專利名稱：數據交換設備低功耗實現方法及其裝置和數據交換設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及通信技術，尤其涉及一種數據交換設備低功耗實現方法及其裝置和數據交換設備。
背景技術：
目前，網絡技術迅猛發展，高帶寬入戶、企業云服務等需求增長明顯。作為高帶寬接入的最便利的接入方式，局域網(Local Area Network,簡稱LAN)接入應用比例越來越多，而且未來是企業與樓宇接入的主流方式。由于網絡設備耗電大，而企業用戶在下班時間段對網絡 幾乎沒有需求，相當于每天2/3的時間設備可能出于空閑狀態，會出現浪費功耗的現象。現有技術為解決這一技術問題，提出了能效以太網(Energy-Efficient Ethernet)的概念,通過IEEE 802. 3az標準來規定了能效以太網的實現要求。標準IEEE802. 3az是第一個把目標定位在動態節能的技術標準，其規定了以太網的物理層(Physical Layer，簡稱PHY)芯片在傳送完數據后，雙方協商自動進入低功耗模式，當數據到來又可以保證快速喚醒進入正常工作狀態的相關技術參數要求，大大提高PHY芯片在有業務鏈接(LINK)時的動態節能性能。然而，現有能效以太網技術僅解決了 PHY芯片的節能問題，而以太網中的數據交換設備仍然存在由于上層邏輯器件無法自動進入低功耗狀態而導致設備高功耗運行的現象。所以，如何使網絡設備能完成自動的低功耗模式工作，對網絡設備的高度智能化提出了挑戰。
發明內容
本發明實施例提供一種數據交換設備低功耗實現方法及其裝置和數據交換設備，以實現有效的低功耗運行機制來降低設備能耗。本發明實施例提供了一種數據交換設備低功耗實現方法，包括識別到設備當前狀態參數滿足預設休眠配置參數時，控制所述設備中的上層邏輯器件進入低功耗狀態；通過物理端口檢測到傳輸介質的能量消耗狀態為激活時，喚醒所述設備中的上層邏輯器件進入正常工作狀態。本發明實施例還提供了一種備低功耗實現裝置，包括低功耗控制模塊，用于識別到設備當前狀態參數滿足預設休眠配置參數時，控制所述設備中的上層邏輯器件進入低功耗狀態；喚醒控制模塊，用于通過物理端口檢測到傳輸介質的能量消耗狀態為激活時，喚醒所述設備中的上層邏輯器件進入正常工作狀態。本發明實施例又提供了一種數據交換設備，包括上層邏輯器件和物理層芯片，所述物理層芯片設置有物理端口，還包括本發明實施例所提供的數據交換設備低功耗實現裝置。
本發明實施例提供的數據交換設備低功耗實現方法及其裝置和數據交換設備，可以通過自動檢測設備當前的狀態參數來控制數據交換設備中的上層邏輯器件自動進入低功耗狀態，并通過自動檢測物理端口傳輸介質的能量消耗狀態，將其作為外部喚醒信息來使上層邏輯器件自動進入正常工作模式。使得在滿足預設條件時，可以使設備中的中央微處理器(Central Processing Unit，簡稱CPU)、網絡處理器和光模塊等上層邏輯器件適當地停止全速工作，得到節能處理。
圖I為本發明實施例一所提供的數據交換設備低功耗實現方法的流程圖；圖2A為本發明實施例二提供的數據交換設備低功耗實現方法的流程圖；圖2B為本發明實施例二所適用的數據交換設備結構示意圖；圖3A為本發明實施例三提供的數據交換設備低功耗實現方法的流程圖；圖3B為本發明實施例三所適用的數據交換設備結構示意圖；圖4為本發明實施例四提供的數據交換設備低功耗實現方法的流程圖；圖5為本發明實施例五提供的數據交換設備低功耗實現裝置的結構示意圖。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。