JP2001027877A

JP2001027877A - データ・ストリームに対してアルゴリズムを実行する装置

Info

Publication number: JP2001027877A
Application number: JP2000112528A
Authority: JP
Inventors: Brian M Dowling; ブライアン・エム・ダウリング; Ecuyer Brian P L; ブライアン・ピー・レクイェール
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 2000-04-13
Publication date: 2001-01-30
Also published as: EP1049292A3; EP1049292A2

Abstract

(57)【要約】【課題】トランザクションを介してデータを送信すると
きにアルゴリズムをデータに対して実行することができ
る装置。【解決手段】アルゴリズミック・スヌープ装置はアルゴ
リズミック・エントリ、およびアルゴリズミック・エン
ジンを含む。アルゴリズミック・エントリはクライアン
トＩＤレジスタ、開始アドレス及び終了アドレス・レジ
スタ、読取り又は書込みフラグ、暗号鍵及び復号鍵レジ
スタ、アルゴリズムＩＤレジスタ、状態／制御レジス
タ、累算器，一時記憶領域、及びメモリ・ポインタを含
む。アルゴリズミック・エンジンはバス分離装置、アル
ゴリズム一致装置を含む。アルゴリズミック・エントリ
とトランザクションが一致する場合、アルゴリズムＩＤ
レジスタによって識別されるアルゴリズムがデータに実
行される。本発明は必然的に発生するメモリ転送にアル
ゴリズムの実行を上乗せすることができる利点がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データ・ストリー
ムがバス・トランザクションよって搬送されるときに、
保全性（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）を照合するチェックサム
機能およびセキュリティを可能にする暗号化機能などの
機能を、データ・ストリームに実行するアルゴリズムに
関する。より詳細には本発明は、共有バスに接続したク
ライアント間のトランザクションを通じてデータが送信
されるときに、インターリーブされたトランザクション
を共有バス上でスヌープ（ｓｎｏｏｐ）し、このトラン
ザクションからスヌープされたデータに様々なアルゴリ
ズムを実行する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ・ネットワーキングの技術
分野において、ネットワーク媒体によって接続されたネ
ットワーク・ノード間でデータを送信するには、通常プ
ロトコル・スタック（ｐｒｏｔｏｃｏｌｓｔａｃｋ）
を使用する。ネットワーク・ノードには、コンピュータ
・ワークステーション、サーバ、ネットワーク・プリン
タ、ネットワーク・スキャナなどの装置が含まれる。プ
ロトコル・スタックの開発と実施を調整するために、国
際標準化機構（ＩＳＯ）は、７層のネットワーク・プロ
トコルを規定する開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）
参照モデルを告示した。

【０００３】図１はＯＳＩ参照モデルのブロック図１０
である。このモデルは物理層１２、データ・リンク層１
４、ネットワーク層１６、トランスポート層１８、セッ
ション層２０、プレゼンテーション層２２、およびアプ
リケーション層２４を含む。各層は特定のタスクの実行
を担う。物理層１２はビット・ストリームを物理的に送
信する機械的詳細および電気的詳細の両方の処理を担
う。データ・リンク層１４は物理層で発生した誤り検出
および誤り回復を含むパケットの処理を担う。ネットワ
ーク層１６は、通信ネットワーク内において接続を可能
にし、発信パケットのアドレスを処理すること、着信パ
ケットのアドレスをデコードすること、および経路制御
情報を維持管理して変化する負荷に適切に応答すること
を含むパケットの経路制御を担う。トランスポート層１
８は、ネットワークに対する下位レベルのアクセスと、
メッセージをパケットに分割すること、パケットの順
序、フロー制御、物理アドレスの生成を維持管理するこ
とを含むユーザ間のメッセージ転送を担う。セッション
層２０は、プロセス・ツー・プロセス・プロトコル（ｐ
ｒｏｃｅｓｓ−ｔｏ−ｐｒｏｃｅｓｓｐｒｏｔｏｃｏ
ｌ）の実施を担う。プレゼンテーション層２２は、ネッ
トワーク内の様々なサイト間の、文字変換および半二重
／全二重（エコー制御）を含むフォーマットの相違の解
決を担う。最後にアプリケーション層２４は、ユーザと
の直接対話を担う。層２４は電子メール、分散データ・
ベース、ウェブ・ブラウザなどのアプリケーションを含
むことができる。

【０００４】ＩＳＯがＯＳＩ参照モデルを告示する以前
に、国防総省国防高等研究事業局（ＤＡＲＰＡ）はＡＲ
ＰＮＥＴ参照モデルを告示した。ＡＲＰＮＥＴ参照モデ
ルは、ネットワーク・ハードウェア層、ネットワーク・
インタフェース層、ホスト・ツー・ホスト層、プロセス
／アプリケーション層の４層を含む。

【０００５】これらの名前が暗示するとおり、ＯＳＩ参
照モデルおよびＡＲＰＮＥＴ参照モデルは、プロトコル
の設計者が従うか従わないかを選択することができる指
針を提供する。しかしほとんどのネットワーキング・プ
ロトコルは、少なくとも大まかには参照モデルに対応す
る層を規定している。

【０００６】コンピュータ処理の分野では、ネットワー
ク・ノード間のデータ送信に使用する一般的なプロトコ
ルが多数存在する。例えば、ＴＣＰ／ＩＰ、Ａｐｐｌｅ
Ｔａｌｋ（商標）、ＮｅｔＢＥＵＩ、ＩＰＸは全て、コ
ンピュータ・ネットワークに接続するサーバ、ワークス
テーション、プリンタ、およびその他の装置間のデータ
送信に使用される一般的なプロトコルである。

【０００７】ネットワーク・ノードが単一の「ネットワ
ーク・クライアント」を有していようと、多数の「ネッ
トワーク・クライアント」を有していようと、ネットワ
ーク・ノードは、いくつかの送信プロトコルを使用する
のが普通である。本明細書で使用されるとおり、「ネッ
トワーク・クライアント」という用語は、２つのネット
ワーク・ノード間でネットワーク媒体を介してデータを
送信するのに使用される装置（ネットワーク・アダプ
タ、ポートまたはモデムなど）を指す。例えば、典型的
なコンピュータ・ワークステーションは、モデムを介し
てインターネット上で通信するのにＴＣＰ／ＩＰを使用
し、ネットワーク・アダプタを介してネットワーク・サ
ーバと通信するのにＩＰＸを使用する。同様にプリンタ
は、同じネットワーク・アダプタを介して、Ａｐｐｌｅ
ＴａｌｋプロトコルとＮｅｔＢＥＵＩプロトコルのどち
らかを使用して印刷ジョブを受信することができるよう
に構成されている。通常データ・リンク層１４またはネ
ットワーク層１６に存在するソフトウェア・ルーチン
は、ネットワーク・アダプタと適当なプロトコル・スタ
ックの間でデータ・パケットを経路制御する。

【０００８】様々なプロトコルは、そのプロトコルによ
って送信されるデータの保全性を照合する方法も規定し
ている。例えば、ＴＣＰ／ＩＰパケットがイーサネット
・ネットワーク・アダプタなどのネットワーク・クライ
アントに到着する場合を考えてみる。イーサネット・パ
ケット全体は、巡回符号チェック（ＣＲＣ）コードによ
って保護され、このコードは、送信ネットワーク・アダ
プタによって計算されてイーサネット・パケット内に詰
め込まれ、受信ネットワーク・アダプタによってこのイ
ーサネット・パケットの保全性の照合に使用される。も
しパケットの保全性を照合することができない場合に
は、このパケットは廃棄される。

【０００９】ＴＣＰ／ＩＰプロトコルのＩＰ部分は、イ
ーサネット・パケット内にカプセル化されている。この
ＩＰ部分は、ＩＰヘッダを保護する１６ビットのチェッ
クサム・コードを有する。ＩＰヘッダの保全性が照合さ
れない場合には、そのパケットが廃棄される。ＴＣＰ／
ＩＰプロトコルのＴＣＰ部分は、ＩＰ部分にカプセル化
され、そのパケットのＴＣＰ部分のＴＣＰヘッダおよび
内容を保護する１６ビットのチェックサム・コードを有
する。ＴＣＰ部分のＴＣＰヘッダおよび内容の保全性が
照合されない場合には、そのパケットが廃棄され、送り
手は意図する受け手から到着確認のパケットを受信しな
いので、そのパケットを再送信する。

【００１０】上述の例でイーサネット・パケットの保全
性は、ネットワーキング・ハードウェアによって物理層
１２で検証される。従ってこの機能は極めて迅速に実行
される。しかしながらプロトコル・スタックの上位層
は、通常ソフトウェアによって実施される。ソフトウェ
ア・ルーチンを使用したチェックサムの計算はかなり遅
い。従来の技術では、物理層がそのスタックの上位層の
知識を有していないため、プロトコル・スタックの上位
層で必要とされるチェックサムを、その物理層で生成す
ることができなかった。

