TWI292269B - Single and multiple channels converter / bridge between ethernet and atm interface, method of operation - Google Patents

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Description

1292269 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明關於乙太網路與昱位值於 特別在單/多通道介於Q2f(lATM)之傳輸與轉換而 位傳輸模泛測試及運作實體二:框f，e)/匯流排至異 ，队/r_+u 卞果體層（phy)介面（UTOPIA)的基本 、，-田胞/匯k排的一種轉換器及橋接器電路。 【先前技術】 f c : :(:thernet)是最常用區域網路科技，它為用戶分 子U供了低成本高速度多用途的介面，本發明的傳輸 交換提供無需改變網路配用哭“^ + 个也乃幻得物 ,、，7 m Μ $ 用（adapter)或電腦軟體而能 乂乙太肩路私準規格大幅提高其性能的方法。 乙太：路交換器(switchR一個具有多重乙太網路連接 該乙太網路交換器需要為檔案伺服器的更 局速埠或經由快速乙太網路、異位傳輸模的後置骨幹 (backbone)。乙太網路交換器是藉由串列或階層樹 (hi^rachy)結構或菊花鏈拓樸學，而被構築為百億位元、 十乙位元t位元…的轉換系統。交換器（swi tch)這樣的 名詞通常被保留用做為一或多可以被乙太網路埠以被連接 的區域網路介質以全速同步收發封&(packets)。 乙太網路轉換器完全藉電子邏輯在連接埠間互相通連很大 數目的埠其移動資料封包。微處理器及軟體並未參盘基本 的資料調動。乙太網路轉換程序能在特定應用積體電路 (ASIC)中完全成形。橋接器及路由器，相對而言，則典型 的使用高效能精簡指令集（RISC)的微處理器來移動資才斗封 包。藉微處理益的封包移動既貴而慢，且需更大裝置，對 固定長數目的乙太網路段的更大機櫃，及更多電能耗損。 4EZU NX0201TW -替換頁-081507. p t c 第6頁 圖1展示乙太網路封由从 的偵測，6太為維持載波錢多工衝突 f r_ 做分隔=::96位元框架間隔(inter- 23 ’然後是8位元的 定二-5:位-同步前文字串 25，48位元之源地址27，:疋界付24"48位…的地址 酬載資料（Payl〇a(n彳彳缺70之里％29，剩下的封包是 網路的主要優點即1」 後錯誤檢查碼33 ;乙太 簡易調節其傳遞流；間】=二】可變的封包大小可 反應；乙太網路的*入同路工作負載量快速變化的 的區域網路成為可=擴充特性則使以低成本建立無管理 異位傳輸模（ATM)協定是斟藤立纪你 ^ 連接性協定。影像、資料傳輸的理想 的網路科技。以呈位：二Ϊ :的細胞、#包來傳輸資料 科技的細胞單位相對為小。 ㈣早位^在使用舊 二貝料傳遞開始時，異位傳輸模在兩點間，創一 Γτ = Ρ=。這與異位傳輸模協定和網際網路協定 ULP/IP)不同的是網際網路協定中信 個封包可從源點經不同路…的地；此 杈較易在異位傳輸模網路中追蹤及 = 於網路交通中突增的衝擊其應變性較差。4使帛但相對 的地的異位傳輸模細胞在多重的封包轉換中 1別符二，在網路的每個連結上的電路被虛擬路捏 :::::獨川無二的場所識別。異位傳輪模轉換在淳
(虛擬路徑定位元virtual path identifier)、VCI 案號 92108040 96. 8L 15
1292269 (虛擬通道疋位元virtual channel identifier)之傳譯服 務品質’保證連接設定，及連接設定中止（tear — d〇wn)負 責單位間的轉換。 '
圖2是一個異位傳輸模細胞架構。每細胞是53位元組長， 其中5位元組保留為封包集管（packe1： header)，其中48位 元組保留為酬載。該集管始由4位元組之通用流量控制4工 資訊；此領域被用於在多重架構單一使用者網路介面下確 保公平有效率的資料存取。在通用流量控制（GFC)41資訊 後是一 8位元的虛擬路徑定位元43，一 16位元的虛擬電路 定位元45。虛擬路徑定位元43容許一組被稱為虛擬路徑的 虛擬連結，被識別；在每條虛擬路徑中，虛擬電路定位元 45識別了分別的虛擬連結。 虛擬路徑定位元/虛擬電路定位元資料之後是3位元酬載型 4一7場，其第1位元指示用戶或控制資料。若其第i位元是指 示用戶 > 料則中間位元指示了壅塞（c〇ngest i 〇n)，最後位 示了框架（frame)的結束。前述壅塞的情形下，下個 場是1位元細胞損失優先權49(CLP，
cell lose priority)評估。它容許兩個不同優先權的細 胞被定，且網路能在壅塞的情形下捨棄優先權較低之細 胞。集管錯誤檢查51場（HEC，header error Check)提供 細胞集管内容上的一 8位元冗贅性檢查。 /、 異位傳輸模泛測試及運作實體層介面（Universai Tut ⑽d/perations PHY Interface f〇r ATM)在異位傳輸模
淪壇中定義為在異位傳輪模裝置及異位傳輸模實體層“A 分段及重組裝置間提供_ p淮μ B pI ^ 曰 __衣直「Ί ^準的晶片界面。異位傳輸模泛
4EZLINX0201TW-替換頁_0815〇7 pic 第8頁 * 1292269
