分组处理装置、节电装置和电力供应方法

专利名称：分组处理装置、节电装置和电力供应方法
技术领域：
本发明涉及分组处理装置、节电装置和电力供应方法。
背景技术：
出于全球环境保护的目的，各种节能措施正在全球级别上被研究和开 发。在此趋势中，很多国家已开始讨论制定法律以强制执行节能和减少二 氧化碳排放。
通常，很多人会想到这样的节能措施应用于运输、物流(logistics)和
制造的领域造成的能源消耗。另一方面，同样正吸引注意力的是诸如计算 机和服务器之类的电子设备以及信息通信设备和网络基础设施造成的能源 消耗的增加。
在诸如计算机和服务器之类的电子设备的情况下，设备经常保持在通 常所称的待机状态相对长的时间段。这表示花了相对长的时间段而没有算 术处理。因此，在待机状态期间的功耗的降低有效地帮助降低平均功耗， 并且因此减少了 二氧化碳排放。
然而，对于信息通信设备，即使通信系统已从模拟的改变为数字的， 这样的设备也应当总是保持在数据可通信的状态。因此，不同于诸如计算 机和服务器之类的电子设备，信息通信设备先决地不能摒弃待机状态。换 言之，在信息通信设备中不能降低平均功耗，除非降低固定的
(stationary)或平常的操作功率。
结果，主要从目的在于伴随着电子部件的增加的集成度(degree of integration)和微型化而降低操作电压的装置技术的角度来追求功率降低的 成果(effort)。
然而，这样的电子部件的操作电压已经降至小于一伏特。因此，在实 际的趋势中，由于电子部件的微型化而导致的操作电压的降低速率现在变慢了，所以通过增加的集成度获得的效果趋于变慢下来。
仅仅通过电子部件的微型化或增加的集成度，已难于实现功耗的显著 降低。
电子部件的先进微型化(例如，90 nm以下)已将泄漏电流增加至不 可忽略的级别。因为此原因，所以尽管装置卖方利用装置技术取得了研究 成果，但是在待机状态期间的功耗正显著地增加。
另一方面，还正在从电路设计的角度进行各种研究。具体而言，通过 使用不用时钟的异步电路结构和方法来代替当前主要用于设计电子部件的 内部电路配置的时钟同步电路结构和方法，缓慢但是逐渐地追求着降低功 耗的成果。
此技术目的在于通过降低固定操作功率和在待机状态期间的功耗来降 低平均功耗。然而，对设计和验证而言需要具体开发工具，以便使用这样 的异步电路结构和方法作为诸如ASIC和FPGA之类的普通电子部件的开 发方法，但是通常这样的工具对开发者而言还不容易得到。
将参考图6描述与本发明有关的分组处理装置。
图6是示出设置在具有可变输入业务容量的分组通信设备中的分组处 理装置的示例的框图。
在图6所示的分组处理装置1000中，被输入到分组输入端1001的分 组被临时存储在输入分组缓冲器1002中，然后被传送至第一分组处理器 1011。
第一分组处理器1011响应于分组执行第一分组处理，然后将第一经
处理的分组输出至下一级。
从第一分组处理器1011输出的第一经处理的分组经由第一时钟重定 时单元1021传送至第二分组处理器1012。
第二分组处理器1012响应于第一经处理的分组执行第二分组处理， 然后将第二经处理的分组输出至下一级。
从第二分组处理器1012输出的第二经处理的分组经由第二时钟重定 时单元1022传送至第三分组处理器1013。
第三分组处理器1013响应于第二经处理的分组执行第三分组处理，然后将第三经处理的分组输出至下一级。
从第三分组处理器1013输出的第三经处理的分组被临时存储在输出 分组缓冲器1003中，然后被作为经处理的输出分组通过分组输出端1004 供应到分组处理装置1000的外面。
另一方面，用于分组处理装置1000的电力供应被提供至电力输入单 元1051。电力输入单元1051将所输入的电力供应输出至电力供应单元 1052。
电力供应单元1052以适用于装置和单元的使用的电流和电压将电功 率传送至分组处理系统1000的各个装置和单元。
日本早期公开专利公布号2003-158771 (专利文献1)和日本早期公开 专利公布号2002-182807 (专利文献2)作为与本发明有关的现有技术文 献。
在专利文献1中，陈述了以下三个功能作为它在权利要求1中的基本 特征。
1) 第一接受装置，用于恒定地监控通知分组到来的通知信号的接收 以及分组的接收，并且用于接收通知信号或分组；
2) 第二接收装置，用于接收具有比第一接收装置更大的接收功率的 分组；以及
3) 接收控制器，可操作在不接收分组的状态以便使第一接收装置监 控通知信号的接收或分组的接收。当第一接收装置接收到通知信号或分组 时，接收控制器从第一接收装置切换至第二接收装置。
根据专利文献1所述的技术，可通过恒定地监控分组或通知分组到来 的通知信号的接收并且通过在两种接收装置即第一和第二接收装置之间切 换，来降低功耗。
专利文献2公开了状况检测器和具有多个电力控制寄存器的电力表。 状况检测器可重写地存储多个操作状况(例如，对程序计数器给定的比较 地址)并且判断处理器的当前状况是否与任何一个操作状况匹配。任何一 个电力控制寄存器通过响应于判断的结果而产生的索引信号来选择。通过 索引信号选择的电力控制信息被传送至电压和时钟控制器以控制对象电路块的功耗。
根据专利文献2，因为电力表中的电力控制信息和各种处理器操作状
况是可重写的，所以使用户能以详细的方式限定处理器的低功耗操作。此 外，状况检测器的设置使得可以提供能减轻编程中的负荷的事件驱动型电 力控制装置。

发明内容
在具有如图6所示的配置的分组处理装置1000中，从电力供应单元 1052恒定地向第一到第三分组处理器1011到1013供应电力。
这意味着，即使所输入的分组的间隔变长并且输入业务容量因此降 低，也从电力供应单元1052—直向第一到第三分组处理器1011到1013供 应电力，而不管如下事实，即由于在第一到第三分组处理器1011到1013 中的每一个中不存在任何分组，所以没有分组处理操作被执行。
