TWI406133B - 資料處理設備及資料傳送方法 - Google Patents

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Description

資料處理設備及資料傳送方法
本發明係以2007年7月26日提出申請之日本專利申請案第2007-194028號為優先權案基礎，在此以參考資料方式併入其揭示內容。
本發明係有關於一種複製與所需相同之資料之處理設備、及用於複製所接收的資料、及傳送複製資料的資料傳送方法，尤有關於適於廣播或是多播該資料的資料處理設備、及資料傳送方法。
乙太網(註冊商標)之資料通信速度(或是資料傳送速度)一年比一年改善，且其主流是從100Mbps(每秒一百萬位元)移到1Gbps(每秒十億位元)。吾人需要路由器將發送處理加速到前所未有之速度。符合此種需求之一種方法是增加CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)用之時脈頻率，該CPU係用以執行路由器中之控制及資料處理。當時脈頻率增加時，CPU之每單位時間處理容量就可改善，因此，可改善發送處理之容量。
然而，當使用高時脈頻率之CPU操作時，包含CPU之設備成本就會增加。此外，設備的功率消耗增大。除了上述之路由器之外，還有例如多播通信設備，可複製所需之特定資料、及製造複數組資料。通常，資料處理設備(例如多播通信設備或是路由器)係用於使用者之場所。因此，此種設備必須是低價格且消耗低功率。因此，既然不能只在資料處理設備中增加CPU時脈頻率，則需其他不仰賴於增加時脈頻率之改善處理容量之對策。
日本專利申請案公開公報第2005-033296號揭示多播通信設備，其利用到CPU來複製使用者資料、並藉由加上包含多播目的地之分別埠數目的標頭部分至各個使用者資料來實施通信。
本發明之一例示性目標是提供一種資料處理設備，其可在廣播或是多播特定資料時複製必須資料而不會加重CPU負擔。此外，本發明之另一目標是提供一種資料傳送方法，其可複製所需之接收資料、並傳送複製資料而不會加重CPU負擔。
根據本發明之一例示性實施態樣之資料處理設備，其包含暫時儲存循序接收的資料之接收FIFO記憶體；緩衝器管理單元，從儲存於該接收FIFO記憶體中讀出所接收之資料、區別複數之相同資料是否為傳送該接收資料時所必須、及當複數之相同資料為必須時，搜尋各不相同之複數之緩衝記憶體區；及DMA(Direct Memory Access，直接記憶體存取)控制電路，將從接收FIFO記憶體讀出之接收資料寫入至由緩衝器管理單元指定之各緩衝記憶體區。
根據本發明之一例示性實施態樣之資料傳送方法包含：區別複數之相同資料是否為以不同傳送資料格式傳送所接收資料時所必須；當複數之相同資料為以不同傳送資料格式傳送所接收資料必須時，指定用於儲存所接收資料之相同資料於各不相同之儲存位址；實施DMA傳送，以寫入該接收資料於該每一儲存位址；將每一儲存於該儲存位址之該接收資料格式化，而形成不同的傳送資料格式，以產生傳送資料；及發送具有該不同傳送資料格式之傳送資料。
根據本發明，因為藉由實施資料之DMA傳送至複數之資料儲存位址便可在每一資料儲存位址得到資料的備份，所以CPU並不涉及處理。因此，CPU之處理容量可用於其他處理，且可改善資料處理之效能。
以下將根據圖式來詳細解釋本發明之一例示性實施例。
圖1為顯示根據本發明之例示性實施例之通信系統之系統構造圖。在資料處理系統100中，具有複製接收資料之功能的路由器101連接於透過無線LAN(Local Area Network，近端區域網路)介面111實施通信之無線端子102、透過有線LAN介面112實施通信之第一有線端子1031 到第四有線端子1034 、及透過WAN(Wide Area Network，廣域網路)介面113連接於網路114(例如Internet)，WAN介面113係由電話線或是專用線路構成。
圖2為顯示本發明之例示性實施例之路由器101之構造之方塊構成圖。
路由器101包含控制路由器之各部分的CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)121。CPU121連接於儲存其控制程式之非揮發式快閃ROM(flash Read Only Memory，快閃唯讀記憶體)122、及儲存不同資料(例如工作資料及通信資料)之RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)123。儲存於快閃ROM 122之各個程式均被讀出並適當地儲存於RAM 123中。CPU 121亦連接於無線單元124及有線LAN控制器125。CPU 121及無線單元124係藉由例如PCI(Peripheral Components Interconnect，週邊元件連接)匯流排而連接。