【００１１】プロトコル・スタックの上位層でチェック
サムの生成を高速化する従来技術による解決策の１つ
は、プロトコル・スタックの上位層によって制御される
ハードウェア・チェックサム機器を使用することであ
る。例えばＴＣＰモジュールが、ＴＣＰヘッダおよびそ
の対応するデータの保全性を検証しようとするとき、こ
のＴＣＰモジュールは、ハードウェア・チェックサム機
器のレジスタに書き込んでチェックサム処理を開始し、
その機器にポーリングしてチェックサムがいつ終了する
かを判断する。そのような解決策は、ソフトウェア・ル
ーチンだけによって生成されるチェックサムよりも高速
であるが、チェックサムが生成される間に依然として相
当の遅延がある。

【００１２】ハードウェアを使用してチェックサムを計
算する別の方法が、Ｓｎｙｄｅｒ等によって「Ｃａｌｃ
ｕｌａｔｉｏｎｏｆＮｅｔｗｏｒｋＤａｔａＣ
ｈｅｃｋＳｕｍｓｂｙＤｅｄｉｃａｔｅｄＨａ
ｒｄｗａｒｅＷｉｔｈＳｏｆｔｗａｒｅＣｏｒｒ
ｅｃｔｉｏｎｓ」という名称の米国特許番号第５５２２
０３９号に開示された。この特許は、アダプタ・メモリ
とシステム・メモリの間の直接メモリ・アクセス（ＤＭ
Ａ）動作によってパケットが転送されるときに、パケッ
ト全体の「グロス・チェックサム（ｇｒｏｓｓｃｈｅ
ｃｋｓｕｍ）」を生成することを開示している。次に、
プロトコル・スタックの上位層は、必要なチェックサム
を計算する。そのチェックサムは、パケットの必要とし
ない部分に関する「差分チェックサム（ｄｉｆｆｅｒｅ
ｎｃｅｃｈｅｃｋｓｕｍ）」を計算し、次にこの差分
チェックサムをグロス・チェックサムから引いて「ネッ
ト・チェックサム（ｎｅｔｃｈｅｃｋｓｕｍ）」を生
成して計算される。ネット・チェックサムは、そのプロ
トコル・スタックの層が必要とするチェックサムであ
る。ソフトウェアによって計算される差分チェックサム
が、比較的少数バイトに対して計算されるので、第５５
２２０３９号特許によって開示された機構では、他の従
来技術の方法よりも犠牲になる時間が少なくて済む。

【００１３】１９９７年９月２５日に出願された「Ｈａ
ｒｄｗａｒｅＣｈｅｃｋｓｕｍＡｓｓｉｓｔＦｏｒ
ＰｒｏｔｏｃｏｌＳｔａｃｋｓ」という名称の米国
特許出願番号第０８／９３７９１２号において、Ｂｒｉ
ａｎＭ．Ｄｏｗｌｉｎｇ等は、データがイーサネット
（登録商標）・アダプタなどのネットワーク・クライア
ントによって受信されるときに、そのデータに対してチ
ェックサムおよびその他のアルゴリズムを計算すること
のできる機構を開示している。ここでその出願を参照し
て取り込む。特許出願番号第０８／９３７９１２号によ
って開示されるとおり、フライバイ・チェックサム生成
装置（ｆｌｙ−ｂｙｃｈｅｃｋｓｕｍｇｅｎｅｒａ
ｔｉｏｎｕｎｉｔ）がネットワーク・クライアントに
組み込まれる。ネットワーク・クライアントがパケット
をメモリ内に転送するときに、このフライバイ・チェッ
クサム装置はチェックサムを計算する。特許出願番号第
０８／９３７９１２号は、フライバイ・チェックサム装
置が開始および終了バイト・レジスタを含むことも開示
し、それによって、第５５２２０３９号特許によって開
示されるのと同様に、ソフトウェアを使用して差分チェ
ックサムを計算する必要を少なくするかまたは無くして
いる。

【００１４】特許番号第５５２２０３９号および特許出
願番号第０８／９３７９１２号はそれぞれ、データに
「接触」しなければならない回数を減らすことによっ
て、チェックサムを生成するのに必要なオーバーヘッド
を減らしている。しかしながら、第５５２２０３９号特
許および第０８／９３７９１２号特許出願によって開示
される機構は、各ネットワーク・クライアントに設けな
ければならない。対照的に、ソフトウェア・ルーチンお
よびハードウェア・チェックサム機器は、各ネットワー
ク・クライアントに設ける必要はないが、上述の理由の
ためにより遅い。

【００１５】典型的なコンピュータ・システムにおいて
提供されるネットワーク・クライアントの種類数が急増
している。現在利用可能なネットワーク・クライアント
の中には、ネットワーク・アダプタ（イーサネット・ア
ダプタ、トークン・リング・アダプタなどを含む）、パ
ラレル・ポート、シリアル・ポート、モデム（標準Ｖ９
０電話モデム、ＤＳＬモデム、ケーブル・モデム、ＩＳ
ＤＮモデムなどを含む）、ＵＳＢポート、ＩＥＥＥ１３
９４ポート、ＩＲおよびＲＦポート、ＳＣＳＩポート、
およびＥＩＤＥポートがある。さらに、ネットワーク・
ノードを標準電話回線を介して接続することができるＨ
ｏｍｅＰＮＡ規格などの、新たなネットワーク・クライ
アントの規格が開発され続けている。電話回線が安全で
はないので、暗号化および認証がＨｏｍｅＰＮＡ規格の
重要なコンポーネントになることが検討されている。Ｔ
ＣＰ／ＩＰなどのプロトコルは、この多数のネットワー
ク・クライアント規格を介してデータを送信するのに使
用される可能性がある。

【００１６】いくつかのネットワーク・クライアントを
含むネットワーク・ノードにおいて、第５５２２０３９
号特許または第０８／９３７９１２号特許出願によって
開示される機構を含むことは現実的ではないことが多
い。なぜならそのような機構を各ネットワーク・クライ
アントに備えなければならないからである。当技術分野
で要求されることは、第５５２２０３９号特許および第
０８／９３７９１２号特許出願によって開示される性能
の利点を提供するが、各ネットワーク・クライアントご
とに、それらの方法を再現する必要のない方法および装
置である。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、データがト
ランザクションを介して送信されるとき、インターリー
ブしたトランザクションを共有バスを介してスヌープす
ることによって、保全性を検証するチェックサム機能お
よびセキュリティを可能にする暗号化機能などの機能の
アルゴリズムをデータに対して実行することができる装
置および方法を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、共有バスに接
続したクライアント間のトランザクションによってデー
タが送信されるときに、インターリーブしたトランザク
ションをこの共有バスを介してスヌープし、トランザク
ションからスヌープされたデータに対して様々なアルゴ
リズムを実行するアルゴリズミック・スヌープ装置であ
る。本発明によるアルゴリズミック・スヌープ装置は、
システムＣＰＵ、記憶装置、および１つまたは複数のネ
ットワーク・クライアントなどの様々なバス・クライア
ントと共に共有バスに接続される。このアルゴリズミッ
ク・スヌープ装置もそれ自体バス・クライアントとな
る。

【００１９】本発明によるアルゴリズミック・スヌープ
装置内には、１つまたは複数のアルゴリズミック・エン
トリならびにアルゴリズミック・エンジンがある。各ア
ルゴリズミック・エントリは、一連のアルゴリズミック
・エントリ制御情報レジスタおよび結果／一時記憶装置
を含む。アルゴリズミック・エントリ制御情報レジスタ
は、トランザクションに関するクライアントを識別する
クライアントＩＤレジスタ、アルゴリズムを実行するア
ドレス範囲を規定する開始アドレス・レジスタおよび終
了アドレス、トランザクションが読取り動作か、書込み
動作かを識別する読取りまたは書込みフラグ、暗号鍵を
保有する暗号鍵レジスタ、復号鍵を保有する復号鍵レジ
スタ、実行すべきアルゴリズムを識別するアルゴリズム
ＩＤレジスタ、様々な状態ビットおよび制御ビットを保
有する状態／制御レジスタを含む。結果／一時記憶装置
は、アルゴリズムの実行結果を累算する累算器、一時記
憶領域、および（暗号化アルゴリズムの結果などの）大
量のデータを含む結果を中に格納することができるメモ
リの位置を示す１つまたは複数のメモリ・ポインタを含
む。

【００２０】アルゴリズミック・エンジンは、バス分離
装置、アルゴリズミック・エントリ一致装置、およびア
ルゴリズム計算装置を含む。バス分離装置は、バス・ト
ランザクションをアドレス・コンポーネント、データ・
コンポーネント、クライアントＩＤ・コンポーネント、
および読取り／書込み状態コンポーネントに分離する。
アルゴリズミック一致装置は、これらのコンポーネント
と作動状態の各アルゴリズミック・エントリの対応する
レジスタの内容とを比較する。もし一致する場合には、
アルゴリズムＩＤレジスタによって識別されるアルゴリ
ズムが、トランザクションによって搬送されるデータに
対して実行される。各トランザクションに対して複数の
アルゴリズムを実行することができる。

