CN101013340A - 一种降低无线网卡功耗的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低无线网卡功耗的方法，包括：用户手动设置网卡切换工作模式为深度节电模式，或设置网卡自动切换工作模式为深度节电模式；进行模式切换，保存环境信息，从正常工作状态进入深度节电模式，在该模式下，用于网卡唤醒并恢复的电路慢速运行，其它网卡电路关闭或暂停；网卡需要正常工作时，通过用户手动或网卡自动唤醒，退出深度节电模式，恢复正常工作状态。本发明可有效的将无线网卡待机状态的工作电流降低到25mA以内，大大提升了其实用性，并通过合理的逻辑设计，实现了几种工作模式的手动和自动的切换，提升了应用的灵活性和可操作性。
Description
技术领域
本发明涉及一种降低无线网卡功耗的方法，尤其涉及一种对无线网卡进行手动和自动模式切换有效降低网卡功耗的方法。
背景技术
现在各种制式的无线网卡逐渐被广泛应用，其中最为重要的一个应用就是用于便携式计算机上网。此时无线网卡除了本身的上网性能指标外，另一个重要的指标就是其功耗指标。由于多种功能和接口的加入，整个无线网卡***的功耗通常是很大的，正常待机状态下(无用户使用时)，工作电流大约是50-80mA左右，业务状态时则更大。对于同样对功耗非常敏感的便携式计算机来说，这么大的功耗是无法容忍的。因此有必要研究一种有效降低无线网卡功耗的方法，用以减小无线网卡***的功耗水平。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是提供一种降低无线网卡功耗的方法，该方法使无线网卡在待机时有效地减少功耗。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种降低无线网卡功耗的方法，包括如下步骤：
(1)用户手动设置网卡切换工作模式为深度节电模式，或设置网卡自动切换工作模式为深度节电模式；
(2)进行模式切换，保存环境信息，从正常工作状态进入深度节电模式，在该模式下，用于网卡唤醒并恢复的电路慢速运行，其它网卡电路关闭或暂停；
(3)网卡需要正常工作时，通过用户手动或网卡自动唤醒，退出深度节电模式，恢复正常工作状态。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：在所述深度节电模式下，网卡主芯片处于暂停状态，只读存储器处于关闭状态，随机存储器处于等待或自刷新状态，输入输出接口部分处于挂起或关闭状态，时钟部分处于慢速时钟状态，射频部分处于关闭状态。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤(1)中，若设置网卡自动切换工作模式为深度节电模式，则网卡根据自身所处工作状态和用户配置，判断模式切换时机：
若网卡正处于使用中，则网卡自行等待，直到没有应用使用到网卡；
若没有应用使用到网卡，网卡自行开始计时，等待到用户配置的模式切换启动时间到，执行步骤(2)。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤(2)中，进行模式切换，保存环境信息后，还断开与无线网络的连接，提示用户，然后挂起与计算机的通信。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤(2)中，进入深度节电模式包括如下步骤：
(a)禁止所有中断响应；
(b)将只读存储器，输入输出接口部分，射频部分置于关闭或挂起状态；
(c)关闭除必要电路之外的各部分时钟和电源；
(d)设置自动踢狗操作；
(e)设置唤醒中断类型及其相应函数，使能仅响应唤醒中断；
(f)若随机存储器RAM是同步动态随机存储器SDRAM，则根据慢时钟设置自刷新模式；
(g)切换主芯片工作状态，将其置于暂停状态，主芯片的工作时钟改为慢速时钟。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤(d)执行之后，若由网卡自动切换工作模式，则设置唤醒定时器。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤(3)中，若设置网卡自动唤醒，则到达唤醒时间后，启动退出深度节电模式。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤(3)中，退出深度节电模式包括如下步骤：
