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新式待命平台的行動裝置寬頻 (MBB) 電源管理

行動寬頻 (MBB) 裝置提供行動電腦與行動資料服務的無線資料連線。 MBB 裝置支援一或多個行動電話無線電技術,例如 GSM、3G、CDMA 或 LTE。 新式待命平臺中的 MBB 裝置都需要提供相同的電源管理功能集,以及實作相同的一般硬體設定,而不論支援的特定行動技術為何。

MBB 裝置預期會使用通用序列匯流排 (USB) 連線到新式待命平臺,並使用 Microsoft 提供的軟體來進行所有連線和電源管理作業。 Windows 包含收件匣行動寬頻類別驅動程式,其提供適用于 MBB 無線電的行動寬頻資料傳輸、連線管理和電源管理的標準化介面。 下列指引著重于行動電腦底座內整合之 MBB 裝置的電源管理。 不會討論連線到外部 USB 埠的 MBB 裝置。

在螢幕關閉) 時,新式待命 (期間,MBB 裝置應該處於低電源狀態。 MBB 裝置在此低電量狀態下耗用多少電源,取決於使用者是否已在行動資料網路上布建 MBB 裝置。 如果布建 MBB 裝置,且裝置中的無線電目前由使用者啟用資料連線,則裝置應處於低電源連線睡眠模式,其中裝置的 USB 功能處於 D2 (暫停) 裝置電源狀態。 不過,如果 MBB 裝置尚未布建在網路上,或使用者已停用資料連線的無線電,則裝置應處於低電源無線電關閉模式。 在單選關閉模式中,MBB 裝置只有足夠電源可透過 USB 介面回應主機命令。

新式待命平臺的 MBB 裝置電源管理實作是以下列為基礎:

  • MBB 裝置的使用者控制無線電電源狀態。
  • USB 匯流排會暫停並繼續轉換。

MBB 裝置必須能夠在關閉 MBB 無線電後進入低電源 D2 (暫停) 狀態,且 USB 匯流排界面進入暫停狀態。 所有睡眠和喚醒電源轉換都必須透過 USB 匯流排發出訊號。 不支援頻外 GPIO 訊號來起始 MBB 裝置電源轉換,或中斷晶片 (SoC) 或核心晶片上系統上的主要處理器。

如果使用者目前已啟用 MBB 裝置中的無線電進行資料連線,裝置必須能夠使用頻內、USB 繼續訊號,以從新式待命喚醒 SoC 或核心晶片。 SoC 或核心晶片必須能夠從其最低電源狀態喚醒,以回應來自 MBB 裝置的頻內 USB 繼續訊號。

電源管理模式

MBB 裝置預期支援五種電源管理模式。 這些模式是布建、連線和無線電電源狀態的組合。 從某個模式轉換到另一個模式會透過行動寬頻類別驅動程式或 USB 裝置狀態轉換的命令,直接透過 USB 匯流排與裝置通訊。 電源管理模式之間的轉換不得使用外部 GPIO 訊號。

五種電源管理模式如下:

使用中

無線電會主動傳輸資料或主動連線到行動資料網路。

連線睡眠

無線電會在網路上布建,且已啟用使用者帳戶。 平臺處於新式待命狀態。 MBB 裝置正在等候來自網路的資料喚醒 SoC,以及來自 SoC 的事件。 平均跨 2G、3G、LTE 和各種 DRX 模式。

無線電關閉

無線電會在網路上布建,但 Windows 或使用者已關閉 MBB 裝置中的無線電。

無訂用帳戶

使用者沒有作用中的訂用帳戶。

No-SIM

裝置沒有 SIM 卡。

下表比較五種電源管理模式。

電源管理模式 無線電電源狀態 USB 裝置電源狀態 (Dx) 平均功率耗用量 結束作用中延遲

使用中

開啟

D0

案例特定

N/A

連線睡眠

開啟

D2 (選擇性暫停)

<= 15 milliwatts (裝置特定)

USB D2 - > D0 < = 400 毫秒 (USB 規格)

無線電關閉

關閉

D2 (選擇性暫停)

<= 5 milliwatts

USB D2 - D0 < 400 毫秒 + > 基站擷取和註冊 (特定位置與電信業者)

