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    • 专利摘要:
    本發明提供了將資料匯流排耦接至無線鏈路的動態可配置無線資料匯流排開關。例如，存在一種動態可配置無線資料匯流排開關，其包括：可配置協定自我調整層資料平面，向資料匯流排提供第一介面；以及處理器，被配置為執行協定自我調整層控制平面。動態可配置無線資料匯流排開關的可配置協定自我調整層資料平面耦接至所述處理器，並且可由協定自我調整層控制平面動態地配置。
    公开号:TW201301044A
    申请号:TW101122005
    申请日:2012-06-20
    公开日:2013-01-01
    发明作者:James Weijun Jiang；Shawn Ding；Justin Ai-Min Sang；Gang Lu；tae Yang；Yuan Zhuang；Hongyu Xie；Simon Yu Zhang；Roy Tobin；Brima Ibrahim
    申请人:Broadcom Corp；
    IPC主号:G06F13-00
    专利说明:
    用於將資料匯流排耦接至無線鏈路的動態可配置無線資料匯流排開關及通過處理器執行它之方法
    本發明總體涉及資料匯流排開關。更具體地，本發明涉及無線資料匯流排開關。
    隨著電子器件變得更小以及由此更加便攜，對利用不斷增加的性能進行統計操作的無線資料傳送系統的需求不斷增加。尤其，隨著電子器件的資料儲存變得更加緊湊，無線同步化大資料集合由於低資料輸送量和有限的電池壽命已變得非常讓人厭倦。針對製造商為了努力滿足消費者需求，這已轉換為與定制解決方案相關聯的高開發成本，定制解決方案往往容易出現錯誤並且通常由於不相容問題而縮短了壽命。
    為了解決這些問題，一直嘗試開發對通常在個人電腦中找到的各種標準化資料匯流排的無線擴展。不幸的是，常規方法與已經嘗試的定制解決方案在特徵上已非常相似，其包括非期望特性，諸如低資料輸送量、高功耗、高開發成本、有限效用和不確定的產品壽命。
    因此，需要通過提供使用動態可配置資料匯流排開關將無線鏈路耦接至資料匯流排的系統和方法來克服所屬領域中的缺點和不足，動態可配置資料匯流排開關可在也能夠實現高資料輸送量的各種情況下實施。
    本申請涉及動態可配置無線資料匯流排開關，大體上如附圖中至少一個中示出以及/或者與附圖中的至少一個相結合所描述的那樣，並且在申請專利範圍中更完整地闡述。
    根據本發明的實施方式，提供了一種用於將資料匯流排耦接至無線鏈路的動態可配置無線資料匯流排開關，動態可配置開關包括：可配置協定自我調整層資料平面(PALDP)，用於向資料匯流排提供第一介面；處理器，被配置為執行協定自我調整層控制平面(PALCP)；可配置PALDP耦接至處理器，並且可由PALCP動態地配置。
    此外，處理器被進一步配置為執行嵌入式站管理實體(eSME)；可配置PALDP可由PALCP和eSME動態地配置。
    其中，動態可配置開關耦接至主機電腦；可配置PALDP可由PALCP和由主機電腦執行的站管理實體(SME)動態地配置。
    該動態可配置開關還包括耦接至可配置PALDP並且向無線鏈路提供第二介面的較低介質存取控制(LMAC)。
    其中，可配置PALDP包括解碼器、可配置佇列塊和出口出口仲裁器；解碼器、可配置佇列塊和出口出口仲裁器中的每一個均由PALCP動態地配置。
    其中，可配置PALDP被配置為處理在無線鏈路與資料匯流排之間傳送的資料包以及處理在無線鏈路與處理器之間傳送的控制包。
    其中，動態可配置開關被配置為在主機協定自我調整層(HPAL)模式中；HPAL模式允許動態可配置開關管理無線域，無線域包括HPAL模式開關以及耦接至HPAL模式開關的一個或多個裝置協定自我調整層(DPAL)模式開關。
    其中動態可配置開關被配置為在裝置協定自我調整層(DPAL)模式中；DPAL模式允許動態可配置開關耦接至由主機協定自我調整層(HPAL)模式開關所管理的無線域。
    根據本發明的另一實施方式，提供了一種用於將資料匯流排耦接至無線鏈路的動態可配置無線資料匯流排開關，開關包括：可配置協定自我調整層資料平面(PALDP)，用於向資料匯流排提供第一介面；較低介質存取控制(LMAC)，耦接至可配置PALDP並且向無線鏈路提供第二介面；可執行站管理實體(SME)；處理器，被配置為執行協定自我調整層控制平面(PALCP)；可配置PALDP耦接至處理器，並且可由SME和PALCP動態地配置。
    其中，SME包括嵌入式站管理實體(eSME)，並且處理器被進一步配置為執行eSME。
    其中，動態可配置開關耦接至主機電腦，以及SME包括可由主機電腦執行的SME。
    其中，可配置PALDP、LMAC和處理器被整合在同一半導體晶片中。
    其中可配置PALDP包括解碼器、可配置佇列塊和出口出口仲裁器；解碼器、可配置佇列塊和出口出口仲裁器中的每一個均由SME和PALCP動態地配置。
    其中，可配置PALDP被配置為處理在無線鏈路與資料匯流排之間傳送的資料包以及處理在無線鏈路與處理器之間傳送的控制包。
    其中動態可配置開關被配置為在主機協定自我調整層(HPAL)模式中；HPAL模式允許動態可配置開關管理無線域，無線域包括HPAL模式開關以及耦接至HPAL模式開關的一個或多個裝置協定自我調整層(DPAL)模式開關。
    其中，動態可配置開關被配置為在裝置協定自我調整層(DPAL)模式中；DPAL模式允許動態可配置開關耦接至由主機協定自我調整層(HPAL)模式開關管理的無線域。
    其中，無線鏈路包括60 GHz無線鏈路。
    其中，資料匯流排包括快速周邊元件連接(PCIe)資料匯流排。
