최신 대기 플랫폼에 대한 MBB(모바일 광대역) 전원 관리

아티클
06/19/2023

MBB(모바일 광대역) 디바이스는 모바일 컴퓨터에 셀룰러 서비스에 대한 무선 데이터 연결을 제공합니다. MBB 장치는 GSM, 3G, CDMA 또는 LTE와 같은 하나 이상의 셀룰러 라디오 기술을 지원합니다. 최신 대기 플랫폼의 MBB 장치는 모두 지원되는 특정 셀룰러 기술에 관계없이, 동일한 전원 관리 기능의 집합을 제공하고 동일한 일반 하드웨어 구성을 구현해야 합니다.

MBB 디바이스는 USB(범용 직렬 버스)를 사용하여 최신 대기 플랫폼에 연결하고 모든 연결 및 전원 관리 작업에 Microsoft에서 제공하는 소프트웨어를 사용해야 합니다. Windows에는 모바일 광대역 데이터 전송, 연결 관리 및 전원 관리를 위한 표준화된 인터페이스를 MBB 무선 송수신 장치에 제공하는 받은 편지함 모바일 광대역 클래스 드라이버가 포함되어 있습니다. 다음 지침은 모바일 컴퓨터 섀시 내에 통합된 MBB 디바이스의 전원 관리에 중점을 둔 것입니다. 외부 USB 포트에 연결하는 MBB 디바이스에 대해서는 설명하지 않습니다.

최신 대기 중에(화면이 꺼져 있는 경우) MBB 디바이스는 절전 상태여야 합니다. MBB 디바이스가 이 절전 상태에서 사용하는 전력은 사용자가 셀룰러 네트워크에서 MBB 디바이스를 프로비전했는지 여부에 따라 달라집니다. MBB 디바이스가 프로비전되고 사용자가 데이터 연결에 디바이스의 무선 송수신 장치를 사용하도록 설정한 경우 디바이스는 디바이스의 USB 기능이 D2(일시 중단) 디바이스 전원 상태인 절전 연결-절전 모드에 있어야 합니다. 그러나 MBB 디바이스가 네트워크에서 프로비전되지 않았거나 사용자가 데이터 연결에 무선 송수신 장치를 사용하지 않도록 설정한 경우 디바이스는 절전 무선 송수신 장치 꺼짐 모드여야 합니다. 무선 송수신 장치 꺼짐 모드에서 MBB 디바이스에는 USB 인터페이스를 통해 호스트 명령에 응답할 수 있을 만큼의 전력만 적용됩니다.

최신 대기 플랫폼에 대한 MBB 디바이스 전원 관리 구현은 다음을 기반으로 합니다.

MBB 디바이스의 사용자 제어 무선 송수신 장치 전원 상태입니다.
USB 버스는 전환을 일시 중단하고 다시 시작합니다.

MBB 무선 송수신 장치가 꺼지고 USB 버스 인터페이스가 일시 중단 상태로 전환되면 MBB 디바이스는 절전 D2(일시 중단) 상태로 전환될 수 있어야 합니다. 모든 절전 모드 및 절전 모드 해제 전원 전환 신호는 USB 버스를 통해 보내야 합니다. MBB 디바이스 전원 전환을 시작하거나 SoC(System on a Chip) 또는 코어 실리콘의 주 프로세서를 중단하기 위한 대역 외 GPIO 신호는 지원되지 않습니다.

사용자가 데이터를 연결하기 위해 현재 MBB 디바이스의 무선 송수신 장치를 사용하도록 설정한 경우 디바이스에서 대역 내 USB 다시 시작 신호를 사용하여 SoC 또는 코어 실리콘을 최신 대기 모드에서 해제할 수 있어야 합니다. SoC 또는 코어 실리콘은 MBB 디바이스의 대역 내 USB 다시 시작 신호에 대응하여 가장 낮은 절전 상태에서 해제할 수 있어야 합니다.

전원 관리 모드

MBB 디바이스는 5가지 전원 관리 모드를 지원해야 합니다. 이러한 모드는 프로비전, 연결 및 무선 전원 상태를 조합한 것입니다. 한 모드에서 다른 모드로 전환하면 USB 디바이스 상태 전환 또는 모바일 광대역 클래스 드라이버의 명령을 통해 USB 버스로 디바이스에 직접 전달됩니다. 전원 관리 모드 간 전환에는 외부 GPIO 신호를 사용하지 않아야 합니다.

5가지 전원 관리 모드는 다음과 같습니다.

