Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen für eine Ethernet-Datenübertragung mit verschiedenen Betriebsarten.The present invention relates to methods and apparatus for Ethernet data transmission with various modes of operation.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Einige typische Ethernet-Sende-/Empfangsvorrichtungen, zum Beispiel Gigabit-Ethernet-Sende-/Empfangsvorrichtungen, sind ausgestaltet, Daten über eine Kupferverkabelung zu übertragen. Dies sind zum Beispiel 1000BASE-T-Ethernet-Sende-/Empfangsvorrichtungen. Herkömmliche 1000BASE-T-Ethernet-Sende-/Empfangsvorrichtungen weisen eine physikalische Sende-/Empfangsschnittstelle, welche nachfolgend mit PHY abgekürzt werden wird, auf, welche vier Sende- und Empfangsabschnitte für eine Realisierung einer Signalisierung einer physikalischen Vollduplexschicht aufweist. Eine Gigabit-Ethernet-Geschwindigkeit kann durch verbinden der PHY mit einer Kupferleitung der Kategorie 5 (CAT-5) oder höherer Art mit vier verschiedenen Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar erreicht werden. Die Sende-/Empfangsabschnitte der PHY werden mit unterschiedlichen Paaren der Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar gekoppelt. Jede Verbindung mit verdrilltem Adernpaar weist eine einzelne Kapazität von näherungsweise 250 Mbps (Megabits pro Sekunde) für Leitungslängen von näherungsweise 100 m oder weniger auf. Somit ist eine gesamte Kapazität von näherungsweise 1.000 Mbps verfügbar, wenn alle vier Verbindungen verwendet werden.Some typical Ethernet transceivers, such as Gigabit Ethernet transceivers, are configured to transmit data over copper cabling. These are, for example, 1000BASE-T Ethernet transceivers. Conventional 1000BASE-T Ethernet transceivers have a physical transceiver interface, which will be abbreviated hereafter to PHY, which has four transmitting and receiving sections for realizing signaling of a full-duplex physical layer. A Gigabit Ethernet speed can be achieved by connecting the PHY to a Category 5 (CAT-5) or higher copper line with four different twisted pair connections. The transmit / receive sections of the PHY are coupled to different pairs of twisted pair connections. Each twisted pair connection has a single capacity of approximately 250 Mbps (megabits per second) for line lengths of approximately 100 meters or less. Thus, a total capacity of approximately 1000 Mbps is available if all four connections are used.
Im Betrieb werden acht Datenbits in jedem Übertragungsfenster über die vier Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar unter Verwendung einer 125-MHz-Symbolrate übertragen. Die Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar verwenden eine eindimensionale (1D) Fünfpunktsignalkonstellation mit fünf Symbolwerten (–2, –1, 0, +1, +2), welche unter Verwendung von drei Bits codiert werden. Die vier Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar bilden zusammen eine vierdimensionale (4D) Signalkonstellation, wobei jede Verbindung mit verdrilltem Adernpaar eine der Dimensionen darstellt. Somit wird ein 4D-Symbol bei Gigabit-Ethernet-Geschwindigkeiten durch Codieren von acht Datenbits in vier Symbole und Übertragen eines jeden der vier Symbole über eine andere Verbindung der Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar parallel übertragen.In operation, eight bits of data in each transmission window are transmitted over the four twisted-pair links using a 125 MHz symbol rate. The twisted pair connections use a one-dimensional (1D) five-point signal constellation with five symbol values (-2, -1, 0, +1, +2) encoded using three bits. The four twisted-pair links together form a four-dimensional (4D) signal constellation, with each twisted-pair connection representing one of the dimensions. Thus, at Gigabit Ethernet speeds, a 4D symbol is transmitted in parallel by encoding eight bits of data into four symbols and transmitting each of the four symbols over another connection of the twisted-pair links.
Gigabit-Ethernet-Sende-/Empfangsvorrichtungen sind jedoch nicht immer mit einer Verkabelung verbunden, welche eine Gigabit-Übertragungsbandbreite aufweist. Zum Beispiel kann eine Kategorie 3 (CAT-3) oder eine vergleichbare zweipaarige Art von Verkabelung Gigabit-Ethernet-Geschwindigkeiten nicht unterstützen. Herkömmliche Ethernet PHYs weisen eine automatische Aushandlungseinrichtung zum Erfassen der Verkabelungsart und zum entsprechenden Konfigurieren der PHYs auf. Typischerweise wird die Datenübertragungsrate einer Gigabit-Ethernet-PHY von 1.000 Mbps (1000BASE-T) auf 100 Mbps (100BASE-TX) oder 10 Mbps (10BASE-TX) verringert, wenn eine Verkabelung mit einer Kapazität unter einem Gigabit mit der PHY verbunden wird. Jede Verbindung mit verdrilltem Adernpaar, die mit der PHY verbunden ist, weist jedoch dennoch bei Kabellängen von näherungsweise 100 m oder weniger eine Kapazität von näherungsweise 250 Mbps auf. Eine Sende-/Empfangsleistung wird daher nicht optimal genutzt, wenn die PHY bei 100 Mbps oder 10 Mbps arbeitet obwohl jede Verbindung mit verdrilltem Adernpaar eine erheblich größere Kapazität aufweist.However, Gigabit Ethernet transceivers are not always connected to a cabling having a gigabit transmission bandwidth. For example, Category 3 (CAT-3) or a comparable two-pair type of cabling may not support Gigabit Ethernet speeds. Conventional Ethernet PHYs include an auto negotiation device for detecting the type of cabling and configuring the PHYs accordingly. Typically, the data transfer rate of a Gigabit Ethernet PHY is reduced from 1000 Mbps (1000BASE-T) to 100 Mbps (100BASE-TX) or 10 Mbps (10BASE-TX) when connecting a cabling with a capacity less than one Gigabit to the PHY , However, any twisted pair connection connected to the PHY still has a capacity of approximately 250 Mbps for cable lengths of approximately 100 meters or less. A transmit / receive performance is therefore not used optimally when the PHY is operating at 100 Mbps or 10 Mbps, although each twisted pair connection has a significantly greater capacity.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Verfahren und Vorrichtungen bereitzustellen, welche eine Übertragungsgeschwindigkeit über Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar verbessert.It is therefore an object of the present invention to provide methods and apparatus which improve transmission speed over twisted-pair connections.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Übertragen von Daten mit einer Ethernet-Sende-/Empfangsvorrichtung nach Anspruch 1, eine Ethernet-Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 13 und eine Ethernet-Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 24 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.According to the present invention, this object is achieved by a method of transmitting data with an Ethernet transceiver according to claim 1, an Ethernet communication device according to claim 13 and an Ethernet communication device according to claim 24. The dependent claims define preferred and advantageous embodiments of the invention.
