JP2000252425A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JP2000252425A
JP2000252425A JP11055572A JP5557299A JP2000252425A JP 2000252425 A JP2000252425 A JP 2000252425A JP 11055572 A JP11055572 A JP 11055572A JP 5557299 A JP5557299 A JP 5557299A JP 2000252425 A JP2000252425 A JP 2000252425A
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JP
Japan
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circuit
port
transmission
link pulse
semiconductor integrated
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JP11055572A
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Masayasu Hojo
正恭 北條
Katsuyoshi Otsu
勝吉 大津
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 集線装置のデータ送信を不要とするポートで
消費電力を削減する。 【解決手段】 複数n個のパーソナルコンピュータPC
1、PC2、…、PCnを接続するポートが用意され、
各PC間での通信を可能にする集線装置1において、複
数m個(m<n)のPC1〜PCmが接続されたとき、
集線装置1内のn個のポートの内、PCが未接続の(n
−m)個のポートおよびm個のポートの内、アクティブ
でないPCが接続されたポートに対して、リンクパルス
が送信されているか否かを検出するリンクパルス検出回
路61の出力に応じて、集線装置1内の送信ブロック5
の消費電力を削減する節電回路54を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路に関
し、特に、IEEE802.3規格で規定するLANの
種類の中の10BASE−Tに準拠した集線装置に用い
られる物理層用LSIに関する。ここで、物理層用LS
Iとは、コンピュータの異機種間通信を可能とするため
のネットワークアーキテクチャとしてのOSI(Open S
ystems Interconnection;開放型システム間相互接続)
の基本参照モデルにおける最下位に位置する物理層とし
て用いられるLSIを言う。
【0002】OSI基本参照モデルは、物理層(第1
層)、データリンク層(第2層)、ネットワーク層(第
3層)、トランスポート層(第4層)、セション層(第
5層)、プレゼンテーション層(第6層)および応用層
(第7層)の7階層からなる。物理層は、電話線、同軸
ケーブルならびに光ファイバなどの物理媒体の上で、こ
れらを通信回線として使用するために必要な、電気的、
機械的および物理的な条件を管理し、通信回線上でのビ
ット列の伝送を実現する層である。
【0003】通常、上記7階層の内、物理層または物理
層とデータリンク層はLSIでハードウェア構成され、
その他の層はメモリに書込まれたソフトウェア(プログ
ラム)をCPUが処理することで構成される。
【0004】
【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータ(以降、
PCと記す)の普及により、SOHO(Small Office /
Home Office)でコンピュータネットワークを構築する
ケースが多くなってきている。しかしながら、SOHO
で構築されるコンピュータネットワークには2〜3台程
度のPCのみが接続されるケースが多い。
【0005】IEEE802.3規格で規定する10B
ASE−Tに準拠したハブ(Hub )と称する集線装置に
は、一般的にスター形の物理的トポロジーによりネット
ワーク装置を接続できる物理的なポートが8ポートや1
6ポート等、多数用意されている。ここで、ネットワー
ク装置とは、PC、ワークステーション等のコンピュー
タや他の集線装置を言う。
【0006】集線装置は、ポートに接続されたコンピュ
ータから受信したデータを当該ポートを除く他の全ての
ポートに接続されたコンピュータに送信するための中継
機能を有する。しかしながら、これらのポートは必ずし
も全て使用されない場合が多い。図6は集線装置による
コンピュータネットワークの具体例を示す図である。図
6に示すように16ポートを有する集線装置に対し4ポ
ートしかネットワーク装置(例えば、PC1〜PC4)
が接続されていない場合がある。また、ポート3とポー
ト4に接続されているネットワーク装置(例えばPC
3、PC4)の電源が切れている等、集線装置にケーブ
ルが接続されていても、集線装置に接続されたネットワ
ーク装置がアクティブでない場合がある。このような場
合でも、集線装置は、ポート1から受信したデータを、