활성: 무선 송수신 장치는 능동적으로 데이터를 전송하거나 셀룰러 네트워크에 연결됩니다.
연결된 절전 모드: 무선 송수신 장치가 네트워크에서 프로비전되고 사용자 계정이 활성화됩니다. 플랫폼은 최신 대기 상태입니다. MBB 디바이스는 네트워크의 데이터가 SoC를 절전 모드에서 해제하고 SoC의 이벤트도 해제하기를 기다리고 있습니다. 2G, 3G, LTE 및 다양한 DRX 모드의 평균입니다.
무선 송수신 장치 꺼짐: 무선 송수신 장치는 네트워크에서 프로비전되지만 Windows 또는 사용자가 MBB 디바이스에서 무선 송수신 장치를 해제했습니다.
구독 없음: 사용자에게 활성 구독이 없습니다.
SIM 없음: 디바이스에 SIM이 없습니다.

다음 표에서는 5가지 전원 관리 모드를 비교합니다.

전원 관리 모드	무선 송수신 장치 전원 상태	USB 디바이스 전원 상태(Dx)	평균 전력 소비량	활성으로 대기 시간 종료
활성	설정	D0	시나리오별	해당 없음
연결된 절전 모드	설정	D2(선택적으로 일시 중단)	<= 15밀리와트(디바이스별)	USB D2 -> D0 <= 400밀리초(USB 사양)
무선 송수신 장치 꺼짐	꺼짐	D2(선택적으로 일시 중단)	<= 5밀리와트	USB D2 -> D0 < 400밀리초 + 기지국 취득 및 등록(위치 및 이동 통신 사업자별)
구독 없음	꺼짐	D2 또는 D3	<= 3밀리와트	해당 없음
SIM 없음	꺼짐	D2 또는 D3	<= 3밀리와트	해당 없음

참고 구독 없음 모드 및 SIM 없음 모드에서는 디바이스가 D3을 지원하는지 여부에 따라 MBB 디바이스가 D2 또는 D3 디바이스 전원 상태일 수 있습니다.

이전 표에 표시된 각 전원 모드에서 MBB 디바이스의 전력 소비량은 무선 송수신 장치 구현, 네트워크 유형 및 셀룰러 액세스 지점과의 거리에 따라 달라집니다. 이전 표에 표시된 각 전원 관리 모드의 디바이스별 전력 소비량에 대한 정보는 무선 송수신 장치 제조업체에 문의하세요.

소프트웨어 전원 관리 메커니즘

MBB 디바이스에 대한 두 가지 기본 소프트웨어 전원 관리 메커니즘은 무선 송수신 장치 전원 상태와 USB 기능 전원 상태입니다.

무선 송수신 장치 전원 상태

Windows 모바일 광대역 클래스 드라이버는 사용자의 기본 설정에 따라 무선 송수신 장치 전원 상태를 켜거나 끄는 명령을 사용하여 MBB 디바이스에 MBIM_CID_RADIO_STATE 메시지를 보냅니다. 사용자가 무선 송수신 장치를 사용하지 않도록 설정한 경우 모바일 광대역 클래스 드라이버가 MBIMRadioOff 명령을 사용하여 MBIM_CID_RADIO_STATE 메시지를 보냅니다.

USB 선택적으로 일시 중단

Windows 모바일 광대역 클래스 드라이버는 Windows NDIS(네트워크 드라이버 인터페이스 사양) 미니포트 드라이버입니다. 모바일 광대역 클래스 드라이버 및 NDIS는 함께 MBB 디바이스의 기능을 관리합니다. MBB 디바이스가 절전 모드에 있어야 하는 경우 Windows는 MBB 디바이스의 USB 기능을 USB 일시 중단(또는 Windows 용어로 선택적 일시 중단) 상태로 전환합니다. USB 일시 중단 상태로의 전환은 무선 송수신 장치 전원 상태와 관계가 없습니다.

시스템이 최신 대기 상태로 전환되고 디바이스가 네트워크에서 프로비전되면 Windows는 MBB 디바이스를 연결된 절전 모드(USB 일시 중단(D2) 상태)로 전환합니다. 연결된 절전 모드에 있는 동안 무선 송수신 장치가 프로그래밍된 절전 모드 해제 패턴과 일치하는 네트워크에서 새 데이터를 수신하거나 기타 활성화된 절전 모드 해제 이벤트가 발생하면 무선 송수신 장치가 켜지고 MBB 디바이스는 USB 다시 시작 절전 모드 해제 신호를 생성하고 D0 상태로 돌아가야 합니다. 연결된 절전 모드의 전력 소비량은 셀룰러 기술 및 셀룰러 액세스 지점과의 거리에 따라 달라집니다.