Gemäß den Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung ist eine Ethernet-Kommunikationsvorrichtung ausgestaltet, um mit einer oder mehreren Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar verbunden zu werden, wobei jede Verbindung mit verdrilltem Adernpaar eine bestimmte Kapazität aufweist. Die Ethernet-Kommunikationsvorrichtung weist eine physikalische Sende-/Empfangsschnittstelle, einen sogenannten physical interface transceiver, auf. Die physikalische Sende-/Empfangsschnittstelle stellt eine Datenübertragungsrate der Ethernet-Kommunikationsvorrichtung auf der Grundlage einer gesamten Kapazität der Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar, welche mit der Ethernet-Kommunikationsvorrichtung verbunden sind, ein. Die physikalische Sende-/Empfangsschnittstelle überträgt Daten über die mit der Ethernet-Kommunikationsvorrichtung verbundenen Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar mit der eingestellten Datenübertragungsrate.In accordance with the methods and apparatus of the present invention, an Ethernet communication device is configured to connect to one or more twisted-pair links, each twisted-pair link having a particular capacity. The Ethernet communication device has a physical transmission / reception interface, a so-called physical interface transceiver. The physical transmission / reception interface adjusts a data transmission rate of the Ethernet communication device based on a total capacity of the twisted pair links connected to the Ethernet communication device. The physical transmit / receive interface transmits data over the twisted pair connections connected to the Ethernet communication device at the set data transfer rate.
Die vorliegende Erfindung ist natürlich nicht auf die obigen Merkmale und Vorteile begrenzt. Einem Fachmann werden zusätzliche Merkmale und Vorteile aufgrund eines Lesens der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und aufgrund eines Betrachtens der beigefügten Zeichnungen einfallen.Of course, the present invention is not limited to the above features and advantages. One skilled in the art will recognize additional features and advantages as a result of reading the following detailed description and considering the attached drawings.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
1 ist eine Blockdarstellung einer Ausführungsform einer Ethernet-Sende-/Empfangsvorrichtung. 1 Figure 12 is a block diagram of one embodiment of an Ethernet transceiver.
2 ist ein Logikablaufdiagramm einer Ausführungsform einer Verarbeitungslogik für ein Übertragen von Daten mit einer Ethernet-Sende-/Empfangsvorrichtung. 2 Figure 3 is a logic flow diagram of an embodiment of processing logic for transmitting data with an Ethernet transceiver.
3 ist ein Logikablaufdiagramm einer weiteren Ausführungsform einer Verarbeitungslogik für ein Übertragen von Daten mit einer Ethernet-Sende-/Empfangsvorrichtung. 3 Figure 3 is a logic flow diagram of another embodiment of processing logic for transmitting data with an Ethernet transceiver.
4 ist eine Blockdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer Ethernet-Sende-/Empfangsvorrichtung. 4 Figure 12 is a block diagram of another embodiment of an Ethernet transceiver.
5 ist eine Blockdarstellung von noch einer weiteren Ausführungsform einer Ethernet-Sende-/Empfangsvorrichtung. 5 FIG. 12 is a block diagram of yet another embodiment of an Ethernet transceiver. FIG.
Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
1 stellt eine Ausführungsform einer Ethernet-Sende-/Empfangsvorrichtung 100 dar, welche zum Beispiel eine Gigabit-Ethernet-Sende-/Empfangsvorrichtung sein kann. Die Sende-/Empfangsvorrichtung 100 ist mit einer Kupferverkabelung 110 verbunden und ermöglicht eine Signalisierung einer physikalischen Schicht mit einer (nicht gezeigten) Vorrichtung, welche mit der Sende-/Empfangsvorrichtung 100 an dem anderen Ende der Leitung 110 gekoppelt ist. Die Kupferleitung 110 weist eine oder mehrere (z. B. vier für eine CAT5-Verkabelung) Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120 zum Übertragen von Daten zwischen der Sende-/Empfangsvorrichtung 100 und der Vorrichtung an dem anderen Ende auf. Gemäß einer Ausführungsform koppelt ein Übertrager 130 elektromagnetisch jede Verbindung mit verdrilltem Adernpaar 120 mit der Sende-/Empfangsvorrichtung 100. Die Sende-/Empfangsvorrichtung 100 ist ferner mit einer MAC (media access controller, Mediumzugriffssteuerung) 140 gekoppelt, welche eine Datenverbindungsschichtfunktionalität (data link layer functionality, d. h. Schicht-2-Funktionalität des OSI-Schichtenmodells) bereitstellt. Bei Übertragungsvorgängen sendet die MAC 140 Datenrahmen zu der Sende-/Empfangsvorrichtung 100. Die Sende-/Empfangsvorrichtung 100 codiert die Datenrahmen in Symbole und überträgt die Symbole über die Leitung 110 zu der Vorrichtung an dem anderen Ende. Umgekehrt empfängt die Sende-/Empfangsvorrichtung 100 bei Empfangsvorgängen Datensymbole von der Vorrichtung an dem anderen Ende und decodiert die Symbole. Die decodierten Daten werden zu der MAC 140 als Rahmen für eine Verarbeitung in höheren Schichten gesendet. 1 illustrates an embodiment of an Ethernet transceiver 100 which may be, for example, a Gigabit Ethernet transceiver. The transceiver 100 is with a copper cabling 110 and enables signaling of a physical layer with a device (not shown) connected to the transceiver 100 at the other end of the line 110 is coupled. The copper line 110 has one or more (eg four for a CAT5 cabling) twisted pair connections 120 for transmitting data between the transceiver 100 and the device at the other end. According to one embodiment, a transformer couples 130 Electromagnetically any connection with twisted wire pair 120 with the transceiver 100 , The transceiver 100 is also available with a MAC (media access controller) 140 which provides data link layer functionality (layer 2 functionality of the OSI layer model). During transmission, the MAC sends 140 Data frame to the transceiver 100 , The transceiver 100 encodes the data frames into symbols and transmits the symbols over the line 110 to the device at the other end. Conversely, the transceiver receives 100 upon receive operations, data symbols from the device at the other end and decodes the symbols. The decoded data becomes the MAC 140 sent as a frame for processing in higher layers.
