CN100486188C - 以太网流量控制装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种以太网流量控制装置及方法，其可提供一种以太网流量控制装置，该装置至少包含：一标准以太网交换芯片、一逻辑转换电路、一标准以太网PHY芯片以及一外部控制电路；其还可提供一种以太网流量控制方法，至少包含有下列步骤：根据发送数据时的指示信号TX_EN的状态判断是否有数据要发出；读取用户的选择；根据该用户选择生成阻断比例；结合所述的阻断比例对所述指示信号TX_EN的传输数据进行阻断；本发明不仅可以根据用户对网络带宽的不同需求提供不同等级的以太网传输速率，从而有效控制以太网中的数据流量，而且，在实现流量控制的同时，还可与其他以太网芯片兼容，使用方便，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种以太网流量控制装置及方法，应用于通过以太网进行数据传输时，特别是涉及一种根据用户的不同需求，为其提供不同速率等级的以太网传输速率的装置及方法。
背景技术
我国正在进行规模空前的宽带网接入建设，其中以太网接入建设是一种重要方式，目前在计算机网络中被大量使用，例如10/100BaseT等，它最高可以提供10MBPS、100MBPS甚至1GBPS的数据传输速率，不仅传输速率高，还具有廉价、技术成熟等众多优点，但是无法进行流量控制是以太网在通信领域中使用时存在的最大缺点，这个缺点在很大程度上影响了该项技术在实际中的应用。因为遵循IEEE 802.3标准的IEEE 802.3网络是一种基于载波帧听存取和冲突检测检测存取协议(CSMA/CD)的网络，实际的传输速率取决于通信双方的速率，而终端的速率又取决于PHY层和MAC层的传输速率，通常可由MAC层对速率进行配置，如可以配置为10MBPS和100MBPS，所以在实际可以选择的符合802.3标准的交换芯片中除了10MBPS，100MBPS和1GBPS三个速率等级之外就没有其它的速率等级，这在某些应用场合就无法满足实际的需要。
对于现在的整个计算机网络而言，由于用户数量很多，骨干网的数据传输速率就成为瓶颈，而且现实情况下，不同用户对带宽的需求不同，并不是每个用户都需要10MBPS的传输速率，而对于已经采用了以太网接入方式的通讯网络，就需要在以太网的基础上对传输速率进行更细的带宽等级划分，例如分为512KBPS，1MBPS，2MBPS，4MBPS，6MBPS，8MBPS，10MBPS等等，目前技术中可以提供的、使用简便的以太网流量控制方案还很少，尤其是如何在目前已经大量存在的标准以太网交换芯片基础上进行流量控制的方案很少，现有技术中即使有某些可以进行流量控制的芯片，但由于其不符合现行标准，势必会产生很多实际问题，例如芯片的独家供货，和其它厂家的设备不兼容等等，这些对产品的批量生产会产生严重的影响，如果能在标准的以太网芯片上设计一个辅助电路以达到实现流量控制的目的，就可以解决芯片的采购和兼容的问题。如采用5UTP介质其传输距离为100米，因此十分适合于在局域网中使用该种介质进行数据传输。但是由于局域网内部使用的计算机数量通常较少，一般不存在明显的骨干速率阻塞问题，因此没有必要对各个终端进行带宽(或传输速率)限制，事实上，在802.3标准中也没有对流量进行控制的具体规定。
本发明正是为了克服了现有标准以太网技术中的无法进行流量控制的缺点，针对标准的以太网交换芯片，通过辅助电路实现以太网流量的控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以太网流量控制装置及方法，以解决上述问题，可根据用户对网络带宽(或传输速率)的不同需求，为其提供不同等级的以太网传输速率，从而有效控制以太网中的数据流量，并且本发明是针对标准以太网交换芯片，通过辅助电路来实现以太网数据流量的控制的，因此在实现流量控制的同时，还可与其他以太网芯片兼容，使用方便，成本低。
根据本发明所提供的以太网流量控制装置，本发明所述的以太网流量控制装置至少包含以下几部分：标准以太网交换芯片、逻辑处理器、标准以太网PHY芯片以及速率选择电路，
所述标准以态网交换芯片发送数据到逻辑处理器；所述速率选择电路将用户对速率的选择传送给所述逻辑处理器；所述逻辑处理器接收所述速率选择电路的选择结果，并将处理后的结果传送至所述标准以态网PHY芯片；所述标准以态网芯片与所述标准以态网PHY芯片之间可用MII接口的其他信号线连接；其中，所述标准太网交换芯片为以太网提供MAC层连接和数据交换，所述逻辑处理器用于完成MAC层和PHY层之间的逻辑判断和控制，通过对逻辑处理器的控制实现流量控制的目的，所述标准以太网PHY芯片和以太网介质的连接，所述速率选择电路可以是复杂的CPU系统，也可以是简单的电阻编程电路，主要是用来选择不同的以太网速率等级。
本发明所提供的以太网流量控制方法，至少包含以下步骤：
根据发送数据时的指示信号TX_EN的状态判断是否有数据要发出；
读取用户的选择；
根据该用户选择生成阻断比例；以及
结合所述的阻断比例对所述指示信号TX_EN的传输数据进行阻断。
附图说明
图1为本发明的逻辑电路连接示意图；
图2为本发明的MII接口发送数据时序图；