    根據本發明的又一實施方式，提供一種用於通過處理器執行將無線鏈路耦接至資料匯流排的動態可配置無線資料匯流排開關的方法，該方法包括：檢測耦接至動態可配置開關的主機電腦；為動態可配置開關選擇主機協定自我調整層(HPAL)模式；配置動態可配置開關的協定自我調整層控制平面(PALCP)和可配置協定自我調整層資料平面(PALDP)，以管理第一無線域。
    此外，該方法還還包括：檢測與動態可配置開關解耦合的主機電腦；為動態可配置開關選擇裝置協定自我調整層(DPAL)模式；配置PALCP和可配置PALDP以接合由另一無線資料匯流排開關管理的第二無線域。
    此外，該方法還包括：配置可配置PALDP的可配置佇列塊，以分配具有在無線鏈路與資料匯流排之間傳送的資料包的可配置佇列塊的一部分。
    此外，該方法還包括：配置可配置PALDP的可配置佇列塊，以分配具有在無線鏈路與資料匯流排之間傳送的資料包的可配置佇列塊的一部分；所分配的可配置佇列塊的一部分與資料包的頻寬要求相對應。
    此外，該方法還包括：配置可配置PALDP的可配置佇列塊以分配具有在無線鏈路與處理器之間傳送的控制包的可配置佇列塊的一部分。
    本發明的特徵和優點在所屬領域一般技術者審查以下詳細描述和附圖之後將變得更容易顯而易見，其中。
    本申請涉及動態可配置無線資料匯流排開關。以下描述包含與本發明實施有關的特定資訊。所屬領域技術者將認可，本發明可以與本申請中特定討論的方式不同的方式來實施。此外，為了不混淆本發明，不討論本發明的一些具體細節。本申請中未描述的具體細節為在所屬領域一般技術者認知的範圍內。
    本申請中的附圖及其伴隨的詳細描述僅涉及本發明的示例性實施方式。為了保持簡短，在本申請中未特定描述使用本發明原理的本發明其他實施方式，並且未通過附圖來特定圖示。除非另有指出，附圖中相似或者相對應元件可通過相似或者相對應的參考標號來表示。此外，本申請的中附圖和圖表一般並不按比例繪製，並且不旨在為與實際相對尺寸相對應。
    圖1示出了說明解決上述問題的本發明實施方式的系統100。如圖1所示，系統100包括耦接至無線資料匯流排開關120的主機中央處理單元(CPU)110，無線資料匯流排開關又耦接至無線鏈路114和資料匯流排190。主機CPU 110可包括在無線資料匯流排開關120外部的任何處理器，例如，除了其他主機級處理，處理器可被配置為執行站管理實體(SME)112。SME 112可包括可更新軟體邏輯模組，可更新軟體邏輯模組例如可由主機CPU 110執行並且例如可被配置為向使用者提供介面以管理、配置、提供和收集來自無線資料匯流排開關120的各種統計。下文提供了SME 112功能性的更廣泛描述。如圖1所示，主機CPU 110可經由一個或多個資料連結(例如，諸如資料連結116和117)耦接至無線資料匯流排開關120。例如，資料連結116可代表在例如快速周邊元件連接資料匯流排上形成的資料連結，並且例如，資料連結117可代表獨立通用非同步接收器/發送器(UART)資料連結。在一些實施方式中，主機CPU 110可位於例如主機電腦中，其中，無線資料匯流排開關120耦接至包括主機CPU 110的主機電腦。
    圖1的無線資料匯流排開關120可包括能夠將資料匯流排190耦接至無線鏈路114的動態可配置無線資料匯流排開關，如下文將更完整地描述。具體地，如圖1所示，無線資料匯流排開關120可包括處理器130和可配置協定自我調整層資料平面(PALDP)140，以及在一些實施方式中，可包括較低介質存取控制(LMAC)160和共用記憶體(SHM)180。處理器130可包括可被配置為執行例如嵌入式SME(eSME)132、較高MAC(HMAC)134、MAC子層管理實體(MLME)135、PAL控制平面(PALCP)136和PAL管理實體(PALME)137並耦接至PALDP 140、LMAC 160和SHM 180的任何處理器。例如，處理器130可包括例如任何輸入/輸出處理器(IOP)或者例如任何通用處理器。在一些實施方式中，例如，處理器130可包括ARM處理器。此外，在一些實施方式中，處理器130可使用例如專用先入先出(FIFO)和SHM 180耦接至可配置PALDP 140，並且可配置PALDP 140可使用專用緩衝集區耦接至LMAC 160。
    與SME 112相似，eSME 132可包括例如可更新軟體邏輯模組，可更新軟體邏輯模組可被配置為提供介面用於管理、配置、提供和收集與例如無線資料匯流排開關120有關的各種統計，但是與SME 112不同，eSME 132可由處理器130執行，如圖1所示。下文提供了eSME 132的功能性的更廣泛描述。
    HMAC 134和MLME 135還可包括可更新軟體邏輯模組，可更新軟體邏輯模組由例如處理器130執行，並且可被配置為為耦接至相關聯LMAC的一個或多個無線鏈路(例如，諸如耦接至LMAC 160的無線鏈路114)提供管理功能性。例如，HMAC 134和MLME 135可被配置為管理例如LMAC 160的例如無線網路整合以及加密、一些功率降低以及其他調度和管理功能。如圖1所示，MLME 135可被配置為管理例如HMAC 134與SME 112以及無線資料匯流排開關120的所有部分的對接。
    PALCP 136和PALME 137可包括由例如處理器130執行，並且可被配置為處理各種控制包以及管理SME 112、eSME 132、HMAC 134、LMAC 160和可配置PALDP 140之間的各種介面的可更新軟體邏輯模組。此外，PALCP 136和PALME 137可被配置為當未傳送資料時通過將LMAC 160和/或可配置PALDP 140斷電來管理省電。下文提供了PALCP 136的功能性的更廣泛描述。
