CN106411564A - 用于检测以太网帧的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于检测以太网帧的设备和方法。在用于检测以太网帧的设备中包括的以太网检测电路包括：接收到的字节计数器，其被配置为计算接收到的数据的字节计数值；掩码和图案存储单元，其被配置为基于计算出的字节计数值来计算包含帧的图案的掩码数据和比较数据；比较器，其被配置为基于计算出的掩码数据和比较数据来确定接收到的数据是否与要检测的目标数据对应；以及检测信号发生器，其被配置为输出与确定的结果对应的检测信号。

Description

用于检测以太网帧的设备和方法
技术领域
本发明涉及用于检测以太网帧的设备和方法，且更具体地涉及用于检测以太网网络通信的领域中的以太网帧的设备。
背景技术
以太网是总线结构的最典型短程通信网络。为了在以太网上传输数据，使用具有冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)。
在通过以太网帧传输数据的过程中，以太网报头和尾部被增加到在互联网层(其为高层)中生成的数据分组且然后经由介质传输。当数据通过以太网帧接收时，报头和尾部彼此分离，且数据分组被发送到网络层。
以太网帧包括：前导码字段(其用于向接收器通知以太网帧的传输且提供能够区别接收的帧中的0和1的同步信号)、起始定界符字段(其指示该帧的开始位置)、目的MAC地址字段、源MAC地址字段、长度字段(其指示具有在数据字段中包含的可变长度的传输的数据的尺寸)、数据字段和校验和字段(其使接收器主机能够识别数据传输的过程中的数据变化的错误的出现)。
为了处理以太网数据，接收到的以太网帧需要被检测且通过其中接收到的以太网帧可以根据检测的结果来适当处理的路径被转移。
因此，需要一种能够有效检测以太网帧的以太网帧检测设备。
发明内容
本发明的一个方面在于以各种方式有效检测以太网帧。
本发明的另一个方面在于减小以太网帧检测电路的生产成本且简化其配置。
根据本发明的一个方面，用于检测以太网帧的以太网帧检测电路包括：接收到的字节计数器，其被配置为计算接收到的数据的字节计数值；掩码和图案存储单元，其被配置为基于计算出的字节计数值来计算包含帧的图案的掩码数据和比较数据；比较器，其被配置为基于计算出的掩码数据和比较数据来确定接收到的数据是否与要检测的目标数据对应；以及检测信号发生器，其被配置为输出与确定的结果对应的检测信号。
掩码和图案存储单元可以包括掩码和图案存储存储器，其被配置为存储用于忽视不需要检测的位的掩码寄存器和指示要检测的帧的图案寄存器，且被配置为基于存储的掩码寄存器和图案寄存器来计算与计算出的字节计数值对应的掩码数据和比较数据。
掩码和图案存储单元可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和闪存中的至少一个。
掩码和图案存储单元可以包括：掩码寄存器列，其被配置为存储用于忽视不需要检测的位的掩码寄存器；第一复用器(mux)，其被配置为基于掩码寄存器和计算出的字节计数值来计算掩码数据；图案寄存器，其被配置为存储指示要检测的帧的图案寄存器；以及第二mux，其被配置为基于图案寄存器和计算出的字节计数值来计算比较数据。
比较器可以包括：第一比较器，其被配置为基于计算出的掩码数据来忽视在接收到的数据中不需要检测的位；以及第二比较器，其被配置为基于计算出的比较数据来将接收到的数据与要检测的目标数据进行比较。
利用根据本发明的实施例的用于检测以太网帧的设备和方法，以太网帧可以通过各种配置来检测，且用于以太网帧检测设备的性能要求可以被满足。
此外，可以减小以太网帧检测电路的生产成本且可以简化配置。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的以太网系统的配置的框图。
图2是示出根据本发明的实施例的以太网检测电路的配置的框图。
图3是示出根据本发明的实施例的以太网检测电路的操作的流程图。
图4是示出根据本发明的实施例的掩码和图案存储单元的配置的以太网检测电路的框图。
图5是示出根据本发明的另一个实施例的掩码和图案存储单元的配置的以太网检测电路的框图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例。如本文所使用的，后缀“模块”和“单元”被增加且可交换地使用以促进该说明书的准备且不旨在建议于其间区别的含义或功能。
