DE60318347T2

DE60318347T2 - Selbstauswahl von SGMII oder SerDes Durchgang-Moden

Info

Publication number: DE60318347T2
Application number: DE60318347T
Authority: DE
Inventors: Gary S. 92653 Laguna Hills Huff
Original assignee: Broadcom Corp
Current assignee: Broadcom Corp
Priority date: 2002-03-21
Filing date: 2003-03-21
Publication date: 2008-12-11
Anticipated expiration: 2023-03-22
Also published as: US8238257B2; US7787387B2; EP1357708A2; DE60318347D1; US20030179709A1; US20100284419A1; EP1357708A3; EP1357708B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf Ethernet-Kommunikationssysteme und insbesondere auf Ethernet-Vorrichtungen der Bitübertragungsschicht gerichtet.
Verwandte Fachgebiete
Ethernet ist eine weit verbreitete Technologie in lokalen Netzwerken ("LANs") und in anderen Computernetzwerken. Das IEEE (Institute for Electrical and Electronics Engineers) hat Standards für Ethernet-Kommunikationssysteme entwickelt. Siehe zum Beispiel den Standard IEEE 802.3, der vollständig per Bezugnahme in die Anmeldung aufgenommen ist. Die IEEE-Standards 802.3 wurden von der ISO (International Organization for Standardization) übernommen, wodurch die IEEE-Standards 802.3 weltweite Standards wurden.
In einem Ethernet-Netzwerk nutzt ein Computer einen Ethernet-Transceiver, um Signale zwischen dem Computer und einem Netzwerk zu übertragen und zu empfangen. Der Transceiver bildet in der Regel über ein physisches Verbindungsmedium, wie ein Kupfer- oder Glasfasermedium, eine Schnittstelle mit dem Netzwerk.
Ein Ethernet-Transceiver umfasst in der Regel einen Media Access Controller ("MAC"), der eine Schnittstelle mit Anwendungen bildet, die auf dem Computer ausgeführt werden. Alternativ kann ein Ethernet-Modul einen Switch oder ein optisches Modul umfassen. Ein Ethernet-Transceiver umfasst außerdem eine Vorrichtung der Bitübertragungsschicht bzw. "PHY-Vorrichtung", die eine Schnittstelle zwischen dem MAC/Switch und einem physischen Verbindungsmedium bildet. PHY-Vorrichtungen bilden in der Regel Schnittstellen mit physischen Verbindungsmedien, wobei serialisierte Datenströme verwendet werden. PHY-Vorrichtungen bilden in der Regel Schnittstellen mit MACs/Switches, wobei paketgestützte Schnittstellen verwendet werden.
PHY-Vorrichtungen können so konzipiert sein, dass sie mit jedem beliebigen einer Reihe von physischen Verbindungsmedien (zum Beispiel Kupfer- oder Glasfasermedien) eine Schnittstelle bilden. PHY-Vorrichtungen können außerdem so konzipiert sein, dass sie mittels eines beliebigen einer Vielfalt von Schnittstellenformaten eine Schnittstelle mit MACS/Switches bilden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der Bitübertragungsschicht, eine PHY-Vorrichtung, bereitzustellen, die selektiv in einem beliebigen einer Vielzahl von Modi mit MACs/Switches eine Schnittstelle bilden kann und die in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit aktiver Verbindungspartner selektiv mit einem beliebigen einer Reihe von Arten physischer Verbindungsmedien eine Schnittstelle bilden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Erkennen von aktiven Verbindungspartnern und zum Auswählen eines Betriebsmodus auf der Grundlage der erkannten Verbindungspartner, wie in dem unabhängigen Anspruch 1 angegeben, und einer Vorrichtung der Bitübertragungsschicht, wie in dem unabhängigen Anspruch 22 angegeben, erfüllt.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Die vorliegende Erfindung ist auf Verfahren und Systeme zum Betreiben einer Vorrichtung der Bitübertragungsschicht ("PHY-Vorrichtung") in einem Ethernet-Netzwerk gerichtet. Genauer gesagt ist die vorliegende Erfindung auf Verfahren und Systeme zum Erkennen aktiver Verbindungspartner und zum Auswählen eines den erkannten aktiven Verbindungspartnern entsprechenden Betriebsmodus ohne Eingriff eines Benutzers gerichtet.
Erfindungsgemäß weist eine PHY-Vorrichtung Kupfer- und Faserports zum Koppeln mit Kupfer- und Faserverbindungsmedien auf. Ein elektrischer/optischer Wandler bildet in der Regel eine Schnittstelle zwischen dem Faserport und dem Faserverbindungsmedium. Die PHY-Vorrichtung umfasst ferner einen Knoten zur Er kennung von Fasersignalen, um eine Kopplung mit einem Ausgangsport zur Erkennung von Fasersignalen des elektrischen/optischen Wandlers zu bewirken. Der Knoten zur Erkennung von Fasersignalen empfängt von dem elektrischen/optischen Wandler eine Angabe zur Fasersignalerkennung. Die PHY-Vorrichtung ist somit in der Lage, das Faserverbindungsmedium im Hinblick auf einen aktiven Faserverbindungspartner zu überwachen.
Die PHY umfasst ferner Schaltungen zum Erkennen von Kupferverbindungen, die es der PHY-Vorrichtung erlauben, ein Kupferverbindungsmedium im Hinblick auf einen aktiven Kupferverbindungspartner zu überwachen. Die PHY-Vorrichtung ist somit in der Lage, sowohl das Faserverbindungsmedium als auch das Kupferverbindungsmedium im Hinblick auf aktive Faserverbindungspartner zu überwachen bzw. solche zu erkennen.
Erfindungsgemäß wählt die PHY-Vorrichtung einen den erkannten aktiven Verbindungspartnern entsprechenden Betriebsmodus aus. Zum Beispiel wird ein SGMII-Betriebsmodus einer seriellen, medienunabhängigen Gigabit-Schnittstelle ausgewählt, wenn ein aktiver Kupferverbindungspartner erkannt wird und ein aktiver Faserverbindungspartner nicht erkannt wird. Auf ähnliche Weise wird ein SerDes-Pass-Through-Betriebsmodus zur Serialisierung/Deserialisierung ausgewählt, wenn ein aktiver Faserverbindungspartner erkannt wird und ein aktiver Kupferverbindungspartner nicht erkannt wird.
Die PHY-Vorrichtung bildet dann in dem ausgewählten Betriebsmodus eine Schnittstelle mit dem aktiven Kupfer- oder Faserverbindungspartner. Zum Beispiel bildet die PHY-Vorrichtung eine Schnittstelle mit dem aktiven Kupferverbindungspartner, wenn der SGMII-Betriebsmodus ausgewählt ist. Auf ähnliche Weise bildet die PHY-Vorrichtung eine Schnittstelle mit dem aktiven Faserverbindungspartner, wenn der SerDes-Pass-Through-Betriebsmodus ausgewählt ist.
Die Erfindung sieht optional einen priorisierten Betriebsmodus vor, wenn aktive Kupfer- und Faserverbindungspartner erkannt werden. Der priorisierte Modus kann von dem Benutzer auswählbar oder werkseitig eingestellt sein. Die Erfindung schaltet optional die mit einem nicht ausgewählten Betriebsmodus verbundenen Schaltungen ab.
Die Erfindung stellt optional einen priorisierten Betriebsmodus bereit, wenn kein aktiver Kupfer- oder Faserverbindungspartner erkannt wird. Der priorisierte Modus kann von dem Benutzer auswählbar oder werkseitig eingestellt sein.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie die Struktur und Funktionsweise verschiedener Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es sei angemerkt, dass die Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, die in diesem Dokument beschrieben sind. Solche Ausführungsbeispiele sind in diesem Dokument nur zum Zwecke der Veranschaulichung dargestellt. Weitere Ausführungsbeispiele sind für Fachleute auf dem bzw. den entsprechenden Gebiet(en) auf der Grundlage der in diesem Dokument enthaltenen Lehren offensichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnung, in der ein Element jeweils zum ersten Mal vorkommt, ist in der Regel in dem entsprechenden Bezugszeichen durch die ganz links befindliche(n) Ziffer(n) angegeben.
1 ist ein übergeordnetes Blockdiagramm eines Ethernet-Transceivers 100.
2 ist ein ausführliches Blockdiagramm eines beispielhaften Ausführungsbeispiels des Ethernet-Transceivers 100.