無線單元124是利用IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers，電機電子工程師協會)802.11之規格實施與無線端子102無線通訊之設備。有線LAN控制器125是用於乙太網(註冊商標)之控制器。有線LAN控制器125透過MII(Media Independent Interface，與媒體無關之介面)126、及MDIO(Management Data Input/Output，管理資料輸入/輸出)127連接於L2(layer 2，第2層)開關128之控制側。MII 126是與MAC(Media Access Control，媒體存取控制)層及實體層之介面，且MDIO 127是由乙太網(註冊商標)協定定義之匯流排構造。有線LAN控制器125透過MII 131及MDIO 132連接於乙太網PHY(Fast Ethernet，高速乙太網(註冊商標)實體層收發器)之控制側133。乙太網PHY藉由乙太網(註冊商標)連接於網路114。
L2開關128根據獲知的MAC位址切換封包之目的地。L2開關128包含第一埠P1 到第四埠P4 。第一埠P1 透過第一連接器135及有線LAN介面112連接於第一有線端子1031 。第二埠P2 透過第二連接器136及有線LAN介面112連接於第二有線端子1032 。第三埠P3透過第三連接器137及有線LAN介面112連接於第三有線端子1033 。第四埠P4 透過第四連接器138及有線LAN介面112連接於第四有線端子1034 。乙太網PHY 133透過第五連接器139及WAN介面113連接於網路114。
以下描述路由器101在如上述構成之資料處理系統100中實施之發送處理。舉例而言，路由器101發送藉由WAN介面113接收之資料至無線LAN(Local Area Network，近端區域網路)介面111及有線LAN介面112。
圖3為顯示資料從WAN傳送到LAN之處理之圖。藉由路由器101從WAN介面113透過第五連接器139接收的資料先抵達乙太網PHY 133，如箭頭151所示。之後，資料透過MII 131抵達有線LAN控制器125。有線LAN控制器125包含DMA(Direct Memory Access，直接記憶體存取)電路(未顯示)，且接收資料係透過DMA電路儲存於RAM 123中。亦即，接收資料可不受CPU之控制就被儲存於RAM 123中。之後，有關儲存於RAM 123中之資料的資訊被寫入稱為接收符號的區域中。將被寫入接收符號中的資訊包含有關資料接收狀態之資訊(表示路由器101中之資料接收是否完成的資訊)、儲存接收資料之接收資料緩衝器之位址、及接收資料之長度。接收符號係於RAM 123之中的區域構成、或是作為有線LAN控制器125之暫存器群組(未顯示)。又，可以一起使用RAM 123之中的區域及有線LAN控制器125之暫存器群組。
圖4為顯示接收符號及接收資料緩衝器之間之關係之解釋圖。接收符號161包含第一元件區域1621 到第n元件區域162n 。更進一步，「n」值是等於或大於2的整數。在各個元件區域中，儲存有關所欲接收資料之資訊。換而言之，儲存表示接收是否完成的接收狀態163、表示用於接收資料之緩衝器區域之起始位址之接收資料緩衝器位址164、及表示緩衝器區域大小之接收資料長度165。在圖4所示之範例中，第一元件區域1621 到第n-1元件區域162n-1 分別包含接收資料之資訊。在各個元件區域中表示的接收狀態是「接收完成」。在第n元件區域162n 中，接收狀態是「尚未接收」，且尚未儲存接收資料之資訊(空白)。
由接收資料緩衝器位址164所確定之第一接收資料緩衝器1671 到第n-1接收資料緩衝器167n-1 、及接收資料長度165係分配於RAM 123中(圖2)，且該各別之接收資料係儲存於其中。在圖4所示之範例中，既然第n個接收資料緩衝器167n 的接收狀態163是「尚未接收」，對應的接收資料便不存在，故第n個接收資料緩衝器167n 尚未分配於RAM 123中。
儲存於第一接收資料緩衝器1671 到第n-1接收資料緩衝器167n-1 中之分別的接收資料係藉由CPU 121發送(圖2)。明確而言，例如，接收資料之協定標頭，例如MAC位址、VLAN標籤、IP、及TCP/UDP與儲存在發送表格中之值作比較，並決定各者之目的地。
舉例而言，當藉由路由器101接收之資料之目的地是有線LAN介面112時(圖2)，CPU 121把接收資料轉換成適用於LAN資料的格式而欲傳送至有線LAN介面112。藉由CPU 121把轉換的LAN資料寫入預定的傳送緩衝器中。於此，欲傳送至有線LAN介面112之資料係藉由符合IEEE802.11規格之封包而傳送。
圖5為顯示傳送符號及傳送緩衝器之間關係之解釋圖。傳送符號171包含第一元件區域1721 到第n元件區域172n 。在各個元件區域中，儲存有關對應於各個元件區域之所欲傳送資料之資訊。換而言之，儲存表示是否允許傳送之傳送狀態173、表示用於傳送資料之緩衝區域之起始位址之傳送緩衝器位址174、及表示緩衝器區域大小之傳送資料長度175。在圖5所示之範例中，至少第一元件區域1721 及第二元件區域1722 分別包含傳送資料之資訊。在各個元件區域中表示之傳送狀態是「允許傳送」。對於至少第n-1元件區域172n-1 及第n元件區域172n 而言，傳送狀態是「尚未允許傳送」，且未儲存傳送資料之資訊(空白)。
在圖5所示之範例中，由傳送緩衝器位址174所確定之至少第一及第二傳送緩衝器1771 及1772 及傳送資料長度175被分配於RAM 123中(圖2)，且分別的傳送資料係儲存於其中。在圖5所示之範例中，第n-1及第n元件區域之各個之傳送狀態173是「尚未允許傳送」。因此，對應的傳送資料並不存在，且對應的傳送緩衝器並未分配於RAM 123中。