实现他们的本发明的优势和特征将参照附图从本文下面的示例性实施例的描述中变得显而易见。然而，本发明不限于本文公开的示例性实施例而可以以各种不同形式实现。示例性实施例被提供以用于彻底完成本发明的公开内容且用于完全向本领域的那些技术人员传达本发明的范围。要注意，本发明的范围仅由权利要求限定。相似参考符号在整个说明书中指代相似元件。
在描述该说明书中公开的本发明的实施例的过程中，如果确定了这些描述可以未必模糊本发明的主题，则可以不详细描述相关公知功能和组分。考虑到本发明的实施例中的对应元件的功能来限定下面将使用的术语。
应当理解的是，本发明不限于下面的实施例且实施例被提供仅用于说明性目的。本发明的范围应当仅由所附权利要求及其等同物显示。术语的定义可以取决于用户或操作员的意图、判例等而变化。因此，术语应当基于整个说明书来限定。
将理解，流程图说明和/或框图的每个框和流程图说明和/或框图的各框的组合可以由计算机程序指令实现。这些计算机指令能够被提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备的处理器以产生机器，使得经由计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或框图或框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令能够被存储在能够指导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式运行的计算机可用或计算机可读存储器中，使得在计算机可用或计算机可读存储器中存储的指令产生制作包含用于实现在流程图和/或框图或框中指定的功能的指令的产品。计算机程序指令还能够被加载在计算机或其它可编程数据处理设备上以使得在计算机或其它可编程设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机可实现过程，使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实现流程图和/或框图或框中指定的功能的过程。
另外，流程图或框图中的各框或各步骤可以表示包括用于执行(一个或多个)指定逻辑功能的一个或多个可执行指令的模块、片段或代码的部分。另外，在一些备选实施例中，应当指出，在各框或各步骤中描述的各功能可以在指定序列之外执行。例如，可以基本上一次执行两个连续的框或步骤或者可以有时取决于对应的功能以反向顺序执行两个连续的框或步骤。
在下文中，将参照图1描述根据本发明的实施例的以太网系统10。
图1是示出根据本发明的实施例的以太网系统的配置的框图。
参照图1，以太网系统10包括以太网网络100、物理接口单元200和以太网检测设备400。
以太网网络100可以表示物理通信网络。例如，以太网网络100可以表示总线结构的局域网(LAN)。
物理接口单元200可以为连接到以太网网络100的接口以接收数据。以太网检测设备400可以检测接收到的数据的以太网帧。
以太网检测设备400可以包括多个以太网检测电路300a,300b,……,300n。
在此，每个以太网检测电路可以检测具有L个字节的最大长度的一个帧。由此，以太网检测设备400可以通过包括n个以太网检测电路的多个以太网检测电路300a,300b,……,300n来检测n个帧。
为了便于描述，参考数字“300”将被分配给以太网检测电路。
在下文中，将参照图2详细描述以太网检测电路300。
图2是示出根据本发明的实施例的以太网检测电路的配置的框图。
参照图2，以太网检测电路300包括接收到的字节计数器310、掩码和图案存储单元320、比较器330和检测信号发生器340。
接收到的计数器310可以计数接收到的数据的以太网帧的字节。由此，接收到的字节计数器310可以计算接收到的数据的字节计数值。接收到的字节计数器310还可以将计算出的计数值发送给掩码和图案存储单元320和检测信号发生器340。
掩码和图案存储单元320可以基于存储的掩码寄存器和图案寄存器来计算与计算出的计数值对应的掩码数据和比较数据。
在此，掩码寄存器可以为具有L个字节的长度且指示位掩码的寄存器。因此，掩码寄存器可以表示用于忽视不需要检测的位的寄存器。掩码数据可以表示与计算出的计数值对应的掩码寄存器。
图案寄存器可以为具有L个字节的长度且指示位比较图案的寄存器。因此，图案寄存器可以表示用于指示要检测的帧的图案的寄存器。比较数据可以表示与计算出的计数值对应的图案寄存器。