3 ist ein Blockdiagramm des Ethernet-Moduls 100, das Schaltungen zur Erkennung von Kupferverbindungen 312 und einen Knoten zur Erkennung von Fasersignalen ("Faser-SD-Knoten") 302 gemäß der Erfindung umfasst.
4 ist ein Prozess-Ablaufdiagramm 400 zum Erkennen aktiver Verbindungspartner, zum Auswählen eines geeigneten Betriebsmodus und zum Abschalten nicht ausgewählter Medien gemäß der Erfindung.
5 ist ein Blockdiagramm einer Mehrfachmodus-Vorrichtung 700 der Bitübertragungsschicht, in der die vorliegende Erfindung implementiert werden kann.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
INHALTSVERZEICHNIS

I. Einführung
II. Erkennen aktiver Kupfer- und Faserverbindungspartner
III. SGMII-Modus
IV. SerDes-Pass-Through-Modus
V. Modusauswahl
VI. Abschalten nicht ausgewählter Medien
VII. Verfahren zum Erkennen aktiver Verbindungspartner, zum Auswählen eines Betriebsmodus und zum Abschalten nicht ausgewählter Medien
VIII. Integration in einer Mehrfachmodus-PHY-Vorrichtung
IX. Schlussbemerkung

I. Einführung
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Vorrichtung der Bitübertragungsschicht ("PHY-Vorrichtung") für einen Ethernet-Transceiver gerichtet, die seriell eine Schnittstelle mit einer Verbindungsvorrichtung, wie beispielsweise einem MAC, einem Switch, einer optischen Vorrichtung oder dergleichen ("MAC/Switch") bildet und die in Abhängigkeit von dem Vorhandensein aktiver Verbindungspartner, die mit einem fernen Ende des physischen Verbindungsmediums gekoppelt sind, selektiv eine Schnittstelle mit einem physischen Kupfer- oder Faserverbindungsmedium bildet.
Verfahren und Systeme zum gleichzeitigen Überwachen im Hinblick auf aktive Verbindungspartner auf Kupfer- und Faserverbindungsmedien werden zum Beispiel in der am 26. Juli 2002 eingereichten, gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2003-0179711 A1 mit dem Titel "Auto-Detection of Copper and Fiber Mode" gelehrt. Diese betrifft eine PHY-Vorrichtung, die über eine GMII-Schnittstelle (Gigabit Media Independent Interface, medienunabhängige Gigabit-Schnittstelle) an einen MAC/Switch angeschlossen ist. Die GMII-Schnittstelle umfasst ungefähr 22 Pins.
Erfindungsgemäß bildet eine PHY-Vorrichtung über eine Serialisierer/Deserialisierer-Schnittstelle ("SerDes-Schnittstelle") eine Schnittstelle mit einem MAC/Switch, um die Anzahl von Pins zu verringern. In einer beispielhaften Implementierung umfasst die SerDes-Schnittstelle ein mit 1,25 Gigabaud übertragenes Datensignal mit einer Taktgeschwindigkeit von 625 MHz. Die PHY-Vorrichtung umfasst eine DDR-Schnittstelle, die nachfolgend beschrieben wird. Jedes Signal wird als differenzielles Signalpaar generiert, um Signalintegrität bereitzustellen und das Rauschen so gering wie möglich zu halten. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
Erfindungsgemäß werden aus Gründen der Abwärtskompatibilität die drei Geschwindigkeiten, mit denen die GMII-Schnittstelle betrieben werden kann (das heißt 10, 100 und 1000 Megabit pro Sekunde), unterstützt. Die SerDes-Schnittstelle wird selektiv entweder in dem seriellen GMII-Modus ("SGMII-Modus") oder in dem 1000-X-Modus betrieben. Die vorliegende Erfindung überwacht ein Kupferverbin dungsmedium und ein Faserverbindungsmedium im Hinblick auf aktive Verbindungspartner und wählt gemäß einer nachfolgend beschriebenen Logik ein Verbindungsmedium aus. Wenn das Kupferverbindungsmedium ausgewählt ist, bildet die PHY-Vorrichtung in dem SGMII-Modus eine Schnittstelle mit einem MAC/Switch. Wenn das Faserverbindungsmedium ausgewählt ist, bildet die PHY-Vorrichtung in dem 1000-X-Modus eine Schnittstelle mit dem MAC/Switch. In dem letztgenannten Szenario wird die PHY-Vorrichtung oder ein Teil davon abgeschaltet, und die PHY-Vorrichtung bildet unter Verwendung eines neuen SerDes-Pass-Through-Transceivers eine Schnittstelle zwischen dem MAC/Switch und dem Faserverbindungsmedium. Der SerDes-Pass-Through-Transceiver wird in der am 26. Juli 2002 eingereichten, gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer US 2004-0017815 A1 mit dem Titel "SerDes Pass-Through Mode" gelehrt.
Damit der MAC/Switch mit der PHY-Vorrichtung in dem ausgewählten Modus (das heißt SGMII oder 1000-X) eine Schnittstelle bilden kann, benachrichtigt die PHY-Vorrichtung den MAC/Switch über den ausgewählten Modus.
Die Erfindung ist ferner auf eine PHY-Vorrichtung gerichtet, die SGMII-Tauglichkeit und einen neuen Pass-Through-Modus zur Serialisierung/Deserialisierung (SerDes-Pass-Through-Modus) umfasst. Der SerDes-Pass-Through-Modus ist in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer US 2004-0017815 A1 mit dem Titel "SerDes Pass-Through Mode" beschrieben. Die PHY-Vorrichtung wird, je nachdem, ob aktive Faser- und/oder Kupferverbindungspartner erkannt werden, selektiv in einem SGMII- oder SerDes-Pass-Through-Modus betrieben.
Nun wird eine Logik zum Auswählen zwischen einem Kupferverbindungsmedium und einem Faserverbindungsmedium beschrieben. Wenn ein aktiver Kupferverbindungspartner erkannt wird und ein aktiver Faserverbindungspartner nicht erkannt wird, wählt die PHY-Vorrichtung die Kupferverbindung aus und bildet in dem SGMII-Modus eine Schnittstelle mit dem MAC/Switch. Wenn umgekehrt ein aktiver Faserverbindungspartner erkannt wird und ein aktiver Kupferverbindungspartner nicht erkannt wird, wählt die PHY-Vorrichtung den Faserverbindungspartner aus und bildet in dem 1000-X-Modus eine Schnittstelle mit dem MAC/Switch.
Die Erfindung erlaubt, dass das Faser- oder Kupferverbindungsmedium priorisiert wird, so dass dann, wenn sowohl der Faserverbindungspartner als auch der Kupferverbindungspartner aktiv ist, die PHY-Vorrichtung das priorisierte physische Verbindungsmedium auswählt. Schaltungen, die mit dem nicht priorisierten physischen Verbindungsmedium und/oder mit einem nicht ausgewählten Betriebsmodus verbunden sind, werden optional abgeschaltet, um Strom zu sparen.
1 ist ein Blockdiagramm eines Ethernet-Transceivers oder -Moduls 100, wobei ein MAC/Switch 102 über eine serielle Schnittstelle 104 eine Schnittstelle mit einer PHY-Vorrichtung 106 bildet. Bei der seriellen Schnittstelle 104 kann es sich um eine SGMII- oder um eine serielle 1000-X-Schnittstelle handeln. Die PHY-Vorrichtung 106 ist über einen Anschluss 114 mit einem physischen Verbindungsmedium 116 gekoppelt. Wie nachfolgend beschrieben wird, umfasst das physische Verbindungsmedium 116 ein Kupferverbindungsmedium und ein Faserverbindungsmedium.
Auf der Seite des MAC/Switches 102 empfangt die PHY-Vorrichtung 106 serielle Übertragungssignale von dem MAC/Switch 102. Die PHY-Vorrichtung 106 deserialisiert die Übertragungssignale, um die codierten, parallelen Daten zurückzugewinnen. Die parallelen Daten werden innerhalb der PHY-Vorrichtung 106 verarbeitet, um die übertragenen Daten zurückzugewinnen. Die decodierten übertragenen Daten werden dann auf dem physischen Verbindungsmedium 116 versendet. Auf der Seite des physischen Verbindungsmediums 116 empfängt die PHY-Vorrichtung 106 Daten von dem physischen Verbindungsmedium 116, serialisiert sie und sendet sie an den MAC/Switch 102. 2 ist ein ausführliches Blockdiagramm eines beispielhaften Ausführungsbeispiels des Ethernet-Moduls 100, wobei der MAC 102 über eine SGMII- oder 1000-X-Schnittstelle 104 eine Schnittstelle mit der PHY-Vorrichtung 106 bildet.