    無線資料匯流排開關120的可配置PALDP 140可包括位於例如無線資料匯流排開關120中的可配置硬體模組，並且可被配置為向資料匯流排190提供介面。具體地，可配置PALDP 140可被配置為處理例如在無線鏈路114與資料匯流排190之間傳送的資料包，以及另外可被配置為處理在無線鏈路114與處理器130之間傳送的控制包。例如，在無線鏈路114與資料匯流排190之間傳送的資料包可包括例如在無線鏈路114與可配置PALDP 140之間的PAL資料包，以及可包括在PALDP 140與資料匯流排190之間的資料匯流排資料包。因此，在一個實施方式中，可配置PALDP 140可被配置為將資料匯流排資料包轉化為PAL資料包以有助於在耦接至資料匯流排190的器件或者端點(圖1中未示出)與經由例如無線鏈路114耦接至無線資料匯流排開關120的其他無線資料匯流排開關之間的無縫且高速資料傳送。
    相比之下，控制包可包括例如PAL控制包，PAL控制包可被用於傳送管理和控制資料，例如，諸如在無線資料匯流排開關(例如，諸如無線資料匯流排開關120)之間的配置指令、服務品質(QoS)指令和測量統計。因此，在一個實施方式中，可配置PALDP 140可被配置為區分控制包與資料包，並且將控制包引導至處理器130以及在其中執行的軟體模組中的任何模組。如與以上SME 112、eSME 132和PALCP 136一樣，下文提供了可配置PALDP 140的功能性的更廣泛描述。
    在圖1中還示出了向無線鏈路114、SHM 180以及將資料匯流排190耦接至可配置PALDP 140的資料匯流排鏈路118提供介面的LMAC 160。LMAC 160可包括能夠耦接至例如可配置PALDP 140並且支援一個或多個無線鏈路(例如，諸如無線鏈路114)的任一或者多個實體層(PHY)。如此，LMAC 160可包括能夠向用於無線資料匯流排開關120的一個或多個無線鏈路提供介面的任何PHY。例如，LMAC 160可為被配置為支援經由例如2.4 GHz、5 GHz和60 GHz無線鏈路的無線資料傳送並且支援用於與其他無線器件無線通訊的多種無線傳送協議(例如，諸如基於802.11的無線傳送協定)的硬體模組。利用這些協定中的任何協定，LMAC 160可被配置為收發可配置PALDP 140的資料包和/或控制包。
    在一些實施方式中，LMAC 160的功能性可至少部分地通過HMAC 134來管理。例如，LMAC 160可被配置為支援例如由HMAC 134管理的各種調製和編碼方案，以根據特定需要來說明支援高資料輸送量、功率降低以及其他功能性。例如，這種功能性可在無線資料匯流排開關120初始化時配置，或者可在無線資料匯流排開關120初始化之後動態地配置。在一些實施方式中，例如，LMAC 160可被配置為幾乎同時支援多個無線鏈路，或者例如依次支持多個無線鏈路，以增加可靠性、擴展有效無線範圍等。
    SHM 180可包括例如能夠耦接至處理器120、LMAC 160以及/或者可配置PALDP 140的任何記憶體模組或者架構。在一些實施方式中，SHM 180可耦接至例如處理器130中一個或多個軟體模組，並且可直接或者間接耦接至位於無線資料匯流排開關120內的任何軟體或者硬體模組。
    如上所述，可配置PALDP 140可被配置為向資料匯流排190提供介面，其中資料匯流排鏈路118可被用於將資料匯流排190耦接至例如可配置PALDP 140。如此，在一些實施方式中，可配置PALDP 140可被配置為將資料傳送至資料匯流排鏈路118和資料匯流排190兩者。例如，在一個實施方式中，資料匯流排190可包括例如快速周邊元件連接(PCIe)資料匯流排，以及資料匯流排鏈路118可包括PCIe資料匯流排的根元件(root complex)。因此，可配置PALDP 140可被配置為將資料傳送至PCIe匯流排的根元件以及附接至PCIe資料匯流排的器件。因此，可配置PALDP可將資料傳送至例如PCIe資料匯流排的匯流排控制器以及PCIe資料匯流排自身，以易於在耦接至資料匯流排190的端點與耦接至其他無線資料匯流排開關(例如，經由無線鏈路114耦接至無線資料匯流排開關120)的其他端點之間的無縫資料傳送。因此，在一些實施方式中，無線資料匯流排開關120可被配置為形成PCIe資料匯流排的無縫無線擴展的至少一部分。應當理解，資料匯流排190可包括其他資料匯流排，例如，諸如通用序列匯流排(USB)、工業標準架構(ISA)資料匯流排或者傳統PCI匯流排。
    儘管圖1描繪了無線資料匯流排開關120為包括多個硬體模組，但在一些實施方式中，處理器130、可配置PALDP 140、LMAC 160以及/或者SHM 180中的任一個可被整合至同一半導體晶片中。此外，在其他實施方式中，無線資料匯流排開關可僅包括處理器130和可配置PALDP 140，其中，LMAC和共用記憶體功能在無線資料匯流排開關120外部實施。
    如上文解釋的，可配置PALDP 140可被配置為將資料匯流排資料包轉化為PAL資料包，以易於在耦接至資料匯流排190的端點與耦接至例如其他無線資料匯流排開關的其他端點之間的無縫且高速資料傳送。例如，當結合60 GHz無線鏈路能力時，無線資料匯流排開關120的實施方式可提供多達約7 Gbps個端點之間的無線資料傳送。然而，除了高速資料傳送能力，無線資料匯流排開關120還提供動態可配置平臺，其可在無需昂貴的重新設計的各種情況下使用，並且可被更新為面對在不斷發展的技術中發現的典型問題。例如，無線資料匯流排開關120可被配置為支援可動態或者在初始化時選擇的主機PAL(HPAL)模式和器件PAL(DPAL)模式兩者，例如，這允許本發明概念的實施方式被快速實施為主機和非主機裝置。此外，通過使用諸如SME 112和/或eSME 132的SME，本發明實施方式可以以極低的開發開銷協作形成各種資料匯流排和端點應用的高效且高速無線資料匯流排擴展。
