CN102981999B - 动态可配置无线数据总线开关 - Google Patents

Abstract

本发明提供了将数据总线耦接至无线链路的动态可配置无线数据总线开关。例如，存在一种动态可配置无线数据总线开关，其包括：可配置协议自适应层数据平面，向数据总线提供第一接口；以及处理器，被配置为执行协议自适应层控制平面。动态可配置无线数据总线开关的可配置协议自适应层数据平面耦接至所述处理器，并且可由协议自适应层控制平面动态地配置。

Description

动态可配置无线数据总线开关

技术领域

本发明总体涉及数据总线开关。更具体地，本发明涉及无线数据总线开关。

背景技术

随着电子器件变得更小以及由此更加便携，对利用不断增加的性能进行统计操作的无线数据传送系统的需求不断增加。尤其，随着电子器件的数据存储变得更加紧凑，无线同步化大数据集合由于低数据吞吐量和有限的电池寿命已变得非常让人厌倦。针对制造商为了努力满足消费者需求，这已转换为与定制解决方案相关联的高开发成本，定制解决方案往往容易出现错误并且通常由于不兼容问题而缩短了寿命。

为了解决这些问题，一直尝试开发对通常在个人电脑中找到的各种标准化数据总线的无线扩展。不幸的是，常规方法与已经尝试的定制解决方案在特征上已非常相似，其包括非期望特性，诸如低数据吞吐量、高功耗、高开发成本、有限效用和不确定的产品寿命。

因此，需要通过提供使用动态可配置数据总线开关将无线链路耦接至数据总线的系统和方法来克服所属领域中的缺点和不足，动态可配置数据总线开关可在也能够实现高数据吞吐量的各种情况下实施。

发明内容

本申请涉及动态可配置无线数据总线开关，大体上如附图中至少一个中示出以及/或者与附图中的至少一个相结合所描述的那样，并且在权利要求中更完整地阐述。

根据本发明的实施方式，提供了一种用于将数据总线耦接至无线链路的动态可配置无线数据总线开关，动态可配置开关包括：可配置协议自适应层数据平面（PALDP），用于向数据总线提供第一接口；处理器，被配置为执行协议自适应层控制平面（PALCP）；可配置PALDP耦接至处理器，并且可由PALCP动态地配置。

此外，处理器被进一步配置为执行嵌入式站管理实体（eSME）；可配置PALDP可由PALCP和eSME动态地配置。

其中，动态可配置开关耦接至主机计算机；

可配置PALDP可由PALCP和由主机计算机执行的站管理实体（SME）动态地配置。

该动态可配置开关还包括耦接至可配置PALDP并且向无线链路提供第二接口的较低介质访问控制（LMAC）。

其中，可配置PALDP包括解码器、可配置队列块和出口判优器；解码器、可配置队列块和出口判优器中的每一个均由PALCP动态地配置。

其中，可配置PALDP被配置为处理在无线链路与数据总线之间传送的数据包以及处理在无线链路与处理器之间传送的控制包。

其中，动态可配置开关被配置为在主机协议自适应层（HPAL）模式中；HPAL模式允许动态可配置开关管理无线域，无线域包括HPAL模式开关以及耦接至HPAL模式开关的一个或多个装置协议自适应层（DPAL）模式开关。

其中，动态可配置开关被配置为在装置协议自适应层（DPAL）模式中；DPAL模式允许动态可配置开关耦接至由主机协议自适应层（HPAL）模式开关所管理的无线域。

根据本发明的另一实施方式，提供了一种用于将数据总线耦接至无线链路的动态可配置无线数据总线开关，开关包括：可配置协议自适应层数据平面（PALDP），用于向数据总线提供第一接口；较低介质访问控制（LMAC），耦接至可配置PALDP并且向无线链路提供第二接口；可执行站管理实体（SME）；处理器，被配置为执行协议自适应层控制平面（PALCP）；可配置PALDP耦接至处理器，并且可由SME和PALCP动态地配置。

其中，SME包括嵌入式站管理实体（eSME），并且处理器被进一步配置为执行eSME。

其中，动态可配置开关耦接至主机计算机，以及SME包括可由主机计算机执行的SME。

其中，可配置PALDP、LMAC和处理器被整合在同一半导体模中。

其中，可配置PALDP包括解码器、可配置队列块和出口判优器；解码器、可配置队列块和出口判优器中的每一个均由SME和PALCP动态地配置。

其中，可配置PALDP被配置为处理在无线链路与数据总线之间传送的数据包以及处理在无线链路与处理器之间传送的控制包。

其中，动态可配置开关被配置为在主机协议自适应层（HPAL）模式中；HPAL模式允许动态可配置开关管理无线域，无线域包括HPAL模式开关以及耦接至HPAL模式开关的一个或多个装置协议自适应层（DPAL）模式开关。

其中，动态可配置开关被配置为在装置协议自适应层（DPAL）模式中；DPAL模式允许动态可配置开关耦接至由主机协议自适应层（HPAL）模式开关管理的无线域。

其中，无线链路包括60GHz无线链路。

其中，数据总线包括快速外围组件互连（PCIe）数据总线。

根据本发明的又一实施方式，提供一种用于通过处理器执行将无线链路耦接至数据总线的动态可配置无线数据总线开关的方法，该方法包括：检测耦接至动态可配置开关的主机计算机；为动态可配置开关选择主机协议自适应层（HPAL）模式；配置动态可配置开关的协议自适应层控制平面（PALCP）和可配置协议自适应层数据平面（PALDP），以管理第一无线域。