實施例一圖I為本發明實施例一所提供的數據交換設備低功耗實現方法的流程圖。本實施例所提供的方法適用于數據交換設備中，數據交換設備是用于通信數據轉發與交換的網絡設備，可以為任意兩個網絡節點提供電信號通路。電信號的傳輸協議和傳輸介質可以有多種，最為常見的是基于以太網、光纖等傳輸電信號。舉例來說，這類數據交換設備可以是交換機、路由器、網關和防火墻服務器等，其典型結構包括物理層(PHY)芯片和上層邏輯器件，由上層邏輯器件控制電信號的數據包在物理層芯片上設置的物理端口之間實現轉發。數據交換設備中的上層邏輯器件通常包括CPU和鏈路層控制器等硬件，如網絡處理器和光模塊等其他芯片。本實施例所提供的數據交換設備低功耗實現方法即可適用在上述結構的數據交換設備中，由數據交換設備低功耗實現裝置來執行。該裝置又可稱為休眠管理模塊，可以由硬件和/或軟件的形式來實現，可集成在CPU中，也可采用獨立芯片承載。本實施例的方法具體包括如下步驟步驟110、休眠管理模塊識別到設備當前狀態參數滿足預設休眠配置參數時，控制設備中的上層邏輯器件進入低功耗狀態；步驟120、休眠管理模塊通過物理端口檢測到傳輸介質的能量消耗狀態為激活時，喚醒設備中的上層邏輯器件進入正常工作狀態。本實施例所提供的技術方案，可以通過預設休眠配置參數，使得休眠管理模塊能夠自動檢測到設備當前狀態參數是否滿足預設休眠配置參數，從而控制數據交換設備中的上層邏輯器件自動進入低功耗狀態，并通過自動檢測物理端口所對應傳輸介質的能量消耗狀態，將其作為外部喚醒信息，來使上層邏輯器件自動進入正常工作模式。所謂低功耗狀態，可以是完全停止工作的休眠狀態，也可以是降低工作主頻僅有少量消耗的運轉狀態。上述技術方案使得在滿足預設條件時，可以使設備中CPU、網絡處理器和光模塊等上層邏輯器件適當地停止全速工作，得到節能處理。在上述實施例技術方案中，識別設備當前狀態參數是否滿足預設休眠配置參數的操作可以有多種實現方式。舉例來說，預設休眠配置參數可以由管理人員預先配置，通常可根據對數據交換設備的使用規律來配置。例如對于公司中設置的交換機設備，其在下班時間的使用量降低，則可以配置下班時間段為預設休眠配置參數，當然也可以配置其他預設休眠時段作為預設休眠配置參數。則識別到設備當前狀態參數滿足預設休眠配置參數具體可以為識別到設備的當前時間處于預設休眠時段內時，確定為設備當前狀態參數滿足預設休眠配置參數。該技術方案可以實現上層邏輯器件的定時休眠和自動喚醒，在空閑時段實現功耗節能設計。 上述實施例中，傳輸介質的能力消耗狀態為激活作為喚醒上層邏輯器件的一個觸發條件。傳輸介質能力消耗狀態的檢測可以采用多種手段來實現。優選可基于物理端口上采用的能效以太網技術來檢測。則通過物理端口檢測傳輸介質的能量消耗狀態具體可以通過與物理芯片之間的串行管理接口(Serial ManagementInterface,簡稱SMI)輪詢識別物理端口的能量探測狀態檢測位；根據識別到的能量探測狀態檢測位確定物理端口對應的傳輸介質的能量消耗狀態。通常能量探測狀態檢測位基于能效以太網技術，在傳輸介質的能量消耗滿足預設條件時就將能量探測狀態檢測位置位，則由能量探測狀態檢測位是否置位就可確定傳輸介質的能量消耗狀態是否為激活。通常數據交換設備都設置很多物理端口，各端口均配置有各自的能量探測狀態檢測位，休眠管理模塊通過輪詢方式，在通過與某物理端口之間的SMI檢測到能量探測狀態檢測位被置位時，即視為該端口所連的傳輸介質能量消耗狀態為激活。或者，還可以采用其他技術來檢測物理端口所連傳輸介質的能量消耗狀態，例如，一些物理層(PHY)芯片采用某一特殊引腳，標識能量檢測狀態。