JP3606209B2 - スイッチングハブ及びそれに用いる動作クロック切替方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はスイッチングハブ及びそれに用いる動作クロック切替方法に関し、特にパーソナルコンピュータ等のOA機器を相互に接続するスイッチングハブに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータ等のOA機器の増加によって、その省電力化が望まれている。それらOA機器を相互に接続する方法としてはネットワーク機器を介してネットワークを構成する方法がある。
【0003】
ネットワーク機器は一般的に、24時間稼働している場合がほとんどであり、OA機器(端末)を使用しない夜間や休日等でもネットワーク機器の電源は常にONのままである。
【0004】
このネットワーク機器の一つにスイッチングハブがある。スイッチングハブは一般的に、その全てのポートで最大通信速度でデータが流入した場合でも処理できる性能で常時稼働している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のスイッチングハブでは、OA機器が接続される複数のポートの中に未使用ポートがある場合、必要以上の性能で動作することとなり、無駄な動作となることが多い。
【0006】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、端末間の通信性能を損なうことなく消費電力を低減することができるスイッチングハブ及びそれに用いる動作クロック切替方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明によるスイッチングハブは、各々端末が接続される複数のポートを含むスイッチングハブであって、前記複数のポートのうちのリンクが確立されているポート数を検出する検出手段と、前記検出手段で検出されたポート数を基に自回路の動作クロック周波数を算出する算出手段と、前記算出手段の算出結果を基に前記自回路の動作クロック周波数を変化させる手段とを備え、前記自回路の動作クロック周波数を前記検出手段で検出されたポート数に応じて前記端末間の通信の処理性能を損なわない必要最低限の動作クロック周波数としている。
【0008】
本発明によるスイッチングハブの動作クロック切替方法は、各々端末が接続される複数のポートを含むスイッチングハブの動作クロック切替方法であって、前記複数のポートのうちのリンクが確立されているポート数を検出するステップと、その検出されたポート数を基に前記スイッチングハブの動作クロック周波数を算出するステップと、その算出結果を基に前記自回路の動作クロック周波数を変化させるステップとを備え、前記スイッチングハブの動作クロック周波数を前記検出されたポート数に応じて前記端末間の通信の処理性能を損なわない必要最低限の動作クロック周波数としている。
【0009】
すなわち、本発明のスイッチングハブは、使用されているポートの数に応じて動作クロック周波数を変化させ、端末間通信の処理性能を損なわない必要最低限のクロック周波数で動作させている。これによって、スイッチングハブ自身の消費電力を低減することが可能となる。
【0010】
より具体的に、本発明のスイッチングハブでは、4個のポートを持ち、そのポートを介して2台の端末が接続されている場合、リンクアップしているポートの数を計算し、その計算結果にしたがって動作クロック周波数を端末間通信の処理性能を損なわない値まで下げる。これによって、端末間通信の処理性能を損なうことなく、消費電力を低減することが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施例によるスイッチングハブの構成を示すブロック図である。図1において、スイッチングハブ1は4個のポート11−1〜11−4を持っており、それぞれに端末(OA機器)2−1〜2−4が接続可能となっている。
【0012】
本実施例では、例えばスイッチングハブ1にポート11−1,11−2を介して2台の端末2−1,2−2が接続された場合、スイッチングハブ1はリンクアップしているポート11−1,11−2の数を計算し、その計算結果にしたがって動作クロック周波数を端末2−1,2−2間通信の処理性能を損なわない値まで下げる。これによって、スイッチングハブ1の消費電力を低減することができる。
【0013】