無訂用帳戶

關閉

D2 或 D3

<= 3 milliwatts

N/A

No-SIM

關閉

D2 或 D3

<= 3 milliwatts

N/A

注意   在無訂用帳戶模式和無 SIM 模式中,MBB 裝置可以處於 D2 或 D3 裝置電源狀態,視裝置是否支援 D3 而定。

上表所示每個電源模式中 MBB 裝置的耗電量會因無線電實作、網路類型和與行動資料存取點的距離而有所不同。 如需上表所示每個電源管理模式中裝置特定耗電量的相關資訊,請連絡無線電製造商。

軟體電源管理機制

MBB 裝置的兩個主要軟體電源管理機制是無線電電源狀態和 USB 函式電源狀態。

無線電電源狀態

Windows 行動寬頻類別驅動程式會使用 命令將MBIM_CID_RADIO_STATE訊息傳送至 MBB 裝置,以根據使用者的喜好設定將無線電電源狀態開啟或關閉。 當使用者停用無線電時,行動寬頻類別驅動程式會以 MBIMRadioOff 命令傳送MBIM_CID_RADIO_STATE訊息。

USB 選擇性暫停

Windows 行動寬頻類別驅動程式是 Windows 網路介面卡介面規格, (NDIS) 迷你埠驅動程式。 行動寬頻類別驅動程式和 NDIS 共同作業以管理 MBB 裝置的功能。 Windows 會將 MBB 裝置的 USB 功能轉換為 USB 暫停 (,或在 Windows 術語中,選擇性暫停) 狀態,當 MBB 裝置應處於低電源模式時。 轉換至 USB 暫停狀態與無線電電源狀態無關。

Windows 會將 MBB 裝置轉換為 連線睡眠模式 , (USB 暫停 (D2) 狀態) 系統進入新式待命,並在網路上布建裝置。 在連線睡眠模式期間,無線電已開啟,且 MBB 裝置預期會產生 USB 繼續喚醒訊號,並在無線電從符合已程式設計喚醒模式的網路接收新資料,或發生其他已啟用喚醒事件時,返回 D0 狀態。 連線睡眠模式中的電源耗用量會因行動資料技術與行動資料存取點的距離而有所不同。

當系統進入新式待命且裝置布建在網路上時,Windows 會將 無線電轉換為無線電關閉模式 , (USB 暫停 (D2) ) 狀態,但使用者已將無線電電源狀態設定為 關閉。 在無線電關閉模式中,MBB 裝置預期平均不會耗用五個毫秒以上。 下列區塊圖顯示起始 MBB 裝置轉換為 USB 暫停狀態的控制路徑。

如果使用者尚未在網路上布建 MBB 裝置,Windows 會在平臺進入新式待命時,將裝置轉換成 無訂 用帳戶模式 (D2 或 D3 狀態) 。 當裝置處於無訂用帳戶模式時,其無線電電源狀態一律會關閉。 當 MBB 裝置在新式待命期間處於無訂用帳戶模式時,MBB 裝置的耗電量應該相當於無線電關閉模式的耗電量。 不過,在裝置處於無訂用帳戶模式的整個期間,MBB 裝置仍必須在 USB 匯流排上實際啟用。

無論平臺是否處於新式待命狀態,都不得從 MBB 裝置的 USB 函式部分移除電源。 否則,當電源移除時,裝置將會脫離 USB 匯流排,並讓裝置回報為意外移除。

注意   在現代待命平臺上,不支援執行協力廠商驅動程式或 ACPI 韌體,以管理先前所述的電源管理模式之間的 MBB 裝置轉換。 裝置的所有電源管理都必須透過 USB 匯流排在頻內完成。

特定吸收率 (SAR) 感應器支援協力廠商驅動程式和 ACPI 韌體,這些感應器會將 MBB 無線電傳輸器電源變更為對使用者 MBB 天線的鄰近性。

支援的硬體電源設定

為了符合新式待命平臺的電源管理需求,僅支援一個硬體組態—MBB 裝置必須使用 USB 連線到平臺。 此外,USB 連線的 MBB 裝置必須:

  • 在裝置的 USB 組態描述元中,報告它具有自我電源和遠端喚醒功能。
  • 不論平臺是否處於新式待命狀態,都會連接到系統電源軌,隨時都會開啟電源。

因為不支援執行協力廠商驅動程式或 ACPI 韌體以進行 MBB 裝置電源管理,所以作業系統或協力廠商驅動程式軟體必須沒有從 MBB 裝置連線到 SoC 的 GPIO 線路,以供作業系統或協力廠商驅動程式軟體使用。 MBB 裝置的所有電源管理都必須透過 USB 匯流排在頻內通訊。

