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    • 专利摘要:
    本案提出的網路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路信號，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路信號而產生資料幀。控制電路耦接至解調電路，用以當資料幀的至少二個字段符合預設的數值或者包含有特定字段的資料幀符合特定的接收順序時，喚醒電子設備的至少部分元件。
    公开号:TW201320651A
    申请号:TW100140082
    申请日:2011-11-03
    公开日:2013-05-16
    发明作者:Ting-Ying Li；Kuang-Yu Yen；Jia-Ching Shen；Yu-Chen Liu
    申请人:Realtek Semiconductor Corp；
    IPC主号:G06F1-00
    专利说明:
    適用於多種應用層協定程序的高精確性具彈性化的低功耗遠端喚醒機制的網路存取裝置
    本發明有關於一種網路存取裝置，尤指一種支援遠端喚醒機制的網路存取裝置。
    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。此外，電子設備還會支援遠端喚醒(remote wake-up)機制，使電子設備即便在省電狀態時，其他的設備仍然能夠藉由傳送特定的封包而喚醒電子設備，使其開始正常的運作。
    常見的喚醒機制有使用魔法封包(magic packet)或是比對封包中某一字段(field)是否符合特定格式(pattern match)等。例如，藉由發送16個重複的MAC位址(MediaAccessControladdress)而將電子設備喚醒，或者由作業系統定義特定的格式，而由電子設備的網路存取裝置比對所接收到的封包中的某一字段是否包含有特定的格式，而喚醒電子設備。
    然而，目前的通訊環境日漸複雜，目前的喚醒機制都是單純地比對單一封包的特定格式，因而容易造成系統被誤喚醒(false alarm)。例如，在一個無線通訊的環境中，電子設備可能會同時接收到許多存取點(access point)的信號，然而當電子設備不應支援其他存取點所發送的喚醒請求，卻接收到其他的存取點發送的喚醒封包時，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。
    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路存取裝置，其包含有：一解調電路，依據一信號傳收電路所接收的網路信號而產生一資料幀；以及一控制電路，耦接至該解調電路，當該資料幀符合一喚醒條件時，喚醒一電子設備的至少部分元件，其中該喚醒條件為資料幀的來源MAC位址、目的MAC位址、乙太類型、來源IP位址、目的IP位址、來源埠號、目的埠號、IP標頭、TCP標頭、幀控制、來源位址及目的位址字段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路存取裝置，其包含有：一解調電路，依據一信號傳收電路所接收的網路信號而產生一第一資料幀、一第二資料幀、一第三資料幀及一第四資料幀；以及一控制電路，耦接至該解調電路，當該第一資料幀符合一第一喚醒條件、該第二資料幀符合一第二喚醒條件、該第三資料幀符合一第三喚醒條件、並且該第四資料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資料幀的來源MAC位址、目的MAC位址、乙太類型、來源IP位址、目的IP位址、來源埠號、目的埠號、IP標頭、TCP標頭、幀控制、來源位址及目的位址字段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路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。本發明的其他優點將藉由以下的說明和附圖進行更詳細的說明。
    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訊系統100簡化後的功能方塊圖，通訊系統100包含有電子設備110、130和150。電子設備110和150包含有網路存取裝置等元件(圖中未繪示)，電子設備130包含有電源控制裝置131及網路存取裝置140。此外，網路存取裝置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中省略了其他的元件及連接關係。
    電子設備110、130和150可以是電腦、印表機或影音撥放器等具有通訊能力的裝置，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，可以依據網路存取裝置140所接收的信號而被喚醒，進入正常運作模式。
    網路存取設備140可以採用各種有線或無線的網路技術實現，並且透過各種有線或無線網路傳收信息。
    信號傳收電路141用以接收網路信號，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所接收的網路信號進行解調，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積體電路元件及/或離散電路元件，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的通訊系統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說明通訊系統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藉由網路存取裝置140的信號傳收電路141接收其他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，而產生適當的資料幀(data frame)，例如，解析成各種通訊協定所定義的封包(packet)。
    在流程240中，控制電路143會依據解調電路142所產生的資料幀，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資料幀的一實施例簡化後的示意圖，資料幀300為一個IEEE 802.3標準所定義的乙太網路封包或封包的部分內容。