有線LAN控制器125(圖2)確認傳送符號171、並判斷傳送狀態173之狀態是否為「允許傳送」。當傳送狀態是「允許傳送」時，根據元件區域172x (「X」是從1到n個相關任意整數)之傳送緩衝器位址174及傳送資料長度175從第X個傳送緩衝器177x 讀出對應的傳送資料。如圖3之箭頭152所示，傳送資料係傳送至有線LAN介面112。
相比之下，由於CPU 121實施之發送處理，若儲存於RAM 123中之接收資料之目的地為無線LAN介面111，則直接從CPU 121傳送接收資料，如圖3之箭頭153所示。CPU 121為了要傳送接收資料至無線LAN介面111而把接收資料轉換成無線LAN之資料格式。用於無線LAN之已轉換資料被傳送至無線單元124。於此，用於無線LAN之資料藉由使用符合乙太網(註冊商標)DIXII規格、或是IEEE 802.3規格之封包被傳送到無線LAN介面111。
順帶一提，當路由器101從WAN介面113接收具有單一目的地位址之單播資料時，單播資料僅傳送至單一目的地。因此，在此情況中，單播資料被格式化成對應於無線LAN介面111或是有線LAN介面112此兩目的地其中之一之資料格式，然後傳送被格式化的資料。
相比之下，路由器101可從WAN介面113接收廣播資料、或是具有複數之目的地位址之多播資料。例如使用IP多播而自內容伺服器(未顯示)將資料傳送在網路114中便是一例。當接收廣播資料或多播資料時，接收資料必須根據複數之目的地位址而同時被傳送到無線LAN介面111及有線LAN介面112。
當資料被同時傳送至無線LAN介面111及有線LAN介面112時，必須從一種接收資料產生兩種不同的資料協定。
因此，在先前技術之路由器中，CPU必須在實施轉換處理之前複製接收資料，之後實施分別資料之轉換，然後實施發送處理。為了要清楚了解本發明，首先，以比較的目的來描述先前技術之路由器。
圖11為顯示在先前技術之路由器中，將資料傳送至之無線LAN及有線LAN之原理解釋圖。圖12為顯示先前技術之路由器實施之接收資料之處理之順序圖。圖11所示之接收資料182是由實施接收處理181之先前技術之路由器接收之資料，且資料係儲存於第一緩衝器183中。接收資料182之儲存區域可由查對寫在接收符號161之接收資料緩衝器位址164及接收資料長度165而決定，如圖4所述。為了要產生傳送至無線LAN之資料，CPU實施接收資料182之複製處理184，以得到複製資料185。複製資料185係儲存於第二緩衝器186中。
另一方面，參照圖12，接收資料係由有線LAN控制器接收(步驟1201)，並儲存於RAM之接收資料緩衝器中(步驟1202)。在圖12中，儲存接收資料緩衝器之資訊之接收符號亦設置於RAM中。
在圖11中，為了要傳送儲存於第一緩衝器183中之接收資料182至有線LAN介面112，CPU實施轉換處理188以轉換接收資料182、並產生LAN傳送資料189。為了傳送已被產生之LAN傳送資料189，在傳送符號171中設定有關已產生資料(LAN傳送資料189)之資訊。此時，第一緩衝器183中之LAN傳送資料189之儲存位置係由寫在傳送符號171中之傳送緩衝器位址174、及傳送資料長度175定出。然後，儲存於第一緩衝器183中之LAN傳送資料189藉由有線LAN控制器之傳送處理191被傳送至有線LAN介面112。
在圖12中，發送處理係由CPU根據儲存於RAM中之接收資料緩衝器中所接收資料之目的地位址而實施(步驟1203)，且將被傳送至有線LAN介面112之LAN傳送資料係藉由轉換處理產生(步驟1204)。已產生之LAN傳送資料係儲存於傳送緩衝器中，且在傳送符號中設定與其相關之資訊。傳送緩衝器及傳送符號係儲存於RAM中(步驟1205)。儲存於RAM中之LAN傳送資料係藉由有線LAN控制器利用查對傳送符號實施之傳送處理傳送至有線LAN介面(步驟1206)。由步驟1203已完成之發送處理結果來看，，CPU可識別出該接收資料亦需被傳送至無線LAN介面，然後，CPU實施用以複製儲存於接收資料緩衝器中之接收資料之複製處理(步驟1207)，並儲存複製資料於設置於RAM中之複製資料緩衝器(步驟1208)。
在圖11中，CPU依據第二緩衝器186中之複製資料185實施用於無線LAN之轉換處理192、並產生無線傳送資料193。轉換處理192之後的無線傳送資料193藉由CPU實施之傳送處理194傳送至無線單元。
在圖12中，CPU為儲存於複製資料緩衝器中之接收資料進行轉換處理(步驟1209)，以轉換接收資料成為無線傳送資料(步驟1210)、並從無線單元傳送無線傳送資料至無線LAN介面(步驟1211)。
換而言之，在先前技術中，如圖11所示，複製處理184、用於產生有線LAN資料之轉換處理188、用於產生無線LAN資料之轉換處理192、及用於傳送資料至無線單元之傳送處理194均是在CPU中實施。
然而，複製處理184消耗大量的CPU功率，且較高的功率消耗造成先前技術中的路由器之處理容量減少。因此，例示性實施例中之路由器並不實施圖11所述之複製處理184(圖12中之步驟1207)、而避免CPU之處理容量減少。
以下將參照圖6到10來詳細描述例示性實施例之路由器101。
圖6為顯示由例示性實施例之路由器實施之接收資料之處理原理的解釋圖。圖7為本發明之例示性實施例之接收符號之構造之解釋圖。
