降低网络能耗相关申请的交叉引用
本申请要求由Tazebay等人于2014年4月7日提交的题为“Systemand
MethodforEnergyEfficiencyforAutomotivePartialNetworking”的美国临
时专利申请61/976,468的权益和优先权，通过引用将申请的全文并入本文
中。
技术领域
本公开总体上涉及降低网络应用中的能耗，包括但不限于汽车网络应
用。
背景技术
减少能耗是很多网络应用的目标。竞争目标是快速响应时间。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种装置，包括：物理接口，被配置
用于电气连接至通信信道；以及电路，被配置为：检测在所述物理接口处
接收的能量；等待预定时长直至时隙(timeslot)开始；针对来自所述通
信信道的预定义图案(pattern)在所述时隙期间监控所述物理接口；以及
在检测到所述预定义图案时，将所述装置转换到增大功率模式
(increased-powermode)。
其中，所检测到的在所述物理接口处接收的能量是随机能量。
该装置进一步包括无源能量检测器(passiveenergydetector)，所述无
源能量检测器被配置为检测在所述物理接口处接收的能量。
其中，所检测到的在所述物理接口处接收的能量包括图案。
该装置进一步包括图案检测器(patterndetector)，所述图案检测器被
配置为检测在所述物理接口处接收的能量以及所述预定义图案。
该装置进一步包括：无源能量检测器，所述无源能量检测器被配置为
检测在所述物理接口处接收的能量；以及图案检测器，被配置为检测所述
预定义图案。
所述电路进一步被配置为在检测到在所述物理接口处接收的能量时
激活所述图案检测器。
其中，针对所述预定义图案在所述时隙期间监控所述物理接口包括在
检测到所述预定义图案时通过所述物理接口发送确认(acknowledgment)。
其中，所述时隙是数量为n的时隙，其中，所述预定义图案被分成在
分布在所述数量为n的时隙的对应时隙内的图案部分，并且其中，针对所
述预定义图案在所述时隙期间监控所述物理接口包括针对分布在n个时隙
内的对应图案部分在所述n个时隙期间监控所述物理接口。
其中，针对所述预定义图案在所述时隙期间监控所述物理接口包括在
检测到所述图案部分中的一个时通过所述物理接口发送确认。
根据本发明的另一个方面，提供了一种方法，包括：检测来自通信信
道的在物理接口装置(physicalinterfacedevice)(PHY)处接收的能量；等
待预定义的时长直至时隙开始；启动图案检测；将在所述时隙期间在所述
PHY处检测到的图案与针对所述时隙的预期图案进行比较；在所检测到的
图案与所述预期图案相同的情况下唤醒所述PHY，并且在所检测到的图案
与所述预期图案不同的情况下转换到减小功率模式(reduced-powermode)。
其中，检测在所述PHY处接收的能量包括将所述能量与所述预期图
案进行比较。
其中，检测在所述PHY处接收的能量包括将所述能量与阈值进行比
较。
其中，所述时隙是数量为n的时隙，其中，所述预期图案被分成在分
布在所述数量为n的时隙的对应时隙内的预期图案部分，其中，将在所述
时隙期间在所述PHY处检测到的图案与针对所述时隙的所述预期图案进
行比较包括将在所述n个时隙中接收的图案部分与所述n个时隙的所述预
期图案进行比较。
其中，所述数量n大于或等于3。
该方法进一步包括在确定至少一个所接收到的图案部分与对应的预
期图案部分相匹配时通过所述通信信道提供确认。
其中，所述通信信道包括单个的双绞线。
其中，所述通信信道包括无屏蔽的单个双绞线。
根据本发明的另一个方面，提供了一种方法，包括：通过经由双绞线
电缆耦接至第二物理层装置的第一物理层装置检测所述双绞线电缆上的
能量图案；在响应于所检测到的能量图案完成所述第一物理层装置的功率
模式转换之前，将通知传输给媒体访问控制单元；以及通过所述媒体访问
控制单元响应于所述通知发送信号至第三物理层装置。
该方法进一步包括在用信号发送所述通知之后，在预期的时隙内检测
所述双绞线电缆上的图案，并且启动所述第一物理层装置的功率模式转
换。
附图说明
通过参阅结合附图进行的详细描述，本公开的各种目标、方面、特征
以及优点变得更加显而易见并且更好理解，其中，相似的参考字符在全文
中表示相应的部件。在图中，相似的参考数字总体上表示相同的、在功能
上相似的和/或在结构上相似的部件。
图1A为汽车通信网络的实例的表示。
图1B为通信网络的实例的表示。
图2A为计算装置的实例的方框图。
图2B为计算装置的实例的方框图。
图3为汽车通信网络的实例的表示。
图4为另一个汽车通信网络的表示。
图5为表示两级能量检测技术的示图。
图6为功率模式转换信令序列的实例的时序图。
具体实施方式
下面详细地讨论了各种实施方式。虽然讨论了具体实施方式，但是应
理解的是，这仅仅为了说明的目的。在相关领域的技术人员会认识到，在
不背离本公开的精神和范围的情况下，可以使用其他元件和配置。
在普遍存在的应用中，使用通信网络。在考虑能量(energy-conscious)
的环境中，实现这些应用中的一些应用；在考虑响应时间
(response-time-conscious)的环境中，实现这些应用中的一些应用；在考
