一种高效实现qsfp模块低功耗模式的切换控制方法
【专利摘要】本发明提供一种高效实现QSFP模块低功耗模式的切换控制方法，包括以下步骤：步骤S1，上电，对QSFP模块进行初始化设置；步骤S2，对QSFP模块的低功耗模式引脚进行过冲保护处理；步骤S3，接收并判断所述低功耗模式引脚的中断信号，当所述低功耗模式引脚的中断信号触发进入低功耗模式后，设置触发进入正常模式的触发电平；步骤S4，在中断信号响应过程中执行关断动作。本发明能够设置完全标准的LVTTL电平，另外在较小过冲的情况下也能够有效防止震荡，在此基础上，进行设置中断及判断，能够方便、快速且高效地处理QSFP模块的低功耗模式切换，能够满足QSFP模块中QSFP 40G、100G 的MSA协议。
【专利说明】
-种高效实现QSFP模块低功耗模式的切换控制方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种QSFP模块的控制方法，尤其设及一种高效实现QSFP模块低功耗模 式的切换控制方法。
【背景技术】
[0002] 现有技术中，通过电路实现QSFP模块进行低功耗模式的切换比较困难，一般厂家 将QSFP模块的低功耗模式引脚直接连接到单片机，通过GPIO来判断，部分厂家可能通过软 件消抖来处理一下运个电平;但是运样运个会引起一些切换条件的不满足，比如正确满足 标准LVlTL的输入高电平是2.4V，输入低电平是0.8V，而GPIO口并不能准确满足运个条件； 另外，切换需要满足关断时间IOOus，运个时间是非常短的，而通过软件实现QSFP模块自身 程序循环判断来实现切换的话，基本满足不了运个时间的要求;倘若通过外部中断实现，贝U 需加消抖程序，那么外部边沿的判断W及电平不规则等原因，还是会很容易造成误判，因 此，现有技术没办法满足QSFP模块低功耗模式的高效切换需求。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是需要提供一种能够满足LVlTL电平处理，关断时间 满足切换需求，并且不会产生误判的高效实现QSFP模块低功耗模式的切换控制方法。
[0004] 对此，本发明提供一种高效实现QSFP模块低功耗模式的切换控制方法，包括W下 步骤： 步骤S1，上电，对QSFP模块进行初始化设置； 步骤S2，对QSFP模块的低功耗模式引脚进行过冲保护处理； 步骤S3,接收并判断所述低功耗模式引脚的中断信号，当所述低功耗模式引脚的中断 信号触发进入低功耗模式后，设置触发进入正常模式的触发电平； 步骤S4,在中断信号响应过程中执行关断动作。
[0005] 本发明的进一步改进在于，所述步骤S2中，将所述QSFP模块的低功耗模式引脚连 接至过冲保护电路的输入端，所述过冲保护电路的输出端连接至比较器的正向输入端，所 述比较器的输出端连接至单片机，所述单片机通过数模转换器连接至所述比较器的反向输 入端。
[0006] 本发明的进一步改进在于，所述步骤S2中，所述QSFP模块的低功耗模式引脚连接 至所述过冲保护电路，然后通过滤波电容接入大地，最后再连接至所述比较器的正向输入 JLjJU 乂而。
[0007] 本发明的进一步改进在于，所述比较器为所述单片机的内置比较器。
[000引本发明的进一步改进在于，所述步骤S3中，当所述低功耗模式引脚的中断信号为 上升沿时，进入低功耗模式，然后设置触发进入正常模式的触发电平，所述进入正常模式的 触发电平设置为下降沿触发。
[0009]本发明的进一步改进在于，所述步骤S3中，当所述低功耗模式引脚的中断信号为 上升沿且该上升沿大于2. OV时，进入低功耗模式，然后设置数模转换器的电压为0.8V，该数 模转换器的电压对应的是触发进入正常模式的触发电平。
[0010] 本发明的进一步改进在于，所述步骤S2中，所述比较器为迟滞比较器。
[0011] 本发明的进一步改进在于，所述步骤Sl中，上电时，对QSFP模块的功耗硬件设定值 值和电平设置值均设置为0。
[0012] 本发明的进一步改进在于，所述步骤Sl中，上电时，初始化开启比较器中断，并设 置比较器中断的优先级为最高。
