JP2002208982A - ソフトウェアをハードウェアに置き換えることによって通信プロトコルを高速処理する装置 - Google Patents
ソフトウェアをハードウェアに置き換えることによって通信プロトコルを高速処理する装置Info
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- JP2002208982A JP2002208982A JP2000404731A JP2000404731A JP2002208982A JP 2002208982 A JP2002208982 A JP 2002208982A JP 2000404731 A JP2000404731 A JP 2000404731A JP 2000404731 A JP2000404731 A JP 2000404731A JP 2002208982 A JP2002208982 A JP 2002208982A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 インターネット環境における情報通信処理装
置において、通信処理をソフトウェアからハードウェア
に置き換えることによって高速処理を可能とする。 【解決手段】 ヘッダの完備・不完備化による通信処理
装置（１）とＵＰＬ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｒｏｔｏ
ｃｏｌ Ｌｉｎｅ）（２）によって、通信処理ソフトウ
ェアをハードウェアに置き換え、通信プロトコルの高速
処理を行う。
置において、通信処理をソフトウェアからハードウェア
に置き換えることによって高速処理を可能とする。 【解決手段】 ヘッダの完備・不完備化による通信処理
装置（１）とＵＰＬ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｒｏｔｏ
ｃｏｌ Ｌｉｎｅ）（２）によって、通信処理ソフトウ
ェアをハードウェアに置き換え、通信プロトコルの高速
処理を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、メモリ・入力／出
力装置・中央処理ユニット間の情報・他の信号の相互接
続・転送を統一アクセス制御理論によりＷｅｂサーバ・
メールサーバ・ＦＴＰサーバ・ＤＮＳサーバを実装レベ
ルで実現する方式および方法に関する。
力装置・中央処理ユニット間の情報・他の信号の相互接
続・転送を統一アクセス制御理論によりＷｅｂサーバ・
メールサーバ・ＦＴＰサーバ・ＤＮＳサーバを実装レベ
ルで実現する方式および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術分野】従来、インターネットにおけるＷｅ
ｂサーバを構築する場合にＣＰＵを一つまたは数個使い
一貫処理をさせている現状である。
ｂサーバを構築する場合にＣＰＵを一つまたは数個使い
一貫処理をさせている現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の処理をＣＰＵに
依存する方法を用いた場合には、集中的にサーバに対し
てアクセスが世界中のユーザーからかかると、処理しき
れずにサーバが急停止しサービスを利用できなく、結果
としてインターネットインフラに対しての信用の低下を
招きうるものであった。また、これからのＡＤＳＬ・Ｓ
ＤＳＬ及び光ファイバー等の拡充にともない、乗数倍的
にサーバに対して負荷がかかることが容易に予想され
る。
依存する方法を用いた場合には、集中的にサーバに対し
てアクセスが世界中のユーザーからかかると、処理しき
れずにサーバが急停止しサービスを利用できなく、結果
としてインターネットインフラに対しての信用の低下を
招きうるものであった。また、これからのＡＤＳＬ・Ｓ
ＤＳＬ及び光ファイバー等の拡充にともない、乗数倍的
にサーバに対して負荷がかかることが容易に予想され
る。
【０００４】従って、本発明の目的は、乗数倍的にサー
バに対して負荷がかかっても、情報を処理しきれなく、
結果として、処理を停止してしまうことを回避し、ギガ