因此，例如用于传送时钟的驱动器、根据时钟接线容量的时钟布线 图、时钟操作的触发器和时钟同步存储器中根据时钟的单元中，恒定地浪 费了电力。换言之，发生了通常所称的待机功耗。结果，即使在低业务量 操作期间也没有显著地降低平均操作功耗。
根据专利文献1所述的技术，通过恒定地监控分组或通知分组到来的 通知信号的接收并且通过在诸如第一和第二接收装置之类的两种接收装置 之间切换，来实现功耗的降低。因此，专利文献1的技术与本发明在用于 实现功耗的降低的配置上是显著不同的。
根据专利文献2所述的技术，必需设置具有多个电力控制寄存器的电 力表，该电力表用于判断处理器的操作状况(例如，用于程序计数器的比 较地址匹配的状况)，并且用于可重写地存储电力控制信息。因此，此技 术与本发明在用于实现功耗的降低的配置上也是显著不同的。
本发明试图解决至少一个如上所述的问题。具体而言，本发明试图提 供当所输入的分组的间隔变长并且输入业务容量因此降低时，能够利用简 单的配置来降低功耗的分组处理装置、节电装置和电力供应方法。
根据本发明的第一方面，获得了一种分组处理装置，该分组处理装置包括N个分组处理器(N是1或更大的整数)，分组处理器响应于所输 入的分组而顺序地执行处理以输出经处理的分组；处理器分组检测器，该 处理器分组检测器检测在各个分组处理器中是否存在分组；以及电力供应
开关单元，该电力供应开关单元用于根据处理器分组检测器进行的检测的 结果来连通和切断到分组处理器的电力供应。
根据本发明的第二方面，获得了一种节电装置，该节电装置将被设置
在具有N个分组处理器的分组处理系统中(N是l或更大的整数)，分组
处理器响应于所输入的分组而顺序地执行处理以输出经处理的分组，该节
电装置包括处理器分组检测器，该处理器分组检测器检测在各个分组处 理器中是否存在分组；以及电力供应开关单元，该电力供应开关单元根据
处理器分组检测器的检测的结果来连通和切断到分组处理器的电力供应。 根据本发明的第三方面，获得了一种电力供应方法，该电力供应方法
用于向N个分组处理器供应电力(N是l或更大的整数)，分组处理器顺 序地处理所输入的分组以输出经处理的分组，该方法包括检测在分组处 理器中是否存在分组；以及根据上述检测中的检测结果来连通和切断到分 组处理器的电力供应。
根据本发明，当所输入的分组的时间间隔变长并且在分组处理装置中 输入业务容量降低时，能够利用简单的配置来降低分组处理装置的功耗。


图1是示出根据本发明的第一实施例的分组处理装置的配置的框图； 图2是示出根据第一实施例的、根据分组未检出信号的组合的电力供
应门控制信号的示图3是示出根据本发明的一个实施例的分组通信设备的框图4是示出根据第二实施例的、根据分组未检出信号的组合的电力供
应门控制信号的示图5是示出根据第二实施例的分组处理装置的修改的框图； 图6是与本发明有关的分组处理装置的框图。
具体实施例方式
将参考附图描述本发明的示例性优选实施例。 [第一实施例]
图1是示出根据本发明的第一实施例的分组处理装置100的配置的框图。
如图i所示，根据本发明的第一实施例的分组处理系统ioo包括分组
输入端101、输入分组缓冲器102、输出分组缓冲器103、分组输出端 104、第一分组处理器111、第二分组处理器(分组处理器)112、第三分 组处理器113、第一时钟重定时单元121、第二时钟重定时单元122、第一 块分组检测器(处理器分组检测器)131、第二块分组检测器(处理器分 组检测器)132、第三块分组检测器(处理器分组检测器)133、第一电力 供应门(电力供应开关电路)141、第二电力供应门(电力供应开关电 路)142、第三电力供应门(电力供应开关电路)143、电力输入单元 151、电力供应单元152以及电力供应控制单元153。
如图1所示，分组处理器111到113与第一和第二时钟重定时单元 121和122互相串联地(级联地)互相连接，其中第一时钟重定时单元 121被置于第一和第二分组处理器111和112之间，第二时钟重定时单元 122被置于第二和第三分组处理器112和113之间。总而言之，第一至第 三处理器111至113顺序地执行分组处理。
分组被输入至分组输入端101。
输入分组缓冲器102临时地存储从分组输入端101输入的分组，然后 将分组输出至第一分组处理器111。
输入分组缓冲器102具有缓冲器分组检测器105，缓冲器分组检测器 105检测分组是否存在于输入分组缓冲器102中，并且输出指示检测结果 的输入分组未检出信号(检测信号)G。
第一分组处理器111响应于从输入分组缓冲器102输入的分组执行第 一分组处理，并且将第一分组处理后的第一经处理的分组输出至下一级。
第一块分组检测器131检测分组是否存在于第一分组处理器111中， 并且输出指示检测结果的第一分组未检出信号(检测信号)A。从第一分组处理器111输出的第一经处理的分组经由第一时钟重定时
单元121输入至第二分组处理器112。
第二分组处理器112响应于从第一时钟重定时单元121输入的第一经 处理的分组而执行第二分组处理，并且在第二分组处理被执行后输出第二 经处理的分组。
第二块分组检测器132检测分组是否存在于第二分组处理器112中， 并且输出指示检测结果的第二分组未检出信号(检测信号)B。
从第二分组处理器112输出的第二经处理的分组经由第二时钟重定时 单元122输入至第三分组处理器113。
第三分组处理器113对从第二时钟重定时单元122输入的第二经处理 的分组执行第三分组处理，并且在第三分组处理被执行后输出第三经处理 的分组。
第三块分组检测器133检测分组是否存在于第三分组处理器113中，
并且输出指示检测结果的第三分组未检出信号(检测信号)C。
