一种降低计算机系统功耗的方法及低功耗计算机系统与流程

电子通信装置的制造及其应用技术1.本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种降低计算机系统功耗的方法及低功耗计算机系统。背景技术：2.现有的操作系统，如windows操作系统和linux操作系统，在收到数据包时，host cpu(主机中央处理器)会退出低功耗状态处理数据包，例如intel cpu会退出c10状态。在处理通讯数据包时，这是不可避免的。但是很多时候系统是没有通讯app在工作的，而外部网络上却又有很多组播和广播包，例如arp request(地址解析协议请求),ns request(邻居请求)等等，这些包会频繁地叫醒host cpu，让它退出低功耗状态进行应答。3.具体地，网卡在接收到组播和广播包时，通过直接存储器访问写入方式与主机根节点通信，以上报收到的组播和广播包，并规定应答时间，通常为2us，主机根节点触发host cpu(主机中央处理器)退出低功耗状态进行应答，在应答后，host cpu(主机中央处理器)仍处于唤醒状态，直至网卡等待一段时间没有接收到组播和广播包时，通常会上报一个更长的应答时间，如900ms，此时，host cpu(主机中央处理器)才会再次进入低功耗状态，换言之，host cpu(主机中央处理器)每次应答组播和广播包时，需要退出低功耗状态，并在后续一段较长时间内不能进入低功耗状态，造成不必要的功耗。技术实现要素：4.针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种降低计算机系统功耗的方法，所述计算机系统包括一主机中央处理器和一通信设备，所述主机中央处理器通过所述通信设备与外部网络进行通信；5.所述降低计算机系统功耗的方法包括：6.步骤s1，所述主机中央处理器处于低功耗状态下，所述通信设备接收到所述外部网络传输的一地址请求报文时，根据所述地址请求报文中的目的ip地址判断是否需要应答所述地址请求报文：7.若否，则返回所述步骤s1；8.若是，则转向步骤s2；9.步骤s2，所述通信设备根据所述地址请求报文和自身的mac地址生成一应答报文并通过所述外部网络传输至所述地址请求报文的发送方，以使得所述主机中央处理器保持所述低功耗状态。10.优选的，所述通信设备关联有相应的寄存器，所述寄存器中保存有所述计算机系统的ip地址；11.则所述步骤s1中，所述通信设备接收到所述地址请求报文时，判断所述地址请求报文中的所述目的ip地址与所述寄存器中保存的所述ip地址一致时，表示需要应答所述地址请求报文。12.优选的，执行所述步骤s1之前，还包括：13.所述计算机系统在每次掉电后启动时，通过操作系统主动写入自身的所述ip地址至所述通信设备的所述寄存器中；14.或所述计算机系统在每次掉电后启动时，所述通信设备主动获取所述计算机系统的所述ip地址并保存至所述寄存器中。15.优选的，所述步骤s1中，还包括：16.所述计算机系统在启动后运行过程中，在自身的所述ip地址更新时，将更新后的所述ip地址主动写入所述通信设备的所述寄存器中，以对所述寄存器中存储的所述ip地址进行同步更新。17.优选的，所述地址请求报文为广播数据包或组播数据包。18.优选的，所述地址请求报文包括所述发送方通过广播方式发送的地址解析协议报文，则所述步骤s2中，所述应答报文的生成过程包括：19.步骤s21a，所述通信设备由所述地址解析协议报文中分别拷贝出源mac地址、源ip地址和目的ip地址；20.步骤s22a，所述通信设备将拷贝出的所述源mac地址写入所述应答报文的目的mac地址字段，将自身的mac地址写入所述应答报文的源mac地址字段，将拷贝出的所述目的ip地址写入所述应答报文的源ip地址字段，将拷贝出的所述源ip地址写入所述应答报文的目的ip地址字段，将所述应答报文的op字段配置为2，随后计算crc值并写入所述应答报文的crc字段，以生成所述地址解析协议报文对应的所述应答报文。21.优选的，所述地址请求报文包括所述发送方通过组播方式发送的邻居请求报文，则所述步骤s2中，所述应答报文的生成过程包括：22.步骤s21b，所述通信设备由所述邻居请求报文中分别拷贝出源mac地址、源ip地址、目的ip地址、目的地址；23.步骤s22b，所述通信设备将拷贝出的所述源mac地址写入所述应答报文的目的mac地址字段，将拷贝出的所述源ip地址写入所述应答报文的目的ip地址字段，将自身的mac地址写入所述应答报文的源mac地址字段，将拷贝出的所述目的ip地址写入所述应答报文的源ip地址字段，将拷贝出的所述目的地址写入所述应答报文的目的地址字段，计算所述应答报文中的负载长度并写入负载长度字段，设置所述应答报文的拓展段，随后计算crc值并写入所述应答报文的crc字段，以生成所述邻居请求报文对应的所述应答报文。24.本发明还提供一种低功耗计算机系统，应用上述的降低计算机系统功耗的方法，所述低功耗计算机系统包括：25.主机中央处理器，所述主机中央处理器通过一通信设备与外部网络进行通信；26.所述通信设备包括：27.