ビットレベルで瞬時に処理し、インフラとしてのインタ
ーネットに対して信頼をもたせることである。このこと
により、これからの情報化社会に対して社会貢献的役割
を担える。
バに対して負荷がかかっても、情報を処理しきれなく、
結果として、処理を停止してしまうことを回避し、ギガ
ビットレベルで瞬時に処理し、インフラとしてのインタ
ーネットに対して信頼をもたせることである。このこと
により、これからの情報化社会に対して社会貢献的役割
を担える。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項１の発明は、ヘッダの不完備化による
情報処理装置とＵ．Ｐ．Ｌ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＰｒｏ
ｔｏｃｏｌ Ｌｉｎｅ）理論による解決方法を必要とす
る。
るために、請求項１の発明は、ヘッダの不完備化による
情報処理装置とＵ．Ｐ．Ｌ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＰｒｏ
ｔｏｃｏｌ Ｌｉｎｅ）理論による解決方法を必要とす
る。
【０００６】請求項１に記載のヘッダの不完備化による
情報処理装置とは、外部入力からの情報を共通化・抽象
化することによって処理を迅速にする方法である。この
点、もともとのデータ量と比較すると情報量は減らされ
ているが、内部処理において情報流通に必要なものだけ
を故意的に共通化・抽象化し、不完備化することによ
り、プロトコル処理を高速化することが可能となる。こ
の方法を使って、情報処理装置におけるプロトコル処理
を円滑に処理することができる。
情報処理装置とは、外部入力からの情報を共通化・抽象
化することによって処理を迅速にする方法である。この
点、もともとのデータ量と比較すると情報量は減らされ
ているが、内部処理において情報流通に必要なものだけ
を故意的に共通化・抽象化し、不完備化することによ
り、プロトコル処理を高速化することが可能となる。こ
の方法を使って、情報処理装置におけるプロトコル処理
を円滑に処理することができる。
【０００７】Ｕ．Ｐ．Ｌ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｒｏ
ｔｏｃｏｌ Ｌｉｎｅ）理論とは、関数呼び出しによっ
て情報のやり取りと処理がおこなわれているソフトウェ
アを構成する単一または複数のモジュール間において外
部からの既存の情報と内部において前記、ヘッダの不完
備化による情報処理装置によって外部情報を共通化・抽
象化した情報を一つの構成要素として、モジュール間を
やり取りするための方法である。
ｔｏｃｏｌ Ｌｉｎｅ）理論とは、関数呼び出しによっ
て情報のやり取りと処理がおこなわれているソフトウェ
アを構成する単一または複数のモジュール間において外
部からの既存の情報と内部において前記、ヘッダの不完
備化による情報処理装置によって外部情報を共通化・抽
象化した情報を一つの構成要素として、モジュール間を
やり取りするための方法である。
【０００８】この二つの理論を用いて基板上においてギ
ガビット単位の情報処理を可能とする。
ガビット単位の情報処理を可能とする。
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。
施形態を詳細に説明する。
【０００９】今日開発されているソフトウェアの規模は
非常に大きなものであり、一人のプログラマーが単独で
開発を完了することは非常に困難である。そのため、一
つのソフトウェアの開発に複数人のプログラマーが互い
に協力しあい、開発が進められている。
非常に大きなものであり、一人のプログラマーが単独で
開発を完了することは非常に困難である。そのため、一
つのソフトウェアの開発に複数人のプログラマーが互い
に協力しあい、開発が進められている。
【００１０】複数のプログラマーが一つのソフトウェア
を開発する場合、有効な開発手法がいくつかしられてい
る。もっとも一般的な方法として、巨大なソフトウェア
を部分に分割し、その各部分をそれぞれプログラマーに
