具有低功耗遠程喚醒機制的網絡存取裝置的製作方法
2023-06-01 17:46:36
專利名稱：具有低功耗遠程喚醒機制的網絡存取裝置的製作方法
具有低功耗遠程喚醒機制的網絡存取裝置技術領域
本發明有關於一種網絡存取裝置，尤指一種支持遠程喚醒機制的網絡存取裝置。
背景技術：
時下的電子設備常會採用省電機制，以於閒置或低工作量時降低能源的消耗。此 夕卜，電子設備還會支持遠程喚醒(remote wake-up)機制,使電子設備即便在省電狀態時,其 它的設備仍然能夠藉由傳送特定的數據包而喚醒電子設備，使其開始正常的運作。
常見的喚醒機制有使用魔法數據包(magic packet)或是比對數據包中某一欄位 (field)是否符合特定格式(pattern match)等。例如，藉由發送16個重複的MAC地址 (Media Access Control address)而將電子設備喚醒，或者由作業系統定義特定的格式， 而由電子設備的網絡存取裝置比對所接收到的數據包中的某一欄位是否包含有特定的格 式，而喚醒電子設備。
然而，目前的通信環境日漸複雜，目前的喚醒機制都是單純地比對單一數據包的 特定格式，因而容易造成系統被誤喚醒(false alarm)。例如,在一個無線通信的環境中，電 子設備可能會同時接收到許多存取點(accesspoint)的信號，然而當電子設備不應支持其 它存取點所發送的喚醒請求，卻接收到其它的存取點發送的喚醒數據包時，若採用現有的 喚醒機制時，仍會造成電子設備被誤喚醒，而造成系統無謂的耗電。發明內容
有鑑於此，如何降低誤喚醒的情形，而讓電子設備有效地節約能源，實為業界有待 解決的問題。
本說明書提供了一種網絡存取裝置，其包含有:一解調電路，依據一信號傳收電路 所接收的網絡信號而產生一數據幀；以及一控制電路，耦接至該解調電路，當該數據幀符合 一喚醒條件時，喚醒一電子設備的至少部分元件，其中該喚醒條件為數據幀的來源MAC地 址、目的MAC地址、以太類型、來源IP位址、目的IP位址、來源埠號、目的埠號、IP報頭、 TCP報頭、幀控制、來源地址及目的地址欄位的至少二者等於預設的數值或位於預設的數值 範圍。
本說明書另提供了一種網絡存取裝置，其包含有:一解調電路，依據一信號傳收電 路所接收的網絡信號而產生一第一數據幀、一第二數據幀、一第三數據幀及一第四數據幀； 以及一控制電路，耦接至該解調電路，當該第一數據幀符合一第一喚醒條件、該第二數據幀 符合一第二喚醒條件、該第三數據幀符合一第三喚醒條件、並且該第四數據幀符合一第四 喚醒條件時，喚醒一電子設備的至少部分元件；其中該第一、該第二、該第三、及該第四喚醒 條件為數據幀的來源MAC地址、目的MAC地址、以太類型、來源IP位址、目的IP位址、來源 埠號、目的埠號、IP報頭、TCP報頭、幀控制、來源地址及目的地址欄位的至少其中之一 等於預設的數值或位於預設的數值範圍。
上述實施例的優點之一是網絡存取裝置能更精確地判斷喚醒條件是否符合，而能減少誤喚醒的機率，以達成低耗電的功效。本發明的其它優點將藉由以下的說明和附圖進行更詳細的說明。
圖1為本發明一實施例的通信系統簡化後的功能方塊圖。
圖2為圖1的通信系統進行喚醒程序的一實施例的流程圖。
圖3為圖1的解調電路產生的數據幀的一實施例簡化後的示意圖。
圖4為圖1的解調電路產生的數據幀的另一實施例簡化後的示意圖。
主要元件符號說明
100通信系統110、130、150電子設備
131電源控制裝置140網絡存取裝置
141信號傳收電路142解調電路
143控制電路300、400數據幀具體實施方式
以下將配合相關圖式來說明本發明的實施例。在圖式中，相同的標號表示相同或類似的元件或流程步驟。
圖1為本發明一實施例的通信系統100簡化後的功能方塊圖，通信系統100包含有電子設備110、130和150。電子設備110和150包含有網絡存取裝置等元件(圖中未繪示)，電子設備130包含有電源控制裝置131及網絡存取裝置140。此外，網絡存取裝置140 包含有信號傳·收電路141、解調電路142及控制電路143。為便於說明，圖1中省略了其它的元件及連接關係。
