一種基于流量的低功耗調(diào)頻方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明一種基于流量的低功耗調(diào)頻方法，本發(fā)明通過(guò)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流的大小來(lái)進(jìn)行調(diào)頻的。通過(guò)在特定時(shí)間內(nèi)計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接收到的數(shù)據(jù)包數(shù)，根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)包數(shù)來(lái)反應(yīng)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中的流量，然后把這個(gè)流量作為選擇各個(gè)頻率的指標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)基于流量的自適應(yīng)調(diào)頻。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)頻；避免了頻率的振蕩，調(diào)頻靈敏度可調(diào)；降低模塊功耗，節(jié)能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于流量的低功耗調(diào)頻方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域的電源節(jié)能技術(shù)，特別是涉及通信設(shè)備的一種節(jié)能調(diào)頻控制方法。
【背景技術(shù)】
據(jù)相關(guān)研究組織調(diào)查表明:在以太網(wǎng)有線(xiàn)通信技術(shù)中，全球用于局域網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備有30億個(gè)；據(jù)估計(jì)，歐洲互聯(lián)網(wǎng)提供商(ISP)在2010年的全部網(wǎng)絡(luò)電力功耗約為214億千瓦時(shí)，如果不采用綠色節(jié)能技術(shù)，到2020年，這個(gè)消耗量預(yù)測(cè)將大幅增加到約358億千瓦時(shí)。因此，在當(dāng)今推崇的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，能源有效利用變得越來(lái)越重要，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功耗研究和改善也顯得十分必要。
[0002]當(dāng)前Internet骨干網(wǎng)的帶寬平均利用率為30%，帶寬最高平均利用率小于45%;但是，為了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流順暢地流通以及應(yīng)對(duì)其突發(fā)狀況的出現(xiàn)，當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一般都是全天候滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，造成了電力的極大耗費(fèi)。針對(duì)這一現(xiàn)象，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供商和科研工作者提出了兩種基本方法以使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行在合適的工作狀態(tài)；一種就是讓網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能在運(yùn)行和休眠之間相互切換，另一種就是根據(jù)某種調(diào)頻機(jī)制實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作頻率的自適應(yīng)調(diào)整。由于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流的難以預(yù)測(cè)性，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在休眠和運(yùn)行狀態(tài)下切換時(shí)可能會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能造成極大的影響；然而有效的自適應(yīng)調(diào)頻機(jī)制卻能很好地解決這一問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)性能和功耗上的完美結(jié)合。
[0003]針對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的頻率自適應(yīng)調(diào)整，國(guó)內(nèi)外也有相關(guān)的研究，主要的兩種方式是根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)流的緩存量或者通過(guò)上層軟件的配置來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備調(diào)頻[，這兩種方法理論上可以達(dá)到調(diào)頻的效果，但是存在一定不足。首先，軟件配置調(diào)頻，由于上層軟件不能快速、高效的實(shí)現(xiàn)頻率的動(dòng)態(tài)調(diào)整，而且由于涉及到軟件和硬件的相互通信，實(shí)現(xiàn)相對(duì)復(fù)雜?；诰彺媪康淖赃m應(yīng)調(diào)頻方式也有一定的缺點(diǎn):在特定的頻率下，特定的緩存量大小是可以作為路由器工作狀態(tài)的指標(biāo)，但是如果在不同頻率下，用特定的緩存量來(lái)指示當(dāng)前工作狀態(tài)是沒(méi)有明顯意義的，而且這種調(diào)頻方式還會(huì)造成相鄰的頻率反復(fù)地切換，從而影響路由器的穩(wěn)定，并且在切換過(guò)程中會(huì)有大量數(shù)據(jù)包的丟失和額外的功耗浪費(fèi)，雖然一定的算法(雙閾值或多閾值)可以一定程度上解決這個(gè)問(wèn)題，但還是會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的穩(wěn)定性造成一定的潛在威脅。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的就是為了有效地解決頻率調(diào)整的振蕩現(xiàn)象以及軟件調(diào)頻的繁瑣、緩慢的缺點(diǎn)，提供了一種基于流量的自適應(yīng)調(diào)頻機(jī)制來(lái)達(dá)到降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功耗的方法。