實施例二圖2A為本發明實施例二提供的數據交換設備低功耗實現方法的流程圖，本實施例可以以上述任意技術方案為基礎，且本實施例中休眠管理模塊具體是采用軟件實現，集成于CPU中，如圖2B所示。CPU芯片與其他上層邏輯器件芯片相連，且CPU芯片還通過SMI與PHY芯片相連。本實施例所提供的優選實施方案，結合了時間管理和物理端口的檢測手段，具體包括如下步驟步驟210、在休眠管理模塊中預先配置預設休眠時段，例如，對于公司，該預設休眠時段可以設置為下午16:00-次日上午8:00 ；步驟220、休眠管理模塊識別設備的當前時間是否處于預設休眠時段內，舉例來說，休眠管理模塊可以周期性間隔地檢測識別設備的當前時間。若設備的當前時間處于預設休眠時段內，則執行步驟240，否則執行步驟230 ；步驟230、休眠管理模塊進入等待休眠的狀態，返回執行步驟220 ；
步驟240、休眠管理模塊控制設備中的上層邏輯器件進入低功耗狀態；在本實施例中，由于休眠管理模塊由CPU承載，所以CPU不會完全進入休眠狀態，而是進入慢速工作的低功耗狀態，具體可以是休眠管理模塊強制降低CPU的工作主頻，CPU的其他功能停止工作，僅有少量能耗支持休眠管理模塊的工作。而其他上層邏輯器件可進入休眠狀態。步驟250、休眠管理模塊通過與物理芯片之間的SMI輪詢識別物理端口的能量探測狀態檢測位；步驟260、當休眠管理模塊識別到任意物理端口的能量探測狀態檢測位置位時，視為對應的傳輸介質能量消耗狀態為激活，則喚醒設備中的上層邏輯器件進入正常工作狀態。本發明各實施例中的休眠管理模塊邏輯功能至少包括在設 備正常工作時，負責休眠時段的配置與管理、低功耗狀態的觸發與退出低功耗狀態時的配置恢復；在設備處于低功耗狀態時，休眠管理模塊通過PHY芯片的SMI接口對PHY芯片的能耗探測狀態檢測位進行輪詢檢測，判斷是否喚醒設備進入正常工作狀態。實施例三圖3A為本發明實施例三所提供的數據交換設備低功耗實現方法的流程圖，與上述實施例的區別在于，休眠管理模塊由兩部分邏輯功能模塊組成，如圖3B所示，控制在工作模式下進入低功耗狀態的低功耗控制模塊由軟件實現，集成于CPU中，控制從休眠模式喚醒的喚醒控制模塊由喚醒芯片承載，喚醒芯片是獨立于CPU和其他上層邏輯器件芯片的硬件芯片。則本實施例的方法包括如下步驟步驟310、在休眠管理模塊中預先配置預設休眠配置參數，如預設休眠時段；步驟320、休眠管理模塊識別設備的當前狀態參數是否滿足預設休眠配置參數，若是，則執行步驟340，否則執行步驟330 ；步驟330、休眠管理模塊進入等待休眠的狀態，返回執行步驟320 ；步驟340、休眠管理模塊控制設備中的上層邏輯器件進入低功耗狀態；在本實施例中，由于休眠管理模塊中的喚醒控制模塊由獨立芯片承載，所以可控制CPU和其他上層邏輯器件均進入休眠狀態，例如CPU處于中斷喚醒模式，即進入休眠狀態。其他休眠狀態，舉例來說，可以包括不供電、整片復位、芯片掉電(power down)等低功耗手段。步驟350、休眠管理模塊通過與物理芯片之間的SMI輪詢識別物理端口的能量探測狀態檢測位； 步驟360、當休眠管理模塊識別到任意物理端口的能量探測狀態檢測位置位時，視為物理端口對應的傳輸介質能量消耗狀態為激活，則喚醒設備中的上層邏輯器件進入正常工作狀態，具體可通過中斷喚醒CPU從而喚醒整個設備，達到最優的節能效果。實施例四圖4為本發明實施例四提供的數據交換設備低功耗實現方法的流程圖，本實施例可以以上述任意實施例技術方案為基礎，且進一步增加了喚醒策略中的倒計時管理方式。