比较器330可以将计算出的掩码数据和比较数据与接收到的数据进行比较。例如，比较器330可以基于计算出的掩码数据来忽视在接收到的数据中不需要检测的位。比较器330也可以基于计算出的比较数据来检测要在接收到的数据中检测的帧的图案。在此，包含要检测的帧的图案的数据可以称为目标数据。比较器330。比较器330将比较的结果发送给检测信号发生器340。
同时，比较器330可以包括多个比较器。例如，比较器330可以包括第一比较器331和第二比较器332。
第一比较器331可以基于计算出的掩码数据来忽视在接收到的数据中不需要检测的位。
第二比较器332可以基于计算出的比较数据来将接收到的数据与要检测的目标数据进行比较。
接收到的数据可以依次被转移到第一比较器331和第二比较器332。
检测信号发生器340基于比较的结果来输出检测信号。
检测信号发生器340可以输出检测信号，其指示具有L个字节的最大长度的帧是否已经被检测为要检测的帧。
例如，当检测到要检测的帧时，检测信号发生器340可以输出1。当检测到的帧不是要检测的帧时，检测信号发生器340可以输出0。
在下文中，将基于上面的描述来描述以太网检测电路300的操作。
图3是根据本发明的实施例的以太网检测电路的操作的流程图。
参照图3，以太网检测电路的接收到的字节计数器310计算正在接收的数据的字节计数值(S110)。
接收到的字节计数器310可以计数在以太网帧中正在接收的或已接收的数据的字节。由此，接收到的字节计数器310可以计算正在接收的数据的字节计数值。接收到的字节计数器310可以将计算出的计数值发送给掩码和图案存储单元320和检测信号发生器340。
以太网检测电路300的掩码和图案存储单元320基于计算出的计数值来分别计算掩码数据和比较数据(S120)。
掩码和图案存储单元320可以基于存储的掩码寄存器和图案寄存器来计算与计算出的计数值对应的掩码数据和比较数据。
将参照图4描述示例。
图4是示出根据本发明的实施例的掩码和图案存储单元的配置的以太网检测电路的框图。
参照图4，以太网检测电路300的掩码和图案存储单元320可以包括掩码寄存器列321、第一复用器(mux)322、图案寄存器列323和第二mux 324。
掩码寄存器列321可以存储掩码寄存器。
第一mux 322可以基于计算出的计数值和在掩码寄存器列321中存储的掩码寄存器来计算掩码数据。
例如，第一mux 322可以考虑计算出的计数值作为选择信号来从在掩码寄存器列321中存储的掩码寄存器中选择掩码数据。
第一mux 322可以将计算出的比较掩码数据传输给比较器330。例如，第一mux 322可以将计算出的掩码数据传输给第一比较器331。
图案寄存器列323可以存储图案寄存器。
第二mux 324可以基于计算出的计数值和在图案寄存器列323中存储的图案寄存器来计算比较数据。
例如，第二mux 324可以考虑计算出的计数值作为选择信号来从在图案寄存器列323中存储的图案寄存器中选择比较数据。
第二mux 324可以将计算出的比较数据传输给比较器330。例如，第二mux324可以将计算出的比较数据传输给第二比较器332。
在下文中，将参照图5描述另一个实施例。
图5是示出根据本发明的另一个实施例的掩码和图案存储单元的配置的以太网检测电路的框图。
参照图5，以太网检测电路300的掩码和图案存储单元320包括掩码和图案存储存储器327。
掩码和图案存储存储器327可以存储掩码寄存器和图案寄存器。掩码和图案存储存储器327可以基于存储的掩码寄存器和图案寄存器来计算与计算出的计数值对应的掩码数据和比较数据。掩码和图案存储存储器327可以将计算出的掩码数据和比较数据发送给比较器330。例如，掩码和图案存储存储器327可以将计算出的掩码数据发送给第一比较器331且将计算出的比较数据发送给第二比较器332。
掩码和图案存储存储器327可以包括各种类型的存储器。例如，掩码和图案存储存储器327可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和闪存中的至少一个。
包括掩码和图案存储存储器327的以太网检测电路300可以减小装置例如D触发器的使用。因此，可以减小以太网检测电路的生产成本，且可以缩小组成以太网检测电路的半导体芯片的尺寸。
将回去参照图3来给出描述。
以太网检测电路300的比较器330基于计算出的掩码数据和比较数据来确定接收到的数据是否与要检测的数据对应(S130)。
比较器330可以将计算出的比较数据与接收到的数据进行比较。