(A)接收到唤醒中断信号；
(B)切换主芯片工作时钟和工作状态，将其至于正常状态，使用全速时钟工作；
(C)若RAM是SDRAM，则根据全速时钟设置自刷新模式；
(D)取消自动踢狗操作；
(E)禁止所有中断响应；
(F)开启除必要电路之外各部分的时钟和电源；
(G)根据需要，将只读存储器，输入输出接口部分，射频部分置于工作状态；
(H)进入唤醒中断处理程序；
(I)退出唤醒中断处理程序，使之能响应中断。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤(C)执行之后，若由网卡自动切换工作模式，则关闭唤醒定时器。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤(3)中，退出深度节电模式后，还恢复与计算机的通信，恢复之前的环境信息，恢复与无线网络的连接。
本发明可有效的将无线网卡待机状态的工作电流降低到25mA以内，大大提升了其实用性，并通过合理的逻辑设计，实现了几种工作模式的手动和自动的切换，提升了此方法应用的灵活性和可操作性。
附图说明
图1是本发明实施例的自动模式切换流程示意图；
图2是本发明实施例的手动模式切换流程示意图；
图3是本发明实施例的进入深度节电模式流程示意图；
图4是本发明实施例的退出深度节电模式流程示意图。
具体实施方式
一般的无线网卡应用中，业务时间相对较短，网卡连接计算机之后，大部分时间是处于待机状态，此状态下，网卡没有任何实质意义的工作，但其大部分电路都保持着全速运行，消耗了很多不必要的电能。
本实施例使网卡能够根据自身的工作状态，选择性的进入一种深度节电模式中，从而关闭或Halt(暂停)绝大部分的网卡电路，只留下那些对于网卡唤醒并恢复至关重要的电路慢速运行，这样有效的降低了网卡的整体工作电流。
本实施例设计的方法如下：在无线网卡连接计算机之后，用户手动设置网卡切换工作模式为深度节电模式，或设置网卡自动切换工作模式为深度节电模式，此时绝大部分网卡电路进入休眠或关闭状态，并可在需要时是通过用户手动或网卡自动唤醒，快速恢复之前工作状态，从而大大降低网卡***功耗。
为了实现深度节电模式，需要先分析网卡不同状态下，哪些部分在消耗电流。待机状态各个模块的状态及其与业务状态时的对比如表1所示：
表1
| 模块 | 待机状态 | 业务状态 |
| CoreROMRAMIO InterfaceCLK moduleRF | On(Periodically sleep)On(Occasionally)On(active)On(active)Full Speed(active)Off(Periodically On) | On(active)On(Occasionally)On(active)On(active)Full Speed(active)On(active) |
由上表可以看出，待机状态下除了主芯片和射频部分是周期性打开关闭之外，其它部分是和业务状态一样的。但其没有做任何实际意义的工作，这种耗电是不必要的。
本实施例要实现的深度节电模式目的是将所有能够关闭或休眠的电路全部关闭或休眠。总结如表2
表2
| 模块 | 深度节电模式 | 备注 |
| CoreROMRAMIO InterfaceCLK moduleRF | HaltOffStandby(Self-Refresh)Suspend(Off)Slow SpeedOff | 主芯片处于暂停状态只读存储器处于关闭状态随机存储器处于等待或自刷新状态网卡与计算机的输入输出接口部分处于挂起或关闭状态时钟部分处于慢速时钟状态射频部分处于关闭状态 |
本实施例对无线网卡进行手动和自动模式切换方式，其中手动模式切换，是指用户通过计算机侧软件发起手动模式切换，网卡完成模式环境保存和切换等操作，进入深度节电模式，用户需要时，可通过计算机侧软件手动唤醒网卡，恢复之前正常工作的状态；其中自动模式切换，是用户事先通过计算机侧软件配置自动切换的机制(包括何时允许切换和何时唤醒等)，然后由网卡根据自身所处工作状态和用户配置的切换机制，自动判断模式切换时机，完成模式切换和唤醒。
如图1所示，对无线网卡进行自动模式切换，包括以下步骤：
步骤1，用户通过计算机侧软件配置自动切换机制；