【００２１】本発明によって提供される主要な利点の１
つは、望む限り多数のアルゴリズムの実行を、必然的に
発生するメモリ転送に「上乗せ（ｐｉｇｇｙｂａｃｋ
ｅｄ）」することができることである。本発明によるア
ルゴリズミック・スヌープ装置は、アルゴリズムを実行
するシステムＣＰＵに依存せず、既存のトランザクショ
ンをスヌープしてアルゴリズミック・スヌープ装置にデ
ータを提供する。このため僅かな付加的システム・リソ
ースを使用して、メモリ転送の完了と同時にアルゴリズ
ムの実行を完了する。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明は、トランザクションを介
してデータを送信するときに、インターリーブしたトラ
ンザクションを共有バス上でスヌープすることによっ
て、機能を遂行するアルゴリズムをデータに対して実行
する。そのような機能のの例としては保全性を検証する
チェックサム機能およびセキュリティを可能にする暗号
化機能などがある。本明細書で使用されるとおり、「イ
ンターリーブしたトランザクション」という用語は、特
定のデータ・ストリームを搬送するバス・トランザクシ
ョンが連続する必要がないということを指す。言い換え
るとストリームを送信する間に、異なるバス・クライア
ントがバスを所有する可能性がある。例えば同じ時間間
隔に２つのデータ・ストリームがバスを介して送信され
る場合、第１、第３、第４、第８のバス・トランザクシ
ョンが第１ストリームの一部のデータを搬送し、第２、
第５、第６、第７のバス・トランザクションが第２スト
リームの一部のデータを搬送するように、バス・トラン
ザクションをインターリーブすることが可能である。

【００２３】本発明は、複数のネットワーク・クライア
ントが単一の装置に統合されるＨｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃ
ｋａｒｄ製のＪｅｔＤｉｒｅｃｔプリント・サーバなど
の装置において特に有効である。しかしながら、複数の
バス・クライアントが共有バスを介して通信し、バスに
よって搬送されるトランザクションをスヌープすること
ができる任意のシステムにおいても、本発明を有利に使
用することができる。

【００２４】図２は、本発明によるシステム２６を単純
化したブロック図である。システム２６は、アルゴリズ
ミック・スヌープ装置（ａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｃｓｎ
ｏｏｐｕｎｉｔ）２８、システムＣＰＵ３０、システ
ム・メモリ３２、ネットワーク・クライアント３４、３
６、３８、記憶装置４０、および共有バス４２を備え
る。ネットワーク・クライアント３４、３６、３８は、
当技術分野のいかなる種類のネットワーク・クライアン
トでもよい。例えば、ネットワーク・クライアント３４
がＨｏｍｅＰＮＡネットワーク・アダプタ、ネットワー
ク・クライアント３６がＩＥＥＥ１３９４アダプタ、ネ
ットワーク・クライアント３８がイーサネット・アダプ
タでもよい。もちろんこれらの例は単に代表に過ぎず、
ネットワーク・クライアントは、コンピュータ処理装置
間でネットワーク媒体を介してデータを送信するいかな
る種類の装置でもよい。例えば、システム２６がＨｅｗ
ｌｅｔｔ−ＰａｃｋａｒｄのＪｅｔＤｉｒｅｃｔプリン
ト・サーバの場合、ネットワーク・クライアントの１つ
をＩＥＥＥ１２８４パラレル・ポートまたはシリアル・
ポートとすることが望ましい。

【００２５】記憶装置４０は、ハード・ディスク・ドラ
イブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、フロッピー（登録商標）
・ディスク・ドライブなど、当技術分野で知られる任意
のタイプの記憶装置である。記憶装置４０、アルゴリズ
ミック・スヌープ装置２８、システムＣＰＵ３０、シス
テム・メモリ３２、およびネットワーク・クライアント
３４、３６、３８は、総称してバス・クライアントと呼
ばれる。各バス・クライアントは、それ自体と別のバス
・クライアントとの間で共有バス４２を介してデータを
転送することができる。

【００２６】共有バス４２は、バス・クライアント（ア
ルゴリズミック・スヌープ装置２８、システムＣＰＵ３
０、システム・メモリ３２、およびネットワーク・クラ
イアント３４、３６、３８、記憶装置４０）間で、それ
を介してデータが流れる任意の相互接続機構である。主
な必要条件は、アルゴリズミック・スヌープ装置２８が
バス・クライアント間のトランザクションをスヌープす
ることができることである。より詳しく以下に述べる１
つの特定の構成において、アルゴリズミック・スヌープ
装置２８にそれ自体のメモリ・トランザクションをスヌ
ープさせることが望ましいことに留意されたい。ネット
ワーク・クライアント３４、３６、３８、アルゴリズミ
ック・スヌープ装置２８、記憶装置４０は通常、当技術
分野で知られる直接メモリ・アクセス（ＤＭＡ）操作を
使用してデータを転送する。

【００２７】システム２６は、単一の集積回路マイクロ
コントローラ上に実施することができる。例えばシステ
ムＣＰＵ３０は、ＡＲＭ社によって規定されたアドバン
スト・マイクロコントローラ・バス・アーキテクチャ
（ＡＭＢＡ）のＡＲＭアドバンスト・システム・バス
（ＡＳＢ）仕様に準拠する共有バス４２を有するＡＲＭ
社によって提供されるＡＲＭＣＰＵマクロセルとして
実施することができる。

【００２８】このＡＳＢは非多重で、別々のアドレスお
よびデータ・バス、並びに一連のバス制御線を含む。ト
ランザクションの読取り／書込み状態およびクライアン
トのＩＤは、バス制御線から容易に得ることができる。
共有バス４２がＡＳＢ−ＡＭＢＡバスであるこの例にお
いて、アルゴリズミック・スヌープ装置２８は、バス４
２を監視して、バス・クライアントがシステム・メモリ
３２における特定のメモリ範囲などの別のバス・クライ
アントにいつ書き込みをするか判断する。バス４２を介
してデータを転送するときに、装置２８は、データを書
き込むバス・クライアントおよびデータが書き込まれる
バス・クライアントに基づいてそのデータに対してアル
ゴリズムの機能を実行する。

【００２９】システム２６がＰＣＩバス・アーキテクチ
ャ（ＰＣＩｂｕｓａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）に基
づくコンピュータ・システムであり、ネットワーク・ク
ライアント３４、３６、３８がＰＣＩカードとして実施
されると考える。そのような構成では、ＰＣＩカードが
同じＰＣＩブリッジ（ＰＣＩｂｒｉｄｇｅ）上にある
場合とない場合があるので、ネットワーク・クライアン
トとシステム・メモリ３２との間のトランザクションを
別のＰＣＩスロットからスヌープすることができないこ
とがある。もしネットワーク・クライアントが全て同じ
ブリッジ上にある場合には、アルゴリズミック・スヌー
プ装置２８も同じブリッジ内のＰＣＩカード上に存在す
ることができる。一方、ネットワーク・クライアントが
異なる（または個々の）ブリッジ上にある場合には、装
置２８がトランザクションをスヌープすることができる
ようなバス機構内の位置に装置２８を設けなければなら
ない。装置２８がバス・クライアント間のトランザクシ
ョンをスヌープすることができるバス機構内の位置を、
当業者なら理解するであろう。また、もしシステム２６
が複数のＣＰＵ（ｍｕｌｔｉｐｌｅＣＰＵ）および／
また複数のキャッシュ・レベル（ｍｕｌｔｉｐｌｅｃ
ａｃｈｅｌｅｖｅｌ）を備える場合には、装置２８と
共にキャッシュ・コヒーレンシ（ｃａｃｈｅｃｏｈｅ
ｒｅｎｃｙ）機構を設けて、異なるＣＰＵ間のキャッシ
ュ・メモリ内で発生するＣＰＵトランザクションをスヌ
ープする必要があることに留意されたい。そのようなキ
ャッシュ・コヒーレンシ機構は当分野で知られている。

【００３０】図３はアルゴリズミック・スヌープ装置２
８のブロック図である。装置２８は、共有バス４２に接
続したアルゴリズミック・エンジン４４およびアルゴリ
ズミック・エントリ４６、４８、５０を有する。各アル
ゴリズミック・エントリは、結果／一時記憶装置および
アルゴリズミック・エントリ制御情報レジスタを含む。
例えばアルゴリズミック・エントリ４８は、結果／一時
記憶装置５２およびアルゴリズミック・エントリ制御情
報レジスタ５４を含む。各アルゴリズミック・エントリ
は、アルゴリズミック・エンジン４４に接続している。
アルゴリズミック・スヌープ装置２８の様々なレジスタ
およびエントリは、より詳しく以下に述べるとおり、共
有バス４２によって図２のシステムＣＰＵ３０からアク
セス可能である。