报文判断单元，用于在所述主机中央处理器处于低功耗状态下，接收到所述外部网络传输的地址请求报文时，根据所述地址请求报文中的目的ip地址需要应答所述地址请求报文时输出应答信号；报文应答单元，连接所述报文判断单元，用于在接收到所述应答信号时，根据所述地址请求报文和自身的mac地址生成一应答报文并通过所述外部网络传输至所述地址请求报文的发送方，以使得所述主机中央处理器保持所述低功耗状态。28.优选的，所述地址请求报文包括所述发送方通过广播方式发送的地址解析协议报文，则所述报文应答单元包括：29.第一拷贝子单元，用于由所述地址解析协议报文中分别拷贝出源mac地址、源ip地址和目的ip地址；30.第一生成子单元，连接所述第一拷贝子单元，用于将拷贝出的所述源mac地址写入所述应答报文的目的mac地址字段，将自身的mac地址写入所述应答报文的源mac地址字段，将拷贝出的所述目的ip地址写入所述应答报文的源ip地址字段，将拷贝出的所述源ip地址写入所述应答报文的目的ip地址字段，将所述应答报文的op字段配置为2，随后计算crc值并写入所述应答报文的crc字段，以生成所述地址解析协议报文对应的所述应答报文。31.优选的，所述地址请求报文包括所述发送方通过组播方式发送的邻居请求报文，则所述报文应答单元包括：32.第二拷贝子单元，用于由所述邻居请求报文中分别拷贝出源mac地址、源ip地址、目的ip地址、目的地址；33.第二生成子单元，连接所述第二拷贝子单元，用于将拷贝出的所述源mac地址写入所述应答报文的目的mac地址字段，将拷贝出的所述源ip地址写入所述应答报文的目的ip地址字段，将自身的mac地址写入所述应答报文的源mac地址字段，将拷贝出的所述目的ip地址写入所述应答报文的源ip地址字段，将拷贝出的所述目的地址写入所述应答报文的目的地址字段，计算所述应答报文中的负载长度并写入负载长度字段，设置所述应答报文的拓展段，随后计算crc值并写入所述应答报文的crc字段，以生成所述邻居请求报文对应的所述应答报文。34.上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过通信设备直接应答通过组播或广播方式传输的地址请求报文，使得零散又频繁的广播和组播数据包不会或减少触及主机中央处理器，有效降低广播和组播包对主机中央处理器功耗的影响，从而使得主机中央处理器在没有网络应用运行时，有更多的机会保持在低功耗状态。附图说明35.图1为本发明的较佳的实施例中，一种降低计算机系统功耗的方法的流程示意图；36.图2为本发明的较佳的实施例中，地址请求报文包括发送方通过广播方式发送的地址解析协议报文时，对应的应答报文的生成过程示意图；37.图3为本发明的较佳的实施例中，地址解析协议报文及其对应的应答报文的报文结构示意图；38.图4为本发明的较佳的实施例中，地址请求报文包括发送方通过组播方式发送的邻居请求报文时，对应的应答报文的生成过程示意图；39.图5为本发明的较佳的实施例中，邻居请求报文的报文结构示意图；40.图6为本发明的较佳的实施例中，邻居请求报文对应的应答报文的报文结构示意图；41.图7为本发明的较佳的实施例中，一种低功耗计算机系统的结构示意图。具体实施方式42.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明并不限定于该实施方式，只要符合本发明的主旨，则其他实施方式也可以属于本发明的范畴。43.本发明的较佳的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种降低计算机系统功耗的方法，计算机系统包括一主机中央处理器和一通信设备，主机中央处理器通过通信设备与外部网络进行通信；44.如图1所示，降低计算机系统功耗的方法包括：45.步骤s1，主机中央处理器处于低功耗状态下，通信设备接收到外部网络传输的一地址请求报文时，根据地址请求报文中的目的ip地址判断是否需要应答地址请求报文：46.若否，则返回步骤s1；47.若是，则转向步骤s2；48.步骤s2，通信设备根据地址请求报文和自身的mac地址生成一应答报文并通过外部网络传输至地址请求报文的发送方，以使得主机中央处理器保持低功耗状态。49.具体地，本实施例中，上述通信设备为计算机系统安装的硬件设备，包括但不限于网卡、pcie接口设备和usb接口设备。通信设备在接收到外部网络传输的地址请求报文时，首先确定该地址请求报文是否需要应答，若该地址请求报文无需应答，则直接忽略即可，若该地址请求报文需要应答，则通信设备直接生成相应的应答报文即可，即通信设备完全接手了地址请求报文的处理，包括接收、判断以及应答，整个处理过程无需触及主机中央处理器，从而使得主机中央处理器在没有网络应用运行时，有更多的机会保持在低功耗状态。50.本发明的较佳的实施例中，通信设备关联有相应的寄存器，寄存器中保存有计算机系统的ip地址；51.则步骤s1中，通信设备接收到地址请求报文时，判断地址请求报文中的目的ip地址与寄存器中保存的ip地址一致时，表示需要应答地址请求报文。52.