用于多点式网络系统之方法与流程

1.本揭示是有关于用于多点式(multidrop)网络系统之方法，且特别是有关于在多点式网络系统中进睡眠及唤醒流程的方法。


背景技术：

2.多点式网络系统为多个端点藉由传输线彼此互相连接的网络系统，其可应用在车用设备的控制。然而，现今的多点式网络系统尚未提供可靠的睡眠及唤醒功能，若要进行睡眠及唤醒流程，仅能以点对点方式进行，多点式网络系统的整体效能因而受限。


技术实现要素：

3.本揭示的主要目的在于提供用于多点式网络系统的方法，其可在多点式网络系统下，进行一对多的睡眠流程及唤醒流程，并提供可靠的睡眠及唤醒功能，以提升多点式网络系统的整体效能，且更进一步地可进行部分端点唤醒功能，达到局部网络(partial networking)的效果。
4.本揭示内容之一态样为一种用于多点式网络系统之方法，此多点式网络系统具有多个相互网络连接的端点，此方法包含：由此些端点中之第一端点发送睡眠请求讯息至此些端点中之至少一第二端点；以及依据此至少一第二端点回应睡眠请求讯息而发送睡眠确认讯息之情形，决定此第一端点是否由唤醒状态进入睡眠状态。
5.本揭示内容之另一态样为用于多点式网络系统之方法，此多点式网络系统具有多个相互网络连接的端点，此方法包含：由此些端点中之第一端点发送唤醒请求讯息至此些端点中之第二端点；以及依据此唤醒请求讯息之内容，决定此第二端点是否由睡眠状态进入唤醒状态。
6.本揭示内容之又一态样为一种用于多点式网络系统之方法，此多点式网络系统具有多个相互网络连接的端点，此方法包含：使此些端点中之第一端点主动由睡眠状态进入唤醒状态，且由第一端点发送端点名单请求讯息；以及由收到端点名单请求讯息的第二端点，依据端点名单请求讯息的端点索引更新其储存的端点名单，并对应发送包含端点名单数据的端点名单更新讯息至多点式网络系统中。
附图说明
7.为了更完整了解实施例及其优点，现参照结合所附图式所做之下列描述，其中：
8.图1为依据本发明实施例之多点式(multidrop)网络系统的示意图；
9.图2为[图1]之多点式网络系统之任一端点的状态图；
[0010]
图3为依据本发明实施例用于图1之多点式网络系统之方法的流程图；
[0011]
图4为依据本发明实施例用于图1之多点式网络系统之方法的流程图；以及
[0012]
图5为依据本发明实施例用于图1之多点式网络系统之方法的流程图
具体实施方式
[0013]
以下仔细讨论本揭示的实施例。然而，可以理解的是，实施例提供许多可应用的概念，其可实施于各式各样的特定内容中。所讨论之特定实施例仅供说明，并非用以限定本揭示之范围。
[0014]
在本文中所使用的用语仅是为了描述特定实施例，非用以限制申请专利范围。除非另有限制，否则单数形式的「一」或「该」用语也可用来表示复数形式。
[0015]
可理解的是，虽然在本文中所使用之「第一」、「第二」、「第三」等术语可用来描述不同的讯号和/或实体，此些讯号和/或实体应不受此些术语的限制。此些术语仅为了将一个讯号和/或实体与其他讯号和/或实体作区别。
[0016]
为了简化和明确说明，本文可能会在各种实施例中重复使用元件符号和/或字母，但这并不表示所讨论的各种实施例及/或配置之间有因果关系。
[0017]
在本文中，与唤醒流程和睡眠流程有关的讯息，例如睡眠请求讯息、睡眠确认讯息、唤醒请求讯息、唤醒确认讯息、端点名单请求讯息、端点名单更新讯息等，其格式包含指令和节点索引等字段，其中指令字段用以表示讯息的类型，而节点索引字段用以表示目的地端点索引为何。
[0018]
图1为依据本发明实施例之多点式(multidrop)网络系统100的示意图。在多点式网络系统100中，端点110
1-110n彼此通讯连接。如图1所示，在本实施例中，多点式网络系统100具有总线(bus)拓朴，即端点110
1-110n共同连接于总线120。在其他实施例中，在多点式网络系统100中，端点110
1-110n可经由总线120互相连接。端点110
1-110n各自包含控制单元112
1-112n和收发电路114
1-114n。控制单元112
1-112n用以控制讯息的发送及接收，并各自控制收发电路114
1-114n的状态，而收发电路114
1-114n各自具有讯号收发及模拟和数字讯号的侦测功能。若多点式网络系统100为车用以太网络(automotive ethernet)系统，则每一控制单元112