    例如，在一些實施方式中，eSME 132可另外被配置為例如通過檢測主機CPU 110或者SME 112的存在來檢測無線資料匯流排開關120何時耦接至主機裝置(例如，諸如主機電腦)。一經檢測完，eSME 132可被配置為使無線資料匯流排開關120進入HPAL模式。當在HPAL模式中時，以及除了上述功能性，無線資料匯流排開關120的SME 112和eSME 132可被配置為協作和管理HMAC 134、LMAC 160、PALCP 136和PALDP 140，以提供各種訪問策略，以及被配置為根據無線鏈路條件、無線資料匯流排開關120上的當前工作量以及無線域中各DPAL模式開關的特性而對在由無線資料匯流排開關120管理的無線域中的任何DPAL模式開關動態地分配頻寬。如此，無線資料匯流排開關120的SME 112和eSME 132可被配置為管理一個或多個包括HPAL模式下的無線資料匯流排開關120以及一個或多個DPAL模式開關的HPAL/DPAL無線域。
    例如，在這種HPAL模式中，HMAC 134和LMAC 160可通過SME 112和/或eSME 132被配置為執行與所選HPAL模式一致的MAC相關任務。以相似方式，PALCP 136和可配置PALDP 140可被配置為使用由SME 112以及/或者eSME 132提供的資訊來使它們自身進入例如相對應的HPAL操作模式，並建立必要的指令引數，例如，諸如路由映射表，以管理DPAL模式開關的無線域。
    除了以上所述，eSME 132還可被配置為檢測無線資料匯流排開關120何時應進入DPAL模式，例如，諸如無線資料匯流排開關120何時耦接至端點或者不耦接至主機裝置，或者無線資料匯流排開關120何時將被配置為參與由另一HPAL模式開關管理的無線域。一經檢測完，eSME 132可被配置為使無線資料匯流排開關120進入DPAL模式。當在DPAL模式中時，eSME 132可被配置為在不與外部SME(例如，諸如SME 112)相互作用的情況下起作用。如此，當在DPAL模式中時，以及除了上述功能，無線資料匯流排開關120的eSME 132可被配置為管理HMAC 134、LMAC 160、PALCP 136和PALDP 140，以收集連接至資料匯流排190的端點特性，以及被配置為測量當前工作量、電源模式和無線鏈路條件統計並且相應地請求頻寬。因此，無線資料匯流排開關120的eSME 132可被配置為耦接至由HPAL模式開關管理的無線域。
    例如，在這種DPAL模式中，HMAC 134和LMAC 160可被配置為通過eSME 132執行與所選DPAL模式一致的MAC相關任務。以相似方式，PALCP 136和可配置PALDP 140可被配置為使用由eSME 132提供的資訊來使它們自己進入例如相對應DPAL操作模式，以及建立必要指令引數(例如，諸如路由映射表)以參與由HPAL模式開關管理的無線域。
    如上所述，在一些實施方式中，指示HPAL模式或者DPAL模式的情況檢測可在無線資料匯流排開關120初始化時執行，但在其他實施方式中，無線資料匯流排開關120可被配置為例如定期地執行這種檢測，或者在SME 112請求之後，諸如在嘗試接入由例如HPAL模式開關管理的無線域之前。此外，例如，耦接至主機裝置以及/或者端點可能或者可能不包括物理連接。在一些實施方式中，這種檢測能力可省略以節省處理器130、SHM 180、主機CPU 110等的資源，以及無線資料匯流排開關可被配置為始終在HAPL或者DPAL模式中。儘管以上描述指示eSME 132可執行檢測和模式選擇操作，但是在其他實施方式中，SME 112可被配置為參與檢測和模式選擇操作兩者。此外，即使在HPAL模式中，無線資料匯流排開關120也可被配置為利用eSME 132作為主要軟體模組用於管理例如無線資料匯流排開關120的正在進行的操作，從而限制對到SME 112的擁塞資料連結的依賴性。
    因此，本發明概念的實施方式有利地通過在HPAL或者DPAL模式中起作用而提供靈活性，通過支援多達7 Gbps資料流程而提供高資料輸送量，以及通過當無資料流程量時能夠選擇性地關閉模組電源而提供省電。此外，這些實施方式通過例如包括可由製造商定期更新的軟體模組而提供延長了的產品壽命，以例如校正錯誤並添加功能性。
    移動到圖2至圖5，這些圖示出了根據本發明概念的實施方式HPAL(例如，圖2和圖3)和DPAL(例如，圖4和圖5)模式動態可配置資料匯流排開關的發送和接收資料流程。在一些實施方式中，一個動態可配置無線資料匯流排開關(例如，諸如圖1中的無線資料匯流排開關120)可被配置為能夠在正常操作期間在不同時間進入例如圖2至圖5所示狀態中的每一個。就圖2而言，SME 212、處理器230、HMAC安全代理234、HMAC MLME/調度器235、開關HPAL控制平面(SWHCP)236和可配置開關HPAL資料平面(SWHDP)240可分別與圖1的SME 112、處理器130、HMAC 134、MLME 135、PALCP 136和可配置PALDP 140相對應，例如，各相對應模組可能功能上相似，並且包括相同的結構、配置和材料作為其配對物。具體地，圖2的根組件(RC)292可與圖1中的資料匯流排鏈路118相對應，其中，例如，上游埠242可提供對與圖1中資料匯流排190相對應的PCIe資料匯流排的訪問。
    如上所述，圖2示出了與動態配置圖1中無線資料匯流排開關120相似地動態可配置無線資料匯流排開關的詳細資料流程200，該動態可配置無線資料匯流排開關已進入HPAL模式並且被配置為將到達上游埠242的資料匯流排資料包轉化為準備將PAL資料包從LMAC佇列244發送至LMAC的PAL資料包。例如，就圖2所示的實施方式而言，可配置SWHDP 240包括上游埠242、LMAC佇列244、路由映射表246、傳送狀態248、解碼器250、可配置佇列塊252、出口出口仲裁器254和資料匯流排流控制258。參看步驟201、202和203，解碼器250可被配置為接受來自上游埠242的資料匯流排資料包，分配PAL序號以保持正確順序，以及將資料匯流排資料包和所分配的序號推送至可配置佇列塊252中。然後，可配置佇列塊252可向出口出口仲裁器254提供排隊資料包，該出口出口仲裁器根據例如由路由映射表246提供的源佇列、序號和路由資訊來將排隊資料包封裝為PAL資料包。在由出口出口仲裁器254封裝之後，PAL資料包被提供給LMAC佇列244以傳送至LMAC，以及例如經由耦接的無線鏈路傳送至其他無線資料匯流排開關。另外，儘管出口出口仲裁器254向LMAC佇列244提供PAL資料包，但出口出口仲裁器還可通過流控制向根元件292提供例如流控制資料，例如，以從耦接的資料匯流排無縫接受傳送資料包。HPAL資料平面(HDP)狀態248可被配置為將例如有資料傳送通知給處理器230中的模組。
