專利名稱:最優(yōu)化從激活電源管理狀態(tài)的退出等待時(shí)間的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的領(lǐng)域。更特別地,本發(fā)明涉及在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的電源管理的領(lǐng)域。
背景技術(shù):
電源管理已經(jīng)成為、并且將繼續(xù)成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)部件設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要因素。一種降低功率消耗的技術(shù)是當(dāng)互連閑置一段時(shí)間時(shí)關(guān)斷輸入和/或輸出緩沖器電路。
一種正獲得業(yè)界接受的互連實(shí)現(xiàn)方式是基于PCI Express規(guī)范的(PCI Express基本規(guī)范,修訂1.0a)。PCI Express規(guī)范定義了一種被稱為“L0s”的激活電源管理狀態(tài)。在這種狀態(tài)下,每當(dāng)發(fā)送器閑置高達(dá)7us時(shí),裝置關(guān)斷其發(fā)送器以節(jié)省功率。
在PCI Express點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路一側(cè)的發(fā)送裝置需要向在此鏈路另一側(cè)的接收裝置通知該發(fā)送裝置將進(jìn)入L0s狀態(tài)。這是通過(guò)傳送一個(gè)被稱為“電氣閑置有序集(electrical idle ordered set)”的信息分組到接收裝置來(lái)完成的。響應(yīng)于接收到該電氣閑置有序集,接收裝置進(jìn)入L0s狀態(tài)并且關(guān)斷其接收器電路(包括各輸入緩沖器)。當(dāng)發(fā)送裝置退出L0s狀態(tài)并且期望重新開(kāi)始與接收裝置的通信時(shí),該發(fā)送裝置通過(guò)發(fā)送一系列“快速訓(xùn)練集”(FTS)來(lái)開(kāi)始。一個(gè)FTS包括特殊字符,所述特殊字符由接收裝置識(shí)別并且允許接收裝置實(shí)現(xiàn)跟隨在互連上的無(wú)活動(dòng)周期之后的比特和符號(hào)同步。一個(gè)典型的FTS的長(zhǎng)度是4字節(jié)。該FTS系列在接收裝置輸入電路處被接收,并且在實(shí)現(xiàn)比特和符號(hào)同步之后,所述FTS移動(dòng)通過(guò)接收器流水線電路,直到它被電源管理單元接收,該電源管理單元通過(guò)使得接收裝置退出L0s狀態(tài)來(lái)對(duì)該FTS作出響應(yīng)。一個(gè)典型的PCI Express裝置可以具有大約20個(gè)符號(hào)時(shí)鐘周期的流水線延遲。
必須由發(fā)送裝置發(fā)送到接收裝置的FTS的數(shù)量取決于接收裝置識(shí)別互連上的活動(dòng)、接通接收器電路、獲得比特和符號(hào)鎖定以及復(fù)位接收器流水線邏輯的最大時(shí)間長(zhǎng)度。當(dāng)發(fā)送裝置和接收裝置首先檢測(cè)到彼此的存在時(shí)(也許在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)),接收裝置必須向發(fā)送裝置傳送必須由發(fā)送裝置在退出L0s狀態(tài)時(shí)發(fā)送給接收裝置的最小數(shù)量的FTS。