虑能量和考虑响应时间的环境中，实现这些应用中的一些应用，这造成冲
突的目标。例如，在考虑能量的环境中，目前未使用的装置或功能可以放
入减小功率模式内；然而，与考虑响应时间的环境所允许的时间相比，可
以花费更多的时间从减小功率模式中出来。
功率模式包括但不限于全功率、部分睡眠、睡眠、深度睡眠以及关闭
模式。在这个背景下，减小功率模式表示节点、功能、装置或电子模块从
第一功率模式转换到第二功率模式，其中，在第二功率模式中的各个节点、
功能、装置或电子模块消耗更少的功率。在这个背景下，增大功率模式表
示节点、功能、装置或电子模块从第一功率模式转换到第二功率模式，其
中，在第二功率模式中的各个节点、功能、装置或电子模块消耗更多的功
率。因此，例如，电子模块转换到增大功率模式的引用表示在电子模块内
的节点、功能或装置或者电子模块本身转换到增大功率模式。同样，例如，
电子模块转换到减小功率模式的引用表示在电子模块内的节点、功能或装
置或者电子模块本身转换到减小功率模式。在功率模式之间的转换是在两
个连续的功率模式(例如，深度睡眠和睡眠、或全功率和部分睡眠)之间
的转换，可替换地，在功率模式之间的转换是在两个非连续的功率模式(例
如，部分睡眠到关闭、或者睡眠到全功率)之间的转换。
在本申请中描述了一种适合于考虑能量的以及考虑响应时间的环境
的技术以及考虑能量和考虑响应时间这两者的环境。
通过非限制性实例描述的这样一种组合的环境是在汽车环境中的通
信网络。这种网络允许在不同的电子模块内在各种功能之间进行通信。在
一个或多个实施方式中，并且通过实例，汽车网络包括在导航、远程信息
处理、摄像头、娱乐(例如，电视、无线电、CD以及DVD，并且包括后
座娱乐系统(RSE))以及其他功能之间的通信。在一个或多个实施方式
中，在改进的响应时间为用户提供改进的体验时，面向用户的功能(例如，
这些功能)受益于改善的响应时间。然而，甚至在未使用时，这些和其他
面向用户的功能消耗能量。在汽车环境中珍惜能量效率。例如，在电动车
辆中尤其珍惜能量效率。未使用的功能通常被转换为减小功率模式，以减
少能耗；然而，如上所述，在一个或多个实施方式中，需要时间从减小功
率模式中出来，该时间可能超过用户期望，从而可能降低用户体验。因此，
在这个实例汽车网络的一个或多个实施方式中，具有改进的响应时间和能
量效率的竞争目标。
考虑用于汽车环境中的一种网络是高速以太网。在一个或多个实施方
式中，由于UTP具有比较成本效益以及在恶劣环境(例如，汽车环境)
中具有长寿命，所以对在无屏蔽的单个双绞线(UTP)电缆之上的高速以
太网的实施方式感兴趣。由于UTP未屏蔽，所以在一个或多个实施方式
中，在电缆中具有电气噪音(例如，电磁干扰、串音以及其他电气噪音)。
在本公开中描述的技术解决了在通信网络中的改善的响应时间和能
量效率的竞争目标，同时考虑一个或多个实施方式处于电气噪音的环境
中。
在一方面中，一种装置包括：物理接口，被配置用于与通信信道电气
连接；以及电路，被配置为检测在所述物理接口处接收的能量；等待预定
时长直至时隙开始；在时隙期间，为通信信道的预定义图案监控物理接口；
并且在检测预定义图案时，使所述装置转换到增大功率模式。
在一个或多个实施方式中，所检测到的在所述物理接口处接收的能量
是随机能量。
在一个或多个实施方式中，所述装置进一步包括无源能量检测器，该
无源能量检测器被配置为检测在所述物理接口处接收的能量。在一个或多
个实施方式中，所检测到的在所述物理接口处接收的能量包括图案。
在一个或多个实施方式中，所述装置进一步包括图案检测器，该图案
检测器被配置为检测在所述物理接口处接收的能量以及预定义图案。
在一个或多个实施方式中，所述装置进一步包括：无源能量检测器，
被配置为检测在所述物理接口处接收的能量；以及图案检测器，被配置为
检测预定义图案。在一个或多个实施方式中，所述电路进一步被配置为在
检测在所述物理接口处接收的能量时激活所述图案检测器。
在一个或多个实施方式中，针对预定义图案在时隙期间监控物理接口
包括在检测预定义图案时通过物理接口发送确认。
在一个或多个实施方式中，时隙是数量为n的时隙，其中，预定义图
案被分成分布在数量为n的时隙的对应时隙内的图案部分，并且其中，针
对预定义图案在时隙期间监控物理接口包括针对分布在n个时隙内的对应
图案部分在n个时隙期间监控物理接口。
在一个或多个实施方式中，在时隙期间为预定义图案监控物理接口包
括在检测到一个图案部分时通过物理接口发送确认。
在一方面中，一种方法包括：检测来自通信信道的在物理接口装置
(PHY)处接收的能量；等待预定义的时长直至时隙开始；启动图案检测；
并且将在时隙期间在PHY处检测到的图案与针对时隙的预期图案进行比
较。该方法进一步包括在所检测的图案与预期图案相同的情况下唤醒
PHY，并且在所检测的图案与预期图案不同的情况下转换到减小功率模
式。
在一个或多个实施方式中，检测在PHY处接收的能量包括比较所述
能量和预期图案。
在一个或多个实施方式中，检测在PHY处接收的能量包括比较所述
能量和阈值。
在一个或多个实施方式中，时隙是数量为n的时隙，其中，预期图案
被分成在分布在数量为n的时隙的对应时隙内的预期图案部分，其中，将
在时隙期间在物理接口装置处检测到的图案与针对所述时隙的所述预期
