JP2001268136A - ネットワークインタフェース回路 - Google Patents
ネットワークインタフェース回路Info
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Abstract
ッファを必要としないネットワークインタフェース回路
を実現し、受信バッファを内蔵したASIC構成のネッ
トワークインタフェース回路を容易に実現可能にする。 【解決手段】 MAC部1がネットワーク33からの自
局宛のデータフレームを受信バッファ3に格納すると同
時に、DMAコントロール部4がバス使用権を要求し、
許可されるとシステムメモリ9に受信データを転送する
ように構成したネットワークインタフェース回路におい
て、受信バッファ3を小規模の複数のバッファブロック
3A〜3Cで構成する。各ブロック3A〜3Cには1フ
レーム分のデータしか格納されない。受信バッファコン
トロール部2は、1つのフレームを受信する際にはバッ
ファブロックを2ブロック使用し、1ブロックは常に待
機させ、受信データを各ブロック単位でバースト転送す
る。
Description
タ、スキャナ、ファクシミリなどに内蔵されるネットワ
ークインタフェース回路に関し、より詳細には、少ない
受信バッファで効率良くデータ受信を行えるようにした
ネットワークインタフェース回路に関するものである。
ェース回路の構成例を示す。ネットワークインタフェー
ス回路30は、ネットワークコントローラ31と、送受
信バッファ34とを専用のインタフェースを介して接続
してなる。送受信バッファ34には汎用のメモリデバイ
ス(FIFO)が使用される。ネットワークコントロー
ラ31は、DMA(Direct Memory Access)コントロー
ラ37あるいはPCI(Peripheral Component Interfa
ce)バスインタフェースを有し、CPU35、システム
メモリ36などと共にシステムバス32に接続されてい
る。ネットワーク33側には、PHY38およびトラン
ス等を介して接続されている。ネットワークコントロー
ラ31は、ネットワーク33からのデータフレームを、
アドレスフィルタを通すことにより、自局宛のフレーム
のみ受信バッファ34に格納する。それと同時に内蔵の
DMAコントローラ37がバス使用権を要求し、許可さ
れるとシステムメモリ36に対し受信データを転送す
る。イーサネットのようなネットワークでは、データの
受信はフレーム単位で行われるため、フレームの途中で
受信を止めることはできない。何らかの理由により受信
動作を停止した場合、そのフレームデータは喪失するこ
ととなり、再度データを送信元に要求する必要がある。
このため受信バッファ34に用いられるFIFOメモリ
は、1K〜2Kbyteというサイズのものが一般的で
ある。そして、メモリの管理はフレーム単位で行われ、
メモリに格納されるフレーム数だけアドレス等の管理を
する必要があるため、最大フレーム数を想定した回路構
成にする必要がある。
plication Specific Integrated Circuit)ベンダーが
提供するMACコアを利用することで、複数の機能を持
つASICの開発が可能となってきたが、送受信バッフ
ァはASIC外部に接続されることが多い。これは大規
模なFIFOメモリを内蔵することが難しいためである
が、その結果、メモリ管理が煩雑になるといった問題
や、I/Oピンが不足するといった物理的な制約が発生
している。メモリに複数のフレームを格納する場合、フ
レーム数だけアドレスポインタ等の情報を管理する必要
がある。フレーム数は一定でないことから、最大数を想
定して回路を構成する必要がある。このため複雑な回路
を組む必要があり、ASICの開発期間増長の要因とな
りうる。また、大規模な受信バッファを必要とすること
が、ASICへのバッファ内蔵を妨げる要因となってい
る。本発明が解決しようとする課題は、フレーム管理を
容易にでき、回路構成をシンプルにでき、大規模な受信
バッファを必要としないネットワークインタフェース回
路を提供することにより、受信バッファを内蔵したAS
IC構成のネットワークインタフェース回路を容易に実
現できるようにすることにある。
に、請求項1記載の発明は、MAC部と、DMAコント
ロール部と、受信バッファとを有し、MAC部がネット
ワークからの自局宛のデータフレームを受信バッファに
格納すると同時に、DMAコントロール部がバス使用権
を要求し、許可されるとシステムメモリに対し受信デー
タを転送するように構成したネットワークインタフェー
ス回路において、前記受信バッファを小規模の複数のバ
ッファブロックで構成するとともに、各バッファブロッ
クのデータを管理し、MAC部からのデータ受信および
DMAコントロール部へのデータ送出をコントロールす
る受信バッファコントロール部を備え、各バッファブロ
ックには1フレーム分のデータしか格納されないように
するとともに、前記受信バッファコントロール部が、各
バッファブロック単位で受信データを前記DMAコント
ロール部へバースト転送するように構成したことを特徴
とする。請求項2記載の発明は、請求項1記載のネット
ワークインタフェース回路において、前記受信バッファ
を少なくとも3つのバッファブロックで構成するととも
に、1つのデータフレームを受信する際には前記バッフ