圖6所示之接收資料201是路由器101透過WAN介面113及第五連接器139從網路114得到的資料(亦參見圖3)。接收資料201係儲存於有限LAN控制器125之接收FIFO(First-In First-Out，先進先出)記憶體202中。接收FIFO記憶體202為了要接收而儲存接收資料201，且所儲存之資料以儲存的順序被循序讀出。從接收FIFO記憶體202輸出之接收資料203進入比較器204。接收資料203之標頭資訊係由比較器204利用設定表格205中之各個設定值進行連續比較。設定表格205預先儲存用於比較之設定值，例如MAC標頭、IP標頭、及TCP/UDP標頭。設定表格205包含從第一設定值到第m設定值之m個元件。
在有線LAN控制器125中另設置一對應於設定表格205之參數表格207。參數表格207預先儲存對應於設定值之參數，設定值包含了第一設定值到第m設定值，且在參數表格207中，相同編號之參數對應於設定表格205中相同編號之設定值。各個參數包含有關接收資料之優先順序設定之優先順序資訊、及表示資料是否應該傳送至無線單元124之無線傳送位元。
例如，假設從接收FIFO記憶體202讀出之接收資料203之標頭資訊與設定表格205中之第(m-2)設定值206一致。在此情況中，從參數表格207輸出相當於第(m-2)設定值206之第(m-2)參數之參數208。輸出之參數208被送至緩衝器管理單元209。於此，包含於第(m-2)參數中之「C」是表示需要傳送至無線LAN之無線傳送位元。
緩衝器管理單元209是根據優先順序資訊之內容、及包含於從參數表格207所得之參數208中之無線傳送位元管理RAM 123中之接收資料緩衝器167、及複製資料緩衝器217之設備塊。緩衝器管理單元209藉由使用包含於參數208中之優先順序資訊作為位址搜尋之關鍵資料來搜尋對應於優先順序之接收資料緩衝器167之寫入位址。當無線傳送位元在參數208中被設定時，緩衝器管理單元209便在RAM 123中搜尋可用之複製資料緩衝器217之寫入位址。然後，緩衝器管理單元209供給接收資料緩衝器167之寫入位址211、及複製資料緩衝器217之寫入位址(複製位址212)予DMA控制器213。
類似此方式，緩衝器管理單元209可根據從參數表格207中擷取之參數208來分辨接收資料之傳送是否涉及複數個目的地，當傳送該接收資料確實涉及複數個目的地時，搜尋各不相同之複數之緩衝記憶體區。然而，當未在參數208中設定無線傳送位元時，緩衝器管理單元209自然不必搜尋複製位址212，只有寫入位址211供給至DMA控制器213。
圖7為顯示本發明之例示性實施例之接收符號之構造之解釋圖。在例示性實施例中，假設列有四個優先順序位準。示於圖4之接收符號161被分類成圖7中之四個優先順序位準。換而言之，接收符號161係由具有最高優先順序之第一順位接收符號161A、具有第二優先順序之第二順位接收符號161B、具有第三優先順序之第三順位接收符號161C、及具有最低優先順序之第四順位接收符號161D組成。設置第一元件區域162A1 到第n元件區域162An 予第一順位接收符號161A，類似的，設置第四元件區域162D1 到第n元件區域162Dn 予第四順位接收符號161D。
假設從接收FIFO記憶體202讀出之接收資料203之標頭資訊與第(m-2)設定值206一致，則包含於參數208中的優先順序資訊是第二順位(也就是該第(m-2)參數係對應於第(m-2)設定值206)，並設定無線傳送位元。
首先，緩衝器管理單元209為了要在RAM 123中儲存接收資料203而搜尋接收資料緩衝器167之可用的寫入區域。接著，緩衝器管理單元209在第二順位接收符號161B中搜尋可用的寫入區域。換而言之，緩衝器管理單元209搜尋接收資料緩衝器167中之空白區域、及第二順位接收符號161B中之空白區域。再第二順位接收符號161B中，緩衝器管理單元209指定元件區域162Bx+1 作為有關接收資料之資訊之寫入區域。於此，元件區域162Bx+1 是接續其中已寫入資訊之元件區域162Bx 之元件區域，且「X」是1到n的整數，當X=n時，X+1是1。(亦即，當資訊寫入所設置之元件區域中之最後一個元件區域162Bn 時，指定第一元件區域162B1 作為寫入區域)。
緩衝器管理單元209供給表示接收資料緩衝器167之可用的寫入區域、及第二順位接收符號161B之可用的寫入區域的寫入位址211予DMA控制器，此外，當設定無線傳送位元時，還供給複製位址212予DMA控制器213。
更進一步，當參數208表示的優先順序是第一順位時，指定第一順位接收符號161A中之元件位址。當優先順序是第三順位時，指定第三順位接收符號161C中之元件位址。當優先順序是第四順位時，指定第四順位接收符號161D中之元件位址。然後，在對應的元件區域162A、162C、或是162D上製造需求記錄。
DMA控制器213控制記憶體控制器214根據緩衝器管理單元209所提供之位址資訊把接收資料203寫入RAM 123之對應區域中。
亦即，當第二順位接收符號161B中之元件區域162Bx+1 的位址、及接收資料緩衝器167中之接收資料203之寫入位址被指定為寫入位址211時，DMA控制器213寫入將處理之接收資料203到接收資料緩衝器167之位址中，並在第二順位接收符號161B之元件區域162Bx+1 中寫入接收狀態163、接收資料緩衝器位址164、及接收資料長度165，如圖4所述。當設定無線傳送位元時，由於亦指定複製位址212，DMA控制器213便可將接收資料203寫入複製資料緩衝器217中之指定的複製位址212。可不涉及CPU 121就實施接收資料203之寫入控制。