由分组处理器111到113执行的第一到第三分组处理可以是任何分组
处理。例如，第一到第三分组处理可以是路由选择或交换IP分组的处理 等。
输出分组缓冲器103临时地存储从第三分组处理器113输出的分组， 然后通过分组输出端104将分组输出至外面的外部电路(未示出)。
对于电力输入单元151使得用于分组处理系统100的电力供应作为所 输入的电力供应。所输入的电力供应可以是AC电力供应或DC电力供 应。
电力输入单元151将所输入的电力供应输出至电力供应单元152。 电力供应单元152从电力输入单元151所输入的电力供应中生成由适
用于分组处理系统100中的单元的使用的电流和电压指定的电功率，并且
供应所生成的电力至各个单元。
电力供应单元152经由第一电力供应门141向第一分组处理器111供
应电功率。
类似地，电力供应单元152经由第二电力供应门142向第二分组处理器112供应电功率。
类似地，电力供应单元152经由第三电力供应门143向第三分组处理 器113供应电功率。
这里假设，为了易于说明，例示的电功率供应通过单个电压V0 (见 图l)来表示，并且被共有地供应至各种单元。
例示的电力供应控制单元153向第一电力供应门141供应第一电力供 应门控制信号D。第一电力供应门141或者执行向第一分组处理器111供 应从电力供应单元152供应的电功率(V0)的操作(以打开门)，或者执 行不向第一分组处理器lll供应电功率的操作(以关闭门)。
类似地，根据从电力供应控制单元153输入的第二电力供应门控制信 号E，第二电力供应门142或者执行向第二分组处理器112供应从电力供 应单元152供应的电功率的操作(以打开门)，或者执行不向第二分组处 理器112供应电功率的操作(以关闭门)。
类似地，根据从电力供应控制单元153输入的第三电力供应门控制信 号F，第三电力供应门143或者执行向第三分组处理器113供应从电力供 应单元152供应的电功率的操作(以打开门)，或者执行不向第三分组处 理器113供应电功率的操作(以关闭门)。
电力供应控制单元153响应于输入分组未检出信号G、第一分组未检 出信号A、第二分组未检出信号B和第三分组未检出信号C的值而生成和 输出第一到第三电力供应门控制信号D、 E和F。
在上述配置中，由电力供应控制单元153、第一电力供应门141、第 二电力供应门142和第三电力供应门143形成了电力供应开关单元。第一 至第三电力供应门141至143中的每一个都通过响应于第一至第三电力供 应门控制信号D、 E和F中的每一个而接通或关断的开关来构造。
电力供应控制单元153、第一电力供应门141、第二电力供应门142 和第三电力供应门143互相协作以便根据缓冲器分组检测器105以及用于 检测块中的分组的分组检测器131到133进行的检测的结果来连通和切断 到分组处理器111至113的电力供应。
在如上所述的配置中，缓冲器分组检测器105、第一到第三块分组检测器131到133、电力供应控制单元153以及第一到第三电力供应门141 到143以稍后将被描述的方式起到节电的作用，并且可总称为根据第一实 施例的节电装置160。
如上所述的分组处理系统100可例如通过单个的LSI (大规模集成电 路)来形成。
如图3所示，如上所述的分组处理系统100例如可被设置在用于执行 分组通信的分组通信设备170中。在此情况下，此分组通信设备170被设 计为例如通过有线连接接收分组，但是可被设计为通过无线连接接收分 组。
在上述配置中的部件中，图1所示的第一时钟重定时单元121、第二 时钟重定时单元122和输出分组缓冲器103对于本领域的技术人员是公知 的，并且不与本实施例直接相关。因此，这里将省略对它们的详细描述。
接下来，将对分组处理系统的操作进行描述。
当分组被输入至分组输入端101时，分组临时存储在输入分组缓冲器 102中，然后被传送至第一分组处理器lll。
缓冲器分组检测器105监控输入至输入分组缓冲器102的分组数目 (输入分组数目)以及从输入分组缓冲器102输出的分组数目(输出分组 数目)。如果输入至输入分组缓冲器102的分组数目与从输入分组缓冲器 102输出的分组数目相同，那么缓冲器分组检测器105确定没有分组存储 在输入分组缓冲器102中，并且将设置为"1"的分组未检出信号G输出 至电力供应控制单元153。设置为"1"的分组未检出信号G指示没有分 组存在于输入分组缓冲器102中。
如果输入至输入分组缓冲器102的分组数目大于从输入分组缓冲器 102输出的分组数目，那么缓冲器分组检测器105确定分组存储在输入分 组缓冲器102中，并且将设置为"0"的分组未检出信号G输出至电力供 应控制单元153。设置为"0"的分组未检出信号G指示在输入分组缓冲 器102中存在分组。
第一分组处理器111响应于从输入分组缓冲器102传送的所输入的分 组而执行第一分组处理，然后输出第一经处理的分组。第一块分组检测器131监控输入至第一分组处理器111的分组数目以 及从第一分组处理器111输出的分组数目。如果输入至第一分组处理器 111的分组数目与从第一分组处理器111输出的分组数目相同，那么第一 块分组检测器131确定在第一分组处理器111中不存在正被处理的分组，
并且将设置为"1"的第一分组未检出信号A输出至电力供应控制单元 153。设置为"1"的第一分组未检出信号A指示没有分组存在于第一分组 处理器111中。即分组未检出信号A为"1"指示了在第一分组处理器111 中不存在任何分组。如果输入至第一分组处理器111的分组数目大于从第 一分组处理器lll输出的分组数目，那么第一块分组检测器131确定在第 一分组处理器111中存在正被处理的分组，并且将设置为"0"的第一分 组未检出信号A输出至电力供应控制单元153。设置为"0"的第一分组 未检出信号A指示分组存在于第一分组处理器111中。