電子設備110、130和150可以是計算機、印表機或影音播放器等具有通信能力的裝置，在本實施例中，電子設備130包含有正常運作模式及省電模式，並且在省電模式時， 可以依據網絡存取裝置140所接收的信號而被喚醒，進入正常運作模式。
網絡存取設備140可以採用各種有線或無線的網絡技術實現，並且通過各種有線或無線網絡傳收信息。
信號傳收電路141用以接收網絡信號，並將所接收的信號傳送至解調電路142。例如，信號傳收電路141可以包含有射頻電路及/或天線等元件。
解調電路142用以將信號傳收電路141所接收的網絡信號進行解調，以還原成信號發送端所發送的信息。
控制電路143用以依據解調電路142所解調的信息，而判斷是否要讓電子設備140 進入正常工作模式或者是維持省電模式。
電源控制裝置131用以依據控制電路143的信號，而將電子設備130或電子設備 130的部份元件設置為正常運作模式或省電模式。
電源控制裝置131、信號傳收電路141、解調電路142及控制電路143，可以分別採用多個元件或者整合為一個或多個集成電路元件及/或分立電路元件，並且能以內建或外接的方式耦接於電子設備130。
圖2為圖1的通信系統100進行喚醒程序的一實施例簡化後的流程圖，以下將以圖1搭配圖2說明通信系統100的運作方式。
在流程210中，電子設備130處於省電模式。
在流程220中，電子設備130藉由網絡存取裝置140的信號傳收電路141接收其 它電子設備所傳送的信號，並將所接收的信號傳送至解調電路142。
在流程230中，解調電路142將接收到的信號進行解調，而產生適當的數據幀 (data frame),例如,解析成各種通信協議所定義的數據包(packet)。
在流程240中，控制電路143會依據解調電路142所產生的數據幀，而判斷電子 設備130是否需要被喚醒，當電子設備130需要被喚醒，則進入流程250，否則，則進入流程 260。
在流程250中，由控制電路143傳送信號至電源控制裝置131，使電源控制裝置 131將電子設備130或電子設備130的部分元件(圖1中未繪示)設置為正常運作模式。
在流程260中，電子設備130維持省電模式。
圖3為解調電路142將信號解調後所產生的數據幀的一實施例簡化後的示意圖， 數據幀300為一個IEEE 802.3標準所定義的乙太網絡數據包或數據包的部分內容。
數據幀300包含有多個欄位，每個欄位可以包含有不同數量的數據。例如，前序信 號欄位(preamble)包含有7個八字節(octet)的數據，目的MAC地址欄位(destination MAC address)及來源MAC地址欄位(sourceMAC address)分別包含有6個八字節的數 據，以太類型欄位(ether type)包含有2個八字節的數據,巾貞檢驗序列欄位(frame check sequence)包含有4個八字節的數據。載荷欄位(payload)可能包含有數千個八字節的數 據，並且包含有上層的通信協議的數據及報頭(header)。例如，圖3中，載荷欄位中包含有 IP報頭(IP header)及TCP報頭(TCP header)，IP報頭中包含有來源IP位址欄位(source IP address)及目的IP位址欄位(destination IP address)等,而TCP報頭中包含有來源 埠號欄位(sourceport)、目的埠號欄位(destination port)及同步欄位(SYNC)等。
圖4為解調電路142將信號解調後所產生的數據幀的另一實施例簡化後的示意 圖，數據幀400為一個IEEE 802.11標準所定義的無線網絡數據包或數據包的部分內容。
數據幀400包含有多個欄位，每個欄位可以包含有不同數量的數據。例如，幀控 制欄位(frame control)包含有2個八字節的數據，期間/標識符欄位(Duration/ID)包 含有2個八字節的數據，來源地址欄位(addressl)及目的地址欄位(addreSS2)分別包含 有6個八字節的數據，巾貞檢驗序列欄位(frame check sequence)包含有4個八字節的數 據。幀本體欄位(framebody)則可能包含有零到數千個八字節的數據，並且可以包含有上 層的通信協議的數據及報頭。例如，幀本體欄位可以包含IP報頭(IP header)及TCP報頭 (TCP header), IP報頭中包含有來源IP位址欄位(source IPaddress)及目的IP位址字 段(destination IP address)等,而TCP報頭中包含有來源埠號欄位(source port)、目 的埠號欄位(destination port)及同步欄位(SYNC)等。