In 2 umfasst die PHY-Vorrichtung 106 ein SGMII-Modul 202 und ein SerDes-Pass-Through-Modul 204. Das SGMII-Modul 202 umfasst Unterschichten von dem Typ PCS (Physical Coding Sublayer), von dem Typ PMA (Physical Medium Attachment Sublayer) und von dem Typ PMD (Physical Medium Dependent Sublayer), die den Fachleuten auf dem bzw. den entsprechenden Gebiet(en) allgemein bekannt sind. Die PCS-Unterschichten stellen Dienste bereit, die das Codieren/Decodieren von Daten für die Kommunikation mit den PMA-Unterschichten umfassen. Die PMA-Unterschichten stellen eine medienunabhängige Plattform für die PCS-Unterschichten bereit, um die Verwendung einer Reihe von seriellen, bitorientierten physischen Medienverbindungen zu unterstützen. Die PMD-Unterschichten implementieren eine Signalisierung, zum Beispiel gemäß IEEE- und/oder ANSI-Standards.
Mit der Kupferverbindung verbundene PMD-Unterschichten können Schaltungen zur Signalverarbeitung, wie beispielsweise – und ohne Beschränkung auf diese – Echounterdrückung, Übersprechunterdrückung, Entzerrung, Takt- und/oder Phasenrückgewinnung, Verstärkungsregelung und Korrektur der Grundlinienwanderung (Baseline Wander Correction) umfassen. Eine solche Signalverarbeitung kann zum Beispiel verwendet werden, um Signal/Rauschverhältnisse ("SNR") und Augenöffnungen von Signalen zu verbessern, die an das Kupferverbindungsmedium 116a gesendet und/oder von diesem empfangen werden.
Das Ethernet-Modul 100 umfasst ferner einen Kupferanschluss 114a, wie beispielsweise einen RJ45-Stecker, der die PHY-Vorrichtung 106 mit einem Kupferverbindungsmedium 116a verbindet. Das Ethernet-Modul 100 umfasst außerdem einen Faseranschluss 114b, der die PHY-Vorrichtung 106 mit einem Faserverbindungsmedium 116b verbindet. Der Faseranschluss 114b umfasst in der Regel einen optisch/elektrischen Wandler.
Das in 1 und 2 veranschaulichte beispielhafte Ethernet-Modul 100 wird zum Zweck der Veranschaulichung bereitgestellt. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt. Auf der Grundlage der Beschreibung in diesem Dokument ist es einem Fachmann auf dem bzw. den entsprechenden Gebiet(en) verständlich, dass die Erfindung auch in anderen Arten von Ethernet-Modulen implementiert werden kann.
II. Erkennen aktiver Kupfer- und Faserverbindungspartner
Nun werden Verfahren und Systeme zum Erkennen aktiver Verbindungspartner beschrieben. Die resultierenden Informationen können zum Auswählen zwischen dem SGMII-Betriebsmodus und dem SerDes-Pass-Through-Betriebsmodus, zum Abschalten nicht ausgewählter Medien und/oder für weitere Zwecke verwendet werden. 3 ist ein Blockdiagramm des Ethernet-Moduls 100, bei dem die PHY-Vorrichtung 106 unter anderem Schaltungen zur Erkennung von Kupferverbindungen 312 und einen Knoten zur Erkennung von Fasersignalen ("Faser-SD-Knoten") 302 umfasst.
Nun wird der Faser-SD-Knoten 302 beschrieben. Wie aus dem oben Genannten hervorgeht, umfasst der Faseranschluss 114b in der Regel einen optisch/elektrischen Wandler. Herkömmliche optisch/elektrische Wandler umfassen einen Faser-SD-Ausgangsport, der hier als Faser-SD-Ausgangsport 304 veranschaulicht ist. Der Faser-SD-Ausgangsport 304 ist aktiv, wenn eine Stärke eines optischen Signals auf dem Faserverbindungsmedium 116b oberhalb eines Schwellenwerts liegt. Der Faser-SD-Ausgangsport 304 ist mit dem Faser-SD-Knoten 302 gekoppelt. Wenn die Stärke des optischen Signals auf dem Faserverbindungsmedium 116b oberhalb des Schwellenwerts liegt, wird ein aktives Faser-SD-Signal 308 von dem Faser-SD-Ausgangsport 304 dem Faser-SD-Knoten 302 bereitgestellt. Die PHY-Vorrichtung 106 erkennt somit aktive Faserverbindungspartner.
Nun werden die Schaltungen zur Erkennung von Kupferverbindungen 312 beschrieben. Die Schaltungen zur Erkennung von Kupferverbindungen 312 umfassen Schaltungen, die erkennen, ob ein Kupferverbindungspartner auf dem physischen Kupferverbindungsmedium 116a aktiv ist. In dem Beispiel von 3 sind die Schaltungen zur Erkennung von Kupferverbindungen 312 mit einem Knoten zwischen dem SGMII-Modul 202 und dem Kupferanschluss 114a gekoppelt. Alternativ sind die Schaltungen zur Erkennung von Kupferverbindungen 312 mit dem Kupferanschluss 114a, der Kupferverbindung 116a und/oder dem SGMII-Modul 202 gekoppelt.
Die Schaltungen zur Erkennung von Kupferverbindungen 312 erkennen, ob ein Kupferverbindungspartner auf dem physischen Kupferverbindungsmedium 116a aktiv ist. Wenn ein aktiver Verbindungspartner durch die Schaltung zur Erkennung von Kupferverbindungen 312 erkannt wird, gibt die Schaltung zur Erkennung von Kupferverbindungen 312 ein Erkennungssignal für Kupferverbindungen 310 aus. Die Schaltungen zur Erkennung von Kupferverbindungen 312 können zum Beispiel so implementiert sein, wie in einer oder mehreren der folgenden US-Patentanmeldungen offenbart ist:

US 7,127,624 mit dem Titel "Energy Detect with Auto Pair Select", eingereicht am 13. August 2001;
US 2002-0019954 A1 mit dem Titel "Regulating Transceiver Power Consumption for a Transceiver in a Communications Network", eingereicht am 21. Juni 2001; und/oder
US 2003-0179816 A1 mit dem Titel "Auto Powerdown for Forced Speed Modes", eingereicht am 26. Juli 2002.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf die in diesen Dokumenten offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt.
Die in 3 veranschaulichte PHY-Vorrichtung 106 erkennt somit ohne Eingriff eines Benutzers oder von Software, ob es einen mit dem Faseranschluss 114b und/oder mit dem Kupferanschluss 114a gekoppelten, aktiven Verbindungspartner gibt. Nachdem aktive Verbindungspartner erkannt worden sind, kann das Ethernet-Modul 100 die Erkennungsinformationen für einen oder mehrere einer Reihe von Zwecken nutzen, die ohne Beschränkung das Auswählen eines geeigneten Betriebsmodus und/oder das Abschalten von mit einem nicht ausgewählten Modus verbundenen Schaltungen umfassen, was beides nachfolgend beschrieben wird.
Die PHY-Vorrichtung 106 umfasst optional ein Filter für Erkennungssignale für Kupferverbindungen 314 und oder ein Filter für Erkennungssignale für Fasersignale 318. Das Filter für Erkennungssignale für Kupferverbindungen 314 umfasst Schaltungen zum Filtern und/oder Entprellen des Erkennungssignals für Kupferverbindungen 310. Das Filter für Erkennungssignale für Kupferverbindungen 314 gibt ein gefiltertes Erkennungssignal für Kupferverbindungen 316 aus. Das Filter für Er kennungssignale für Fasersignale 318 umfasst Schaltungen zum Filtern und/oder Entprellen des Faser-SD-Signals 308. Das Filter für Erkennungssignale für Fasersignale 318 gibt ein gefiltertes Faser-SD-Signal 320 aus.