从第一分组处理器111输出的第一经处理的分组经由第一时钟重定时 单元121传送至第二分组处理器112。
第二分组处理器112对从第一时钟重定时单元121传送的分组执行第 二分组处理，然后输出第二经处理的分组。
第二块分组检测器132监控输入至第二分组处理器112的分组数目以 及从第二分组处理器112输出的分组数目。如果输入至第二分组处理器 112的分组数目与从第二分组处理器112输出的分组数目相同，那么第二 块分组检测器132确定在第二分组处理器112中不存在正被处理的分组， 并且将设置为"1"的第二分组未检出信号B输出至电力供应控制单元 153。第二分组未检出信号B为"1"指示在第二分组处理器112中不存在 分组。换言之，第二分组未检出信号B为"1"指示了在第二分组处理器 112中不存在任何分组。另一方面，如果输入至第二分组处理器112的分 组数目大于从第二分组处理器U2输出的分组数目，那么第二块分组检测 器132确定在第二分组处理器112中存在正被处理的分组，并且将设置为 "0"的第二分组未检出信号B输出至电力供应控制单元153。设置为 "0"的第二分组未检出信号B指示在第二分组处理器112中存在分组。 从第二分组处理器112输出的分组经由第二时钟重定时单元122传送至第三分组处理器113。
第三分组处理器113对从第二时钟重定时单元122传送的分组执行第 三分组处理，然后输出此分组。
第三块分组检测器133监控输入至第三分组处理器113的分组数目以 及从第三分组处理器113输出的分组数目。如果输入至第三分组处理器 113的分组数目与从第三分组处理器113输出的分组数目相同，那么第三 块分组检测器133确定在第三分组处理器113中不存在正被处理的分组， 并且将设置为"1"的第三分组未检出信号C输出至电力供应控制单元 153。类似于第一和第二分组未检出信号A和B，设置为"1"的第三分组 未检出信号C指示在第三分组处理器113中不存在分组。如果输入至第三 分组处理器113的分组数目大于从第三分组处理器113输出的分组数目， 那么第三块分组检测器133确定在第三分组处理器113中存在正被处理的 分组，并且将设置为"0"的第三分组未检出信号C输出至电力供应控制 单元153。设置为"0"的分组未检出信号C指示在第三分组处理器113中 存在分组。
从第三分组处理器113输出的分组被传送至输出分组缓冲器103。
输出分组缓冲器103临时地存储从第三分组处理器113传送的分组， 然后通过分组输出端104将分组输出到分组处理系统100的外面。
以这种方式，输入至分组处理系统100的分组以这种顺序在第一分组 处理器111、第二分组处理器112和第三分组处理器113中被连续地处 理，然后从分组处理系统100输出。
输入分组未检出信号G、第一分组未检出信号A、第二分组未检出信 号B和第三分组未检出信号C的值根据分组处理系统100中分组的业务量 的变化来变化。
电力供应控制单元153响应于输入分组未检出信号G、第一分组未检 出信号A、第二分组未检出信号B和第三分组未检出信号C的值而生成第 一到第三电力供应门控制信号D、 E和F，并且向分别相应的电力供应门 141到143输出所生成的第一到第三电力供应门控制信号D、 E和F。
图2是示出分组未检出信号G、 A、 B和C的信号串与第一到第三电力供应门控制信号D、 E和F的指示之间的关系的示图。
在图2中，例如当所有的分组未检出信号G、 A、 B和C是"1"时， 分组未检出信号串(G, A, B, C)的栏被填写为(l， 1, 1， 1)，然而如果所有的分 组未检出信号G、 A、 B和C是"O"，那么栏被填写为(O,O,O，O)。
如图2所示，电力供应控制单元153生成第一到第三电力供应门控制 信号D、 E和F以使得电力被供应至分组处理器111到113之中存在分组 的分组处理器(分组存在处理器)，连同供应至紧接该分组存在处理器之 后或之前的存在分组的分组处理器，而电力不供应至任何其他的分组处理 器。
具体而言，电力供应控制单元153生成第一到第三电力供应门控制信 号D、 E和F以使得如果将从将利用第一到第三电力供应门控制信号 D、 E和F来控制的对象中的一个(第一到第三电力供应门141到143中 相应的一个)被供应电功率的对象中的任何一个(第一到第三分组处理器 111到113中的任何一个)中存在分组，那么将被控制的门141到143中 的一个被打开。此外，如果将从将利用第一到第三电力供应门控制信号 D、 E和F来控制的对象被供应电力的对象紧前面的电路中存在分组，那 么电力供应控制单元153也生成第一到第三电力供应门控制信号D、 E和 F以便打开将被控制的门141到143中的一个。
在其他情况下，也就是说，当响应于来自诸如电力供应控制单元153 之类的控制对象的第一到第三电力供应门控制信号D、 E和F而被供应电 力的诸如第一至第三分组处理器111至113之类的电力接收对象中不存在 分组时，并且当电力接收对象紧前面的前级的电路(可称为前级电路)中 也不存在分组时，第一到第三电力供应门控制信号D、 E和F被生成以使 得将被控制的门141到143被关闭。
在例示的示例中，第一分组处理器111紧前面的前级电路是输入分组 缓冲器102，第二分组处理器112紧前面的前级电路是第一分组处理器 111，并且第三分组处理器113紧前面的前级电路是第二分组处理器112。
具体而言，如图2所示，当分组未检出信号串例如是(O, 1， 1, l)时，第 一分组处理器111紧前面的输入分组缓冲器102中存在分组。在此事件中，如图2所示，用于接通和关断到第一分组处理器111的电力供应的第 一电力供应门控制信号D被设置为"开"状态。在此情况下，然而因为分 组处理器111到113中当前不存在分组，所以用于接通和关断到第二和第