图案进行比较包括将在所述n个时隙中接收的图案部分与n个时隙的所述
预期图案进行比较。在一个或多个实施方式中，所述数量n大于或等于3。
在一个或多个实施方式中，该方法进一步包括在确定至少一个接收的图案
部分与相应的预期图案部分匹配时通过通信信道提供确认。
在一个或多个实施方式中，所述通信信道包括单个双绞线。
在一个或多个实施方式中，所述通信信道包括无屏蔽的单个双绞线。
在一方面中，一种方法包括：通过经由双绞线电缆耦接至第二物理层
装置的第一物理层装置检测所述双绞线电缆上的能量图案；在响应于所检
测到的能量图案完成所述第一物理层装置的功率模式转换之前，将通知传
输给媒体访问控制单元；以及通过所述媒体访问控制单元响应于所述通知
发送信号至第三物理层装置。
在一个或多个实施方式中，该方法进一步包括在用信号发送所述通知
之后，在预期的时隙内检测所述双绞线电缆上的图案，并且启动所述第一
物理层装置的功率模式转换。
图1A为在汽车环境中的通信网络的一个实例的表示。在一个或多个
实施方式中，具有多个电子模块；一个或多个网络节点在电子模块中实现；
一个或多个电子模块具有多个功能；和/或一个或多个电子模块包括与多个
网络的接口。例如，在一个或多个实施方式中，汽车车辆网络用于连接各
种电子模块的网络节点，例如，在一个或多个摄像头单元(例如，前置摄
像头101、右摄像头102、后置摄像头105、左摄像头106)、夜视传感器
单元103、远程信息处理单元104或停车辅助和头部单元107中的网络节
点，如图1A中所示。在图1A中的实例中，多个通信网络108连接在电
子模块内的各种节点。在一个或多个实施方式中，要理解的是，汽车网络
应用包括各种其他电子模块，以促进控制或其他功能，并且在一个或多个
实施方式中，汽车网络应用包括更多或更少的网络108。
图1B为通信网络(例如，108)的两个节点的一个实例的表示，用于
参考在本公开中使用的术语。在图1B的实例中的网络包括两个网络节点
110和120。在一个或多个实施方式中，网络节点110和120表示硬件、
软件以及固件中的一个或组合。此外，在以上汽车网络实例中，在一个或
多个实施方式中，网络噪音处于用户装置内，例如，智能电话、计算机、
蓝光光盘播放机等。总体上，在一个或多个实施方式中，网络节点是计算
装置或者是其一部分，下面在图2A和图2B中更详细地进行描述。
依然参照图1B，每个网络节点110和120包括物理接口(PHY)130。
PHY130包括硬件，用于与网络节点进行物理连接。在一个或多个实施方
式中，在有线应用中，物理连接还为在网络节点之间的布线提供电气连接。
在一个或多个实施方式中，在无线应用中，物理连接为天线提供电气连接。
在一个或多个实施方式中，PHY130进一步包括编码硬件、软件以及固件，
作为其中的一个或组合来实现。在一个或多个实施方式中，例如，PHY130
包括专用集成电路(ASIC)，并且例如，在现场可编程门阵列(FPGA)
中实现。在一个或多个实施方式中，PHY130的一个实例是博通
BroadR-Reach集成电路(IC)。
在一个或多个实施方式中，PHY130进一步实现多层软件模型的物理
层功能，例如，七层开放系统互连(OSI)模型。例如，在一个或多个实
施方式中，PHY130实现物理编码子层(PCS)，并且还实现物理媒体相关
(PMD)层。
网络节点110、120进一步包括媒体访问控制(MAC)功能，由在图
1B中的MAC140表示。在一个或多个实施方式中，MAC140允许多个网
络节点共享通信网络。在实现OSI模型的应用中，MAC140表示在数据
链路层内的MAC子层以及相关的硬件(例如，MAC芯片或者在网络节
点或电子模块的处理器上实现的MAC功能)。如图1B中所示，在一个或
多个实施方式中，MAC140和PHY130通过在图1B中共同称为MACI/O
的输入/输出(I/O)引脚以及相应的轨迹或其他连接的物理接口在全双工
中彼此进行通信，在一个或多个实施方式中，MACI/O是媒体无关接口
(MII)，也如图1B中所示。在所显示的实例中，MACI/O接口是在每个
方向(例如，传输(TX)和接收(RX))的每秒100兆位(Mbps)的接
口。在一个或多个实施方式中，通信能力大于或小于100Mbps，并且，在
一个或多个实施方式中，TX和RX能力不同。
在一个或多个实施方式中，图1B的通信网络进一步包括全双工通信
信道150。虽然在图1B中显示为有线，但是在一个或多个实施方式中，
信道150反而是无线。在汽车实例中，在一个或多个实施方式中，信道150
是UTP。在图1B中所示的实例中，信道150是在每个方向(例如，传输
(TX)和接收(RX))的100Mbps的接口。在一个或多个实施方式中，
信道150是100BASE-X接口(例如，100BASE-T或100BASE-F/S/B/L)。
在一个或多个实施方式中，通信能力大于或小于100Mbps。例如，在一个
或多个实施方式中，信道150是1000BASE-X/T/TX接口。在一个或多个
实施方式中，信道150的TX和RX能力不同。由于信道150连接PHY130
实例，所以在图1B中称为PHYI/O。
如上所述，网络节点是计算装置，或者包括网络节点，作为计算装置
的一部分。图2A和图2B描述了计算装置200的方框图。如图2A中所示，
