TWI392315B - 網路介面裝置及相關省電方法 - Google Patents

Description

網路介面裝置及相關省電方法

本發明關於一種網路介面裝置，特別是一種具有省電功能之網路介面裝置及其相關省電方法。

一般來說，電子產品或電腦系統等可以經由網路而與其它裝置或設備進行通訊以傳輸資料。為了與網路相連接，這些電子產品都設有一網路介面裝置以作為與網路相連的介面。

由於電子產品在使用時，網路介面裝置可能操作於未連線狀態，或於連線狀態下網路沒有封包在進行傳遞，此時，若網路介面裝置若仍處於高耗電模式，將會造成電力上的浪費。

因此，在先前技術中，為了節省耗電，網路介面裝置在網路處於未連線狀態時，將降低一系統調節器所產生的電壓，以達到省電的目的。然而，先前技術的方式僅透過一個系統調節器來調整工作電壓，將使得工作電壓無法大幅度的降低亦無法完全的關閉系統調節器所產生的工作電壓。因此，即使網路介面裝置操作在未連線狀態時，整體的耗電量仍不盡理想。

鑑於上述，本發明提供一種網路介面裝置，可有效地 節省不必要之功率消耗。

依據本發明之網路介面裝置，係包含一實體層電路，用來接收一網路上之一網路信號；一媒體存取控制層，耦接至該實體層電路，用來處理該實體層電路接收之該網路信號，以輸出一處理信號；一省電管理模組，用來偵測該網路之一封包傳送狀態，以產生一偵測結果，並依據該偵測結果產生一電源控制信號；一第一調節器，耦接至該實體層電路與該媒體存取控制層，用來依據該電源控制信號產生一第一工作電壓至該實體層電路與該媒體存取控制層；以及一第二調節器，耦接至該省電管理模組，用來產生一第二工作電壓至該省電管理模組；其中，當該省電管理模組偵測該網路為一未連線狀態時，該省電管理模組係控制該第一調節器，以使該第一工作電壓小於該第二工作電壓。

本發明的一或更多實施例之細節揭示於附圖中及下述說明中。從說明及圖式、以及申請專利範圍中，將清楚本發明的上述及其它特點、目的、及優點。

於以下詳細說明中，將揭示眾多具體細節以助於完整瞭解本發明。但於此領域具有通常知識者應瞭解，在不使用所述之特定細節，本發明亦可實施。

圖1係為一方塊圖，顯示根據本發明的實施例之具有省電功能的網路介面裝置100。

如圖1所示，網路介面裝置100包含電源管理模組 102、不斷電調節器104、系統調節器106、實體層電路108、媒體存取控制層110。

實體層電路108用以接收網路上之封包，並將所接收之封包傳送給媒體存取控制層110。接著，媒體存取控制層110再將所接收之封包進行解碼，再將處理後之信號傳送給更上層的系統。

系統調節器106接收來自系統的電壓(例如3.3V)並將此系統電壓轉換成網路介面裝置100上各元件所需的工作電壓V1，例如1.2V。不斷電調節器104亦接收來自系統的電壓(例如3.3V)並將此系統電壓轉換成電源管理模組102所需的工作電壓V2，例如1.2V。依據本發明之一實施例，為了能夠達到節省成本之目的，系統調節器106與不斷電調節器104係可設計於同一晶片中，亦即，系統調節器106與不斷電調節器104皆設置於網路介面裝置100中，但是，本發明不限於此，系統調節器106與不斷電調節器104亦可以設計在網路介面裝置100之外。

本發明之網路介面裝置100在正常操作模式時，實體層電路108與媒體存取控制層110之工作電壓V1係由系統調節器106所提供，而在進入省電模式後，系統調節器106將降低工作電壓V1或將斷電而停止操作，此時，不斷電調節器104仍然持續提供工作電壓V2至電源管理模組102中。