三分组处理器112和113的电力供应的第二和第三电力供应门控制信号E 和F被设置为"关"状态。
当分组未检出信号串是(O， 0, 1， l)时，第一分组处理器111中存在分 组。因此，第一电力供应门控制信号D和第二电力供应门控制信号E被设 置为指示"开"。然而，因为第二和第三分组处理器112和113中不存在 分组，所以第三电力供应门控制信号F被设置为指示"关"。
对于其他的分组未检出信号串，第一到第三电力供应门控制信号D、 E和F如图2所示，并且对它们的详细描述被省略。
因为以下原因(1)和(2)，所以应当根据如图2所示的关系来向分 组处理器1U到113供应电力。
(1) 对于未执行分组处理的、分组处理器111到113之中的分组处 理器，不执行电力供应。
(2) 在分组处理器111到113紧前面的电路中不存在分组的状况 下，也不向分组处理器111到113供应电力。这用于确保充足的裕量时间
(margin time)，即与缓冲器分组检测器105和块分组检测器131到133 检测分组(以切换分组未检出信号G、 A、 B和C的值)所需要的时间、 电力供应控制单元153根据分组未检出信号G、 A、 B和C的值来计算电 力供应门控制信号D、 E和F所需要的时间以及借助电力供应门控制信号 D、 E和F来开关电力供应门141到143所需要的时间的和相对应的时 间。
根据如上所述的第一实施例，停止向不需要被供应电力的分组处理器 111到113的电力供应可通过这样简单的构造来实现，该简单的构造包括 用于检测分组处理器111到113中是否存在分组的分组检测器131到133 以及充当电力供应开关单元的电力供应控制单元153和电力供应门141到 143，其中这些电力供应开关单元用于根据块分组检测器131到133进行 的检测的结果来连通和切断到分组处理器111至113的电力供应。分组处理器111到113中的操作功耗的降低降低了分组处理装置100的平均功 耗，并且实现了分组处理装置100的功耗的降低。这是因为分组处理器 111到113中的每一个都被间歇地供应电力。
因此，例如在诸如具有可变输入业务容量的分组通信设备之类的信息 通信设备中，可预期安装在设备上的电子部件(例如FPGA (现场可编程 门阵列)和ASIC (专用集成电路))的平均功耗可在低于最大业务容量 的低业务量输入期间被降低，而没有恶化在最大输入业务容量时所获得的 吞吐性能。因此，相比传统的时钟同步电路配置和方法，在不使用诸如异 步电路配置或方法之类的任何具体开发工具的情况下，便可提供降低功耗 的更高的效果。
更具体而言，电力被供应至存在分组的、分组处理器111到113中的 分组存在的一个分组处理器，并且供应至紧接那个分组处理器之前的电 路，同时电力不供应至其他的分组处理器。结果，不仅实现了功耗的降 低，而且确保了充足的裕量时间。具体而言，可以确保与缓冲器分组检测 器105和块分组检测器131到133检测分组所需要的时间、电力供应控制 单元153根据分组未检出信号G、 A、 B和C的值来计算电力供应门控制 信号D、 E和F所需要的时间以及借助电力供应门控制信号D、 E禾n F来 开关电力供应门141到143所需要的时间的和相对应的时间。
输入分组缓冲器102被布置在第一分组处理器111紧前面以缓冲所输 入的分组，并且包括用于检测分组是否存在于此输入分组缓冲器102中的 分组检测器105。以这种连接，如果缓冲器分组检测器105检测到输入分 组缓冲器102中的任何分组，那么电力供应控制单元153向第一分组处理 器111供应电力，然而如果在输入分组缓冲器102中或在第一分组处理器 111中没有分组被检测到，那么电力供应控制单元153不向分组处理器 111供应电力。因此，对于第一级中的第一分组处理器111也可实现功耗 的降低。
即使电力也被供应至紧接存在分组的电路之后的、分组处理器111到 113之中的分组处理器，有时都不能确保充足的裕量时间。换言之，不可 确保由与缓冲器分组检测器105和块分组检测器131到133检测分组所需要的时间、电力供应控制单元153根据分组未检出信号G、 A、 B和C的 值来计算电力供应门控制信号D、 E和F所需要的时间以及借助电力供应 门控制信号D、 E和F来开关电力供应门141到143所需要的时间的和相 对应的时间所组成的裕量时间。在这样的情况下，可设计分组处理装置 100以使得电力被供应至存在分组的分组存在处理器，并且供应至相对于 具有任何分组的至少一个分组存在处理器向后M (M是1或更大的整数， 并且小于N)个的一个分组处理器，同时电力不供应至其他的分组处理 器。
图4是示出根据第二实施例的分组未检出信号G、 A、 B和C的信号 串与第一到第三电力供应门控制信号D、 E和F的指示之间的关系的示图。
就电力供应门控制信号D、 E和F根据如图2所示的分组未检出信号 串来确定的示例而言，已进行了以上第一实施例的描述。
然而，如果显然分组从分组输入端101传送至分组输出端104所需要 的业务传输时间相比与缓冲器分组检测器105和块分组检测器131到133 检测分组所需要的时间、电力供应控制单元153根据分组未检出信号G、 A、 B和C的值来计算电力供应门控制信号D、 E和F所需要的时间以及 借助电力供应门控制信号D、 E和F来开关电力供应门141到143所需要 的时间的和相对应的时间足够地更长，那么无需考虑时间的裕量。
因此根据第二实施例，电力供应控制单元153仅向存在分组的、分组 处理器111到113之中的分组存在处理器供应电力，同时不向不存在分组 的分组不存在处理器供应电力。
这意味着，根据第二实施例，电力供应控制单元153根据如图4所示 的分组未检出信号串来确定电力供应门控制信号D、 E和F。