對於從接收FIFO記憶體202讀出之一接收資料203，當完成接收資料緩衝器167及複製資料緩衝器217之寫入處理時，便進行從接收FIFO記憶體202中之下一順序所讀出之下一接收資料的處理，且此接收資料之寫入處理亦以相似之方式進行。相似地實施後續處理。
對於RAM 123中之接收資料緩衝器167而言，由CPU 121實施轉換處理、並產生將被傳送至有線LAN介面112之LAN傳送資料。用於傳送所產生之LAN傳送資料之資訊設定成傳送符號171，如圖5所述。
此時，所產生之LAN傳送資料，也就是對應於根據圖7之第一順位接收符號161A被讀出之接收資料，乃具有最高的傳送優先順序。根據優先順序來處理各具有不同優先順序之接收符號161B、161C、及161D。
參照圖8及9來描述根據優先順序之處理。
圖8為顯示本發明之例示性實施例之路由器101實施之接收資料之優先順序處理之流程圖。
當把接收資料轉換成傳送資料時，CPU 121參照接收符號161而存取接收資料緩衝器167。若需要根據優先順序之處理，針對對應於儲存在接收符號161中之資訊的接收資料緩衝器167，CPU 121以較高的優先順序實施用於把接收資料轉換成傳送資料之轉換處理。換而言之，如圖8所示，在第一順位接收符號161A中，搜尋具有「接收完成」之接收狀態163之接收資料緩衝器資訊(亦即，接收資料緩衝器位址164、及接收資料長度165)(步驟801)。當具有「接收完成」之接收狀態163的接收資料緩衝器資訊儲存於第一順位接收符號161A中時，存取接收資料緩衝器167、並實施把接收資料轉換成傳送資料之處理(步驟802)。當完成一個接收資料緩衝器資訊之處理時，重複步驟801中之處理、並確認是否有其他具有「接收完成」之接收狀態163之接收資料緩衝器資訊存在於第一順位接收符號161A中。當藉由步驟801中之處理確認不存在具有「接收完成」之接收狀態163之接收資料緩衝器資訊時，在第二順位接收符號161B中實施相同處理(步驟803及804)。之後，相似地，在第三順位接收符號161C、及第四順位接收符號161D中實施該處理(步驟805、806、及步驟807、808)。
圖9是顯示圖8之把接收資料轉換成傳送資料之轉換處理之流程圖。換而言之，圖9是顯示圖8所示之步驟802、804、806、808之處理內容之流程圖。
當識別出具有「接收完成」之處理狀態163之接收資料緩衝器資訊時，CPU 121讀出相對應之接收資料緩衝器位址164、及接收資料長度165(步驟901)，並從圖4之接收資料緩衝器167讀出接收資料。然後，讀出的接收資料被格式化成相當於傳送側介面的格式，以產生傳送資料(步驟902)。所產生之傳送資料被寫入圖5之傳送緩衝器177中，且傳送緩衝器資訊被寫入傳送符號171中(步驟903)。當完成上述之處理時，把接收符號161之對應的接收狀態163更新成「轉換完成」(步驟904)。
因此，用於把接收資料轉換成傳送資料之轉換處理係以優先順序之順位針對對應於儲存在接收符號161中之資訊之接收資料緩衝器167而實施，傳送資料儲存於傳送緩衝器177中、及傳送緩衝器資訊係依序儲存於傳送符號171中。因此，既然傳送緩衝器資訊係以傳送資料之優先順序順位儲存於傳送符號171中，若有線LAN控制器125依序搜尋傳送符號、並實施傳送資料之傳送處理，則可根據對應於接收資料之參數所給定之優先順序而實施傳送處理。
由轉換而獲得之LAN傳送資料藉由有線LAN控制器125之傳送處理被傳送至有線LAN介面112。無線LAN之轉換處理係由CPU 121針對儲存於RAM 123中之複製資料緩衝器217的接收資料而實施。轉換之後的無線傳送資料藉由CPU 121之傳送處理被傳送至無線單元124。
更進一步，在上述描述中，儘管是使用傳送符號171，但亦可根據優先順序設置複數個傳送符號，並在有線LAN控制器125實施傳送處理時根據優先順序實施傳送處理。
在上述描述中，假設優先順序與圖1到3中之第一有線端子1031 到第四有線端子1034 並無直接關係。然而，優先順序可與有線端子相關。舉例而言，複數之傳送符號係根據優先順序而排列，且傳送符號係與第一有線端子1031 到第四有線端子1034 之各者相關。設定於圖6所示之參數表格207中之參數的優先順序可以是根據接收資料之目的地(第一有線端子1031 到第四有線端子1034 )所設定之優先順序。藉由此種方式，可在對應於優先順序之接收符號161中實施接收資料之讀出處理，並儲存轉換後之傳送資料於對應於優先順序之傳送符號中。因此，可根據優先順序實施傳送處理。
儘管並不考慮藉由無線單元124傳送之無線資料之優先順序，但在傳送時仍可依類似方式思考。例如，藉由高優先順序來傳送具有即時效果的接收資料十分有效。
另一方面，參照圖10來描述上述之處理。圖10是顯示本發明之例示性實施例之路由器實施之接收資料之處理之順序圖。
有線LAN控制器125比較接收資料與設定於設定表格中之資訊的內容(步驟1001)、並藉由參考對應之參數表格擷取記憶體控制所需之參數資訊(步驟1002)。有線LAN控制器125之DMA電路根據所擷取之參數資訊設定RAM 123中之接收資料(接收符號及接收資料緩衝器)(步驟1003)。然後，若有關於資料複製之資訊包含於參數資訊中，則DMA電路實施把接收資料複製到RAM 123(複製資料緩衝器)中之處理。