在一實施例中，電源管理模組102包含一偵測電路1021以及一控制電路1022。偵測電路1021用來偵測網路上之鍊 結脈衝(Link Pulse)信號來判斷目前網路為連線狀態或是未連線狀態，並輸出一偵側結果DS至控制電路1022。控制電路1022係用以依據偵側結果DS輸出一電源控制信號來控制系統調節器106，以節省網路介面裝置100之功耗。

承接上述，當偵測電路1021偵測網路上無鏈結脈衝信號時，表示網路為未連線狀態，因此，控制電路1022將控制系統調節器106之工作電壓V1，以進入省電模式。反之，當偵測電路1021偵測網路上有鏈結脈衝信號時，表示網路為連線狀態，因此，控制電路1022將回復系統調節器106之工作電壓V1(例如：1.2V)，以進入正常模式。

而為了能夠有效地降低功率消耗，依據一實施例，當網路介面裝置100進入省電模式後，系統調節器106所產生之工作電壓V1與不斷電調節器104所產生之工作電壓V2之電壓差係大於1V。換言之，系統調節器106由原本為1.2V之工作電壓V1降至0.2V以下之工作電壓V1，甚者，系統調節器106可被禁能，不提供工作電壓V2(0V)至實體層電路108與媒體存取控制層110。在系統調節器106被禁能的狀態下，系統調節器106幾乎不秏電，因此，可大幅地降低網路介面裝置100整體的功率消耗。

另外，依據本發明之一實施例，系統調節器106與不斷電調節器104可由不同之電路架構來實現。例如，系統調節器106為可由切換式電壓調節器(Switching Regulator)之電路架構來實現，而不斷電調節器104可由線性式電壓調節器(Linear Regulator)之電路架構來實現。以本發明之一 實施例來說明，當線性式電壓調節器輸出之1.2V工作電壓，其輸出電流很小時，例如：小於10mA時，線性式電壓調節器之功率消耗係小於切換式電壓調節器。因此，當網路介面裝置100進入省電模式後，不斷電調節器104僅有些微的秏電量來提供工作電壓V2至電源管理模組102。如此一來，可省下更多的耗電量。

再者，依據本發明之一實施例，電源管理模組102更可包含一計時器1023來計數系統調節器106之禁能時間。換言之，當系統調節器106之禁能時間大於一預定時間時，控制電路1022係致能系統調節器106，回復供電至實體層電路108，使得實體層電路108定期地發出鏈結脈衝信號給外部裝置，告知外部裝置，網路介面裝置100本身仍處於可連線狀態。

或者，依據本發明之一另實施例，電源管理模組102中係設計一鏈結脈衝信號產生器1024，當系統調節器106之禁能時間大於一預定時間時，該鏈結脈衝信號產生器1024係產生一鏈結脈衝信號至網路上，告知外部裝置，網路介面裝置100本身仍處於可連線狀態。

圖2為一流程圖，顯示本發明網路介面裝置之省電方法之一實施例。

首先，在步驟S200中進行初始化，完成供電、重設及使系統調節器106、不斷電調節器104之致能。

接著，進入步驟S210，供電給實體層電路108與媒體存取控制層110以進行偵測網路連線狀態及自動協商 (auto-negotiation)程序。若偵測網路為連線狀態且在自動協商程序成功之後，則進入步驟220，執行正常的網路連線模式。或者，在步驟S210中，若偵測網路為未連線狀態時，則進入步驟S230。在步驟S220中，在正常連線模式期間因偵測到連線失敗(Link fail)時，進入步驟S230。

在步驟S230中，由於網路為未連線狀態，所以，網路介面裝置100係進入省電模式。因此，在此步驟S230中，網路介面裝置100中之系統調節器106將停止供電給實體層電路108與媒體存取控制層110，但不斷電調節器104仍保持供電給電源管理模組102，維持其操作。