在圖4的實施例中，幀控制欄位包含有2位的類型子欄位(typesubfield)及4 位的子類型子欄位(subtype subfield)等。例如，當類型子欄位為00，而子類型子欄位為 1011時，代表此數據幀為認證(authentication)數據包。而當類型子欄位為00，而子類型 子欄位為0000時,代表此數據巾貞為聯結請求(association request)數據包。
以下將以圖3和圖4的數據幀為例，並且搭配圖1和圖2，更進一步地說明控制電路143如何依據解調電路142輸出的數據幀而判斷電子設備130是否需要被喚醒。
在流程240中，控制電路143可以將數據幀中至少兩個欄位的內容與默認值或者 預設的範圍進行比對，以判斷該數據幀是否符合喚醒電子設備130的條件。例如，控制電路 143可以選擇數據幀的來源MAC地址、目的MAC地址、以太類型、來源IP位址、目的IP位址、 來源埠號、目的埠號、IP報頭、TCP報頭、幀控制、來源地址及目的地址等欄位的至少二 者與默認值或者預設的範圍進行比較，並且當所選擇的欄位皆等於默認值時，控制電路143 才判斷該數據幀符合喚醒條件。
例如,在一實施例中，電子設備130僅接受某些設備(如，電子設備110)中某些應 用程序的遠程喚醒請求。因此，當數據幀中的來源MAC地址等於電子設備110的MAC地址， 目的MAC地址等於電子設備130的MAC地址，並且以太類型為預設的內容時(例如，以太類 型欄位的內容為IPv4、IPv6或其它協議的代碼)，控制電路143會判斷該數據幀符合喚醒 條件，並傳送信號至電源控制裝置131，使電源控制裝置131喚醒電子設備130的至少部分 元件。
由於進行網絡通信時，常會有數據包丟失的情形，因此，若電子設備在預定的時間 內沒有接收到對方的回覆，便會重新發送同樣的數據包。因此，利用此種特性，在另一實施 例的流程240中，控制電路143會選擇兩個以上的欄位針對多個數據幀進行比對，當多個數 據幀皆符合喚醒條件時，控制電路143才會使電源控制裝置131喚醒電子設備130。
在另一實施例中，控制電路143不但會選擇兩個以上的欄位針對多個數據幀進行 比對，並且當一預設時段內的多個數據幀皆符合喚醒條件時，控制電路143才會使電源控 制裝置131喚醒電子設備130。
由於電子設備重新發送同樣數據包的間隔並不會太長，因此，上述兩個實施例只 會稍微延遲喚醒的時間，但是卻能更精確地判斷電子設備是否需要被喚醒。
當某些電子設備或是應用程式喚醒其它電子設備時，常會以特定的順序發送數據 包。因此，在流程240中，控制電路143也可以將多個數據幀中一個以上的欄位內容與默認 值進行比對，並且比對該些數據幀是否以預設的順序接收，而判斷該些數據幀是否符合喚 醒電子設備130的條件。
例如，在一實施例中，當電子設備110欲存取電子設備130的資源時(例如，存取 電子設備130中的檔案或印表機等)，會發送ARP(addressresolution protocol)數據包， 以獲取電子設備130的MAC地址，接著再發送出TCP SYNC數據包等。因此，在此實施例中， 控制電路143首先會比對一數據幀的以太類型是否為ARP數據包的代碼，並且在隨後的數 據幀中比對TCP報頭以判斷是否為TCP SYNC數據包，以判斷這些數據幀是否符合喚醒條 件。當喚醒條件符合時，控制電路143會使電源控制裝置131喚醒電子設備130的至少部 分元件。
在另一實施例中，若電子設備150欲與電子設備130建立聯機時,會發送認證數據 包，接著再發送聯結請求數據包。因此，在此實施例中，控制電路143會先比對數據幀的幀 控制欄位是否為認證數據包的代碼，並且在隨後的數據幀中比對幀控制欄位以判斷是否為 聯結請求數據包的代碼，以判斷這些數據幀是否符合喚醒條件。當喚醒條件符合時，控制電 路143會使電源控制裝置131喚醒電子設備130的至少部分元件。