    從圖2中可以看出，解碼器250、可配置佇列塊252和出口出口仲裁器254以及由此可配置SWHDP 240中的每一個可由例如位於處理器230中的軟體模組動態地配置。具體地，可經由多個資料連結耦接至處理器230的可配置SWHDP 240可由例如處理器230的SWHCP 236動態地配置。例如，解碼器250可由SWHCP 236定期地提供QoS資訊，該SWHCP促使解碼器250將資料匯流排資料包推送至例如可配置佇列塊252中的特定佇列中，以利用例如分配給特定佇列的處理。此外，SWHCP 236還可動態地配置可配置佇列塊252以例如將其資源更多分配給特定佇列，以有助於例如較高的頻寬處理。除了以上所述的，SWHCP 236可向路由映射表246提供另外的QoS資訊來配置出口出口仲裁器254，以例如通過強調降低延遲或者增加輸送量來封裝資料包。儘管解碼器250、可配置佇列塊252和出口出口仲裁器254中的每一個在圖2中示出為從處理器230接收QoS資訊，以及即使這些中的一些通過間隙模組來接收該資訊，但是在其他實施方式中，處理器230內的任一模組可利用除了QoS資訊以外的資訊以及除了圖2中明確示出以外的其他資料連結來配置解碼器250、可配置佇列塊252和出口出口仲裁器254以及可配置SWHDP 240中的每一個。
    在圖2中還示出了從處理器230傳送的控制包的資料流程，其中，與如上所述動態地分配資料匯流排資料包佇列一樣，這些控制包可被發送至資料緊密耦合記憶體(DTCM)，並然後通過例如處理器230被橋接至在可配置佇列塊252內動態分配的控制包佇列。然後，這些排隊的控制包可通過出口出口仲裁器254封裝為PAL控制包，PAL控制包然後排隊用於通過LMAC佇列244傳送至LMAC。
    如圖3中的資料流程300所示，當在HPAL模式中時，根據本發明的動態可配置無線資料匯流排開關還可被配置為接收資料。就圖3而言，SME 312、處理器330、HMAC安全代理334、HMAC MLME/調度器335、SWHCP 336、可配置SWHDP 340、上游埠342、LMAC佇列344、路由映射表346、解碼器350、可配置佇列塊352、出口出口仲裁器354、流控制358和根組件392可分別與圖2中的SME 212、處理器230、HMAC安全代理234、HMAC MLME/調度器235、SWHCP 236、可配置SWHDP 240、上游埠242、LMAC佇列244、路由映射表246、解碼器250、可配置佇列塊252、出口出口仲裁器254、流控制258和根元件292相對應，例如，各相對應模組可能功能相似並且包括相同結構和材料作為其配對物，只是各模組被配置為易於將到達LMAC佇列344的PAL資料包轉化為通過上游埠342提供給資料匯流排的資料匯流排資料包，或者將PAL控制包轉化為提供給處理器330的控制包。
    例如，參看圖3的步驟301至步驟303，可配置SWHDP 340可被配置為使正到達的PAL資料和控制包排隊在LMAC佇列344中，LMAC佇列344然後向解碼器350提供排隊的PAL包。解碼器350可通過例如SWHCP 336動態配置，以根據除了其他資訊以外的報頭資訊、QoS資訊和路由映射資料來解碼所提供的PAL包，然後對資料匯流排資料包和控制包去封裝，分配用於排序的序號，以及然後將所述包推送至在可配置佇列塊352中動態分配的佇列中。與以上圖2可配置佇列塊252相似，可配置佇列塊352可通過SWHCP 336動態配置以將其資源更多分配給特定佇列，以易於例如較高的頻寬處理或者其他基於佇列的處理，例如，諸如控制包路由。然後，排隊的資料匯流排資料包可被提供給出口出口仲裁器354，用於可由SWHCP 336動態配置的排序以及其他處理，例如，諸如通過由SWHCP 336提供的QoS資訊變得容易的QoS排序。
    如上所述，儘管解碼器350、可配置佇列塊352和出口出口仲裁器354中的每一個均被示出為從處理器330接收QoS資訊，以及即使這些中的一些通過間隙模組來接收資訊，但在其他實施方式中，處理器330內的任何模組可利用除了QoS資訊以外的資訊以及除了圖3中明確示出的資料連結以外的其他資料連結來配置解碼器350、可配置佇列塊352和出口出口仲裁器354以及可配置SWHDP 340中的每一個。
    返回至圖4，圖4示出了與圖1中無線資料匯流排開關120相似的動態可配置無線資料匯流排開關的詳細資料流程400，該動態可配置無線資料匯流排開關已被置入DPAL模式並且被配置為將到達下游埠442a和442b的資料匯流排資料包以及由處理器430提供的控制包分別轉化為準備從LMAC佇列444發送至LMAC的PAL資料包和PAL控制包。從步驟401至403以及開關DPAL資料平面(SWDDP)440的一般佈局中清楚可見，圖4的資料流程400大體上與圖2資料流程200相對應，只是已利用位於圖4處理器430中的eSME 432替換圖2中的SME212，以及已利用下游埠442a和442b、解碼器450a和450b、流控制458a和458b以及端點492a和492b替換上游埠242、解碼器250、流控制258以及根組件292。另外，在圖4所示的實施方式中，可配置佇列塊452被示出為利用較少配置佇列來配置，並且LMAC佇列444被示出為例如比圖2中的LMAC佇列244窄。這些改變說明了可被配置為有利於特定模式(例如，諸如HPAL或者DPAL模式)的不同物理連接以及隨之而來的資源配置。