例如，比较器330可以基于计算出的掩码数据来忽视在接收到的数据中不需要检测的位。比较器330还可以基于计算出的比较数据来检测在接收到的数据中要检测的帧的图案。在此，包含要检测的帧的图案的数据可以称为目标数据。因此，比较器330可以确定接收到的数据是否与要检测的目标数据对应。比较器330可以向检测信号发生器340传输根据掩码数据和比较数据与接收到的数据的比较而确定的结果。
如上所述，比较器330可以包括多个比较器。
例如，比较器330可以包括第一比较器331和第二比较器332。
第一比较器331可以基于计算出的掩码数据来忽视在接收到的数据中不需要检测的位，且第二比较器332可以基于计算出的比较数据来将接收到的数据与要检测的目标数据进行比较。第一比较器331和第二比较器332可以将比较的结果发送给检测信号发生器340。
以太网检测电路300的检测信号发生器340输出与确定结果对应的检测信号(S140)。
检测信号发生器340基于递送的确定结果来输出检测信号。
检测信号发生器340可以输出检测信号，其指示具有L个字节的最大长度的帧是否已经被检测为要检测的帧。
例如，当检测到要检测的帧时，检测信号发生器340可以输出1。当检测到的帧不是要检测的帧时，检测信号发生器340可以输出0。
如上所述，以太网检测电路300可以输出检测信号，其指示具有L个字节的最大长度的帧是否已经被检测为在接收到的数据中要检测的帧。
以太网检测设备400可以通过多个以太网检测电路300同时检测多个帧。
由此，当以太网检测设备400包括n个以太网检测电路300时，以太网检测设备400可以同时检测具有N*L个字节的尺寸的以太网帧。
根据本发明的实施例，上述方法可以用具有记录的程序的处理可读介质中处理器可读代码来实现。处理器可读介质的示例可以包括ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储装置中的一个，且还包括载波类型实现(例如经由互联网的传输)。
利用根据本发明的实施例的用于检测以太网帧的设备和方法，可以通过各种配置来检测以太网帧，且因此可以满足用于以太网帧检测设备的性能要求。
根据本发明的实施例，以太网帧检测电路的生产成本可以减小且其配置可以被简化。
上述的配置和方法不限于在上述描述中公开的实施例。实施例的部分或全部可以被选择性地组合，以能够进行各种修改。
虽然上面描述了本发明的优选实施例，但是应当理解的是，它们仅通过举例呈现而非限制。对于本领域的技术人员而言显而易见的是，可以在不脱离如在所附权利要求中公开的本发明的精神和范围内对本发明做出各种修改和变化。因此，旨在本发明包括处于所附权利要求及其等同物的范围内的修改和变化。

Claims (5)

1.一种用于检测以太网帧的以太网帧检测电路，包括：
接收到的字节计数器，其被配置为计算接收到的数据的字节计数值；
掩码和图案存储单元，其被配置为基于计算出的字节计数值来计算包含帧的图案的掩码数据和比较数据；
比较器，其被配置为基于计算出的掩码数据和比较数据来确定接收到的数据是否与要检测的目标数据对应；以及
检测信号发生器，其被配置为输出与确定的结果对应的检测信号。
2.根据权利要求1所述的以太网帧检测电路，其中，掩码和图案存储单元包括：
掩码和图案存储存储器，其被配置为存储用于忽视不需要检测的位的掩码寄存器和指示要检测的帧的图案寄存器，且被配置为基于存储的掩码寄存器和图案寄存器来计算与计算出的字节计数值对应的掩码数据和比较数据。
3.根据权利要求2所述的以太网帧检测电路，其中，掩码和图案存储存储器包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和闪存中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的以太网帧检测电路，其中，掩码和图案存储单元包括：
掩码寄存器列，其被配置为存储用于忽视不需要检测的位的掩码寄存器；
第一复用器(mux)，其被配置为基于掩码寄存器和计算出的字节计数值来计算掩码数据；
图案寄存器，其被配置为存储指示要检测的帧的图案寄存器；以及
第二mux，其被配置为基于图案寄存器和计算出的字节计数值来计算比较数据。
5.根据权利要求1所述的以太网帧检测电路，其中，比较器包括：
第一比较器，其被配置为基于计算出的掩码数据来忽视在接收到的数据中不需要检测的位；以及
第二比较器，其被配置为基于计算出的比较数据来将接收到的数据与要检测的目标数据进行比较。
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