図2は本発明の一実施例によるスイッチングハブの詳細な構成を示すブロック図である。図2において、スイッチングハブ1はポート11−1〜11−4と、通信制御部12−1〜12−4と、可変クロック発振器13と、周波数決定回路14と、リンク検出部15とから構成されている。
【0014】
ポート11−1〜11−4は端末2−1〜2−4と100BASE−TXファーストイーサネットによって接続され、端末2−1〜2−4から受信したパケットを電気レベルに変換して通信制御部12−1〜12−4へ送る。
【0015】
また、ポート11−1〜11−4は通信制御部12−1〜12−4から送られてくるパケットを電気レベルに変換して端末2−1〜2−4へ送る。さらに、ポート11−1〜11−4は端末2−1〜2−4との間でリンクが確立している場合、リンク検出部15に対してリンク確立信号101〜104を発生する。
【0016】
通信制御部12−1はポート11−1〜11−4から受け取ったパケットの宛先アドレスから送信先を判断し、バス100を介して宛先ポートの通信制御部12−2へ渡す。また、他の通信制御部12−3から受け取ったパケットをポート11−1へ渡す。
【0017】
尚、他の通信制御部12−2〜12−4も上記の通信制御部12−1と同様に動作する。また、通信制御部12−1〜12−4及びバス100は可変クロック発振器13から出力されるクロックに同期して動作する。
【0018】
可変クロック発振器13は少なくとも2種類以上の周波数が出力可能なクロック発振器であり、クロック制御信号112によって指定された周波数のクロックを出力する。この可変クロック発振器13はクロック発振器と分周回路とで実現することができる。
【0019】
周波数決定回路14はリンク検出部15から送られてくるリンク数情報111を基にスイッチングハブ1の動作周波数を決定し、可変クロック発振器13にクロック制御信号112を送信する。この周波数決定回路14は簡単な演算回路で実現することができる。
【0020】
リンク検出部15はポート11−1〜11−4から送られてくるリンク確立信号101〜104を集計し、その数をリンク数情報111として周波数決定回路14へ送信する。
【0021】
図3は本発明の一実施例によるスイッチングハブ1の動作を説明するための図であり、図4は本発明の一実施例によるスイッチングハブ1の動作を示すフローチャートである。これら図2〜図4を参照して本発明の一実施例によるスイッチングハブ1の動作について説明する。
【0022】
まず、図2に示すように、スイッチングハブ1の4個のポート11−1〜11−4全てに端末2−1〜2−4が接続されている場合の動作について以下説明する。
【0023】
ポート11−1〜11−4と端末2−1〜2−4とが全て100BASE−TXファーストイーサネットで接続されている場合、端末2−1〜2−4からは最大100Mbpsのデータが送られてくる。したがって、通信制御部12−1〜12−4を結ぶバス100は400Mbpsのデータを処理する必要がある。バス100のバス幅が32ビットの場合、バスクロックは最低12.5MHz以上である必要がある。
【0024】
ポート11−1〜11−4は端末2−1〜2−4との間でリンクが確立すると(図4ステップS1)、リンク確立信号101〜104をリンク検出部15に出力する(図4ステップS2)。
【0025】
リンク検出部15はポート11−1〜11−4からのリンク確立信号101〜104の数を基にリンクが確立しているポートの総数を計算し(図4ステップS3)、リンク数情報111として周波数決定回路14に送信する(図4ステップS4)。
【0026】
周波数決定回路14はリンク検出部15からのリンク数情報18に基づいて必要なバス帯域を計算し、クロック周波数を決定する(図4ステップS5)。このバス帯域は、(1ポート当たりのデータ量)×(リンクが確立しているポート数)÷(バス幅)という式を用いて計算する。この例の場合には、(100Mbps)×(4ポート)÷(32ビット)=12.5MHzとなる。これは簡単な演算回路で実現することができる。
【0027】
よって、上記のような例の場合、周波数決定回路14は可変クロック発振器13に12.5MHz以上のクロックを出力するようクロック制御信号112を出力する(図4ステップS6)。
【0028】
可変クロック発振器13は周波数決定回路14から送られてくるクロック制御信号112で指定された周波数のクロックを生成して通信制御部12−1〜12−4に出力する(図4ステップS7)。この例の場合には、可変クロック発振器13から通信制御部12−1〜12−4に12.5MHzのクロックが出力される。通信制御部12−1〜12−4は可変クロック発振器13から送られてくるクロックに同期して動作する。通信制御部12−1〜12−4の動作は当業者にとってよく知られており、また本発明とは直接関係しないので、その説明を省略する。