1-112n可以是例如电控单元(electronic control unit；ecu)、混合式控制单元(hybrid control unit；hcu)、处理器、微处理器(microprocessor)或微控制器(microcontroller)，但不限于此。此外，多点式网络系统100可符合10base-t1、10base-t1s、控制器局域网络(controller area network；can)和/或数据线供电(power over data lines；podl)等规范，且每一端点110
1-110n可以是符合单对以太网络联盟(open alliance)之睡眠/唤醒规范(sleep/wake-up specification)的设备。
[0019]
若是在端点110
1-110n中的端点110n为交换器(switch)，或是具有交换器功能的电子设备，则端点110n之用以接收及转发讯息的接口可以是不同的端口(port)。也就是说，端点110n经由其中一个端口接收讯息，并接由另一个端口转发讯息至其他端点。此外，多点式网络系统100可经由端点110
1-110n中的一或多个节点可与其他网络系统通讯连接。
[0020]
图2为多点式网络系统100中任一节点的状态转换图。图2所示的状态转换图包含唤醒状态210和睡眠状态220。以端点110i为例，若在唤醒状态210，则端点110i可具有正常的运作，包含正常的讯息传输；若在睡眠状态220，则端点110i的运作受限，仅可进行部分运作，以达省电效果。
[0021]
进一步地，睡眠状态220可分为深眠状态222、浅眠状态224和误警报状态226。以端点110i为例，在深眠状态222时，端点110i仅开启模拟讯号侦测功能但关闭其他功能(例如关闭数字讯号侦测功能)，以将耗电量降至最低；在浅眠状态224时，端点110i开启数字讯号侦
测功能，并判别侦测收到的讯息是否为唤醒请求讯息；在误警报状态226时，端点110i关闭数字讯号侦测功能，并侦测讯号收发通道何时静默。
[0022]
若是端点110i在深眠状态222时侦测到传入的讯号，则端点110i由深眠状态222进入浅眠状态224，开启数字讯号侦测功能，并判别侦测收到的讯息是否为唤醒请求讯息。若判别出收到的讯息为唤醒请求讯息，且此唤醒请求讯息中的唤醒端点索引与其端点索引相同或为全域索引，则端点110i由浅眠状态224进入唤醒状态210，以进行正常的运作。若判别出收到的讯息非为唤醒请求讯息，或是虽然判别出收到的讯息为唤醒请求讯息，但此唤醒请求讯息中的唤醒端点索引与其端点索引不同或非为全域索引，则端点110i由浅眠状态224进入误警报状态226，停止数字讯号侦测功能，并侦测讯号收发通道何时静默，始由误警报状态226进入深眠状态222。如此一来，可使端点110i在大部分的时间处在最低耗电模式。
[0023]
图3为依据本发明实施例用于多点式网络系统100之方法300的流程图。首先，进行步骤s310，在此些端点110
1-110n中的端点110i欲由唤醒状态进入睡眠状态的情形下，由此端点110i发送睡眠请求讯息sleep_req至多点式网络系统100中的其他端点(此时端点110i为主动触发睡眠流程的节点)，即端点110
1-110
(i-1)
、110
(i+1)-110n。睡眠请求讯息sleep_req可透过广播(broadcast)方式由端点110i送出。接着，进行步骤s320，依据其他端点回应睡眠请求讯息sleep_req而发送睡眠确认讯息sleep_ack的情形，决定端点110i是否由唤醒状态进入睡眠状态。在正常情形下，其他端点中每一个未进入睡眠状态的端点在收到端点110i所发送的睡眠请求讯息sleep_req后，会发送用于回应此睡眠请求讯息sleep_req的睡眠确认讯息sleep_ack至端点110i。因此，若是端点110i所收到的睡眠确认讯息sleep_ack个数与其储存之端点名单中唤醒端点索引个数相同，则可判定其他端点中未进入睡眠状态的端点都已收到端点110i发送的睡眠请求讯息sleep_req，并且回应其收到的睡眠确认讯息sleep_ack，且接着端点110i更新其储存的端点名单(将自己端点110i的状态由唤醒状态更新为睡眠状态)，并设立旗标(flag)。控制单元112i读取到端点110i设立的旗标后，会控制收发电路114i发送更新后的端点名单给多点式网络系统中所有在唤醒状态的节点，之后由唤醒状态进入睡眠状态。
[0024]