步骤2，网卡根据自身所处工作状态和用户配置的切换机制，判断模式切换时机；
步骤3，开始模式切换，保存现有环境数据和状态信息及其他重要信息如网络信息，用户鉴权信息，各任务进程信息等，断开与无线网络的连接；
步骤4，通过计算机侧软件提示用户网卡已进入节电模式，然后挂起与计算机的通信；
步骤5，设置唤醒时间，进行进入深度节电模式相应操作；
步骤6，到达唤醒时间，进行退出深度节电模式相应操作；
步骤7，恢复与计算机的通信连接；
步骤8，恢复之前保存的环境数据和状态信息及其他重要信息，恢复与无线网络的连接，并通过计算机侧软件提示用户网卡已回到正常工作模式。
若用户配置允许进入深度节电模式和自动模式切换机制，网卡会根据自身所处工作状态和用户配置的切换机制，判断模式切换时机：
(1)若网卡正处于使用中(例如上网，收发短信，计算机和网卡有有效数据通信等操作时)，网卡会自行等待，直到没有应用使用到网卡；
(2)若没有应用使用到网卡，网卡会自行开始计时，等待到用户配置的模式切换启动时间，就开始环境保存，断开无线网络连接，提示用户，唤醒时钟启动和模式切换等操作。到达唤醒时间后，自行切换回原有工作模式并恢复与计算机的通信，如可以执行自动收发邮件等任务。
如图2所示，对无线网卡进行手动模式切换，包括以下步骤：
步骤1，用户通过计算机侧软件配置触发模式切换；
步骤2，开始模式切换，保存现有环境数据和状态信息及其他重要信息，断开与无线网络的连接；
步骤3，通过计算机侧软件提示用户网卡已进入节电模式，然后挂起与计算机的通信；
步骤4，进行进入深度节电模式相应操作；
步骤5，若用户进行模式切换，则进行退出深度节电模式相应操作；
步骤6，恢复与计算机的通信连接；
步骤7，恢复之前保存的环境数据和状态信息及其他重要信息，恢复与无线网络的连接，并通过计算机侧软件提示用户网卡已回到正常工作模式。
若用户配置允许进入深度节电模式和手动模式切换机制，网卡会根据用户对计算机侧的操作，进行模式切换：
1.若网卡正处于用户使用中(例如上网，收发短信，计算机和网卡有有效数据通信等操作时)，用户发起模式切换，网卡会终止现有用户应用，并保存相应环境数据，然后进行模式切换。直到用户操作计算机侧软件，选择退出深度节电模式，网卡相应配置并切换回原有模式并恢复于计算机的通信；
2.若用户已停止对网卡的使用，用户发起模式切换，网卡会保存环境数据，然后进行模式切换。直到用户操作计算机侧软件，选择退出深度节电模式，网卡相应配置并切换回原有模式并恢复于计算机的通信；
采用本方法，无线网卡可适应各种正常的工作环境，并可由用户自行配置是否允许进入，如何进入及切换机制等深度节电模式的重要参数。
如图3所示，进入深度节电模式的流程如下：
步骤1，禁止所有中断响应；
步骤2，将ROM，IO Interface，RF置于关闭或挂起状态；
步骤3，关闭除必要电路之外的各部分时钟和电源，此处必要电路指慢速时钟电路，CPU内核慢速运行时启动的电路，USB transceiver(USB收发器)电路，RAM自刷新电路；
步骤4，设置自动踢狗操作；
步骤5，设置唤醒定时器(只在自动模式切换方式设置)；
步骤6，设置相应唤醒中断类型及其相应函数，使能仅响应唤醒中断；
步骤7，若RAM是SDRAM，则根据慢时钟设置自刷新模式；
步骤8，切换主芯片工作时钟和工作状态，将其置于Halt状态，此时使用慢速时钟(例如32.768k)工作。
在深度节电模式下，主芯片和与计算机的接口电路处于挂起状态，此时如何实现唤醒是一个关键的问题。主芯片处于Halt状态时，只会响应中断。与计算机的接口电路处于挂起状态，即使这样它也可以正常的响应计算机侧的基本操作(例如复位，硬件握手等)，传递相应的中断信号给主芯片。
手动切换时，选择一个特定的中断管脚接收接口模块的中断信号，并在深度节电模式中只使能主芯片对此中断的相应，以唤醒主芯片。
自动唤醒操作时，由主芯片设置一个硬件定时器，定时时间结束后，其会触发一个定时器硬件中断，并只使能主芯片对此中断的相应，以唤醒主芯片。
如图4所示，退出深度节电模式的流程如下：
步骤1，接收到唤醒中断信号；
步骤2，切换主芯片工作时钟和工作状态，将其至于正常状态，此时使用全速时钟工作；
步骤3，若RAM是SDRAM，则根据全速时钟设置自刷新模式；
步骤4，关闭唤醒定时器(只在自动模式切换方式设置)；
步骤5，取消自动踢狗操作；
