CN1509041B - 用于以太网连接协议的方法与设备 - Google Patents

Abstract

以太网连接协议根据一些实施例，根据与功率相关的配置来确定以太网链路速度，并以所述链路速度协商以太网链路。实施例还包括确定是否启用功率保存协议，和/或由以太网控制器实现该协议。

Description

用于以太网连接协议的方法与设备

背景技术

在多数电子系统的设计中，功耗是一个重要因素。通常，消耗少量功率的系统产生的热量比消耗大量功率的系统产生的热量要少。因此，高功率系统需要比低功率系统更强力的散热技术。这种技术通常会增加使用该技术的系统的成本和复杂性，而这会使该系统的效率降低。 

在诸如电池供电的膝上型电脑或手持计算设备的本地供电系统中，功耗是尤其值得关注的。这些设备的功能性极大地依赖于使用单个移动电源在延长期间内的工作能力。因此，这些设备功耗的降低将导致它们的功能性的直接增加。 

根据在电气和电子工程师协会(IEEE)802.3标准下的当前以太网协议，两个通信设备可以不时地在“链路连接”和“链路断开”状态之间进行转换。当重新连接时，这些设备建立一条在每个设备都支持的最高链路速度上的以太网链路。然而，由于功耗随着链路速度的增加而增加，所以这些协议产生的功耗经常是难以接受的。 

附图说明

图1是根据一些实施例的系统图。 

图2是根据一些实施例的处理步骤的流程图。 

图3是结合一些实施例使用的配置信息的表格显示。 

图4是结合一些实施例使用的配置信息的表格显示。 

图5是根据一些实施例的以太网卡的示意图。 

具体实施方式

图1是根据一些实施例进行通信的两个设备的示意图。设备10和20可以分别包含能够通过以太网协议在物理链路30上进行通信的任何设备。这样的设备包括以太网控制器、主板、扩展卡、线路卡、个人计算机、个人数字助理、蜂窝电话、公共电话亭、集线器和交换机，但不限于此。 

在一些实施例中，设备10根据与功率相关的配置来确定以太网链路速度，并且与设备20以确定的链路速度协商一条以太网链路。与传统的以太网协议相反，该链路速度可以低于由设备10和20支持的链路速度。下面将参考图2对根据几个特定实施例的操作细节进行描述。 

虽然，物理链路30被显示为直接连接，但是在设备10和20之间可以存在任意数目个物理元件。更具体地说，链路30可以包括用于通过以太网协议传送数据的任意数目个不同系统之中的一个或多个系统，其中所述的以太网协议包括局域网(LAN)和城域网(MAN)。而且，物理链路30可以包含一个或多个用于传送数据的可读媒体，包括同轴电缆、双绞线、光纤、射频和红外线等等。 

图2是根据一些实施例的处理步骤200的流程图。处理步骤200可以由设备10或者20中的任一个加以执行。处理步骤200可以由硬件、软件或者固件的结合来实现。在一些实施例中，处理步骤200可以由以太网控制器的硬件来实现，而在另外一些实施例中，处理步骤200由执行本地或远程存储的微控制器代码的微控制器来实现。上面的叙述将假设处理步骤200正由设备10执行。 

在处理步骤200之前，设备10处于“链路断开”状态。该“链路断开”状态表明该设备10不检测来自链路30上的任意对方的以太网格式的信令。该状态可能是由以下原因产生的：设备10从链路30上物理断开；传输错误；或其他状态。在“链路断开”状态中，设备10确定通过链路30与设备20进行通信。该确定可以是基于该设备10接收的指令或者其他信号的。 

接着，在处理步骤200的步骤201中检测以太网链路。步骤201可以包含检测由连接到物理链路30上的对方发送的能量脉冲。如以太网规格所定义的，这些脉冲表明链路对方能够建立以太网通信链路。一旦该链路被检测到，则流程进入到步骤202。 

在步骤202中，设备10确定是否可以启用功率保存协议(power-conserving protocol)。功率保存协议可以使用任何现存的或今后公知的系统来用于配置设备。当该设备10是以太网控制器时，可以通过将相应的信号加到设备10的外部引脚上来启用该协议。然后在步骤202中对该引脚进行抽样，从而确定该协议是否被启用。在一些实施例中，软件驱动器在设备10的启动期间设定一个包含功率保存协议的配置。 

在一些实施例中，将配置信息存储在非易失性可编程存储器中。图3是表示用于设备10的、可以存储在这样的存储器中的配置信息40的表格。结合任何当前或者今后公知的用于管理配置信息的系统，可以保留并使用配置信息40。根据一个系统，可以将配置信息40的一个或者多个字段硬接线到设备10中。 