=面有一8位元資料匯流排並包括能儲 它去r?輪異 模細胞在收發之先進先出(FIFO)。 同位：I =次交握(h—叫)並選擇性的支援了 介面在檢查。異位傳輸模泛測試及運作實體層 流排。又向建起以離散資料及控制信號的一種全雙工匯
數位用戶 位用戶線 傳遞異位 法。在泛 公室的高 包括ADSL 迴路，亦 的電話接 運作的異 模維持不 性與品質 至家庭用 線系統中 科技藉平 傳輸模細 數位用戶 速網路存 、UADSL 即雙絞銅 頭。在許 位傳輸模 要改變通 保證的適 戶和小辦 異位傳輸 實的舊電 胞至電話 線上異位 取方式。 ‘ G·SHDSL 線連接使 多地區此 核心網路 信標準中 用性。它 公室的潛 模細胞轉換是很普 話服務（pots)能在 公司之電話總機局 傳輸模提供從家庭 在此領域内數種標 、VDSL。這數種標 用者附近的電信局 局部迴路直接連接 。在數位用戶線上 的核心異位傳輸模 創造了點對點異位 能0 及的。泛數 雙絞銅線上 端的一方 用戶和小辦 準被發展， 準使用局部 端至客戶端 被電信局所 的異位傳輸 網路高速特 傳輸模網路 圖3是一種泛數位用戶線服務的傳輸架構。在泛數位用戶 線中數位用戶線存取多工器751 (DSLAM )被用於給予寬頻 網際網路存取。數位用戶線存取多工器75 1功能是在數位 流被轉移至異位傳輸模開關或網際網路協定前，選路器 M3 ( router )能由被連接到泛數位用戶線數據機了5的泛 數位用戶線7 3集合數位流量。一種典型的數位用戶線存取
1292269
種單一架設底盤 端，具有 中被多工 轉換器、 強大的中 對泛數位 定、乙太 種昂貴的 這些細胞 異位傳輸 的快速増 於十億位 速度下， 系（f am i 一或多個 的交通流 路由器。 央微處理 用戶線系 網路封包 精簡指示 。局端的 模協定。 加導致更 元的乙太 十億位元 1i ar i ty : )數百條的泛數位用 幹線其搭載由泛數位 到輪流被接到網際網 如此數位用戶線存取 器來經營大量通道。 統’它必須包裝及打 間的異位傳輸模細胞 集的中央處理器及巨 中央處理器必需負責 而計算能力、計算資 快的網路的需求。而 網路發展及標準化。 的乙太網路提供了所 戶線通道；在網路 用戶線存取多工器 路交換器77的一種 多工^§751需要更 開往返於網路協 ，這亦即它需要一 大的記憶體來處理 大量通道上複雜的 源、連接計算環境 此需求導致億甚至 在每秒十億位元的 有乙太網路的家族 此，在單用戶端通道或數位用戶線存取多工器的多通道 存有對傳遞到異位傳輸模數位用戶線存取多工器介面 =乙太網路封包間的簡易而快速轉換器與橋接器的一種需 求。特別數位用戶線存取多工器局端，建構在能轉換多重 乙太網路通道到其相對應的泛數位用戶線通道的特定應用 積體電路（AS IC )為本的元件，對泛數位用戶線網路的大 型乙太網路交換系統而言有極高度需求。 【發明内容】 由 方面看’本發明提供一種在泛數位用戶線、異位傳輪 核泛測試及運作實體層介面、異位傳輪模之轉換器/橋
1292269 修正
— 索喊 92108040 五、發明說明（6)
明提供以一、吝L 測試及運作實體二Ϊ二網路匯流排與異位傳輪模泛 它更進面匯流排間的-種轉換器、橋接器； 單晶片的資料：：在乙太網路與異位傳輪模網路間以低價 ΐ = = = ί流排及一第二匯流排分別搞合到 轉換裝置置此！；器、橋接器包括-第- 與轉換在第一匯户轉換裝置被用於接收 排上的53 ^ έ Γ 路資料封包成為第二匯流 轉;：；異：：輸模細胞；此第二轉換裝置被用於 為ΐΐίίΐ:排上的53位元組異位傳輸模細胞成 马弟匯流排上的乙太網路資料封包。 此第一轉換裝置更包含 . 換單元其被用於轉換乙太網路資料封包成為局 部細胞資料場； 吩貝了寸玎匕风局局 一異位傳輸模細胞緩衝5|單 & &偷IΘ k 其為合併一群組的局部性 二科，並插人在異位傳輸模細胞中的集管場裏的細胞 二113、，且成為一53位元組的異位傳輸模細胞；及 & #二単70，其用異位傳輸模細胞格式傳遞此53位元組異 位傳輸模細胞。 第二轉換裝置更包含 :接收早兀，其檢測異位傳輸模細胞集管場的第一位元組 中的細胞信號位元組； 轉換^元，其用於轉換信號位元至乙太網路Μ丨！匯流排 上RXDV k唬亚且轉換相關的資料半拜(nibble ; 4bi ts ) 1292269
潘 92108040_年 96·|·15 日 五、發明說明（7) 到乙太網路ΜΙΙ匯流排的RXDA信號； 包形式的乙太資 位傳輸模間的互 路資料封包為第 組異位傳輸模細 包。 控制（MAC )傳 用啟用與關閉 輸模、異位傳輸 減緩乙太網路的 及一傳遞單位，其用於傳遞以乙太網路 料封包。 ^ 本發明提供關於乙太網路資料封包的與異 換方法。它包括下列步驟： ^ 一，接收並轉換一第一匯流排的一乙太網 二匯流排的53位元組異位傳輸模細胞。 二’接收並轉換此第二匯流排上的53位元 胞成為此第一匯流排上的乙太網路資料封 本發明亦提供一種由（from)***介存取 輸緩衝器而來的資料流的方法，其藉由使 TX一CLK的策略，依泛數位用戶線、異位傳 模泛測試及運作實體層介面的緩慢傳輸而 傳輸速度。 ^發明亦提供一種至（to)***介存取控制（MAC)傳輸 緩衝器的資料流的方法，其藉由使用啟用與關閉rx—clk的 策略，依泛數位用戶線、異位傳輸模、異位傳輸模泛測試 及運作實體層介面的緩慢傳輸而減緩乙太網路的傳輸速 度0 【實施方式】 本發明關於乙太網路與異位傳輸模泛測試及運作實體層介 面UTOPIA間的一種轉換器、橋接器。附圖4表示了本發明 的具體性方法的簡化方塊圖。經乙太網路匯流排丨丨1及異 & # It才莫;乏測試及運作實體層介面匯流排11 3，此轉換器