根据如上所述的第二实施例，电力供应控制单元153仅向存在分组 的、分组处理器111到113之中的分组存在处理器供应电力，同时不向不 存在分组的分组不存在处理器供应电力。因此，最小的必要电力可被供应 至分组处理器lll到113，导致了功耗的进一步降低。此外，根据第二实施例，因为到分组处理器的电力供应仅根据分组处
理器中是否存在分组来确定，所以不需要使用输入分组未检出信号G。这 舎n主第招-抵笛一*琉伤〖14慈、/tb典4V如於、)Iilil與in《的W習县不霊奥的 田
此，使电力供应控制单元153能根据分组未检出信号串(A， B, C)来控制到 分组处理器的电力供应。图5示出了在此情况下的分组处理装置100的配 置。
虽然就分组处理装置具有三个分组处理器和两个时钟重定时单元的示 例而言，已进行了以上实施例的描述，但是分组处理器的数目和时钟重定 时单元的数目不限于此示例。分组处理装置可被配置为具有串联地连接的 N (N是整数)个分组处理器，以及(N-1)个时钟重定时单元，其中一个时 钟重定时单元被布置在两个邻近的分组处理器之间。如果N是最小值 l(N-l)，那么分组处理装置可通过单个分组处理器来形成，并且时钟重定 时单元是不必要的。
虽然已结合此发明的一些优选实施例描述了此发明，但是此发明不限 于上述实施例，而是可以以在权利要求和以下方面的范围内的各种其他方 式来修改。
现在，此发明特征会在于以下方面。
根据此发明的第一方面，获得了一种分组处理装置，该分组处理装置 包括N个分组处理器(N是1或更大的整数)，分组处理器响应于所输 入的分组而顺序地执行处理以输出经处理的分组；处理器分组检测器，该 处理器分组检测器检测在各个分组处理器中是否存在分组；以及电力供应 开关单元，该电力供应开关单元用于根据处理器分组检测器进行的检测的 结果来连通和切断到分组处理器的电力供应。
根据此发明的第二方面，获得了第一方面所描述的分组处理装置，其 中电力供应开关单元向分组处理器中具有任何分组的分组存在分组处理器 供应电力，而不向分组处理器中的不具有分组的分组不存在分组处理器供 应电力。
根据此发明的第三方面，获得了第一方面所描述的分组处理装置，其 中电力供应开关单元向分组处理器中的具有任何分组的分组存在分组处理器供应电力，并且向相对于分组处理器中的该分组存在分组处理器向后M
(M是l或更大的整数，并且小于N)个的、分组处理器中的至少一个分
组不存在分组处理器供应电力，而电力供应开关单元不向其他的分组处理 器供应电力。
根据此发明的第四方面，获得了第三方面所描述的分组处理装置，其 中电力供应开关单元向分组处理器中的具有任何分组的分组存在分组处理 器供应电力，并且向位于分组处理器中的该分组存在分组处理器的紧后面 的、分组处理器中的分组不存在分组处理器供应电力，而电力供应开关单 元不向任何其他的分组处理器供应电力。
根据此发明的第五方面，获得了第四方面所描述的分组处理装置，该
分组处理装置还包括分组缓冲器，该分组缓冲器被设置在位于分组处理 器的级中的第一级的紧前面的级中，并且分组缓冲器缓冲分组；以及缓冲
器分组检测器，该缓冲器分组检测器检测在分组缓冲器中是否存在分组， 其中当缓冲器分组检测器检测到分组缓冲器中存在任何分组时，电力供应 开关单元向分组处理器的级中的第一级供应电力。
根据此发明的第六方面，获得了第五方面所描述的分组处理装置，其 中缓冲器分组检测器监控输入至分组缓冲器的分组的数目以及从分组缓冲 器输出的分组的数目，并且当所输入的分组的数目与所输出的分组的数目 相同时，缓冲器分组检测器向电力供应开关单元输出指示分组缓冲器中不 存在任何分组的检测信号。
根据此发明的第七方面，获得了第一方面所描述的分组处理装置，其 中对于分组处理器中的每一个，处理器分组检测器监控所输入的分组的数 目和所输出的分组的数目，并且向电力供应开关单元输出指示分组处理器 中的输入分组数目与输出分组数目相同的每个分组处理器中不存在任何分 组的检测信号。
根据此发明的第八方面，获得了第一方面所描述的分组处理装置，其
中电力供应开关单元包括N个电力供应开关电路以及电力供应单元，电力
供应开关电路与各个分组处理器一一对应，以便连通和切断到相应分组处 理器的电力供应。根据此发明的第九方面，获得了第一方面所描述的分组处理装置，其 中分组处理器具有路由选择或交换作为分组的IP分组的功能。
根据此发明的第十方面，获得了第一方面所描述的分组处理装置，其 中分组处理装置由单个的大规模集成电路形成。
根据此发明的第十一方面，获得了第一方面所描述的分组处理装置， 其中分组处理装置由单个的大规模集成电路形成，分组处理装置包括分 组输入端，该分组输入端用于向分组处理装置输入每个分组；以及分组输 出端，该分组输出端用于从分组处理装置输出分组。
根据此发明的第十二方面，获得了一种分组通信设备，该分组通信设 备包括第一方面所描述的分组处理装置。
根据此发明的第十三方面，获得了第十二方面所描述的分组通信设 备，其中分组是通过有线连接接收的。
根据此发明的第十四方面，获得了一种节电装置，该节电装置将被设 置在具有N个(N是l或更大的整数)分组处理器的分组处理系统中，分 组处理器响应于所输入的分组而顺序地执行处理以输出经处理的分组，该 节电装置包括处理器分组检测器，该处理器分组检测器检测在各个分组 处理器中是否存在分组；以及电力供应开关单元，该电力供应开关单元根 据处理器分组检测器的检测的结果来连通和切断到分组处理器的电力供 应。
根据此发明的第十五方面，获得了第十四方面所描述的节电装置，其 中电力供应开关单元向具有任何分组的、分组处理器中的分组存在分组处 理器供应电力，同时不向不具有分组的、分组处理器中的分组不存在分组 处理器供应电力。
根据此发明的第十六方面，获得了第十四方面所描述的节电装置，其 中电力供应开关单元向具有任何分组的、分组处理器中的分组存在分组处