说明性实施例的配置信息40包括几个字段。支持的速度的字段41表明由设备10支持的以太网链路速度，协议标记字段42表明功率保存协议是否在设备10中被启用。因此，协议标记字段42可以在步骤202中用来确定功率保存协议是否被启用。 

初始链路速度字段43和优选公共链路速度字段44与在此描述的功率保存协议的一些实施例有关。初始链路速度字段43规定设备10试图根据功率保存协议建立以太网链路的初始链路速度，优选的公共链路速度字段44表示当不能以初始链路速度建立链路时该设备10试图建立以太网链路的链路速度。配置信息40的用途将在下面进行更详细地描述。 

作为对比，图4显示了根据一些实施例的设备20的配置信息50的表格形式。配置信息50包含字段51到54，它们对应于配置信息40的具有同样名称的字段。如图所示，设备20支持的链路速度与设备10所支持的链路速度相同。然而，在设备20中没有启用功率保存协议，即使它可以被启用，它的初始链路速度和优选公共链路速度也与设备10的不同。 

如果确定功率保存协议没有启用，则在步骤203中利用传统以太网协议在设备10和20之间建立以太网链路。使用图3的特定例子，如果字段42的值等于“OFF”，就可以做出这样的确定。如果功率保存协议被启用(字段42为“ON”)，则流程继续到步骤204。 

在步骤204中，设备10确定一个初始链路速度。该初始链路速度可以基于配置信息40的字段43或以其他任何方式来确定。该初始链路速度可以是设备10所支持的最低链路速度、设备10所使用的最终链路速度，或者其他任何链路速度。在这点上，初始链路速度取决于现存条件可以是固定值或变量值。因此，周期性更新地配置信息40，从而反映新的初始链路速度，或者仅仅提供一个指向存储位置的指针，从所指的存储位置中可以确定初始链路速度。 

在一些实施例中，初始链路速度可以比设备10和设备20都支持的第二链路速度低。相反，根据传统以太网协议，可以以第二速度在设备10和设备20之间建立以太网链路。由于设备10和20在初始链路速度的功耗要比在第二链路速度的功耗低，所以一些实施例提供了功率保存。 

在步骤205，与设备20使用传统以太网协议执行自动协商。在补充IEEE802.3标准的802.3u快速以太网的第28条中第一次定义了自动协商，后来第28条发展为包含了绞合电缆所支持的所有三种以太网速度。最近在IEEE802.3标准中增加了对于光缆上的自动协商(第37条)和千兆比特速度的自动协商(第40.5条)的定义。通常，设备使用自动协商来检测在链路对方中存在的各种模式，并对自己的能力进行通告以便自动配置相互操作的最高性能模式。在该范例中，设备10通告初始链路速度，但不通告它所支持的任何其他链路速度。 

如果设备20也支持初始链路速度，则自动协商将会成功地以初始链路速度来建立以太网链路。因此在步骤206中，设备10确定自动协商成功，此后处理步骤200终止。随后设备10可以使用以太网协议在已建立的以太网链路上与设备20进行通信。 

如果在步骤206中确定自动协商没有成功，则流程进行到步骤207来确定公共链路速度。因为自动协商协议，当处理步骤200到达步骤207时，设备10将接收由设备20支持的(并且在配置信息50的字段51中指定的)链路速度。因此，设备10在步骤207根据在配置信息40的字段41中指定的链路速度和从设备20中接收的支持的链路速度来确定它自己和设备20所支持的公共链路速度。 

在步骤207的一些实施例中，设备10按照在配置信息40的字段44中指定的速度来确定它的优选公共链路速度。然后，设备10确定优选公共链路速度是否被设备20支持。如果是，则在步骤207中确认的公共链路速度等于优选公共链路速度。正如对于设备10的初始链路速度的描述，优选公共链路速度可以是根据配置信息40的字段44或以其他方式确定的。该优选公共链路速度可以是一个由设备10支持的次高(与初始链路速度相比)链路速度、等于设备20所支持的最低链路速度的变量值、或者其他任何链路速度。因此，配置信息40可以周期性地更新，从而反映新的优选公共链路速度，或者仅仅提供一个指 向存储位置的指针，从该存储位置中可以确定优选公共链路速度。 

在步骤208中，设备10使用确定的公共链路速度来完成自动协商。在一些实施例中，设备10通过通告确定的公共链路速度而不通告其他链路速度来完成自动协商。因为设备20也支持公共链路速度，所以步骤208将以公共链路速度在设备10和设备20之间建立以太网链路。因此，处理步骤200在步骤208之后结束。 

图5是根据一些实施例的系统方框图。系统60包括一个扩充卡，该扩充卡包括设备10、网络接口70和主机数据总线接口80。根据所描述的实施例，设备10包含以太网控制器，该太网控制器向主机设备提供支持以太网的物理层和媒体访问控制层。网络接口70与设备10相连来提供设备10与以太网网络相互之间的数据传输。网络接口70可以给任意的一个或多个类型的以太网网络提供一个接口，所述的以太网网络包括10Mbps、100Mbps和1000Mbps(千兆比特)网络，但不限于此。设备10也连接到主机数据总线接口80以允许通过例如PCI等接口与主机设备进行通信。 