计算装置200包括中央处理单元(CPU)205和存储器210。如图2A中所
示，在一个或多个实施方式中，计算装置200包括安装装置215、网络接
口220、显示装置225、输入/输出(I/O)控制器230、键盘(或键区)235、
定点装置240(例如，鼠标)以及(更一般而言)I/O装置245中的一个
或多个。计算装置200的元件通过一个或多个总线250彼此进行通信。例
如，存储器210包括数据、操作系统以及应用软件。如图2B中所示，在
一个或多个实施方式中，计算装置200包括额外的可选部件，例如，存储
器端口255、桥接器260以及与CPU205通信的高速缓冲存储器265。
CPU205表示在处理器、微处理器、微控制器、ASIC和/或FPGA以
及相关的逻辑中的一个或多个中实现的处理功能。更一般而言，CPU205
是响应于并且处理从存储器210中提取的指令的任何逻辑电路。CPU205
的实例包括由加州山景城的因特尔公司；纽约州白原市的国际商业机器公
司(InternationalBusinessMachines)；或者加州森尼韦尔的超微半导体公
司(AdvancedMicroDevices)制造的处理器。
存储器210表示能够储存数据和/或储存指令的一个或多个存储器装
置(例如，操作系统和应用软件)。CPU205通过总线或者通过直接存储
器访问(DMA)装置或功能访问一部分存储器210。存储器210包括半导
体存储器，例如，随机存取存储器(RAM，例如，尤其是静态RAM(SRAM)、
动态RAM(DRAM)以及铁电RAM(FRAM))或者其他半导体装置(例
如，尤其是NAND闪存、NOR闪存以及固态驱动器(SSD))。在图2A
中所示的实施方式中，CPU205通过共享的总线250与存储器210通信。
图2B描述了计算装置200的一个实施方式，其中，CPU205通过存储器
端口255的专用总线与存储器210通信。在一个或多个实施方式中，CPU
205通过专用的以及共享的总线(例如，用于指令存取的专用总线以及用
于数据存取的共享总线)的组合与一个或多个存储器210通信。在一个或
多个实施方式中，一个或多个存储器210具有双端口。
图2B描述了一个实施方式，其中，CPU205通过专用总线与高速缓
冲存储器265直接进行通信。在一个或多个实施方式中，CPU205使用共
享总线250与高速缓冲存储器265进行通信。
在图2B中所示的实施方式中，CPU205通过共享总线250或者通过
经由I/O端口的专用I/O总线与各种I/O装置245进行通信。I/O总线的实
例包括VESAVL总线、ISA总线、EISA总线、微通道结构(MCA)总线、
PCI总线、PCI-X总线、PCI快速总线或NuBus。在I/O装置245是显示
装置的一个或多个实施方式中，CPU205使用高级图形端口(AGP)与显
示装置225进行通信。
I/O装置245包括输入装置(例如，键盘、鼠标、轨迹板、轨迹球、
麦克风、刻度盘、触控板、触摸屏以及绘图板)以及输出装置(例如，视
频显示器和扬声器)。在一个或多个实施方式中，I/O装置由I/O控制器230
控制，如图2A中所示。在一个或多个实施方式中，I/O装置为计算装置
200提供储存和/或安装介质。在一个或多个实施方式中，计算装置200提
供USB连接(未显示)，以接收手持式USB储存装置，例如，由加州洛
斯阿拉米托斯的Twintech工业公司制造的装置的USB闪存盘线路。
再次参照图2A，在一个或多个实施方式中，计算装置200支持合适
的安装装置215，例如，磁盘驱动器、CD-ROM驱动器、CD-R/RW驱动
器、DVD-ROM驱动器、闪存驱动器、USB装置、硬盘驱动器、网络接口
或适合于安装软件和程序的任何其他装置。可选地，安装装置215还是储
存装置。此外，在一个或多个实施方式中，操作系统和软件从可引导介质
中运行。
在一个或多个实施方式中，计算装置200包括网络接口220，该销提
供一个或多个连接，例如，LAN或WAN链接(例如，802.11、T1、T3、
56kb、X.25、SNA、DECNET)、宽带连接(例如，ISDN、帧中继、ATM、
千兆位以太网、SONET以太网)、无线连接或者任何或所有以上内容的某
个组合。使用相关联的协议(例如，CP/IP、IPX、SPX、NetBIOS、以太
网、ARCNET、SONET、SDH、光纤分布式数据接口(FDDI)、RS232、
IEEE802.11、IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g、IEEE802.11n、
IEEE802.11ac、IEEE802.11ad、CDMA、GSM、WiMax以及直接异步连
接)，建立连接。在一个或多个实施方式中，计算装置200通过网关或隧
道协议(例如，安全套接层(SSL)或传输层安全性(TLS))与其他计算
装置进行通信。在一个或多个实施方式中，网络接口220包括内置网络适
配器、网络接口卡、PCMCIA网卡、卡总线网络适配器、无线网络适配器、
USB网络适配器、调制解调器或适合于连接计算装置200和能够进行通信
的网络并且执行在本文中描述的操作的其他装置。
在一个或多个实施方式中，计算装置200包括或者连接至一个或多个
显示装置225。同样，I/O装置245和I/O控制器230中的任一个包括合适