[0005]本發(fā)明通過(guò)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流的大小來(lái)進(jìn)行調(diào)頻的。通過(guò)在特定時(shí)間內(nèi)(設(shè)定一個(gè)特定的時(shí)間門(mén)限值)計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接收到的數(shù)據(jù)包數(shù)，根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)包數(shù)來(lái)反應(yīng)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中的流量，然后把這個(gè)流量作為選擇各個(gè)頻率的指標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)基于流量的自適應(yīng)調(diào)頻。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:步驟一:對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備流量的準(zhǔn)確計(jì)算:
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流進(jìn)入流量統(tǒng)計(jì)模塊的輸入隊(duì)列時(shí)，統(tǒng)計(jì)模塊將數(shù)據(jù)流劃分成多個(gè)數(shù)據(jù)包，并且計(jì)算出每個(gè)數(shù)據(jù)包的字節(jié)數(shù)，通過(guò)一個(gè)計(jì)數(shù)模塊統(tǒng)計(jì)設(shè)定時(shí)間內(nèi)所接收到的總的字節(jié)數(shù)，可以調(diào)整統(tǒng)計(jì)時(shí)間的大小來(lái)調(diào)整本調(diào)頻方法的靈敏性。
[0007]步驟二:多個(gè)頻率的產(chǎn)生
通過(guò)使用FPGA廠(chǎng)商提供的時(shí)鐘IP核，或通過(guò)硬件描述語(yǔ)言的方法來(lái)產(chǎn)生全局時(shí)鐘頻率，全局時(shí)鐘的要求的特點(diǎn):一、負(fù)載能力特別強(qiáng)，任何一個(gè)全局時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)線(xiàn)都可以驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部的觸發(fā)器；二是時(shí)延差特別??；三是時(shí)鐘信號(hào)波形畸變小，工作可靠性好。
[0008]步驟三:調(diào)頻機(jī)制
流量t相對(duì)于前一時(shí)刻,無(wú)非是增加或者減少；
當(dāng)t增加時(shí)，頻率和流量值的關(guān)系式如下所示:
【權(quán)利要求】
1.一種基于流量的低功耗調(diào)頻方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟一:對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備流量的準(zhǔn)確計(jì)算 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流進(jìn)入流量統(tǒng)計(jì)模塊的輸入隊(duì)列時(shí)，統(tǒng)計(jì)模塊將數(shù)據(jù)流劃分成多個(gè)數(shù)據(jù)包，并且計(jì)算出每個(gè)數(shù)據(jù)包的字節(jié)數(shù)，通過(guò)一個(gè)計(jì)數(shù)模塊統(tǒng)計(jì)設(shè)定時(shí)間內(nèi)所接收到的總的字節(jié)數(shù)，可以調(diào)整統(tǒng)計(jì)時(shí)間的大小來(lái)調(diào)整本調(diào)頻方法的靈敏性； 步驟二:多個(gè)頻率的產(chǎn)生 通過(guò)使用FPGA廠(chǎng)商提供的時(shí)鐘IP核，或通過(guò)硬件描述語(yǔ)言的方法來(lái)產(chǎn)生全局時(shí)鐘頻率，全局時(shí)鐘的要求的特點(diǎn):一、負(fù)載能力特別強(qiáng)，任何一個(gè)全局時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)線(xiàn)都可以驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部的觸發(fā)器；二是時(shí)延差特別?。蝗菚r(shí)鐘信號(hào)波形畸變小，工作可靠性好；步驟三:調(diào)頻機(jī)制 流量t相對(duì)于前一時(shí)刻,無(wú)非是增加或者減少； 當(dāng)t增加時(shí)，頻率和流量值的關(guān)系式如下所示:
【文檔編號(hào)】H04L12/885GK103618682SQ201310485617
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】周磊, 李亮華 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)