ポート1以外のポート、すなわちポート2からポート1
6に出力する機能を有する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】したがって、上記従来
技術による集線装置は、ネットワーク装置が接続されて
いないポート(図6中のポート5からポート16)およ
びアクティブでないネットワーク装置が接続されたポー
ト(図6中のポート3とポート4)に対してもデータを
送信する動作をおこなうため無駄な電力を消費してしま
うという問題がある。上記集線装置において、データを
送信する時のポートあたりの電流は、通常25mA程度
必要であるので、データ送信を不要とするポート数×2
5mAの電流、すなわち上記の例では14×25=35
0(mA)の電流が無駄に消費されている。
【0008】それゆえ、本発明は、データ送信を不要と
するポートで無駄に電流を消費しない集線装置に用いら
れる半導体集積回路を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明による半導体集積回路は、上述したようなデータ送信
を不要とするポートにおける無駄な消費電力を削減する
手段として、集線装置に用いられる半導体装置としての
LSI内で、ネットワーク装置(外部装置)が未接続の
ポート、またはアクティブでないネットワーク装置(外
部装置)が接続されたポート、すなわち未使用中のネッ
トワーク装置が接続されたポートを、リンクパルス検出
回路により検出し、リンクパルス検出回路の出力に応じ
て、当該ポートに対する送信ブロック内の送信機能を停
止し送信ブロックの消費電力を削減する回路を設けるこ
とにより、集線装置の低消費電力化を実現する。
【0010】IEEE802.3規格の内、10BAS
E−T(Unshielded Twisted Pair)の伝送技術には、
物理的/電気的な接続に問題が無いことを確認すること
のできる保守用のリンクパルスを送受信することが規格
化されている。本発明は、ポートに対して外部装置から
リンクパルスが送信されているか否かを検出する受信部
のリンクパルス検出回路により検出されたリンク情報を
用いることにより、送信ブロックの送信機能を停止する
手段を提供する。
【0011】本発明のリンクパルス検出回路により検出
されたリンク情報に応じて送信ブロック部の消費電力を
削減する具体的手段〜を、以下に記す。 送信ブロック内のドライバ回路の出力を停止する。 送信ブロックに供給されるクロックを停止する。 送信ブロックに入力される送信イネーブル信号をデ
ィセーブルにする。
【0012】 リンクパルス生成回路を除く、送信ブ
ロック内の回路に供給されるクロックを停止する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ本発
明の実施の形態を詳細に説明する。添付図面において、
同一名称の部分を同一参照番号で示す。図1は本発明の
第1実施例の集線装置を示す図であり、図2は本発明の
第2実施例の集線装置を示す図であり、図3は本発明の
第3実施例の集線装置を示す図であり、図4は本発明の
第4実施例の集線装置を示す図であり、図5はリンクパ
ルスと送受信データを示すタイムチャートである。
【0014】図1に示す第1実施例の集線装置1は、半
導体装置(LSI)2、抵抗、送信トランス、受信トラ
ンスおよびコネクタを有する。コネクタは図6に示すポ
ートに相当し、図6に示すように、集線装置1に例えば
PC1〜PC4のパーソナルコンピュータを接続するた
めのものである。LSI2は、n個、本実施例では16
個の「ポートn」と示す第nポート部3と1つのリピー
タコントローラ4とを有する。第nポート部3は送信ブ
ロック5と受信ブロック6とを有する。上記抵抗、送信
トランス、受信トランスおよびコネクタは、第nポート
部3毎にそれぞれ設けられている。
【0015】送信ブロック5は、リンクパルス生成回路
51、送信データ生成回路52、ドライバ回路53およ
び節電回路54を有する。リンクパルス生成回路51
は、リピータコントローラ4から送信される、本実施例
では10MHzの送信ブロックシステムクロック(以
下、単に送信クロックと記す)から図5の上段に示すよ
うなリンクパルスを生成する。ここで、リンクパルスと
は、IEEE802.3規格で定義されたものであり、
図5に示すように、10ms毎に100nsのパルスを
出力するものである。送信データ生成回路52は、リピ
ータコントローラ4から送信される、送信クロック、図
5の中段および下段に示すような最小64バイトから最
大1500バイトの送信データおよび送信データが有効
のときHighレベルとなる送信データイネーブル信号
を受け、集線装置1から外部に送信する送信データを生
成する。ここで、送信データは、1ビット当たり100
nsのビットレートで送信されるので、最小送信データ
で約0.05(ms)(=64×8×100(n
s))、最大送信データで約1.2(ms)(=150
0×8×100(ns))の送信時間を要する。ドライ
バ回路53は、上記送信信号を増幅して出力する。節電
回路54は、ドライバ回路53の出力を停止する回路5
4であり、送信ブロック5の消費電力を削減するために
設けた回路である。