ァブロックを2ブロック使用し、1ブロックは常に待機
するように構成したことを特徴とする。上記のように、
受信データをフレーム単位で管理するのではなく、受信
バッファを小規模の複数のバッファブロック3A、3
B、3Cの集合体とし、各バッファブロック3A、3
B、3Cには1フレームしか格納されないようにしたこ
とにより、受信フレームの管理が容易になり、回路構成
もシンプルにできる。また、1つのデータフレームを受
信する際にはバッファブロックを2ブロック使用し、1
ブロックは常に待機させておくことにより、受信オーバ
ランの発生を防止できる。また、受信バッファは、32
〜128バイト程度の容量のバッファブロックを3ブロ
ック用意すれば足りるので、受信バッファのASICへ
の内蔵が容易となる。
いて説明する。図1は本発明にかかるネットワークイン
タフェース回路の構成例を示すブロック図である。この
例に示すネットワークインタフェース回路100はAS
ICにより実現されている。ネットワーク33は100
Mbpsもしくは10Mbpsのイーサネットに特定さ
れる。ネットワークインタフェース回路100は、MA
C(Media Access Control)部1と、受信バッファコン
トロール部2と、受信バッファ3と、DMAコントロー
ル部4と、バスアービタ5と、メモリコントロール部6
と、DMAコントロール部7とを備えて構成されてい
る。MAC部1、受信バッファ3およびDMAコントロ
ール部4は受信バッファコントロール部2に接続されて
いる。DMAコントロール部4はバスアービタ5に接続
されている。バスアービタ5は、メモリコントロール部
6を介してシステムメモリ9に接続されている。また、
ネットワークインタフェース回路100を構成するAS
ICの内部バスはCPU10に接続されている。MAC
部1は、ネットワーク101のプロトコルコントロール
を行う。受信バッファコントロール部2は、受信バッフ
ァ3のデータ管理とともに、MAC部1からのデータ受
信とDMAコントロール部4へのデータ送出もコントロ
ールしている。受信バッファ3は、小規模かつ同容量の
3つのバッファブロック3A、3B、3Cからなる。バ
スアービタ5は、DMAコントロール部4と他のDMA
コントロール部10との調停を行っている。
0の具体的な動作について、図2を用いて説明する。初
期状態において、受信バッファ3のすべてのバッファブ
ロック3A、3B、3Cは空き状態にある。この状態で
フレームが受信された場合は、バッファブロック3A、
3B、3Cの優先順位で格納されるようになっている。
いま、フレーム1が受信されたとする。 状態1:フレーム1は、バッファブロック3Aに格納さ
れる。 状態2:バッファブロック3Aがいっぱいになると、フ
レーム1はバッファブロック3Bに引き続き格納され
る。それと同時に、DMAコントロール部4は、バッフ
ァブロック3Aからデータを読み出し、システムメモリ
9へ転送する。 状態3:ネットワーク33が100Mbpsのイーサネ
ット(登録商標)の場合、受信バッファ3へのデータ格
納速度は最高で12.5Mbyte/secである。AS
IC内部のデータ転送速度をこれ以上にしておくこと
で、バッファブロック3Bがいっぱいになる前にバッフ
ァブロック3Aが空くことになる。 状態4:バッファブロック3Bがいっぱいになったら、
フレーム1は再びバッファブロック3Aに格納される。
同時に、バッファブロック3Bからシステムメモリ9へ
のデータ転送が開始される。
Cは常に新規フレームを待ちつづけ、受信動作自体は常
に2つのバッファブロックで行われる。 状態5:フレーム1の受信が終了し次のフレーム(フレ
ーム2)がきた場合、バッファブロック3Cに格納され
る。これは、バッファブロック3A、3Bの状態によら
ない。前のフレーム受信でバッファブロック3A、3C
を使用したなら、バッファブロック3Bに新しいフレー
ムが格納されることになる。 状態6:バッファブロック3Cがいっぱいになる前に、
バッファブロック3Aまたは3Bのいずれかが空く。バ
ッファブロック3Cがいっぱいになった時点で、空いて
いるバッファブロックを自動的に選択する。図2の場
合、フレーム2はバッファブロック3C、3Bにより受
信される。受信バッファ3を2つのバッファブロックで
構成した場合、上記状態4から状態5に移る際にいずれ
のバッファブロックも使用できないときがあり、受信オ
ーバランが発生しやすくなるが、この例のように3つの
バッファブロックで構成することで、容易にこの問題を
回避することができる。
で管理せずに、受信ブロック3を小規模のバッファブロ
ック3A、3B、3Cの集合体とし、各バッファブロッ
ク3A、3B、3Cには1フレームしか格納されないよ
うにしたことにより、受信フレームの管理が容易にな
り、回路構成もシンプルにできる。また、各バッファブ
ロック3A、3B、3Cの容量は使用するASICの動
作周波数やバスの優先順位等により調整する必要がある
が、DMA転送速度が受信速度に対し十分速いならば、
各バッファブロック3A、3B、3Cの容量はDMAの
バースト転送サイズ、たとえば32バイトとしても問題
ない。この場合3ブロックの合計容量でも96バイトで
ある。また、画像処理機能などを内蔵する多機能ASI
Cでは内部バスが優先的に使用できない場合が多いが、
バスの獲得間隔の最大値から受信バッファ3に必要な容