的硬件、软件或硬件和软件的组合，以支持、启用或提供由计算装置200
连接和使用显示装置225。例如，在一个或多个实施方式中，计算装置200
包括视频适配器、视频卡、驱动器和/或程序库，以接合、传送、连接或者
另外使用显示装置225。在一个或多个实施方式中，视频适配器包括多个
连接器，以便与显示装置225接合。在一个或多个实施方式中，计算装置
200包括多个视频适配器，每个视频适配器连接至显示装置225。在一个
或多个实施方式中，计算装置200与多个显示器225进行通信。本领域的
技术人员会认识并且理解计算装置200连接至、包括和/或控制一个或多个
显示装置225的各种方式和实施方式。
在一个或多个实施方式中，桥接器260在共享总线250与外部通信总
线(例如，USB总线、苹果计算机桌面总线、RS-232串联、SCSI总线、
火线总线、火线800总线、以太网总线、AppleTalk总线、千兆位以太网
总线、异步传输模式总线、光纤信道总线、串行连接的小型计算机系统接
口总线、USB连接或HDMI总线)之间提供连接。
在一个或多个实施方式中，在图2A和图2B中描述的这种计算装置
200在操作系统的控制下操作，该控制系统控制调度任务并且访问系统资
源。操作系统的实例包括微软的WINDOWS操作系统的版本，不同版本
的Unix和Linux操作系统、苹果计算机的MACOS版本、嵌入式操作系
统、实时操作系统、开源操作系统、专有操作系统、用于移动计算装置的
操作系统、或者能够在计算装置200上执行的并且执行在本文中描述的操
作的其他操作系统。尤其地，典型的操作系统包括但不限于：由Google
公司制造的Android；由华盛顿雷德蒙德的微软公司制造的WINDOWS7
和8；由加州库比蒂诺的苹果计算机公司制造的MACOS；由运动研究公
司(ResearchInMotion)(RIM)制造的WebOS；由纽约阿蒙克市的国际
商业机器制造的OS/2；以及由犹他州盐湖城的Caldera公司发布的随手可
以得到的操作系统Linux或任何类型和/或形式的Unix操作系统。
例如，计算装置200是工作站、电话、台式电脑、膝上型或笔记型电
脑、服务器、手持式电脑、移动电话或其他便携式电信装置、媒体播放装
置、游戏系统、移动计算装置、或能够通信的任何其他类型和/或形式的计
算、电信或媒体装置。在图1A中所示的汽车网络环境中，一个或多个电
子模块(例如，前置摄像头101、右摄像头102、后置摄像头105、左摄像
头106、夜视传感器单元103、远程信息处理单元104或停车辅助和头部
单元107)也是计算装置200。计算装置200具有充足的处理器功率和存
储器容量，以执行在本文中描述的从中。
图3示出了根据本公开的一个或多个实施方式通过在以太网节点之间
的以太网链路实现的图1A的通信网络的一个实例。在图3中，方框图310
示出了右摄像头102的电路和/或功能，并且方框图320示出了停车辅助和
头部单元107的电路和/或功能。在一个或多个实施方式中，单个双绞线(例
如，UTP)用于连接在电子模块内的BroadR-ReachPHY。这种单个双绞
线PHY的一个优点在于，利用在IEEE标准的BASE-TPHY中已经证明
的以太网技术。例如，在一个或多个实施方式中，使用标准的MACMII，
具有PHY/媒体独立性。
如图3中所示，在一个或多个实施方式中，多个PHY330在一个电子
模块内实现。例如，虽然在一个或多个实施方式中，能够具有不同数量的
交换机PHY330，但是停车辅助和头部单元310显示为在PHY集成交换
机340内包括4个交换机PHY330。在一个或多个实施方式中，在一个交
换机(例如，集成交换机340)内的多个PHY330表示一个网络节点的平
行的PHY150，或者在一个或多个实施方式中，表示不止一个网络节点的
PHY150的单一或平行配置。集成交换机340的四个PHY330表示四个网
络节点，在一个或多个实施方式中，这些节点(例如)连接至右摄像头102、
左摄像头106、前置摄像头101、后置摄像头105、夜视传感器单元103、
以及远程信息处理单元104电子模块中的一个。在这个实例中，停车辅助
和头部单元107的四个网络节点表示一个或多个通信网络；例如，右摄像
头102、左摄像头106、前置摄像头101以及后置摄像头105在一个或多
个实施方式中均位于单独的网络中，可替换地，在一个或多个实施方式中，
两个或多个是一个网络的一部分。因此，对于在汽车环境中实现以太网的
实例，在一个或多个实施方式中，在相同的车辆内具有多个以太网络。
图4示出了在汽车环境中的以太网实施方式的另一个实例。在这个实
例中，娱乐头部单元410电子模块是具有多个网络节点的计算装置200。
在一个或多个实施方式中，头部单元410在主机411上包括以太网MAC，
其中，在这个实例中，术语主机表示在头部单元410内的处理器。在这个
实例中，使用集成五端口桥接器412实现多个网络节点，其中，一个端口
连接至主机411，三个端口连接至在其他电子设备内的其他网络节点，并
且禁用一个端口。在一个或多个实施方式中，头部单元410进一步包括：
方框413，其表示无线通信网络接口；图标414，其表示有线或无线通用
串行总线(USB)连接；以及连接的显示器415。在图4的实例中，桥接