割り当て、独立して開発を行う。最終的に、部分を一つ
に結合して、ソフトウェアを完成させるという方法であ
る。
を開発する場合、有効な開発手法がいくつかしられてい
る。もっとも一般的な方法として、巨大なソフトウェア
を部分に分割し、その各部分をそれぞれプログラマーに
割り当て、独立して開発を行う。最終的に、部分を一つ
に結合して、ソフトウェアを完成させるという方法であ
る。
【００１１】一般にソフトウェアは、複数の機能の組み
合わせによって実現される。図７のように、ワープロソ
フトにおいては、ユーザーが入力した文字を漢字に変換
する機能、入力された文字を文面に構成する文章編集機
能、文章をファイルに保存したり、ファイルから文章を
読み出す機能、文章に絵を書き入れる機能等の機能があ
る。ワープロソフトの機能がますます高度化するにとも
ない、その実現が非常に困難になる。
合わせによって実現される。図７のように、ワープロソ
フトにおいては、ユーザーが入力した文字を漢字に変換
する機能、入力された文字を文面に構成する文章編集機
能、文章をファイルに保存したり、ファイルから文章を
読み出す機能、文章に絵を書き入れる機能等の機能があ
る。ワープロソフトの機能がますます高度化するにとも
ない、その実現が非常に困難になる。
【００１２】ところが、機能をそれぞれ独立に開発し、
独立に開発されたソフトウェアを結合して、ワープロソ
フトという形にすることで、プログラマーは個別機能の
開発に力を集中することができ、最終的な製品の完成度
を高めることも貢献できる。
独立に開発されたソフトウェアを結合して、ワープロソ
フトという形にすることで、プログラマーは個別機能の
開発に力を集中することができ、最終的な製品の完成度
を高めることも貢献できる。
【００１３】しかし、ソフトウェアを部分に分解し、独
立して開発するにあたって、問題もいくつか提起されて
いる。ソフトウェアをどのように部分に分解するか、部
分どうしをどのように結合するかという問題である。
立して開発するにあたって、問題もいくつか提起されて
いる。ソフトウェアをどのように部分に分解するか、部
分どうしをどのように結合するかという問題である。
【００１４】これらの問題に対して、プログラミング言
語に応じてさまざまな解決方法が提案されている。例に
とると、アセンブリ言語、ＢＡＳＩＣ言語、サブルーチ
ン、構造化プログラミング、Ｃ言語、関数呼び出し、分
割コンパイル、リンク機能、Ｃ＋＋言語、Ｊａｖａ言
語、オブジェクト指向プログラミングなどが挙げられ
る。これらの手法を用いて、プログラマーは自分の担当
するソフトウェアの一部分を開発することが行われる。
語に応じてさまざまな解決方法が提案されている。例に
とると、アセンブリ言語、ＢＡＳＩＣ言語、サブルーチ
ン、構造化プログラミング、Ｃ言語、関数呼び出し、分
割コンパイル、リンク機能、Ｃ＋＋言語、Ｊａｖａ言
語、オブジェクト指向プログラミングなどが挙げられ
る。これらの手法を用いて、プログラマーは自分の担当
するソフトウェアの一部分を開発することが行われる。
【００１５】本発明においては、言語等の関数呼び出し
により部分開発されるソフトウェアの一部もしくは全体
をハードウェアによって実現するものである。
により部分開発されるソフトウェアの一部もしくは全体
をハードウェアによって実現するものである。
【００１６】次に、本発明によりハードウェア化できる
ソフトウェアかできるソフトウェアの構成法を説明す
る。ソフトウェアの一つの機能を実現する部分をモジュ
ールと呼ぶことにする。ソフトウェアは一つ以上のモジ
ュールから構成され、モジュールの間は関数呼び出しに
よって実現されているものとする。以下、プログラミン
グ言語として、Ｃ言語を例とする。このとき図８のよう
に、モジュールＡからモジュールＢの関数ｆｕｎｃｔｉ
ｏｎを呼び出す場合を考える。
ソフトウェアかできるソフトウェアの構成法を説明す
る。ソフトウェアの一つの機能を実現する部分をモジュ
ールと呼ぶことにする。ソフトウェアは一つ以上のモジ
ュールから構成され、モジュールの間は関数呼び出しに
よって実現されているものとする。以下、プログラミン