【００３１】図３はＮ個のアルゴリズミック・エントリ
を含む。設けられるアルゴリズミック・エントリの数
は、バス・クライアントの数、各バス・クライアントが
サポートする同時転送の数、および実行する所望のアル
ゴリズムの数に基づく。基本的には本発明を実施する設
計者は、全ての所望のアルゴリズムを同時に実行するこ
とができるのに充分なアルゴリズミック・エントリを設
けたいと考えるだろう。例えば、図１のネットワーク・
クライアント３４から受け取る、暗号化されたデータ・
パケットを考える。さらに、暗号化されたデータ・パケ
ットが、ネットワーク・クライアント３４に到着し、ネ
ットワーク・クライアント３６に送出されるデータ・ス
トリームの一部であると仮定する。この例では、ネット
ワーク・クライアント３４から着信したデータに対して
チェックサムを計算し、ネットワーク・クライアント３
４からのこのデータを復号化し、ネットワーク・クライ
アント３６へのデータ送信に備えてチェックサムを計算
することが望ましい。したがってこの例では、３つのア
ルゴリズミック・エントリが必要である。別のバス・ク
ライアントにデータを送信することに備えて着信データ
にアルゴリズム操作を実行することを、より詳しく以下
に述べる。

【００３２】図４は、図３のアルゴリズミック・スヌー
プ装置２８におけるアルゴリズミック・エントリ４８の
アルゴリズミック・エントリ制御情報レジスタ５４のブ
ロック図である。もちろん図４は、アルゴリズミック・
エントリそれぞれのアルゴリズミック・エントリ制御情
報レジスタである。各レジスタは、共有バス４２を介し
て図２のシステムＣＰＵ３０からアクセス可能である。
レジスタ５４は、クライアントＩＤレジスタ５６、開始
アドレス・レジスタ５８、終了アドレス・レジスタ６
０、読取りまたは書込みフラグ６２、暗号鍵レジスタ６
４、復号鍵レジスタ６６、アルゴリズムＩＤレジスタ６
８、および状態／制御レジスタ７０を含む。

【００３３】クライアントＩＤレジスタ５６は、図２の
共有バス４２のデータを読み取るまたはデータを書き込
むクライアントを規定する。ＡＳＢ−ＡＭＢＡバス仕様
によれば、クライアントＩＤは、共有バス４２のバス制
御線から容易に得られる。他のバス仕様では、多重化ト
ランザクションなど、他の方法でクライアントＩＤを示
す可能性がある。所与のバス・アーキテクチャのバス・
トランザクションからクライアントＩＤをどのように取
り出すかを、当業者なら理解するであろう。アルゴリズ
ミック・スヌープ装置２８自体が、クライアントＩＤレ
ジスタ５６の内容によって識別されるクライアントでも
よいことに留意されたい。これをより詳しく以下に述べ
る。

【００３４】開始アドレス・レジスタ５８は、アルゴリ
ズムが実行される開始アドレスを指定する。しかしなが
ら開始アドレス・レジスタ５８は、３つの異なる値を指
定することが望ましい。第１に開始アドレス・レジスタ
５８は、着信パケットを受け取るように構成されたメモ
リ内のバッファの先頭アドレスを格納することが望まし
い。これは例えば、より詳しく以下に述べるとおり、装
置２８がＣＰＵとネットワーク・クライアントの間の構
成ダイアログをスヌープすることによって、アルゴリズ
ミック・エントリが構成される場合には望ましい。第２
に、上述のとおり開始アドレス・レジスタ５８は、アル
ゴリズムが実行される開始アドレスを指定しなければな
らない。アルゴリズムが実行される開始アドレスは、絶
対アドレスとしてか、またはバッファの先頭アドレスか
らのオフセットとして指定することができることに留意
されたい。最後に、開始アドレス・レジスタ５８は、計
算の開始位置として実際に使用すべき先頭ワード内の位
置を示すワード・オフセットを含むことができる。例え
ば、ＴＣＰ／ＩＰパケットを含むイーサネット・パケッ
トを考えてみる。もしイーサネット・パケット内に含ま
れるデータのＴＣＰ／ＩＰチェックサムを計算すること
を望む場合には、ＴＣＰ／ＩＰパケットのデータ部分に
達するためにバッファの先頭アドレスからのオフセット
が必要とされる。もし図２のシステム２６が、３２ビッ
トまたは６４ビットの増分でメモリをアドレス指定する
場合には、開始位置がアドレス境界にちょうど当たらな
い可能性があり、ワード・オフセットを指定する必要が
ある。

【００３５】通常、開始アドレス（ならびに以下の終了
アドレス）は、図２のシステム・メモリ３２内のアドレ
スである。しかしながらこのことは、本発明に必要では
ない。アドレスは、他のどのバス・クライアントにマッ
ピングされたアドレスであってもよい。例えば、データ
がネットワーク・クライアントからハード・ディスクに
直接ＤＭＡされるときに、このデータに対してアルゴリ
ズムを実行するために本発明を使用することができる。
そのようなハード・ディスクはハード・ディスク・コン
トローラのアドレス内に格納したデータを提供し、その
アドレスはレジスタ５８、６０にそれぞれ格納した開始
アドレスおよび終了アドレスによって範囲指定される。

【００３６】終了アドレス・レジスタ６０は、アルゴリ
ズムが実行される最終アドレスを指定する。開始レジス
タ５８と同様に、終了アドレス・レジスタ６０は３つの
異なる値を指定することが望ましい。第１に終了アドレ
ス・レジスタ６０は、着信パケットを受け取るように構
成されたメモリ内のバッファの最終アドレスを格納する
ことが望ましい。バッファの最終アドレスは、絶対アド
レスとしてか、または開始アドレス・レジスタ５８に格
納されたバッファの先頭アドレスからのオフセットとし
て格納することができることに留意されたい。第２に、
終了アドレス・レジスタ６０は、アルゴリズムが実行さ
れる最終アドレスを指定しなければならない。アルゴリ
ズムが実行される最終アドレスは、絶対アドレスとして
か、またはバッファの最終アドレスからの負のオフセッ
トとして指定することができることに留意されたい。最
後に、終了アドレス・レジスタ６０は、計算の終了位置
として実際に使用すべき最終ワード内の位置を示すワー
ド・オフセットを含むことができる。

【００３７】クライアントＩＤレジスタ５６によって識
別されるバス・クライアントがデータを書き込んでいる
またはデータを読み取っている場合、読取りまたは書込
みフラグ６２はアルゴリズムを実行すべきかどうかを指
示する。代替的に、データを読み取るか、データを書き
込むか、またはデータの読取り書込みのいずれかを行う
場合、２ビット・レジスタを設けてアルゴリズムを計算
することができる。この情報は通常、共有バス４２のバ
ス制御線によって搬送される。

【００３８】アルゴリズムが暗号化アルゴリズムである
場合、暗号鍵レジスタ６４および復号鍵レジスタ６６
は、使用すべき暗号鍵および復号鍵を保有する。もし実
行されるアルゴリズムが、復号化／暗号化の複合アルゴ
リズム（ｃｏｍｂｉｎｅｄｄｅｃｒｙｐｔｉｏｎ／ｅ
ｎｃｒｙｐｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ）である場合
には、２つの鍵が必要となる。着信データを復号化して
復号化したそのデータを別のバス・クライアントへの送
信に備えて暗号化する場合には、そのような複合アルゴ
リズムが望ましい。復号化／暗号化の複合アルゴリズム
は、アルゴリズムの復号化部分を１つのアルゴリズミッ
ク・エントリに割り当て、アルゴリズムの暗号化部分を
第２のアルゴリズミック・エントリに割り当てて、第２
のアルゴリズミック・エントリのクライアントＩＤレジ
スタをアルゴリズミック・スヌープ装置２８自体に設定
することによって実行することができる。データが第１
のアルゴリズミック・エントリに格納したパラメータに
従って復号化され、装置２８が復号化したデータを第１
のメモリ範囲に格納するとき、装置２８は、それ自体の
バス・トランザクションをスヌープし、第２のアルゴリ
ズミック・エントリに格納したパラメータに従ってデー
タを暗号化する。以下にこれをより詳しく述べる。

【００３９】アルゴリズム・レジスタ６８は、どのアル
ゴリズムを実行するかを示すアルゴリズム識別子を保有
する。最後に状態／制御レジスタ７０は、アルゴリズム
の実行を制御し、他のハウスキーピング作業を実行する
様々なフラグを含む。状態／制御レジスタ７０内のフラ
グは、図３のアルゴリズミック・エンジン４４が、アル
ゴリズミック・エントリ５４のレジスタの内容に従って
アルゴリズムを実行すべきかどうかを示す作動状態／非
作動状態フラグ、終了アドレスに達したかどうかを示す
完了フラグ、およびエラー条件が発生したかどうかを示
すエラー・フラグを含むが、これだけには限らない。

【００４０】図５は、図３のアルゴリズミック・スヌー
プ装置２８のアルゴリズミック・エントリ４８の結果／
一時記憶装置５２のブロック図である。もちろん図５
は、アルゴリズミック・エントリそれぞれの結果／一時
記憶装置の代表例である。装置５２は、累算器７２、一
時記憶７４、メモリ・ポインタ７６、７８を含む。累算
器７２は、データ範囲に対するアルゴリズムの実行結果
が１つの値または少数の値であるところのチェックサ
ム、巡回符号チェック、または他の適当なコードを蓄積
するのに使用される。一時記憶７４は、データを計算す
るときに中間記憶として使用される。例えば、実行され
ているアルゴリズムが１２８ビットの復号鍵を有する復
号化アルゴリズムである場合には、復号鍵をデータ・セ
グメントに適用する前に、任意のトランザクションから
の任意のデータ値を一時的に格納する必要がある。