4EZLINX0201TW-替換頁-081507.ptc ^ 1〇 _ 主％.|15曰 修正 1292269 ΜΜ, 9210804Π 五、發明說明（8) ，橋接器1 0分別耦合至乙太網路介面丨丨及異位傳輸模泛測 :式及運作貫體層匯流排介面13。轉換器、橋接器包括一 第一轉換裝置1(Π及一第二轉換裝置1〇3。第一轉換裝置 1 〇 1接收轉換在乙太網路匯流排介面丨η的乙太網路資料封 包成為泛測試及運作實體層介面匯流排11 3的53位元組異、 位傳輸模細胞。第二轉換裝置1〇3接收轉換在異位傳輸^莫 ^測試及運作實體層介面匯流排11 3的53位元組異位傳輸 模、、田胞成為乙太網路匯流排介面11 1上的乙太網路資料封 包。不僅如此，乙太網路匯流排介面由GPS〗，Μ丨丨（媒體獨 立介面），RMII，SMII，GMII，SS-SMII，ΤΒΙ (十位元介 面）·或其他乙太網路介面中被選擇。乙太網路媒介存取控 ，MAC/實體層ΡΗγ匯流排介面標準示於附圖5，異位傳輸模 介面由異位傳輸模泛測試及運作實體層匯流排第1、2、、 3、4層中被選擇。 更進一步，第一轉換裝置101包含一轉換單元1011，一異 位傳輸模細胞緩衝器1013，一傳遞單元1〇15，及一τχ—clk 流^控制時脈單元1017。轉換單元1〇11被用於轉換乙太網 f貝料封包成為四半拜局部細胞資料場，每局部細胞資料 %包括一 3半拜資料場及一相關信息半拜。此在M j I /乙太網路匯流排中的信息位元是τχΕΝ (傳遞賦能信息位 凡）。以及此資料場半拜是TXDATA[3:〇](Transmit
Data pi t 3-0)。相關信息半拜簡示乙太網路匯流排中相 關的f料場的出現。乙太網路框架到異位傳輸模泛測試及 運作實體層介面（或異位傳輸模）細胞傳遞途徑略示於 国 a n 、丄、_ , 一 ·.
異位傳輸模細胞緩衝器單元1013被用於合併一24多重的4 半拜局部細胞資料場及***異位傳輸模細胞中集管區域的 細胞信息位元組進入一 53位元組異位傳輸模細胞。該集管 更擁有一未使用資料場其為傳輸狀態及控制局部、遠端點 的未使用資料區域的帶外管理。傳遞單元1〇15被用於以 異位傳輸模細胞模式傳遞53位元組異位傳輸模細胞。 流量控制時脈單元丨〇丨7為泛數位用戶線傳遞較乙太網路傳 遞速度慢而降低乙太網路傳遞速度。乙太網路
Mil TX — CLK時脈速度為2500萬赫茲。以4位元（半拜寬）
的TXDATA[3:0]資料匯流排而言，介面lu執行在一億赫兹 的標稱速度，異位傳輸模泛測試及運作實體層介面匯流排 執行在1 250萬赫茲的時脈速度，當異位傳輸模泛測試及運 作實體層介面匯流排為8位元時，介面丨丨3速度亦為一億赫 兹，此時脈速度方案導致了緩衝器的管理簡化。更進一 步’對流里控制而言’當1 0 1 1***信息半拜，它會增加 25%的仏息間接費用（〇verhead)。故在附圖8(&)中在收 到二半拜乙太網路資料場後TX-CLK將暫停一個25〇〇萬赫兹 時脈週期81。這導致乙太網路乂丨I匯流排及異位傳輸模泛 測試及運作實體層介面匯流排皆以25%信息半拜間接費用 來執行一億赫茲的速度，實際資料傳遞速度為每秒75〇〇萬 位元。更進一步對流量控制方法而言當異位傳輸模泛測試 及運作實體層介面停止傳遞TXCLAV (傳輸細胞許可）到介 面11 3 ’即含意為前述之泛數位信號線細胞及異位傳輸模 細胞未完全被傳遞。這樣子會導致1〇13的緩衝器填滿狀 態°當此狀態時，流量控制時脈單元1017將暫停TX_CU
1292269^ _塞歲 92108040 發明說明（10) ( 2500萬赫兹）83，直到異位傳輪模細胞緩衝 至少-個細胞緩衝H被傳遞到介面113 m異 ^ 模細胞的集管場在異位傳輪模論壇中僅有有限的用途輪 僅僅被用S _示細⑯資料之細⑯信息&元組的集 位元組擁有如附圖6所描述的乙太網路資料場。 第二轉換裝置103也包括一接收單元1〇31，一轉換 1 033，一傳遞單元1〇35，及—RX_CU流量控制時脈單70元 1 037。接收單元1〇31檢測在異位傳輸模細胞集管中的 位元組中的細胞信息位元組，且僅傳遞異位傳輸模細 訊（48位元組）到轉換單元1〇33細胞緩衝器。此細胞資訊 為24重4半拜局部細胞資料場所構成，每個4半拜局部細胞 資料場包括一3半拜資料場及一相關信息半拜預看 (ahead)。轉換單元1 033轉換信息位元到乙太網路Μπ匯 流排的RXDV (接受資料許可信息），並轉換後續資料位元 組的相關信息半拜到乙太網路ΜI I匯流排資料位元組的 RXDATA [ 3 : 0 ](接收資料位元3 : 〇 )。 ' 傳遞單元1 035被用於傳遞以乙太網路封包格式的乙太網路 資料封包。異位傳輸模泛測試及運作實體層介面細胞接收 途徑的概略被展示於圖7，其詳描異位傳輸模細胞如何被 轉為乙太網路框架。 流量控制時脈單元1〇37為泛數位用戶線接收速度較慢傳遞 而降低乙太網路接收速度，乙太網路ΜΙΙ打^以時^速度 為2500萬赫茲。以4位元（半拜寬）的匯流排資料rxmta^ [3 : 0 ]而言，介面311的標稱速度執行在每秒一債位元。異 位傳輸模泛測試及運作實體層介面匯流排執行在125〇萬^