III. SGMII-Modus
Nun wird eine beispielhafte Implementierung des SGMII-Moduls 202 beschrieben. Das SGMII-Modul 202 verwendet zwei Datensignale und ein Taktsignal, um Rahmendaten und Informationen zu der Übertragungsgeschwindigkeit der Verbindung zwischen der PHY-Vorrichtung 106 und dem MAC/Switch 102 zu übermitteln. Die Datensignale werden mit 1,25 Gigabaud übertragen, und die Taktgeber arbeiten bei 625 MHz mit DDR (doppelte Datenübertragungsgeschwindigkeit). DDR nutzt sowohl die steigenden als auch die fallenden Flanken des Taktsignals. Die Signale sind bevorzugt als Differenzialpaare implementiert, um die Signalintegrität zu verbessern und das Systemrauschen möglichst gering zu halten.
Wenn der MAC/Switch 102 bei einer Geschwindigkeit von weniger als 1000 betrieben wird (zum Beispiel bei 10 Mbps oder bei 100 Mbps), verlängert die PHY-Vorrichtung 106 und/oder der MAC/Switch einen Rahmen, indem sie bzw. er jedes Rahmen-Byte 10-mal für 100 Mbps und 100-mal für 10 Mbps repliziert. Diese Verlängerung des Rahmens erfolgt gemäß IEEE 802.3z in der Regel oberhalb der PCS-Unterschicht, so dass eine Anfangs-Rahmen-Kennzeichnung (Start Frame Delimiter) nur einmal pro Rahmen erscheint.
Auf der Empfangsseite leitet die PHY-Vorrichtung 106 die Signale von dem Kupferverbindungsmedium 116a durch die PCS-Unterschicht weiter. Die PHY-Vorrichtung 106 serialisiert die Daten der PCS-Unterschicht, um ein SGOUT±-Pin-Signalpaar zu erzeugen, und sendet sie bei einer Datenübertragungsgeschwindigkeit von 1,25 Gbps zusammen mit dem DDR-SCLK±-Pin-Signalpaar bei 625 MHz an den MAC/Switch 102.
Auf der Übertragungsseite deserialisiert die PHY-Vorrichtung 106 von dem MAC/Switch 102 an dem SGIN±-Pin empfangene Daten, um codierte, parallele Daten wiederherzustellen. Die PHY-Vorrichtung 106 leitet parallele Daten durch eine Empfangs-Regelmaschine innerhalb der PCS-Unterschicht, um die Übertragungssignale wiederherzustellen. Die decodierten Übertragungssignale werden durch einen Übertragungsblock geleitet und mit der vorbestimmten Geschwindigkeit an das Kupferverbindungsmedium 116a ausgegeben.
Wenn die PHY-Vorrichtung 106 eine Verbindungsänderung von dem Kupferverbindungspartner erkennt, startet die PHY-Vorrichtung 106 unter Verwendung eines Moduls für die automatische PHY/MAC-Aushandlung 348 (3) einen automatischen Aushandlungsprozess und sendet aktualisierte Steuerinformationen an den MAC/Switch 102. Das SGMII-Modul 202 verwendet das Modul für die automatische PHY/MAC-Aushandlung 348, um Steuerinformationen an den MAC/Switch 102 zu leiten, um den MAC/Switch 102 über die Änderung in dem Verbindungsstatus zu informieren. Der MAC/Switch 102 empfängt und decodiert Steuerinformationen und startet den automatischen Aushandlungsprozess.
IV. SerDes-Pass-Through-Modus
Nun wird das SerDes-Pass-Through-Modul 204 beschrieben. Wenn die PHY-Vorrichtung 106 eine serielle Schnittstelle mit dem MAC/Switch 102 bildet, führt die PHY-Vorrichtung 106 in der Regel eine Reihe von Prozessen an den Daten durch, wie beispielsweise Deserialisierungs-, Depaketierungs- und Decodierungsprozesse. Eine weitere PHY-Vorrichtung an einem fernen Ende der physischen Verbindung kehrt die Prozesse um (zum Beispiel Paketieren, Codieren und erneutes Serialisieren der Daten). Dies ist bei physischen Kupferverbindungsmedien notwendig, weil die Daten zur Übertragung auf Kupferkabeln umformatiert werden müssen. Ein Faserkabel kann jedoch 1000-X-Daten ohne Decodieren/Depaketieren der Daten von dem MAC/Switch aufnehmen. Somit sind wenigstens einige der von den PHY-Vorrichtungen durchgeführten Prozesse bei Faserverbindungsmedien unnötig. Schwankungen zwischen Taktfrequenzen in dem MAC/Switch 102 und einem fernen Faserverbindungspartner verhindern jedoch eine direkte Verbindung zwischen dem MAC/Switch 102 und dem fernen Faserverbindungspartner.
Demgemäß wurde der neue SerDes-Pass-Through-Modus entwickelt, wie in der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung [noch zu vergeben, Anwaltsakten zeichen 1875.3300000] mit dem Titel "SerDes Pass-Through Mode", eingereicht am 26. Juli 2002 und vollständig per Bezugnahme in die Anmeldung aufgenommen, gelehrt wird. In dem Beispiel von 3 ist der SerDes-Pass-Through-Modus innerhalb des SerDes-Pass-Through-Moduls 324 implementiert. Wenn das SerDes-Pass-Through-Modul 324 ausgewählt ist, bildet es über eine 1000-X-Schnittstelle eine Schnittstelle mit dem MAC/Switch 102.
Das SerDes-Pass-Through-Modul 324 umfasst einen ersten Serialisierer/Deserialisierer ("SerDes") 326 und einen zweiten SerDes 328. Von dem MAC/Switch 102 an die PHY-Vorrichtung 106 übertragene Daten werden von dem ersten SerDes 326 deserialisiert und dann zur Übertragung auf der Faserverbindung 116b von dem zweiten SerDes 328 erneut serialisiert. Auf ähnliche Weise werden von der Faserverbindung 116b empfangene Daten von dem zweiten SerDes 328 deserialisiert und von dem ersten SerDes 326 erneut serialisiert. Der erste und der zweite SerDes 326 und 326 arbeiten mit einem eindeutigen Taktungsschema, das Schwankungen zwischen Taktfrequenzen in dem MAC/Switch 102 und einem fernen Faserverbindungspartner ausgleicht. Das Taktungsschema wird in der am 26. Juli 2002 eingereichten, gleichzeitig anhängigen und vollständig per Bezugnahme in die Anmeldung aufgenommen US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer US 2004-0017815 A1 mit dem Titel "SerDes Pass-Through Mode" gelehrt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung bildet die PHY-Vorrichtung 106, je nachdem, ob ein aktiver Kupfer- und/oder Faserverbindungspartner erkannt wird, in dem SGMII-Modus unter Verwendung des SGMII-Moduls 202 und einer SGMII-Schnittstelle 104a oder in dem SerDes-Pass-Through-Modus unter Verwendung des SerDes-Pass-Through-Moduls 324 und einer 1000-X-Schnittstelle 104b selektiv eine Schnittstelle mit dem MAC/Switch 102.
Wenn zum Beispiel ein Faserverbindungspartner erkannt wird, kommuniziert der MAC/Switch 102 mit dem Faserverbindungspartner über die 1000-X-Schnittstelle 104b. Wenn umgekehrt ein aktiver Kupferverbindungspartner erkannt wird, führt die PHY-Vorrichtung 106 eine automatische Aushandlung mit dem MAC/Switch 102 durch, um in dem SGMII-Modus zu arbeiten.
Die Erfindung sieht, wie nachfolgend beschrieben, optional eine Priorisierung von Faser- oder Kupfermedienverbindungen vor, wenn sowohl aktive Faserverbindungspartner als auch aktive Kupferverbindungspartner erkannt werden.
V. Modusauswahl
Die Erkennung von einem oder mehreren aktiven Verbindungspartnern kann verwendet werden, um ohne Eingriff eines Benutzers einen Betriebsmodus auszuwählen. Nun wird die Auswahl des SGMII-Modus oder des SerDes-Pass-Through-Modus beschrieben.
Die Auswahl des SGMII-Modus oder des SerDes-Pass-Through-Modus wird durch das Modusauswahlmodul 330 gesteuert. Das Modusauswahlmodul 330 umfasst einen Knoten zur Erkennung von Kupferverbindungen 332 und einen Knoten zur Erkennung von Fasersignalen ("Faser-SD-Knoten") 334. Der Knoten zur Erkennung von Kupferverbindungen 332 ist mit dem Filter für Erkennungssignale für Kupferverbindungen 314 gekoppelt, um das Erkennungssignal für Kupferverbindungen 316 zu empfangen. Wenn ein aktiver Kupferverbindungspartner durch die Schaltungen zur Erkennung von Kupferverbindungen 312 erkannt wird, gibt das Filter für Erkennungssignale für Kupferverbindungen 314 das gefilterte Erkennungssignal für Kupferverbindungen 316 an den Knoten zur Erkennung von Kupferverbindungen 332 aus.