步骤6，禁止所有中断响应，因为若此时有中断出现，会进入相应的中断处理程序；
步骤7，开启除必要电路之外各部分的时钟和电源；
步骤8，根据进入深睡眠之前工作的工作状态设置ROM，IO Interface，RF的工作状态；
步骤9，进入唤醒中断处理程序，主要执行恢复CPU工作环境，恢复各任务流调度机制，恢复网络环境等任务；
步骤10，退出唤醒中断处理程序，使能响应中断，进入正常工作状态。
本发明设计的这种深度节电模式，可有效的将无线网卡待机状态的工作电流降低到25mA以内，大大提升了其实用性，并通过合理的逻辑设计，实现了几种工作模式的手动和自动的切换，提升了此方法应用的灵活性和可操作性。
Claims (10)
1.一种降低无线网卡功耗的方法，包括如下步骤：
(1)用户手动设置网卡切换工作模式为深度节电模式，或设置网卡自动切换工作模式为深度节电模式；
(2)进行模式切换，保存环境信息，从正常工作状态进入深度节电模式，在该模式下，用于网卡唤醒并恢复的电路慢速运行，其它网卡电路关闭或暂停；
(3)网卡需要正常工作时，通过用户手动或网卡自动唤醒，退出深度节电模式，恢复正常工作状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述深度节电模式下，网卡主芯片处于暂停状态，只读存储器处于关闭状态，随机存储器处于等待或自刷新状态，输入输出接口部分处于挂起或关闭状态，时钟部分处于慢速时钟状态，射频部分处于关闭状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，若设置网卡自动切换工作模式为深度节电模式，则网卡根据自身所处工作状态和用户配置，判断模式切换时机：
若网卡正处于使用中，则网卡自行等待，直到没有应用使用到网卡；
若没有应用使用到网卡，网卡自行开始计时，等待到用户配置的模式切换启动时间到，执行步骤(2)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，进行模式切换，保存环境信息后，还断开与无线网络的连接，提示用户，然后挂起与计算机的通信。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，进入深度节电模式包括如下步骤：
(a)禁止所有中断响应；
(b)将只读存储器，输入输出接口部分，射频部分置于关闭或挂起状态；
(c)关闭除必要电路之外的各部分时钟和电源；
(d)设置自动踢狗操作；
(e)设置唤醒中断类型及其相应函数，使能仅响应唤醒中断；
(f)若随机存储器RAM是同步动态随机存储器SDRAM，则根据慢时钟设置自刷新模式；
(g)切换主芯片工作状态，将其置于暂停状态，主芯片的工作时钟改为慢速时钟。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(d)执行之后，若由网卡自动切换工作模式，则设置唤醒定时器。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，若设置网卡自动唤醒，则到达唤醒时间后，启动退出深度节电模式。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，退出深度节电模式包括如下步骤：
(A)接收到唤醒中断信号；
(B)切换主芯片工作时钟和工作状态，将其至于正常状态，使用全速时钟工作；
(C)若RAM是SDRAM，则根据全速时钟设置自刷新模式；
(D)取消自动踢狗操作；
(E)禁止所有中断响应；
(F)开启除必要电路之外各部分的时钟和电源；
(G)根据需要，将只读存储器，输入输出接口部分，射频部分置于工作状态；
(H)进入唤醒中断处理程序；
(I)退出唤醒中断处理程序，使之能响应中断。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤(C)执行之后，若由网卡自动切换工作模式，则关闭唤醒定时器。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，退出深度节电模式后，还恢复与计算机的通信，恢复之前的环境信息，恢复与无线网络的连接。
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