係藉由CPU 121來查對設定於接收資料緩衝器、及RAM 123中之複製資料緩衝器中之接收資料，並實施連續的處理。亦即，CPU 121藉由查對接收資料實施發送處理(步驟1004)、並實施將該資料格式化成為發送目的地之格式的傳送資料轉換處理。藉由轉換處理將傳送至有線LAN介面112之資料被轉換成LAN傳送資料(步驟1005)，且所產生之LAN傳送資料被儲存於傳送緩衝器中。有關於傳送資料之相關資訊係儲存於傳送符號中(步驟1006)。傳送資料藉由有線LAN控制器125實施之傳送處理被傳送至有線LAN介面112(步驟1007)。欲傳送至無線LAN介面111之無線傳送資料係藉由實施轉換處理(步驟1008)而產生，該轉換處理係將設定於複製資料緩衝器中之接收資料進行轉換(步驟1009)。藉由CPU實施之傳送處理，透過無線單元124把傳送資料傳送至無線LAN介面111(步驟1010)。
在上述之例示性實施例中，由於利用DMA控制器213實施複製接收資料203，因此不需CPU 121實施此處理。故在程式進入命令快取的狀況時，CPU 121可在不再涉及之複製處理期間中，實施其他處理。因此，路由器101可以改善處理容量。亦即，在圖11所示之先前技術中，由於複製處理係由CPU 121實施，則會發生三次記憶體存取，即：(1)用於儲存接收資料之記憶體寫入，(2)用於複製之接收資料之讀出，(3)複製資料之寫入。然而，在例示性實施例中，可以循序地實施(1)用於儲存接收資料201之記憶體寫入，然後(2)複製資料之寫入。因此，可以省略用於複製之接收資料203之讀出處理，且由於可以減少複製之所需時間，便可改善路由器101之效能。由於可以減少存取記憶體(例如RAM 123)之次數，便可縮短CPU 121之存取記憶體之存取等待時間。如此亦有助於改善效能。
特別來說，在使用如例示性實施例所示之路由器之資料處理系統中，無線LAN符合IEEE 802.11之規格，有線LAN符合IEEE 802.3之規格。亦即，將參照之標準各不相同。因此，欲使用之框架格式也互不相同。故，當將被傳送至無線LAN及有線LAN時，必須把資料格式化成各不相同之兩種框架格式。舉例而言，當從WAN接收之資料被傳送到有線LAN及無線LAN時，根據傳送至有線LAN之資料而使用例如NAT(Network Address Translation，網路位址解譯)實施接收資料之位址轉換，並傳送資料。資料之框架格式符合乙太網(註冊商標)之規格(DIXII)。另一方面，對於將傳送至無線LAN之資料，相似地實施接收資料之位址轉換，然後該資料被格式化成符合IEEE 802.11之規格的框架格式。
為了要滿足必須條件，必須要複製接收資料、轉換複製資料成為有線LAN之資料、及無線LAN之資料、及傳送已轉換之資料。在先前技術中，記憶體對記憶體的複製係藉由用以複製接收資料之軟體處理來進行。當實施記憶體對記憶體複製時，CPU只重複記憶體讀出操作及寫入操作，不能實施其他處理。因此，大幅減少了CPU之處理容量。在例示性實施例中，既然係藉由DMA傳送來實施該處理，則可實質減少路由器中加諸於CPU之負擔。
此外，在例示性實施例中，儘管係描述從WAN到有線LAN、及無線LAN之封包傳送，但可將本發明類似地實施於從有線LAN到WAN及無線LAN之傳送、及從無線LAN到有線LAN及WAN之傳送。在例示性實施例之描述中，在乙太網(註冊商標)處理資料的有線LAN控制器125以及及CPU 121在路由器101中是各自獨立的。然而，此二者可以整合成一個裝置。
在例示性實施例之描述中，CPU實施發送處理。然而，本發明亦可應用於以下情況：有線LAN控制器125包含由硬體設置之發送功能、或是藉由使用輔助處理器(例如數位信號處理器(DSP))實現之發送功能。此外，在例示性實施例中，設定表格205及參數表格207係設置於有線LAN控制器125中作為暫存器群組。然而，亦可在記憶體(例如RAM 123)中設置此等表格。
在例示性實施例之描述中，接收資料203的從複製處理到傳送處理的全部處理係藉由硬體實施。然而，有可能可以藉由軟體實施其中至少一部份之處理。
儘管已參照其例示性實施例而具體顯示本發明，但本發明並不限於該明確實施例。熟知本技藝者當可知，可在不脫離本發明之後附之申請專利範圍所界定之精神及範圍內，對本發明之形式及細節作出各種變更。
更進一步，發明人之意圖為：即使在專利實行期間中修正申請專利範圍，但仍保留發明之全部等效物。
100．．．資料處理系統
101．．．路由器
1031 ．．．第一有線端子
1032 ．．．第二有線端子
1033 ．．．第三有線端子
1044 ．．．第四有線端子
111．．．無線LAN介面
112．．．有線LAN介面
113．．．WAN介面
114．．．網路
121．．．CPU
122．．．非揮發式快閃ROM
123．．．RAM
124．．．無線單元
125．．．有線LAN控制器
126．．．MII
127．．．MDIO
128．．．L2開關
131．．．MII
132．．．MDIO
133．．．乙太網PHY
135．．．第一連接器
136．．．第二連接器
137．．．第三連接器
138．．．第四連接器
139．．．第五連接器
151．．．箭頭
152．．．箭頭
161．．．接收符號
162．．．元件區域