    資料幀300包含有多個字段，每個字段可以包含有不同數量的資料。例如，前序信號字段(preamble)包含有7個八位元組(octet)的資料，目的MAC位址字段(destination MAC address)及來源MAC位址字段(source MAC address)分別包含有6個八位元組的資料，乙太類型字段(ether type)包含有2個八位元組的資料，幀檢驗序列字段(frame check sequence)包含有4個八位元組的資料。負載字段(payload)可能包含有數千個八位元組的資料，並且包含有上層的通訊協定的資料及標頭(header)。例如，圖3中，負載字段中包含有IP標頭(IP header)及TCP標頭(TCP header)，IP標頭中包含有來源IP位址字段(source IP address)及目的IP位址字段(destination IP address)等，而TCP標頭中包含有來源埠號字段(source port)、目的埠號字段(destination port)及同步字段(SYNC)等。
    圖4為解調電路142將信號解調後所產生的資料幀的另一實施例簡化後的示意圖，資料幀400為一個IEEE 802.11標準所定義的無線網路封包或封包的部分內容。
    資料幀400包含有多個字段，每個字段可以包含有不同數量的資料。例如，幀控制字段(frame control)包含有2個八位元組的資料，期間/識別字段(Duration/ID)包含有2個八位元組的資料，來源位址字段(address1)及目的位址字段(address2)分別包含有6個八位元組的資料，幀檢驗序列字段(frame check sequence)包含有4個八位元組的資料。幀本體字段(frame body)則可能包含有零到數千個八位元組的資料，並且可以包含有上層的通訊協定的資料及標頭。例如，幀本體字段可以包含IP標頭(IP header)及TCP標頭(TCP header)，IP標頭中包含有來源IP位址字段(source IP address)及目的IP位址字段(destination IP address)等，而TCP標頭中包含有來源埠號字段(source port)、目的埠號字段(destination port)及同步字段(SYNC)等。
    在圖4的實施例中，幀控制字段包含有2位元的類型次字段(type subfield)及4位元的次類型次字段(subtype subfield)等。例如，當類型次字段為00，而次類型次字段為1011時，代表此資料幀為認證(authentication)封包。而當類型次字段為00，而次類型次字段為0000時，代表此資料幀為聯結請求(association request)封包。
    以下將以圖3和圖4的資料幀為例，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輸出的資料幀而判斷電子設備130是否需要被喚醒。
    在流程240中，控制電路143可以將資料幀中至少兩個字段的內容與預設值或者預設的範圍進行比對，以判斷該資料幀是否符合喚醒電子設備130的條件。例如，控制電路143可以選擇資料幀的來源MAC位址、目的MAC位址、乙太類型、來源IP位址、目的IP位址、來源埠號、目的埠號、IP標頭、TCP標頭、幀控制、來源位址及目的位址等字段的至少二者與預設值或者預設的範圍進行比較，並且當所選擇的字段皆等於預設值時，控制電路143才判斷該資料幀符合喚醒條件。
    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端喚醒請求。因此，當資料幀中的來源MAC位址等於電子設備110的MAC位址，目的MAC位址等於電子設備130的MAC位址，並且乙太類型為預設的內容時(例如，乙太類型字段的內容為IPv4、IPv6或其他協定的代碼)，控制電路143會判斷該資料幀符合喚醒條件，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。
    由於進行網路通訊時，常會有封包丟失的情形，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封包。因此，利用此種特性，在另一實施例的流程240中，控制電路143會選擇兩個以上的字段針對多個資料幀進行比對，當複數個資料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字段針對多個資料幀進行比對，並且當一預設時段內的複數個資料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封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他電子設備時，常會以特定的順序發送封包。因此，在流程240中，控制電路143也可以將多個資料幀中一個以上的字段內容與預設值進行比對，並且比對該些資料幀是否以預設的順序接收，而判斷該些資料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(address resolution protocol)封包，以獲取電子設備130的MAC位址，接著再發送出TCP SYNC封包等。因此，在此實施例中，控制電路143會先比對一資料幀的乙太類型是否為ARP封包的代碼，並且在隨後的資料幀中比對TCP標頭以判斷是否為TCP SYNC封包，以判斷該些資料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建立連線時，會發送認證封包，接著再發送聯結請求封包。因此，在此實施例中，控制電路143會先比對資料幀的幀控制字段是否為認證封包的代碼，並且在隨後的資料幀中比對幀控制字段以判斷是否為聯結請求封包的代碼，以判斷該些資料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。
    在其他的實施例的流程240中，當電子設備150欲與電子設備130建立連線時，會傳送二個以上的封包，並且控制電路143會將多個資料幀中一個以上的字段內容與預設值進行比對，以比對該些資料幀是否以預設的順序接收，而判斷該些資料幀是否符合喚醒電子設備130的條件。
    如同上述的說明一般，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連線時，也會以同樣的順序重新發送封包。因此，在另一實施例的流程240中，控制電路143會將多個資料幀中一個以上的字段內容與預設值進行比對，並且判斷該些資料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資料幀超過一次以上，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會將多個資料幀中一個以上的字段內容與預設值進行比對，並且判斷該些資料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資料幀超過一次以上，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量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比對資料幀是否為ARP封包時，也可比對資料幀的來源MAC位址。