Bei einigen Anwendungen weist die Kupferverkabelung 110 ausreichend viele Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120 mit ausreichender Kapazität auf, um Gigabit-Ethernet-Geschwindigkeiten zu ermöglichen (d. h. 1.000 Mbps oder mehr). Die Verkabelung 110 kann zum Beispiel ein CAT-5-Typ-Kabel oder höher sein, welches mindestens vier Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120 mit einer gesamten Kapazität von 1.000 Mbps oder mehr aufweist. Bei anderen Anwendungen weist die Kupferverkabelung 110 nicht ausreichend viele Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120 mit ausreichender Kapazität auf, um Gigabit-Ethernet-Geschwindigkeiten zu ermöglichen. Die Verkabelung 110 kann zum Beispiel eine CAT-3-Typ-Leitung sein, welche weniger als vier Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120 aufweist. Herkömmliche Gigabit-Ethernet-Sende-/Empfangsvorrichtungen verringern ihre Datenrate auf 100 Mbps oder 10 Mbps, wenn sie mit einer Kupferverkabelung verbunden sind, welche eine gesamte Kapazität von weniger als 1.000 Mbps aufweist. Eine Verkabelung unterhalb einer Gigabit-Kapazität weist jedoch häufig ein oder mehrere Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar auf, welche jeweils eine Kapazität aufweisen, die größer ist, als die, welche von herkömmlichen Sende-/Empfangsvorrichtungen verwendet wird, wenn diese bei 100 Mbps oder 10 Mbps betrieben werden. Zum Beispiel umfassen einige Arten von CAT3-Verkabelungen zwei bis vier Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar, welche jeweils eine Kapazität von mehr als 100 Mbps aufweisen, wenn die Leitungslänge näherungsweise 100 m oder weniger beträgt. Die Leitung weist somit eine gesamte Kapazität auf, welche 100 Mbps bei weitem überschreitet, aber weniger als 1.000 Mbps beträgt. Diese zusätzliche Bandbreite bleibt üblicherweise von herkömmlichen Gigabit-Ethernet-Sende-/Empfangsvorrichtungen ungenutzt, wenn sie mit einer Datenrate von 100 Mbps oder weniger arbeiten.In some applications, the copper cabling points 110 enough connections with twisted wire pairs 120 with sufficient capacity to allow Gigabit Ethernet speeds (ie, 1,000 Mbps or more). The wiring 110 For example, a CAT-5 type cable or higher may be at least four twisted pair connections 120 having a total capacity of 1,000 Mbps or more. In other applications, the copper wiring points 110 not enough connections with twisted wire pairs 120 with sufficient capacity to accommodate Gigabit Ethernet speeds. The wiring 110 For example, a CAT-3 type line may be less than four twisted pair connections 120 having. Traditional Gigabit Ethernet transceivers reduce their data rate to 100 Mbps or 10 Mbps when connected to copper cabling having a total capacity of less than 1000 Mbps. Cabling below Gigabit capacity, however, often has one or more twisted pair connections, each having a capacity greater than that used by conventional transceivers when operating at 100 Mbps or 10 Mbps operate. For example, some types of CAT3 cabling include two to four twisted-pair links each having a capacity of more than 100 Mbps when the line length is approximately 100 m or less. The line thus has a total capacity that far exceeds 100 Mbps but is less than 1,000 Mbps. This extra bandwidth typically remains unused by conventional Gigabit Ethernet transceivers when operating at a data rate of 100 Mbps or less.
Die Ausführungsformen der hierin offenbarten Ethernet-Sende-/Empfangsvorrichtung verwenden diese zusätzliche Verkabelungskapazität, wenn sie bei Datenraten unter einem Gigabit betrieben werden. Die Sende-/Empfangsvorrichtung 100 ist konfigurierbar, um mit einer oder mehreren Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120 einer Leitung 110 verbunden zu werden. Gemäß einer Ausführungsform wird die Leitungskonfiguration von der Sende-/Empfangsvorrichtung 100 unter Verwendung beliebiger geeigneter Erfassungsverfahren bestimmt, zum Beispiel durch ein automatisches Aushandeln, eine Leitungsdiagnose oder ein Verbindungstraining. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Sende-/Empfangsvorrichtung 100 die Leitungskonfiguration durch eine Signalisierung von einer höheren Schicht bekannt gegeben, zum Beispiel von der MAC 140. Bei noch einer weiteren Ausführungsform ist die Sende-/Empfangsvorrichtung für eine bestimmte Anzahl von Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120 vorkonfiguriert.The embodiments of the Ethernet transceiver disclosed herein use this extra cabling capacity when operated at data rates below one gigabit. The transceiver 100 is configurable to use with one or more twisted pair connections 120 a line 110 to be connected. According to one embodiment, the line configuration is received by the transceiver 100 determined using any suitable detection method, for example, through automatic negotiation, line diagnostics, or connection training. According to a further embodiment, the transmitting / receiving device 100 the line configuration is announced by signaling from a higher layer, for example from the MAC 140 , In yet another embodiment, the transceiver is for a certain number of twisted pair connections 120 preconfigured.
Eine Datenratensteuerlogik 150, welche in der Ethernet-Sende-/Empfangsvorrichtung enthalten ist, stellt die Sende-/Empfangsdatenübertragungsrate auf der Grundlage der gesamten Kapazität der Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120, welche mit der Sende-/Empfangsvorrichtung 100 verbunden sind, ein, wie z. B. in dem Schritt 200 der 2 dargestellt. Auf diese Art und Weise wird die Datenübertragungsrate nicht willkürlich auf 100 Mbps oder darunter eingestellt, wenn die Verkabelungsbandbreite eine Sende-/Empfangsvorrichtungsleistung auf Ethernet-Geschwindigkeiten unter einem Gigabit begrenzt. Stattdessen ist die Datenübertragungsrate der Sende-/Empfangsvorrichtung 100 eine Funktion der gesamten verfügbaren Leitungskapazität. Auf diese Art und Weise wird mehr von der Leitungsbandbreite verwendet, wenn die Sende-/Empfangsvorrichtung 100 in einer Ethernet-Betriebsart unter einem Gigabit arbeitet. Gemäß einer Ausführungsform wird jede verfügbare Verbindung mit verdrilltem Adernpaar 120 auf eine Vollduplexübertragungsrate von 250 Mbps vergleichbar zu dem Betrieb einer herkömmlichen Gigabit-Ethernet-Sende-/Empfangsvorrichtung pro verdrilltem Adernpaar eingestellt. Daten werden über die Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120, welche mit der Sende-/Empfangsvorrichtung 100 verbunden sind, mit der Datenübertragungsrate übertragen, welche von der Datenratensteuerlogik 150 eingestellt wurde, wie zum Beispiel im Schritt 202 der 2 dargestellt.A data rate control logic 150 which is included in the Ethernet transceiver sets the transmission / reception data transmission rate based on the total capacity of the twisted pair links 120 , which with the transceiver 100 are connected, such. In the step 200 of the 2 shown. In this way, the data transfer rate is not arbitrarily set to 100 Mbps or below when the cabling bandwidth limits transceiver power to Ethernet speeds below one gigabit. Instead, the data transmission rate is the transceiver 100 a function of the total available line capacity. In this way, more of the line bandwidth is used when the transceiver 100 operates in a single Ethernet mode under a gigabit. According to one embodiment, each available twisted pair connection becomes 120 set to a full duplex transmission rate of 250 Mbps comparable to the operation of a conventional Gigabit Ethernet transceiver per twisted pair. Data is transmitted through twisted pair connections 120 , which with the transceiver 100 are transmitted at the data transfer rate, which depends on the data rate control logic 150 has been adjusted, such as in step 202 of the 2 shown.