器412的端口1连接至在远程信息处理模块420中的网络节点的相应端口
(3端口桥接器的端口1)，桥接器412的端口2连接至在RSE显示器430
中的网络节点的相应端口(3端口桥接器的端口1)，并且桥接器412的端
口3连接至在数字音频放大器440电子模块内的相应网络节点。如图4中
所示，在一个或多个实施方式中，例如，菊花式链接用于扩展网络或者在
线束中减少布线。在图4的实例中，远程信息处理模块420进行菊花式链
接，例如，以允许扩展到可选的媒体装置450，并且RSE显示器430与第
二RSE显示器460菊花式链接，例如，以减少布线。
在图4的实例中，在一个或多个实施方式中，如果目前不使用RSE，
那么RSE显示器430、460转换到减小功率模式，并且数字音频放大器440
也可能转换到减小功率模式。然而，如果数字音频放大器440转换到减小
功率模式，随后，打开远程信息处理模块420，并且该模块提供例如逐向
用于由数字音频放大器440进行听觉显示，数字音频放大器440预先转换
到增大功率模式中。
更一般而言，在一个或多个实施方式中，网络节点在功率模式之间转
换，以便在请求时，功能可用，但是在未请求时，消耗更少量的功率。使
用硬件、软件、固件或其组合，实现多个功率模式的能力。如上所述，为
部分或所有电子模块实现功率模式；例如，在一个或多个实施方式中，电
子模块具有与电子模块相关的一个功率方案以及与电子模块的单独功能
相关的额外或替换的功率方案。因此，在一个或多个实施方式中，网络节
点转换到减小功率模式，而包含网络节点的电子模块的剩余部分保持在不
同的功率模式中。
在转换多个网络节点的功率模式(例如，按照请求、在发生事件时、
定期地等)时，在一个或多个实施方式中，网络节点的功率模式依次转换；
而在一个或多个实施方式中，网络节点的功率模式基本上同时转换。在这
个背景下，术语“基本上”描述并且解释了小变化，表示精确地发生事件
或情况的实例以及非常近似地发生事件或情况的实例。在一个或多个实施
方式中，序列技术具有等于单独网络节点完成转换成增大功率模式的时间
总和的持续时间；然而，在一个或多个实施方式中，并行技术具有等于单
独网络节点转换成增大功率模式的时间的持续时间。例如，在一个或多个
实施方式中，并行技术的持续时间等于主要网络节点完成转换功率模式的
时间。对于另一个实例，在一个或多个实施方式中，并行技术的持续时间
等于最后的主要网络节点完成转换功率模式的时间。
本公开描述了一种并行技术，用于转换一组网络节点的功率模式。
参照图1B，PHY130确定是其相应的网络节点从减小功率模式转换
到增大功率模式的时间，例如，在一个或多个实施方式中，在通电时、响
应于硬件或软件中断、在通信信道(例如，在图1B中的信道150)上接
收信号时、在定时器到期时或者在发生事件时。在一个或多个实施方式中，
在PHY130确定是其相应的网络节点从减小功率模式转换到增大功率模
式的时间时，PHY130向在其他网络节点中的PHY130提供功率模式转换
开始的指示。因此，虽然PHY130在其自身的网络节点内开始功率模式转
换，但是在网络中的PHY130在其自身网络节点内开始同时功率模式转
换。
在一个或多个实施方式中，PHY130向其他PHY130指示通过将定义
的MII消息发送给其相关联的MAC140(例如，在图4中，在主机411
内实现的MAC)来转换功率状态。在一个或多个实施方式中，用通过交
换机(例如，在图3中，在主机内的MAC与四个PHY330之间的交换机
340)发送定义的MII消息的方式，将定义的MII消息发送给其相关联的
MAC140。通过开始通过PHY130到在其他网络节点内的PHY130的定
义的功率模式转换信令序列，相关联的接收MAC140对接收定义的MII
消息作出响应。由于在其PHY130确定功率模式转换开始时，通知MAC
140，所以MAC140能够信令其他网络节点，以便也开始功率模式转换，
而不等待，直至其自身的PHY130完成功率模式转换。这个平行机构为单
独的网络节点提供额外的功率模式转换时间预算。
通过非限制性说明，在表1(用于接收RX)以及表2(用于传输TX)
中显示了一种版本的当前MII消息定义。
表1
RX_DV
RX_ER
RXD<3:0>
指示
0
0
0000到1111
正常的帧间消息
0
1
0000
正常的帧间消息
0
1
0001到1101
预留
0
1
1110
虚假载波指示
0
1
1111
预留
1
0
0000到1111
正常的数据接收
1
1
0000到1111
具有误差的数据接收
表2
TX_EN
TX_ER
TXD<3:0>
指示
0
0
0000到1111
正常的帧间消息
0
1
0000到1111
预留
1
0
0000到1111
正常的数据传输
1
1
0000到1111
传输误差传播
在一个或多个实施方式中，将由MAC140从PHY130中接收的表示
功率模式转换开始的预定义的MII消息分配给未使用的一个组合，在以上
表1中标记为“预留”。例如，在一个或多个实施方式中，使用一个组合
RX_DV＝0,RX_ER＝0,RXD<3:0>＝[0001到1101中的一个]。通过说明的方
式，表3从表1中摘录这行。
表3
RX_DV
RX_ER
RXD<3:0>
指示
0
1
0001到1101
预留