    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可比對資料幀的來源IP位址是否位於預設的範圍內，以及比對資料幀的目的IP位址是否電子設備130的IP位址。
    在另一實施例中，若不限定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序才能喚醒電子設備130時，控制電路143可以比對目的MAC位址、乙太類型、來源埠號、及/或目的埠號等字段。
    在上述的實施例中，當控制電路143判斷封包是否以一定的順序接收時，可設置為該些封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部分的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，並且網路存取裝置140也僅於特定的時間啟動而接收網路信號，而於其他的時間也讓網路存取裝置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端喚醒系統的機制，藉由精確地比對封包的多個字段及/或比對封包的接收順序，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他的省電機制，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，或通過其他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、位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。
    100．．．通訊系統
    110、130、150．．．電子設備
    131．．．電源控制裝置
    140．．．網路存取裝置
    141．．．信號傳收電路
    142．．．解調電路
    143．．．控制電路
    300、400．．．資料幀
    圖1為本發明一實施例的通訊系統簡化後的功能方塊圖。
    圖2為圖1的通訊系統進行喚醒程序的一實施例的流程圖。
    圖3為圖1的解調電路產生的資料幀的一實施例簡化後的示意圖。
    圖4為圖1的解調電路產生的資料幀的另一實施例簡化後的示意圖。
    100．．．通訊系統
    110、130、150．．．電子設備
    131．．．電源控制裝置
    140．．．網路存取裝置
    141．．．信號傳收電路
    142．．．解調電路
    143．．．控制電路
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] 一種網路存取裝置，其包含有：一解調電路，依據一信號傳收電路所接收的網路信號而產生一第一資料幀；以及一控制電路，耦接至該解調電路，當該第一資料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；其中該第一喚醒條件為資料幀的來源MAC位址、目的MAC位址、乙太類型、來源IP位址、目的IP位址、來源埠號、目的埠號、IP標頭、TCP標頭、幀控制、來源位址及目的位址字段的至少二者等於預設的數值或位於預設的數值範圍。
    [2] 如請求項1所述的網路存取裝置，其中該解調電路另會產生一第二資料幀，並且當該第一資料幀及該第二資料幀皆符合該第一喚醒條件時，該控制電路會喚醒該電子設備的至少部分元件。
    [3] 如請求項1所述的網路存取裝置，其中該解調電路另會產生一第二資料幀，並且當該第一資料幀符合該第一喚醒條件，並且該第二資料幀符合一第二喚醒條件時，該控制電路會喚醒該電子設備的至少部分元件，該第二喚醒條件為資料幀的來源MAC位址、目的MAC位址、乙太類型、來源IP位址、目的IP位址、來源埠號、目的埠號、IP標頭、TCP標頭、幀控制、來源位址及目的位址字段的至少二者等於預設的數值或位於預設的數值範圍。
    [4] 如請求項2或3所述的網路存取裝置，其中當該第一資料幀和該第二資料幀的接收時間小於一預設的時間範圍時，該控制電路才會喚醒該電子設備的至少部分元件。
    [5] 如請求項1、2或3所述的網路存取裝置，其中該信號傳收電路於一時段內，僅於固定間隔的複數個時間點接收網路信號。
    [6] 一種網路存取裝置，其包含有：一解調電路，依據一信號傳收電路所接收的網路信號而產生一第一資料幀、一第二資料幀、一第三資料幀及一第四資料幀；以及一控制電路，耦接至該解調電路，當該第一資料幀符合一第一喚醒條件、該第二資料幀符合一第二喚醒條件、該第三資料幀符合一第三喚醒條件、並且該第四資料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資料幀的來源MAC位址、目的MAC位址、乙太類型、來源IP位址、目的IP位址、來源埠號、目的埠號、IP標頭、TCP標頭、幀控制、來源位址及目的位址字段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] 如請求項6所述的網路存取裝置，其中該信號傳收電路先接收到該第一資料幀的網路信號，再接收到該第二資料幀的網路信號，再接收到該第三資料幀的網路信號，再接收到該第四資料幀的網路信號。
    [8] 如請求項6或7所述的網路存取裝置，其中該第一喚醒條件及該第三喚醒條件選擇資料幀中的相同字段與預設的數值或預設的數值範圍進行比對，及/或該第二喚醒條件及該第四喚醒條件選擇資料幀中的相同字段與預設的數值或預設的數值範圍進行比對。
    [9] 如請求項6或7所述的網路存取裝置，其中該第一喚醒條件及該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字段至少有一個字段不相同，及/或該第三喚醒條件及該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字段至少有一個字段不相同。
    [10] 如請求項6或7所述的網路存取裝置，其中該信號傳收電路於一時段內，僅於固定間隔的複數個時間點接收網路信號。
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    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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    US13/667,397| US9081570B2|2011-11-03|2012-11-02|Network access device with flexible precise low-power remote wake-up mechanism applicable in various application layer handshake protocols|
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