【００４１】累算器７２は、８または１６バイトなど限
られたサイズのアルゴリズムの結果を格納するのに使用
される。対照的にメモリ・ポインタ７６および７８は、
より長い結果を格納する可能性のあるメモリ内の領域を
指す。例えば、もし着信イーサネット・パケットが復号
化されている場合には、メモリ・ポインタ７６によって
示されるメモリ範囲内に、復号化した結果を格納するこ
とができる。データの各ワードを格納するときは、ポイ
ンタ７６はインクリメントされメモリの次のアドレスを
指示する。さらに、もしパケットに格納されたデータ
が、別のネットワーク・クライアントにデータを送信す
ることに備えて暗号化される場合には、アルゴリズム
は、最初にデータを復号化し次に暗号化を行う復号化／
暗号化の複合アルゴリズムであってもよく、暗号化した
データをメモリ・ポインタ７８が指示するメモリ範囲内
に格納することができる。実施する場合、もし所望のア
ルゴリズムが必要とすれば、本発明は付加的なメモリ・
ポインタを追加するように選択することができる。

【００４２】上述のとおり、着信データを復号化して暗
号化することを望む場合には、最初にデータを復号化
し、次に復号化したばかりのデータを暗号化する単一の
復号化／暗号化の複合アルゴリズムを使用することがで
きる。この方法は、単一のアルゴリズミック・エントリ
を用い、結果としてアルゴリズミック・スヌープ装置２
８が、復号化したストリームおよび暗号化したストリー
ムの２つのデータ・ストリームを生成する。代替的に、
２つのアルゴリズミック・エントリを使用することがで
きる。第１のエントリは、ネットワーク・クライアント
からのデータをスヌープし、図４のレジスタ６６に格納
した復号鍵を用いてデータを復号化し、第１エントリの
メモリ・ポインタ７６が指し示すメモリ範囲内に復号化
したデータを格納するように構成される。第２のエント
リは、アルゴリズミック・スヌープ装置２８自体が書き
込んだ復号化したデータをスヌープするように構成され
る。第２エントリによってスヌープされたデータは、第
１エントリのメモリ・ポインタ７６が指し示すメモリ位
置に書き込まれた、復号化したデータである。第２エン
トリのレジスタ６８に格納されたアルゴリズムＩＤが、
暗号化アルゴリズムを呼び出し、暗号化されたデータ
は、第２エントリのメモリ・ポインタ７６が指し示すメ
モリ位置に格納される。異なる復号化アルゴリズムと暗
号化アルゴリズムを、復号化／暗号化の複合アルゴリズ
ムに組み合わせることは現実的ではないので、この方法
が好ましい。

【００４３】任意の暗号化アルゴリズムは、メモリ・ポ
インタを適当に使用して大きなデータ・ブロックに対し
て動作することができることに留意されたい。しかしな
がら他の暗号化アルゴリズムは、１回に数バイトで動作
するにすぎず、この場合には結果を累算器７２に格納
し、図２のシステムＣＰＵ３０が定期的に取り出すこと
ができる。

【００４４】図６は、図３のアルゴリズミック・スヌー
プ装置２８の一部である図３のアルゴリズミック・エン
ジン４４のブロック図である。アルゴリズミック・エン
ジン４４は、バス要素分離装置８０、アルゴリズミック
・エントリ一致装置８２、およびアルゴリズム計算装置
８４を含む。

【００４５】アルゴリズミック・スヌープ装置２８は、
全てのバス・トランザクションをスヌープする。したが
って、全てのバス・トランザクションが共有バス４２を
介してバス要素分離装置８０に与えられる。バス要素分
離装置８０は各バス・トランザクションを、アドレス、
クライアントＩＤ、読取り／書込み信号、およびデータ
に分離する。アドレスはアドレス・バス８６上に、クラ
イアントＩＤはクライアントＩＤバス８８上に、読取り
／書込み信号はＲ／Ｗ線９０上に、およびデータはデー
タ・バス９８上に与えられる。もしこの全ての情報が共
有バス４２の個々の線によって与えられる場合には、装
置８０の実施は容易であることに留意されたい。しかし
ながら、共有バス４２が多重化トランザクションまたは
パイプライン・トランザクション（ｐｉｐｅｌｉｎｅｄ
ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ）を使用する場合には、装置
８０は、デマルチプレクサ、ラッチ、および同様のロジ
ックを用いて実施する必要がある。所与の任意のバス・
アーキテクチャに対して、バス要素分離装置８０をどの
ように実施すべきかを、当業者なら理解するだろう。

【００４６】アドレス・バス８６、クライアントＩＤバ
ス８８、およびＲ／Ｗ線９０は、アルゴリズミック・エ
ントリ一致装置８２に提供される。アルゴリズミック・
エントリ一致装置８２は、各バス・トランザクションに
対してアルゴリズミック・エントリを処理する必要があ
るかどうかを判断する。所与の任意のバス・トランザク
ションに対して、複数のアルゴリズミック・エントリが
呼び出されてもよいことに留意されたい。特定のデータ
・ストリームを搬送するバス・トランザクションは連続
する必要がないことにも留意されたい。言い換えると、
トランザクションはインターリーブすることができる。
例えば特定のアルゴリズミック・エントリは、他の組の
バス・クライアント間でデータを搬送する他のトランザ
クションのために、せいぜい２０か３０のバス・トラン
ザクションに１度しか呼び出されない。

【００４７】上述のとおり装置８２は、バス要素分離装
置８０から、アドレス、クライアントＩＤ、およびトラ
ンザクションの読取りまたは書込み状態を受け取る。装
置８２は、クライアントＩＤレジスタ５６、開始アドレ
ス・レジスタ５８、終了アドレス・レジスタ６０、読取
りまたは書込みフラグ６２、および状態／制御レジスタ
７０の内容を図３の各アルゴリズミック・エントリから
バス９２を介して受け取る。状態／制御レジスタ７０に
基づいて作動する各アルゴリズミック・エントリに対し
て、装置８２は、トランザクションからのクライアント
ＩＤがアルゴリズミック・エントリのクライアントＩＤ
レジスタ５６に格納したクライアントＩＤと一致するか
どうか、トランザクションのアドレスがアルゴリズミッ
ク・エントリの開始アドレス・レジスタ５８および終了
アドレス・レジスタ６０によって指定される範囲内に当
たるかどうか、およびトランザクションの読取り／書込
み状態がアルゴリズミック・エントリの読取りまたは書
込みフラグ６２に格納された読取り／書込みフラグに一
致するかどうかを判断する。もしこの３つのパラメータ
全てが、任意の（または複数の）アルゴリズミック・エ
ントリに一致する場合には、装置８２は、作動状態のア
ルゴリズミック・エントリ・バス９４の対応する線をア
サートにすることによって、適当なアルゴリズミック・
エントリを処理すべきであることを指示する。

【００４８】アルゴリズミック・エントリ一致装置８２
は、「エントリ当たりの部分ワード」バス９６も提供す
る。各エントリに対してバス９６は、データ・バス９８
によって搬送されるメモリ・ワード全体に対してアルゴ
リズムを実行すべきか、または単にこのワードの一部に
対して実行すべきかを示す。バス９６によって搬送され
る情報は、上述のとおり、開始アドレスレジスタ５８お
よび終了アドレス・レジスタ６０に格納されたワード・
オフセット情報から得られる。もちろんレジスタ５８お
よび６０は、アルゴリズム計算装置８４に直接提供する
こともでき、この場合装置８４内で同じ情報が生成され
るので、バス９６は必要ない。

【００４９】作動状態のアルゴリズミック・エントリ・
バス９４が指定する作動状態の各アルゴリズミック・エ
ントリに対して、アルゴリズム計算装置８４は、データ
・バス９８によって搬送されるトランザクション・デー
タ、図４のアルゴリズミック・エントリ制御情報レジス
タ５４および図５の結果／一時記憶装置５２に格納され
たオペランドに基づきアルゴリズムを実行する。アルゴ
リズム計算装置８４は、作動状態の各アルゴリズミック
・エントリに対して、暗号鍵レジスタ６４、復号鍵レジ
スタ６６、およびアルゴリズミックＩＤレジスタ６８を
バス１００を介して受け取る。状態／制御レジスタ７０
も各アルゴリズミック・エントリと装置８４の間でバス
１００を介して搬送され、任意の状態または制御情報を
提供し、装置８４が任意の誤りフラグまたは状態フラグ
をレジスタ７０に設定することができるようにする。ア
ルゴリズム計算装置８４は、作動状態の各アルゴリズミ
ック・エントリに対してバス１０２を介して累算器７
２、一時記憶７４、メモリ・ポインタ７６、７８にアク
セスすることもできる。

