TWI422191B - Electricity management methods, power management devices and computer program products - Google Patents

Description

電量管理方法、電量管理裝置及電腦程式產品

本發明是有關於一種管理方法、管理裝置與程式產品，特別是指一種電量管理方法、電量管理裝置和用於調整電量的電腦程式產品。

由於乙太網路具有高速傳輸、相容性高，且傳輸距離可擴展應用到都會網路(LAN)及廣域網路(WAN)，因此成為目前資源共享的重要工具。

而乙太網路交換機(Ethernet Switch)是在乙太網路傳輸的一項重要裝置，其應用於接收來自網路上的封包，以達到資訊交換和資源共享的目的，但是隨著光纖的推廣而大幅增加傳輸資料量且乙太網路交換機的操作頻率越來越高，而使解決功率消耗的問題成為目前研究的方向。

目前大部分研究無法根據乙太網路交換機的封包流量以動態地切換乙太網路交換機之傳輸介面於有電和無電的狀態，因此不能有效地在無封包或封包少時關閉電源或減少操作頻率以節省功率，且習知的控制方式無法彈性調整，當想要修改控制條件或擴充機器功能時必須換新電路，且隨著使用的時間造成機器老化，必須定期維修檢查，又將造成額外的成本支出。

因此，本發明之目的，即在提供一種避免上述缺失和增加效率的電量管理方法。

該電量管理方法，適用於一乙太網路交換機中，而該乙太網路交換機包括多數個具有傳輸介面和控制器的連接埠，且該電量管理方法包含以下步驟：利用一判斷單元偵測每一連接埠是否有實體層連結的情況，以區分出無連結的連接埠和已連結的連接埠；及利用一判斷單元偵測已連結的連接埠之傳輸介面是否有流量，且於該傳輸介面沒有流量時，利用一設定單元將該傳輸介面關閉。

本發明之另一目的，即在提供一種避免上述缺失和增加效率的電量管理裝置。

該電量管理裝置適用於一乙太網路交換機中，而該乙太網路交換機包括多數個具有傳輸介面和控制器的連接埠，且該電量管理裝置包含：一判斷單元，偵測每一連接埠是否有實體層連結的情況，以區分出無連結的連接埠和已連結的連接埠，進而偵測已連結的連接埠之傳輸介面是否有流量以得到一偵測結果；及一設定單元，接收該偵測結果而根據該偵測結果決定是否將該傳輸介面關閉。

本發明之第三目的，即在提供一種避免上述缺失和增加效率的電腦程式產品。

該電腦程式產品經由一電腦之一處理器載入該程式執行對一乙太網路交換機的控制，而該乙太網路交換機包括多數個具有傳輸介面和控制器的連接埠，且該電腦程式產品包含：使該處理器偵測每一連接埠是否有實體層連結的情況，以區分出無連結的連接埠和已連結的連接埠的程式指令；及使該處理器偵測已連結的連接埠之傳輸介面是否有流量，且於該傳輸介面沒有流量時將該傳輸介面關閉的程式指令。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

如圖1所示，本發明電量管理裝置之較佳實施例，適用於一乙太網路交換機(Ethernet switch)中節省所使用的電量，且包含一判斷單元C1、一設定單元C2及一分析單元C3。而該乙太網路交換機包括多數個連接埠2(為方便說明，圖中僅畫出一連接埠)。

每一連接埠2具有一電連接於電量管理裝置的控制器21和一電連接於控制器21的傳輸介面22，每一控制器21用於確認其所屬的連接埠2是否連線於一電子裝置，而每一傳輸介面22可電連接於一電子裝置且與其進行資料交換。

分析單元C3電連接於該設定單元C2。設定單元C2電連接於每一連接埠2。判斷單元C1電連接於控制器21、傳輸介面22、設定單元C2和分析單元C3。

本發明電量管理裝置所執行的電量管理方法如圖2所示，且包含以下步驟：步驟10：分析單元C3分析客戶端可能使用網路的時間，而得到一分析結果，且將分析結果通知設定單元C2以動態設定一設定通電時間t_on 與一設定不通電時間t_off 。

