特序列，以在链路伙伴处于睡眠模式时被传输，以唤醒链路伙伴)。
32.如果不使用自动协商，并且phy将支持100base-t1和1000base-t1速度两者，则通常使用的唤醒命令将是对应于硬件配置的速度的唤醒命令。然而，如果自动协商被启用，则当多速设备(诸如控制器)与非最低速度设备(例如，1000base-t1 phy)合作，并且设备执行睡眠/唤醒功能时，多速设备通常将使用用于最低通告速度的wup命令(例如，100base-t1 phy的100mb/s)，这可能不是针对一些链路伙伴的匹配，并且可能不能唤醒那些链路伙伴。
33.因此，需要一种用于从相应低功率模式唤醒具有不同传输速率的phy的高效机制，特别是当使用自动协商时。
34.根据本公开的主题的实施方式，控制器(例如，如图1所示的电子控制单元(ecu))被配置为确定ecu与第一phy之间的第一数据传输速率。例如，可以通过在连接两个设备的固定通信链路上传输一个或多个数据分组来在链路训练期间确定数据传输速率。一旦确定了第一数据传输速率，则该速率被存储在控制器的物理层。在一些实施方式中，如果传输速率在操作期间改变(例如，由于通信路径上的变化的状况)，则可以更新所存储的第一数据传输速率。此后，当从低功率模式唤醒第一phy时，控制器检索所存储的第一数据传输速率，并且以与最近在特定链路上使用的第一数据传输速率相对应的符号速率传输唤醒命令。
35.控制器和第一phy可以是包括与控制器通信的附加phy的更大系统或网络的一部分。然而，对每个单独的phy分别地做出适当的唤醒命令的确定。因此，控制器单独地处理系统或网络中的每一phy，确定网络内的每个phy的相应数据发射速率并且单独存储相应数据发射速率。如果任何单独的phy进入睡眠模式并且需要被唤醒，则控制器可以查找并使用相应的数据传输速率来以与相应的数据传输速率相对应的相应适当的符号速率发送适当的唤醒命令。
36.在任何链路的初始加电时，通过链路训练来建立可用于从低功率模式唤醒phy的预配置值。一旦传输链路加电，则在建立链路时phy的速度被存储在ecu的物理层，并且在唤醒和睡眠状况两者期间由多速设备(ecu)保持。之后，如果执行睡眠/唤醒功能，则当多级设备准备唤醒网络内的其他phy时，在睡眠之前存储的每个先前链路的最近唤醒速度被用于确定要传输的适当的wup模式。因此，多速设备的wup模式通过使用先前存储的数据传输速率确保唤醒命令将自动地与链路伙伴兼容。降低了wup模式失配的可能性，并且增强互操作性。
37.在可能的替代实施方式中，如果信道状况降低，则可以在唤醒事件与睡眠事件之间确定新的数据传输速率。为了在最近使用的速率下高效且快速地唤醒睡眠链路伙伴，最近使用的速率可以在设备进入低功率模式之前存储在多速设备(ecu)的物理层。在这样的替代实施方式中，链路伙伴将被编程为针对不同速度接受不同的唤醒命令，并且多速设备将分发与最近使用的速度相对应的唤醒命令。以这种方式，在唤醒事件上，可以在第一实例中以正确的速度启动链路，而不是在链路伙伴的默认速度下启动，并且必须基于条件被协商到更低的速度。下面将更详细地讨论该可能的替代实施方式。
38.参考附图1至图3将更好地理解本公开的主题。
39.图1是图示了根据本文中所描述的一些实现方式的可以包含本公开的主题的实现方式的具有多个100base-t1 phy和1000base-t1phy的汽车环境的框图。在图1所示的示例实施方式中，汽车网络100包括电子控制单元(ecu)102(多速设备)、100base-t1 phy(显示器104、dvd播放器106、放大器108、以及相机110)、以及1000base-t1 phy(驾驶员辅助单元112)。在不同的实现方式中，图1的汽车网络100内可以包括任何数目的100base-t1 phy和1000base-t1 phy。下文结合图2对多速设备、100base-t1 phy和1000base-t1 phy的附加部件进行更详细的讨论。
40.根据本公开的主题的实施方式，ecu 102当与各种100base-t1phy和1000base-t1 phy通信时，确定phy中的每个phy的相应数据传输速率并且将其存储在ecu 102的物理层的
例如寄存器中。比如，ecu 102存储与相机110相对应的第一数据传输速率，同时存储与驾驶员辅助单元112相对应的第二数据传输速率。根据一个实现方式，第二数据传输速率高于第一数据传输速率。