當(dāng)發(fā)送裝置進(jìn)入L0s(發(fā)送一個(gè)電氣閑置有序集到接收裝置)并且快速(在小到20ns內(nèi))退出L0s(從而開(kāi)始對(duì)所述FTS系列的傳輸)時(shí)可能發(fā)生一個(gè)問(wèn)題。在這種情形下,發(fā)送裝置將退出L0s并且在電氣閑置有序集有機(jī)會(huì)移動(dòng)通過(guò)接收裝置流水線并被電源管理單元識(shí)別前開(kāi)始發(fā)送FTS。在此情況下,即使發(fā)送裝置已經(jīng)在發(fā)送FTS,電源管理單元也將使接收裝置進(jìn)入L0s狀態(tài)(關(guān)斷接收器電路)。接收裝置將在不久之后響應(yīng)于互連上的持續(xù)活動(dòng)而退出L0s,但是一定數(shù)量的FTS將在未被接收裝置識(shí)別的情況下消失。因此,發(fā)送裝置可能在接收裝置準(zhǔn)備接收分組前開(kāi)始發(fā)送更高級(jí)別的分組,而數(shù)據(jù)將會(huì)丟失。
為了對(duì)抗這一難點(diǎn),當(dāng)發(fā)送裝置退出L0s狀態(tài)時(shí)必須從發(fā)送裝置傳送到接收裝置的FTS的最小數(shù)量被放大,以便覆蓋流水線延遲時(shí)間,從而確保即使在發(fā)送裝置快速地進(jìn)入和退出L0s狀態(tài)的情況下、接收裝置仍將具有足夠的時(shí)間來(lái)進(jìn)入和退出L0s狀態(tài)并且準(zhǔn)備好接收更高級(jí)別的分組數(shù)據(jù)。
當(dāng)例如L0s的低功率狀態(tài)能被盡可能快地進(jìn)入和退出時(shí),所述低功率狀態(tài)是非常有用的。低的進(jìn)入和退出等待時(shí)間允許更自由地應(yīng)用低功率狀態(tài),而不會(huì)對(duì)互連性能造成不利影響。
附圖簡(jiǎn)述本發(fā)明將通過(guò)以下給出的詳細(xì)描述以及本發(fā)明各實(shí)施例的附圖而被更全面地理解,然而本發(fā)明不應(yīng)被限制為所描述的特定實(shí)施例,所述特定實(shí)施例僅用于解釋和理解。
圖1是包括耦合串行互連控制器和端點(diǎn)裝置的串行互連的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的框圖。
圖2是耦合到互連的接收裝置的框圖。
圖3是在電源管理單元中實(shí)現(xiàn)的狀態(tài)機(jī)的圖示。
詳細(xì)描述通常,發(fā)送裝置和接收裝置經(jīng)由互連而被耦合到一起。當(dāng)已經(jīng)被發(fā)送裝置發(fā)送、在接收裝置的輸入引腳處被接收并且移動(dòng)通過(guò)接收器邏輯流水線后,電氣閑置有序集在接收裝置的電源管理單元處被接收。在該電氣閑置有序集于接收器邏輯流水線的末尾處被識(shí)別時(shí),該電源管理單元檢查互連上的活動(dòng)。如果在互連上沒(méi)有活動(dòng),則該電源管理單元使接收裝置進(jìn)入低功率狀態(tài),在該狀態(tài)下接收器電路(各輸入緩沖器)被關(guān)斷。如果當(dāng)該電氣閑置有序集在該電源管理單元處被接收時(shí)在互連上有活動(dòng),則該電源管理單元不關(guān)斷接收器電路。
這允許接收裝置識(shí)別發(fā)送裝置快速進(jìn)入和退出L0s狀態(tài)的情況,并且接收裝置能避免關(guān)斷接收電路然后再次接通。這樣做使得FTS和任何后續(xù)數(shù)據(jù)分組不被識(shí)別的幾率最小化。這又意味著當(dāng)發(fā)送裝置退出L0s狀態(tài)時(shí),必須從發(fā)送裝置發(fā)送到接收裝置的FTS的最小數(shù)量能被基本上減小到僅僅由接收裝置實(shí)現(xiàn)比特和符號(hào)同步所必須的量。
圖1是包括耦合串行互連控制器200和端點(diǎn)裝置140的串行互連145的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的框圖。端點(diǎn)裝置140可以是多種裝置中的任何一種,包括圖形控制器、網(wǎng)絡(luò)控制器等等。