理器供应电力，并且向相对于分组处理器中的分组存在分组处理器向后M (M是l或更大的整数，并且小于N)个的、分组处理器中的至少一个分 组不存在分组处理器供应电力，同时不向任何其他的分组处理器供应电 力。根据此发明的第十七方面，获得了第十六方面所描述的节电装置，其 中电力供应开关单元向具有任何分组的、分组处理器中的分组存在分组处 理器供应电力，并且向位于分组处理器中的分组存在分组处理器紧后面 的、分组处理器中的分组不存在分组处理器供应电力，同时不向其他的分 组处理器供应电力。
根据此发明的第十八方面，获得了第十七方面所描述的节电装置，其 中分组处理装置包括分组缓冲器，该分组缓冲器被设置在位于分组处理 器的级的第一级紧前面的级中，并且分组缓冲器缓冲分组；节电装置还包 括缓冲器分组检测器，该缓冲器分组检测器检测在分组缓冲器中是否存在
分组；并且当缓冲器分组检测器检测到分组缓冲器中存在任何分组时，电 力供应开关单元向分组处理器的级的第一级供应电力。
根据此发明的第十九方面，获得了第十八方面所描述的节电装置，其 中缓冲器分组检测器监控输入至分组缓冲器的分组的数目以及从分组缓冲 器输出的分组的数目，并且当所输入的分组的数目与所输出的分组的数目 相同时，缓冲器分组检测器向电力供应开关单元输出指示分组缓冲器中不 存在任何分组的检测信号。
根据此发明的第二十方面，获得了第十四方面所描述的节电装置，其 中对于分组处理器中的每一个，处理器分组检测器监控所输入的分组的数 目和所输出的分组的数目，并且向电力供应开关单元输出指示所输入的分 组的数目与所输出的分组的数目相同的、分组处理器中的每一个中不存在 任何分组的检测信号。
根据此发明的第二十一方面，获得了第十四方面所描述的节电装置， 其中电力供应开关单元包括N个电力供应开关电路以及电力供应单元，电 力供应开关电路与各个分组处理器一一对应，以便连通和切断到相应分组 处理器的电力供应。
根据此发明的第二十二方面，获得了一种电力供应方法，该电力供应 方法用于向N个(N是l或更大的整数)分组处理器供应电力，分组处理 器顺序地处理所输入的分组以输出经处理的分组，该电力供应方法包括检测在分组处理器中是否存在分组；以及根据上述检测中的检测结果来连 通和切断到分组处理器的电力供应。
根据此发明的第二十三方面，获得了第二十二方面所描述的电力供应 方法，其中开关操作被执行，以便向具有任何分组的、分组处理器中的分 组存在分组处理器供应电力，并且不向不具有分组的、分组处理器中的分 组不存在分组处理器供应电力。
根据此发明的第二十四方面，获得了第二十二方面所描述的电力供应 方法，其中开关操作被执行，以便向具有任何分组的、分组处理器中的分 组存在分组处理器供应电力，并且向相对于分组处理器中的分组存在分组
处理器向后M (M是1或更大的整数)个的、分组处理器中的至少一个分
组不存在分组处理器供应电力，并且不向任何其他的分组处理器供应电 力。
根据此发明的第二十五方面，获得了第二十四方面所描述的电力供应 方法，其中开关操作被执行，以便向具有任何分组的、分组处理器中的分 组存在分组处理器供应电力，向位于分组处理器中的分组存在分组处理器 紧后面的、分组处理器中的分组不存在分组处理器供应电力，并且不向任 何其他的分组处理器供应电力。
本申请基于并且要求享受于2008年3月13日递交的、申请号为 2008-064401的日本专利申请的优先权，该日本专利申请的公开通过引用 而被全部并入于此。
权利要求
1. 一种分组处理装置，包括N个分组处理器，N是1或更大的整数，所述分组处理器响应于输入的分组而顺序地执行处理以输出经处理的分组；处理器分组检测器，所述处理器分组检测器检测在各个分组处理器中是否存在分组；以及电力供应开关单元，用于根据所述处理器分组检测器的检测结果，连通和切断到所述分组处理器的电力供应。
2. 根据权利要求1所述的分组处理装置，其中所述电力供应开关单元 向所述分组处理器中的具有任何分组的分组存在分组处理器供应电力，而 不向所述分组处理器中的不具有分组的分组不存在分组处理器供应电力。
3. 根据权利要求1所述的分组处理装置，其中所述电力供应开关单元 向所述分组处理器中的具有任何分组的分组存在分组处理器供应电力，并 且向所述分组处理器中的相对于所述分组处理器中的所述分组存在分组处 理器向后M个的、至少一个分组不存在分组处理器供应电力，而所述电力 供应开关单元不向其他的分组处理器供应电力，其中M是1或更大的整 数，并且小于N。
4. 根据权利要求3所述的分组处理装置，其中所述电力供应开关单元 向所述分组处理器中的具有任何分组的分组存在分组处理器供应电力，并 且向位于所述分组处理器中的所述分组存在分组处理器紧前面的、所述分 组处理器中的分组不存在分组处理器供应电力，而所述电力供应开关单元 不向任何其他的分组处理器供应电力。
5. 根据权利要求4所述的分组处理装置，还包括分组缓冲器，所述分组缓冲器被设置在位于所述分组处理器的级中的 第一级紧前面的级中，并且所述分组缓冲器缓冲分组；以及缓冲器分组检测器，所述缓冲器分组检测器检测在所述分组缓冲器中 是否存在分组，其中当所述缓冲器分组检测器检测到所述分组缓冲器中存在任何分组时，所述电力供应开关单元向所述分组处理器的所述级中的所述第一级供 应电力。
6. 根据权利要求5所述的分组处理装置，其中所述缓冲器分组检测器 监控输入至所述分组缓冲器的分组的数目以及从所述分组缓冲器输出的分 组的数目，并且当所输入的分组的数目与所输出的分组的数目相同时，所 述缓冲器分组检测器向所述电力供应开关单元输出指示所述分组缓冲器中 不存在任何分组的检测信号。
7. 根据权利要求1所述的分组处理装置，其中对于所述分组处理器中 的每一个，所述处理器分组检测器监控输入分组的数目和输出分组的数 目，并且向所述电力供应开关单元输出指示所述分组处理器中的输入分组 数目与输出分组数目相同的每个分组处理器中不存在任何分组的检测信 号。