164．．．接收資料緩衝器位址
163．．．接收狀態
165．．．接收資料長度
167．．．接收資料緩衝器
171．．．傳送符號
172．．．元件區域
173．．．傳送狀態
174．．．傳送緩衝器位址
175．．．傳送資料長度
177．．．傳送緩衝器
181．．．接收處理
182．．．接收資料
183．．．第一緩衝器
184．．．複製處理
185．．．複製資料
186．．．第二緩衝器
188．．．轉換處理
189．．．LAN傳送資料
191．．．傳送處理
192．．．轉換處理
193．．．無線傳送資料
194．．．傳送處理
201．．．接收資料
202．．．FIFO記憶體
203．．．接收資料
204．．．比較器
205．．．設定表格
206．．．設定值
207．．．參數表格
208．．．參數
209．．．緩衝器管理單元
211．．．寫入位址
212．．．複製位址
213．．．DMA控制器
214．．．記憶體控制器
217．．．複製資料緩衝器
本發明之例示性特徵及優點會從以下伴隨附圖之詳細說明而更彰明顯，其中：
圖1為顯示根據本發明之一例示性實施例之通信系統之系統構造圖。
圖2為根據本發明之該例示性實施例之路由器之構造之方塊構造圖。
圖3為根據本發明之該例示性實施例之通信系統之解釋圖，其中資料從WAN傳送到LAN。
圖4為根據本發明之該例示性實施例，顯示接收符號及接收資料緩衝器之解釋圖。
圖5為根據本發明之該實施例，顯示傳送符號及傳送緩衝器之解釋圖。
圖6為根據本發明之該例示性實施例，顯示路由器實施之接收資料之處理之解釋圖。
圖7為根據本發明之該例示性實施例，顯示接收符號之構成之解釋圖。
圖8為根據本發明之該例示性實施例，路由器實施之接收資料之優先順序處理之流程圖。
圖9為顯示圖8所示之轉換接收資料成為傳送資料之轉換處理之流程圖。
圖10為根據本發明之該例示性實施例，顯示由路由器實施之接收資料之處理的順序圖。
圖11為顯示先前技術之傳送資料至無線LAN及有線LAN之處理之解釋圖。
圖12為顯示先前技術之路由器所實施之接收資料之處理之順序圖。
100．．．資料處理系統
101．．．路由器
102．．．無線端子
1031 ．．．第一有線端子
1032 ．．．第二有線端子
1033 ．．．第三有線端子
1034 ．．．第四有線端子
111．．．無線LAN介面
112．．．有線LAN介面
113．．．WAN介面
114．．．網路

Claims (9)

  1. 一種資料處理設備(101)，具備複製資料之能力，該資料是從一WAN(Wide Area Network，廣域網路)側介面埠(113)所接收，該資料處理設備係用以傳送該接收資料至一有線LAN(Local Area Network，近端區域網路)介面埠(112)與一無線LAN介面埠(111)二個目的地，該資料處理設備包含：一有線LAN控制器(125)，接收來自該WAN側介面埠的該資料、根據該接收資料的標頭資訊而區別是否需要傳送該接收資料至該有線LAN介面埠與該無線LAN介面埠二個目的地、將該接收資料寫入至一接收資料緩衝器(123、167)、以及當需要傳送該接收資料至該無線LAN介面埠與該有線LAN介面埠時，複製該接收資料並將該複製資料寫入至一複製資料緩衝器(123、217)；一CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)(121)，將寫入至該接收資料緩衝器中的該接收資料與寫入至該複製資料緩衝器中的該複製資料之格式各者轉換成對應有線LAN介面與無線LAN介面各者之傳送資料的個別格式，並將該無線LAN介面格式的該傳送資料傳送至該無線LAN介面埠；以及一L2開關(128)，和數個有線LAN介面埠連接，並根據獲知的MAC(Media Access Control，媒體存取控制)位址，將該有線LAN介面格式的該傳送資料之目的地切換至各個有線LAN介面埠。
  2. 如申請專利範圍第1項之資料處理設備，其中該有線LAN控制器更包含：一接收FIFO(First-In First-Out，先進先出)記憶體(202)，循序儲存該接收資料(201)；參數表格裝置(205、207)，儲存對應該接收資料之各個標頭資訊的參數，其係關於該接收資料的優先順序資訊與該接收資料的複製需求資訊；一比較器(204)，比較從該接收FIFO記憶體讀出之該接收資料 的該標頭資訊與該參數表格裝置，並擷取設定在該參數表格裝置中的該等參數；一緩衝器管理單元(209)，接收由該參數表格裝置擷取的該等參數、根據該優先順序資訊針對該接收資料來搜尋該接收資料緩衝器的一寫入位址並輸出該接收資料緩衝器的該寫入位址、以及當該複製需求資訊係包含在該等參數中時搜尋該複製資料緩衝器的一寫入位址並輸出該複製資料緩衝器的該寫入位址；以及DMA(Direct Memory Access，直接記憶體存取)控制裝置(213、214)，接收該接收資料緩衝器的該寫入位址並將從該接收FIFO記憶體讀出的該接收資料寫入至該接收資料緩衝器的該寫入位址，以及當該複製資料緩衝器的該寫入位址亦被接收時，複製該接收資料並將該複製資料寫入至該複製資料緩衝器的該寫入位址，其中當該接收資料之該目的地為該有線LAN介面埠與該無線LAN介面埠二者時，該複製需求資訊係包含在該參數中。