圖1的系統(tǒng)還包括被耦合到存儲(chǔ)器控制器中心120的處理器110。此存儲(chǔ)器控制器中心120進(jìn)一步被耦合到系統(tǒng)存儲(chǔ)器130。此存儲(chǔ)器控制器中心120包括該串行互連控制器200。
對(duì)于該示例性實(shí)施例,串行互連145是PCI Express鏈路,但是使用其它互連類型的其它實(shí)施例也是可能的。串行互連145是雙向鏈路,但是為了舉例的目的,在這里的討論中串行互連控制器200將作為接收裝置被討論,而端點(diǎn)裝置140將作為發(fā)送裝置被描述。
圖2是串行互連控制器200的一部分的框圖。同樣,這里的討論將把串行互連控制器200作為接收裝置,盡管在實(shí)踐中該互連145是雙向鏈路。串行互連控制器裝置200通過(guò)一個(gè)差分信號(hào)對(duì)145(RX+和RX-)來(lái)接收數(shù)據(jù)。信號(hào)145在接收電路210處被接收。接收電路210包括輸入緩沖器(未顯示)??刂破?00還包括用于處理所接收到的信號(hào)的接收器流水線電路,包括數(shù)據(jù)提取單元220以及分組處理單元230。單元220和230執(zhí)行各種功能,包括比特和符號(hào)恢復(fù)、時(shí)鐘補(bǔ)償以及分組處理。
串行互連控制器200還包括電氣閑置檢測(cè)電路250。當(dāng)在信號(hào)145上沒(méi)有活動(dòng)時(shí),此電路聲明一個(gè)信號(hào)251。
串行互連控制器200還包括電源管理單元240,其接收來(lái)自分組處理單元230的輸入并且也接收來(lái)自電氣閑置檢測(cè)電路250的信號(hào)251。電源管理單元240包括如下結(jié)合圖3描述的狀態(tài)機(jī)。
圖3是實(shí)現(xiàn)在電源管理單元240中的狀態(tài)機(jī)的圖示。狀態(tài)L0 310表示正常操作狀態(tài),其中在互連145上有活動(dòng),并且接收器RX 210在全功率下操作。當(dāng)電氣閑置有序集通過(guò)該流水線并且在電源管理單元240處被接收時(shí),關(guān)于在互連145上是否有活動(dòng)的檢查被執(zhí)行。這個(gè)檢查由電氣閑置檢測(cè)電路250進(jìn)行。如果差分信號(hào)145近似處于一個(gè)共模電壓下,則互連145被認(rèn)為處于電氣閑置。
如果互連145處于電氣閑置,則該狀態(tài)機(jī)前進(jìn)到狀態(tài)L0s進(jìn)入320。在L0s進(jìn)入狀態(tài)320下,接收器電路RX 210被關(guān)斷以節(jié)省功率。然后該狀態(tài)機(jī)前進(jìn)到L0s閑置狀態(tài)330。該狀態(tài)機(jī)保持在L0s閑置狀態(tài)330中,直到電氣閑置檢測(cè)電路250檢測(cè)到在互連145上的活動(dòng)(未檢測(cè)到電氣閑置)。響應(yīng)于互連145上的活動(dòng),該狀態(tài)機(jī)前進(jìn)到狀態(tài)L0sRx接通340。在該狀態(tài)下,接收器電路210被接通。接通接收器210的過(guò)程可能花費(fèi)多個(gè)時(shí)鐘周期。在這個(gè)示例性實(shí)施例中,接通接收器的過(guò)程花費(fèi)14個(gè)時(shí)鐘周期。一旦接收器210被接通,該狀態(tài)機(jī)前進(jìn)到L0s Rx復(fù)位狀態(tài)350。在狀態(tài)350下,數(shù)據(jù)提取單元220中的符號(hào)對(duì)準(zhǔn)和彈性緩沖器邏輯(未顯示)以及分組處理單元230被復(fù)位。然后該狀態(tài)機(jī)前進(jìn)到L0s比特和符號(hào)鎖定狀態(tài)360,其中接收器鎖定到輸入的比特流上并且獲得符號(hào)鎖定。如果接收裝置200在一個(gè)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間周期內(nèi)(在FTS序列的接收期間)無(wú)法檢測(cè)到比特和符號(hào)對(duì)準(zhǔn),則該狀態(tài)機(jī)前進(jìn)到恢復(fù)狀態(tài)。否則,該狀態(tài)機(jī)重新進(jìn)入L0狀態(tài)310。