IHII
4EZLINX0201TW-替換頁 _081507.ptc 1292269
:的速度。备異位傳輪模泛測試及運作實體層匯 為8位元時，介面113其速度亦為每秒一億位元，這時b 時脈速度導致了緩衝器的管理簡化。更進— 制而言’當轉換單元1 033剪信息半拜成細長條· 少2 5%一的乙太網路匯流排接收速度。故在附圖^ (匕）中在 =三乙太網路資料半拜後RX_CU將暫緩萬赫茲 %脈週』85。這導致異位傳輪模泛測試及運作實體層介面 m:億赫兹的速度傳遞資料時，乙太網路mii匯流 排傳遞速度為每秒7500萬位元。更進一步說，流量控制方 法中當異位傳輸模泛測試及運作實體層介面停止傳遞 RXCLAV (接收細胞許可）到113，這代表無任何異位傳輸 模細胞所構成的乙太網路框架被完全#遞。這將導致1〇33 的^乏狀恶。當此狀態時，1〇37將暫停rx_clk (25〇〇萬赫 兹），直到1 033具有該完整乙太網路框架的 遞到11 3。
4EZUNX0201TW-替換頁-〇8l5〇7ptc 弟16頁 本發明另一具體方案進一步提供一包括第一與第二轉換裝 置的具體方案。第一轉換裝置包含轉換單元1〇11，異位傳 ，杈=胞緩衝器1013，傳遞單元1〇15，及τχ—“〖流量控制 時=單兀1017。相同的，轉換單元1〇11被用於轉換乙太網 路貝料封包成為九位元組局部細胞資料場，每9位元組局 邛細胞貝料場包括一 8位元組的資料場及一相關信息位元 組。=附圖6該相關信息位元組引導出乙太網路匯流排中 相關貝料场的出現。異位傳輪模細胞緩衝器單元丨〇丨3被用 於合併一群的5多重9位元組封包、5位元組集管、及保留 的3位70、组為第一53位元組異位傳輸模細胞細胞，前述保 五、發明說明（12)
留的位元，用於傳送狀態及控制局部、遠端節點的額外管 理。傳遞早TC1015用於以異位傳輸模格式傳送53位元组里 位傳輸模細胞細胞。 ” 1292269 流量控制時脈單元1017為泛數位用戶線傳遞速度較慢而 低乙太網路傳遞速度。乙太網路MII TX_CLK時脈速度為 2500萬赫茲。以4位元（半拜寬）的TXDATA[3:〇]資料匯产 排而言，介面111的標稱速度執行在一億赫兹，異位傳輪1L 模泛測試及運作實體層介面匯流排執行丨25〇萬赫茲的時脈 速度，當異位傳輸模泛測試及運作實體層介面匯流排為8 位元時’ 11 3速度亦為每秒一億位元，此時脈速度方案 致了，衝器的管理簡化。更進一步，對流量控制而言、，當 轉換單元loii***信息半拜時，它會增加125%的信息間田 接費用（overhead )。故在附圖9(a)中在收到16半拜乙太 網路資料場後TX—CLK將暫停二個25 00萬赫兹時脈週期91。 廷導致乙太網路MI I匯流排及異位傳輸模泛測試及運作實 體層介面匯流排皆以12. 5%信息半拜間接費用執行一億赫 兹的速度，實際資料傳遞速度為每秒875〇萬位元。更進一 步說，流量控制方法中當異位傳輸模泛測試及運作實體層 介，停止傳遞TXCLAV (傳輸細胞許可）到介面113，即意曰 為前述之泛數位線細胞、異位傳輸模細胞未完全被傳遞“。 這會導致1013的緩衝器填滿狀態。當此狀態發生時，流量 控制時脈單元1017將暫停TX—cu 9 3 ( 25〇〇萬赫茲），直 到異位傳輸模細胞緩衝器單元1〇13具有至少一個被傳遞到 "面11 3的細胞緩衝器。既然此異位傳輸模細胞的集管場 在異位傳輸模論壇中僅有有限的用途’故僅僅被用於顯示 —1292269案號 921〇8〇4〇_年 96·|ΐ5 曰 铬 五、發明說明（13) 細胞資料之細胞信息位元組的集管的第一位元組擁有如附 圖6所描述的乙太網路資料場。 第二轉換裝置103也包括一接收單元1〇31，一轉換單元 1 033，一傳遞單元1 035，及一 RX-CLK流量控制時脈單元 1037。弟一轉換裝置的接收單元1〇31被用於檢測在異位傳 輸模單元集管場中的頭一位元組的細胞信息位元組，且僅 傳遞異位傳輸模細胞資訊到異位傳輸模細胞緩衝器。此細 胞資料由5多重9位元組資料場、一 5位元組集管、及3保留 位元組所組成。每一個9位元組資料場包括一 8位元組的資 料場及一相關信息位元組。轉換單元丨〇33被用於轉換異位 傳輸模細胞資料成為乙太網路資料封包。傳遞單元1〇35被 用於傳遞乙太網路封包格式的乙太網路資料封包。 具體方法中的流量控制時脈單元丨〇 3 7因泛數位用戶線接收 的較緩慢傳輸而減緩乙太網路的傳輸速度。乙太網路M n RX — CLK將執行速度2500萬赫兹。使用4位元（半拜寬）的 RXDATA[ 3 : 0]，介面311的標稱速度執行在每秒一億位元。 異位傳輸模泛測試及運作實體層介面匯流排將執行在丨2 5 〇 萬赫兹。使用8位元的異位傳輸模泛測試及運作實體層介 面匯流排時，11 3速度亦為每秒一億位元，此時脈速度方 案導致了緩衝器的管理簡化。更進一步對流量控制而言， 當轉換單元1 033分離信息半拜時，它會減低丨2· 5%的乙太 網路匯流排接收速度。故，RX—CLK在接受如附圖9(b)所示 的乙太網路資料場的1 6半拜後，其將暫停二2 5 〇 〇萬赫茲時 脈週J 9 5。其導致了當異位傳輸模泛測試及運作實體層介 面匯流排執行每秒一億位元時，乙太網路μ I I匯流排執行