【００５０】作動状態のアルゴリズミック・エントリが
提供する情報およびデータ・バス９８が提供するトラン
ザクション・データに基づき、装置８４は、作動状態の
各アルゴリズミック・エントリに対してアルゴリズムを
実行する。アルゴリズム計算装置８４の実際の実施は、
もちろんサポートされるアルゴリズムの種類に基づき変
化する。例えば、本発明が単にチェックサムを計算する
ためにだけ使用される場合には、装置８４は、トランザ
クション・データを累算器７２の内容に加算して、その
結果を累算器７２に戻して格納する一連の加算器に過ぎ
ない。しかしながら、もし装置８４が暗号化アルゴリズ
ムを提供する場合には、この装置８４は明らかにより複
雑になる。どのように装置８４を実施して所望のアルゴ
リズムをサポートすべきかを、当業者なら理解するだろ
う。

【００５１】装置８４によってサポートされるアルゴリ
ズムは、ハードウェアにおいて実施されてもよいし、ま
たは装置８４がプログラム可能な要素を備えてソフトウ
ェア・コードまたはマイクロコードによってアルゴリズ
ムを実施してもよいことに留意されたい。もしアルゴリ
ズムがソフトウェア・コードまたはマイクロコードとし
て実施される場合には、そのコードを、装置８４のＢＩ
ＯＳルーチン内に格納するか、図２のシステムＣＰＵ３
０の制御の下で装置８４に格納することもできる。

【００５２】最後に上述のとおり、装置８４によってサ
ポートされるアルゴリズムのいくつかは、そのようなア
ルゴリズムによって生成されるデータ・ストリームがア
ルゴリズミック・エントリ内に格納するには大きすぎる
ので、図２のシステム・メモリ３２にデータを格納する
ことを必要とする。このことは、図５のメモリ・ポイン
タ７６、７８に関連して上述した。そのようなデータは
バス１０４によって共有バス４２に搬送され、アルゴリ
ズミック・スヌープ装置２８によって他の任意のバス・
クライアントと全く同様にメモリに格納される。より詳
しく以下に述べるとおり、アルゴリズミック・スヌープ
装置２８は、アルゴリズミック・エントリの内容に従っ
てそれ自体のデータをスヌープすることができる。

【００５３】アルゴリズミック・スヌープ装置２８の実
施について前述したが、図２のシステムＣＰＵ３０によ
って実行されるソフトウェアが、最もよく装置２８を利
用することができる方法を理解することは有用である。
特定の例を与える前に、データをバス・クライアント間
で転送するような転送中に、装置２８がアルゴリズムを
計算することを最初に考える。転送が始まる前に、ソフ
トウェアは、各転送に対してどのアルゴリズムを計算す
る必要があるのかを知っている場合もあれば知らない場
合もある。このため、装置２８によって提供されるアル
ゴリズムの全てをソフトウェア・ルーチンとして利用可
能とすることは有利である。

【００５４】例えば、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルを使用す
るイーサネット・アダプタによって受信されたデータ・
ストリームが、メモリ内に格納されていると考える。第
１のパケットが到着するとき、ＣＰＵ３０は、どのプロ
トコルがパケット内にカプセル化されているか（推測す
ることはできるが）わからない。このため、アルゴリズ
ムはアルゴリズミック・スヌープ装置２８内に構成され
ず、このパケットに関するチェックサムを計算しない可
能性がある。したがってＴＣＰ／ＩＰスタックを実施す
るソフトウェア・モジュールが、第１のパケットに対し
てＴＣＰ／ＩＰチェックサムを計算しなければならな
い。その後、このモジュールは後続のパケットが同じデ
ータ・ストリームの一部であると予測し、後続の各パケ
ットに対してチェックサム計算を実行するようにアルゴ
リズミック・エントリを構成する。もしこのモジュール
の予測が間違っている場合には、このモジュールは単に
ソフトウェア・ベース型式の適当なアルゴリズムを使用
する。しかしながら、もし予測が正しい場合には（ほと
んどいつもそうだが）、本発明によって提供される有利
な性能が実現する。

【００５５】ＴＣＰ／ＩＰパケットを含むイーサネット
・パケットを受信するとき、通常パケット全体が到着す
るまでイーサネット・パケットの終わりが分からないこ
とにも留意されたい。この状況では、ＭＡＣＣＲＣな
どのチェックサムがＴＣＰ／ＩＰパケットの終わりを数
バイト超えて含む可能性がある。当技術分野で知られ、
上述したとおり、ソフトウェア・モジュールは、このチ
ェックサムを「グロス・チェックサム」として扱い、
「差分チェックサム」を引いてＴＣＰ／ＩＰチェックサ
ムに到達することによって、この状況を処理することが
できる。

【００５６】着信データに対してアルゴリズムを実行す
ることは全く容易であり、必要なアルゴリズムを予測す
るソフトウェア・モジュールが、単純にスヌープ装置２
８のアルゴリズミック・エントリを構成してアルゴリズ
ムを実行する。しかしながら、発信データに対してアル
ゴリズムを実行することはより複雑となる。ＴＣＰ／Ｉ
Ｐパケットがチェックサムを含むＴＣＰ／ＩＰヘッダを
含むと考える。このＴＣＰ／ＩＰヘッダはＴＣＰ／ＩＰ
データより前に来る。したがってネットワーク・クライ
アントがパケットを送出するとき、パケット全体を送信
する前にチェックサムが分かっていなければならない。
この結果ＴＣＰ／ＩＰに関してアルゴリズミック・スヌ
ープ装置２８は送信中にチェックサムを生成することが
できない。なぜなら装置２８がチェックサムの計算を終
える前に、チェックサムは既に送信されているからであ
る。

【００５７】この問題に対処する方法はいくつかある。
本発明によって可能な最も重要な利点の１つは、必然的
に発生するメモリ転送にアルゴリズムの実行を「上乗せ
（ｐｉｇｇｙｂａｃｋｅｄ）」することができること
である。したがって、発信パケットが記憶装置４０に格
納される場合において、装置４０が発信データを別のバ
ス・クライアントに送信するのに備えてそのパケットを
システム・メモリ３２に書くときに、アルゴリズミック
・スヌープ装置２８は構成され、記憶装置４０のメモリ
・トランザクションをスヌープすることができる。同様
にネットワーク・クライアント３４からの着信データ
が、図２のネットワーク・クライアント３６への発信デ
ータとして直ちに送信されることを、ソフトウェア・モ
ジュールが検出すると仮定する。これは、コンピュータ
からの着信データがプリンタへの発信データとして直ち
に送信されるプリント・サーバにおいて一般的である。
この状況において、ソフトウェア・モジュールは、１つ
のアルゴリズミック・エントリを構成して着信データ・
パケットに必要なチェックサムを計算することができ、
さらに別のアルゴリズミック・エントリを構成して発信
データに必要なチェックサムを計算することができる。
したがって、データを受信するネットワーク・クライア
ントがこの着信データをメモリ内にＤＭＡするときに、
両方のチェックサムは計算される。

【００５８】たとえ、アルゴリズムの実行を「上乗せ」
することができるメモリ転送を識別することが不可能で
あると仮定しても、システムＣＰＵ３０は依然としてア
ルゴリズミック・スヌープ装置２８を構成することがで
き、発信パケットを含むメモリ範囲に関してメモリ読取
りトランザクションをスヌープすることができる。ＣＰ
Ｕ３０はパケットを含む全てのメモリ位置を単純に読み
取り、次に装置２８からチェックサムを取り出す。この
方法はデータに「接触」することを必要とするが、ＣＰ
Ｕサイクルは依然節約される。なぜなら、ＣＰＵは単に
このデータを読むにすぎず、チェックサムは装置２８に
よって並列に計算されるのでチェックサムを計算する必
要がないからである。

【００５９】最後の例として、図２のシステム２６がＨ
ｅｗｌｅｔｔ−ＰａｃｋａｒｄのＪｅｔＤｉｒｅｃｔプ
リント・サーバであり、ネットワーク・クライアント３
４がイーサネット・アダプタ、ネットワーク・クライア
ント３６がＨｏｍｅＰＮＡアダプタであると考える。イ
ーサネット・アダプタがコンピュータにイーサネット接
続を介して接続し、ＨｏｍｅＰＮＡアダプタがプリンタ
にＨｏｍｅＰＮＡ接続によって接続されており、Ｈｏｍ
ｅＰＮＡ接続を介して送信されるデータは暗号化されな
ければならず、両方のアダプタを介してデータを送信す
るのにＴＣＰ／ＩＰを使用すると仮定する。さらにコン
ピュータがプリンタにデータを送信していくつかのパケ
ットが送信され、上述のデータ・ストリームが作動状態
であることをシステムＣＰＵ３０によって実行した関連
ソフトウェア・モジュールが検出したと仮定する。最初
にシステムＣＰＵ３０は着信パケットを受信するメモリ
内の領域を規定する。そのようなメモリ領域はしばし
ば、当技術分野で「バッファ」と呼ばれ、各バッファは
通常数キロバイトである。この例で、ＣＰＵ３０が規定
したバッファを「第１バッファ」と呼ぶ。