  3. 如申請專利範圍第2項之資料處理設備，更包含：一接收符號(123)，根據該接收資料之該優先順序資訊而分成數個儲存區，該等儲存區之各者儲存該接收資料的接收狀態資訊與接收資料緩衝器資訊，後者包含該接收資料藉以寫入該接收資料緩衝器的該寫入位址與寫入至該接收資料緩衝器之該接收資料的長度之資訊，其中該DMA控制裝置除了接收該接收資料緩衝器的該寫入位址以外，還接收與該接收資料的該優先順序資訊對應之該接收符號的該儲存區之寫入位址，並根據該接收符號的該儲存區之該寫入位址，將指出該接收資料之接收係已完成的該接收狀態資訊以及已藉由該DMA控制裝置寫入至該接收資料緩衝器之該接收資料的該接收資料緩衝器資訊寫入至該儲存區。
  4. 如申請專利範圍第3項之資料處理設備，更包含：一傳送符號(123)，儲存該傳送資料之傳送狀態資訊與傳送緩衝器資訊，後者包含一傳送緩衝器的讀出位址與寫入至該傳送緩衝器之該傳送資料的長度之資訊，其中該CPU依較高優先順序之次序讀出該接收符號的該接收資料緩衝器資訊、根據該接收資料緩衝器資訊讀出儲存在該接收資料緩衝器中的該接收資料以將該接收資料轉換成該傳送資料、並將該傳送資料寫入至該傳送緩衝器，且將該傳送狀態資訊與該傳送緩衝器資訊循序寫入至該傳送符號，而該傳送狀態資訊指出該傳送資料係準備好要傳送、該傳送緩衝器資訊則包含該傳送緩衝器的該讀出位址與儲存在該傳送緩衝器中之該傳送資料的該長度。
  5. 一種資料處理設備(101)的資料傳送方法，該資料處理設備具備複製資料之能力，該資料是從一WAN側介面埠(113)所接收，該資料處理設備係用以傳送該接收資料至一有線LAN介面埠(112)與一無線LAN介面埠(111)二個目的地，該資料傳送方法包含：第一步驟，用以在一有線LAN控制器(125)中，從該WAN側介面埠接收該資料，並根據該接收資料的標頭資訊，區別是否需要傳送該接收資料至該有線LAN介面埠與該無線LAN介面埠二個目的地；第二步驟，用以在該有線LAN控制器中，將該接收資料寫入至一接收資料緩衝器(123、167)，並當需要傳送該接收資料至該無線LAN介面埠與該有線LAN介面埠時，複製該接收資料並將該複製資料寫入至一複製資料緩衝器(123、217)；第三步驟，用以在一CPU(121)中，將寫入至該接收資料緩衝器中之該接收資料與寫入至該複製資料緩衝器中之該複製資料的格式各者轉換成對應有線LAN介面與無線LAN介面各者之傳送資料的個別格式，並將該無線LAN介面格式的該傳送資料傳送至 該無線LAN介面埠；以及第四步驟，用以透過和數個有線LAN介面埠連接之一L2開關(128)，根據獲知的MAC位址而將該有線LAN介面格式的該傳送資料之目的地切換至各個有線LAN介面埠。
  6. 如申請專利範圍第5項之資料處理設備的資料傳送方法，其中該第一步驟包含：循序儲存該接收資料(201)於一接收FIFO記憶體(202)中；比較由該接收FIFO記憶體讀出之該接收資料的標頭資訊與參數表格裝置(205、207)，該參數表格裝置儲存對應該接收資料之每個標頭資訊的參數，其係關於該接收資料的優先順序資訊與該接收資料的複製需求資訊，其中當該接收資料之該目的地為該有線LAN介面埠與該無線LAN介面埠二者時，該複製需求資訊係包含在該參數中；以及取得與由該接收FIFO記憶體讀出之該接收資料的該標頭資訊對應之參數；其中該第二步驟包含：根據該優先順序資訊針對該接收資料搜尋該接收資料緩衝器的寫入位址並輸出該接收資料緩衝器的該寫入位址，以及當該複製需求資訊係包含在該參數中時搜尋該複製資料緩衝器的寫入位址並輸出該複製資料緩衝器的該寫入位址；以及在DMA控制裝置(213、214)中，將由該接收FIFO記憶體讀出的該接收資料寫入至該接收資料緩衝器的該寫入位址，以及當該複製資料緩衝器的該寫入位址包含在該參數中時，複製該接收資料並將該複製資料寫入至該複製資料緩衝器的該寫入位址。
  7. 如申請專利範圍第6項之資料處理設備的資料傳送方法，其中在該DMA控制裝置中的該寫入步驟更包含：將指出該接收資料之接收係已完成的接收狀態資訊以及已寫 入至該接收資料緩衝器之該接收資料的接收資料緩衝器資訊寫入至對應該接收資料的該優先順序資訊之一接收符號，其中該接收符號係根據該接收資料之該優先順序資訊而設有數個儲存區，且該等儲存區之各者儲存該接收資料的該接收狀態資訊與接收資料緩衝器資訊，後者包含該接收資料緩衝器的寫入位址與寫入至該接收資料緩衝器之該接收資料的長度之資訊。
  8. 如申請專利範圍第7項之資料處理設備的資料傳送方法，其中該第三步驟包含：依較高優先順序之次序讀出該接收符號的該接收資料緩衝器資訊並根據該接收資料緩衝器資訊讀出儲存在該接收資料緩衝器中的該接收資料；將由該接收資料緩衝器讀出的該接收資料轉換成傳送資料；將該傳送資料寫入至一傳送緩衝器；以及將傳送狀態資訊與傳送緩衝器資訊循序寫入至一傳送符號，其中該傳送狀態資訊指出該傳送資料已準備好要傳送，該傳送緩衝器資訊則包含該傳送緩衝器的讀出位址與儲存在該傳送緩衝器中之該傳送資料的長度。
  9. 如申請專利範圍第8項之資料處理設備的資料傳送方法，其中該第四步驟包含：在該有線LAN控制器中，讀出該傳送符號，並根據該傳送符號的該傳送緩衝器資訊，由該傳送緩衝器讀出該有線LAN介面格式的該傳送資料；以及透過該L2開關，將該有線LAN介面格式的該傳送資料傳送到對應該傳送資料的該標頭資訊之該有線LAN介面埠。
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