此外，该方法还还包括：检测与动态可配置开关解耦合的主机计算机；为动态可配置开关选择装置协议自适应层（DPAL）模式；配置PALCP和可配置PALDP以接合由另一无线数据总线开关管理的第二无线域。

此外，该方法还包括：配置可配置PALDP的可配置队列块，以分配具有在无线链路与数据总线之间传送的数据包的可配置队列块的一部分。

此外，该方法还包括：配置可配置PALDP的可配置队列块，以分配具有在无线链路与数据总线之间传送的数据包的可配置队列块的一部分；所分配的可配置队列块的一部分与数据包的带宽要求相对应。

此外，该方法还包括：配置可配置PALDP的可配置队列块以分配具有在无线链路与处理器之间传送的控制包的可配置队列块的一部分。

附图说明

本发明的特征和优点在所属领域一般技术者审查以下详细描述和附图之后将变得更容易显而易见，其中：

图1示出了根据本发明一个实施方式的动态可配置无线数据总线开关的示图；

图2示出了根据本发明一个实施方式的动态可配置无线数据总线开关的数据流示图；

图3示出了根据本发明一个实施方式的动态可配置无线数据总线开关的数据流示图；

图4示出了根据本发明一个实施方式的动态可配置无线数据总线开关的数据流示图；

图5示出了根据本发明一个实施方式的动态可配置无线数据总线开关的数据流示图；

图6示出了图解根据本发明一个实施方式的用于动态配置无线数据总线开关的方法的流程图。

具体实施方式

本申请涉及动态可配置无线数据总线开关。以下描述包含与本发明实施有关的特定信息。所属领域技术者将认可，本发明可以与本申请中特定讨论的方式不同的方式来实施。此外，为了不混淆本发明，不讨论本发明的一些具体细节。本申请中未描述的具体细节为在所属领域一般技术者认知的范围内。

本申请中的附图及其伴随的详细描述仅涉及本发明的示例性实施方式。为了保持简短，在本申请中未特定描述使用本发明原理的本发明其他实施方式，并且未通过附图来特定图示。除非另有指出，附图中相似或者相对应元件可通过相似或者相对应的参考标号来表示。此外，本申请的中附图和图表一般并不按比例绘制，并且不旨在为与实际相对尺寸相对应。

图1示出了说明解决上述问题的本发明实施方式的系统100。如图1所示，系统100包括耦接至无线数据总线开关120的主机中央处理单元（CPU）110，无线数据总线开关又耦接至无线链路114和数据总线190。主机CPU110可包括在无线数据总线开关120外部的任何处理器，例如，除了其他主机级处理，处理器可被配置为执行站管理实体（SME）112。SME112可包括可更新软件逻辑模块，可更新软件逻辑模块例如可由主机CPU110执行并且例如可被配置为向用户提供接口以管理、配置、提供和收集来自无线数据总线开关120的各种统计。下文提供了SME112功能性的更广泛描述。如图1所示，主机CPU110可经由一个或多个数据链路（例如，诸如数据链路116和117）耦接至无线数据总线开关120。例如，数据链路116可代表在例如快速外围组件互连数据总线上形成的数据链路，并且例如，数据链路117可代表独立通用异步接收器/发送器（UART）数据链路。在一些实施方式中，主机CPU110可位于例如主机计算机中，其中，无线数据总线开关120耦接至包括主机CPU110的主机计算机。

图1的无线数据总线开关120可包括能够将数据总线190耦接至无线链路114的动态可配置无线数据总线开关，如下文将更完整地描述。具体地，如图1所示，无线数据总线开关120可包括处理器130和可配置协议自适应层数据平面（PALDP）140，以及在一些实施方式中，可包括较低介质访问控制（LMAC）160和共享存储器（SHM）180。处理器130可包括可被配置为执行例如嵌入式SME（eSME）132、较高MAC（HMAC）134、MAC子层管理实体（MLME）135、PAL控制平面（PALCP）136和PAL管理实体（PALME）137并耦接至PALDP140、LMAC160和SHM180的任何处理器。例如，处理器130可包括例如任何输入/输出处理器（IOP）或者例如任何通用处理器。在一些实施方式中，例如，处理器130可包括ARM处理器。此外，在一些实施方式中，处理器130可使用例如专用先入先出（FIFO）和SHM180耦接至可配置PALDP140，并且可配置PALDP140可使用专用缓冲池耦接至LMAC160。

与SME112相似，eSME132可包括例如可更新软件逻辑模块，可更新软件逻辑模块可被配置为提供接口用于管理、配置、提供和收集与例如无线数据总线开关120有关的各种统计，但是与SME112不同，eSME132可由处理器130执行，如图1所示。下文提供了eSME132的功能性的更广泛描述。

HMAC134和MLME135还可包括可更新软件逻辑模块，可更新软件逻辑模块由例如处理器130执行，并且可被配置为为耦接至相关联LMAC的一个或多个无线链路（例如，诸如耦接至LMAC160的无线链路114）提供管理功能性。例如，HMAC134和MLME135可被配置为管理例如LMAC160的例如无线网络整合以及加密、一些功率降低以及其他调度和管理功能。如图1所示，MLME135可被配置为管理例如HMAC134与SME112以及无线数据总线开关120的所有部分的对接。

PALCP136和PALME137可包括由例如处理器130执行，并且可被配置为处理各种控制包以及管理SME112、eSME132、HMAC134、LMAC160和可配置PALDP140之间的各种接口的可更新软件逻辑模块。此外，PALCP136和PALME137可被配置为当未传送数据时通过将LMAC160和/或可配置PALDP140断电来管理省电。下文提供了PALCP136的功能性的更广泛描述。