在其它的實施例的流程240中，當電子設備150欲與電子設備130建立聯機時，會傳送二個以上的數據包，並且控制電路143會將多個數據幀中一個以上的欄位內容與默認 值進行比對，以比對這些數據幀是否以預設的順序接收，而判斷這些數據幀是否符合喚醒 電子設備130的條件。
如同上述的說明一樣，當電子設備若沒在預定的時間內接收到對方的回覆或是沒 有成功建立聯機時，也會以同樣的順序重新發送數據包。因此，在另一實施例的流程240 中，控制電路143會將多個數據幀中一個以上的欄位內容與默認值進行比對，並且判斷這 些數據幀是否以預設的順序所接收，此外還需要以相同的順序接收這些數據幀超過一次以 上，控制電路143才會使電源控制裝置131喚醒電子設備130的至少部分元件。
在另一實施例中，控制電路143會將多個數據幀中一個以上的欄位內容與默認值 進行比對，並且判斷該些數據幀是否以預設的順序所接收，此外還需要在預設的時間內以 相同的順序接收這些數據幀超過一次以上，控制電路143才會使電源控制裝置131喚醒電 子設備130的至少部分元件。
上述的實施例的判斷方式皆可以依據不同的設計考慮或是不同的應用環境，而進 行適當的組合。例如，當控制電路143比對數據幀是否為ARP數據包時，也可比對數據幀的 來源MAC地址。
在另一實施例中，當電子設備130可由多個電子設備進行喚醒時，例如，IP位址為 192.168.1.10至192.168.1.100的電子設備皆可喚醒電子設備130，此時，控制電路143可 比對數據幀的來源IP位址是否位於預設的範圍內，以及比對數據幀的目的IP位址是否為 電子設備130的IP位址。
在另一實施例中，若不限定只有某些電子設備才能喚醒電子設備130，但限制僅有 某些應用程式才能喚醒電子設備130時，控制電路143可以比對目的MAC地址、以太類型、 來源埠號、及/或目的埠號等欄位。
在上述的實施例中，當控制電路143判斷數據包是否以一定的順序接收時，可設 置為這些數據包必須連續地以一定的順序接收，或者不須連續地以一定的順序接收。
在上述的實施例中，電子設備130可以具有多種的運作模式。例如，電子設備130 原先處於省電模式，當控制電路143喚醒電子設備130後，電子設備130或電子設備130的 部分元件由省電的模式轉換為多個較耗電的模式的其中之一運作。
本發明還能與其它的省電機制相結合，而使電子設備130能更加省電。例如，配合 IEEE 802.11的省電機制，不但電子設備130進入省電模式，並且網絡存取裝置140也僅於 特定的時間啟動而接收網絡信號，而於其它的時間也讓網絡存取裝置140進入省電模式。 因此，能夠更進一步地達到節省能源的效果。
上述的實施例揭示了數種遠程喚醒系統的機制，藉由精確地比對數據包的多個字 段及/或比對數據包的接收順序，而能夠更準確的判斷喚醒條件是否符合，以減少誤喚醒 的機率。此外，上述的實施例還可以結合其它的省電機制，而更進一步地，達成低耗電的功 效。
說明書及申請專利範圍中的某些詞彙被用來指稱特定的元件，所屬技術領域的技 術人員應可理解，同樣的元件可能會用不同的名詞來稱呼。本說明書及申請專利範圍並不 以名稱的差異作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來為區分的基準。在說明 書及申請專利範圍中所提及的「包含」為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。另外，「耦接」一詞包含任何直接及間接的連接手段。因此，若文中描述第一裝置耦接於第 二裝置，則代表第一裝置可通過電性連接、有線傳輸、無線傳輸、或光學傳輸等信號連接方 式而直接連接於第二裝置，或通過其它裝置或連接手段間接的電性或信號連接至該第二裝置。
說明書及圖式中的元件的數量、地址和連接關係等僅為示意性的敘述與繪製，以 簡化說明。說明書中各個元件能以一個或多個的元件實施，或者說明書中多個元件的功能 也可由同一元件實施，而皆屬本發明的涵蓋範圍。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，各個實施例及實施例的部分特徵皆能適當地 結合而不互斥，凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化、修飾與組合，皆屬本發明的涵蓋 範圍。