【0029】
これによって、端末2−1〜2−4から送られてくるパケットは、スイッチングハブ1内で取りこぼされることなく、宛先の端末へと送信される。
【0030】
次に、図3に示すように、スイッチングハブ1の4個のポート11−1〜11−4のうちの2つのポート11−1,11−2に端末2−1,2−2が接続されている場合の動作について以下説明する。
【0031】
ポート11−1,11−2がそれぞれ端末2−1,2−2に100BASE−TXファーストイーサネットで接続されている場合、端末2−1,2−2からは最大100Mbpsのデータが送られてくる。
【0032】
したがって、通信制御部12−1〜12−4を結ぶバス100は200Mbpsのデータを処理する必要がある。バス100のバス幅が32ビットの場合、そのバスクロック周波数は最低6.25MHz以上である必要がある。
【0033】
ポート11−1,11−2は端末2−1,2−2との間でリンクが確立すると(図4ステップS1)、リンク確立信号101,102をリンク検出部15に出力する(図4ステップS2)。
【0034】
リンク検出部15はポート11−1,11−2からのリンク確立信号101,102の数を基にリンクが確立しているポートの総数を計算し(図4ステップS3)、リンク数情報111を周波数決定回路14に送信する(図4ステップS4)。
【0035】
周波数決定回路14はリンク数情報111に基づいて必要なバス帯域を計算し、クロック周波数を決定する(図4ステップS5)。この例の場合には、(100Mbps)×(2ポート)÷(32ビット)=6.25MHzである。周波数決定回路14は可変クロック発振器13に6.25MHz以上のクロックを出力するようクロック制御信号112を出力する(図4ステップS5)。
【0036】
可変クロック発振器13は周波数決定回路14から送られてくるクロック制御信号112で指定された周波数のクロックを生成して通信制御部12−1〜12−4に出力する(図4ステップS5)。この例の場合には、可変クロック発振器13から通信制御部12−1〜12−4に6.25MHzのクロックが出力される。通信制御部12−1〜12−4は可変クロック発振器13から送られてくる6.25MHzのクロックに同期して動作する(図4ステップS5)。
【0037】
これによって、通信制御部12−1〜12−4は可変クロック発振器13からの6.25MHzのクロック周波数で動作する。
【0038】
一般的に、動作クロック周波数が下がると消費電力も下がるため、スイッチングハブ1に4台の端末2−1〜2−4が接続された時と比べてスイッチングハブ1の消費電力を低減することができる。
【0039】
このように、スイッチングハブ1の動作クロック周波数を下げることができるので、スイッチングハブ1の動作周波数が下がることで通信制御部12−1〜12−4の発熱量も下がり、スイッチングハブ1が持つ冷却ファン(図示せず)を停止させることが可能となり、より一層、消費電力を低減することができる。
【0040】
また、使用されているポート数から必要最小限の動作クロック周波数を計算し、端末2−1〜2−4間の通信の処理性能を損なわないクロック周波数で動作するので、スイッチングハブ1の動作クロック周波数が下がった時でも、端末2−1〜2−4間の通信の処理性能を損なうことはない。
【0041】
現在、端末2−1〜2−4等で一般的に使用されるイーサネットの通信速度は10Mbpsまたは100Mbpsである。通常、スイッチングハブ1はその全てのポート11−1〜11−4に100Mbpsの端末が接続された場合でも、パケットを取りこぼすことなく処理することができる性能を持っている。
【0042】
しかしながら、実際にはポート11−1〜11−4に10Mbpsの端末が接続される場合も多く、その場合にはスイッチングハブ1の動作クロック周波数を落としても端末2−1〜2−4間の通信の処理性能を損なうことはない。
【0043】
図5は本発明の他の実施例によるスイッチングハブの詳細な構成を示すブロック図である。図5において、本発明の他の実施例によるスイッチングハブはリンク検出信号101〜104のほかに、100M動作信号121〜124を追加した以外は図2に示す本発明の一実施例と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は本発明の一実施例と同様である。