无线数据总线开关120的可配置PALDP140可包括位于例如无线数据总线开关120中的可配置硬件模块，并且可被配置为向数据总线190提供接口。具体地，可配置PALDP140可被配置为处理例如在无线链路114与数据总线190之间传送的数据包，以及另外可被配置为处理在无线链路114与处理器130之间传送的控制包。例如，在无线链路114与数据总线190之间传送的数据包可包括例如在无线链路114与可配置PALDP140之间的PAL数据包，以及可包括在PALDP140与数据总线190之间的数据总线数据包。因此，在一个实施方式中，可配置PALDP140可被配置为将数据总线数据包转化为PAL数据包以有助于在耦接至数据总线190的器件或者端点（图1中未示出）与经由例如无线链路114耦接至无线数据总线开关120的其他无线数据总线开关之间的无缝且高速数据传送。

相比之下，控制包可包括例如PAL控制包，PAL控制包可被用于传送管理和控制数据，例如，诸如在无线数据总线开关（例如，诸如无线数据总线开关120）之间的配置指令、服务质量（QoS）指令和测量统计。因此，在一个实施方式中，可配置PALDP140可被配置为区分控制包与数据包，并且将控制包引导至处理器130以及在其中执行的软件模块中的任何模块。如与以上SME112、eSME132和PALCP136一样，下文提供了可配置PALDP140的功能性的更广泛描述。

在图1中还示出了向无线链路114、SHM180以及将数据总线190耦接至可配置PALDP140的数据总线链路118提供接口的LMAC160。LMAC160可包括能够耦接至例如可配置PALDP140并且支持一个或多个无线链路（例如，诸如无线链路114）的任一或者多个物理层（PHY）。如此，LMAC160可包括能够向用于无线数据总线开关120的一个或多个无线链路提供接口的任何PHY。例如，LMAC160可为被配置为支持经由例如2.4GHz、5GHz和60GHz无线链路的无线数据传送并且支持用于与其他无线器件无线通信的多种无线传送协议（例如，诸如基于802.11的无线传送协议）的硬件模块。利用这些协议中的任何协议，LMAC160可被配置为收发可配置PALDP140的数据包和/或控制包。

在一些实施方式中，LMAC160的功能性可至少部分地通过HMAC134来管理。例如，LMAC160可被配置为支持例如由HMAC134管理的各种调制和编码方案，以根据特定需要来帮助支持高数据吞吐量、功率降低以及其他功能性。例如，这种功能性可在无线数据总线开关120初始化时配置，或者可在无线数据总线开关120初始化之后动态地配置。在一些实施方式中，例如，LMAC160可被配置为几乎同时支持多个无线链路，或者例如依次支持多个无线链路，以增加可靠性、扩展有效无线范围等。

SHM180可包括例如能够耦接至处理器120、LMAC160以及/或者可配置PALDP140的任何存储器模块或者架构。在一些实施方式中，SHM180可耦接至例如处理器130中一个或多个软件模块，并且可直接或者间接耦接至位于无线数据总线开关120内的任何软件或者硬件模块。

如上所述，可配置PALDP140可被配置为向数据总线190提供接口，其中，数据总线链路118可被用于将数据总线190耦接至例如可配置PALDP140。如此，在一些实施方式中，可配置PALDP140可被配置为将数据传送至数据总线链路118和数据总线190两者。例如，在一个实施方式中，数据总线190可包括例如快速外围组件互连（PCIe）数据总线，以及数据总线链路118可包括PCIe数据总线的根组件（rootcomplex）。因此，可配置PALDP140可被配置为将数据传送至PCIe总线的根组件以及附接至PCIe数据总线的器件。因此，可配置PALDP可将数据传送至例如PCIe数据总线的总线控制器以及PCIe数据总线自身，以易于在耦接至数据总线190的端点与耦接至其他无线数据总线开关（例如，经由无线链路114耦接至无线数据总线开关120）的其他端点之间的无缝数据传送。因此，在一些实施方式中，无线数据总线开关120可被配置为形成PCIe数据总线的无缝无线扩展的至少一部分。应当理解，数据总线190可包括其他数据总线，例如，诸如通用串行总线（USB）、工业标准架构（ISA）数据总线或者传统PCI总线。

尽管图1描绘了无线数据总线开关120为包括多个硬件模块，但在一些实施方式中，处理器130、可配置PALDP140、LMAC160以及/或者SHM180中的任一个可被整合至同一半导体模中。此外，在其他实施方式中，无线数据总线开关可仅包括处理器130和可配置PALDP140，其中，LMAC和共享存储器功能在无线数据总线开关120外部实施。

如上文解释的，可配置PALDP140可被配置为将数据总线数据包转化为PAL数据包，以易于在耦接至数据总线190的端点与耦接至例如其他无线数据总线开关的其他端点之间的无缝且高速数据传送。例如，当结合60GHz无线链路能力时，无线数据总线开关120的实施方式可提供多达约7Gbps个端点之间的无线数据传送。然而，除了高速数据传送能力，无线数据总线开关120还提供动态可配置平台，其可在无需昂贵的重新设计的各种情况下使用，并且可被更新为面对在不断发展的技术中发现的典型问题。例如，无线数据总线开关120可被配置为支持可动态或者在初始化时选择的主机PAL（HPAL）模式和器件PAL（DPAL）模式两者，例如，这允许本发明概念的实施方式被快速实施为主机和非主机装置。此外，通过使用诸如SME112和/或eSME132的SME，本发明实施方式可以以极低的开发开销协作形成各种数据总线和端点应用的高效且高速无线数据总线扩展。