每=875G萬纟το的速度。對流量控制收發途徑#方法更 當異位傳輸模泛測試及運作實體層介面匯流排 仔止輸迗RXCLAV (接受細胞許可）到丨丨3時，這代表了尚 沒有被異位傳輸模細胞所構成的完整乙太網路框架被接 受’這樣子會導致1〇33的緩衝器空乏狀態。當此狀態發生 時，1 037將進一步暫停RX-CLK ( 25 00萬赫茲），直到1〇33 有至少一細胞緩衝器97被傳遞到丨丨3。 ，了改善本發明中乙太網路與異位傳輸模介面間之橋接 器，當接收乙太網路之封包，本發明可以修剪乙太網路中 之前文字（preamble)及始定界符。本發明在異位傳輸模泛 測試及運作實體層介面上僅僅傳遞前述乙太網路封包之目 的位址、源位址、型場（type field)、酬載、及錯誤檢 查碼；更進一步而言，當接受由異位傳輸模泛測試及運作 實體層介面而來的細胞時，本發明在接收框架及傳遞至乙 太網路匯流排前添增前述之前文字（preamble)及一始定界 符。在假設乙太網路框架為其最短之64位元組時，將能改 善1 2 · 5 % ( 8 / 6 4 )之性能。 附圖1 0展示本發明由多重第一匯流排111耦合到異位傳輸 模泛測試及運作實體層介面的另一具體性方法。對映於異 位傳輸模泛測試及運作實體層介面丨1 3第一、二、三、四' 層的地址，本發明支援多達3 2多重通道，並進一步包括異 位傳輸模泛測試及運作實體層介面匯流排1 〇 〇的一個地址 決定單元，其為區隔為傳輸乙太網路資料封包之一適當第 一匯流排。 附圖11展示本發明由以單通道耦合到乙太網路匯流排介面
4EZLINX0201TW·替換頁-081507.pic """"第 19 頁 "' '一"一〜- 96.1292269 ------- 紐 Q9108040 年
修正 五、發明說明（15)
及異位傳輸模泛測試及運作實體層匯流排介面的一具體性 方法。具體性方法1 7 0中，該轉換器及橋接器被建構在一 單一晶片上。它包括了一乙太網路橋接器1701及一乙太網 路實體層裝置1702。乙太網路橋接器1701其用為具有内建 乙太網路媒體存取控制器的雙埠乙太網路交換器並連接乙 太網路局部網特別是當為泛數位信號線中的較慢速度而發 生的流量控制狀態發生時，乙太網路實體層裝置17〇2提供 至連接到為標準乙太網路在佈線合宜（appropriate)上 的標準乙太網路節點的一個實體層介面。乙太網路轉換裝 置10 73被用於提供轉換電路及在連接器17〇4與乙太網路實 體層裝置1 7 0 2間輕合信號。
具體性方法1 7 0也包括一異位傳輸模泛測試及運作實體層 介面匯流排主（master)17〇5，一泛數位用戶線實體17〇6和 一異位傳輸模泛測試及運作實體層介面匯流排從屬緩衝器 1 709。異位傳輸模泛測試及運作實體層介面匯流排主 (mas t er ) 1 705負責啟發（initiate)並控制來自（fr〇m)以及 到（to)異位傳輸模泛測試及運作實體層介面匯流排從屬緩 衝器1 70 9、泛數位用戶線實體17〇6和一乙太網路橋接器 1701的資料轉換。泛數位用戶線實體層裝置17〇6提供一個 至一為標準泛數位用戶線的一在佈線合宜（appr〇priate) 上的標準乙太網路節點的實體層介面。 異位傳，模泛測試及運作實體層介面匯流排從屬緩衝器 1 709負責自於原有的異位傳輸模泛測試及運作實體層介面 匯流排接收資料。異位傳輸模泛測試及運作實體層介面匯 流排從屬緩衝器能用於現存的異傳輸模傳
曰 修正 192269銳_8_ ,9,,15 五、發明說明（16) 料流在異位傳輸模泛測試及運作實體層介面間傳 八猎由異位傳輸模泛測試及運作實體層介面匯流排緩衝。。 的異位傳輸模之異位傳輸模泛測試及運： 只體層介面匯流排。異位傳輸模泛測試及運作實體声入= 匯流排主(master) i 705掌控原有的異位傳輸模之異：“ ΐίΪΪΪΐΠ體層匯流排及被轉換的異位傳輸模泛測 j及運作實體層介面匯流排。異位傳輸模泛測試及 」 體層介面匯流排主CmastermO5傳遞原 只 胞並轉換乙太網路封包至異位傳輸模泛測試及運;^^田 介面匯流排。泛數位用戶線轉換裝置17〇7被用於提二^ ^路，有在連接器與及泛數位用戶線實體層⑽間麵 合信息。除此之外，該具體方法亦包括為維持異位傳^ 泛測試及運作實體層介面匯流排主（master)〗7〇5匯流排= 態與命令的一種處理器171〇如常見之"8〇51"處理器 隨機處理記憶體（SRAM ) 1711。 ^ 靜〜、 附圖1 2展示本發明耦合多通道乙太網路匯流排介面及異位 傳輸模泛測試及運作實體層介面的具體性方法。例如了八 通道的具體方法。在方法丨80中，在一單晶片上的轉換器 與橋接器被八通道所構築。它包括了一個八通道18〇1的乙 太網路橋接器。方法180中亦包括了一異位傳輸模泛測試 及運作實體層介面匯流排主（master)18〇5、一泛數位用戶 線實體層1 806其被八通道異位傳輸模細胞緩衝器多工化。 異位傳輸模泛測試及運作實體層介面匯流排主（mw hr) =〇5負責起始及控制來自（fr〇m)與去（t〇)異位傳輪模泛測 試及運作實體層介面匯流排從屬緩衝器1 80 9、泛數位用戶 4EZLINX0201TW-替換頁-081507. ptc 第21頁 1292269 修正 案號 92108040 么 96· §· 15 五、發明說明（17) 線實體層1 806和一乙太網路橋接器18〇1的資料轉換。泛數 位用戶線實體層裝置1 806提供一個至一為標準泛數位信號 線的一在佈線合宜（appropriate)上的數位號線u 節點的實體層介面。 