在控制設備中的上層邏輯器件進入低功耗狀態之后還觸發計時操作，當計時值達到設定倒計時值時，喚醒設備中的上層邏輯器件進入正常工作狀態。本實施例的方法具體包括如下步驟步驟410、休眠管理模塊識別到設備當前狀態參數滿足預設休眠配置參數時，控制設備中的上層邏輯器件進入低功耗狀態；步驟420、在進入低功耗狀態時，休眠管理模塊設置休眠標志位；步驟430、休眠管理模塊觸 發計時操作；上述步驟420和步驟430的執行順序并不限定，可以先執行步驟430再執行步驟420，或者也可以同時并行執行。步驟440、休眠管理模塊判斷計時值是否達到設定倒計時值，若是，則執行步驟460，否則返回執行步驟440 ；步驟450、休眠管理模塊通過物理端口檢測傳輸介質的能量消耗狀態是否為激活，若是，則執行步驟460，否則返回執行步驟450 ；上述步驟440對倒計時值的監測和步驟450對能量消耗狀態的檢測，均為觸發喚醒的條件，其執行的先后順序并不限于此，也可以同時并行執行。步驟460、休眠管理模塊喚醒設備中的上層邏輯器件進入正常工作狀態。在上述各實施例中，各物理端口所對應的傳輸介質能量消耗狀態變化作為喚醒的觸發條件，在此基礎上，優選是進一步配置部分物理端口的傳輸介質狀態變化可觸發喚醒。在實際使用中，有些物理端口經常會出現一些在線激活但實際上并無業務傳輸的干擾，例如連接打印機的物理端口。因此，可以配置至少一個物理端口作為喚醒物理端口，當檢測到喚醒物理端口對應的傳輸介質能量消耗狀態為激活時，喚醒上層邏輯器件；舉例來說，還可以配置至少一個物理端口作為非喚醒物理端口，非喚醒物理端口對應的傳輸介質能量消耗狀態為激活，不作為喚醒上層邏輯器件的條件。舉例來說，可以通過在休眠管理模塊中添加預設配置策略來配置喚醒物理端口，也可以配置非喚醒物理端口。非喚醒物理端口包括但不限于上行端口。可以由休眠管理模塊配置一個或多個非喚醒物理端口，構成非喚醒物理端口組，避免非業務傳輸的激活狀態喚醒上層邏輯器件。則通過物理端口檢測傳輸介質的能量消耗狀態的步驟具體可包括根據預設配置策略確定喚醒物理端口，通過喚醒物理端口檢測對應的傳輸介質的能量消耗狀態。該技術方案中，通過非喚醒物理端口組的設計可以很好的屏蔽常激活但空閑端口的設備假激活信息，例如網絡打印機、掃描儀、業務上行口等。實施例五圖5為本發明實施例五提供的數據交換設備低功耗實現裝置的結構示意圖，該裝置包括低功耗控制模塊510和喚醒控制模塊520，其中，低功耗控制模塊510用于識別到設備當前狀態參數滿足預設休眠配置參數時，控制設備中的上層邏輯器件進入低功耗狀態；喚醒控制模塊520用于通過物理端口檢測到傳輸介質的能量消耗狀態為激活時，喚醒設備中的上層邏輯器件進入正常工作狀態。在優選方案中，低功耗控制模塊可具體用于識別到設備的當前時間處于預設休眠時段內時，確定為設備當前狀態參數滿足預設休眠配置參數，控制設備中的上層邏輯器件進入低功耗狀態。對于裝置的不同軟硬件實現方案，低功耗控制模塊還可具體用于識別到設備當前狀態參數滿足預設休眠配置參數時，控制設備中的CPU進入休眠狀態，或降低CPU的工作主頻。在上述技術方案的基礎上，喚醒控制模塊具體可用于通過與物理芯片之間的串行管理接口輪詢識別物理端口的能量探測狀態檢測位，根據識別到的所述能量探測狀態檢測位確定物理端口對應的傳輸介質的能量消耗狀態，當檢測到對應的傳輸介質的能量消耗狀態為激活時，喚醒所述設備中的上層邏輯器件進入正常工作狀態。或者，喚醒控制模塊具體可用于根據預設配置策略確定喚醒物理端口，通過所述喚醒物理端口檢測對應的傳輸介質的能量消耗狀態，當檢測到對應的傳輸介質的能量消耗狀態為激活時，喚醒設備中的上層邏輯器件進入正常工作狀態。該數據交換設備低功耗實現裝置還可進一步包括倒計時喚醒模塊530，如圖5所示。倒計時喚醒模塊530用于在低功耗控制模塊510控制設備中的上層邏輯器件進入低功耗狀態之后，觸發計時操作，當計時值達到設定倒計時值時，喚醒設備中的上層邏輯器件進入正常工作狀態。