Der Faser-SD-Knoten 334 ist mit dem Filter für Erkennungssignale für Fasersignale 318 gekoppelt. Wenn eine Stärke eines optischen Signals auf dem Faserverbindungsmedium 116b oberhalb eines Schwellenwerts liegt, wird dem Modusauswahlmodul 330 durch den Faser-SD-Knoten 334 ein aktives Faser-SD-Signal 320 bereitgestellt.
Das Modusauswahlmodul 330 ist funktionell mit einem Schaltermodul 336 veranschaulicht, das durch eine Logik zur Modusauswahl 338 gesteuert wird. Die Logik zur Modusauswahl 338 gibt ein Modusauswahlsignal 340 an das Schaltermodul 336 aus. Das Modusauswahlsignal 340 steuert das Schaltermodul 336, um Daten 342 zwischen dem MAC/Switch 102 und dem SGMII-Modul 202 oder dem SerDes-Pass-Through-Modul 204 zu leiten.
Die Daten 342 umfassen Sende- und Empfangsdaten. Die Daten 342 umfassen optional Daten für die automatische Aushandlung. Wenn die Daten 342 an das SGMII-Modul 202 geleitet werden, arbeitet die PHY-Vorrichtung 106 in dem so genannten SGMII-Modus. Wenn die Daten 342 an das SerDes-Pass-Through-Modul 204 geleitet werden, arbeitet die PHY-Vorrichtung 106 in dem so genannten SerDes-Pass-Through-Modus. Die funktionelle Veranschaulichung von 3 wird beispielshalber bereitgestellt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die funktionelle Veranschaulichung von 3 beschränkt.

Die Logik zur Modusauswahl 338 umfasst Logik und/oder eingebettete Software, die das gefilterte Faser-SD-Signal 320 und das gefilterte Erkennungssignal für Kupferverbindungen 316 verarbeitet, um einen Betriebsmodus auszuwählen. Die nachfolgende Tabelle 1 ist eine beispielhafte Wahrheitstabelle, die von dem Modusauswahlmodul 330 implementierte Logik und/oder eingebettete Software veranschaulicht.

Faser-SD-Signal 308/320	Erkennungssignal für Kupferverbindungen 310/316	Von dem Modusauswahlmodul 330 ausgewählter Modus
0	0	Konfigurierbar
0	1	SGMII-Modus
1	0	SerDes-Pass-Through-Modus
1	1	Konfigurierbar

Tabelle 1

Wenn das gefilterte Erkennungssignal für Kupferverbindungen 316 aktiv und das gefilterte Faser-SD-Signal 320 inaktiv ist, wird der SGMII-Modus ausgewählt.
Wenn auf ähnliche Weise das gefilterte Erkennungssignal für Kupferverbindungen 316 inaktiv und das gefilterte Faser-SD-Signal 320 aktiv ist, wird der SerDes-Pass- Through-Modus ausgewählt. Wenn der SGMII-Modus ausgewählt ist, bildet die PHY-Vorrichtung 106 über das SGMII-Modul 202 eine Schnittstelle zwischen dem MAC/Switch und dem Kupferverbindungsmedium 116a. Wenn der SerDes-Pass-Through-Modus ausgewählt ist, bildet die PHY-Vorrichtung 106 über das SerDes-Pass-Through-Modul 204 eine Schnittstelle zwischen dem MAC/Switch 102 und dem Faserverbindungsmedium 116b.
Das Modusauswahlmodul 330 sieht optional auch konfigurierbare Zustände vor. Ein erster optional konfigurierbarer Zustand trifft dann zu, wenn weder auf der Kupferverbindung 116a noch auf der Faserverbindung 116b eine aktive Verbindung erkannt wird. Ein zweiter optional konfigurierbarer Zustand trifft dann zu, wenn aktive Verbindungen sowohl auf der Kupferverbindung 116a als auch auf der Faserverbindung 116b erkannt werden. Das Modusauswahlmodul 330 ist entweder für eine dieser beiden Situationen oder für beide Situationen optional konfigurierbar. Anders ausgedrückt kann das Modusauswahlmodul 330 so konfiguriert werden, dass es in einer oder in beiden dieser Situationen als Vorgabe den SGMII- oder den SerDes-Pass-Through-Modus auswählt. Alternativ kann das Modusauswahlmodul 330 so konfiguriert werden, dass es in einer der beiden Situationen als Vorgabe den SGMII-Modus und in der anderen Situation den SerDes-Pass-Through-Modus auswählt. Diese Konfigurierbarkeit erlaubt im Wesentlichen die Priorisierung des SGMII- oder des SerDes-Pass-Through-Modus. Die Prioritäten können über Logikeinstellungen und/oder Software konfigurierbar sein.
VI. Abschalten nicht ausgewählter Medien
Die Erkennung von einem oder mehreren aktiven Verbindungspartnern kann verwendet werden, um Schaltungen, die mit einem nicht ausgewählten Betriebsmodus verbunden sind, ganz oder teilweise abzuschalten, wie jetzt beschrieben wird. In dem Beispiel von 3 ist die optionale Abschaltfunktion mit einem optionalen Abschaltmodul 346 implementiert. Wenn der SerDes-Pass-Through-Modus ausgewählt ist, schaltet das Abschaltmodul 346 das SGMII-Modul 202 oder Teile davon ab. Wenn der SGMII-Modus ausgewählt ist, schaltet das Abschaltmodul 346 das SerDes-Pass-Through-Modul 204 oder Teile davon ab.
In dem Beispiel von 3 wird das Abschaltmodul 346 durch das Modusauswahlmodul 330 gesteuert. Alternativ empfängt das Abschaltmodul 346 das Erkennungssignal für Kupferverbindungen 310, das Faser-SD-Signal 308, das gefilterte Erkennungssignal für Kupferverbindungen 316 und/oder das gefilterte Faser-SD-Signal 320 direkt und bestimmt, ob das SGMII-Modul 202 oder das SerDes-Pass-Through-Modul 204 ganz oder teilweise abgeschaltet werden soll.
Die oben erörterten Vorgabeprioritäten können durch das Abschaltmodul 346 genutzt werden. Wenn die Priorität zum Beispiel auf den SerDes-Pass-Through-Modus eingestellt ist und sowohl die Kupferverbindung 116a als auch die Faserverbindung 116b aktiv ist, wird das SGMII-Modul 202 ganz oder teilweise abgeschaltet. Dies würde verhindern, dass ein an die Kupferverbindung 116a angeschlossener Kupferverbindungspartner versucht, eine Verbindung herzustellen, da von dem SGMII-Modul 202, wenn es abgeschaltet ist, keine Energie an die Kupferverbindung 116a übertragen wird.
Die oben erörterten Vorgabeprioritäten können ferner verwendet werden, um zu verhindern, dass die Schaltungen für den priorisierten Modus vollständig abgeschaltet werden. Anders ausgedrückt würden die Schaltungen, die mit dem priorisierten Medium verbunden sind, nicht abgeschaltet werden, wenn die priorisierten Medien aktuell inaktiv sind. Dies erlaubt es der PHY-Vorrichtung 106, einen anschließend aktiven Verbindungspartner zu erkennen und in den priorisierten Modus umzuschalten.
Wenn die Priorität zum Beispiel auf den Fasermodus eingestellt ist und nur die Kupferverbindung 116a aktiv ist, wird der SGMII-Modus ausgewählt, aber das SerDes-Pass-Through-Modul 204 wird nicht abgeschaltet oder wenigstens nicht vollständig abgeschaltet. Dies erlaubt es der PHY-Vorrichtung 106, einen anschließend aktiven Faserverbindungspartner zu erkennen und in den Fasermodus umzuschalten. In diesem Fall kann das SGMII-Modul 202 dann ganz oder teilweise abgeschaltet werden.
Das optionale Abschaltmodul 346 kann so implementiert sein, wie in einer oder mehreren der folgenden, gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldungen offenbart:

All diese sind vollständig per Bezugnahme in dieses Dokument aufgenommen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die in diesen Dokumenten offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt.