시스템이 최신 대기 상태로 전환되고 디바이스가 네트워크에서 프로비전되지만 사용자가 무선 송수신 장치 전원 상태를 꺼짐으로 설정한 경우 Windows가 무선 송수신 장치를 무선 송수신 장치 꺼짐 모드(USB 일시 중단(D2) 상태)로 전환합니다. 무선 송수신 장치 꺼짐 모드에서 MBB 디바이스는 평균 5밀리와트 이하를 소비할 것으로 예상됩니다. 다음 블록 다이어그램은 MBB 디바이스가 USB 일시 중단 상태로 전환을 시작하는 데 사용할 제어 경로를 보여줍니다.

사용자가 MBB 디바이스를 네트워크에 프로비전하지 않은 경우 플랫폼이 최신 대기 상태로 전환되면 Windows는 디바이스를 구독 없음 모드(D2 또는 D3 상태)로 전환합니다. 디바이스가 구독 없음 모드인 경우 해당 무선 송수신 장치의 전원 상태는 항상 꺼짐입니다. MBB 디바이스가 최신 대기 중이며 구독 없음 모드에 있는 경우 MBB 디바이스의 전력 소비량은 무선 송수신 장치 꺼짐 모드의 전력 소비량과 동일해야 합니다. 그러나 MBB 디바이스는 디바이스가 구독 없음 모드에 있는 전체 시간 동안 USB 버스에서 계속 사용하도록 물리적으로 설정되어 있어야 합니다.

플랫폼이 최신 대기 상태인지 여부에 관계없이 항상 MBB 디바이스의 USB 기능 부분에서 전원을 제거해서는 안 됩니다. 그렇지 않은 경우 전원이 제거되었을 때 디바이스가 USB 버스에서 떨어지며 이로 인해 디바이스가 제거된 것으로 보고됩니다.

참고 최신 대기 플랫폼에서는 앞에서 설명한 전원 관리 모드 간의 MBB 디바이스 전환을 관리하기 위해 타사 드라이버 또는 ACPI 펌웨어를 실행할 수 없습니다. 디바이스의 모든 전원 관리는 USB 버스를 통해 대역 내에서 수행해야 합니다.

타사 드라이버 및 ACPI 펌웨어는 사용자에 대한 MBB 안테나의 근접성에 따라 MBB 무선 송신기 전력을 변경하는 SAR(Specific Absorption Rate) 센서에서 지원됩니다.

지원되는 하드웨어 전원 구성

최신 대기 플랫폼의 전원 관리 요구 사항을 충족하기 위해 하나의 하드웨어 구성만 지원됩니다. MBB 디바이스는 USB를 사용하여 플랫폼에 연결해야 합니다. 또한 USB에 연결된 MBB 디바이스는 다음을 수행해야 합니다.

디바이스에 대한 USB 구성 설명자에서 자체 전원 공급 및 원격 절전 모드 해제가 가능하다고 보고해야 합니다.
플랫폼이 최신 대기 상태인지 여부에 관계없이 항상 전원이 켜지는 시스템 전원 레일에 연결되어 있어야 합니다.

MBB 디바이스 전원 관리를 위한 타사 드라이버 또는 ACPI 펌웨어 실행을 지원하지 않으므로 운영 체제 또는 타사 드라이버 소프트웨어에서 사용하기 위해 MBB 디바이스에서 SoC로 연결된 GPIO 선이 없어야 합니다. MBB 디바이스의 모든 전원 관리는 USB 버스를 통해 대역 내에서 전달해야 합니다.

MBB 모듈 재설정

플랫폼이 ACPI S5(종료) 시스템 전원 상태로 전환되면 MBB 디바이스가 다시 설정되어야 합니다. 이 요구 사항이 있으므로 사용자가 Windows 전원 메뉴에서 다시 시작을 선택했을 때 MBB 디바이스가 응답하지 않는 경우 이 디바이스를 간접적으로 다시 설정할 수 있습니다. 또한 이 요구 사항을 통해 새로 삽입되거나 제거된 SIM을 감지하도록 MBB 디바이스를 다시 설정할 수 있습니다.

시스템 통합자는 다음 방법 중 하나를 사용하여 시스템이 MBB 디바이스를 다시 설정하는지 확인해야 합니다.

UEFI 펌웨어에서 다시 설정:시스템 UEFI 펌웨어에서 시스템 부팅 시 MBB 디바이스를 다시 설정할 수 있습니다. Windows에서 2초 이내에 POST(Power-On Self Test)를 완료하려면 비회전(반도체) 저장소가 있는 플랫폼이 필요합니다. MBB 디바이스를 다시 설정해도 이 시간을 초과하지 않아야 합니다.
전환 가능한 전원 레일로 전원 제거: 시스템 통합자는 플랫폼이 S5 상태로 전환되면 MBB 디바이스에서 전원을 제거하도록 플랫폼 전원 라우팅을 설계할 수 있습니다. 디바이스에서 전원 제거는 GPIO 제어 전원 스위치를 사용하거나 플랫폼이 S5 상태로 전환될 때 시스템 PMIC(전원 관리 IC)에 의해 비활성화되는 전원 레일에 MBB 디바이스를 배치하여 수행됩니다.