深 異位傳輸模泛測試及運作實體層介面匯流排從屬缓衝器 =09用於自原有的異位傳輸模之異位傳輸模泛測試及運作 只體層；I面匯流排接收資料。異位傳輸模泛測試及運作 Ϊ面匯流排從屬緩衝器1 809能運用於現存的異位傳輸 2 ^ 。本發明谷許資料流在異位傳輸模泛測試及運作實 入層”面間傳4 ’其藉由異位傳輸模泛測試及運作實體声 二ίί排從屬緩衝器1 809搞合到原有的異位傳輸模“ Ή 二：層介面匯流排。異位傳輸模泛 ϋ二運作κ體層”面匯流排主（master ) 18〇5掌控該原 異位傳輸模及異位傳輸模泛測試及之面 ===起初的異^ 、 〃傳輸模及異位傳輸模泛測試及運作>入@ 匯泛數位用戶線轉換裝置18〇7被用 : 實體層 試及運作實體層介面匯流排主c異位傳輸模泛測 的一處理器181。及靜Uiiimr)18°5狀態與命令 ,.如， 靜先、化機處理記憶體1 811。因#用+雔 向夕工杈式故無需乙太網路封包緩衝器。 又 第22頁 4EZLINX0201TW-替換頁·〇8丨 5〇7 pt( 1292269
附圖13展示乙太網路到異位傳輸模泛測試及運作實體層介 面及超高速數位用戶線（VDSL)設計的方塊圖，它使;了 現成的元件來轉換乙太網路封包成為局部細胞資料場。乙 太網路到此設計的異位傳輪模泛測試及運作實體層介面及 超高速數位用戶線（VDSL)被用以構建一系統單;曰片1整 合現場可程式閘陣列（FPGA ) 220、MAC 210、及中央微J 理益（0?11 ) 224的系統單晶片（3〇(：)。供乙太網路2〇5的 變壓器為由YCL生產之PH162479。乙太網路雙埠交換器包 括媒體存取控制210為ATAN生產之ATAN8992 °MII -異位傳 輸模泛測試及運作實體層介面匯流排間之橋接器寫入現場 可程式閘陣列即FPGA220為Lattice半導體生產之Lattice
lspMACH4系列。二先進先出（FIFO) 225為IDT生產之IDT 7200。超高速數位用戶線資料流體泵“ο (Data
Pump)為英飛凌科技生產之infine〇n vdsl 。 超高速數位用戶線資料類比前端240 (anai〇g front end)為英飛凌科技生產之infine〇n VDSL PEF-2281 1。超 高速數位用戶線線驅動器250 (line driver)為英飛凌科 技生產之Infineon VDSL PEF-22810。超高速數位用戶線 變壓器 26 0 為 APC-771 1 2/771 1 0。 附圖1 4展示另一個使用了現成的元件構成的乙太網路到異 位傳輸模泛測試及運作實體層介面/超高速數位用戶線 (VDSL )設計的方塊圖。附圖13、附圖14的差異在於乙太 網路到異位傳輸模泛測試及運作實體層介面及超高速數位 用戶線（VDSL )設計中，附圖1 4設計使用了三個先進先出 來轉變乙太網路封包至9位元組局部資料場而處理更多的
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案號 92108040 五、發明說明（19) 資料傳遞 附圖15展示本發明另一具體化方法。此具體化方法，其更 ，一步包括一種萬用串列匯流排（USB )到乙太網路橋接 器9其連接乙太網路ΜΙ ϊ匯流排到萬用串列匯流排丨.ι/2. 〇 109。因此，本發明可用於如一種萬用串列匯流排與異位 ，輸，泛測試及運作實體層介面間的電路轉換器及橋接 器。萬用串列匯流排到乙太網路橋接器9可使用現成的元 件如上元科技生產之ADM 8511。 以上敘述原貌的具體性方法僅供熟識該項技藝者了解，並 不以任何方式限制本發明的範圍、應用性、或外形。更精 確的說’以上敘述僅供完成本發明的多種具體化方法的簡 易實例。例如’不同的變更可以在本發明的具體化方法中 的設計和元件安排被執行而不背離本發明中的申請專利範 圍0 元件符號表（圖式元件符號說明） 編號 圖中編號譯文 9 橋接器 10 橋接器/轉換器 11 乙太網路匯流排介面
13 異位傳輸模泛測試及運作實體層匯流排介面 21 框架間隔 23 前文字串 24 始框架定界符 2 5 目的地址 27 源地址
4EZLINX0201TW-替換頁·081507 ρα 第24頁 -1292269 案號92108040_年96·|15日 修正_ 五、發明說明（20) 2 9 型場 31 酬載資料 33 錯誤檢查碼 41 通用流量控制資訊 43 虛擬路徑定位元 45 虛擬通道定位元 47 酬載型 49 細胞損失優先權 51 集管錯誤檢查
73 泛數位用戶線 75 數據機 77 交換器 83，93 傳遞時脈 85，91，95 時脈週期 87， 97 細胞緩衝器 1 0 0，11 3異位傳輸模泛測試及運作實體層介面匯流排 101 第一轉換裝置 103 第二轉換裝置
109 萬用串列匯流排USB 1. 1/2. 0 111 乙太網路匯流排/介面 205 乙太網路 210 乙太網路交換器/媒體存取控制 220 轉換器/ 整合現場可程式閘陣列 224 中央微處理器 225 先進先出
4EZLINX0201TW-替換頁-081507. ptc 第25頁 1292269 案號 92108040