    例如，如圖2所示，HPAL模式開關可被配置為向多個DPAL模式開關提供一個資料匯流排的無線資料匯流排擴展，以及因此在本實施方式中，只有一個上游埠242可被分配給資料匯流排，但是許多佇列可在例如可配置佇列塊252中被分配，以有助於在連接至通過上游埠242訪問的資料匯流排的端點與例如多個DPAL模式開關之間的高頻寬連接。相反，如圖4所示，DPAL模式開關可被配置為僅向例如一個HPAL模式開關提供多個資料匯流排的無線資料匯流排擴展(例如，每個資料匯流排一個端點)，以及因此例如不同地分配SWDDP 440內的可用模組。例如，在一些實施方式中，當在DPAL模式中時，根據本發明的無線資料匯流排開關可能夠幾乎同時耦接至高達32個獨立資料匯流排/端點，並且根據單獨頻寬需求等來協調資源配置。在一個實施方式中，端點492a和492b可包括例如任何PCIe器件，並且下游埠442a和442b可提供至端點492a和492b的PCIe資料匯流排介面的訪問。可選地，當在HPAL模式中時，根據本發明實施方式的無線資料匯流排開關可管理多達32個DPAL模式的開關和端點(組合)。
    重要的是重複根據本發明概念的一個動態可配置無線資料匯流排開關可被配置為依賴於所選無線資料匯流排開關模式以及例如由處理器230或者430內的模組所做出的其他管理決定，來展示圖2的資料流程和圖4的資料流程的特性。
    與圖4相似，圖5示出了動態可配置資料匯流排開關的詳細資料流程500，動態可配置資料匯流排開關已被置於DPAL模式，但可被配置為將由LMAC佇列544接收的PAL資料包和PAL控制包分別轉化為提供給下游埠542a和542b以及處理器530的資料匯流排資料包和控制包。圖5的資料流程500主要與圖3的資料流程300相對應，與圖4和圖2之間的差異相似的差異以及解釋這些差異的相似原因可能存在於本發明概念的各種實施方式中。
    當根據本發明概念的無線資料匯流排開關處於HPAL模式中時，相對應的SWHCP(例如，諸如圖2中的SWHCP 236和圖3中的SWHCP 336)可被配置為處理各種管理或者控制包，以管理到SME、eSME、HMAC、LMAC和可配置SWHDP的介面，以及被配置為控制從根元件和/或資料匯流排到耦接至例如DPAL模式無線資料匯流排開關的端點的資料流程。此外，SWHCP可另外被配置為使用例如在其相關聯無線域內的發送和接收控制包來管理任何DPAL模式開關。另外，相應的可配置SWHDP(例如，諸如圖2中的可配置SWHDP 240和圖3中的可配置SWHDP 340)可被配置為處理資料匯流排資料包、控制包、PAL資料包和PAL控制包，並被配置為管理到例如根元件、上游埠、SWHCP和LMAC的介面。
    如上討論，HPAL模式中的無線資料匯流排開關可包括位於外部主機CPU中的SME(例如，諸如圖2中的SME 212和圖3中的SME 312)以及在一些實施方式中，位於無線資料匯流排開關的處理器中的eSME(例如，諸如圖1中eSME 132)。外部SME和eSME(可被統稱為無線資料匯流排開關的SME)可被配置為對使用者提供介面以管理、配置、提供和收集相應的HPAL模式開關的各種統計，並且可被配置為管理到相應的SWHCP、HMAC、LMAC和可配置SWHDP的介面。如此，如上所述，外部SME和eSME可被配置為管理一個或多個HPAL/DPAL無線域。此外，相應的SWHDP(例如，PALDP)可通過例如SME、eSME和相應的SWHCP(例如，PALCP)中的每一個來動態地配置，以有助於管理例如一個或多個HPAL/DPAL無線域。因此，在相應的SWHDP(例如，PALDP)包括解碼器、可配置佇列塊和出口出口仲裁器(例如，諸如圖2中SWHDP 240包括解碼器250、可配置佇列塊252和出口出口仲裁器254)的情況下，解碼器、可配置佇列塊和出口出口仲裁器中的每一個通過SME、eSME和相應的SWHCP(例如，PALCP)來是動態可配置的。
    相反，當根據本發明概念的無線資料匯流排開關處於DPAL模式中時，相應的SWDCP(例如，諸如圖4中的SWDCP 436和圖5中的SWDCP 536)可被配置為處理各種管理或者控制包以及管理至SME、eSME、HMAC、LMAC和可配置SWDDP的介面，但還可被配置為例如發現可用的HPAL模式開關以有助於接入無線域。相應的可配置SWDDP(例如，諸如圖4中的可配置SWDDP 440和圖5中可配置SWDDP 540)可被配置為處理資料匯流排資料包、控制包、PAL資料包和PAL控制包，並被配置為管理到例如下游埠/端點、SWDCP和LMAC的介面。
    DPAL模式中的無線資料匯流排開關可以缺少外部SME，並且只包括位於無線資料匯流排開關的處理器中的eSME，例如，諸如圖4中的eSME 432和圖5中的eSME 532。DPAL模式開關的eSME可被配置為對使用者提供介面以通過例如管理DPAL模式開關無線域的HPAL模式開關來管理、配置、提供和收集來自DPAL模式開關的各種統計。另外，DPAL模式開關的eSME還可被配置為決定何時接入由例如特定HPAL模式開關管理的無線域以及/或者接入多個無線域中的哪一個。此外，相應的SWDDP(例如，PALDP)可通過例如eSME和相應的SWDCP(例如，PALCP)來動態地配置，以有助於接入例如一個或多個無線域。如此，在相應的SWDDP(例如，PALDP)包括解碼器、可配置佇列塊和出口出口仲裁器(例如，諸如圖4中的SWDDP 440包括解碼器450a和450b、可配置佇列塊452和出口出口仲裁器454)的情況下，解碼器、可配置佇列塊和出口出口仲裁器中的每一個通過eSME和相應的SWDCP(例如，PALCP)是動態可配置的。
    儘管根據本發明概念的無線資料匯流排開關的各種模組的功能性可能重疊，但尤其地，就上述管理功能性而言，這些模組可被配置為基於例如許可權和效率來形成分層結構，使得例如SME可能相對緩慢並且還不足以能夠否決例如與無線域管理有關的所有其他模組。在一個實施方式中，為了減少許可權以及增加效率和速度，分層結構可包括例如SME、PALCP和PALDP。