VII. Verfahren zum Erkennen aktiver Verbindungspartner, zum Aus wählen eines Betriebsmodus und zum Abschalten nicht ausgewählter Medien
4 ist ein Prozess-Ablaufdiagramm 400 zum Betreiben einer Vorrichtung der Bitübertragungsschicht ("PHY-Vorrichtung") in einem Ethernet-Netzwerk. Genauer gesagt veranschaulicht das Prozess-Ablaufdiagramm 400 ein Verfahren zum Erkennen aktiver Verbindungspartner, zum Auswählen eines geeigneten Betriebsmodus und zum Abschalten nicht ausgewählter Medien gemäß der Erfindung. Das Prozess-Ablaufdiagramm 400 wird unter Bezugnahme auf eine oder mehrere der beispielhaften Blockdiagramme von 1 bis 3 beschrieben. Das Prozess-Ablaufdiagramm 400 ist jedoch nicht auf die beispielhaften Blockdiagramme in 1 bis 3 beschränkt. Auf der Grundlage der Beschreibung in diesem Dokument versteht ein Fachmann auf dem bzw. den entsprechenden Gebiet(en), dass das Prozess-Ablaufdiagramm 400 auch mit anderen Implementierungen von Ethernet-Modulen implementiert werden kann.
Der Prozess beginnt bei Schritt 402, der das Überwachen eines Kupferverbindungsmediums im Hinblick auf einen aktiven Kupferverbindungspartner umfasst.
Schritt 404 umfasst das Überwachen eines Faserverbindungsmediums im Hinblick auf einen aktiven Faserverbindungspartner.
Wenn in Schritt 406 ein aktiver Kupferverbindungspartner erkannt wird und ein aktiver Faserverbindungspartner nicht erkannt wird, wird die Verarbeitung bei Schritt 408 fortgesetzt. In Schritt 408 wird ein SGMII-Betriebsmodus einer seriellen, medienunabhängigen Gigabit-Schnittstelle für die PHY-Vorrichtung ausgewählt, und die PHY-Vorrichtung bildet mit dem aktiven Kupferverbindungspartner in dem SGMII-Betriebsmodus im Wesentlichen wie oben beschrieben eine Schnittstelle.
Die Verarbeitung wird optional bei Schritt 410 fortgesetzt, der das Abschalten von mit einem Pass-Through-Betriebsmodus eines Serialisierers/Deserialisierers ("SerDes") verbundenen Schaltungen umfasst. Bei dem Abschaltvorgang kann es sich um einen Vorgang einer Teilabschaltung oder einer vollständigen Abschaltung handeln. Die Verarbeitung kehrt dann zu Schritt 402 zurück, der wiederholt werden kann, wenn die PHY-Vorrichtung einen Wechsel des Verbindungspartners erkennt.
Wenn unter nochmaliger Bezugnahme auf Schritt 406 und anschließendes Verfolgen des Ablaufs bis zu Schritt 412 ein aktiver Faserverbindungspartner erkannt wird und ein aktiver Kupferverbindungspartner nicht erkannt wird, wird die Verarbeitung bei Schritt 414 fortgesetzt. In Schritt 414 wird ein SerDes-Pass-Through-Betriebsmodus für die PHY-Vorrichtung ausgewählt, und die PHY-Vorrichtung bildet mit dem aktiven Faserverbindungspartner in dem SerDes-Pass-Through-Betriebsmodus im Wesentlichen wie oben beschrieben eine Schnittstelle.
Die Verarbeitung wird optional bei Schritt 416 fortgesetzt, der das Abschalten von mit dem SGMII-Betriebsmodus verbundenen Schaltungen umfasst. Bei dem Abschaltvorgang kann es sich um einen Vorgang einer Teilabschaltung oder einer vollständigen Abschaltung handeln. Die Verarbeitung kehrt dann wie oben beschrieben zu Schritt 402 zurück.
Wenn unter nochmalige Bezugnahme auf Schritt 412 und anschließendes Verfolgen des Ablaufs bis zu Schritt 418 aktive Faserverbindungspartner und Kupferverbindungspartner erkannt werden, wird die Verarbeitung bei Schritt 420 fortgesetzt. In Schritt 420 wird ein priorisierter Betriebsmodus für die PHY-Vorrichtung ausgewählt, und die PHY-Vorrichtung bildet mit dem zugehörigen aktiven Verbindungspartner in dem priorisierten Betriebsmodus eine Schnittstelle. Wenn zum Beispiel der SGMII-Betriebsmodus priorisiert ist, wird der SGMII-Betriebsmodus ausgewählt, und die PHY-Vorrichtung bildet mit dem aktiven Kupferverbindungspartner in dem SGMII-Betriebsmodus eine Schnittstelle. Wenn alternativ der SerDes-Pass-Through-Betriebsmodus priorisiert ist, wird der SerDes-Pass-Through-Betriebsmodus ausgewählt, und die PHY-Vorrichtung bildet mit dem aktiven Faserverbindungspartner in dem SerDes-Pass-Through-Betriebsmodus eine Schnittstelle. Bevorzugt kann ein Betriebsmodus durch einen Benutzer über Hardware, Software, Firmware und/oder Kombinationen aus diesen Elementen priorisiert werden. Alternativ ist die Priorität werkseitig eingestellt.
Die Verarbeitung wird optional bei Schritt 420 fortgesetzt, der das Abschalten von mit einem nicht ausgewählten Betriebsmodus verbundenen Schaltungen umfasst. Bei dem Abschaltvorgang kann es sich um einen Vorgang einer Teilabschaltung oder einer vollständigen Abschaltung handeln. Die Verarbeitung kehrt dann wie oben beschrieben zu Schritt 402 zurück.
Wenn unter nochmaliger Bezugnahme auf Schritt 418 keine aktiven Faser- oder Kupferverbindungspartner erkannt werden, wird die Verarbeitung bei Schritt 424 fortgesetzt. In Schritt 422 wird ein priorisierter Betriebsmodus für die PHY-Vorrichtung ausgewählt. Die Verarbeitung kehrt dann wie oben beschrieben zu Schritt 402 zurück.
VIII. Integration in eine Mehrfachmodus-PHY-Vorrichtung
Die vorliegende Erfindung kann innerhalb einer integrierten Schaltung ("IC") einer Mehrfachmodus-PHY-Vorrichtung implementiert werden, die so konzipiert ist, dass sie mit MACS, Switches und/oder optischen Vorrichtungen über eines oder mehrere von SGMII, SerDes oder weiteren Schnittstellenformaten eine Schnittstelle bildet. Zum Beispiel ist 5 ein Blockdiagramm eines ICs einer Mehrfachmodus-PHY-Vorrichtung 500, in dem die vorliegende Erfindung implementiert sein kann.
Der IC der PHY-Vorrichtung 500 umfasst serielle/SGMII-Ports 504, die als Eingangsports oder als Ausgangsports verwendet werden können. Als Eingangsports können die seriellen/SGMII-Ports 504 mit einem SGMII-MAC/-Switch 102, einem 1000-X-MAC/-Switch 102 oder jedem beliebigen anderen Typ von seriellem MAC/Switch gekoppelt werden. Als Ausgangsports können die seriellen/SGMII-Ports 504 mit einem physischen Faserverbindungsmedium gekoppelt werden.
Die PHY-Vorrichtung 500 umfasst ferner SerDes-Pass-Through-Ports 506, die in einem oben beschriebenen SerDes-Pass-Through-Modus (1000-X) verwendet werden können, wobei ein SerDes-Signal von einem SerDes-MAC/-Switch 102 oder einer optischen Vorrichtung zum Beispiel über die seriellen/SGMII-Ports 504 empfangen und durch SerDes-Pass-Through-Ports 506 an eine weitere SerDes-Vorrichtung geleitet wird.
Die SerDes-Schnittstelle kann in wenigstens drei Anwendungen verwendet werden. Zunächst kann die SerDes-Schnittstelle in einer Fasermedium/Kupfermedium-Wandleranwendung mit einem SerDes-Fasermodul verbunden werden. Als Zweites kann die SerDes-Schnittstelle in einer SerDes-MAC/Kupfer-Anwendung mit einem SerDes-MAC oder -Switch verbunden werden. Als Drittes kann die SerDes-Schnittstelle in den in diesem Dokument beschriebenen Pass-Through-Modus versetzt werden, in dem serielle Daten (1000-X) zwischen der MAC-SerDes-Schnittstelle und einer weiteren SerDes-Schnittstelle kommuniziert werden. Die SerDes-Schnittstelle überträgt serielle Daten differenziell bei 1,25 Gigabaud über den SGOUT±-Pin und empfängt sie differenziell über den SGIN±-Pin. Die SerDes-Schnittstellen-eins und die SGMII-Schnittstellen-eins 504 werden gemeinsam genutzt.