本發明實施例所提供的數據交換設備低功耗實現裝置可以執行本發明任意實施 例所提供的數據交換設備低功耗實現方法，具備相應的功能模塊，相當于上述的休眠管理模塊。通過數據交換設備低功耗實現裝置的設置，可以實現數據交換設備根據預設休眠配置參數完成自動檢測進入低功耗狀態，并自動檢測喚醒的能耗節能設計。本發明實施例還提供了一種數據交換設備，包括上層邏輯器件和物理層芯片，物理層芯片設置有物理端口，該設備還包括本發明實施例所提供的數據交換設備低功耗實現
>J-U ρ α裝直。低功耗控制模塊和喚醒控制模塊可集成于CPU中，構成休眠管理模塊，如圖2Β所示，或者，低功耗控制模塊集成在CPU中，喚醒控制模塊集成于喚醒芯片中，與CPU和物理端口分別相連，如圖3Β所示。本發明實施例所提供的技術方案，出發于解決數據交換類網絡設備的空閑時段節能設計，其具良好跨領域應用基礎；只要設備中包含PHY芯片與上層邏輯器件，均可以采用本發明實施例的方案進行相應的空閑檢測與喚醒操作。所以，本發明實施例提供的數據交換設備可以為交換機、路由器、網關或防火墻服務器等。本發明各實施例的技術方案，在休眠模式下，CPU、鏈路交換芯片(Link SwitchingChip,簡稱LSW)等上層邏輯器件均自動進入低功耗狀態、PHY芯片進入能耗探測模式，可以實現數據交換設備在空閑時段等預設條件下的休眠與通過物理端口自動喚醒這一功能，大大降低了設備的耗電量。設備休眠時在物理端口有業務要求時，設備可以自動喚醒不需要現場及人工參與。本領域普通技術人員可以理解實現上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成。前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中。該程序在執行時，執行包括上述各方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。最后應說明的是以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案 的范圍。
權利要求
1.一種數據交換設備低功耗實現方法，其特征在于，包括 識別到設備當前狀態參數滿足預設休眠配置參數時，控制所述設備中的上層邏輯器件進入低功耗狀態； 通過物理端口檢測到傳輸介質的能量消耗狀態為激活時，喚醒所述設備中的上層邏輯器件進入正常工作狀態。
2.根據權利要求I所述的數據交換設備低功耗實現方法，其特征在于，所述通過物理端口檢測傳輸介質的能量消耗狀態包括 根據預設配置策略確定喚醒物理端口，通過所述喚醒物理端口檢測對應的傳輸介質的能量消耗狀態。
3.根據權利要求I或2所述的數據交換設備低功耗實現方法，其特征在于，所述通過物理端口檢測傳輸介質的能量消耗狀態包括 通過與物理芯片之間的串行管理接口輪詢識別所述物理端口的能量探測狀態檢測位； 根據識別到的所述能量探測狀態檢測位確定物理端口對應的傳輸介質的能量消耗狀態。
4.根據權利要求I或2所述的數據交換設備低功耗實現方法，其特征在于，所述識別到設備當前狀態參數滿足預設休眠配置參數包括 識別到所述設備的當前時間處于預設休眠時段內時，確定為所述設備當前狀態參數滿足預設休眠配置參數。