在此舉一例子說明，假設使用者是一上班族，則步驟10中可能分析出使用者在家使用網路的時間是17:00到24:00，其他時間可能在睡覺或是上班。因此在17:00到24:00間，如圖3所示，設定該設定通電時間t_on 為五秒，而該設定不通電時間t_off 為兩秒。而在0:00~17:00期間，如圖4所示，將設定通電時間t_on 減少為兩秒，而將設定不通電時間t_off 增加為五秒，這樣可以更有效率的省電。惟設定方式不以上述所提為限。

步驟11：判斷單元C1於設定通電時間內偵測乙太網路交換機的每一連接埠2是否有實體層連結的情況，以區分出無連結的連接埠和已連結的連接埠而得到一區分結果，且將區分結果告知設定單元C2和分析單元C3，再分別進到步驟12、14對無連結的連接埠、已連結的連接埠進行處理。

且於此步驟11中，判斷單元C1偵測每一連接埠2(此連接埠2不限定為有線或是無線連接埠)是否有實體層連結(有線的實體層連接為網路線，無線之實體層連結為電波)的方式如下所示：若連接埠是以有線的方式與電子裝置進行資料交換，則偵測方式包括：

方式(1)：判斷單元C1持續發出一電子信號給每一連接埠的控制器，且判斷於一有效期間內有無收到連接埠2之控制器21的回應，進而將有回應的連接埠判斷為已連結的連接埠，而將無回應的連接埠判斷為無連結的連接埠，也就是說若一電子裝置連結於乙太網路交換機的連接埠時，該電子裝置將與連接埠2的控制器21先進行交握(handshaking)，使連接埠2的控制器21確認有連線，且待收到判斷單元C1所發出的電子信號時將回應判斷單元C1，使判斷單元C1判斷與電子裝置發生連線的連接埠為已連結的連接埠。

方式(2)：判斷單元C1判斷是否有收到連接埠之控制器的一連結通知，有的話，則判斷有連結，反之，則無連結。即：當使用者把網路線插上一個連接埠2且卡榫成功地卡進卡槽時，該連接埠2的控制器21會發出一連結通知以通知判斷單元C1有實體連結產生。

若連接埠2是以無線的方式與電子裝置進行資料交換，則於此步驟11中的另一實施例為，電量管理裝置更包含一連接紀錄表，每一個連結到連接埠2的電子裝置，都會經由該控制器21傳送一連接資訊儲存於連接紀錄表內，進而判斷單元C1可根據該連接紀錄表來判別無線連接埠是否有實體層連結。

步驟12：設定單元C2先將每一無連結的連接埠之電源狀態從有電切換成無電，且使每一無連結的連接埠於該設定不通電時間內維持無電狀態。

步驟13：當經過該設定不通電時間後，設定單元C2將步驟12中無連結的連接埠之電源狀態從無電切換成有電，且使每一無連結的連接埠於設定通電時間內維持有電狀態，且跳到步驟11。

步驟14：判斷單元C1對每一個已連結的連接埠之傳輸介面22偵測是否有流量而得到一偵測結果，且將偵測結果傳送至設定單元C2，當偵測結果顯示無流量情況，則跳到步驟15，當偵測結果顯示有流量情況，則跳到步驟17。

步驟15：設定單元C2將於一預定時間內暫時使於步驟14中無流量的傳輸介面22處於無電的狀態，且當經過該預定時間後跳回步驟16。

步驟16：設定單元C2使步驟15的傳輸介面22由無電切換成有電，且跳回步驟14。

如圖5所示，若本發明電量管理裝置W1使用於一具有一有線連接埠W2和一無線連接埠W3的網路交換機W0，該有線連接埠W2連接到一電子裝置(如個人電腦)，而無線連接埠W3則以電波方式與另一無線電子裝置進行資料交換，則於上述步驟15~16中的另一實施例為若偵測結果顯示有線連接埠W2的傳輸界面22無流量，則設定單元C2使無線連接埠W3處於無電的狀態，且當偵測結果顯示有線連接埠W2的傳輸界面22有流量，再使無線連接埠W3由無電切換成有電。