    重要的是指出，針對圖2至圖5的前述討論描述了PALCP和PALDP(例如，SWHCP和SWDCP，以及SWHCP和SWDDP)的特定模式功能，該功能性可補充以上例如就圖1而言所述的更一般的功能性。
    因此，鑒於圖2至圖5中提供的詳細資料流程，本發明概念的實施方式有利地提供以上指出的靈活性、高資料輸送量和省電，以及通過能夠在HPAL模式中時管理許多DPAL模式開關以及相關聯的下游埠以及相似地在DPAL模式中時管理許多下游埠，而另外提供可擴展性，以及還通過如上所述地結合路由映射和QoS服務分類而可提供智慧路由。
    返回至圖6，圖6示出了圖解通過用於將無線鏈路耦接至資料匯流排的動態可配置無線資料匯流排開關的處理器進行執行的方法的流程圖600。流程圖600已經省略了所屬領域一般技術人員顯而易見的某些細節和特徵。例如，一個步驟可由一個或多個子步驟組成，或者可包括所屬領域中已知的專用設備或材料。流程圖600中示出的步驟610至660足以描述本發明的一個實施方式，然而，本發明的其他實施方式可利用與流程圖600中示出的步驟不同的步驟。應當指出，圖1示出了能夠執行流程圖600的方法的系統，所以參考圖1中的系統100來描述步驟610至步驟660。
    現在參考圖6中體現的方法的步驟610，流程圖600的步驟610包括：處理器130檢測耦接至無線資料匯流排開關120的主機電腦。例如，資料匯流排開關120的任何模組可被配置為檢測例如主機CPU 110或者SME 112的存在。如上所指出的，這種檢測可發生在例如無線資料匯流排開關120的初始化時或者初始化後的任何時間。
    繼續參考圖6中的步驟620，流程圖600的步驟620包括：處理器130為無線資料匯流排開關120選擇HPAL模式。如上所解釋的，這種選擇可包括形成例如介於eSME 132和SME 112之間的介面和/或初始化資料匯流排鏈路118以訪問例如資料匯流排190。
    移至圖6中的步驟630，流程圖600的步驟630包括：處理器130配置無線資料匯流排開關120的PALCP 136和可配置PALDP 140以管理第一無線域。如前所述，SME 112和eSME 132可協作管理和配置PALCP 136和可配置PALDP 140，以創建和管理由無線資料匯流排開關120管理的無線域。例如，PALCP 136可被配置為向可配置PALDP 140提供控制包，可配置PALDP自身可被配置為在由無線資料匯流排開關120管理的無線域下排隊、封裝和管理控制包到DPAL模式開關的傳送。在一些實施方式中，該步驟可包括：配置可配置PALDP 140的可配置佇列塊，以分配如上所述具有例如在無線鏈路114和資料匯流排190之間傳送的資料包或者具有在無線鏈路114和處理器130之間傳送的控制包的可配置佇列塊的一部分。在該實施方式中，分配的可配置佇列塊的一部分可能與資料包或者控制包的頻寬要求相對應。
    參考圖6中體現的方法的步驟640，流程圖600的步驟640包括：處理器130檢測與無線資料匯流排開關120解耦接的主機電腦。例如，資料匯流排開關120的任何模組可被配置為檢測例如主機CPU 110或者SME 112的不存在。當檢測到耦接的主機電腦時，檢測解耦接可發生在例如無線資料匯流排開關120初始化時或者初始化後的任何時間。
    繼續參考圖6中的步驟650，流程圖600的步驟650包括：處理器130為無線資料匯流排開關120選擇DPAL模式。如上所解釋的，該選擇可包括：將資料匯流排鏈路118初始化以訪問和特徵化耦接至例如資料匯流排190的端點。可選地，步驟650可包括：簡單檢測主機電腦的不存在，或者在例如主機電腦不耦接至無線資料匯流排開關120的情況下，甚至檢測端點的存在。
    移動至圖6中的步驟660，流程圖600的步驟660包括：處理器130配置無線資料匯流排開關120的PALCP 136和可配置PALDP 140以接入由另一無線資料匯流排開關管理的第二無線域，該另一無線資料匯流排開關與無線資料匯流排開關120可以相似或者可以不相似。由於在本實施方式中不存在SME 112和主機CPU 110，所以eSME 132單獨可管理和配置PALCP 136以及可配置PALDP 140以接入例如由另一無線資料匯流排開關管理的第二無線域，如上所述。例如，PALCP 136可被配置為向可配置PALDP 140提供控制包，該可配置PALDP自身可被配置為排隊、封裝和管理控制包(例如，作為PAL控制包)至例如管理第二無線域的HPAL模式開關的傳送，以協商無線鏈路特性等。對於以上步驟630，在一些實施方式中，該步驟可包括：配置可配置PALDP 140的可配置佇列塊，以分配如上所述具有例如在無線鏈路114和資料匯流排190之間傳送的資料包或者具有在無線鏈路114和處理器130之間傳送的控制包的可配置佇列塊的一部分。在所述實施方式中，分配的可配置佇列塊的一部分可能與資料包或者控制包的頻寬要求相對應。
    因此，本發明的各種實施方式提供了使用動態可配置無線資料匯流排開關將無線鏈路耦接至資料匯流排的系統和方法。具體地，本發明概念的實施方式可被配置為提供如上所述的架構靈活性、可擴展性、高資料輸送量、智慧路由和省電，這在開發利用無線資料匯流排擴展的器件時可節省成本。例如，通過包括動態可配置佇列塊，在各個特定組合無需昂貴的重新設計的情況下，實施方式可被擴展為支援DPAL模式開關和端點的許多不同組合。另外，在一些實施方式中，例如，SME、eSME或者PALCP可收集不斷更新的關於例如鏈路條件、工作量和端點特性的資訊，並且將它們與例如高效直接記憶體機構組合，以幾乎利用全部無線鏈路頻寬，因此將資料輸送量最大化，同時保留了上述可配置靈活性。