量を算出することで容易にバッファブロック構成を決定
することができるため、あらゆる構成のASICに対し
対応が可能になる。なお、上記実施の形態では受信バッ
ファを3つのバッファブロックで構成した場合について
説明したが、4つ以上のバッファブロックで構成しても
よいことは無論である。
フレーム管理を容易にでき、回路構成をシンプルにで
き、大規模な受信バッファを必要としないネットワーク
インタフェース回路を実現できるので、受信バッファを
内蔵したASIC構成のネットワークインタフェース回
路を容易に実現できるようになる。
路の構成例を示すブロック図である。
動作説明図である。
路の構成例を示すブロック図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 MAC部と、DMAコントロール部と、
受信バッファとを有し、MAC部がネットワークからの
自局宛のデータフレームを受信バッファに格納すると同
時に、DMAコントロール部がバス使用権を要求し、許
可されるとシステムメモリに対し受信データを転送する
ように構成したネットワークインタフェース回路におい
て、 前記受信バッファを小規模の複数のバッファブロックで
構成するとともに、 各バッファブロックのデータを管理し、MAC部からの
データ受信およびDMAコントロール部へのデータ送出
をコントロールする受信バッファコントロール部を備
え、 各バッファブロックには1フレーム分のデータしか格納
されないようにするとともに、 前記受信バッファコントロール部が、各バッファブロッ
ク単位で受信データを前記DMAコントロール部へバー
スト転送するように構成したことを特徴とするネットワ
ークインタフェース回路。 - 【請求項2】 前記受信バッファを少なくとも3つのバ
ッファブロックで構成するとともに、1つのデータフレ
ームを受信する際には前記バッファブロックを2ブロッ
ク使用し、1ブロックは常に待機しているように構成し
たことを特徴とする請求項1記載のネットワークインタ
フェース回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000074663A JP3878785B2 (ja) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | ネットワークインタフェース回路 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2000074663A JP3878785B2 (ja) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | ネットワークインタフェース回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001268136A true JP2001268136A (ja) | 2001-09-28 |
JP3878785B2 JP3878785B2 (ja) | 2007-02-07 |
Family
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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JP (1) | JP3878785B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003098453A1 (en) * | 2002-05-13 | 2003-11-27 | Intel Corporation | Dma controller system including real-time data communication features |
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2000
- 2000-03-16 JP JP2000074663A patent/JP3878785B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2003098453A1 (en) * | 2002-05-13 | 2003-11-27 | Intel Corporation | Dma controller system including real-time data communication features |
US6865622B2 (en) | 2002-05-13 | 2005-03-08 | Intel Corporation | System including real-time data communication features |
US7099961B2 (en) | 2002-05-13 | 2006-08-29 | Intel Corporation | System including real-time data communication features |
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---|---|
JP3878785B2 (ja) | 2007-02-07 |
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