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Sende-/Empfangsvorrichtung eine Datenrate von 1.000 Mbps oder höher auf, wenn die Leitung 110 mindestens vier Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120 aufweist, welche jeweils eine Kapazität von näherungsweise 250 Mbps aufweisen. Die Sende-/Empfangsvorrichtungsdatenrate wird verringert, wenn die Leitung 110 weniger als vier Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120 aufweist, da die gesamte Kapazität der Leitung weniger als 1.000 Mbps beträgt. Die Sende-/Empfangsvorrichtungsleistung wird jedoch nicht willkürlich auf zum Beispiel 100 Mbps oder 10 Mbps verringert, wie es herkömmlicherweise gemacht wird. Stattdessen entspricht die Sende-/Empfangsvorrichtungsdatenrate der Anzahl der Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120, welche mit der Sende-/Empfangsvorrichtung 100 verbunden sind, und ihrer entsprechenden Kapazität. Gemäß einer Ausführungsform wird die Datenübertragungsrate der Sende-/Empfangsvorrichtung 100 auf näherungsweise 250 Mbps eingestellt, wenn eine einzelne Verbindung mit verdrilltem Adernpaar 120 mit der Sende-/Empfangsvorrichtung 100 verbunden wird, und wird in Schritten von näherungsweise 250 Mbps für jede zusätzliche Verbindung mit verdrilltem Adernpaar 120, welche mit der Sende-/Empfangsvorrichtung 100 verbunden ist, erhöht. Auf diese Art und Weise arbeitet die Sende-/Empfangsvorrichtung 100 mit näherungsweise 250 Mbps anstatt mit 100 Mbps (oder weniger), wenn eine einzelne Verbindung mit verdrilltem Adernpaar 120 mit der Sende-/Empfangsvorrichtung 100 verbunden ist, mit näherungsweise 500 Mbps, wenn zwei Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120 mit der Sende-/Empfangsvorrichtung 100 verbunden sind, und mit näherungsweise 750 Mbps, wenn drei Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120 mit der Sende-/Empfangsvorrichtung 100 verbunden sind.According to one embodiment, the transceiver has a data rate of 1000 Mbps or higher when the line 110 at least four twisted pair connections 120 each having a capacity of approximately 250 Mbps. The transceiver data rate is reduced when the line 110 less than four twisted pair connections 120 because the total capacity of the line is less than 1,000 Mbps. However, the transceiver power is not arbitrarily reduced to, for example, 100 Mbps or 10 Mbps as conventionally done. Instead, the transceiver data rate corresponds to the number of twisted pair connections 120 , which with the transceiver 100 connected and their corresponding capacity. According to one embodiment, the data transmission rate of the transceiver becomes 100 set to approximately 250 Mbps if a single twisted pair connection 120 with the transceiver 100 is connected in increments of approximately 250 Mbps for each additional twisted-pair connection 120 , which with the transceiver 100 connected, increased. In this way the transceiver works 100 at approximately 250 Mbps instead of 100 Mbps (or less) when using a single twisted pair connection 120 with the transceiver 100 connected at approximately 500 Mbps when two twisted pair connections 120 with the transceiver 100 and with approximately 750 Mbps, if there are three twisted pair connections 120 with the transceiver 100 are connected.
Alternativ oder zusätzlich kann die Kabelkonfigurationsinformation verwendet werden, um die Symbolübertragungsrate (die sogenannte Baud-Rate) der Sende-/Empfangsvorrichtung 100 einzustellen. Eine Symbolratensteuerlogik 160, welche in der Sende-/Empfangsvorrichtung 100 enthalten ist, stellt die Sende-/Empfangs-Baud-Rate auf der Grundlage der Längen der Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120, welche mit der Sende-/Empfangsvorrichtung 100 verbunden sind, ein, wie zum Beispiel im Schritt 300 der 3 dargestellt. Auf diese Art und Weise kann die Symbolübertragungsrate der Sende-/Empfangsvorrichtung 100 entsprechend eingestellt werden, um den unterschiedlichen Leitungslängen Rechnung zu tragen. Gemäß einer Ausführungsform stellt die Symbolratensteuerlogik 160 die Symbolübertragungsrate auf einen Vorgabewert von näherungsweise 125 MBd (1,25 × 108 Baud) ein, wenn die Leitung ca. 100 m oder weniger lang ist. Die Symbolrate wird verringert, wenn die Leitung 110 länger ist.Alternatively or additionally, the cable configuration information may be used to determine the symbol transmission rate (the so-called baud rate) of the transceiver 100 adjust. A symbol rate control logic 160 in the transceiver 100 is included, sets the transmission / reception baud rate based on the lengths of the twisted-pair links 120 , which with the transceiver 100 a, such as in step 300 of the 3 shown. In this way, the symbol transmission rate of the transceiver can 100 be adjusted accordingly to accommodate the different cable lengths. According to one embodiment, the symbol rate control logic 160 the symbol transfer rate to a default value of approximately 125 MBd (1.25 × 10 8 baud) when the line is approximately 100 m or less in length. The symbol rate is decreased when the line 110 is longer.
Auf diese Art und Weise können Leitungen mit unterschiedlicher Länge einfach verwendet werden, ohne einen Sende-/Empfangsbetrieb ungünstig zu beeinflussen. Datensymbole werden über die Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120, welche mit der Sende-/Empfangsvorrichtung 100 verbunden sind, mit der Symbolübertragungsrate übertragen, welche von der Symbolratensteuerlogik 160 eingestellt wurde, wie zum Beispiel im Schritt 302 der 3 dargestellt.In this way, lines of different lengths can be easily used without adversely affecting a transmission / reception operation. Data symbols are transmitted through the twisted pair connections 120 , which with the transceiver 100 are transmitted at the symbol transmission rate which is the symbol rate control logic 160 has been adjusted, such as in step 302 of the 3 shown.
4 stellt eine Ausführungsform einer Ethernet-Sende-/Empfangsvorrichtung 100 dar. Gemäß dieser Ausführungsform steuert eine physikalische Sende-/Empfangsschnittstelle (PHY) 400 eine Signalisierung einer physikalischen Schicht. Die physikalische Sende-/Empfangsschnittstelle wird auch als physikalische Schnittstelle einer Sende-/Empfangsvorrichtung (physical interface transceiver) bezeichnet und mit PHY abgekürzt. Die PHY 400 weist einen analogen Signalprozessor (ASP) 402 auf, welcher mit jedem Eingang/Ausgang (Input/Output, I/O) der physikalischen Schicht der PHY 400 gekoppelt ist. Jeder I/O 404 der physikalischen Schicht ist ferner elektromagnetisch mit einem Eingang/Ausgang (I/O) 406 des Übertragers 130 gekoppelt. Das andere Ende des Übertragers 130 weist Eingänge/Ausgänge (I/Os) 408 für ein Koppeln mit einer oder mehreren Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120 der Kupferverkabelung 110 auf. Jeder ASP 402 ist mit einem entsprechenden digitalen Signalprozessor (DSP) 410 über einen Mediensignalrouter (MSR) 412, welcher als Multiplexer arbeitet, gekoppelt. Jede ASP-402/DSP-410-Kombination bildet einen Sende- und Empfangsabschnitt der PHY 400. Gemäß einer Ausführungsform weist die PHY 400 vier Sende- und Empfangsabschnitte zum Unterstützen von Gigabit-Ethernet-Geschwindigkeiten auf. Die DSPs 410 führen Funktionen wie zum Beispiel eine Rahmenbildung für einen physikalischen Medienzugang (physical medium attachment, PMA), eine Oktettsynchronisation und -detektion und ein Vertauschen/Rückvertauschen (scrambling/descrambling) aus. 4 illustrates an embodiment of an Ethernet transceiver 100 According to this embodiment, a physical transmit / receive interface (PHY) controls 400 a signaling of a physical layer. The physical transmit / receive interface is also referred to as a physical interface of a transceiver and abbreviated PHY. The PHY 400 has an analog signal processor (ASP) 402 on which with each input / output (input / output, I / O) of the PHY physical layer 400 is coupled. Every I / O 404 The physical layer is also electromagnetic with an input / output (I / O) 406 of the transformer 130 coupled. The other end of the transformer 130 has inputs / outputs (I / Os) 408 for coupling with one or more twisted pair connections 120 the copper cabling 110 on. Every ASP 402 is with a corresponding digital signal processor (DSP) 410 via a media signal router (MSR) 412 , which works as a multiplexer coupled. Each ASP 402 / DSP 410 Combination forms a transmitting and receiving section of the PHY 400 , According to one embodiment, the PHY 400 Four send and receive sections to support Gigabit Ethernet speeds. The DSPs 410 perform functions such as physical medium attachment (PMA) framing, octet synchronization and detection, and scrambling / descrambling.