MBB 模組重設

當平臺進入 ACPI S5 (關機) 系統電源狀態時,MBB 裝置必須進行重設。 此需求存在,如此一來,如果使用者從 Windows Power 功能表選取 [重新開機],即可間接重設 MBB 裝置。 此外,這項需求可確保 MBB 裝置可以重設,以偵測新插入或移除的 SIM 卡。

系統整合者應該確保系統使用下列其中一種方法重設 MBB 裝置:

  • 在 UEFI 韌體中重設:系統 UEFI韌體可以在系統開機時重設 MBB 裝置。 請注意,Windows 需要具有非旋轉 (固態) 儲存體的平臺,才能在兩秒內完成 POWER ON 自我測試 (POST) 。 重設 MBB 裝置不得超過此時間。
  • 使用可切換電源軌移除電源:系統整合者可以設計平臺電源路由,以在平臺進入 S5 狀態時,從 MBB 裝置移除電源。 使用 GPIO 控制的電源開關或將 MBB 裝置放在系統電源管理 IC 停用的電源軌上, (PMIC) 平臺進入 S5 狀態時,即可完成從裝置移除電源。

喚醒考慮

處於 USB 暫停狀態的 MBB 裝置必須使用 USB 繼續訊號來喚醒 SoC。 SoC 必須能夠從其最低執行時間閒置狀態喚醒,以偵測來自連結 USB 裝置的 USB 規格相容繼續從暫停訊號。

位於電腦底座內的 USB 連線 MBB 裝置通常為自我電源。 也就是說,裝置會從系統電源軌繪製電源,而不是從連接的 USB 主機控制器繪製電源。 這項需求的原因是,某些 MBB 裝置 (視行動資料技術而定,) 需要比 USB 規格配置的暫停還多,才能在連線睡眠模式期間保持連線到網路。

測試和驗證

MBB 裝置廠商、系統整合者和 SoC 設計工具應該測試 MBB 裝置的 USB 電源管理,並確認其正常運作。 具體來說,MBB 裝置應該轉換為 D2 (USB 暫停) 裝置電源狀態,並在裝置未主動傳輸或接收資料時保持此狀態。 此外,確認 MBB 裝置可以使用頻內 USB 繼續訊號,在透過行動資料網路傳輸至 MBB 裝置時,從其最深層閒置狀態喚醒 SoC。

電源管理檢查清單

系統整合者、MBB 裝置廠商和 SoC 設計工具應該檢閱下列檢查清單,以確保其系統電源管理設計與Windows 8和Windows 8.1相容。

  • 選取 MBB 裝置,以實作 Windows 行動寬頻類別驅動程式的支援和行動寬頻介面模型 (MBIM) 。

  • Windows 包含列舉、描述、與 MBB 裝置通訊及電源管理所需的所有內建軟體。 不需要或支援其他軟體。

    確認您的 MBB 裝置不需要 SoC 上的其他驅動程式軟體或韌體支援,以進行電源管理。

  • MBB 裝置硬體必須:

    • 在裝置的 USB 描述元中報告自我電源和遠端喚醒功能。
    • 當行動資料網路的資料準備好進行處理時,能夠使用頻內 USB 繼續訊號來喚醒 SoC。
    • MBB 裝置與 SoC 之間不需要任何 GPIO 線,才能產生喚醒訊號或進入低電源模式。
    • 不會產生假性的 USB 頻內喚醒。 只有在 SoC 或其他已啟用喚醒事件的資料比對程式化模式到達時,MBB 裝置才能喚醒 SoC。
  • 當平臺進入 S5 (關機) 系統電源狀態時,必須重設 MBB 裝置。 系統整合者必須:

    • 在 POST 期間重設系統 UEFI 開機韌體中的 MBB 模組。 請注意,Windows 需要在兩秒內完成 POST 的新式待命平臺。
    • 將 MBB 模組放在當平臺處於 S5 狀態時關閉的電源軌上。 滑軌可由 GPIO 控制開關或系統 PMIC 關閉。
  • 平臺設計中使用的 SoC 必須能夠偵測 USB 繼續訊號,並從其最低電源狀態喚醒。

  • 系統整合者應該確認在無線電關閉和無訂用帳戶模式中 MBB 裝置的耗電量符合先前所述的需求。