决定端点110i是否进入睡眠状态为比较端点110i在发送睡眠请求讯息sleep_req后的预设时间内所收到之睡眠确认讯息sleep_ack的个数是否同于端点110i所储存之端点名单中唤醒端点索引之个数。
[0025]
端点110i可在发送睡眠请求讯息sleep_req的同时启动计时器。若在计时器逾时前收到所有在唤醒状态的节点所发送的睡眠确认讯息sleep_ack，则端点110i停止计时器，并由唤醒状态进入睡眠状态。反之，若是在计时器逾时下未完全收到所有在唤醒状态的节点所发送的睡眠确认讯息sleep_ack，则端点110i重发睡眠请求讯息sleep_req，并重启计时器。若重发睡眠请求讯息sleep_req的次数到达预定最大睡眠请求讯息重发次数且在计时器逾时下仍未收到所有在唤醒状态的节点所发送的睡眠确认讯息sleep_ack，则端点110i取消睡眠流程，即保持在唤醒状态而不进入睡眠状态。
[0026]
图4为依据本发明实施例用于多点式网络系统100之方法400的流程图。首先，进行步骤s410，在多点式网络系统100中的端点110i欲唤醒另一端点110j的情形下，由端点110i发送唤醒请求讯息wakeup_req1至端点110j。依据各唤醒场景，唤醒请求讯息wakeup_req1可以是全域唤醒请求讯息或是选择性唤醒请求讯息。也就是说，唤醒请求讯息wakeup_req1
中的唤醒端点索引可以是全域索引或是对应特定端点的唤醒端点索引。例如，若欲唤醒多点式网络系统100中的所有节点，则可送出全域唤醒请求讯息；若欲唤醒多点式网络系统100中的单一或部分节点，则可送出包含欲唤醒节点之唤醒端点索引的选择性唤醒请求讯息。
[0027]
端点110i可依据系统设定、硬件性能和/或其他条件进行单次或连续发送唤醒请求讯息wakeup_req1。在一些实施例中，端点110i发送的唤醒请求讯息wakeup_req1以预定连续发送次数连续地发送。由于端点110j可能处于深眠状态，其从侦测到模拟讯号至进入浅眠状态后开始判别讯息时，可能会消耗一些时间，故在端点110j硬件性能受限的情形下，端点110i可在一段时间内，以预定连续发送次数连续地发送唤醒请求讯息wakeup_req1至端点110j，以确保唤醒请求讯息wakeup_req1被端点110j接收并进行处理。
[0028]
接着，进行步骤s420，在收到唤醒请求讯息wakeup_req1后，端点110j依据唤醒请求讯息wakeup_req1的内容，决定其是否由睡眠状态进入唤醒状态。在判别出唤醒请求讯息wakeup_req1的唤醒端点索引与其端点索引相同，或是判别出唤醒请求讯息wakeup_req1的唤醒端点索引为全域索引时，端点110j即由睡眠状态进入唤醒状态，且其回应唤醒请求讯息wakeup_req1而发送唤醒确认讯息wakeup_ack1至端点110i。在收到端点110j所送出的唤醒确认讯息wakeup_ack1时，端点110i更新其储存的端点名单，将对应端点110j的信息由睡眠节点更新为唤醒节点。端点110i在更新其储存的端点名单后设立旗标(flag)，且控制单元112i读取到端点110i设立的旗标后，会控制收发电路114i发送端点名单至多点式网络系统中所有在唤醒状态的节点。由于端点110i以外的节点均非主动触发唤醒流程的节点，故除了端点110i以外的所有在唤醒状态的节点在收到端点110i发送的端点名单数据后，各自依据此端点名单数据更新其储存的端点名单。若是除了端点110i以外且在唤醒状态的任一节点在收到端点110i发送的端点名单前已设立旗标，则其在收到端点110i发送的端点名单数据后，清除先前设立的旗标。
[0029]
端点110i可在发送唤醒请求讯息wakeup_req1的同时启动计时器。若在计时器逾时前收到唤醒确认讯息wakeup_ack1，则端点110i停止计时器。反之，若是在计时器逾时下仍未收到唤醒确认讯息wakeup_ack1，则端点110i重发唤醒请求讯息wakeup_req1至端点110j，并重启计时器。若重发唤醒请求讯息wakeup_req1的次数到达预定最大唤醒请求讯息重发次数且在计时器逾时下仍未收到唤醒确认讯息wakeup_ack1，代表端点110j可能因某种因素无法被唤醒，或者端点110j可能已脱离多点式网络系统100。在此情形下，端点110i不更新其储存的端点名单中对应端点110j的状态。
[0030]