【0016】受信ブロック6は、リンクパルス検出回路
61、PLL62および受信データ再生回路63を有す
る。リンクパルス検出回路61は、ポートを介して受信
トランスから受信されるリンク情報を元に、節電回路5
4をなすANDゲート、AND1、AND2、AND3
およびAND4を制御する。リンク検出の結果がインア
クティブ(この場合Low)である場合、節電回路54
のANDゲートの出力はすべてLowレベルになる。P
LL(Phase Lock Loop )62は、ポートを介して受信
トランスから受信された受信データから受信クロックを
生成する。受信データ再生回路63は、リンクパルス検
出回路61から受信データをPLL62から受信クロッ
クを受け、受信データを再生するとともに受信データが
有効のときHighレベルとなる受信データイネーブル
信号を生成する。
【0017】リピータコントローラ4は、第nポート部
3の何れか1つが受信した受信データ、受信データイネ
ーブルおよび受信クロックを受け、(n−1)個の他の
第nポート部3へ送信ブロックシステムクロック、送信
データおよび送信データイネーブルを送信する。また、
第nポート部3が送信中に受信すると、送信と受信が同
時となるコリージョンという状態になる。この場合、リ
ピータコントローラ4は、次のようなコリージョン処理
を実行する。全ポートにジャム信号と称する特定データ
を所定期間送信する。また、このコリージョンの原因と
なったPC側、例えばPC1、PC2も、内蔵するネッ
トワークインターフェースカードによりジャム信号を所
定期間送信する。ジャム信号が送信された後、集線装置
1側およびPC側は全て送信を中止し、次いでランダム
時間待った後、コリージョンの原因となったPC1、P
C2は互いに時間間隔をもって送信を再開する。
【0018】第1実施例においては、受信ブロック6内
のリンクパルス検出回路61により検出されたリンク情
報を元に、節電回路54をなすANDゲート、AND
1、AND2、AND3およびAND4が制御される。
リンク検出の結果がインアクティブ(この場合Low)
である場合、節電回路54のANDゲートの出力はすべ
てLowレベルになる。この結果、リンク検出の結果が
インアクティブであるポートすなわち、ネットワークが
アクティブでないポートの送信ブロック5の出力電流を
削減することが可能になり、消費電力が削減される。
【0019】図2に示す第2実施例の集線装置1におい
て、LSI2は、送信ブロック5全体に供給される送信
クロックを停止する節電回路71を有する。第2実施例
においては、リンクパルス検出回路61により検出され
たリンク情報を元に、ANDゲート1からなる節電回路
71が制御される。リンク検出の結果がインアクティブ
(この場合Low)である場合、節電回路71のAND
ゲート1の出力はLowレベルになる。この結果、リン
ク検出の結果がインアクティブであるポートすなわち、
ネットワークがアクティブでないポートの送信ブロック
5のクロックが停止し、送信ブロック5全体の動作電流
を削減することが可能になり、消費電力が削減される。
【0020】上述した第1実施例、第2実施例の節電回
路では、送信トランスを介してネットワークの保守に必
要なリンクパルスを外部に送信することができなくな
り、集線装置1の受信側のリンクパルス検出回路61で
受信トランスを介して外部のPC側から送信されたリン
クパルスを検出した後に、送信ブロック5は動作状態に
復帰し、リンクパルスを送信する手順を踏むことでネッ
トワークが復帰する。この間、例えば数10msの間待
機状態となる。したがって、ネットワークの使用効率は
一時的に低下するが、使用効率の低いネットワーク環境
においては、これら第1および第2実施例により消費電
力を削減することができる。
【0021】しかしながら、ネットワークの使用効率を
低下させないためには、リンクパルスの送出を常に送信
するよう対策をおこなった以下の第3および第4実施例
を適用することができる。図3に示す第3実施例の集線
装置1において、LSI2は、送信ブロック5に入力さ
れる送信イネーブル信号をディセーブルにする節電回路
72を有する。
【0022】第3実施例においては、リンクパルス検出
回路61により検出されたリンク情報を元に、ANDゲ
ート1からなる節電回路72が制御される。リンク検出
の結果がインアクティブ(この場合Low)である場
合、節電回路72のANDゲート1の出力はLowレベ
ルになる。この結果、リンク検出の結果がインアクティ
ブであるポートすなわち、ネットワークがアクティブで
ない送信ブロック5への送信要求が停止し、送信ブロッ
ク5の動作電流を削減することが可能になり、消費電力
が削減される。
【0023】図4に示す第4実施例の集線装置におい
て、LSI2は、リンクパルス生成回路61を除く、送
信ブロック5に供給される送信クロックを停止する節電
回路73を有する。第4実施例においては、リンクパル
ス検出回路61により検出されたリンク情報を元に、A
NDゲート1からなる節電回路73が制御される。リン
ク検出の結果がインアクティブ(この場合Low)であ
る場合、節電回路73のANDゲート1の出力はLow
レベルになる。この結果、リンク検出の結果がインアク