图3为本发明的流量控制方法步骤流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图，对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，为本发明的逻辑电路连接示意图，首先，外部网络与标准以太网交换芯片11之间进行数据通讯，标准以太网交换芯片根据发送数据时的指示信号TX_EN的状态判断是否有数据发出到逻辑处理器12，而逻辑处理器接收来自用户速率选择电路13的信息(如CPU输出)后，再将逻辑判断和控制的结果送至以太网PHY芯片14，并根据该结果对TX_EN进行阻断和控制，以太网PHY芯片通过5UTP介质发送和接收信号，标准以太网交换芯片MAC层和PHY层之间逻辑的判断和控制方法主要是依据两者之间的接口电路逻辑来实现的，通常接口电路类型有MII接口，RMII接口，SMII接口，后面两个是前者的简化接口电路，；从图1可以看到，该逻辑控制电路主要是实现对MII接口信号的处理，也就是对TX_EN信号进行控制，而如何控制TX_EN有无数据发出是由外部的控制电路(也就是图1中的速率选择电路)来判断的(例如CPU的输出信号、电阻编程网络的设置等)，其逻辑转换通常由CPLD或者FPGA来实现。
如图2所示，为MII接口从MAC层到PHY层的数据传输时序图，其中TX_CLK是MII的发送数据时钟，TX_EN是发送数据时的指示信号，如果TX_EN为高，则发送的数据有效，否则无效；CRS用于指示MII接口上是否有数据在传送，TX±是5UTP介质上的发送信号，TXD是数据信号；对于MII接口，一共有4个数据信号线，从图中可以看到，当MAC要发送数据给PHY时，在TX_CLK的上升沿先把TX_EN置为高电平状态，在下一个TX_CLK的上升沿CRS开始置为高电平状态，同时开始传输数据，当数据传输结束以后，先将TX_EN置为低电平状态，然后将CRS置为低电平状态，并停止数据的传输。
如图3所示，为本发明的流量控制方法步骤流程图，首先根据发送数据时的指示信号TX_EN的状态判断是否有数据发出(步骤301)，如果该指示信号TX_EN的状态为高，表明此时有数据发出，则读取用户的选择(步骤302)，其通常是指用户对CPU命令或者外部电路的设置状态选择；根据用户的选择，生成阻断比例(步骤303)，并且根据该阻断比例对发送数据时的指示信号TX_EN进行阻断处理(步骤304)，
接着，实际举一个例子来对本发明做进一步详细说明，首先，该阻断比例是本发明的关键参数，例如对于10MBPS的线路，采用什么样的阻断比例可以实现2MBPS的实际传输速率，利用现有技术中的以太网技术，是无法精确的完成的，而本发明通过测试可以得到一个最佳的阻断比例，例如每N个比特就阻断其中的一个比特，通过在CPLD(或FPGA)中生成一个计数器，从TX_EN置为高电平状态开始，每个TX_CLK计数器增加1，当计数器值到达N时就把TX_EN置为低电平，一个时钟周期同时计数器置0，如此循环处理，就可以实现对以太网中实际传输流量的控制。
以上所述仅为本发明其中的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围；凡按照本发明权利要求所作的均等变化与修饰，均为本发明权利要求所涵盖。
Claims (9)
1、一种以太网流量控制装置，其特征在于至少包含：
一标准以太网交换芯片，用以为以太网提供MAC层连接和进行数据交换；
一逻辑处理器，用以完成MAC层和PHY层之间的逻辑判断和控制；
一速率选择电路，用以控制TX_EN有无数据发出；
所述MAC层到PHY层的数据传输的时序控制包括：
TX_CLK是MII的发送数据时钟；
TX_EN是发送数据时的指示信号，如果TX_EN为高电平状态，则发
送的数据有效，否则发送数据无效；
CRS用于指示MII接口上是否有数据在传送；
TX±为5UTP介质上的发送信号；
TXD为数据信号；
当MAC要发送数据给PHY层时，在TX_CLK的上升沿先将TX_EN置为高电平状态，在下一个TX_CLK的上升沿CRS开始置为高电平状态，同时开始传输数据，当数据传输结束以后，先将TX_EN置为低电平状态，然后将CRS置为低电平状态，并停止数据传输。
2、如权利要求1所述的以太网流量控制装置，其特征在于该逻辑处理器所采用的接口电路类型为MII接口电路。
3、如权利要求1所述的以太网流量控制装置，其特征在于该逻辑处理器所采用的接口电路类型为MII接口电路的其他简化形式RMII接口或者SMII接口。
4、如权利要求1所述的以太网流量控制装置，其特征在于该速率选择电路是复杂的CPU系统或者是简单的电阻编程电路。
5、如权利要求1所述的以太网流量控制装置，其特征在于该速率选择电路的逻辑转换由CPLD或FPGA完成。
6、一种以太网流量控制方法，其特征在于至少包含下列步骤：
根据发送数据时的指示信号TX_EN的状态判断是否有数据要发出；
读取用户的选择；
根据该用户选择生成阻断比例；以及
结合所述的阻断比例对所述指示信号TX_EN的传输数据进行阻断，即在TX_EN为高电平时发送数据，在TX_EN为低电平及CRS为低电平时停止数据传输，从而控制流量。
7、如权利要求6所述的以太网流量控制方法，其特征在于该指示信号TX_EN为高电平状态时，表示有数据送出。
8、如权利要求6所述的以太网流量控制方法，其特征在于该用户选择是用户对CPU命令或者外部电路的设置状态的选择。
9、如权利要求6所述的以太网流量控制方法，其特征在于该生成阻断比例的步骤包括：
每隔N个比特就对其中一个比特进行阻断处理；
在CPLD或FPGA中生成计数器；
从TX_EN置为高电平状态开始，每个TX_CLK计数器增加1；
当计数器值到达N时，将TX_EN置为低电平，而一个时钟周期同时计数器置0；
以上过程循环；
以实现对以太网中实际传输流量的控制。
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