【0044】
100M動作信号121〜124はそのポート11−1〜11−4が100Mbpsモードで動作していることを示す。これによって、単にポート11−1〜11−4のリンクアップによって必要なバス性能を計算するだけでなく、ポート11−1〜11−4毎の通信速度を検出して必要最小限の動作クロック周波数を計算することが可能となる。
【0045】
図6は本発明の他の実施例によるスイッチングハブ1の動作を示すフローチャートである。これら図5及び図6を参照して本発明の他の実施例によるスイッチングハブ1の動作について説明する。
【0046】
図5において、端末2−1と端末2−2とが100Mbpsのデータ伝送速度で動作しており、端末2−3と端末2−4とが10Mbpsのデータ伝送速度で動作している場合について以下説明する。
【0047】
ポート11−1〜11−4は自ポートが100Mbpsモードで動作している時(図6ステップS11)、100M動作信号121をリンク検出部15に出力する(図6ステップS12)。
【0048】
ポート11−1,11−2は端末2−1,2−2との間でリンクが確立すると(図6ステップS13)、リンク確立信号101,102をリンク検出部15に出力する(図6ステップS14)。この時に、端末2−1,2−2が100Mbpsで動作しているので、ポート11−1,11−2からリンク検出部15には100M動作信号121,122も出力されている。
【0049】
また、ポート11−3,11−4は端末2−3,2−4との間でリンクが確立すると(図6ステップS13)、リンク確立信号103,104をリンク検出部15に出力する(図6ステップS14)。しかしながら、この時、端末2−3,2−4が10Mbpsで動作しているので、ポート11−3,11−4からリンク検出部15には100M動作信号123,124が出力されない。
【0050】
リンク検出部15はリンク確立信号101〜104の数からリンクが確立しているポートの総数を計算し(図6ステップS15)、リンク数情報111を周波数決定回路14に送信する(図6ステップS16)。この時、100Mbpsモードで動作しているポートを10としてカウントする。この例の場合には、10+10+1+1=22となる。
【0051】
周波数決定回路14はリンク数情報111に基づいて必要なバス帯域を計算し、クロック周波数を決定する(図6ステップS17)。この例の場合には、(10Mbps)×(22)÷(32ビット)=6.875MHzである。周波数決定回路14は可変クロック発振器13に6.25MHz以上のクロックを出力するようクロック制御信号112を出力する(図6ステップS18)。
【0052】
可変クロック発振器13は周波数決定回路14から送られてくるクロック制御信号112で指定された周波数のクロックを生成して通信制御部12−1〜12−4に出力する(図6ステップS19)。この例の場合には、可変クロック発振器13から通信制御部12−1〜12−4に6.25MHzのクロックが出力される。通信制御部12−1〜12−4は可変クロック発振器13から送られてくる6.25MHzのクロックに同期して動作する(図6ステップS20)。
【0053】
これによって、通信制御部12−1〜12−4は可変クロック発振器13からの6.25MHzのクロック周波数で動作する。
【0054】
上記のように、2台の100Mbpsの端末2−1,2−2と、2台の10Mbpsの端末2−3,2−4とが接続された場合、本発明の一実施例ではバスクロック周波数は12.5MHzとなるが、本実施例では、6.875MHzとなり、より一層動作クロック周波数を下げることができる。
【0055】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、各々端末が接続される複数のポートを含むスイッチングハブにおいて、使用されているポートの数に応じて端末間の通信の処理性能を損なわない必要最低限の動作クロック周波数を算出し、その算出結果にしたがって動作クロック周波数を変化させることによって、端末間の通信性能を損なうことなく消費電力を低減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるスイッチングハブの構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施例によるスイッチングハブの詳細な構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の一実施例によるスイッチングハブの動作を説明するための図である。