具体地，本实施例中，由于寄存器中保存的是计算机系统自身的ip地址，若地址请求报文中的目的ip地址与寄存器中保存的ip地址一致，则说明地址请求报文就是发给该计算机系统的，目的是为了获取该计算机系统的mac地址，此时需要进行应答；若地址请求报文中的目的ip地址与寄存器中保存的ip地址不一致，则说明地址请求报文是发给其他计算机系统的，该计算机系统无需应答，直接忽略即可。53.本发明的较佳的实施例中，执行步骤s1之前，还包括：54.计算机系统在每次掉电后启动时，通过操作系统主动写入自身的ip地址至通信设备的寄存器中；55.或计算机系统在每次掉电后启动时，通信设备主动获取计算机系统的ip地址并保存至寄存器中。56.具体地，本实施例中，考虑到计算机系统掉电时寄存器中的数据会丢失，因此，在每次掉电后启动时，会向通信设备的寄存器中重新写入该计算机系统的ip地址，以供后续处理地址请求报文使用。57.本发明的较佳的实施例中，步骤s1中，还包括：58.计算机系统在启动后运行过程中，在自身的ip地址更新时，将更新后的ip地址主动写入通信设备的寄存器中，以对寄存器中存储的ip地址进行同步更新。59.本发明的较佳的实施例中，地址请求报文为广播数据包或组播数据包。60.本发明的较佳的实施例中，地址请求报文包括发送方通过广播方式发送的地址解solicitation)应答；70.设置拓展段中r字段为0表示此为不需要路由应答；71.设置拓展段中s字段为1表示此为ns的应答；72.设置拓展段中o字段为1表示需覆盖邻居缓存表项；73.设置拓展段中option中类型字段为2表示目的链路层地址；74.设置拓展段进行checksum计算并写入checksum字段。75.本发明还提供一种低功耗计算机系统，应用上述的降低计算机系统功耗的方法，如图7所示，低功耗计算机系统包括：76.主机中央处理器1，主机中央处理器1通过一通信设备2与外部网络进行通信；77.通信设备2包括：78.报文判断单元21，用于在主机中央处理器处于低功耗状态下，接收到外部网络传输的地址请求报文时，根据地址请求报文中的目的ip地址需要应答地址请求报文时输出应答信号；79.报文应答单元22，连接报文判断单元21，用于在接收到应答信号时，根据地址请求报文和自身的mac地址生成一应答报文并通过外部网络传输至地址请求报文的发送方，以使得主机中央处理器保持低功耗状态。80.本发明的较佳的实施例中，地址请求报文包括发送方通过广播方式发送的地址解析协议报文，则报文应答单元22包括：81.第一拷贝子单元221a，用于由地址解析协议报文中分别拷贝出源mac地址、源ip地址和目的ip地址；82.第一生成子单元222a，连接第一拷贝子单元221a，用于将拷贝出的源mac地址写入应答报文的目的mac地址字段，将自身的mac地址写入应答报文的源mac地址字段，将拷贝出的目的ip地址写入应答报文的源ip地址字段，将拷贝出的源ip地址写入应答报文的目的ip地址字段，将应答报文的op字段配置为2，随后计算crc值并写入应答报文的crc字段，以生成地址解析协议报文对应的应答报文。83.本发明的较佳的实施例中，地址请求报文包括发送方通过组播方式发送的邻居请求报文，则报文应答单元22包括：84.第二拷贝子单元221b，用于由邻居请求报文中分别拷贝出源mac地址、源ip地址、目的ip地址、目的地址；85.第二生成子单元222b，连接第二拷贝子单元221b，用于将拷贝出的源mac地址写入应答报文的目的mac地址字段，将拷贝出的源ip地址写入应答报文的目的ip地址字段，将自身的mac地址写入应答报文的源mac地址字段，将拷贝出的目的ip地址写入应答报文的源ip地址字段，将拷贝出的目的地址写入应答报文的目的地址字段，计算应答报文中的负载长度并写入负载长度字段，设置应答报文的拓展段，随后计算crc值并写入应答报文的crc字段，以生成邻居请求报文对应的应答报文。86.以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。









图片声明：本站部分配图来自人工智能系统AI生成,觅知网授权图片,PxHere摄影无版权图库。本站只作为美观性配图使用,无任何非法侵犯第三方意图,一切解释权归图片著作权方,本站不承担任何责任。如有恶意碰瓷者,必当奉陪到底严惩不贷!




内容声明：本文中引用的各种信息及资料（包括但不限于文字、数据、图表及超链接等）均来源于该信息及资料的相关主体（包括但不限于公司、媒体、协会等机构）的官方网站或公开发表的信息。部分内容参考包括:(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供参考使用,不准确地方联系删除处理！本站为非盈利性质站点,发布内容不收取任何费用也不接任何广告!




免责声明：我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本文部分文字与图片资源来自于网络，部分文章是来自自研大数据AI进行生成,内容摘自(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!