對(duì)于該狀態(tài)機(jī)的上述討論描述了對(duì)應(yīng)于進(jìn)入和退出L0s狀態(tài)的正常流程。如果當(dāng)電氣閑置有序集在電源管理單元240處被接收時(shí)在互連上沒(méi)有活動(dòng),則狀態(tài)310行進(jìn)到狀態(tài)320。然而,如果當(dāng)該電氣閑置有序集在電源管理單元240處被接收時(shí)在互連145上有活動(dòng)(由電氣閑置檢測(cè)電路250確定),則該狀態(tài)機(jī)從L0s狀態(tài)310過(guò)渡到L0s Rx復(fù)位狀態(tài)350。該狀態(tài)機(jī)仍進(jìn)入L0s,但是避免了關(guān)斷和重新接通接收器的步驟。
在前述說(shuō)明中,已經(jīng)參考本發(fā)明的特定示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明。然而,在不背離所附權(quán)利要求書(shū)中所闡述的本發(fā)明的更廣的精神和范圍的情況下,顯然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和改變。因此,說(shuō)明書(shū)和附圖應(yīng)被看作說(shuō)明性而非限制性的。
當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中提到“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”或“其它實(shí)施例”時(shí),這意味著連同所述實(shí)施例被描述的特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一些實(shí)施例中,而不是必須被包括在本發(fā)明的所有實(shí)施例中。本說(shuō)明書(shū)中所出現(xiàn)的“一個(gè)實(shí)施例”或“一些實(shí)施例”不必都指相同的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種方法,包括在接收裝置電源管理單元處接收電氣閑置有序集;如果當(dāng)該電氣閑置有序集被接收時(shí)在互連上沒(méi)有活動(dòng),則進(jìn)入低功率進(jìn)入狀態(tài);以及如果當(dāng)該電氣閑置有序集被接收時(shí)在互連上有活動(dòng),則繞過(guò)低功率進(jìn)入狀態(tài)并且進(jìn)入低功率復(fù)位狀態(tài)。
2.權(quán)利要求1的方法,其中,進(jìn)入低功率進(jìn)入狀態(tài)包括關(guān)斷該接收裝置中的接收器電路。
3.權(quán)利要求2的方法,進(jìn)一步包括跟隨在低功率進(jìn)入狀態(tài)之后進(jìn)入低功率閑置狀態(tài)。
4.權(quán)利要求3的方法,進(jìn)一步包括退出低功率閑置狀態(tài),并且當(dāng)在互連上檢測(cè)到活動(dòng)時(shí)進(jìn)入低功率接收器接通狀態(tài)。
5.權(quán)利要求4的方法,進(jìn)一步包括當(dāng)處于低功率接收器接通狀態(tài)時(shí)接通接收器電路。
6.權(quán)利要求5的方法,進(jìn)一步包括退出低功率接收器接通狀態(tài),并且進(jìn)入低功率接收器復(fù)位狀態(tài)。