在一些实施例中，若多点式网络系统100中异于端点110i、110j的端点110k侦测到端点110j发送的唤醒确认讯息wakeup_ack1，则端点110k可依据唤醒确认讯息wakeup_ack1更新其储存的端点名单，将对应端点110j的信息由睡眠节点更新为唤醒节点。如此一来，端点110k可在等待端点110i发送更新的端点名单数据前知悉端点110j已进入唤醒状态，且可进一步提前端点110k开始传送数据至端点110j的时间。
[0031]
在一些实施例中，端点110i将端点名单数据发送至多点式网络系统100中除了端点110j以外的所有在唤醒状态的端点，使得这些端点据以更新其储存的端点名单。
[0032]
多点式网络系统100可能会发生已进入唤醒状态的端点收到唤醒请求讯息的例外情形，例如唤醒流程是由此端点触发、其发送的唤醒确认讯息遗漏、或是其他例外情形等。
在一些实施例中，若端点110j由睡眠状态进入唤醒状态后，收到端点110k所发送的唤醒请求讯息wakeup_req2，则端点110j判别唤醒请求讯息wakeup_req2的唤醒端点索引是否与其端点索引相同。若是，则端点110j回应第二唤醒请求讯息wakeup_req2而发送唤醒确认讯息wakeup_ack2至端点110k，以通知端点110j已在唤醒状态。
[0033]
在其他实施例中，可由单一端点唤醒在同一多点式网络系统100中的多个端点。举例而言，若端点110i欲唤醒端点110j、110k，则其发送唤醒请求讯息wakeup_req1至各个端点110j、110k，并启动计时器。若在计时器逾时前收到由端点110j、110k分别发送的唤醒确认讯息wakeup_ack1，则端点110i停止计时器，并更新其储存的端点名单，将对应端点110j、110k的信息由睡眠节点更新为唤醒节点，且在更新其储存的端点名单后设立旗标。反之，若是在计时器逾时下未完全收到由端点110j、110k分别发送的唤醒确认讯息wakeup_ack1，则端点110i重发唤醒请求讯息wakeup_req1至对应尚未收到之唤醒确认讯息wakeup_ack1的端点，并重启计时器。若重发唤醒请求讯息wakeup_req1的次数到达预定最大唤醒请求讯息重发次数且在计时器逾时下仍未收到完全收到由端点110j、110k分别发送的唤醒确认讯息wakeup_ack1，则端点110i不更新其储存的端点名单中对应尚未收到之唤醒确认讯息wakeup_ack1的端点的状态。
[0034]
在一些应用上，若是在端点110
1-110n中的端点110n为具有第一端口和第二端口的交换器，其中第一端口网络连接多点式网络系统100中的其他端点，而第一端口网络连接其他网络系统(包含但不限于多点式网络系统)，则当端点110n经由第一端口收到唤醒请求讯息时，可透过第二端口转发此唤醒请求讯息至其他网络系统，藉以唤醒其他网络系统中的一或多的端点。
[0035]
图5为依据本发明实施例用于多点式网络系统100之方法500的流程图。首先，进行步骤s510，由多点式网络系统100中的端点110i进行本地端唤醒操作，主动由睡眠状态进入唤醒状态，且在进入唤醒状态后，发送端点名单请求讯息至多点式网络系统100中除了端点110i以外所有在唤醒状态的端点。接着，进行步骤s520，在唤醒状态的端点在收到端点110i发送的端点名单请求讯息的端点后，依据此端点名单请求讯息的端点索引更新其储存的端点名单，并发送更新后的端点名单至多点式网络系统100中。
[0036]
举例而言，当多点式网络系统100中在唤醒状态的端点110j收到端点110i发送的端点名单请求讯息时，端点110j更新其储存的端点名单，将对应端点110i的信息由睡眠节点更新为唤醒节点。接着，端点110j设立旗标，且控制单元112j侦测到旗标后，控制收发电路114j发送更新后的端点名单到多点式网络系统100中，并在完成发送后清除旗标。除了端点110j以外的所有在唤醒状态的节点收到由端点110j发送的端点名单更新讯息后，各自依据端点名单更新讯息内的端点名单数据更新其储存的端点名单。若除了端点110j以外且在唤醒状态的任一节点在收到由端点110j发送的端点名单更新讯息前已设立旗标，则进一步判别其是否为主动触发唤醒流程的节点或是主动触发睡眠流程的节点。若是，则其在收到由端点110j发送的端点名单更新讯息后，保持先前设立的旗标；反之，则其在收到由端点110j发送的端点名单更新讯息后，清除先前设立的旗标。在一些实施例中，端点110j更对应其储存的端点名单而发送包含端点名单数据的端点名单更新讯息至多点式网络系统100中除了端点110i之外的所有在唤醒状态的端点，使得这些端点据以更新其储存的端点名单，将对应端点110i的信息由睡眠节点更新为唤醒节点。如此一来，可进一步提前这些端点开始传送数