例如，在一些实施方式中，eSME132可另外被配置为例如通过检测主机CPU110或者SME112的存在来检测无线数据总线开关120何时耦接至主机装置（例如，诸如主机计算机）。一经检测完，eSME132可被配置为使无线数据总线开关120进入HPAL模式。当在HPAL模式中时，以及除了上述功能性，无线数据总线开关120的SME112和eSME132可被配置为协作和管理HMAC134、LMAC160、PALCP136和PALDP140，以提供各种访问策略，以及被配置为根据无线链路条件、无线数据总线开关120上的当前工作量以及无线域中各DPAL模式开关的特性而对在由无线数据总线开关120管理的无线域中的任何DPAL模式开关动态地分配带宽。如此，无线数据总线开关120的SME112和eSME132可被配置为管理一个或多个包括HPAL模式下的无线数据总线开关120以及一个或多个DPAL模式开关的HPAL/DPAL无线域。

例如，在这种HPAL模式中，HMAC134和LMAC160可通过SME112和/或eSME132被配置为执行与所选HPAL模式一致的MAC相关任务。以相似方式，PALCP136和可配置PALDP140可被配置为使用由SME112以及/或者eSME132提供的信息来使它们自身进入例如相对应的HPAL操作模式，并建立必要的操作参数，例如，诸如路由映射表，以管理DPAL模式开关的无线域。

除了以上所述，eSME132还可被配置为检测无线数据总线开关120何时应进入DPAL模式，例如，诸如无线数据总线开关120何时耦接至端点或者不耦接至主机装置，或者无线数据总线开关120何时将被配置为参与由另一HPAL模式开关管理的无线域。一经检测完，eSME132可被配置为使无线数据总线开关120进入DPAL模式。当在DPAL模式中时，eSME132可被配置为在不与外部SME（例如，诸如SME112）相互作用的情况下起作用。如此，当在DPAL模式中时，以及除了上述功能，无线数据总线开关120的eSME132可被配置为管理HMAC134、LMAC160、PALCP136和PALDP140，以收集连接至数据总线190的端点特性，以及被配置为测量当前工作量、电源模式和无线链路条件统计并且相应地请求带宽。因此，无线数据总线开关120的eSME132可被配置为耦接至由HPAL模式开关管理的无线域。

例如，在这种DPAL模式中，HMAC134和LMAC160可被配置为通过eSME132执行与所选DPAL模式一致的MAC相关任务。以相似方式，PALCP136和可配置PALDP140可被配置为使用由eSME132提供的信息来使它们自己进入例如相对应DPAL操作模式，以及建立必要操作参数（例如，诸如路由映射表）以参与由HPAL模式开关管理的无线域。

如上所述，在一些实施方式中，指示HPAL模式或者DPAL模式的情况检测可在无线数据总线开关120初始化时执行，但在其他实施方式中，无线数据总线开关120可被配置为例如定期地执行这种检测，或者在SME112请求之后，诸如在尝试接入由例如HPAL模式开关管理的无线域之前。此外，例如，耦接至主机装置以及/或者端点可能或者可能不包括物理连接。在一些实施方式中，这种检测能力可省略以节省处理器130、SHM180、主机CPU110等的资源，以及无线数据总线开关可被配置为始终在HAPL或者DPAL模式中。尽管以上描述指示eSME132可执行检测和模式选择操作，但是在其他实施方式中，SME112可被配置为参与检测和模式选择操作两者。此外，即使在HPAL模式中，无线数据总线开关120也可被配置为利用eSME132作为主要软件模块用于管理例如无线数据总线开关120的正在进行的操作，从而限制对到SME112的拥塞数据链路的依赖性。

因此，本发明概念的实施方式有利地通过在HPAL或者DPAL模式中起作用而提供灵活性，通过支持多达7Gbps数据流而提供高数据吞吐量，以及通过当无数据流量时能够选择性地关闭模块电源而提供省电。此外，这些实施方式通过例如包括可由制造商定期更新的软件模块而提供延长了的产品寿命，以例如校正错误并添加功能性。

移动到图2至图5，这些图示出了根据本发明概念的实施方式HPAL（例如，图2和图3）和DPAL（例如，图4和图5）模式动态可配置数据总线开关的发送和接收数据流。在一些实施方式中，一个动态可配置无线数据总线开关（例如，诸如图1中的无线数据总线开关120）可被配置为能够在正常操作期间在不同时间进入例如图2至图5所示状态中的每一个。就图2而言，SME212、处理器230、HMAC安全代理234、HMACMLME/调度器235、开关HPAL控制平面（SWHCP）236和可配置开关HPAL数据平面（SWHDP）240可分别与图1的SME112、处理器130、HMAC134、MLME135、PALCP136和可配置PALDP140相对应，例如，各相对应模块可能功能上相似，并且包括相同的结构、配置和材料作为其配对物。具体地，图2的根组件（RC）292可与图1中的数据总线链路118相对应，其中，例如，上游端口242可提供对与图1中数据总线190相对应的PCIe数据总线的访问。