7.一種設(shè)備,包括用來(lái)提供到互連的電氣連接的接收器電路;耦合到該接收器電路的互連活動(dòng)檢查單元,該互連活動(dòng)檢查單元用于確定在該互連上是否有活動(dòng);用來(lái)處理在該接收器電路處接收的輸入信號(hào)的流水線;以及電源管理單元,在電氣閑置有序集被該流水線處理并且被該電源管理單元接收之后,如果該互連活動(dòng)檢查單元表明在該互連上沒(méi)有活動(dòng),則該電源管理單元關(guān)斷該接收器電路;以及在電氣閑置有序集被該流水線處理并且被該電源管理單元接收之后,如果該互連活動(dòng)檢查單元表明在該互連上有活動(dòng),則該電源管理單元不關(guān)斷該接收器電路。
8.權(quán)利要求7的設(shè)備,其中該流水線包括數(shù)據(jù)提取單元和分組處理單元。
9.權(quán)利要求8的設(shè)備,該接收器電路包括一對(duì)輸入端以用來(lái)接收一對(duì)差分信號(hào),所述差分信號(hào)被包括為該互連的一部分。
10.權(quán)利要求9的設(shè)備,如果所述差分信號(hào)對(duì)近似處于一個(gè)共模電壓,則該互連活動(dòng)檢查單元表明在該互連上沒(méi)有活動(dòng)。
11.權(quán)利要求10的設(shè)備,該接收器電路提供到PCI Express互連的電氣連接。
12.一種系統(tǒng),包括發(fā)送裝置;以及經(jīng)由互連耦合到該發(fā)送裝置的接收裝置,該接收裝置包括用來(lái)提供到該互連的電氣連接的接收器電路;耦合到該接收器電路的互連活動(dòng)檢查單元,該互連活動(dòng)檢查單元用于確定在該互連上是否有活動(dòng);用來(lái)處理在該接收器電路處接收的輸入信號(hào)的流水線;以及電源管理單元,在電氣閑置有序集被該流水線處理并且被該電源管理單元接收之后,如果該互連活動(dòng)檢查單元表明在該互連上沒(méi)有活動(dòng),則該電源管理單元關(guān)斷該接收器電路;以及在電氣閑置有序集被該流水線處理并且被該電源管理單元接收之后,如果該互連活動(dòng)檢查單元表明在該互連上有活動(dòng),則該電源管理單元不關(guān)斷該接收器電路。
13.權(quán)利要求12的系統(tǒng),其中,該流水線包括數(shù)據(jù)提取單元和分組處理單元。
14.權(quán)利要求13的系統(tǒng),該接收器電路包括一對(duì)輸入端以用來(lái)接收一對(duì)差分信號(hào),所述差分信號(hào)被包括為該互連的一部分。
15.權(quán)利要求14的系統(tǒng),如果所述差分信號(hào)對(duì)近似處于一個(gè)共模電壓,則該互連活動(dòng)檢查單元表明在該互連上沒(méi)有活動(dòng)。
16.權(quán)利要求15的系統(tǒng),其中,該互連是PCI Express互連。
全文摘要
發(fā)送裝置和接收裝置經(jīng)由互連被耦合到一起。在已經(jīng)被發(fā)送裝置發(fā)送、在接收裝置的輸入引腳處被接收并且移動(dòng)通過(guò)接收器邏輯流水線之后,一個(gè)電氣閑置有序集在接收裝置電源管理單元處被接收。在該電氣閑置有序集于接收器邏輯流水線的末尾處被識(shí)別時(shí),該電源管理單元檢查互連上的活動(dòng)。如果在互連上沒(méi)有活動(dòng),則該電源管理單元使接收裝置進(jìn)入低功率狀態(tài),在該狀態(tài)下接收器電路(各輸入緩沖器)被關(guān)斷。如果當(dāng)該電氣閑置有序集在該電源管理單元處被接收時(shí)在互連上有活動(dòng),則該電源管理單元不關(guān)斷接收器電路。
文檔編號(hào)G06F1/32GK1902567SQ200480039637
公開(kāi)日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2004年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月30日
發(fā)明者D·M·普菲爾, S·G·米特班德, S·K·科塔姆雷迪 申請(qǐng)人:英特爾公司