接著，進入步驟S240，偵測電路1021持續偵測網路上之鍊結脈衝信號，以及啟動計時器1023。假使偵測電路1021偵測到網路上有鍊結脈衝信號時，代表網路要恢復連線，所以，進入步驟S250，以致能系統調節器106並接著回至步驟S210。

假使在步驟S240中，計時器1023的計數值到達預定時間，則進入步驟S260，傳送鏈結脈衝信號，以告知網路上的其它裝置，本身仍處於可連線狀態。在此步驟中，傳送鏈結脈衝之後，如果偵測電路1021偵測到網路網路上有活動時，則代表要恢復網路連線，因而回至步驟S210，若網路上無活動時，則代表仍處於未連線且仍要在省電模式下操作，故回至步驟S230，而重複步驟S230後之操作。

在步驟S260中，依據一實施例，可藉由控制電路1022致能系統調節器106，透過實體層電路108來產生鏈結脈衝 至網路上。依據另一實施例，步驟S260亦可透過鏈結脈衝信號產生器1024來產生鏈結脈衝至網路上。但本發明並不以此為限。

由上述可知，本發明應用了兩個的調節器於網路裝置100中。其中一調節器為一可致能及禁能之系統調節器106，用以供電至實體層電路108與媒體存取控制層110；另一調節器為一不斷電調節器104，用以供應一不斷電之電源至電源管理模組102。如此一來，當網路裝置100操作於省電模式時，耗電量較大的系統調節器106將被關閉而不操作，因而大幅地降低功率消耗。同時，以不斷電調節器104提供電源給電源管理模組102以繼續偵測網路之封包傳送狀態，以及定期地發出鏈結脈衝信號給外部裝置，以告知外部裝置，網路介面裝置100本身仍處於可連線狀態。如此一來，相較於先前技術，更可有效地節省不必要之功率消耗。

雖然已於前述說明書中說明本發明的較佳實施例，但是，上述說明僅為說明之用且不應被解譯為限定本發明之範圍，習於此技藝者在不悖離本發明的精神之下，可以執行很多修改、替代，後附之申請專利範圍係涵蓋所有這些落在本發明範圍及精神之內的修改、替代及均等性。

100‧‧‧網路介面裝置

102‧‧‧電源管理模組

104‧‧‧不斷電調節器

106‧‧‧系統調節器

108‧‧‧實體層電路

110‧‧‧媒體存取控制層

1021‧‧‧網路鏈結偵測裝置

1022‧‧‧控制電路

1023‧‧‧計時器

1024‧‧‧鏈結脈衝信號產生器

圖1顯示根據本發明具有省電功能之網路介面裝置；以及 圖2是流程圖，顯示本發明網路介面裝置之省電方法之一實施例。

100‧‧‧網路介面卡

102‧‧‧電源管理模組

104‧‧‧不斷電調節器

106‧‧‧系統調節器

108‧‧‧實體層電路

110‧‧‧媒體存取控制層

1021‧‧‧偵測電路

1022‧‧‧控制電路

1023‧‧‧計時器

1024‧‧‧鏈結脈衝信號產生器

Claims (20)