通过说明而非限制的方式，由MAC140从PHY130中接收的表示功
率模式转换开始的预定义的MII消息是RX_DV＝0、RX_ER＝1、
RXD<3:0>＝0010，其中的一个消息在表1和3中显示为“预留”。
如上所述，通过开始通过相关联的PHY130到在其他网络节点内的
PHY130的定义的功率模式转换信令序列，MAC140对接收定义的MII
消息做出响应。在一个或多个实施方式中，定义的功率模式转换信令序列
是唤醒消息序列(即，TX_EN＝0、TX_ER＝1→0、TXD<3:0>＝0001→0000)。
在一个或多个实施方式中，定义的功率模式转换信令序列是另一个序列。
在具有电气噪音的环境中，如果定义的功率模式转换信令序列是一次
发送的消息或其他序列，那么定义的功率模式转换信令序列可能可以在电
气噪音中丢失，或者可能可以发生定义的功率模式转换信令序列的虚假检
测。在一个或多个实施方式中，对于这种具有电气噪音的环境，定义的功
率模式转换信令序列包含握手协议，其中，PHY130在多个预定义的时隙
之上查看一部分定义的功率模式转换信令序列，并且提供接收定义的功率
模式转换信令序列的确认。
如上所述，在一个或多个实施方式中，MAC140开始通过PHY130
到在其他网络节点内的PHY130的定义的功率模式转换信令序列。对于定
义的功率模式转换信令序列包含握手协议的实施方式，在一个或多个实施
方式中，MAC140控制在多个预定义的时隙的每个中发送的这部分定义的
功率模式转换信令序列。可替换地，在一个或多个实施方式中，一旦定义
的功率模式转换信令序列由MAC140启动，PHY130就控制在多个预定
义的时隙的每个中发送的这部分定义的功率模式转换信令序列。在一个或
多个实施方式中，在通知MAC140功率模式转换开始之前或之后，并非
MAC140开始通过PHY130到在其他网络节点内的PHY130的定义的功
率模式转换信令序列，而是PHY130开始定义的功率模式转换信令序列本
身。
在一个或多个实施方式中，定义的功率模式转换信令序列所指向的
PHY130监控信道(例如，信道150)的活动，从而检测定义的功率模式
转换信令序列的开始。在一个或多个实施方式中，例如，在能量或能量的
整合超过阈值并且造成发生触发或中断的情况下，监控信道的活动是无源
能量检测。一个或多个实施方式中，监控信道的活动是有源检测，例如，
从减小功率模式定期转换成增大功率模式以检查信道中的消息。
在一个或多个实施方式中，在PHY130内使用多级检测方案。例如，
在一个或多个实施方式中，在不使用时，PHY130保持在减小功率模式中，
并且在减小功率模式中，PHY130使用无源能量检测来识别定义的功率模
式转换信令序列的可能的开始；如果识别可能的开始，那么PHY130使用
有源检测来验证实际上发生定义的功率模式转换信令序列，或者来确定不
发生任何定义的功率模式转换信令序列，在这种情况下，PHY130返回无
源能量检测，用于在一个或多个实施方式中监控信道。在一个或多个实施
方式中，多级检测方案是三级或更多级。在一个或多个实施方式中，额外
的阶段包括预先警告阶段，其中，PHY130在预定义的多个时隙的两个或
多个中检测了一部分定义的功率模式转换信令序列，并且为其MAC140
提供功率模式转换即将发生的通知。在一个或多个实施方式中，在发生实
际的定义的功率模式转换信令序列的概率增大时，额外阶段的另一个实例
是在后续阶段中增量功率模式转换的实施方式(例如，PHY130从在第一
级的第一功率模式转换成在第二级的第二功率模式，转换成在第三级的第
三功率模式)。
在接收PHY130确定完成了实际的定义的功率模式转换信令序列时，
在一个或多个实施方式中，PHY130转换成完全操作功率模式。
图5示出了具有两级能量检测的形式的多级能量检测的一个实例实施
方式。在这个两级能量检测实例中，在第一阶段使用无源能量检测(例如，
以满足10μA功耗要求)，并且在第二阶段使用有源检测。在这个实例中，
有源检测是基于图案的检测。在未使用时，PHY130处于阶段1中(在510
处)。在第一阶段中检测能量时(在520处)，图案检测器通电，用于第二
阶段中(在530处)。在第二阶段中进行正确的图案检测(在540处)时，
PHY130转换成增大功率模式(在550处)。如果在第二阶段中未检测正
确的图案(在540处)，那么做出不发生任何定义的功率模式转换信令序
列的决定，并且PHY130返回第一阶段(返回510)。
在实现多级检测并且PHY130包括无源能量检测(例如，由图5描述
的两级检测)的能力的实施方式中，在一个或多个实施方式中，在网络中
具有其他PHY130，具有图案检测但是没有无源能量检测。对于这种网络，
定义的功率模式转换信令序列的开始部分是在一个或多个实施方式中的
图案，该图案由在一个或多个实施方式中的无源能量检测作为能量检测并
且由在一个或多个实施方式中的图案检测器作为图案识别。可替换地，在
一个或多个实施方式中，定义的功率模式转换信令序列的开始部分是随机
能量，该能量由无源能量检测来检测并且由图案检测器忽略。
图6示出了定义的功率模式转换信令序列的一个实例的一个实例。在
一个或多个实施方式中，根据本公开，定义的功率模式转换信令序列包括
在开始网络节点与接收网络节点之间的握手协议。在图6的实例中，开始