【００６０】次いでＣＰＵ３０は着信パケットに対して
ＴＣＰ／ＩＰチェックサムを計算するように第１アルゴ
リズミック・エントリを構成する。クライアントＩＤレ
ジスタ５６が、ネットワーク・クライアント３４を参照
するように設定され、開始アドレス・レジスタ５８が、
ＴＣＰ／ＩＰデータの先頭が格納されていると期待され
るバッファ内の位置を参照するように設定され、終了ア
ドレス・レジスタ６０が、このバッファの最後に設定さ
れ、読取りまたは書込みフラグ６０が、「書込み」に設
定され、アルゴリズミックＩＤレジスタ６８が「チェッ
クサム」に設定される。最後に状態／制御レジスタ７０
がエントリが作動状態であることを示すように設定され
る。

【００６１】次にＣＰＵ３０は、ＨｏｍｅＰＮＡアダプ
タにデータを送信するのに備えてこのデータを暗号化す
るように、第２アルゴリズミック・エントリを構成す
る。再度、クライアントＩＤレジスタ５６が、ネットワ
ーク・クライアント３４を参照するように設定され、Ｔ
ＣＰ／ＩＰデータの先頭が格納されていると期待される
バッファ内の位置を参照するように開始アドレス・レジ
スタ５８が設定され、終了アドレス・レジスタ６０が、
このバッファの最後に設定され、読取りまたは書込みフ
ラグ６０が、「書込み」に設定される。さらに暗号鍵が
暗号鍵レジスタ６４に格納され、アルゴリズムＩＤレジ
スタが適当な暗号化アルゴリズムを指示するように設定
され、図５のメモリ・ポインタ７６が、暗号化データを
アルゴリズミック・スヌープ装置２８から受信するため
に、システム・メモリ３２の第２バッファを指し示すよ
うに設定され、状態／制御レジスタ７０が、エントリが
作動状態であることを指示するように設定される。

【００６２】最後にＣＰＵ３０は、ＨｏｍｅＰＮＡアダ
プタに暗号化されたデータを送信するのに備えて暗号化
されたデータのＴＣＰ／ＩＰチェックサムを計算するよ
うに、第３アルゴリズミック・エントリを構成する。暗
号化されたデータがアルゴリズミック・スヌープ装置２
８によって生成されるので、装置２８はチェックサムを
計算するために、それ自体のトランザクションをスヌー
プするように構成されなければならない。したがって、
クライアントＩＤレジスタ５６は、アルゴリズミック・
スヌープ装置２８を参照するように設定され、開始アド
レス・レジスタ５８は、第２アルゴリズミック・エント
リのメモリ・ポインタ７６と同じ位置（第２バッファの
先頭）を参照するように設定され、終了アドレス・バッ
ファ６０は、第２バッファの最後に設定され、読取りま
たは書込みフラグ６０は、「書込み」に設定され、アル
ゴリズミックＩＤレジスタ６８は「チェックサム」に設
定される。最後に状態／制御レジスタ７０は、エントリ
が作動状態であることを示すように設定される。

【００６３】３つのアルゴリズミック・エントリが全て
構成されたので、イーサネット・アダプタ（この例では
ネットワーク・クライアント３４）がデータ・パケット
を受信し始めると仮定する。データを受信するとき、イ
ーサネット・アダプタは、このデータを第１バッファに
ＤＭＡし、アルゴリズミック・スヌープ装置２８は各ト
ランザクションをスヌープする。ＴＣＰ／ＩＰデータの
第１ワードを搬送するメモリ・トランザクションが発生
するとき、図６のアルゴリズミック・エントリ一致装置
８２は、第１および第２アルゴリズミック・エントリが
作動状態であることを検出する。第２アルゴリズミック
・エントリを処理するとき、アルゴリズミック・スヌー
プ装置２８は、（この時点か、またはイーサネット・ア
ダプタからあと数ワードを受信した後で）バス・トラン
ザクションを起動して、暗号化データを第２バッファに
格納する。装置２８は、それ自体のトランザクションを
スヌープし、第２アルゴリズミック・エントリによって
生成したトランザクションによって、第３アルゴリズミ
ック・エントリが作動状態になり、これによって暗号化
された発信データに対するＴＣＰ／ＩＰチェックサムを
計算する。

【００６４】この処理は、パケットの全てのバイトが受
信されるまで、パケットの各ワードに対して継続する。
このパケットが受信されたとき、適当なソフトウェア・
モジュールが３つのアルゴリズミック・エントリを非作
動状態にし、これによってこれらのエントリを別の計算
に利用可能とする。この適当なソフトウェア・モジュー
ルは、第１のアルゴリズミック・エントリの図５の累算
器７２にもアクセスして、着信ＴＣＰ／ＩＰチェックサ
ムを取り出す。この取り出されたチェックサムは、次い
でパケットの保全性を照合するために、パケットに含ま
れていたチェックサムと比較される。

【００６５】次に、発信ＴＣＰ／ＩＰチェックサムが、
第３アルゴリズミック・エントリの累算器７２から取り
出される。この発信チェックサムを、第２バッファの適
当な位置に詰め込むことができ、第２バッファに格納さ
れた暗号化されたデータを送信するようにＨｏｍｅＰＮ
Ａアダプタに信号を送ることができる。

【００６６】従来の技術に対して本発明の可能な多くの
利点を考慮されたい。着信パケットが受信されるやいな
や、着信チェックサムおよび発信チェックサムが提供さ
れ、データが暗号化され、発信パケットの送信準備は整
う。全ての計算が着信データの受信と並列に行われ、ア
ルゴリズムを実行する特別なトランザクションはほとん
ど必要ない。アルゴリズミック・スヌープ装置２８がメ
モリ・トランザクションを生成するとき（データを暗号
化するときなど）でさえ、これらのトランザクション
は、このネットワーク・クライアント（または他のバス
・クライアント）によって生成されたトランザクション
と共にインターリーブされ、このネットワーク・クライ
アントの受信速度を減速しない。上記例で、たとえ着信
データが暗号化されていても、上述のとおりか、または
第４のアルゴリズミック・エントリを構成することによ
って、このデータを、復号化／暗号化の複合アルゴリズ
ムを用いて容易に復号化することが可能なことに留意さ
れたい。

【００６７】対照的に従来技術の手法は、データに数回
「接触」することを必要とする。いくつかの従来技術の
手法は、「実行中」に様々なアルゴリズムを計算するこ
とを可能にするが、本発明ほど包括的かつ効果的にこの
問題にアプローチしたものはない。本発明により、必然
的に発生するトランザクションをスヌープすることによ
って、多数のアルゴリズムを並行して計算することがで
きるようになる。

【００６８】さらに本発明は、非常に柔軟である。存在
する任意のバスからのトランザクション（本発明のアル
ゴリズミック・スヌープ装置自身のものでさえ）はアル
ゴリズム計算の基盤を形成することができる。このため
本発明は、メモリからメモリへの転送、ネットワーク・
アダプタからメモリへの転送、ディスクからメモリへの
転送などに対してアルゴリズムを実行することができ
る。

【００６９】上記例において、アルゴリズミック・スヌ
ープ装置２８のアルゴリズミック・エントリは、バス・
クライアント間のデータを転送するのに備えてＣＰＵ３
０によって構成された。しかしながら他の実施形態で
は、この最低限の作業でさえ無くすことができる。図２
の各バス・クライアントに対して、アルゴリズミック・
スヌープ装置２８が「バス・クライアント構成ダイアロ
グ監視装置」を含むと仮定する。各監視装置は、この監
視装置が指し示すバス・クライアントでターゲットにさ
れた構成ダイアログをスヌープすることを担い、スヌー
プされた構成ダイアログに基づきアルゴリズミック・エ
ントリを可能な限り構成する。例えばシステムＣＰＵ３
０が、クライアント３４を指示するネットワーク・クラ
イアント３４のダイアログと連動して、メモリ・アドレ
スＡとＢによって範囲指定されたバッファに次の着信パ
ケットを格納すると仮定する。ネットワーク・クライア
ント３４に示された監視装置は、このダイアログをスヌ
ープし、着信パケットに対して（チェックサムなどの）
アルゴリズムを実行するようにアルゴリズミック・エン
トリを構成する。このパケットが受信された後に、ＣＰ
Ｕ３０は単にアルゴリズミック・スヌープ装置２８から
アルゴリズムの結果を取り出す。

【００７０】上述のとおり、開始アドレス・レジスタ５
８および終了アドレス・レジスタ６０はそれぞれ３つの
値を格納することが望ましい。すなわち、バッファの境
界を規定する絶対アドレス、アルゴリズムを実行すべき
範囲の開始または終了アドレスを示すオフセットまたは
絶対アドレス、およびワード内の開始位置または終了位
置を示すワード・オフセットである。これが望ましい理
由の１つは、上述のようにもし構成ダイアログをスヌー
プする監視装置がアルゴリズミック・エントリを構成す
る場合、スヌープされた値はバッファ境界を含むからで
ある。対照的に、アルゴリズムを実行すべき開始または
終了アドレスを指し示すオフセットまたは絶対アドレ
ス、およびワード内の開始または終了位置を指し示すワ
ード・オフセットは、プロトコルに基づく傾向がある。