图5的设备10可以包括以太网控制器的任何实施。例如，设备10可以包括用于执行存储在位于设备10、卡60或别处的存储器中的控制器代码的微控制器。设备10也可以提供以太网网络接口，从而排除对网络接口70的任何需要。相似的，设备10可以包含提供与主机数据总线接口80相似的功能的主机数据总线接口。 

因此，实施例可以提供比传统以太网协议更有效的功率管理。 

这里所描述的几个实施例仅仅是为了说明。实施例包括任何可以提供与上面所述功能相似的当前或者将来会公知的元件。因此，本领域普通技术人员可以从该说明中认识到，各种修改或者替换的其他实施例都是可以实行的。 

Claims (20)

1.一种用于以太网连接协议的方法，包括：

检测以太网链路；

确定是否启用了功率保存协议；

如果启用了功率保存协议，则确定与第一通信设备相关联的初始链路速度；

使用所述初始链路速度，执行与第二通信设备的自动协商；

确定所述自动协商是否成功；

如果所述自动协商成功，则以所述初始链路速度建立所述第一通信设备和所述第二通信设备之间的以太网链路；

否则

确定所述第一通信设备和所述第二通信设备均支持的公共链路速度，以及

以所述公共链路速度建立所述第一通信设备和所述第二通信设备之间的以太网链路。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述初始链路速度是基于所述第一通信设备的配置信息确定的。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述初始链路速度是所述第一通信设备支持的最低链路速度。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述配置信息被周期性地更新。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述初始链路速度低于使用传统以太网协议在所述第一通信设备和所述第二通信设备之间建立以太网链路所采用的链路速度。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：如果未启用功率保存协议，则使用传统以太网协议建立所述第一通信设备和所述第二通信设备之间的以太网链路。

7.根据权利要求1所述的方法，其中执行所述自动协商包括将所述初始链路速度通告给所述第二通信设备。

8.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述自动协商是否成功包括确定所述第二通信设备是否也支持所述初始链路速度。

9.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述第一通信设备和所述第二通信设备均支持的公共链路速度包括：

由所述第一通信设备接收所述第二通信设备支持的链路速度；

基于所述第一通信设备支持的链路速度和所接收的链路速度来确定公共链路速度。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一通信设备支持的链路速度包括所述第一通信设备的配置信息中指定的链路速度。

11.一种第一通信设备，包括：

检测以太网链路的装置；

确定是否启用了功率保存协议的装置；

如果启用了功率保存协议，则确定与该第一通信设备相关联的初始链路速度的装置；

使用所述初始链路速度，执行与第二通信设备的自动协商的装置；

确定所述自动协商是否成功的装置；

如果所述自动协商成功，则以所述初始链路速度建立所述第一通信设备和所述第二通信设备之间的以太网链路的装置；

如果所述自动协商不成功，则确定所述第一通信设备和所述第二通信设备均支持的公共链路速度和以所述公共链路速度建立所述第一通信设备和所述第二通信设备之间的以太网链路的装置。

12.根据权利要求11所述的第一通信设备，其中所述初始链路速度是基于所述第一通信设备的配置信息确定的。

13.根据权利要求11所述的第一通信设备，其中所述初始链路速度是所述第一通信设备支持的最低链路速度。

14.根据权利要求12所述的第一通信设备，其中所述配置信息被周期性地更新。

15.根据权利要求11所述的第一通信设备，其中所述初始链路速度低于使用传统以太网协议在所述第一通信设备和所述第二通信设备之间建立以太网链路所采用的链路速度。

16.根据权利要求11所述的第一通信设备，还包括：如果未启用功率保存协议，则使用传统以太网协议建立所述第一通信设备和所述第二通信设备之间的以太网链路的装置。

17.根据权利要求11所述的第一通信设备，其中执行所述自动协商的装置包括将所述初始链路速度通告给所述第二通信设备的装置。

18.根据权利要求11所述的第一通信设备，其中确定所述自动协商是否成功的装置包括确定所述第二通信设备是否也支持所述初始链路速度的装置。

19.根据权利要求11所述的第一通信设备，其中确定所述第一通信设备和所述第二通信设备均支持的公共链路速度的装置包括：

接收所述第二通信设备支持的链路速度的装置；

基于所述第一通信设备支持的链路速度和所接收的链路速度来确定公共链路速度的装置。

20.根据权利要求19所述的第一通信设备，其中所述第一通信设备支持的链路速度包括所述第一通信设备的配置信息中指定的链路速度。

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