Die SerDes-Schnittstelle kann so implementiert sein, dass sie ein mit 1,25 Gigabaud übertragenes Datensignal mit einer Taktgeschwindigkeit von 625 MHz (DDR-Schnittstelle) handhabt. Jedes Signal wird als Differenzialpaar generiert, um Signalintegrität bereitzustellen und das Rauschen so gering wie möglich zu halten. Aus Gründen der Abwärtskompatibilität können alle drei Geschwindigkeiten 10, 100 und 1000 der GMII-Schnittstelle in der neuen Schnittstelle unterstützt werden.
Der IC der PHY-Vorrichtung 500 umfasst außerdem einen Kupferport 508, der mit einer Kupferverbindung gekoppelt ist. Der IC der PHY-Vorrichtung 500 umfasst außerdem Kupfermodus-Schaltungen zum Verarbeiten von über den Kupferport 508 gesendeten und/oder empfangenen Daten, die Echounterdrückungsschaltungen, Übersprechunterdrückungsschaltungen, Entzerrungsschaltungen, Takt- und Phasenrückgewinnungsschaltungen, Verstärkungsregelungsschaltungen und Schaltungen zur Korrektur der Grundlinienwanderung (Baseline Wander Correction) umfassen.
Der IC der PHY-Vorrichtung 500 umfasst außerdem parallele Datenports 502, die mit einem MII-/GMII-MAC/-Switch gekoppelt werden können.
IX. Schlussbemerkung
Die vorliegende Erfindung wurde oben unter Zuhilfenahme von Funktionsbausteinen beschrieben, welche die Leistung von spezifizierten Funktionen und ihre Beziehungen zueinander veranschaulichen. Die Begrenzungen dieser Funktionsbausteine wurden in diesem Dokument aus praktischen Gründen für die Beschreibung willkürlich definiert. Alternative Begrenzungen können definiert werden, solange die spezifizierten Funktionen und deren Beziehungen zueinander auf geeignete Weise ausgeführt werden. Ein Fachmann auf diesem Gebiet erkennt, dass diese Funktionsbausteine durch diskrete Komponenten, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, Prozessoren, die geeignete Software ausführen, und dergleichen und/oder Kombinationen aus diesen Elementen implementiert werden können.
In diesem Dokument werden die Begriffe "verbunden" und/oder "gekoppelt" im Allgemeinen verwendet, um sich auf elektrische Verbindungen zu beziehen. Bei solchen elektrischen Verbindungen kann es sich um direkte elektrische Verbindungen ohne zwischengeschaltete Komponenten handeln und/oder um indirekte elektrische Verbindungen, die durch eine oder mehr Komponenten hindurch verlaufen.
Während weiter oben verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, versteht es sich, dass diese nur beispielhalber und nicht beschränkungshalber dargestellt wurden.

Claims

Verfahren zum Erkennen aktiver Verbindungspartner und zum Auswählen eines Betriebsmodus auf der Grundlage der erkannten Verbindungspartner in einer Ethernet-Vorrichtung der Bitübertragungsschicht, PHY-Vorrichtung, (106), wobei das Verfahren Folgendes umfasst: (1) Überwachen (402) eines Kupferverbindungsmediums (116a) im Hinblick auf einen aktiven Kupferverbindungspartner; (2) Überwachen (404) eines Faserverbindungsmediums (116b) im Hinblick auf einen aktiven Faserverbindungspartner; (3) Auswählen (408) eines SGMII-Betriebsmodus (202) einer seriellen, medienunabhängigen Gigabit-Schnittstelle, wenn der aktive Kupferverbindungspartner erkannt wird und der aktive Faserverbindungspartner nicht erkannt wird; (4) Auswählen (414) eines SerDes-Pass-Through-Betriebsmodus (204) eines Serialisierers/Deserialisierers, wenn der aktive Faserverbindungspartner erkannt wird und der aktive Kupferverbindungspartner nicht erkannt wird; (5) Bilden einer Schnittstelle (408) mit dem aktiven Kupferverbindungspartner, wenn der SGMII-Betriebsmodus (202) ausgewählt ist; und (6) Bilden einer Schnittstelle (414) mit dem aktiven Faserverbindungspartner, wenn der SerDes-Pass-Through-Betriebsmodus (204) ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: (7) Abschalten (422) von Schaltungen, die mit einem nicht ausgewählten Betriebsmodus verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: (7) Auswählen (414) des SerDes-Pass-Through-Betriebsmodus (204), wenn der aktive Faserverbindungspartner und der aktive Kupferverbindungspartner erkannt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, das ferner Folgendes umfasst: (8) Abschalten (416) von Schaltungen, die mit dem SGMII-Betriebsmodus (202) verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: (7) Auswählen (408) des SGMII-Betriebsmodus (202), wenn der aktive Kupferverbindungspartner und der aktive Faserverbindungspartner erkannt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner Folgendes umfasst: (8) Abschalten (410) von Schaltungen, die mit dem SerDes-Pass-Through-Betriebsmodus (204) verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei dem Auswählen eine vom Benutzer steuerbare Prioritätseinstellung verwendet wird, um entweder den SGMII-Betriebsmodus (202) oder den SerDes-Pass-Through-Betriebsmodus (204) auszuwählen (420), wenn der aktive Kupferverbindungspartner und der aktive Faserverbindungspartner erkannt werden.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner Folgendes umfasst: (7) Abschalten (422) von Schaltungen, die mit einem nicht ausgewählten Betriebsmodus verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die vom Benutzer steuerbare Prioritätseinstellung über eine Logikschaltung implementiert ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die vom Benutzer steuerbare Prioritätseinstellung über ein Register implementiert ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die vom Benutzer steuerbare Prioritätseinstellung über Software implementiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Bilden einer Schnittstelle mit einem Media Access Controller (102) über eine serielle Schnittstelle umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der SerDes-Pass-Through-Betriebsmodus (204) das Deserialisieren von empfangenen Daten und das erneute Serialisieren der deserialisierten Daten zur Übertragung umfasst, wobei der SerDes-Pass-Through-Betriebsmodus (204) nicht das Decodieren der deserialisierten Daten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Bilden einer Schnittstelle mit einem Media Access Controller (102) über eine medienunabhängige Gigabit-Schnittstelle umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (1) das Empfangen eines Signals von Schaltungen zur Erkennung von Kupferverbindungen (312) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei Schritt (1) ferner das Filtern des Signals von den Schaltungen zur Erkennung von Kupferverbindungen (312) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei Schritt (1) ferner das Entprellen des Signals von den Schaltungen zur Erkennung von Kupferverbindungen (312) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (1) das Überwachen eines Energieniveaus an einem Kupferverbindungs-Medienport (114a) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (2) das Empfangen eines Erkennungssignals für Fasersignale von einem optischen/elektrischen Umsetzer umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei Schritt (2) ferner das Filtern des Erkennungssignals für Fasersignale umfasst.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei Schritt (1) ferner das Entprellen des Erkennungssignals für Fasersignale umfasst.