5.根據權利要求I或2所述的數據交換設備低功耗實現方法，其特征在于，所述控制所述設備中的上層邏輯器件進入低功耗狀態至少包括 控制所述設備中的CPU進入休眠狀態，或降低CPU的工作主頻。
6.根據權利要求I或2所述的數據交換設備低功耗實現方法，其特征在于，在控制設備中的上層邏輯器件進入低功耗狀態之后，還包括 觸發計時操作，當計時值達到設定倒計時值時，喚醒所述設備中的上層邏輯器件進入正常工作狀態。
7.一種數據交換設備低功耗實現裝置，其特征在于，包括 低功耗控制模塊，用于識別到設備當前狀態參數滿足預設休眠配置參數時，控制所述設備中的上層邏輯器件進入低功耗狀態； 喚醒控制模塊，用于通過物理端口檢測到傳輸介質的能量消耗狀態為激活時，喚醒所述設備中的上層邏輯器件進入正常工作狀態。
8.根據權利要求7所述的數據交換設備低功耗實現裝置，其特征在于，所述喚醒控制模塊具體用于根據預設配置策略確定喚醒物理端口，通過所述喚醒物理端口檢測對應的傳輸介質的能量消耗狀態，當檢測到所述對應的傳輸介質的能量消耗狀態為激活時，喚醒所述設備中的上層邏輯器件進入正常工作狀態。
9.根據權利要求7或8所述的數據交換設備低功耗實現裝置，其特征在于，所述喚醒控制模塊具體用于通過與物理芯片之間的串行管理接口輪詢識別所述物理端口的能量探測狀態檢測位，根據識別到的所述能量探測狀態檢測位確定物理端口對應的傳輸介質的能量消耗狀態，當檢測到所述對應的傳輸介質的能量消耗狀態為激活時，喚醒所述設備中的上層邏輯器件進入正常工作狀態。
10.根據權利要求7或8所述的數據交換設備低功耗實現裝置，其特征在于，所述低功耗控制模塊具體用于識別到所述設備的當前時間處于預設休眠時段內時，確定為所述設備當前狀態參數滿足預所述設休眠配置參數，控制所述設備中的上層邏輯器件進入低功耗狀態。
11.根據權利要求I或8所述的數據交換設備低功耗實現裝置，其特征在于，還包括 倒計時喚醒模塊，用于在所述低功耗控制模塊控制所述設備中的上層邏輯器件進入低功耗狀態之后，觸發計時操作，當計時值達到設定倒計時值時，喚醒所述設備中的上層邏輯器件進入正常工作狀態。
12.—種數據交換設備，包括上層邏輯器件和物理層芯片，所述物理層芯片設置有物理端口，其特征在于還包括權利要求7-11任一所述的數據交換設備低功耗實現裝置。
13.根據權利要求12所述的數據交換設備，其特征在于所述低功耗控制模塊和喚醒控制模塊集成于CPU中。
14.根據權利要求12所述的數據交換設備，其特征在于 所述低功耗控制模塊集成在CPU中，所述喚醒控制模塊集成于喚醒芯片中，與所述CPU和所述物理端口分別相連。
全文摘要
本發明實施例提供了一種數據交換設備低功耗實現方法及其裝置，該方法包括識別到設備當前狀態參數滿足預設休眠配置參數時，控制設備中的上層邏輯器件進入低功耗狀態；通過物理端口檢測到傳輸介質的能量消耗狀態為激活時，喚醒設備中的上層邏輯器件進入正常工作狀態。本發明實施例可以通過自動檢測設備當前狀態參數來控制數據交換設備中的上層邏輯器件自動進入低功耗狀態，并通過自動檢測物理端口傳輸介質的能量消耗狀態，將其作為外部喚醒信息來使上層邏輯器件自動進入正常工作模式。使得在滿足預設條件時，可以使設備中CPU、網絡處理器和光模塊等上層邏輯器件適當地停止全速工作，得到節能處理。
文檔編號H04L12/10GK102725997SQ201180003822
公開日2012年10月10日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年12月9日
發明者李劍釗, 楊雪仁, 王勇, 肖文 申請人:華為技術有限公司