グ言語として、Ｃ言語を例とする。このとき図８のよう
に、モジュールＡからモジュールＢの関数ｆｕｎｃｔｉ
ｏｎを呼び出す場合を考える。
【００１７】通常、ある関数を呼び出すときには引数が
指定される。呼び出された関数では、この引数に応じて
処理を行う。関数ｆｕｎｃｔｉｏｎの引数として、整数
や浮動小数点などの定数、メモリ上の場所（アドレス）
を指示すポインタ定数がある。通常はこれらの値を引数
リストとして記述する。これを図９のように、一つのポ
インタ変数を引数とする、関数呼び出しを行うように書
き換えるとことも可能である。
指定される。呼び出された関数では、この引数に応じて
処理を行う。関数ｆｕｎｃｔｉｏｎの引数として、整数
や浮動小数点などの定数、メモリ上の場所（アドレス）
を指示すポインタ定数がある。通常はこれらの値を引数
リストとして記述する。これを図９のように、一つのポ
インタ変数を引数とする、関数呼び出しを行うように書
き換えるとことも可能である。
【００１８】具体的には関数の引数をすべて一つの構成
要素にまとめる。整数や浮動小数点の値は、その値を構
造体の構成要素とする。ポインタ変数の場合は、そのポ
インタ変数の指示す場所の値を、構造体の構成要素とす
る。関数を呼び出す側では、直接的・現実的な整数・浮
動小数点・ポインタ変数の指示する場所の値を呼び出
す。この実行行為が構造体の構成要件となっているた
め、汎用性が高い、類型的・形式的引数として迅速な処
理行為をおこなうことが可能となる。
要素にまとめる。整数や浮動小数点の値は、その値を構
造体の構成要素とする。ポインタ変数の場合は、そのポ
インタ変数の指示す場所の値を、構造体の構成要素とす
る。関数を呼び出す側では、直接的・現実的な整数・浮
動小数点・ポインタ変数の指示する場所の値を呼び出
す。この実行行為が構造体の構成要件となっているた
め、汎用性が高い、類型的・形式的引数として迅速な処
理行為をおこなうことが可能となる。
【００１９】呼び出された関数側では、この構造体のポ
インタが構造体の引数として渡されるので、構造体から
引数を再構築し、本来の処理を行う。
インタが構造体の引数として渡されるので、構造体から
引数を再構築し、本来の処理を行う。
【００２０】このように、もともとの引数を構造体にま
とめ、構造体のポインタだけを引数として呼び出しする
ことで、本発明によってハードウェア化が可能となる。
とめ、構造体のポインタだけを引数として呼び出しする
ことで、本発明によってハードウェア化が可能となる。
【００２１】次に、モジュールの関数が複数ある場合を
考える。図１０のようにモジュールＢにはｆｕｎｃｔｉ
ｏｎ１とｆｕｎｃｔｉｏｎ２の２つがあるとする。ハー
ドウェア化の観点から鑑みるとハードウェアインターフ
ェースを１つに統一・共通化したほうが、回路規模を小
さくできる場合がある。（このことは消費電力の低減や
トランジスタの節約の観点からも重要であるといってよ
かろう。）この点、モジュールＡから呼び出される関数
に対応するものを１つにすればよい。つまり関数の引数
を一つに統一・共通化する実現方法として前述の構造体
の構成要素として、本来呼び出したい関数の番号を内包
する。（形式的な処理回路に実質的な処理を特別要件と
して処理するという点では刑法における団藤系保証人説
的な意味合いの理解もしうる。）これにより、関数によ
って引数の構造体の定義が違っていたとしても、この番
号を見ることによってどの構造体の定義が用いられてい
るかを判別することができる。逆にいえば、どのような
種類の構造体が用いられており、その構造体を入力とし
てどの関数で処理を行えばよいかを関数番号があらわし
ていると考えることもできる。
考える。図１０のようにモジュールＢにはｆｕｎｃｔｉ
ｏｎ１とｆｕｎｃｔｉｏｎ２の２つがあるとする。ハー
ドウェア化の観点から鑑みるとハードウェアインターフ
ェースを１つに統一・共通化したほうが、回路規模を小
さくできる場合がある。（このことは消費電力の低減や
トランジスタの節約の観点からも重要であるといってよ
かろう。）この点、モジュールＡから呼び出される関数
に対応するものを１つにすればよい。つまり関数の引数
