基于ARM平台的远程唤醒技术

张希弓

摘要：本文介绍了一种基于ARM（RK3188）平台的远程唤醒功能实现技术，包括具体实现原理和方法。

关键词：远程唤醒;WOL;Magic Packet

中图分类号：TP393          文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）19-0271-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

远程唤醒（WOL，Wake-on-LAN）是由网卡配合其他软硬件，通过给处于待机状态的网卡发送特定的数据帧，实现电脑从停机状态启动的一种技术。

WOL标准最早由AMD公司提出，它对硬件的要求主要体现在电源、主板和网卡上。首先需要有Standby电源，保证在主要电源停止工作后，能够通过Standby电源对主板和网卡供电;其次要确保主板在供电上支持远程唤醒;最后网卡也要支持WOL标准才行。

WOL是实现对电脑远程操控的一项技术。随着现代信息技术不断发展，它将给办公网络化和智能化提供极大便利，也是学校机房、网吧等场景管理的重要支撑。

目前的远程唤醒大都是基于X86平台，很少有针对ARM平台的实现方案。而以ARM平台为基础的各种瘦终端设备已经层出不穷，在很多场景下对远程唤醒功能也有迫切需求。本文将详细介绍一种基于ARM（RK3188）平台的WOL实现方法。

1 基于ARM平台的WOL

该ARM平台基于瑞芯微的RK3188主芯片，电源方案采用PMU芯片ACT8846，同时RTL8201F作为网卡PHY芯片。

1.1 WOL基本过程

RTL8021F支持WOL功能，它由系统的Standby电源供电，在正确接收到远程设备发来的WOL数据帧后，PMEB引脚输出一个低电平有效的脉冲信号。该信号通过MOS管和三极管转换后连接到ACT8846，就可以作为一个开启信号控制PMU输出相应的系统电源，从而将系统从待机状态唤醒开机。具体过程如图1所示。

1.2 WOL实现原理

WOL技术的核心是Magic Packet，基本格式为：6*FFh+16*目标MAC。网卡只有接收到Magic Packet后，才能执行相应的WOL功能。

根据Magic Packet白皮书规定，网卡需要支持以下3个基本特性：Magic Packet使能、侦测和关闭。首先，网卡需要将内部WOL使能开关打开，配置MAC地址以及相关寄存器。接着，当远程主机通过网络广播发送Magic Packet时，如果网卡侦测到其中的MAC与自身相符，则启动WOL动作，唤醒本地主机。最后，当本地主机已完成唤醒，或者不需要WOL功能时，也可以通过改变网卡中的寄存器配置来关闭。

如前文所述，网卡PHY芯片RTL8201F支持WOL功能，不过有两个前提条件：第一，RTL8201F要处于上电状态;第二，WOL使能已经打开。前者要求Standby电源供电，后者需要对相关寄存器进行配置（包括MAC寄存器，因为RTL8201F内部没有ROM用于保存MAC地址）。这就需要CPU（RK3188）在关机之前完成对RTL8201F的配置，或者利用专门的MCU对其进行配置。

该流程说明如下：

? 存在三种开机方式：上电自启动、按键启动、WOL远程唤醒。其中是否上电自启动是软件可配置的（默认配置为上电自启动）;

? 上电开机需要判断是否自启动。所以如果不进行上电自启动，则需要进行PHY的相关配置，然后再控制关机;

? 上电自启动的标记信息存储在Flash中的某个字节，该字节=0xAA表示不允许上电自启动（配置完MAC并使能WOL后自动关机），否则自启动;

? 通过MAC寄存器是否已配置来判断开机事件来自接通电源，还是按键或WOL。如果是刚接通电源，PHY处于未配置的默认状态，MAC寄存器默认为00：00：00：00：00：00（设备的MAC地址存储在Flash中，需要CPU读取后再写入MAC寄存器）;

? 在正常开机后如果选择关机（power-off），需要先进行WOL配置;

? 如果开机事件来自按键或WOL，则需要进行关闭WOL配置;

? 关于PHY的配置，详见下文。

1.3 WOL流程和PHY寄存器配置

2 结论

本文介绍了一种基于ARM平台的远程唤醒实现方法。它采用支持WOL的网卡PHY芯片RTL8201F，在接收到WOL数据帧Magic Packet后，其PMEB管脚输出低电平脉冲信号来控制系统上电，从而实现远端设备通过以太网对本地设备的远程唤醒。该方法对WOL功能在ARM相关平台的应用具有很好的借鉴意义。

参考文献：

[1]Magic Packet Technology White Paper [EB/OL]. Advanced Micro Devices， Inc，1998.

[2] RTL8201F_FL_FN_FR-VB_WOL_App_Note_V1.3 [EB/OL].Realtek Semiconductor Corp，2012-7-24.

[3] Understanding Wake On LAN [EB/OL]. https：//community.landesk.com/support/docs/DOC-1866. 2015-10-28.

【通聯编辑：闻翔军】