【００７１】例えば、ＣＰＵ３０が、次の着信パケット
をメモリ・アドレスＡとＢによって範囲指定されたバッ
ファに格納するようにネットワーク・クライアント３４
を構成すると仮定する。さらに着信パケットは全てＴＣ
Ｐ／ＩＰプロトコルまたはＮｅｔＢＥＵＩプロトコルを
用いてデータを送信すると仮定する。構成ダイアログを
スヌープする監視装置は、単に１つのダイアログを監視
するに過ぎない。しかしながら監視装置は、各プロトコ
ルに１つずつ、２つのアルゴリズミック・エントリを構
成することができる。このバッファ境界は、各エントリ
に対するメモリ・アドレスＡとＢであるが、アルゴリズ
ムが実行される範囲はプロトコルで変動する。

【００７２】一般に本発明（および特に上述の実施形
態）によって可能になる本当に素晴らしい利点の１つ
は、本発明が単一のデータ・ストリームに対して多数の
アルゴリズムを同時に計算することができることであ
る。したがってアルゴリズミック・スヌープ装置２８
は、使用されることが期待される全てのプロトコルおよ
びデータ・ストリーム・フォーマットに対してアルゴリ
ズムを実行するように構成される。例えばパケットを受
信した後に、使用されるプロトコルを判断するためにバ
ッファ内のこのパケットが調査される。その後ＣＰＵ３
０は、プロトコルに対応するアルゴリズミック・エント
リから適当な値を取り出す。使用することのできる全て
のアルゴリズムが、性能を犠牲にすることなく実行され
る。

【００７３】本発明は、パケットのチェックサムを計算
する従来技術の方法に比べ、大きな性能の利点を提供す
る。例えば本発明は、メモリからメモリへのハードウェ
アに基づくチェックサム機器に対して約３０％の改善を
することができ、第０８／９３７９１２号特許出願によ
って開示されたフライバイのチェックサムの方法に対し
て約１５％の改善を可能にする。

【００７４】本発明が有利に適用される他の応用を、当
業者なら理解するであろう。例えば本発明は、データを
メモリ内に転送するときに、ＭＰＥＧビデオ・データ・
ストリームを復号するのに使用することができる。最後
に本発明は、共有バス上の「転送中」のデータに対して
アルゴリズムを実行することのできる、全く新しい種類
のデータ処理の可能性を提供する。

【００７５】好ましい実施形態について本発明を述べた
が、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、形態
および詳細に変更を加えることができることを、当業者
なら理解するであろう。

【００７６】本発明は例として次の実施形態を含む。

【００７７】（１）共有バスに接続したアルゴリズミッ
ク・スヌープ装置であって、バス・トランザクションに
よって搬送されるデータに対してアルゴリズムを実行す
ることが可能であり、特定のバス・トランザクションに
関してアルゴリズムを計算すべきかどうかを指示する情
報を、それぞれに保持する１つまたは複数のアルゴリズ
ミック・エントリと、バス・トランザクション内に搬送
される情報と各アルゴリズミック・エントリ内に保持さ
れる情報とを比較して、前記アルゴリズミック・エント
リをこのトランザクションに関して作動すべきかどうか
を判断し、各アルゴリズミック・エントリに関するバス
・トランザクションによって搬送されるデータに基づい
て、作動状態のアルゴリズムを実行するアルゴリズミッ
ク・エンジンとを備えるアルゴリズミック・スヌープ装
置。

【００７８】（２）各アルゴリズミック・エントリが、
結果／一時記憶装置と、一組のアルゴリズミック・エン
トリ制御レジスタを備える（１）に記載のアルゴリズミ
ック・スヌープ装置。

【００７９】（３）前記一組のアルゴリズミック・エン
トリ制御レジスタが、前記バス・トランザクションのバ
ス・クライアントを識別する値を格納するクライアント
ＩＤレジスタと、アルゴリズムを実行すべきアドレス範
囲の開始アドレスを示す値を格納する開始アドレスと、
アルゴリズムを実行すべきアドレス範囲の終了アドレス
を示す値を格納する終了アドレス・レジスタとを含む
（２）に記載のアルゴリズミック・スヌープ装置。

【００８０】（４）前記一組のアルゴリズミック・エン
トリ制御レジスタが、前記バス・トランザクションが読
取り動作または書込み動作を搬送する場合に、アルゴリ
ズムを実行すべきかどうかを示す値を格納する読取りま
たは書込みフラグを含む（３）に記載のアルゴリズミッ
ク・スヌープ装置。

【００８１】（５）前記一組のアルゴリズミック・エン
トリ制御レジスタが、前記アルゴリズミック・スヌープ
装置の状態および制御に関する値を格納する状態／制御
レジスタと、前記バス・トランザクションに含まれるデ
ータに対して実行すべきアルゴリズムを識別する値を格
納するアルゴリズミックＩＤレジスタとを含む（４）に
記載のアルゴリズミック・スヌープ装置。

【００８２】（６）前記アルゴリズミック・エントリ制
御レジスタの集合が、暗号化アルゴリズムと共に使用す
べき暗号鍵を格納する暗号鍵レジスタを含む（５）に記
載のアルゴリズミック・スヌープ装置。

【００８３】（７）前記結果／一時記憶装置が、１つま
たは複数のバス・トランザクションに対して計算された
アルゴリズムの結果を累積する累算器を含む（３）に記
載のアルゴリズミック・スヌープ装置。

【００８４】（８）前記結果／一時記憶装置が、アルゴ
リズムを実行する間の一時データを格納する一時記憶
と、アルゴリズムの実行によって生成された結果を格納
するメモリ内の位置を指し示す１つまたは複数のメモリ
・ポインタとを含む（７）に記載のアルゴリズミック・
スヌープ装置。

【００８５】（９）アルゴリズミック・スヌープ装置が
それ自体のバス・トランザクションをスヌープすること
ができる（８）に記載のアルゴリズミック・スヌープ装
置。

【００８６】（１０）前記アルゴリズミック・エンジン
が、クライアントＩＤ、アドレス、およびバス・トラン
ザクションからのデータを取り出すバス要素分離装置
と、前記バス・トランザクションから取り出された情報
と各アルゴリズミック・エントリ内に格納された情報を
比較して、どのアルゴリズミック・エントリが特定のバ
ス・トランザクションに対して作動状態であるかを判断
するアルゴリズミック・エントリ一致装置と、作動状態
の各エントリに対してアルゴリズムを実行するアルゴリ
ズム計算装置とを備える、（１）に記載のアルゴリズミ
ック・スヌープ装置。

【００８７】

【発明の効果】本発明を用いることによって、トランザ
クションを介してデータを送信するときに、アルゴリズ
ムをデータに対して実行することができる装置および方
法が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）参照モデ
ルのブロック図である。

【図２】本発明によるシステムの単純化したブロック図
である。

【図３】本発明による図２のアルゴリズミック・スヌー
プ装置のブロック図である。

【図４】図３のアルゴリズミック・スヌープ装置のアル
ゴリズミック・エントリのアルゴリズミック・エントリ
制御情報レジスタのブロック図である。

【図５】図３のアルゴリズミック・スヌープ装置２８の
アルゴリズミック・エントリの結果／一時記憶装置のブ
ロック図である。

【図６】図３のアルゴリズミック・スヌープ装置の一部
であるアルゴリズミック・エンジンのブロック図であ
る。

【符号の説明】

２８アルゴリズミック・スヌープ装置４４アルゴリズミック・エンジン４６、４８、５０アルゴリズミック・エントリ５２結果／一時記憶装置５４アルゴリズミック・エントリ制御情報レジスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０６Ｆ 13/00 ３５１Ｇ０６Ｆ 13/00 ３５１ＮＨ０４Ｌ 9/14 Ｈ０４Ｌ 9/00 ６４１ (72)発明者ブライアン・ピー・レクイェールアメリカ合衆国95624カリフォルニア州エルク・グローブ、グレイト・コート 8716

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】共有バスに接続されたアルゴリズミック
・スヌープ装置であって、バス・トランザクションによ
って搬送されるデータに対してアルゴリズムを実行する
ことが可能であり、特定のバス・トランザクションに関してアルゴリズムを
計算すべきかどうかを指示する情報を、それぞれに保持
する１つまたは複数のアルゴリズミック・エントリと、バス・トランザクション内に搬送される情報と各アルゴ
リズミック・エントリ内に保持される情報とを比較し
て、前記アルゴリズミック・エントリをこのトランザク
ションに関して作動すべきかどうかを判断し、各アルゴ
リズミック・エントリに関するバス・トランザクション
によって搬送されるデータに基づいて、作動状態のアル
ゴリズムを実行するアルゴリズミック・エンジンとを備
えるアルゴリズミック・スヌープ装置。