8. 根据权利要求1所述的分组处理装置，其中所述电力供应开关单元 包括N个电力供应开关电路以及电力供应单元，所述电力供应开关电路与 各个分组处理器一一对应，以便连通和切断到相应分组处理器的电力供 应。
9. 根据权利要求1所述的分组处理装置，其中所述分组处理器具有路 由选择或交换作为分组的IP分组的功能。
10. 根据权利要求1所述的分组处理装置，其中所述分组处理装置由 单个的大规模集成电路形成。
11. 根据权利要求1所述的分组处理装置，其中所述分组处理装置由 单个的大规模集成电路形成，包括分组输入端，用于向所述分组处理装置输入每个分组；以及 分组输出端，用于从所述分组处理装置输出分组。
12. —种分组通信设备，所述分组通信设备包括根据权利要求1所述 的分组处理装置。
13. 根据权利要求12所述的分组通信设备，其中分组是通过有线连接 接收的。
14. 一种节电装置，所述节电装置将被设置在具有N个分组处理器的分组处理系统中，N是l或更大的整数，所述分组处理器响应于输入的分 组而顺序地执行处理以输出经处理的分组，所述节电装置包括处理器分组检测器，所述处理器分组检测器检测在各个分组处理器中 是否存在分组；以及电力供应开关单元，所述电力供应开关单元根据所述处理器分组检测 器的检测结果，连通和切断到所述分组处理器的电力供应。
15. 根据权利要求14所述的节电装置，其中所述电力供应开关单元向 所述分组处理器中的具有任何分组的分组存在分组处理器供应电力，而不 向所述分组处理器中的不具有分组的分组不存在分组处理器供应电力。
16. 根据权利要求14所述的节电装置，其中所述电力供应开关单元向 所述分组处理器中的具有任何分组的分组存在分组处理器供应电力，并且 向所述分组处理器中的相对于所述分组处理器中的所述分组存在分组处理 器向后M个的、至少一个分组不存在分组处理器供应电力，而不向任何其 他的分组处理器供应电力，其中M是1或更大的整数，并且小于N。
17. 根据权利要求16所述的节电装置，其中所述电力供应开关单元向 所述分组处理器中的具有任何分组的分组存在分组处理器供应电力，并且 向位于所述分组处理器中的所述分组存在分组处理器紧前面的、所述分组 处理器中的分组不存在分组处理器供应电力，而不向其他的分组处理器供 应电力。
18. 根据权利要求17所述的节电装置，其中-.所述分组处理装置包括分组缓冲器，所述分组缓冲器被设置在位于所 述分组处理器的级中的第一级紧前面的级中，并且所述分组缓冲器缓冲分 组；所述节电装置还包括缓冲器分组检测器，所述缓冲器分组检测器检测 在所述分组缓冲器中是否存在分组；并且当所述缓冲器分组检测器检测到所述分组缓冲器中的分组时，所述电 力供应开关单元向所述分组处理器的所述级中的所述第一级供应电力。
19. 根据权利要求18所述的节电装置，其中所述缓冲器分组检测器监 控输入至所述分组缓冲器的分组的数目以及从所述分组缓冲器输出的分组的数目，并且当输入分组的数目与输出分组的数目相同时，所述缓冲器分 组检测器向所述电力供应开关单元输出指示所述分组缓冲器中不存在任何 分组的检测信号。
20. 根据权利要求14所述的节电装置，其中对于所述分组处理器中的 每一个，所述处理器分组检测器监控输入分组的数目和输出分组的数目， 并且向所述电力供应开关单元输出指示所述分组处理器中的输入分组数目 与输出分组数目相同的每个分组处理器中不存在任何分组的检测信号。
21. 根据权利要求14所述的节电装置，其中所述电力供应开关单元包 括N个电力供应开关电路以及电力供应单元，所述电力供应开关电路与各 个分组处理器一一对应，以便连通和切断到相应分组处理器的电力供应。
22. —种电力供应方法，用于向N个分组处理器供应电力，N是1或 更大的整数，所述分组处理器顺序地处理输入的分组以输出经处理的分 组，所述方法包括检测在所述分组处理器中是否存在分组；以及根据上述检测的检测结果来连通和切断到所述分组处理器的电力供应。
23. 根据权利要求22所述的电力供应方法，其中开关操作被执行，以 便向所述分组处理器中的具有任何分组的分组存在分组处理器供应电力， 并且不向所述分组处理器中的不具有分组的分组不存在分组处理器供应电 力。
24. 根据权利要求22所述的电力供应方法，其中开关操作被执行，以 便向所述分组处理器中的具有任何分组的分组存在分组处理器供应电力， 并且向所述分组处理器中的相对于所述分组处理器中的所述分组存在分组 处理器向后M个的、至少一个分组不存在分组处理器供应电力，并且不向 任何其他的分组处理器供应电力，其中M是1或更大的整数，并且小于 N。
25. 根据权利要求24所述的电力供应方法，其中开关操作被执行，以 便向所述分组处理器中的具有任何分组的分组存在分组处理器供应电力， 并向位于所述分组处理器中的所述分组存在分组处理器紧前面的、所述分组处理器中的分组不存在分组处理器供应电力，并且不向任何其他的分组 处理器供应电力。
全文摘要
本发明提供了分组处理装置、节电装置和电力供应方法。当所输入的分组之间的时间间隔增加并且输入业务容量降低时，能够降低功耗的分组处理装置中，N个(N是1或更大的整数)分组处理器响应于所输入的分组而顺序地执行处理以输出经处理的分组，并且处理器分组检测器检测在分组处理器中是否存在分组。响应于处理器分组检测器的结果，电力供应开关单元控制到分组处理器的电力供应。因此，分组处理器中的每一个都通过间歇的电力供应而被间歇地置入活动状态。
文档编号G06F1/32GK101533304SQ200910127050
公开日2009年9月16日 申请日期2009年3月13日 优先权日2008年3月13日
发明者久松秀则 申请人:日本电气株式会社