Die ASPs 402 stellen die physikalische Signalisierungsschnittstelle für die Kupferverkabelung bereit. Die ASPs 402 und DSPs 410 können digitale adaptive Entzerrer, Codierer, Decodierer, Echokompensatoren, Kompensatoren für Übersprechen, Phasenregelschleifen, Leitungstreiber usw. und beliebige damit einhergehende Unterstützungsschaltkreise aufweisen. Die PHY 400 umfasst ferner eine PCS-Logik 414 (eine Logik zum Durchführen physikalischer Codierungen in einer Teilschicht, physical coding sublayer) zum Durchführen einer Codierung, wie zum Beispiel eine Trellis-/Faltungscodierung, und ein automatisches Aushandeln, welches gemäß einer Ausführungsform ein Bestimmen der Leitungskapazität umfasst.The ASPs 402 provide the physical signaling interface for the copper cabling. The ASPs 402 and DSPs 410 may include digital adaptive equalizers, encoders, decoders, echo cancellers, crosstalk compensators, phase locked loops, line drivers, etc., and any associated support circuitry. The PHY 400 further includes a PCS logic 414 (a physical coding sublayer physical coding sublayer) for performing coding, such as trellis / convolutional coding, and automatic negotiation, which includes determining the line capacitance according to one embodiment.
Im Betrieb empfängt die PHY 400 Schicht-2-Datenrahmen von der MAC 140. Die PHY 400 codiert die Rahmen in Datensymbole. Gemäß einer Ausführungsform werden acht Datenbits in vier Symbole codiert. Die codierten Daten werden mit einer Rate übertragen, welche der Anzahl der mit der PHY 400 verbundenen Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120 entspricht. Die Datenratensteuerlogik 150 stellt die Datenrate auf der Grundlage der gesamten Kapazität der mit der PHY 400 verbundenen Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120 ein. Gemäß einer Ausführungsform wird die Datenrate auf 1.000 Mbps oder darüber eingestellt, wenn vier Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120 mit der PHY 400 verbunden sind. Dementsprechend sind alle vier ASP-402/DSP-410-Abschnitte aktiv. Die Datenrate wird auf näherungsweise 500 Mbps verringert, wenn zwei Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120 mit der PHY 400 verbunden sind. Dementsprechend sind zwei der vier ASP-402/DSP-410-Abschnitte aktiv. Eine der ASP-402/DSP-410-Abschnitte überträgt die codierten Daten mit einer Rate von näherungsweise 250 Mbps, wenn eine einzelne Verbindung mit verdrillten Adernpaar 120 mit der PHY 400 verbunden ist.In operation, the PHY receives 400 Layer 2 data frames from the MAC 140 , The PHY 400 encodes the frames in data symbols. In one embodiment, eight bits of data are encoded into four symbols. The coded data is transmitted at a rate equal to the number of PHY 400 Connected connections with twisted wire pair 120 equivalent. The data rate control logic 150 Sets the data rate based on the total capacity of the PHY 400 Connected connections with twisted wire pair 120 one. In one embodiment, the data rate is set to 1,000 Mbps or above when four twisted pair connections 120 with the PHY 400 are connected. Accordingly, all four ASP 402 / DSP 410 Sections active. The data rate is reduced to approximately 500 Mbps if two twisted pair connections 120 with the PHY 400 are connected. Accordingly, two of the four ASP 402 / DSP 410 Sections active. One of the ASP 402 / DSP 410 Sections transmits the encoded data at a rate of approximately 250 Mbps when a single twisted pair connection 120 with the PHY 400 connected is.
Die PHY 400 gruppiert die zu übertragenden Symbole auf der Grundlage der Anzahl von Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120, welche mit der PHY 400 verbunden sind. Jede Gruppe von Symbolen wird dann über eine andere der Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120 übertragen. Wenn vier Verbindungen 120 vorhanden sind, wird jedes Symbol über eine andere der Verbindungen 120 parallel übertragen. Wenn zwei Verbindungen 120 mit der PHY 400 verbunden sind, wird eine Hälfte der Symbole der Reihe nach über eine erste der Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120 und die andere Hälfte der Symbole der Reihe nach über eine zweite der Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120 übertragen. Alle Symbole werden der Reihe nach über die gleiche Verbindung mit verdrilltem Adernpaar 120 übertragen, wenn eine einzelne Verbindung 120 mit der PHY 400 verbunden ist. Die Symbolratensteuerlogik 160 kann ebenso die Symbolrate auf der Grundlage der Längen der Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120, welche mit der PHY 400 verbunden sind, einstellen. Auf diese Art und Weise wird die Verkabelungskapazität von der PHY 400 optimal genutzt, egal wie viele Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120 mit der PHY 400 verbunden sind und/oder ungeachtet der Leitungslänge.The PHY 400 groups the symbols to be transmitted based on the number of twisted pair connections 120 , which with the PHY 400 are connected. Each group of symbols will then go over another of the twisted pair connections 120 transfer. If four connections 120 are present, each symbol is over another of the links 120 transferred in parallel. If two connections 120 with the PHY 400 one half of the symbols will pass in succession over a first of the twisted pair connections 120 and the other half of the symbols in turn over a second of the twisted pair connections 120 transfer. All symbols are sequentially connected via the same twisted pair connection 120 transmit when a single connection 120 with the PHY 400 connected is. The symbol rate control logic 160 Also, the symbol rate may be based on the lengths of the twisted pair connections 120 , which with the PHY 400 are connected. In this way, the cabling capacity of the PHY 400 optimally used, no matter how many connections with a twisted wire pair 120 with the PHY 400 are connected and / or regardless of the line length.