【図4】本発明の一実施例によるスイッチングハブの動作を示すフローチャートである。
【図5】本発明の他の実施例によるスイッチングハブの詳細な構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の他の実施例によるスイッチングハブの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 スイッチングハブ
2−1〜2−4 端末
11−1〜11−4 ポート
12−1〜12−4 通信制御部
13 可変クロック発振器
14 周波数決定回路
15 リンク検出部
100 バス
101〜104 リンク確立信号
111 リンク数情報
112 クロック制御信号
121〜124
Claims (10)
- 各々端末が接続される複数のポートを含むスイッチングハブであって、前記複数のポートのうちのリンクが確立されているポート数を検出する検出手段と、前記検出手段で検出されたポート数を基に自回路の動作クロック周波数を算出する算出手段と、前記算出手段の算出結果を基に前記自回路の動作クロック周波数を変化させる手段とを有し、前記自回路の動作クロック周波数を前記検出手段で検出されたポート数に応じて前記端末間の通信の処理性能を損なわない必要最低限の動作クロック周波数とすることを特徴とするスイッチングハブ。
- 前記ポートは、前記端末との間でリンクが確立している時にリンク確立信号を発生するよう構成したことを特徴とする請求項1記載のスイッチングハブ。
- 前記検出手段は、前記リンク確立信号の数を基に前記リンクが確立されているポート数を検出し、
前記算出手段は、前記検出手段で検出されたポート数に基づいて必要なバス帯域を計算して前記動作クロック周波数を決定することを特徴とする請求項2記載のスイッチングハブ。 - 前記ポートは、前記端末のデータ伝送速度に応じて動作モード信号を発生しかつ前記端末との間でリンクが確立している時にリンク確立信号を発生するよう構成したことを特徴とする請求項1記載のスイッチングハブ。
- 前記検出手段は、前記リンク確立信号の数を基に前記リンクが確立されているポート数を検出し、
前記算出手段は、前記検出手段で検出されたポート数と前記動作モード信号とに基づいて必要なバス帯域を計算して前記動作クロック周波数を決定することを特徴とする請求項4記載のスイッチングハブ。 - 各々端末が接続される複数のポートを含むスイッチングハブの動作クロック切替方法であって、前記複数のポートのうちのリンクが確立されているポート数を検出するステップと、その検出されたポート数を基に前記スイッチングハブの動作クロック周波数を算出するステップと、その算出結果を基に前記自回路の動作クロック周波数を変化させるステップとを有し、前記スイッチングハブの動作クロック周波数を前記検出されたポート数に応じて前記端末間の通信の処理性能を損なわない必要最低限の動作クロック周波数とすることを特徴とする動作クロック切替方法。
- 前記ポートは、前記端末との間でリンクが確立している時にリンク確立信号を発生するようにしたことを特徴とする請求項6記載の動作クロック切替方法。
- 前記リンクが確立されているポート数を検出するステップは、前記リンク確立信号の数を基に前記リンクが確立されているポート数を検出し、
前記スイッチングハブの動作クロック周波数を算出するステップは、前記検出されたポート数に基づいて必要なバス帯域を計算して前記スイッチングハブの動作クロック周波数を決定することを特徴とする請求項7記載の動作クロック切替方法。 - 前記ポートは、前記端末のデータ伝送速度に応じて動作モード信号を発生しかつ前記端末との間でリンクが確立している時にリンク確立信号を発生するようにしたことを特徴とする請求項6記載の動作クロック切替方法。
- 前記リンクが確立されているポート数を検出するステップは、前記リンク確立信号の数を基に前記リンクが確立されているポート数を検出し、
前記スイッチングハブの動作クロック周波数を算出するステップは、前記検出されたポート数、前記ポートの総数と前記動作モード信号とに基づいて必要なバス帯域を計算して前記スイッチングハブの動作クロック周波数を決定することを特徴とする請求項9記載の動作クロック切替方法。
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