步驟17：設定單元C2根據偵測結果所顯示的流量大小以動態地調整於步驟14中有流量的傳輸介面22之工作頻率，而減少功率損失。

在此舉一例子說明步驟17，若乙太網路交換機可操作於傳輸Gbps位元的資料量，而與其連結的電子裝置的資料流量只有10/100Mbps時，可動態地降低其所對應的傳輸介面之工作頻率從125MHz到100MHz。例如，當乙太網路交換機的連接埠所使用的傳輸介面22為簡化G位元媒體獨立介面(RGM II)時，則可將RGMII的工作頻率從125MHz降到100MHz。

綜上所述，將本發明之較佳實施例應用於乙太網路的傳輸管理上，具有以下優點：對連接埠2和其傳輸介面22的供電狀態進行切換，且根據流量以調整傳輸介面22的工作頻率，以減少不必要的功率消耗和降低電磁干擾(EMI)的影響，以達到節能省碳的效果。

值得注意的是，本發明之電量管理裝置亦可以軟體方式來實現為一種電腦程式產品，例如將該分析單元、判斷單元及設定單元的功能設計成相關的程式之後，輸入至一具備電腦處理能力的硬體裝置(如一處理器)，即可以執行前述的分析、判斷及設定步驟。且在使用軟體方式下，不會增加原來乙太網路交換機的電路複雜度，而容易地安裝到任何平台上面，且當想要修改控制條件時只須重新設定參數。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

C1．．．判斷單元

C2．．．設定單元

C3．．．分析單元

2．．．連接埠

21．．．控制器

22．．．傳輸介面

10．．．調整通電與不通電時間的步驟

11．．．偵測有無實體層連結的步驟

12．．．調整無電的步驟

13．．．調整有電的步驟

14．．．調整流量的步驟

15．．．關閉傳輸介面的步驟

16．．．傳輸介面切換電源的步驟

17．．．調整工作頻率的步驟

W0．．．網路交換機

W1．．．電量管理裝置

W2．．．有線連接埠

W3．．．無線連接埠

圖1是本發明之較佳實施例的一電路圖；

圖2是該較佳實施例的一流程圖；

圖3是連接埠之電源狀態的一示意圖；及

圖4是連接埠之電源狀態的另一示意圖；及

圖5是該較佳實施例的另一電路圖。

10．．．調整通電與不通電時間的步驟

11．．．偵測有無實體層連結的步驟

12．．．調整無電的步驟

13．．．調整有電的步驟

14．．．調整流量的步驟

15．．．關閉傳輸介面的步驟

16．．．傳輸介面切換電源的步驟

17．．．調整工作頻率的步驟

Claims (18)