Bei einigen Anwendungen, wie zum Beispiel einem Ethernet-Switch auf einem Chip (einem sogenannten Ethernet-Switch SOC, system-on-chip), können Datenrateneinstellungen, welche von der PHY 400 durchgeführt werden, auch an der MAC-PHY-Schnittstelle 416 durchgeführt werden, um einen ordnungsgemäßen Systembetrieb sicherzustellen. Gemäß einer Ausführungsform stellt die PCS-Logik 414 die Datenübertragungsrate an der Schicht-2-Schnittstelle 416 auf der Grundlage der PHY-Datenrate ein. Wenn die PHY-Datenrate auf unter 1.000 Mbps eingestellt wird, arbeitet die MAC-PHY-Schnittstelle 416 dementsprechend auch unter 1.000 Mbps. Dies vermeidet Datenübertragungsfehler zwischen der MAC 140 und der PHY 400. Bei anderen Anwendungen ist die Schicht-2-Schnittstelle 416 zwischen der MAC 140 und der PHY 400 eine Standardschnittstelle, wie zum Beispiel eine medienunabhängige Schnittstelle (media independent interface, MII) oder eine gigabitmedienunabhängige Schnittstelle (gigabit media independent interface, GMII), welche Datenraten unter einem Gigabit nicht unterstützt. Dementsprechend können Datenrateneinstellungen, welche von der PHY 400 durchgeführt werden, an der MAC-PHY-Schnittstelle 416 nicht ausgeglichen werden, wenn die Datenrate der MAC-PHY-Schnittstelle fest ist. Gemäß einer Ausführungsform werden Daten, welche zwischen der MAC 140 und der PHY 400 übertragen werden, gepuffert, um beliebige Datenratenunterschiede zu berücksichtigen, welche an der MAC-PHY-Schicht-2-Schnittstelle 416 bestehen können.In some applications, such as an on-chip Ethernet switch (a so-called system-on-chip Ethernet switch), data rate settings provided by the PHY 400 also be performed on the MAC-PHY interface 416 be performed to ensure proper system operation. According to one embodiment, the PCS logic 414 the data transfer rate at the Layer 2 interface 416 based on the PHY data rate. If the PHY data rate is set below 1000 Mbps, the MAC-PHY interface will work 416 accordingly less than 1,000 Mbps. This avoids data transmission errors between the MAC 140 and the PHY 400 , For other applications, the layer 2 interface is 416 between the MAC 140 and the PHY 400 a standard interface, such as a media independent interface (MII) or a Gigabit media independent interface (GMII), which does not support data rates under a gigabit. Accordingly, data rate settings provided by the PHY 400 at the MAC-PHY interface 416 can not be compensated if the data rate of the MAC-PHY interface is fixed. According to one embodiment, data which is between the MAC 140 and the PHY 400 buffered to account for any data rate differences occurring at the MAC PHY Layer 2 interface 416 can exist.
5 stellt eine Ausführungsform einer Ethernet-Sende-/Empfangsvorrichtung 100 dar, welche einen Pufferschaltkreis 500 aufweist, welcher zwischen der MAC 140 und der PHY 400 angeordnet und damit gekoppelt ist. Der Pufferschaltkreis 500 gleicht die Datenratendifferenzen zwischen der PHY 400 und der MAC-PHY-Schicht-2-Schnittstelle 416 aus. Gemäß einer Ausführungsform ist die Datenrate der MAC-PHY-Schicht-2-Schnittstelle 416 fest bei 1.000 Mbps oder höher. In Abhängigkeit von der Art der Kupferverkabelung 110, welche mit der PHY 400 gekoppelt ist, kann die PHY 400 wie zuvor beschrieben eine Datenrate unter 1.000 Mbps aufweisen. Dementsprechend werden Sende-/Empfangsfehler and der MAC-PHY-Grenze 416 auftreten, sofern die Datenratendiskrepanz nicht aufgelöst wird. Zu diesem Zweck weist der Pufferschaltkreis 500 einen Sendepuffer 510, einen Empfangspuffer 520 und eine Puffersteuerlogik 530 auf. Die Puffersteuerlogik 530 verwaltet einen Betrieb der Sende- und Empfangspuffer 510, 520 derart, dass zwischen der MAC 140 und der PHY 400 Datenunterlauffehler und Datenüberlauffehler nicht auftreten, wodurch es der MAC 140 erscheint, als wenn die PHY 400 mit 1.000 Mbps läuft, obwohl dies nicht der Fall ist. 5 illustrates an embodiment of an Ethernet transceiver 100 which is a buffer circuit 500 which is between the MAC 140 and the PHY 400 arranged and coupled with it. The buffer circuit 500 equals the data rate differences between the PHY 400 and the MAC PHY Layer 2 interface 416 out. In one embodiment, the data rate is the MAC PHY layer 2 interface 416 fixed at 1,000 Mbps or higher. Depending on the type of copper cabling 110 , which with the PHY 400 coupled, the PHY 400 as described above have a data rate below 1000 Mbps. Accordingly, send / receive errors and MAC PHY boundary 416 occur unless the data rate discrepancy is resolved. For this purpose, the buffer circuit 500 a send buffer 510 , a receive buffer 520 and a buffer control logic 530 on. The buffer control logic 530 manages operation of the send and receive buffers 510 . 520 such that between the MAC 140 and the PHY 400 Data underflow errors and data overflow errors do not occur, which causes the MAC 140 appears as if the PHY 400 running at 1,000 Mbps, though this is not the case.
Bei Empfangsvorgängen verarbeitet die PHY 400 Symbole, welche von einer Vorrichtung an dem anderen Ende über die Kupferverkabelung 110 empfangen werden. Die PHY 400 decodiert die Symbole in Datenbits und sendet die Daten in Rahmen zu der MAC 140. Die MAC-PHY-Schnittstelle 416 arbeitet ungeachtet der PHY-Datenrate mit einer festen Datenrate. Von daher wird von jedem an der PHY 400 empfangenen Rahmen genug in dem Empfangspuffer 520 gespeichert, bevor die Sende-/Empfangsvorrichtung 100 anfängt, die Rahmendaten von dem Empfangspuffer 520 zu der MAC 140 zu übertragen. Auf diese Art und Weise kann eine Rahmenübertragung zu der MAC 140 nicht dadurch unterbrochen werden, dass der Empfangspuffer 520 leer läuft, bevor die MAC 140 den gesamten Rahmen empfängt. Anderenfalls würde die MAC einen Rahmenfehler erfassen, wenn nur ein Teil des Rahmens empfangen wird, bevor der Empfangspuffer 520 leer läuft. Die Menge von Rahmendaten, welche in dem Empfangspuffer 520 gespeichert werden, bevor die Puffersteuerlogik 530 erlaubt, dass Daten von dem Empfangspuffer 520 zu der MAC 140 fließen, hängt von der Datenrate der PHY 400 ab. Je langsamer die PHY 400 arbeitet, umso mehr Rahmendaten werden gepuffert, bevor eine Rahmenübertragung zu der MAC anfängt. Somit läuft der Empfangspuffer 520 nicht leer, bevor der gesamte Rahmen zu der MAC 140 übertragen wurde. Gemäß einer Ausführungsform wird ein empfangener Rahmen vollständig gepuffert, bevor die Sende-/Empfangsvorrichtung 100 anfängt, den Rahmen zu der MAC 140 zu übertragen.During reception, the PHY processes 400 Symbols coming from a device at the other end over the copper cabling 110 be received. The PHY 400 decodes the symbols into data bits and sends the data in frames to the MAC 140 , The MAC-PHY interface 416 operates at a fixed data rate regardless of the PHY data rate. Therefore, everyone at the PHY 400 received enough frame in the receive buffer 520 stored before the transceiver 100 begins to frame the data from the receive buffer 520 to the MAC 140 transferred to. In this way, a frame transmission to the MAC 140 can not be interrupted by the receiving buffer 520 empty runs before the MAC 140 receives the entire frame. Otherwise, the MAC would detect a frame error if only part of the frame is received before the receive buffer 520 empty runs. The amount of frame data stored in the receive buffer 520 stored before the buffer control logic 530 allows that data from the receive buffer 520 to the MAC 140 flow depends on the data rate of the PHY 400 from. The slower the PHY 400 works, the more frame data is buffered before frame transmission to the MAC begins. Thus, the receive buffer is running 520 not empty before the whole frame to the MAC 140 was transferred. According to one embodiment, a received frame is fully buffered before the transceiver 100 begins to frame the MAC 140 transferred to.