41.当从低功率模式唤醒相机110时，ecu 102生成第一唤醒命令，并且以与第一数据传输速率(例如100mb/s)相对应的符号速率将该第一唤醒命令传输到相机110。同样，当从低功率模式唤醒驾驶员辅助单元112时，ecu 102生成第二唤醒命令，并且以与第二数据传输速率(例如1000mb/s)相对应的符号速率将该第二唤醒命令传输到驾驶员辅助单元112。根据一种实现方式，在phy中的每个phy转换到低功率模式之前，ecu 102确定并存储相应数据传输速率。
42.图2是本公开的主题的实现方式可以通过其而使用的两个1000base-t1 phy的高级框图。如图2所示，多速设备202(例如，ecu 102)包括收发器204、传输器速率确定器206、存储器208、以及唤醒检测器210。
43.待唤醒的第一phy212(例如，相机110中的每个相机)包括唤醒检测块214和收发器主块216。根据本公开的主题的一个实施例，phy202通过单个双绞电缆对连接到phy212。
44.待唤醒的第二phy218(例如，驾驶员辅助单元112)包括唤醒检测块220和收发器主块222。根据本公开的主题的一个实施例，phy202通过单个双绞电缆对连接到phy218。
45.在初始加电事件时，ecu 202具有与第一phy212和第二phy218相对应的预先配置的数据传输速率。ecu 102开始经由收发器204以它们各自的预先配置的值向第一phy212和第二phy218传输数据。在ecu 202、第一phy212和第二phy218之间的自动协商过程期间，ecu 202经由传输器速率确定器206确定与第一phy212和第二phy218中的每个phy相对应的相应数据传输速率。然后，相应数据传输速率存储在存储器208中，以供后续当从低功耗模式唤醒第一phy212和第二phy218时使用。
46.更具体地，当ecu 202需要唤醒第一phy212和第二phy218时，收发器204从存储器208取回与第一phy212和第二phy218中的每个phy相对应的存储的相应数据传输速率。唤醒检测器210生成唤醒命令，并且收发器204以与相应数据传输速率相对应的符号速率将唤醒命令传输到第一phy212和第二phy218。在一个实现方式中，收发器204以每个符号662/3mhz的符号速率将唤醒命令传输到第一phy212(100base-t1 phy)。另外，收发器204以每个符号62.5mhz的符号速率将唤醒命令传输到第二phy218(1000base-t1 phy)。第一phy212的唤醒检测块214响应于接收到其相应唤醒命令，经由收发器主块216开始唤醒过程。同样，第二phy218的唤醒检测块220响应于接收到其相应唤醒命令，经由收发器主块222开始唤醒过程。
47.传输速率可以偏离额定传输速率。例如，由于影响链路的干扰，传输速率可以变得减小。因此，在上面提到的可能的替代实现方式中，在进入低功率模式的链路伙伴之前的最后传输速率被确定并存储在存储器中。在这样的替代实施方式中，每个相应的唤醒检测块214、220将被编程为针对不同的速度接受不同的唤醒命令，并且多速设备将分发对应于最近使用的速度的唤醒命令。以这种方式，在唤醒事件上，可以在第一实例中以正确的速度启动链路，而不是在链路伙伴的默认速度下启动，并且必须基于条件被协商到更低的速度。
48.图3是说明根据本发明的主题的实施方案的用于存储用于唤醒如上文所描述的设备的符号速率的方法的流程图。
49.在301，确定第一节点与第二节点之间的传输速率。可选地，在302处，数据以确定的传输速率从第二节点传输到第一节点(尽管根据本公开的主题的实施方式的方法即使在特定的睡眠/唤醒会话期间没有发生实际数据传输也可以操作)。在303，将传输速率存储在第二节点。在304处，对应于该存储的传输速率的符号速率用于将唤醒命令从第二节点传输到第一节点。
50.因此，可以看出，已经提供了一种用于唤醒有线网络中的设备的方法，设备具有不同的相应操作速度。
51.虽然本文已经示出和描述了本公开的主题的各种实施例，但是仅通过示例提供了这样的实施例。在没有背离本公开的主题的情况下，与本文中所描述的实施例有关的许多变化、改变和替代是适用的。应当指出，在实践本公开的主题时可以采用本文中所描述的本公开的主题的实施例的各种备选方案。意图是，以下权利要求限定本公开的主题的范围，由此涵盖这些权利要求的范围内的方法和结构及其等同物。
52.虽然在附图中按特定次序对操作进行了描绘，但是这不应解释为要求按所示的特定次序或连续次序执行这种操作，或执行所有图示操作以实现期望结果。
53.已经根据特定方面对本公开的主题进行了描述，但是其他方面还可以被实现并且落入所附权利要求的范围内。例如，权利要求中所记载的动作可以按不同次序执行并且仍然实现期望结果。在某些实现方式中，多任务和并行处理可能是有利的。其他变型在所附权利要求的范围内。