如上所述，图2示出了与动态配置图1中无线数据总线开关120相似地动态可配置无线数据总线开关的详细数据流200，该动态可配置无线数据总线开关已进入HPAL模式并且被配置为将到达上游端口242的数据总线数据包转化为准备将PAL数据包从LMAC队列244发送至LMAC的PAL数据包。例如，就图2所示的实施方式而言，可配置SWHDP240包括上游端口242、LMAC队列244、路由映射表246、传送状态248、解码器250、可配置队列块252、出口判优器254和数据总线流控制258。参看步骤201、202和203，解码器250可被配置为接受来自上游端口242的数据总线数据包，分配PAL序列号以保持正确顺序，以及将数据总线数据包和所分配的序列号推送至可配置队列块252中。然后，可配置队列块252可向出口判优器254提供排队数据包，该出口判优器根据例如由路由映射表246提供的源队列、序列号和路由信息来将排队数据包封装为PAL数据包。在由出口判优器254封装之后，PAL数据包被提供给LMAC队列244以传送至LMAC，以及例如经由耦接的无线链路传送至其他无线数据总线开关。另外，尽管出口判优器254向LMAC队列244提供PAL数据包，但出口判优器还可通过流控制向根组件292提供例如流控制数据，例如，以从耦接的数据总线无缝接受传送数据包。HPAL数据平面（HDP）状态248可被配置为将例如有数据传送通知给处理器230中的模块。

从图2中可以看出，解码器250、可配置队列块252和出口判优器254以及由此可配置SWHDP240中的每一个可由例如位于处理器230中的软件模块动态地配置。具体地，可经由多个数据链路耦接至处理器230的可配置SWHDP240可由例如处理器230的SWHCP236动态地配置。例如，解码器250可由SWHCP236定期地提供QoS信息，该SWHCP促使解码器250将数据总线数据包推送至例如可配置队列块252中的特定队列中，以利用例如分配给特定队列的处理。此外，SWHCP236还可动态地配置可配置队列块252以例如将其资源更多分配给特定队列，以有助于例如较高的带宽处理。除了以上所述的，SWHCP236可向路由映射表246提供另外的QoS信息来配置出口判优器254，以例如通过强调降低延迟或者增加吞吐量来封装数据包。尽管解码器250、可配置队列块252和出口判优器254中的每一个在图2中示出为从处理器230接收QoS信息，以及即使这些中的一些通过间隙模块来接收该信息，但是在其他实施方式中，处理器230内的任一模块可利用除了QoS信息以外的信息以及除了图2中明确示出以外的其他数据链路来配置解码器250、可配置队列块252和出口判优器254以及可配置SWHDP240中的每一个。

在图2中还示出了从处理器230传送的控制包的数据流，其中，与如上所述动态地分配数据总线数据包队列一样，这些控制包可被发送至数据紧密耦合存储器（DTCM），并然后通过例如处理器230被桥接至在可配置队列块252内动态分配的控制包队列。然后，这些排队的控制包可通过出口判优器254封装为PAL控制包，PAL控制包然后排队用于通过LMAC队列244传送至LMAC。

如图3中的数据流300所示，当在HPAL模式中时，根据本发明的动态可配置无线数据总线开关还可被配置为接收数据。就图3而言，SME312、处理器330、HMAC安全代理334、HMACMLME/调度器335、SWHCP336、可配置SWHDP340、上游端口342、LMAC队列344、路由映射表346、解码器350、可配置队列块352、出口判优器354、流控制358和根组件392可分别与图2中的SME212、处理器230、HMAC安全代理234、HMACMLME/调度器235、SWHCP236、可配置SWHDP240、上游端口242、LMAC队列244、路由映射表246、解码器250、可配置队列块252、出口判优器254、流控制258和根组件292相对应，例如，各相对应模块可能功能相似并且包括相同结构和材料作为其配对物，只是各模块被配置为易于将到达LMAC队列344的PAL数据包转化为通过上游端口342提供给数据总线的数据总线数据包，或者将PAL控制包转化为提供给处理器330的控制包。

例如，参看图3的步骤301至步骤303，可配置SWHDP340可被配置为使正到达的PAL数据和控制包排队在LMAC队列344中，LMAC队列344然后向解码器350提供排队的PAL包。解码器350可通过例如SWHCP336动态配置，以根据除了其他信息以外的报头信息、QoS信息和路由映射数据来解码所提供的PAL包，然后对数据总线数据包和控制包去封装，分配用于排序的序列号，以及然后将所述包推送至在可配置队列块352中动态分配的队列中。与以上图2可配置队列块252相似，可配置队列块352可通过SWHCP336动态配置以将其资源更多分配给特定队列，以易于例如较高的带宽处理或者其他基于队列的处理，例如，诸如控制包路由。然后，排队的数据总线数据包可被提供给出口判优器354，用于可由SWHCP336动态配置的排序以及其他处理，例如，诸如通过由SWHCP336提供的QoS信息变得容易的QoS排序。

如上所述，尽管解码器350、可配置队列块352和出口判优器354中的每一个均被示出为从处理器330接收QoS信息，以及即使这些中的一些通过间隙模块来接收信息，但在其他实施方式中，处理器330内的任何模块可利用除了QoS信息以外的信息以及除了图3中明确示出的数据链路以外的其他数据链路来配置解码器350、可配置队列块352和出口判优器354以及可配置SWHDP340中的每一个。