Bei Sendevorgängen verarbeitet die PHY 400 Datenrahmen, welche von der MAC 140 gesendet werden. Die PHY 400 codiert die Datenrahmen in Symbole und überträgt die Symbole über die Kupferverkabelung 110 zu einer Vorrichtung am anderen Ende. Wiederum arbeitet die MAC-PHY-Schnittstelle 416 ungeachtet der PHY-Datenrate mit einer festen Datenrate. Von daher speichert die Sende-/Empfangsvorrichtung 100 Datenrahmen, welche von der MAC 140 empfangen wurden, in dem Sendepuffer 510. Die gepufferten Daten werden zu der PHY 400 ohne Verzögerung gesendet, wo sie über die Kupferverkabelung 110 übertragen werden. Die Puffersteuerlogik 530 verwaltet den Datenfluss in den Übertragungspuffer 510 und aus dem Übertragungspuffer 510. Wenn die PHY 400 langsamer als die MAC-PHY-Schicht-2-Schnittstelle 416 arbeitet, füllt sich der Sendepuffer 510 schneller als die PHY 400, die Rahmendaten verarbeiten kann. Wenn zum Beispiel die Schicht-2-Schnittstelle 416 mit 1.000 Mbps arbeitet und die PHY 400 mit 500 Mbps arbeitet, füllt sich der Sendepuffer 510 doppelt so schnell auf wie die PHY 400 von dem Puffer 510 empfangene Daten verarbeiten kann.During transmissions, the PHY processes 400 Data frames, which from the MAC 140 be sent. The PHY 400 encodes the data frames into symbols and transmits the symbols over the copper cabling 110 to a device on the other end. Again, the MAC-PHY interface works 416 regardless of the PHY data rate with a fixed data rate. Therefore, the transceiver stores 100 Data frames, which from the MAC 140 received in the send buffer 510 , The buffered data becomes the PHY 400 sent without delay, where they have the copper wiring 110 be transmitted. The buffer control logic 530 manages the data flow in the transmission buffer 510 and from the transmission buffer 510 , If the PHY 400 slower than the MAC PHY Layer 2 interface 416 works, the send buffer fills up 510 faster than the PHY 400 which can process frame data. If, for example, the layer 2 interface 416 works at 1,000 Mbps and the PHY 400 works with 500 Mbps, fills the send buffer 510 twice as fast as the PHY 400 from the buffer 510 can process received data.
Die Puffersteuerlogik 530 überwacht die Sendepufferkapazität, um Pufferüberlauffehler zu verhindern. Wenn die Kapazität des Sendepuffers 510 unter einen Schwellenwert fällt, zeigt die Puffersteuerlogik 530 diesen Zustand der MAC 140 an. Als Antwort darauf sendet die MAC 140 keinen neuen Rahmen, bis sie anderweitig angewiesen wird. In dieser Betriebsart wird die MAC-PHY-Schnittstelle 416 in einer Halbduplexbetriebsart betrieben, während die PHY 400 die Medienschnittstelle in einer Vollduplexbetriebsart betreiben kann. Gemäß einer Ausführungsform betätigt die Sende-/Empfangsvorrichtung 100 ein Kollisionssignal (z. B. das COL-Kollisionserfassungssignal), welches zu der MAC 140 übertragen wird, um anzuzeigen, wenn die Sendepufferkapazität unter den Schwellenwert fällt. Das Kollisionssignal zeigt der MAC 140 virtuell an, dass das physikalische Medium (z. B. die Leitung 110) belegt ist. Das Kollisionssignal wird herkömmlicherweise betätigt, um Kollisionen während eines Halbduplexbetriebes zu vermeiden, wenn die PHY 400 Symbole empfängt. Als Antwort darauf verzögert die MAC 140 ein Aussenden neuer Rahmen zu der PHY 400 bis das Kollisionssignal zurückgenommen wird. Gemäß dieser Ausführungsform arbeitet die PHY 400 tatsächlich nicht in einer Halbduplexbetriebsart. Stattdessen setzt die PHY 400 ihren Betrieb in einer Vollduplexbetriebsart fort. Nur die MAC-PHY-Schnittstelle 416 arbeitet in einer Halbduplexbetriebsart, wenn das Kollisionssignal aktiviert ist. Dementsprechend „sieht” die MAC eine virtuelle PHY 400, welche mit 1.000 Mbps in einer Halbduplexbetriebsart arbeitet, obwohl die PHY 400 tatsächlich in einer Vollduplexbetriebsart arbeitet. Die PHY 400 setzt ein Senden von Daten, welche von dem Sendepuffer 510 empfangen werden, fort, während die MAC 140 darauf wartet, dass das Kollisionssignal deaktiviert wird, bevor sie neue Rahmendaten sendet. Somit wird das Kollisionssignal von der Sende-/Empfangsvorrichtung 100 als ein Gegendruckmechanismus verwendet, um einen Überlauf des Sendepuffers 510 zu vermeiden, anstatt Kollisionen zu vermeiden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine Flusssteuerung mittels sogenannter Pausenrahmen verwendet werden. Dies ermöglicht der MAC-140-Schnittstelle einen Vollduplexbetrieb fortzusetzen.The buffer control logic 530 monitors the transmit buffer capacity to prevent buffer overflow errors. If the capacity of the send buffer 510 falls below a threshold, the buffer control logic shows 530 this state of MAC 140 at. In response, the MAC sends 140 no new framework until otherwise instructed. In this mode, the MAC-PHY interface becomes 416 operated in a half-duplex mode while the PHY 400 can operate the media interface in a full-duplex mode. In one embodiment, the transceiver operates 100 a collision signal (eg, the COL collision detection signal) which is sent to the MAC 140 is transmitted to indicate when the transmit buffer capacity falls below the threshold. The collision signal shows the MAC 140 virtual that the physical medium (eg the line 110 ) is occupied. The collision signal is conventionally actuated to avoid collisions during half-duplex operation when the PHY 400 Receives symbols. In response, the MAC delays 140 sending out new frames to the PHY 400 until the collision signal is canceled. According to this embodiment, the PHY works 400 actually not in a half-duplex mode. Instead, the PHY continues 400 continue to operate in a full-duplex mode. Only the MAC-PHY interface 416 operates in half-duplex mode when the collision signal is activated. Accordingly, the MAC "sees" a virtual PHY 400 which operates at 1000 Mbps in a half-duplex mode, though the PHY 400 actually works in a full-duplex mode. The PHY 400 sets sending data coming from the send buffer 510 be received while the MAC 140 waiting for the collision signal to be deactivated before sending new frame data. Thus, the collision signal from the transceiver becomes 100 used as a backpressure mechanism to overflow the send buffer 510 avoid collisions instead. According to a further embodiment, a flow control can be used by means of so-called pause frames. This allows the MAC 140 Interface to continue full-duplex operation.