[0013] 本发明的进一步改进在于，所述步骤S4中，通过关掉QSFP模块的时钟数据W关断 该QSFP模块的激光器驱动模拟部分;或者，通过设置中断赋值语句执行关断动作，所述中断 赋值语句在寄存器中的配置时间为微秒级。
[0014] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于:在步骤S2中增加数模转换器和比较器 实现了电路上对QSFP模块的低功耗模式引脚的过冲保护处理，运样可W设置完全标准的 LVT化电平，另外在较小过冲的情况下也能够有效防止震荡，在此基础上，通过步骤S3的进 行软件设置中断及判断，能够方便、快速且高效地处理QSFP模块的低功耗模式切换，能够满 足QSFP模块中QSFP 40G、IOOG的MSA协议。
【附图说明】
[0015] 图1是本发明一种实施例的工作流程示意图； 图2是本发明一种实施例步骤S2的过冲保护处理的电路原理图。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。
[0017] 如图1所示，本例提供一种高效实现QSFP模块低功耗模式的切换控制方法，包括W 下步骤： 步骤S1，上电，对QSFP模块进行初始化设置； 步骤S2，对QSFP模块的低功耗模式引脚进行过冲保护处理； 步骤S3,接收并判断所述低功耗模式引脚的中断信号，当所述低功耗模式引脚的中断 信号触发进入低功耗模式后，设置触发进入正常模式的触发电平； 步骤S4,在中断信号响应过程中执行关断动作。
[001引所述低功耗模式引脚也称LPMODE引脚，即QSFP模块的low power模式对应的控 制引脚;在QSFP模块中LPMODE引脚功能实现中，当电平为高电平是进入低功耗模式，运时 QSFP模块整体功耗要降到1.5WW内；当电平为低电平时，模块进入正常工作模式。不过在判 断硬件引脚时，首先必须满足下面真值表的要求，即先确定功耗硬件设定值（Power, override Bit)和电平设置值（Powe;r_set Bit)的状态，当确定功耗硬件设定值（Powe;r_ override Bit)为低电平时，外部的LPMODE引脚才起作用，当功耗硬件设定值（Power, override Bit)为高电平时，电平设置值(Power_set Bit)的软件控制位起作用，当电平设 置值（P0we;r_set Bit)为高时，模块进入low power模式，当电平设置值（Powe;r_set Bit) 为低时，模块进入正常模式;值得一提的是，运样做目的是为了可W在QSFP模块不传输业务 时，节约能效，需要业务时，可W通过软件和硬件相结合的方式实现迅速开通和切换。
[0019] 其中，首先，硬件的低功耗模式引脚，需要支持标准的LvrrL电平的，而LvrrL电 平，作为输入高电平最小值为2.0V，低电平最大值为0.8V;其次，QSFP模块低功耗模式的生 效时间为lOOus，那么，运个生效时间就是低功耗模式生效过程中直到QSFP模块功耗达到功 率级别1.5W内所需的时间，也就是说，低功耗模式引脚输入电压达到输入高电平最小值的 时间需要控制在100 usW内；再者，低功耗模式失效时间为300ms，运个失效时间就是低功 耗模式直到QSFP模块完全工作所需的时间，也就是说，即低功耗模式引脚输入电压达到低 电平最大值直到QSFP模块完全工作所需的时间需要控制在300ms W内。现有技术中没法满 足W上所述的运=个QSFP模块的低功耗模式高效切换要求。
[0020] 在当今的数据中屯、应用中，功耗已经成为最重要的需要考虑的问题之一，运个问 题限制了安装密度，性能，也直接影响了运营成本。
[0021] QSFP模块有两种工作模式，目化OW I^wer Mode和Hi曲Power Mode,也就是低功耗 模式和正常模式，当模块工作于低功耗模式化OW Power Mode)时，它的最大功耗为1.抓，运 保护不能冷却更高功耗模块的主机。在低功耗模式下，QSFP模块的串行接口和激光器安全 功能可W完整运行，且支持复位中断的执行。