を一つに統一・共通化する実現方法として前述の構造体
の構成要素として、本来呼び出したい関数の番号を内包
する。（形式的な処理回路に実質的な処理を特別要件と
して処理するという点では刑法における団藤系保証人説
的な意味合いの理解もしうる。）これにより、関数によ
って引数の構造体の定義が違っていたとしても、この番
号を見ることによってどの構造体の定義が用いられてい
るかを判別することができる。逆にいえば、どのような
種類の構造体が用いられており、その構造体を入力とし
てどの関数で処理を行えばよいかを関数番号があらわし
ていると考えることもできる。
【００２２】つまり図１１のように、モジュールＢで
は、モジュールＡから呼び出される関数を、関数番号と
構造体をポインタとする統一ｆｕｎｃｔｉｏｎで規定す
る。統一ｆｕｎｃｔｉｏｎでは、関数番号によってｆｕ
ｎｃｔｉｏｎ１やｆｕｎｃｔｉｏｎ２を呼び出すことが
可能である。
は、モジュールＡから呼び出される関数を、関数番号と
構造体をポインタとする統一ｆｕｎｃｔｉｏｎで規定す
る。統一ｆｕｎｃｔｉｏｎでは、関数番号によってｆｕ
ｎｃｔｉｏｎ１やｆｕｎｃｔｉｏｎ２を呼び出すことが
可能である。
【００２３】これまでＣ言語を例にして説明してきた
が、この点、Ｃ言語以外の言語においてもこれまでの本
件特許の説明が適用できる。なぜならコンピュータの基
礎理論である情報数学において、通常利用されているア
センブラ言語・ＢＡＳＩＣ言語・Ｃ言語・Ｃ＋＋言語・
Ｊａｖａ言語等は各言語の記述能力が等価であることが
証明されている。このことは、どの言語で書かれている
ソフトウェアでも他の言語に変換することが可能である
ことを述べており、本件における特許請求の説明が他の
言語においても成り立つことを妨げない。
が、この点、Ｃ言語以外の言語においてもこれまでの本
件特許の説明が適用できる。なぜならコンピュータの基
礎理論である情報数学において、通常利用されているア
センブラ言語・ＢＡＳＩＣ言語・Ｃ言語・Ｃ＋＋言語・
Ｊａｖａ言語等は各言語の記述能力が等価であることが
証明されている。このことは、どの言語で書かれている
ソフトウェアでも他の言語に変換することが可能である
ことを述べており、本件における特許請求の説明が他の
言語においても成り立つことを妨げない。
【００２４】次に本発明によるソフトウェアをハードウ
ェア化する基本的手法を説明する。本発明におけるソフ
トウェアのモジュールは図１１に示す形をとっている必
要がある。ここではモジュール間で引数構造が扱われて
いるか説明する。図１２に例を示す。モジュールＢを見
ると外部（この例ではモジュールＡ）からａｒｇｓに対
応するメモリ領域が示され、この領域の情報を使って何
らかの計算・処理を行う。モジュールＢも特別なモジュ
ールＣを呼び出すことが一般的であるから、モジュール
Ｃに対して、引数構造体のポインタを指定して関数を呼
び出すことになる。つまり、モジュールの入力として引
数構造体が渡され、モジュールはその構造体に書かれた
情報から計算を行い、次のモジュールを呼び出す引数構
造体を生成する。すべてのソフトウェアは、このような
形式で実現することができる。
ェア化する基本的手法を説明する。本発明におけるソフ
トウェアのモジュールは図１１に示す形をとっている必
要がある。ここではモジュール間で引数構造が扱われて
いるか説明する。図１２に例を示す。モジュールＢを見
ると外部（この例ではモジュールＡ）からａｒｇｓに対
応するメモリ領域が示され、この領域の情報を使って何
らかの計算・処理を行う。モジュールＢも特別なモジュ
ールＣを呼び出すことが一般的であるから、モジュール
Ｃに対して、引数構造体のポインタを指定して関数を呼
び出すことになる。つまり、モジュールの入力として引
数構造体が渡され、モジュールはその構造体に書かれた
情報から計算を行い、次のモジュールを呼び出す引数構
造体を生成する。すべてのソフトウェアは、このような
形式で実現することができる。
【００２５】本発明においてプログラミング言語で記述
されたモジュールをハードウェア化する場合は、まず、
ｆｕｎｃｔｉｏｎ１やｆｕｎｃｔｉｏｎ２の処理本体の