Während die PHY 400 die gepufferten Daten in der Vollduplexbetriebsart fortgesetzt überträgt, leert sich der Sendepuffer 510. Schließlich erhöht sich die Speicherkapazität des Sendepuffers 510 über einen bestimmten Schwellenwert, welcher anzeigt, dass der Puffer 510 jetzt eine ausreichende Kapazität aufweist, um anzufangen, neue Rahmendaten von der MAC 140 zu empfangen. Daraufhin deaktiviert die Sende-/Empfangsvorrichtung 100 das Kollisionssignal, wodurch der MAC 140 angezeigt wird, dass neue Rahmen gesendet werden können. Um eine häufige Aktivierung und Deaktivierung des Kollisionssignals zu verhindern, kann die Sende-/Empfangsvorrichtung 100 unterschiedliche Schwellenwerte zum Bestimmen, wann das Kollisionssignal zu aktivieren bzw. zu deaktivieren ist, verwenden. Insgesamt ermöglicht der Pufferschaltkreis 500 der Sende-/Empfangsvorrichtung 100 Datenratenunterschiede zwischen der PHY 400 und der MAC 140 auszugleichen, wenn die MAC-PHY-Schnittstelle 416 Datenraten unter einem Gigabit nicht unterstützt oder auf andere Art und Weise fest eingestellt ist.While the PHY 400 If the buffered data continues to transmit in the full-duplex mode, the send buffer clears 510 , Finally, the storage capacity of the send buffer increases 510 above a certain threshold, which indicates that the buffer 510 now has sufficient capacity to start getting new frame data from the MAC 140 to recieve. The transceiver then deactivates 100 the collision signal, causing the MAC 140 is displayed that new frames can be sent. To prevent frequent activation and deactivation of the collision signal, the transceiver may 100 different thresholds for determining when to enable or disable the collision signal. Overall, the buffer circuit allows 500 the transmitting / receiving device 100 Data rate differences between the PHY 400 and the MAC 140 balance when the MAC-PHY interface 416 Data rates below one gigabit are not supported or otherwise fixed.
Gemäß einer Ausführungsform überträgt die Ethernet-Sende-/Empfangsvorrichtung 100 ihre Betriebszustände unter einem Gigabit (zum Beispiel 250 Mbps, 500 Mbps usw.) zu der Vorrichtung an dem anderen Ende, welche mit dem anderen Ende der Kupferverkabelung 110 gekoppelt ist, wenn zum Beispiel eine unzureichende Anzahl von Verbindungen mit verdrilltem Adernpaar 120 verfügbar ist, was durch eine alte Verkabelungsinfrastruktur oder eine Verkabelungsinfrastruktur mit begrenztem Raum begründet sein kann. Auf diese Art und Weise kann die Verkabelungskapazität optimal verwendet werden, sogar wenn die Kapazität weniger als 1.000 Mbps beträgt. Gemäß einer Ausführungsform überträgt die Sende-/Empfangsvorrichtung 100 ihre Übertragungsmöglichkeit zu der Vorrichtung am anderen Ende durch Einsetzen der Übertragungsinformation in eine oder mehrere sogenannte „hext Pages”, welche mit der Vorrichtung am anderen Ende ausgetauscht werden. „hext Pages” sind eine Erweiterung der automatischen Aushandlungseinrichtung und ist ein Mechanismus, durch welchen verbundene Ethernet-Vorrichtungen Informationen austauschen können. Jede „hext Page” weist Codefelder auf, in welchen Informationen wie zum Beispiel die Datenratenleistungsfähigkeit und/oder Symbolratenleistungsfähigkeit der Sende-/Empfangsvorrichtung 100 eingebettet und zu der Vorrichtung am anderen Ende übertragen werden können. Die Vorrichtung am anderen Ende kann ebenso ihre Übertragungsleistungsfähigkeit zu der Sende-/Empfangsvorrichtung 100 übertragen. Der kleinste gemeinsame Nenner der Datenübertragungsrate und/oder Symbolübertragungsrate kann von den verbundenen Vorrichtungen verwendet werden. Wenn die Vorrichtung am anderen Ende den „hext Page”-Informationsaustausch nicht unterstützt oder die hierin definierten Betriebsarten der PHY 140 nicht unterstützt, kann die Datenübertragungsrate auf einen Vorgabewert von 10 baseT oder 100 baseT eingestellt werden. Von daher ist die verbesserte PHY 140 vollständig kompatibel mit Vorrichtungen am anderen Ende, welche die nicht standardmäßigen Ethernet-Geschwindigkeiten, wie zum Beispiel 250 Mbps oder 500 Mbps, nicht unterstützen können.In one embodiment, the Ethernet transceiver transmits 100 their operating states under one gigabit (for example, 250 Mbps, 500 Mbps, etc.) to the device at the other end, which is at the other end of the copper cabling 110 coupled, for example, when an insufficient number of twisted pair connections 120 available, which may be due to an old cabling infrastructure or cabling infrastructure with limited space. In this way, the cabling capacity can be optimally used even if the capacity is less than 1,000 Mbps. In one embodiment, the transceiver transmits 100 their ability to transmit to the device at the other end by inserting the transmission information into one or more so-called "hext pages" which are exchanged with the device at the other end. "Hext pages" are an extension of the automatic negotiation facility and is a mechanism by which connected Ethernet devices can exchange information. Each "hext page" comprises code fields in which information such as data rate performance and / or symbol rate performance of the transceiver 100 embedded and transmitted to the device at the other end. The device at the other end may also have its transmission capability to the transceiver 100 transfer. The lowest common denominator of the data transmission rate and / or symbol transmission rate may be used by the connected devices. If the device on the other end does not support "hext page" information exchange or the PHY modes defined herein 140 not supported, the data transfer rate can be set to a default value of 10 baseT or 100 baseT. Hence, the improved PHY 140 fully compatible with other end devices that can not support non-standard Ethernet speeds, such as 250 Mbps or 500 Mbps.
Unter Berücksichtigung der obigen Variationen und Anwendungen sollte es klar sein, dass die vorliegende Erfindung weder durch die vorhergehende Beschreibung noch durch die beigefügten Zeichnungen beschränkt ist. Stattdessen ist die vorliegende Erfindung nur durch die nachfolgenden Ansprüche und ihre Äquivalente beschränkt.In view of the above variations and applications, it should be understood that the present invention is not limited by the foregoing description or the accompanying drawings. Instead, the present invention is limited only by the following claims and their equivalents.