[0022] 确切实现低功耗的方法没有规定，通常是采用关闭发射或接收部分电路的方式， 但不能影响单片机监控。QSFP模块的工作模式与低功耗模式引脚化PMode引脚)状态、功耗 硬件设定值(PoweLoverride Bit)和电平设置值(Powe;r_set Bit)的状态有关。如上面的 真值表所示，功耗硬件设定值(P〇we;r_ove;r;ride Bit)为0时，低功耗模式引脚为高，QSFP模 块工作在低功耗模式化OW化wer Mode);低功耗模式引脚为低，模块工作在正常模式(High Power Mode);当功耗硬件设定值（PoweLoverride Bit)为1时，电平设置值（Powe;r_set Bit)为1，QSFP模块工作在低功耗模式化OW化wer Mode);电平设置值(Powe;r_set Bit)为 0,QSFP模块工作在正常模式(High Power Mode)。
[0023] 本例所述步骤SI中，上电时，对QSFP模块的功率超过给定值(Power_set Bit)和电 平设置值(P〇wer_set Bit)均设置为0;初始化开启比较器中断，并设置比较器中断的优先 级为最高，值得一提的是，不运样对QSFP模块进行初始化设置，可能导致时序控制不能满足 QSFP模块的低功耗模式高效切换要求。
[0024] 如图2所示，本例所述步骤S2中，将所述QSFP模块的低功耗模式引脚连接至过冲保 护电路的输入端，一般采用一个几十欧的电阻，运样其TTL电平一般会有一些过冲，因此，可 W将低功耗模式引脚通过滤波电容接入大地;所述过冲保护电路的输出端连接至比较器的 正向输入端，所述比较器的输出端连接至单片机，所述单片机通过数模转换器连接至所述 比较器的反向输入端。
[0025] 本例所述比较器为所述单片机的内置比较器，运通过单片机内置比较器来实现， 电路很节省空间。
[0026] 所述数模转换器为DAC，优选的，首先设置DAC输出2.0V，上电后只有低功耗模块引 脚大于2. OV时，比较器才产生反转，由此产生中断，W通过中断标志位来判断，是上升沿还 是下降沿，进而控制进入低功耗模式还是正常模式。
[0027] 本例所述步骤S3中，当所述低功耗模式引脚的中断信号为上升沿时，进入低功耗 模式，然后设置触发进入正常模式的触发电平，所述进入正常模式的触发电平设置为下降 沿触发。优选的，所述步骤S3中，当所述低功耗模式引脚的中断信号为上升沿且该上升沿大 于2. OV时，进入低功耗模式，然后设置数模转换器的电压为0.8V，该数模转换器的电压对应 的是触发进入正常模式的触发电平。
[0028] 也就是说，当判断中断为上升沿时，即大于2. OV，则进入低功耗模式，然后设置DAC 电压为0.8V，设置中断下降沿触发，即只有低功耗模式引脚低于0.8V时才满足LVTTL电平是 才能触发进入正常模式，运样实现一个完整的切换控制。然后又设置DAC的触发条件为上升 沿2.0V，重复判断执行。运样设置好处在于，可W不考虑不规范的0.8V-2.OV之间的电平，在 电平震荡时，不响应不处理，进而降低误判；另外，也可W适当设置比较器迟滞，即在2.OV和 0.8V运两个数值上加些余量。
[0029] 因此，所述步骤S2中，所述比较器为迟滞比较器，该迟滞比较器的迟滞量设置可W 根据实际情况和需求来设置。
[0030] 本例所述步骤S4中，通过关掉QSFP模块的时钟数据W关断该QSFP模块的激光器驱 动模拟部分;或者，通过设置中断赋值语句执行关断动作，所述中断赋值语句在寄存器中的 配置时间为微秒级。
[0031] 步骤S4的设置关系到时序控制是否满足切换要求，要在中断里执行关断动作。最 好是通过硬件关掉发射或接收的部分电路，比如用TX_DIS管脚或MOS管关掉时钟数据恢复 模拟部分，W关断该QSFP模块的激光器驱动模拟部分。或者，通过中断赋值语句来实现，该 中断赋值语句加上DAC设置语句一般都是几个微秒，即所述中断赋值语句在寄存器中的配 置时间为微秒级，再加上外部的纳秒级的硬件关断，时间完全满足IOOus W内。因此，在设置 中断赋值语句时，要注意所述中断赋值语句在寄存器中的配置时间控制为微秒级，运样， I2C配置语句才能控制在不超过IOOus。