网络节点包括PHY1和MAC1，并且接收网络节点包括PHY2和MAC2。
在这个实例中，MAC1开始定义的功率模式转换信令序列，并且PHY1控
制在多个预定义的时隙的每个中发送的这部分定义的功率模式转换信令
序列。在时刻t1中，在PHY1通知MAC1PHY1启动功率模式转换之后，
通过发送通过PHY1到PHY2的定义的功率模式转换信令序列的第一部
分，MAC1开始定义的功率模式转换信令序列。在图6的实例中，在时刻
t1处发送的第一部分是唤醒消息(例如，TX_EN＝0、TX_ER＝1→0、
TXD<3:0>＝0001→0000)。PHY2在位于时刻t1之后的时刻t1′处接收唤醒
消息，时刻t1′与时刻t1相距的量大约等于在PHY1与PHY2之间的传播
延迟。在这个实例中，握手协议限定在时隙T2(例如，在t1之后开始预
定义的时间tP的时隙)内要发送定义的功率模式转换信令序列的第二部
分，并且相应地，PHY1在时隙T2内的时刻t2发送第二部分。PHY2在
预期的时隙T2′内的时刻t2′接收第二部分。在这个实例中，握手协议限定
在时隙T3内要发送定义的功率模式转换信令序列的第三部分，并且相应
地，PHY1在时隙T3内的时刻t3发送第三部分，PHY2在预期的时隙T3′
内的时刻t3′接收第三部分。在验证所接收的第一、第二以及第三部分满足
第一、第二以及第三部分的预定义的描述并且在各个预期的时隙内接收所
接收的部分之后，PHY2确定接收了实际的定义的功率模式转换信令序列，
并且该序列通知MAC2(即，与PHY2相关联的MAC)。在图6的实例中，
通过为MAC2发送图案检测的消息，PHY2通知MAC2。
在图6的实例中，在PHY2向PHY1确认(本身或者在MAC2的控制
下)接收了定义的功率模式转换信令序列时，握手协议在时间tA1处继续。
PHY1在时间tA1’接收确认。在图6的实例中，在由PHY2确认之后，握
手协议继续。在图6的实例中，在时隙T4内的时刻t4(在预期的时隙T4’
内的时刻t4’由PHY2接收并且在时间tA2确认)，并且在时隙T5内的时
刻t5(在预期的时隙T5’内的时刻t5’由PHY2接收并且在时间tA3确认)，
从PHY1中发送定义的功率模式转换信令序列的剩余部分。
在一个或多个实施方式中，时隙T2、T3、T4、T5以及各个相应的预
期时隙T2’、T3’、T4’、T5’具有相同的持续时间，并且在一个或多个实施
方式中，持续时间不同。在一个或多个实施方式中，在一个时隙的结束与
下一个时隙的开始之间的时间差(例如，在一个时隙T2的结束与时隙T3
的开始之间的时间、在一个时隙T3的结束与时隙T4的开始之间的时间以
及在一个时隙T4的结束与时隙T5的开始之间的时间)在每两个后续时隙
之间相同；在一个或多个实施方式中，时间差不同。在图6的实例中，定
义的功率模式转换信令序列分成在时刻t1、t2、t3、t4以及t5发送的五个
部分。在一个或多个实施方式中，定义的功率模式转换信令序列分成(例
如)2、3或4个部分，或者分成6个或更多个部分，并且在为特定的实施
方式定义的时隙方案内，发送所述多个部分。在一个或多个实施方式中，
定义的功率模式转换信令序列的每个部分等效(例如，在每个时隙发送的
相同消息)，并且在一个或多个实施方式中，定义的功率模式转换信令序
列的一个或多个部分与其他部分不同。在一个或多个实施方式中，定义的
功率模式转换信令序列的一个或多个部分是以太网消息，并且在一个或多
个实施方式中，定义的功率模式转换信令序列的一个或多个部分不是以太
网消息。
在一个或多个实施方式中，如果在t1’之后的预定义的时间内不接收
定义的功率模式转换信令序列，或者如果在T2’、T3’、T4或T5’中的一个
或多个处不接收功率模式转换信令序列的预期部分，那么PHY2转换成减
小功率模式。
从在图6中描述的实例中可以看出，具有大幅的灵活性，以便为定义
的功率模式转换信令序列设计握手协议，以适合在网络的环境内的电气噪
音的量。
这样描述了技术，这些技术通过平行的方式将网络节点转换成更高的
功率模式，以允许降低功耗同时保持响应时间。
如在本文中所使用的，术语“大幅”、“大体上”以及“大约”用于描
述并且解释了小变化。在结合事件或情况使用时，术语表示精确地发生事
件或情况的实例以及非常近似地发生事件或情况的实例。例如，术语表示
小于或等于±10％，例如，小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于
±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于
±0.1％或者小于或等于±0.05％。
虽然参照其具体实施方式描述了本公开，但是本领域的技术人员要理
解的是，在不背离由所附权利要求限定的本公开的真实精神和范围的情况
下，可以进行各种变化，并且使用等同物代替。此外，可以进行多种修改，
以使特定的情况、材料、组合物、方法、一个或多个操作适合于本公开的
目标、精神以及范围。所有这种修改旨在落在所附权利要求的范围内。尤
其地，虽然参照按照特定顺序执行的特定操作描述了某些方法，但是应理
解的是，在不背离本公开的教导内容的情况下，这些操作可以组合、细分
或者重新排序以形成等效方法。因此，除非在本文中特别说明，否则操作
的顺序和分组并非限制本公开。