1. 一種電量管理方法，適用於一乙太網路交換機中，而該乙太網路交換機包括多數個具有傳輸介面和控制器的連接埠，且該電量管理方法包含以下步驟：利用一判斷單元偵測每一連接埠是否有實體層連結的情況，以區分出無連結的連接埠和已連結的連接埠；利用一判斷單元偵測已連結的連接埠之傳輸介面是否有流量，且於該傳輸介面沒有流量時，利用一設定單元將該傳輸介面關閉；及利用一分析單元分析客戶端使用網路的時間，以動態設定出一設定不通電時間，且使無連結的連接埠於該設定不通電時間內維持為無電狀態，當經過該設定不通電時間後，再切換成有電狀態。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之電量管理方法，其中，若無實體層連結，更利用該設定單元將每一無連結的連接埠之電源狀態從有電切換成無電，且使每一無連結的連接埠維持為無電狀態。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之電量管理方法，其中，更利用一分析單元分析客戶端使用網路的時間，以動態設定出一設定通電時間，且利用該判斷單元於該設定通電時間內偵測每一連接埠是否有實體層連結的情況。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之電量管理方法，其中，若沒有流量，則利用該設定單元將於一預定時間內暫時使無流量的該傳輸介面處於無電的狀態。
5. 依據申請專利範圍第4項所述之電量管理方法，其中，當經過該預定時間後，利用該設定單元使該傳輸介面由無電切換成有電。
6. 依據申請專利範圍第1項所述之電量管理方法，其中，若有流量，則利用該設定單元根據流量大小以動態地調整有流量的該傳輸介面之工作頻率。
7. 一種電量管理裝置，適用於一乙太網路交換機中，而該乙太網路交換機包括多數個具有傳輸介面和控制器的連接埠，且該電量管理裝置包含：一判斷單元，偵測每一連接埠是否有實體層連結的情況，以區分出無連結的連接埠和已連結的連接埠，進而偵測已連結的連接埠之傳輸介面是否有流量以得到一偵測結果；一設定單元，接收該偵測結果而根據該偵測結果決定是否將該傳輸介面關閉；及一分析單元，該分析單元分析客戶端使用網路的時間而得到一分析結果，且將分析結果通知該設定單元以動態設定出一設定不通電時間，且該設定單元使無連結的連接埠於該設定不通電時間內維持為無電狀態，當經過該設定不通電時間後，再切換成有電狀態。
8. 依據申請專利範圍第7項所述之電量管理裝置，其中，若無實體層連結，該設定單元更將每一無連結的連接埠之電源狀態從有電切換成無電，且使每一無連結的連接埠維持為無電狀態。
9. 依據申請專利範圍第7項所述之電量管理裝置，其中，更包含一分析單元，該分析單元分析客戶端使用網路的時間而得到一分析結果，且將分析結果通知該設定單元以動態設定出一設定通電時間，且該判斷單元於該設定通電時間內偵測每一連接埠是否有實體層連結的情況。
10. 依據申請專利範圍第7項所述之電量管理裝置，其中，若該偵測結果顯示沒有流量，則該設定單元將於一預定時間內暫時使無流量的該傳輸介面處於無電的狀態。
11. 依據申請專利範圍第10項所述之電量管理裝置，其中，當經過該預定時間後，該設定單元使該傳輸介面由無電切換成有電。
12. 依據申請專利範圍第7項所述之電量管理裝置，其中，若該偵測結果顯示有流量，則該設定單元更根據流量大小以動態地調整有流量的該傳輸介面之工作頻率。
13. 一種電腦程式產品，經由一電腦之一處理器載入該程式執行對一乙太網路交換機的控制，而該乙太網路交換機包括多數個具有傳輸介面和控制器的連接埠，且該電腦程式產品包含：使該處理器偵測每一連接埠是否有實體層連結的情況，以區分出無連結的連接埠和已連結的連接埠的程式指令；使該處理器偵測已連結的連接埠之傳輸介面是否有流量，且於該傳輸介面沒有流量時將該傳輸介面關閉的程式指令；及 分析客戶端使用網路的時間以動態設定出一設定不通電時間，且使無連結的連接埠於該設定不通電時間內維持為無電狀態，當經過該設定不通電時間後再切換成有電狀態的程式指令。
14. 依據申請專利範圍第13項所述之電腦程式產品，更包含於無實體層連結時進而使該處理器將每一無連結的連接埠之電源狀態從有電切換成無電，且使每一無連結的連接埠維持為無電狀態的程式指令。
15. 依據申請專利範圍第13項所述之電腦程式產品，更包含分析客戶端使用網路的時間以動態設定出一設定通電時間，且利用該判斷單元於該設定通電時間內偵測每一連接埠是否有實體層連結的程式指令。
16. 依據申請專利範圍第13項所述之電腦程式產品，更包含於沒有流量時在一預定時間內暫時使無流量的該傳輸介面處於無電狀態的程式指令。
17. 依據申請專利範圍第16項所述之電腦程式產品，更包含當經過該預定時間後使該傳輸介面由無電切換成有電的程式指令。
18. 依據申請專利範圍第13項所述之電腦程式產品，更包含於有流量時則根據流量大小以動態地調整有流量的該傳輸介面之工作頻率的程式指令。