[0032] 本例在步骤S2中增加数模转换器和比较器实现了电路上对QSFP模块的低功耗模 式引脚的过冲保护处理，运样可W设置完全标准的LVTTL电平，另外在较小过冲的情况下也 能够有效防止震荡，在此基础上，通过步骤S3的进行软件设置中断及判断，能够方便、快速 且高效地处理QSFP模块的低功耗模式切换，能够满足QSFP模块中QSFP 40G、IOOG的MSA协 议。
[0033] W上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于运些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，还可W做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的 保护化围。
【主权项】
1. 一种高效实现QSFP模块低功耗模式的切换控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤S1，上电，对QSFP模块进行初始化设置； 步骤S2，对QSFP模块的低功耗模式引脚进行过冲保护处理； 步骤S3,接收并判断所述低功耗模式引脚的中断信号，当所述低功耗模式引脚的中断 信号触发进入低功耗模式后，设置触发进入正常模式的触发电平； 步骤S4,在中断信号响应过程中执行关断动作。2. 根据权利要求1所述的高效实现QSFP模块低功耗模式的切换控制方法，其特征在于， 所述步骤S2中，将所述QSFP模块的低功耗模式引脚连接至过冲保护电路的输入端，所述过 冲保护电路的输出端连接至比较器的正向输入端，所述比较器的输出端连接至单片机，所 述单片机通过数模转换器连接至所述比较器的反向输入端。3. 根据权利要求2所述的高效实现QSFP模块低功耗模式的切换控制方法，其特征在于， 所述步骤S2中，所述QSFP模块的低功耗模式引脚连接至所述过冲保护电路，然后通过滤波 电容接入大地，最后再连接至所述比较器的正向输入端。4. 根据权利要求2所述的高效实现QSFP模块低功耗模式的切换控制方法，其特征在于， 所述比较器为所述单片机的内置比较器。5. 根据权利要求2至4任意一项所述的高效实现QSFP模块低功耗模式的切换控制方法， 其特征在于，所述步骤S3中，当所述低功耗模式引脚的中断信号为上升沿时，进入低功耗模 式，然后设置触发进入正常模式的触发电平，所述进入正常模式的触发电平设置为下降沿 触发。6. 根据权利要求5所述的高效实现QSFP模块低功耗模式的切换控制方法，其特征在于， 所述步骤S3中，当所述低功耗模式引脚的中断信号为上升沿且该上升沿大于2.0V时，进入 低功耗模式，然后设置数模转换器的电压为0.8V，该数模转换器的电压对应的是触发进入 正常模式的触发电平。7. 根据权利要求6所述的高效实现QSFP模块低功耗模式的切换控制方法，其特征在于， 所述步骤S2中，所述比较器为迟滞比较器。8. 根据权利要求1至4任意一项所述的高效实现QSFP模块低功耗模式的切换控制方法， 其特征在于，所述步骤S1中，上电时，对QSFP模块的寄存器功耗硬件设定值和电平设置值均 设置为0。9. 根据权利要求2至4任意一项所述的高效实现QSFP模块低功耗模式的切换控制方法， 其特征在于，所述步骤S1中，上电时，初始化开启比较器中断，并设置比较器中断的优先级 为最高。10. 根据权利要求1至4任意一项所述的高效实现QSFP模块低功耗模式的切换控制方 法，其特征在于，所述步骤S4中，通过关掉QSFP模块的时钟数据以关断该QSFP模块的激光器 驱动模拟部分;或者，通过设置中断赋值语句执行关断动作，所述中断赋值语句在寄存器中 的配置时间为微秒级。
【文档编号】H04B10/40GK105827327SQ201610235120
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】吴帅, 姜浩
【申请人】吴帅