曰 修正 五、發明說明（21) 230 資料流體泵 240 資料類比前端 2 5 0 線驅動器 260 轉換器 311 介面 751 數位用戶線存取多工器 753 網路協定選路器 1011 轉換單元 1013 異位傳輸模細胞緩衝器單元 1015 傳遞單元 1017 流量控制時脈單元 1031 接收單元 1 033 轉換單元 1 035 傳遞單元 1 037 流量控制時脈單元 1 073 轉換裝置 1701 乙太網路橋接器 1 702 乙太網路實體層裝置 1 703 乙太網路轉換裝置 1 704 連接器 1 70 5, 1 80 5 異位傳輸模泛測試及運作實體層介面匯流排主 1 706 實體層 1 707 轉換裝置 1 708, 1 808連接器 1 70 9, 1 80 9緩衝器
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4EZLINX0201TW-替換頁-081507. ptc 第27頁 曰 修正- 圖式簡單說明 附圖1 附圖2 附圖3 附圖4 附圖5 信號< 附圖6 乙太網路封包架構。 異位傳輸模細胞架構。 泛數位用戶線服務傳遞架構 ‘本發明的具體性方法 乙太網路介質存取控制實體層匯流排介面標準及 雜a人乙太網路框架轉移到異位傳輪模泛測試及運作實 體層介面（異位傳輸模）細胞的概略。 =7、異位傳輸模泛測試及運作實體層介面（異位傳輪 杈）、、、田胞轉移到乙太網路框架的概略。
=，8 ( a ) 、8 ( b ) 、TX—CLK流量控制傳遞途徑及Rx —CLK 流1控制接收途徑的方法。 一 9(a) 、9(b) 、ΤΧ—CLK 流量控制傳遞途徑 ARX—CLK ^1控制接收途徑的另一實例。 附圖1 0、本發明以多通道異位傳輸模泛測試及運作實體層 介面到MII介面的具體性方法。 附圖11、本發明以單通道耦合到乙太網路匯流排介面及異 位傳輸模泛測試及運作實體層介面的具體性方法。 附圖1 2、本發明以多通道耦合到乙太網路匯流排介面及異 位傳輸模泛測試及運作實體層介面的具體性方法。 附圖1 3、乙太網路到異位傳輸模泛測試及運作實體層介面 及超高速數位用戶線（VDSL )設計的方塊圖。 曰 附圖14、乙太網路到異位傳輸模泛測試及運作實體層介面 及超咼速數位用戶線（VDSL )其使用現有元件而設計的另 4EZLINX0201TW-替換頁·〇81507. p t c 第28頁 κ 1292269 案號 92108040_年 96·|ΐ5 曰 修正_ 圖式簡單說明 一方塊圖。 附圖1 5、本發明延伸到乙太網路匯流排到萬用串列匯流排 其使用現有元件而設計的另一具體性方法。
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Claims (1)

  1. 申請專利範圍 1. 一種分別經由一第一匯流排、一第二匯流排被耦合 乙太網路匯流排介面及一異位傳輸模介面的單通道及J: 道轉換器及橋接器，其包括： 、 第：轉換裝置’其用於接收、轉換第一匯流排上的 =路貧料封包成為第二匯流排上的53位元組異位傳輸模細 胞； 、 轉t裝置’其用於接收、轉換第二匯流排上的53位 =、、且異位傳輸模細胞成為第一匯流排上的乙太網路資料封 =础其中丽述之轉換器、橋接器、或轉換裝置 積體電路（ASIC)。 2. 如申請專利範圍第丨項中的轉換器及橋接器，其中該乙 =路匯流排介面由GPSI，Μπ，RMn，smh，㈣"，I SMI I，TBI及其他乙太網路介面中被選擇。 面第一、二 4:ΪΠ專利範圍第1或第2項中的；換器及橋接器，經由 二流排組：進一步被輕合至乙太網路匯流排介 乂包括在第二匯流排上的一地址決定單元，其 ;^ 第一匯流排用以傳遞、接收乙太網路資料封包，亦 流排在異位傳輸模泛測試及運作實體層介 面匯、：排”面弟一、二、三、四層匯流排中被選擇。 5.如申請專利範圍第！或第2項中的轉換器及橋接写 三、四層之群組中被選擇 3. :申請專利範圍W或第2項中的轉換器及橋接器… =一匯流排在異位傳輸模泛測試及運作冑體層匯流排介
    」多正 1292269 曰 ------塞1 戒 921f)SfMf) 六、申請專利範圍 該第一轉換裝置更包括-二第一轉換單元，其被用於轉換第一乙太網 為第一4半拜資料場，每第一4半拜資料場包括二二封包成 拜資料場及一第一相關信息半拜； 苐一3半 一異位傳輪模細胞緩衝器單元，其用於合併〜 一4半拜細胞資料場的第一群組，與一第一5位-夕重的第 為=第一 53位元組異位傳輸模細胞；該集管^組集管成 用資料場其為傳輸狀態及控制局部、遠 丄一未使 料區域的帶外管理；及 通鳊^的一未使用資 1第:轉遞單元，其為傳遞以異位傳輸模細胞形式的 立兀組異位傳輸模細胞，而其中該第二轉換裝置更包 接=單元其接收複數個的異位傳輸模細胞資料，每4 異位傳输模細胞具有一群組的24重的4半拜資料場，每資 料場包括-3半拜資料場及一相關信息半拜，肖一第二5、 元組集管相結合； ’ 第一轉換單元，其轉換該異位傳輪模細胞資料到一第二 乙太網路資料封包；
    第一傳遞單7C，其傳遞乙太網路封包格式的第二乙太约 路資料。 ^如申ΐ專利範圍第5項中的轉換器及橋接器，其中該第 一轉換:70包括一為減緩乙太網路傳遞速度的第一流量時 脈控制單7G，而該第二轉換單元包括—為減缓乙太網路接 收速度的第二流量時脈控制單元。
    器及橋接器，其中 7·如申請專利範圍第1或第2項中的轉換 該第一轉換裝置更包括： :9第位一元轉:ΛΓ ’其被用於轉換乙太網路資料封包成為驾 元^广料二場’每第一9位元組資料場包括-第-8位 70、、且貝枓场及一第一相關信息半拜；