返回至图4，图4示出了与图1中无线数据总线开关120相似的动态可配置无线数据总线开关的详细数据流400，该动态可配置无线数据总线开关已被置入DPAL模式并且被配置为将到达下游端口442a和442b的数据总线数据包以及由处理器430提供的控制包分别转化为准备从LMAC队列444发送至LMAC的PAL数据包和PAL控制包。从步骤401至403以及开关DPAL数据平面（SWDDP）440的一般布局中清楚可见，图4的数据流400大体上与图2数据流200相对应，只是已利用位于图4处理器430中的eSME432替换图2中的SME212，以及已利用下游端口442a和442b、解码器450a和450b、流控制458a和458b以及端点492a和492b替换上游端口242、解码器250、流控制258以及根组件292。另外，在图4所示的实施方式中，可配置队列块452被示出为利用较少配置队列来配置，并且LMAC队列444被示出为例如比图2中的LMAC队列244窄。这些改变说明了可被配置为有利于特定模式（例如，诸如HPAL或者DPAL模式）的不同物理连接以及随之而来的资源分配。

例如，如图2所示，HPAL模式开关可被配置为向多个DPAL模式开关提供一个数据总线的无线数据总线扩展，以及因此在本实施方式中，只有一个上游端口242可被分配给数据总线，但是许多队列可在例如可配置队列块252中被分配，以有助于在连接至通过上游端口242访问的数据总线的端点与例如多个DPAL模式开关之间的高带宽连接。相反，如图4所示，DPAL模式开关可被配置为仅向例如一个HPAL模式开关提供多个数据总线的无线数据总线扩展（例如，每个数据总线一个端点），以及因此例如不同地分配SWDDP440内的可用模块。例如，在一些实施方式中，当在DPAL模式中时，根据本发明的无线数据总线开关可能够几乎同时耦接至高达32个独立数据总线/端点，并且根据单独带宽需求等来协调资源分配。在一个实施方式中，端点492a和492b可包括例如任何PCIe器件，并且下游端口442a和442b可提供至端点492a和492b的PCIe数据总线接口的访问。可选地，当在HPAL模式中时，根据本发明实施方式的无线数据总线开关可管理多达32个DPAL模式的开关和端点（组合）。

重要的是重复根据本发明概念的一个动态可配置无线数据总线开关可被配置为依赖于所选无线数据总线开关模式以及例如由处理器230或者430内的模块所做出的其他管理决定，来展示图2的数据流和图4的数据流的特性。

与图4相似，图5示出了动态可配置数据总线开关的详细数据流500，动态可配置数据总线开关已被置于DPAL模式，但可被配置为将由LMAC队列544接收的PAL数据包和PAL控制包分别转化为提供给下游端口542a和542b以及处理器530的数据总线数据包和控制包。图5的数据流500主要与图3的数据流300相对应，与图4和图2之间的差异相似的差异以及解释这些差异的相似原因可能存在于本发明概念的各种实施方式中。

当根据本发明概念的无线数据总线开关处于HPAL模式中时，相对应的SWHCP（例如，诸如图2中的SWHCP236和图3中的SWHCP336）可被配置为处理各种管理或者控制包，以管理到SME、eSME、HMAC、LMAC和可配置SWHDP的接口，以及被配置为控制从根组件和/或数据总线到耦接至例如DPAL模式无线数据总线开关的端点的数据流。此外，SWHCP可另外被配置为使用例如在其相关联无线域内的发送和接收控制包来管理任何DPAL模式开关。另外，相应的可配置SWHDP（例如，诸如图2中的可配置SWHDP240和图3中的可配置SWHDP340）可被配置为处理数据总线数据包、控制包、PAL数据包和PAL控制包，并被配置为管理到例如根组件、上游端口、SWHCP和LMAC的接口。

如上讨论，HPAL模式中的无线数据总线开关可包括位于外部主机CPU中的SME（例如，诸如图2中的SME212和图3中的SME312）以及在一些实施方式中，位于无线数据总线开关的处理器中的eSME（例如，诸如图1中eSME132）。外部SME和eSME（可被统称为无线数据总线开关的SME）可被配置为对用户提供接口以管理、配置、提供和收集相应的HPAL模式开关的各种统计，并且可被配置为管理到相应的SWHCP、HMAC、LMAC和可配置SWHDP的接口。如此，如上所述，外部SME和eSME可被配置为管理一个或多个HPAL/DPAL无线域。此外，相应的SWHDP（例如，PALDP）可通过例如SME、eSME和相应的SWHCP（例如，PALCP）中的每一个来动态地配置，以有助于管理例如一个或多个HPAL/DPAL无线域。因此，在相应的SWHDP（例如，PALDP）包括解码器、可配置队列块和出口判优器（例如，诸如图2中SWHDP240包括解码器250、可配置队列块252和出口判优器254）的情况下，解码器、可配置队列块和出口判优器中的每一个通过SME、eSME和相应的SWHCP（例如，PALCP）来是动态可配置的。

相反，当根据本发明概念的无线数据总线开关处于DPAL模式中时，相应的SWDCP（例如，诸如图4中的SWDCP436和图5中的SWDCP536）可被配置为处理各种管理或者控制包以及管理至SME、eSME、HMAC、LMAC和可配置SWDDP的接口，但还可被配置为例如发现可用的HPAL模式开关以有助于接入无线域。相应的可配置SWDDP（例如，诸如图4中的可配置SWDDP440和图5中可配置SWDDP540）可被配置为处理数据总线数据包、控制包、PAL数据包和PAL控制包，并被配置为管理到例如下游端口/端点、SWDCP和LMAC的接口。