Vorrichtung der Bitübertragungsschicht (106) für ein Ethernet-Kommunikationssystem (100), die so konfiguriert ist, dass sie aktive Verbindungspartner erkennen und auf der Grundlage der erkannten aktiven Verbindungspartner ohne Eingriff des Benutzers zwischen Betriebsmodi umschalten kann, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: ein Modusauswahlmodul (330) mit einer Logik zur Modusauswahl (338); einen seriellen, paketgestützten Schnittstellenport, der mit dem Modusauswahlmodul (330) gekoppelt ist; einen Faserverbindungs-Medienport (114b), der mit dem Modusauswahlmodul (330) gekoppelt ist; einen Fasersignal-Erkennungsport (304), der mit dem Modusauswahlmodul (330) gekoppelt ist; einen Kupferverbindungs-Medienport (114a), der mit dem Modusauswahlmodul (330) gekoppelt ist; Schaltungen zur Erkennung von Kupferverbindungen (312), die mit dem Kupferverbindungs-Medienport (114a) gekoppelt sind und die mit dem Modusauswahlmodul (330) gekoppelt sind, wobei die Schaltungen zur Erkennung von Kupferverbindungen (312) so konfiguriert sind, dass sie einen aktiven Kupferverbindungspartner erkennen, der mit dem Kupferverbindungs-Medienport (114a) gekoppelt ist; ein Modul für den SerDes-Pass-Through-Modus (204) eines Serialisierers/Deserialisierers, das zwischen dem Modusauswahlmodul (330) und dem Faserverbindungs-Medienport (114b) gekoppelt ist, wobei das Modul für den SerDes-Pass-Through-Modus (204) so konfiguriert ist, dass es eine Schnittstelle mit einem aktiven Faserverbindungspartner bildet; und ein Modul für den SGMII-Modus (202) einer seriellen, medienunabhängigen Gigabit-Schnittstelle, das zwischen dem Modusauswahlmodul (330) und dem Kupferverbindungs-Medienport (114a) gekoppelt ist, wobei das Modul für den SGMII-Modus (202) so konfiguriert ist, dass es eine Schnittstelle mit dem aktiven Kupferverbindungspartner bildet; wobei das Modusauswahlmodul (330) so konfiguriert ist, dass es den Fasersignal-Erkennungsport (304) im Hinblick auf einen aktiven Faserverbindungspartner überwacht; wobei das Modusauswahlmodul (330) so konfiguriert ist, dass es einen Ausgang der Schaltungen zur Erkennung von Kupferverbindungen (312) im Hinblick auf einen aktiven Kupferverbindungspartner überwacht, wobei die Logik zur Modusauswahl (338) so konfiguriert ist, dass sie das Modusauswahlmodul (330) so steuert, dass es den seriellen, paketgestützten Schnittstellenport mit dem Modul für den SerDes-Pass-Through-Modus (204) koppelt, wenn der aktive Faserverbindungspartner erkannt wird und der aktive Kupferverbindungspartner nicht erkannt wird; wobei die Logik zur Modusauswahl (338) so konfiguriert ist, dass sie das Modusauswahlmodul (330) so steuert, dass es den seriellen, paketgestützten Schnittstellenport mit dem Modul für den SGMII-Modus (202) koppelt, wenn der aktive Kupferverbindungspartner erkannt wird und der aktive Faserverbindungspartner nicht erkannt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 22, die ferner Folgendes umfasst: ein Modul für die automatische Aushandlung (348), das so konfiguriert ist, dass es einen ausgewählten Betriebsmodus an einen Media Access Controller übermittelt, der mit der Vorrichtung der Bitübertragungsschicht (106) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei die Logik zur Modusauswahl (338) eine vom Benutzer steuerbare Prioritätseinstellung umfasst, die so konfigu riert ist, dass sie das Modusauswahlmodul (330) so steuert, dass es den seriellen, paketgestützten Schnittstellenport entweder mit dem Modul für den SerDes-Pass-Through-Modus (204) oder mit dem Modul für den SGMII-Modus (202) koppelt, wenn der aktive Kupferverbindungspartner und der aktive Faserverbindungspartner erkannt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei die Logik zur Modusauswahl (338) so konfiguriert ist, dass sie das Modusauswahlmodul (330) so steuert, dass es den seriellen, paketgestützten Schnittstellenport mit dem Modul für den SerDes-Pass-Through-Modus (204) koppelt, wenn der aktive Kupferverbindungspartner und der aktive Faserverbindungspartner erkannt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei die Logik zur Modusauswahl (338) so konfiguriert ist, dass sie das Modusauswahlmodul (330) so steuert, dass es den seriellen, paketgestützten Schnittstellenport mit dem Modul für den SGMII-Modus (202) koppelt, wenn der aktive Kupferverbindungspartner und der aktive Faserverbindungspartner erkannt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 22, die ferner ein Abschaltmodul (346) umfasst, das mit dem Modusauswahlmodul (330), dem Modul für den SerDes-Pass-Through-Modus (204) und dem Modul für den SGMII-Modus (202) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 27, wobei: das Abschaltmodul (346) so konfiguriert ist, dass es Schaltungen abschaltet, die mit dem Modul für den SerDes-Pass-Through-Modus (204) verbunden sind, wenn der serielle, paketgestützte Schnittstellenport mit dem Modul für den SGMII-Modus (202) gekoppelt ist; und das Abschaltmodul (346) so konfiguriert ist, dass es Schaltungen abschaltet, die mit dem Modul für den SGMII-Modus (202) verbunden sind, wenn der serielle, paketgestützte Schnittstellenport mit dem Modul für den SerDes-Pass-Through-Modus (204) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 24, die ferner ein Abschaltmodul (346) umfasst, das mit dem Modusauswahlmodul (330), dem Modul für den SerDes-Pass-Through-Modus (204) und dem Modul für den SGMII-Modus (202) gekoppelt ist, wobei: das Abschaltmodul (346) so konfiguriert ist, dass es Schaltungen abschaltet, die mit dem Modul für den SerDes-Pass-Through-Modus (204) verbunden sind, wenn der serielle, paketgestützte Schnittstellenport mit dem Modul für den SGMII-Modus (202) gekoppelt ist; und das Abschaltmodul (346) so konfiguriert ist, dass es Schaltungen abschaltet, die mit dem Modul für den SGMII-Modus (202) verbunden sind, wenn der serielle, paketgestützte Schnittstellenport mit dem Modul für den SerDes-Pass-Through-Modus (204) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 25, die ferner ein Abschaltmodul (346) umfasst, das mit dem Modusauswahlmodul (330) und dem Modul für den SGMII-Modus (202) gekoppelt ist, wobei das Abschaltmodul (346) so konfiguriert ist, dass es Schaltungen abschaltet, die mit dem Modul für den SGMII-Modus (202) verbunden sind, wenn der serielle, paketgestützte Schnittstellenport mit dem Modul für den SerDes-Pass-Through-Modus (204) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 26, die ferner ein Abschaltmodul (346) umfasst, das mit dem Modusauswahlmodul (330) und dem Modul für den SerDes-Pass-Through-Modus (204) gekoppelt ist, wobei das Abschaltmodul (346) so konfiguriert ist, dass es Schaltungen abschaltet, die mit dem Modul für den SerDes-Pass-Through-Modus (204) verbunden sind, wenn der serielle, paketgestützte Schnittstellenport mit dem Modul für den SGMII-Modus (202) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 22, die ferner ein Filter für Erkennungssignale für Kupferverbindungen (314) umfasst, das zwischen den Schaltungen zur Erkennung von Kupferverbindungen (312) und dem Modusauswahlmodul (330) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 32, wobei das Filter für Erkennungssignale für Kupferverbindungen (314) so konfiguriert ist, dass es das Ausgangssignal (310) von den Schaltungen zur Erkennung von Kupferverbindungen (312) filtert.
Vorrichtung nach Anspruch 32, wobei das Filter für Erkennungssignale für Kupferverbindungen (314) so konfiguriert ist, dass es das Ausgangssignal (310) von den Schaltungen zur Erkennung von Kupferverbindungen (312) entprellt.
Vorrichtung nach Anspruch 22, die ferner ein Filter für Erkennungssignale für Fasersignale (318) umfasst, das zwischen dem Fasersignal-Erkennungsport (304) und dem Modusauswahlmodul (330) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 35, wobei das Filter für Erkennungssignale für Fasersignale (318) so konfiguriert ist, dass es ein von dem Fasersignal-Erkennungsport (304) empfangenes Erkennungssignal für Fasersignale (308) filtert.
Vorrichtung nach Anspruch 36, wobei das Filter für Erkennungssignale für Fasersignale (318) so konfiguriert ist, dass es ein von dem Fasersignal-Erkennungsport (304) empfangenes Erkennungssignal für Fasersignale (308) entprellt.
Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei die Schaltungen zur Erkennung von Kupferverbindungen (312) so konfiguriert sind, dass sie ein Energieniveau an dem Kupferverbindungs-Medienport (114a) überwachen.
Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei das Modul für den SerDes-Pass-Through-Modus (204) so konfiguriert ist, dass es empfangene Daten deserialisiert und die deserialisierten Daten zur Übertragung erneut serialisiert, wobei der SerDes-Pass-Through-Modus die deserialisierten Daten nicht decodiert.