ティブであるポートすなわち、ネットワークがアクティ
ブでないポートの送信ブロック5の送信クロックが停止
し、送信ブロック5の一部の動作電流を削減することが
可能になり、消費電力が削減される。
【0024】上述した第3実施例、第4実施例の節電回
路では、リンクパルスが送信ブロック5内部のリンクパ
ルス生成回路51により生成されるため、送信トランス
を介してネットワークの保守に必要なリンクパルスを外
部に送信することができ、送信用のリンクパルスを消失
することはない。したがって、保守用のリンクパルスの
送受信がネットワーク装置と集線装置との間で継続され
るため、ネットワーク装置の復帰後、第1実施例、第2
実施例のように、数10msの間の待機状態なしで、直
ちに通信が再開され、効率も低下しない。
【0025】第1実施例、第2実施例のように、集線装
置1側からリンクパルスが送信されない場合、PC側コ
ンピュータのネットワークインターフェースカードにリ
ンクパルスを受信しないとリンクパルスを送信しない機
能が設けられていると、集線装置1はこのコンピュータ
が接続されたポートから永久にリンクパルスを受信でき
なくなる。これを防止するために、第3実施例、第4実
施例では、送信用のリンクパルスだけは絶えず送信する
ようにしている。しかしながら、第1実施例、第2実施
例と比して消費電流は、(100ns/10ms)×2
5(mA)だけ大となる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
データ送信を不要とするポートで消費電力を削減する集
線装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の集線装置を示す図であ
る。
【図2】本発明の第2実施例の集線装置を示す図であ
る。
【図3】本発明の第3実施例の集線装置を示す図であ
る。
【図4】本発明の第4実施例の集線装置を示す図であ
る。
【図5】リンクパルスと送受信データを示すタイムチャ
ートである。
【図6】集線装置によるコンピュータネットワークの具
体例を示す図である。
【符号の説明】 1…集線装置 2…半導体装置(LSI) 3…第nポート部 4…リピータコントローラ 5…送信ブロック 6…受信ブロック 51…リンクパルス生成回路 61…リンクパルス検出回路 54、71、72、73…節電回路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部装置を接続するためのポートを有す
    る半導体集積回路において、前記ポートに外部装置が接
    続されていない場合、または該ポートに接続された外部
    装置がアクティブでない場合に、該ポートに対応する送
    信ブロックの消費電力を削減する回路を備えたことを特
    徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 前記消費電力を削減する回路は、該回路
    に対応するポートに対して外部装置からリンクパルスが
    送信されているか否かを検出するリンクパルス検出回路
    の出力により制御される請求項1に記載の半導体集積回
    路。
  3. 【請求項3】 前記消費電力を削減する回路は、前記リ
    ンクパルス検出回路の出力に応じて、前記送信ブロック
    内のドライバ回路の出力を停止するよう構成される請求
    項2に記載の半導体集積回路。
  4. 【請求項4】 前記消費電力を削減する回路は、前記リ
    ンクパルス検出回路の出力に応じて、前記送信ブロック
    に供給されるクロックを停止するよう構成される請求項
    2に記載の半導体集積回路。
  5. 【請求項5】 前記消費電力を削減する回路は、前記リ
    ンクパルス検出回路の出力に応じて、前記送信ブロック
    に入力される送信データイネーブル信号をディセーブル
    にするよう構成される請求項2に記載の半導体集積回
    路。
  6. 【請求項6】 前記消費電力を削減する回路は、該回路
    に対応するポートから送信するリンクパルスを生成する
    リンクパルス生成回路を除く前記送信ブロック内の回路
    に供給されるクロックを、前記リンクパルス検出回路の
    出力に応じて停止するよう構成される請求項2に記載の
    半導体集積回路。
JP11055572A 1999-03-03 1999-03-03 半導体集積回路 Withdrawn JP2000252425A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010004260A (ja) * 2008-06-19 2010-01-07 Ricoh Co Ltd 画像処理装置および省エネ復帰方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010004260A (ja) * 2008-06-19 2010-01-07 Ricoh Co Ltd 画像処理装置および省エネ復帰方法

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Effective date: 20060509