関数部分をハードウェアで実現する。また引数構造体
は、レジスタとしてハードウェアから参照することがで
きる。つまり図１３のように、入力としての引数構造体
に対応する入力レジスタと次のモジュール呼び出しのた
めの引数構造体に対する出力レジスタがある。入力レジ
スタの値から、ハードウェアによって計算を行い、結果
を出力レジスタに格納する。ハードウェアには、ヘッダ
の不完備化による情報処理装置を用いることも状態遷移
機械を用いることも可能である。状態繊維機械の遷移や
出力がプログラム可能なものとして、マイクロプロセッ
サがあるが、マイクロプロセッサによって入力レジスタ
から出力レジスタの値を計算することも可能である。
されたモジュールをハードウェア化する場合は、まず、
ｆｕｎｃｔｉｏｎ１やｆｕｎｃｔｉｏｎ２の処理本体の
関数部分をハードウェアで実現する。また引数構造体
は、レジスタとしてハードウェアから参照することがで
きる。つまり図１３のように、入力としての引数構造体
に対応する入力レジスタと次のモジュール呼び出しのた
めの引数構造体に対する出力レジスタがある。入力レジ
スタの値から、ハードウェアによって計算を行い、結果
を出力レジスタに格納する。ハードウェアには、ヘッダ
の不完備化による情報処理装置を用いることも状態遷移
機械を用いることも可能である。状態繊維機械の遷移や
出力がプログラム可能なものとして、マイクロプロセッ
サがあるが、マイクロプロセッサによって入力レジスタ
から出力レジスタの値を計算することも可能である。
【００２６】次に、本発明によるハードウェアモジュー
ル間の通信方法を説明する。本発明において重要なモジ
ュール間通信システムの仕組みについて解説する。モジ
ュール間の関数呼び出しにおける引数には、関数番号と
引数構造体のポインタがあることを前節において述べ
た。計算ハードウェアから見ると、引数構造体の実態が
レジスタとして参照できる必要があることから、実際は
ポインタではなく実体が必要である。つまり、モジュー
ルをなすハードウェア間で、関数番号と引数構造体の実
体をやり取りすればよい。
ル間の通信方法を説明する。本発明において重要なモジ
ュール間通信システムの仕組みについて解説する。モジ
ュール間の関数呼び出しにおける引数には、関数番号と
引数構造体のポインタがあることを前節において述べ
た。計算ハードウェアから見ると、引数構造体の実態が
レジスタとして参照できる必要があることから、実際は
ポインタではなく実体が必要である。つまり、モジュー
ルをなすハードウェア間で、関数番号と引数構造体の実
体をやり取りすればよい。
【００２７】図１４にモジュール間でやりとりするパケ
ットの例を示す。関数番号と引数構造体からなるデータ
をパケットという塊にまとめ、このパケット単位で通信
を行う。パケットの先頭１ワードには、関数番号が格納
されており、この番号をもとにしてどの計算ハードウェ
アの入力レジスタに引数構造体を反映させるかを決定す
る。図１５には、パケットの入出力ハードウェアの例を
示す。モジュールハードウェア間には、ユニバーサルプ
ロトコルライン（Ｕ．Ｐ．Ｌ）とよばれるパケット通信
があり、これによってモジュール間が接続される。Ｕ．
Ｐ．Ｌは出力レジスタから入力レジスタへとその値を転
送する仕組みである。Ｕ．Ｐ．Ｌの実装には、通常使わ
れるシリアル転送の仕組みやＬＶＤＳ（Ｌｏｗ Ｖｏｌ
ｔａｇｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌｉ
ｎｇ）、３値論理方式など、転送速度、伝送距離などの
諸条件にあったものを自由に選ぶことができる。
ットの例を示す。関数番号と引数構造体からなるデータ
をパケットという塊にまとめ、このパケット単位で通信
を行う。パケットの先頭１ワードには、関数番号が格納
されており、この番号をもとにしてどの計算ハードウェ
アの入力レジスタに引数構造体を反映させるかを決定す
る。図１５には、パケットの入出力ハードウェアの例を
示す。モジュールハードウェア間には、ユニバーサルプ
ロトコルライン（Ｕ．Ｐ．Ｌ）とよばれるパケット通信
があり、これによってモジュール間が接続される。Ｕ．