절전 모드 해제 문제

USB 일시 중단 상태에 있는 MBB 디바이스는 USB 다시 시작 신호를 사용하여 SoC를 절전 모드 해제할 수 있어야 합니다. SoC는 연결된 USB 디바이스에서 USB 사양 규격 resume-from-suspend 신호를 감지할 때 가장 낮은 런타임 유휴 상태에서 절전 모드를 해제할 수 있어야 합니다.

컴퓨터 섀시 내에 있는 USB 연결 MBB 디바이스는 일반적으로 자체 전원 공급됩니다. 즉, 디바이스가 연결된 USB 호스트 컨트롤러 대신 시스템 전원 레일에서 전원을 끌어 씁니다. 이 요구 사항에 대한 이유는 일부 MBB 디바이스(셀룰러 기술에 따라 다름)가 연결된 절전 모드 중에 네트워크에 연결된 상태를 유지하려면 USB 사양에 할당된 일시 중단 전류보다 더 많은 전류가 필요하기 때문입니다.

테스트 및 유효성 검사

MBB 디바이스 공급업체, 시스템 통합자 및 SoC 디자이너는 MBB 디바이스의 USB 전원 관리를 테스트하고 제대로 작동하는지 확인해야 합니다. 특히 MBB 디바이스는 D2(USB 일시 중단) 디바이스 전원 상태로 전환해야 하며, 디바이스가 데이터를 능동적으로 전송하거나 수신하지 않는 경우 최신 대기 중에 이 상태를 유지해야 합니다. 또한 데이터가 셀룰러 네트워크를 통해 MBB 디바이스로 전송될 때 MBB 디바이스가 대역 내 USB 다시 시작 신호를 사용하여 SoC를 높음 유휴 상태에서 해제할 수 있는지 확인합니다.

전원 관리 검사 목록

시스템 통합자, MBB 디바이스 공급업체 및 SoC 디자이너는 아래 검사 목록을 검토하여 시스템 전원 관리 디자인이 Windows 8 및 Windows 8.1과 호환되는지 확인해야 합니다.

Windows 모바일 광대역 클래스 드라이버 및 MBIM(Mobile Broadband Interface Model)에 대한 지원을 구현하는 MBB 디바이스를 선택합니다.
Windows에는 MBB 디바이스 열거, 설명, 통신 및 전원 관리를 수행하는 데 필요한 모든 기본 제공 소프트웨어가 포함되어 있습니다. 추가 소프트웨어가 필요하거나 지원되지 않습니다.

전원 관리를 위해 MBB 디바이스에 SoC에 대한 추가 드라이버 소프트웨어 또는 펌웨어 지원이 필요하지 않은지 확인합니다.
MBB 디바이스 하드웨어는 다음을 수행해야 합니다.
- 디바이스의 USB 설명자에서 자체 전원 공급 및 원격 절전 모드 해제 기능을 보고합니다.
- 셀룰러 네트워크의 데이터를 처리할 준비가 되면 대역 내 USB 다시 시작 신호를 사용하여 SoC를 절전 모드에서 해제할 수 있어야 합니다.
- 절전 모드 해제 신호를 생성하거나 절전 모드로 전환하기 위해 MBB 디바이스와 SoC 간의 GPIO 선이 필요하지 않습니다.
- 동떨어진 USB 대역 내 절전 모드 해제를 생성하지 않습니다. MBB 디바이스는 SoC 또는 기타 활성화된 절전 모드 해제 이벤트에 대해 프로그래밍된 패턴과 일치하는 데이터가 도착하는 경우에만 SoC를 절전 모드에서 해제해야 합니다.
플랫폼이 ACPI S5(종료) 시스템 전원 상태로 전환되면 MBB 디바이스를 다시 설정해야 합니다. 시스템 통합자는 다음 중 하나를 수행해야 합니다.
- POST 중에 시스템 UEFI 부팅 펌웨어에서 MBB 모듈을 다시 설정합니다. Windows에서 2초 이내에 POST를 완료하려면 최신 대기 플랫폼이 필요합니다.
- 플랫폼이 S5 상태일 때 꺼진 전원 레일에 MBB 모듈을 배치합니다. GPIO 제어 스위치 또는 시스템 PMIC에서 레일을 끌 수 있습니다.
플랫폼 디자인에 사용되는 SoC는 USB 다시 시작 신호를 감지하고 절전 상태에서 해제할 수 있어야 합니다.
시스템 통합자는 무선 송수신 장치 꺼짐 및 구독 없음 모드에서 MBB 디바이스의 전원 소비가 이전에 설명한 요구 사항을 충족하는지 확인해야 합니다.

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