    一異位傳輸模細胞緩衝器單元，其用於合併一群組的5多 重的第一9位元組細胞資料場，其連同一第一5位元 ,3保留位元組成為一第一53位元組異位傳輸模細胞/該3 保留位το組，其被用於未使用資料場其為傳輸狀態及控制 局部、运端點的一未使用資料區域的帶外管理·，及 一第一轉遞單元，其為傳遞以異位傳輸模細胞形式的第一 53位元組異位傳輸模細胞，及其中該第二轉換裝置更包 括： 一第=接收單元，其接收一複數個的異位傳輸模細胞資 料，每個異位傳輸模細胞具有一群組的5多重的第二9位元 組資料場，每一個第二9位元組細胞資料場包括一第二8位 元組資料場及一第二相關信息位元組，與一第二5位元組 的集管及3保留位元組相結合；及
    一弟一轉換單元’其轉換該異位傳輸模細胞資料成為一第 二乙太網路資料封包；及 一第二傳遞單元，其傳遞乙太網路資料格式的第二乙太網 路資料封包。 ' 8·如申請專利範圍第7項中的轉換器及橋接器，其中該第 一轉換單元包括一第一流量時脈控制單元，其用於減緩乙
    六、申請專利範圍 太網路傳遞速度，及該第二控制時脈單元包括一第二流量 脈控制單元，其用於減緩乙太網路接收速度。 9·如申請專利範圍第1或第2項中的轉換器及橋接器，其中 每一個乙太網路資料封包包括··一前文字（preamble)、一 始定界符、一目的位址、一源位址、一型場（type field)、一酬載、及一錯誤檢查碼； 該第一轉換裝置更修剪了該乙太網路資料封包的前文字及 始定界符並傳遞該目的位址、該源位址、該型場、該酬 載、該錯誤檢查碼至該異位傳輸模泛測試及運作實體層匯 流排介面； 該第二轉換裝置，在傳遞到該乙太網路匯流排介面之前， 資料集管前更增加一前文字和一始定界符。 10·如申請專利範圍第1或第2項中的轉換器及橋接器，更 包括一額外的異位傳輸模泛測試及運作實體層介面從屬緩 衝器，其連接到既有的異位傳輸模泛測試及運作實體層介 面匯流排並經由一第二匯流排及一第三匯流排耦合該显位 傳輸模泛測試及運作實體層匯流排介面及一第二異位傳 模泛測試及運作實體層匯流排介面。 & 11·如申請專利範圍第1項中的轉換器及橋接器，更包括了 一萬用串列匯流排到乙太網路橋接器被耦合到上述的 匯流排及一萬用串列匯流排介面。 一 1 2 · —種接收、轉換第一匯流排上的乙太網路封包成為 二匯流排上的53位元組異位傳輸模細胞且不需由乙太”''網 或網路協定中取出（unpacking)異位傳輸模細胞的方法，
    4EZLINX0201TW-替換頁-081507. ptc 第33頁 96.115
    案號 92108fun 六、申請專利範圍 其包括： ，收、轉換乙太網路資料封包成 半拜資料場包括一3半拜資料場及牛2貝枓场，母個4 入板上 干幵貝村％及一相關信息半拜； 二1 -群組的2 4多重的4半拜資料場及5位 —53位元組異位傳輸模細胞；及 ” b成為 =異位傳輸模細胞格式傳遞該群組的2 4多重的 琢从及5位元組集管。 爷貝料 一種接收、轉換第一匯流排上的乙太網路 :匯逾排上的5 3位元組異位傳輸模細胞且不 成為第 協定中取出(unpacking)異位傳輸模細胞的方太:路 J收、轉換乙太網路資料封包成為9位元組 > 位兀組資料場包括一8位 關j ^母個9 組； 貝T寸穷汉相關信息位元 =并:群組的5多重9位元組資料場及5位元組 留位兀成為一53位元組異位傳輸模細胞丨及” &及3保 =異位傳輸模細胞格式傳遞5個9多重 位兀組的集管及3保留位元組。 几、、且貝枓場及5 14.種接收、轉換且不需包裝（packing)第_ m& 53位元組異位傳輸模細胞成為第-匯流排上的 包的方法，其包括： F上的乙太網路封 接^ 一群組的24重4半拜封包，每個4半拜封 拜資料封包及一相關作自半 一 3半 併； 《乜心半拜，與5位兀組的集管合
    組Γ4重4半拜封包，每個4半拜封包包括該3半 拜負料％及其相關信息半拜； 轉換每個4半拜封包成為一乙太網路資料封包；及 以乙太網路資料封包格式傳遞該乙太網路資料封包。 H =用於接收、轉換且不需包裝（PaGking)第二匯流 位元組異位傳輸模細胞成為第—匯流排上的乙太 網路封包的方法，其包括： J收一群組的5多重的9位元組封包，每個9位元組封包包 沾隹8严元組貝料封包及-相關信息位元組’與- 5位元組 的集管及3保留位元組合併； 轉換—此群組5多重的9位元組封包及5位元組的集f成為5個 y位兀組封包； 轉換每個9位元組封包成為乙太網路資料封包；及 以乙太網路封包格式傳遞乙太網路資料封包。 =· 一種藉由以啟用與關閉TX—CLK的策略由（from)*** 二、子取控制（MAC )傳輸緩衝器而來的資料流的方法，該 運：3 ί 2用戶、線、異位傳輸模、異位傳輸模泛測試及 1作二體層”面的緩慢傳輸而減緩乙太網路的傳輸速度。 •一種藉由以啟用與關閉RX—CLK的策略至（t〇)控制 =控制（MAC )傳輸緩衝器❸資料流的方法，該方法依 a位用戶線、異位傳輸模、異位傳輸模泛測試及運作實 一曰；I面的緩慢傳輸而減緩乙太網路的傳輸速度。 8·如申凊專利範圍第12至丨了項中任一項的方法，該方法 之技術特徵為運用特定應用積體電路（ASIC)做即時的
    1292269 案號 92108040 年96·Ι15曰 修正 六、申請專利範圍 (Real Time)乙太網路封包與異位傳輸模細胞之轉變 ill· 4EZLINX0201TW-替換頁-081507. ptc 第36頁
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