DPAL模式中的无线数据总线开关可以缺少外部SME，并且只包括位于无线数据总线开关的处理器中的eSME，例如，诸如图4中的eSME432和图5中的eSME532。DPAL模式开关的eSME可被配置为对用户提供接口以通过例如管理DPAL模式开关无线域的HPAL模式开关来管理、配置、提供和收集来自DPAL模式开关的各种统计。另外，DPAL模式开关的eSME还可被配置为决定何时接入由例如特定HPAL模式开关管理的无线域以及/或者接入多个无线域中的哪一个。此外，相应的SWDDP（例如，PALDP）可通过例如eSME和相应的SWDCP（例如，PALCP）来动态地配置，以有助于接入例如一个或多个无线域。如此，在相应的SWDDP（例如，PALDP）包括解码器、可配置队列块和出口判优器（例如，诸如图4中的SWDDP440包括解码器450a和450b、可配置队列块452和出口判优器454）的情况下，解码器、可配置队列块和出口判优器中的每一个通过eSME和相应的SWDCP（例如，PALCP）是动态可配置的。

尽管根据本发明概念的无线数据总线开关的各种模块的功能性可能重叠，但尤其地，就上述管理功能性而言，这些模块可被配置为基于例如权限和效率来形成分层结构，使得例如SME可能相对缓慢并且还不足以能够否决例如与无线域管理有关的所有其他模块。在一个实施方式中，为了减少权限以及增加效率和速度，分层结构可包括例如SME、PALCP和PALDP。

重要的是指出，针对图2至图5的前述讨论描述了PALCP和PALDP（例如，SWHCP和SWDCP，以及SWHCP和SWDDP）的特定模式功能，该功能性可补充以上例如就图1而言所述的更一般的功能性。

因此，鉴于图2至图5中提供的详细数据流，本发明概念的实施方式有利地提供以上指出的灵活性、高数据吞吐量和省电，以及通过能够在HPAL模式中时管理许多DPAL模式开关以及相关联的下游端口以及相似地在DPAL模式中时管理许多下游端口，而另外提供可扩展性，以及还通过如上所述地结合路由映射和QoS服务分类而可提供智能路由。

返回至图6，图6示出了图解通过用于将无线链路耦接至数据总线的动态可配置无线数据总线开关的处理器进行执行的方法的流程图600。流程图600已经省略了所属领域一般技术人员显而易见的某些细节和特征。例如，一个步骤可由一个或多个子步骤组成，或者可包括所属领域中已知的专用设备或材料。流程图600中示出的步骤610至660足以描述本发明的一个实施方式，然而，本发明的其他实施方式可利用与流程图600中示出的步骤不同的步骤。应当指出，图1示出了能够执行流程图600的方法的系统，所以参考图1中的系统100来描述步骤610至步骤660。

现在参考图6中体现的方法的步骤610，流程图600的步骤610包括：处理器130检测耦接至无线数据总线开关120的主机计算机。例如，数据总线开关120的任何模块可被配置为检测例如主机CPU110或者SME112的存在。如上所指出的，这种检测可发生在例如无线数据总线开关120的初始化时或者初始化后的任何时间。

继续参考图6中的步骤620，流程图600的步骤620包括：处理器130为无线数据总线开关120选择HPAL模式。如上所解释的，这种选择可包括形成例如介于eSME132和SME112之间的接口和/或初始化数据总线链路118以访问例如数据总线190。

移至图6中的步骤630，流程图600的步骤630包括：处理器130配置无线数据总线开关120的PALCP136和可配置PALDP140以管理第一无线域。如前所述，SME112和eSME132可协作管理和配置PALCP136和可配置PALDP140，以创建和管理由无线数据总线开关120管理的无线域。例如，PALCP136可被配置为向可配置PALDP140提供控制包，可配置PALDP自身可被配置为在由无线数据总线开关120管理的无线域下排队、封装和管理控制包到DPAL模式开关的传送。在一些实施方式中，该步骤可包括：配置可配置PALDP140的可配置队列块，以分配如上所述具有例如在无线链路114和数据总线190之间传送的数据包或者具有在无线链路114和处理器130之间传送的控制包的可配置队列块的一部分。在该实施方式中，分配的可配置队列块的一部分可能与数据包或者控制包的带宽要求相对应。

参考图6中体现的方法的步骤640，流程图600的步骤640包括：处理器130检测与无线数据总线开关120解耦接的主机计算机。例如，数据总线开关120的任何模块可被配置为检测例如主机CPU110或者SME112的不存在。当检测到耦接的主机计算机时，检测解耦接可发生在例如无线数据总线开关120初始化时或者初始化后的任何时间。

继续参考图6中的步骤650，流程图600的步骤650包括：处理器130为无线数据总线开关120选择DPAL模式。如上所解释的，该选择可包括：将数据总线链路118初始化以访问和特征化耦接至例如数据总线190的端点。可选地，步骤650可包括：简单检测主机计算机的不存在，或者在例如主机计算机不耦接至无线数据总线开关120的情况下，甚至检测端点的存在。

移动至图6中的步骤660，流程图600的步骤660包括：处理器130配置无线数据总线开关120的PALCP136和可配置PALDP140以接入由另一无线数据总线开关管理的第二无线域，该另一无线数据总线开关与无线数据总线开关120可以相似或者可以不相似。由于在本实施方式中不存在SME112和主机CPU110，所以eSME132单独可管理和配置PALCP136以及可配置PALDP140以接入例如由另一无线数据总线开关管理的第二无线域，如上所述。例如，PALCP136可被配置为向可配置PALDP140提供控制包，该可配置PALDP自身可被配置为排队、封装和管理控制包（例如，作为PAL控制包）至例如管理第二无线域的HPAL模式开关的传送，以协商无线链路特性等。对于以上步骤630，在一些实施方式中，该步骤可包括：配置可配置PALDP140的可配置队列块，以分配如上所述具有例如在无线链路114和数据总线190之间传送的数据包或者具有在无线链路114和处理器130之间传送的控制包的可配置队列块的一部分。在所述实施方式中，分配的可配置队列块的一部分可能与数据包或者控制包的带宽要求相对应。