權利要求
1.一種網絡存取裝置，其包含有:一解調電路，依據一信號傳收電路所接收的網絡信號而產生一第一數據幀；以及一控制電路，耦接至所述解調電路，當所述第一數據幀符合一第一喚醒條件時，喚醒一電子設備的至少部分元件；其中所述第一喚醒條件為數據幀的來源MAC地址、目的MAC地址、以太類型、來源IP位址、目的IP位址、來源埠號、目的埠號、IP報頭、TCP報頭、幀控制、來源地址及目的地址欄位的至少二者等於預設的數值或位於預設的數值範圍。
2.根據權利要求1所述的網絡存取裝置，其中所述解調電路還會產生一第二數據幀， 並且當所述第一數據幀及所述第二數據幀皆符合所述第一喚醒條件時，所述控制電路會喚醒所述電子設備的至少部分元件。
3.根據權利要求1所述的網絡存取裝置，其中所述解調電路還會產生一第二數據幀， 並且當所述第一數據幀符合所述第一喚醒條件，並且所述第二數據幀符合一第二喚醒條件時，所述控制電路會喚醒所述電子設備的至少部分元件，所述第二喚醒條件為數據幀的來源MAC地址、目的MAC地址、以太類型、來源IP位址、目的IP位址、來源埠號、目的埠號、 IP報頭、TCP報頭、幀控制、來源地址及目的地址欄位的至少二者等於預設的數值或位於預設的數值範圍。
4.根據權利要求2或3所述的網絡存取裝置，其中當所述第一數據幀和所述第二數據幀的接收時間小於一預設的時間範圍時，所述控制電路才會喚醒所述電子設備的至少部分元件。
5.根據權利要求1、2或3所述的網絡存取裝置，其中所述信號傳收電路於一時段內，僅於固定間隔的多個時間點接收網絡信號。
6.一種網絡存取裝置，其包含有:一解調電路，依據一信號傳收電路所接收的網絡信號而產生一第一數據幀、一第二數據幀、一第三數據幀及一第四數據幀；以及一控制電路，耦接至所述解調電路，當所述第一數據幀符合一第一喚醒條件、所述第二數據幀符合一第二喚醒條件、所述第三數據幀符合一第三喚醒條件、並且所述第四數據幀符合一第四喚醒條件時，喚醒一電子設備的至少部分元件；其中所述第一、所述第二、所述第三、及所述第四喚醒條件為數據幀的來源MAC地址、 目的MAC地址、以太類型、來源IP位址、目的IP位址、來源埠號、目的埠號、IP報頭、 TCP報頭、幀控制、來源地址及目的地址欄位的至少其中之一等於預設的數值或位於預設的數值範圍。
7.根據權利要求6所述的網絡存取裝置，其中所述信號傳收電路先接收到所述第一數據幀的網絡信號，再接收到所述第二數據幀的網絡信號，再接收到所述第三數據幀的網絡信號，再接收到所述第四數據幀的網絡信號。
8.根據權利要求6或7所述的網絡存取裝置，其中所述第一喚醒條件及所述第三喚醒條件選擇數據幀中的相同欄位與預設的數值或預設的數值範圍進行比對，和/或所述第二喚醒條件及所述第四喚醒條件選擇數據幀中的相同欄位與預設的數值或預設的數值範圍進行比對。
9.根據權利要求6或7所述的網絡存取裝置，其中所述第一喚醒條件及所述第二喚醒條件選擇用以與預設的數值或預設的數值範圍進行比對的欄位至少有一個欄位不相同，和 /或所述第三喚醒條件及所述第四喚醒條件選擇用以與預設的數值或預設的數值範圍進行比對的欄位至少有一個欄位不相同。
10.根據權 利要求6或7所述的網絡存取裝置，其中所述信號傳收電路於一時段內，僅於固定間隔的多個時間點接收網絡信號。
全文摘要
本申請提出一種具有低功耗遠程喚醒機制的網絡存取裝置。本案提出的網絡存取裝置的實施例之一，包含有信號傳收電路、解調電路及控制電路。信號傳收電路用以接收網絡信號，解調電路耦接至信號傳收電路，用以依據信號傳收電路所接收的網絡信號而產生數據幀。控制電路耦接至解調電路，用以當數據幀的至少二個欄位符合預設的數值或者包含有特定欄位的數據幀符合特定的接收順序時，喚醒電子設備的至少部分元件。
文檔編號H04L29/08GK103138949SQ20111037888
公開日2013年6月5日 申請日期2011年11月24日 優先權日2011年11月24日
發明者李亭瑩, 顏光裕, 沈家慶, 劉又誠 申請人:瑞昱半導體股份有限公司