1. 一種網路介面裝置，包含：一實體層電路，用來接收一網路上之一封包；一媒體存取控制層，耦接至該實體層電路，用來處理該實體層電路接收之該封包，以輸出一處理信號；一省電管理模組，用來偵測該網路之一狀態，以產生一偵測結果，並依據該偵測結果產生一電源控制信號；一第一調節器，耦接至該實體層電路與該媒體存取控制層，用來依據該電源控制信號產生一第一工作電壓至該實體層電路與該媒體存取控制層；以及一第二調節器，耦接至該省電管理模組，用來產生一第二工作電壓至該省電管理模組；其中，當該省電管理模組偵測該狀態為一未連線狀態時，該省電管理模組係控制該第一調節器，以使該第一工作電壓小於該第二工作電壓。
2. 如申請專利範圍第1項之網路介面裝置，其中，當該網路為該未連線狀態時，該第一調節器所產生之該第一工作電壓與該第二調節器所產生之該第二工作電壓之一電壓差至少大於一1V。
3. 如申請專利範圍第1項之網路介面裝置，其中，當該網路為該未連線狀態時，該省電管理模組係禁能該第一調節器，以停止輸出該第一工作電壓至該實體層電路與該媒體存取控制層。
4. 如申請專利範圍第1項之網路介面裝置，其中，該省電管理模組更包含：一計時器，用以計數該第一調節器之一禁能時間；一鏈結脈衝信號產生器，耦接至該計時器，用以依據該禁能時間以輸出一鏈結脈衝信號；其中，當該禁能時間大於一預定時間後，該鏈結脈衝信號產生器係產生該鏈結脈衝信號至該網路上。
5. 如申請專利範圍第1項之網路介面裝置，其中，該第二調節器為一不斷電調節器。
6. 如申請專利範圍第1項之網路介面裝置，其中，該第一調節器與該第二調節器係設置於同一晶片中。
7. 如申請專利範圍第1項之網路介面裝置，其中，該第一調節器與該第二調節器之電路架構不同。
8. 如申請專利範圍第1項之網路介面裝置，其中，該第一調節器為一切換式電壓調節器(Switching Regulator)，以及該第二調節器為線性式電壓調節器(Linear Regulator)。
9. 如申請專利範圍第1項之網路介面裝置，其中，該第一調節器與該第二調節器之功率消耗不同。
10. 如申請專利範圍第1項之網路介面裝置，其中，該第二調節器之功率消耗小於該第一調節器之功率消耗。
11. 如申請專利範圍第1項之網路介面裝置，其中，當該網路之該狀態為一連線狀態時，該第一調節器所產生之該第一工作電壓與該第二調節器所產生之該第二工作電壓相同。
12. 如申請專利範圍第11項之網路介面裝置，其中，該第一工作電壓與該第二工作電壓係為1.2V。
13. 一種省電方法，適用於一網路介面裝置，該網路介面裝置包含一實體層電路、一媒體存取控制層、一省電管理模組、一第一調節器以及一第二調節器，該省電方法包括：藉由該實體層電路，接收一網路上之一封包；藉由該媒體存取控制層，處理該實體層電路接收之該封包，以輸出一處理信號；藉由該省電管理模組，偵測該網路之一狀態，以產生一偵測結果，並依據該偵測結果產生一電源控制信號；藉由該第一調節器，依據該電源控制信號產生一第一工作電壓至該實體層電路與該媒體存取控制層；以及藉由該第二調節器，產生一第二工作電壓至該省電管理模組；其中，當該省電管理模組偵測該網路為一未連線狀態時，該省電管理模組係控制該第一調節器，以使該第一工作電壓小於該第二工作電壓。
14. 如申請專利範圍第13項之省電方法，其中，當該網路為該未連線狀態時，該第一調節器所產生之該第一工作電壓與該第二調節器所產生之該第二工作電壓之一電壓差至少大於一1V。
15. 如申請專利範圍第13項之省電方法，其中，當該網路為該未連線狀態時，該省電管理模組係禁能該第一調節器，以停止輸出該第一工作電壓至該實體層電路與該媒體存取控制層。
16. 如申請專利範圍第13項之省電方法，更包含：計數該第一調節器之一禁能時間；依據該禁能時間以輸出一鏈結脈衝信號至該網路上。
17. 如申請專利範圍第13項之省電方法，其中，該第二調節器為一不斷電調節器。
18. 如申請專利範圍第13項之省電方法，其中，該第一調節器為一切換式電壓調節器(Switching Regulator)，以及該第二調節器為線性式電壓調節器(Linear Regulator)。
19. 如申請專利範圍第13項之省電方法，其中，該第一調節器與該第二調節器之功率消耗不同。
20. 如申請專利範圍第13項之省電方法，其中，該第二調節器之功率消耗小於該第一調節器之功率消耗。