据给端点110i的时间。
[0037]
在一些实施例中，若端点110i由睡眠状态进入唤醒状态后，收到端点110k所发送的唤醒请求讯息wakeup_req，则端点110i判别唤醒请求讯息wakeup_req的唤醒端点索引是否与其端点索引相同。若是，则端点110i回应唤醒请求讯息wakeup_req而发送唤醒确认讯息wakeup_ack至端点110k，以通知端点110i已在唤醒状态。
[0038]
在一些实施例中，若多点式网络系统100中异于端点110i、110k的端点110
l
侦测到端点110i发送的唤醒确认讯息wakeup_ack，则端点110
l
可依据唤醒确认讯息wakeup_ack更新其储存的端点名单，将对应端点110i的信息由睡眠节点更新为唤醒节点。如此一来，可进一步提前端点110
l
开始传送数据至端点110i的时间。
[0039]
此外，在本发明实施例中，每一唤醒节点可作为起始发送节点，并在特定时间或定期发送轮呼请求(roll call request)讯息，且在同一多点式网络系统内的其他位于唤醒状态的节点收到起始节点所发出的轮呼请求讯息后，亦发送轮呼请求讯息至先前发送轮呼请求的端点。在一些实施例中，当在同一多点式网络系统内的其他位于唤醒状态的节点收到起始节点所发出的轮呼请求讯息后，其他位于唤醒状态的节点仅对所述起始节点发出的轮呼请求讯息进行回应。轮呼请求讯息包含全域索引以及发送者端点索引，或者仅包含发送者端点索引。若有任一位于唤醒状态的端点侦测到轮呼请求讯息，且其储存的端点名单中，对应此轮呼请求讯息之发送者的信息为睡眠节点，则其将此发送者的信息由睡眠节点更新为唤醒节点。在一些实施例中，若有任一位于唤醒状态的端点侦测到轮呼请求讯息，且其储存的端点名单中，对应此轮呼请求讯息之发送者的信息为睡眠节点，则其将此发送者的信息由睡眠节点更新为唤醒节点，并发送出更新后的端点名单。在一些实施例中，起始节点于一段时间内收到回应轮呼请求的端点名单与其所储存的端点名单不一致时，起始节点发送出新的端点名单。经由上述在特定时间或定期发送轮呼请求讯息的方式，可确保所有在唤醒状态的节点储存的端点名单内容一致。
[0040]
举例而言，若是多点式网络系统100中在唤醒状态的端点110i作为起始发送节点且发送轮呼请求讯息至同样位于唤醒状态的端点110j、110k，则端点110j、110k收到端点110i发送的轮呼请求讯息后，各别发送轮呼请求讯息至端点110i。若端点110i在其发送轮呼请求讯息后的一段期间(例如100毫秒)内未收到端点110k发送的轮呼请求讯息，则其重新发送轮呼请求讯息至端点110k；若重新发送的次数达到上限值，且端点110i仍未收到端点110k发送的轮呼请求讯息，则其判别端点110k非为在唤醒状态的端点，且更新储存的端点名单，将对应端点110i的信息由唤醒节点更新为睡眠节点，并发送更新后的端点名单至多点式网络系统100中。另外，若端点110j侦测到端点110k发送的唤醒确认讯息，且其储存的端点名单中，对应端点110k的信息为睡眠节点，则更新其储存的端点名单，将对应端点110k的信息由睡眠节点更新为唤醒节点。
[0041]
综上所述，本揭示之用于多点式网络系统的方法，可在多点式网络系统下，提供可靠的睡眠及唤醒功能，以提升多点式网络系统的整体效能，且更进一步地可进行部分端点唤醒功能，达到局部网络的效果。
[0042]
虽然本揭示内容已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭示内容，任何熟习此技艺者，在不脱离本揭示内容之精神和范围内，当可做各种之更动与润饰，因此本揭示内容之保护范围当视后附之申请专利范围所界定者为准。
[0043]
【符号说明】
[0044]
100:多点式网络系统
[0045]
110
1-110n:端点
[0046]
112
1-112n:控制单元
[0047]
114
1-114n:收发电路
[0048]
120:总线
[0049]
210:唤醒状态
[0050]
220:睡眠状态
[0051]
222:深眠状态
[0052]
224:浅眠状态
[0053]
226:误警报状态
[0054]
300,400,500:方法
[0055]
310,320,410,420,510,520:步骤