    從以上本發明描述可以看出，顯而易見的是，在不脫離本發明範圍的情況下，各種技術可被用於實施本發明概念。此外，儘管已經具體參考某些實施方式來描述本發明，但是所屬領域一般技術人員應明白，在不脫離本發明精神和範圍的情況下，可對形式和細節做出改變。如此，所描述的實施方式在所有方面中應當視為說明性而不是限制性。還應當理解，本發明並不限於本文所述的特定實施方式，而是能夠在不脫離本發明範圍的情況下，能夠進行許多重新配置、修改和替換。
    100‧‧‧系統
    110‧‧‧主機中央處理單元
    112‧‧‧站管理實體
    116‧‧‧資料連結
    117‧‧‧資料連結
    118‧‧‧資料匯流排鏈路
    120‧‧‧無線資料匯流排開關
    130‧‧‧處理器
    132‧‧‧eSME
    134‧‧‧HMAC
    135‧‧‧MAC子層管理實體
    136‧‧‧PAL控制平面
    160‧‧‧介質存取控制
    180‧‧‧共用記憶體
    190‧‧‧資料匯流排
    圖1示出了根據本發明一個實施方式的動態可配置無線資料匯流排開關的示圖。
    圖2示出了根據本發明一個實施方式的動態可配置無線資料匯流排開關的資料流程示圖。
    圖3示出了根據本發明一個實施方式的動態可配置無線資料匯流排開關的資料流程示圖。
    圖4示出了根據本發明一個實施方式的動態可配置無線資料匯流排開關的資料流程示圖。
    圖5示出了根據本發明一個實施方式的動態可配置無線資料匯流排開關的資料流程示圖。
    圖6示出了圖解根據本發明一個實施方式的用於動態配置無線資料匯流排開關的方法的流程圖。
    100‧‧‧系統
    110‧‧‧主機中央處理單元
    112‧‧‧站管理實體
    116‧‧‧資料連結
    117‧‧‧資料連結
    118‧‧‧資料匯流排鏈路
    120‧‧‧無線資料匯流排開關
    130‧‧‧處理器
    132‧‧‧eSME
    134‧‧‧HMAC
    135‧‧‧MAC子層管理實體
    136‧‧‧PAL控制平面
    160‧‧‧介質存取控制
    180‧‧‧共用記憶體
    190‧‧‧資料匯流排
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] 一種用於將資料匯流排耦接至無線鏈路的動態可配置無線資料匯流排開關，所述動態可配置開關包括：可配置協定自我調整層資料平面(PALDP)，用於向所述資料匯流排提供第一介面；處理器，被配置為執行協定自我調整層控制平面(PALCP)；所述可配置PALDP耦接至所述處理器，並且可由所述PALCP動態地配置。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述的動態可配置開關，其中所述處理器被進一步配置為執行嵌入式站管理實體(eSME)；所述可配置PALDP可由所述PALCP和所述eSME動態地配置。
    [3] 如申請專利範圍第1項所述的動態可配置開關，其中所述動態可配置開關耦接至主機電腦；所述可配置PALDP可由所述PALCP和由所述主機電腦執行的站管理實體(SME)動態地配置。
    [4] 如申請專利範圍第1項所述的動態可配置開關，還包括耦接至可配置PALDP並且向所述無線鏈路提供第二介面的較低介質存取控制(LMAC)。
    [5] 如申請專利範圍第1項所述的動態可配置開關，其中所述可配置PALDP包括解碼器、可配置佇列塊和出口出口仲裁器；所述解碼器、所述可配置佇列塊和所述出口出口仲裁器中的每一個均由所述PALCP動態地配置。
    [6] 如申請專利範圍第1項所述的動態可配置開關，其中所述可配置PALDP被配置為處理在所述無線鏈路與所述資料匯流排之間傳送的資料包以及處理在所述無線鏈路與所述處理器之間傳送的控制包。
    [7] 如申請專利範圍第1項所述的動態可配置開關，其中所述動態可配置開關被配置為在主機協定自我調整層(HPAL)模式中；所述HPAL模式允許所述動態可配置開關管理無線域，所述無線域包括HPAL模式開關以及耦接至所述HPAL模式開關的一個或多個裝置協定自我調整層(DPAL)模式開關。
    [8] 如申請專利範圍第1項所述的動態可配置開關，其中所述動態可配置開關被配置為在裝置協定自我調整層(DPAL)模式中；所述DPAL模式允許所述動態可配置開關耦接至由主機協定自我調整層(HPAL)模式開關所管理的無線域。
    [9] 一種用於將資料匯流排耦接至無線鏈路的動態可配置無線資料匯流排開關，所述開關包括：可配置協定自我調整層資料平面(PALDP)，用於向所述資料匯流排提供第一介面；較低介質存取控制(LMAC)，耦接至可配置PALDP並且向所述無線鏈路提供第二介面；可執行站管理實體(SME)；處理器，被配置為執行協定自我調整層控制平面(PALCP)；所述可配置PALDP耦接至所述處理器，並且可由所述SME和所述PALCP動態地配置。
    [10] 一種用於通過處理器執行將無線鏈路耦接至資料匯流排的動態可配置無線資料匯流排開關的方法，所述方法包括：檢測耦接至所述動態可配置開關的主機電腦；為所述動態可配置開關選擇主機協定自我調整層(HPAL)模式；配置所述動態可配置開關的協定自我調整層控制平面(PALCP)和可配置協定自我調整層資料平面(PALDP)，以管理第一無線域。
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    法律状态:
    2018-06-01| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    US13/172,060|US8626982B2|2011-06-29|2011-06-29|Dynamically configurable wireless data bus switch for coupling a data bus to a wireless link|
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