因此，本发明的各种实施方式提供了使用动态可配置无线数据总线开关将无线链路耦接至数据总线的系统和方法。具体地，本发明概念的实施方式可被配置为提供如上所述的架构灵活性、可扩展性、高数据吞吐量、智能路由和省电，这在开发利用无线数据总线扩展的器件时可节省成本。例如，通过包括动态可配置队列块，在各个特定组合无需昂贵的重新设计的情况下，实施方式可被扩展为支持DPAL模式开关和端点的许多不同组合。另外，在一些实施方式中，例如，SME、eSME或者PALCP可收集不断更新的关于例如链路条件、工作量和端点特性的信息，并且将它们与例如高效直接存储器机构组合，以几乎利用全部无线链路带宽，因此将数据吞吐量最大化，同时保留了上述可配置灵活性。

从以上本发明描述可以看出，显而易见的是，在不脱离本发明范围的情况下，各种技术可被用于实施本发明概念。此外，尽管已经具体参考某些实施方式来描述本发明，但是所属领域一般技术人员应明白，在不脱离本发明精神和范围的情况下，可对形式和细节做出改变。如此，所描述的实施方式在所有方面中应当视为说明性而不是限制性。还应当理解，本发明并不限于本文所述的特定实施方式，而是能够在不脱离本发明范围的情况下，能够进行许多重新配置、修改和替换。

Claims (9)

1.一种用于将数据总线耦接至无线链路的动态可配置无线数据总线开关，所述动态可配置无线数据总线开关包括：

可配置协议自适应层数据平面PALDP，用于向所述数据总线提供第一接口；

处理器，被配置为执行协议自适应层控制平面PALCP；

所述可配置PALDP耦接至所述处理器，并且可由所述PALCP动态地配置，

其中，所述动态可配置开关被配置为在装置协议自适应层DPAL模式中；DPAL模式允许动态可配置开关耦接至由主机协议自适应层HPAL模式开关所管理的无线域。

2.根据权利要求1所述的动态可配置无线数据总线开关，其中，所述处理器被进一步配置为执行嵌入式站管理实体eSME；

所述可配置PALDP可由所述PALCP和所述eSME动态地配置。

3.根据权利要求1所述的动态可配置无线数据总线开关，其中，所述动态可配置开关耦接至主机计算机；

所述可配置PALDP可由所述PALCP和由所述主机计算机执行的站管理实体SME动态地配置。

4.根据权利要求1所述的动态可配置无线数据总线开关，还包括耦接至可配置PALDP并且向所述无线链路提供第二接口的较低介质访问控制LMAC。

5.根据权利要求1所述的动态可配置无线数据总线开关，其中，所述可配置PALDP包括解码器、可配置队列块和出口判优器；

所述解码器、所述可配置队列块和所述出口判优器中的每一个均由所述PALCP动态地配置。

6.根据权利要求1所述的动态可配置无线数据总线开关，其中，所述可配置PALDP被配置为处理在所述无线链路与所述数据总线之间传送的数据包以及处理在所述无线链路与所述处理器之间传送的控制包。

7.一种用于将数据总线耦接至无线链路的动态可配置无线数据总线开关，所述动态可配置无线数据总线开关包括：

可配置协议自适应层数据平面PALDP，用于向所述数据总线提供第一接口；

处理器，被配置为执行协议自适应层控制平面PALCP；

所述可配置PALDP耦接至所述处理器，并且可由所述PALCP动态地配置，

其中，所述动态可配置开关被配置为在主机协议自适应层HPAL模式中；

所述HPAL模式允许所述动态可配置开关管理无线域，所述无线域包括HPAL模式开关以及耦接至所述HPAL模式开关的一个或多个装置协议自适应层DPAL模式开关。

8.一种用于将数据总线耦接至无线链路的动态可配置无线数据总线开关，所述开关包括：

可配置协议自适应层数据平面PALDP，用于向所述数据总线提供第一接口；

较低介质访问控制LMAC，耦接至可配置PALDP并且向所述无线链路提供第二接口；

可执行站管理实体SME；

处理器，被配置为执行协议自适应层控制平面PALCP；

所述可配置PALDP耦接至所述处理器，并且可由所述SME和所述PALCP动态地配置，

其中，所述动态可配置开关被配置为在装置协议自适应层DPAL模式中；DPAL模式允许动态可配置开关耦接至由主机协议自适应层HPAL模式开关所管理的无线域。

9.一种用于通过处理器执行将无线链路耦接至数据总线的动态可配置无线数据总线开关的方法，所述方法包括：

检测耦接至所述动态可配置无线数据总线开关的主机计算机；

为所述动态可配置无线数据总线开关选择主机协议自适应层HPAL模式；

配置所述动态可配置无线数据总线开关的协议自适应层控制平面PALCP和可配置协议自适应层数据平面PALDP，以管理第一无线域，

检测与所述动态可配置无线数据总线开关解耦合的主机计算机；

为所述动态可配置无线数据总线开关选择装置协议自适应层DPAL模式；

配置PALCP和可配置PALDP以接合由另一无线数据总线开关管理的第二无线域。