Ｐ．Ｌは出力レジスタから入力レジスタへとその値を転
送する仕組みである。Ｕ．Ｐ．Ｌの実装には、通常使わ
れるシリアル転送の仕組みやＬＶＤＳ（Ｌｏｗ Ｖｏｌ
ｔａｇｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌｉ
ｎｇ）、３値論理方式など、転送速度、伝送距離などの
諸条件にあったものを自由に選ぶことができる。
【００２８】出力レジスタは関数番号に相当するプロト
コルコード部と引数構造体に相当するデータ部からな
る。モジュールハードウェアによって、出力レジスタに
値が設定されると、出力レジスタの値がＵＰＬの出力さ
れる。ＵＰＬによって受信されるパケットのうち、当該
受信モジュールが受信すべきパケットだけを入力レジス
タに設定する。受信すべきかどうかは、プロトコルコー
ド部を参照することで判断できる。
コルコード部と引数構造体に相当するデータ部からな
る。モジュールハードウェアによって、出力レジスタに
値が設定されると、出力レジスタの値がＵＰＬの出力さ
れる。ＵＰＬによって受信されるパケットのうち、当該
受信モジュールが受信すべきパケットだけを入力レジス
タに設定する。受信すべきかどうかは、プロトコルコー
ド部を参照することで判断できる。
【００２９】次に本発明応用例を示す。本発明によっ
て，これまではソフトウェアで実現されていた様々なデ
ータ処理装置を容易にハードウェア化することができ
る。次にその例を取り上げる。
て，これまではソフトウェアで実現されていた様々なデ
ータ処理装置を容易にハードウェア化することができ
る。次にその例を取り上げる。
【００３０】インターネットサーバ。インターネット上
でサービスを提供するサーバといわれるコンピュータが
ある。インターネットでつながったクライアントコンピ
ュータから様々な要求を受理し、その要求に応じてクラ
イアントにデータを返すコンピュータである。このコン
ピュータには、オペレーティングシステムソフトウェア
とサーバソフトウェアが動作している。インターネット
が爆発的に拡大し、クライアントコンピュータ数が増加
し、またアクセス回線がＡＤＳＬ・ＳＤＳＬ・光ファイ
バー等により、乗数倍的に高速化されているため、大量
の要求がサーバコンピュータに集中的に負荷がかかって
いる。
でサービスを提供するサーバといわれるコンピュータが
ある。インターネットでつながったクライアントコンピ
ュータから様々な要求を受理し、その要求に応じてクラ
イアントにデータを返すコンピュータである。このコン
ピュータには、オペレーティングシステムソフトウェア
とサーバソフトウェアが動作している。インターネット
が爆発的に拡大し、クライアントコンピュータ数が増加
し、またアクセス回線がＡＤＳＬ・ＳＤＳＬ・光ファイ
バー等により、乗数倍的に高速化されているため、大量
の要求がサーバコンピュータに集中的に負荷がかかって
いる。
【００３１】これまでは、サーバコンピュータのＣＰＵ
やメモリといったハードウェア的な処理能力を増強し、
また、ソフトウェアの改良によって、処理可能な量を等
差的に増大させてきた。しかしながら、もはや要求の増
加のほうが処理能力を上回りつつあるし、現在すでに一
時的に処理能力を上回ったため、サーバが機能できなく
なり、サービスを停止してしまうということがしばしば
みうけられる。
やメモリといったハードウェア的な処理能力を増強し、
また、ソフトウェアの改良によって、処理可能な量を等
差的に増大させてきた。しかしながら、もはや要求の増
加のほうが処理能力を上回りつつあるし、現在すでに一
時的に処理能力を上回ったため、サーバが機能できなく
なり、サービスを停止してしまうということがしばしば
みうけられる。
【００３２】そこで、本発明を情報処理装置に適用し、
サーバ上で動作しているオペレーティングソフトウェア
とサーバソフトウェアをハードウェアに置き換え、高速
化を行う。
サーバ上で動作しているオペレーティングソフトウェア
とサーバソフトウェアをハードウェアに置き換え、高速
化を行う。
【００３３】サーバソフトウェアの例として、Ｗｅｂサ
ーバのハードウェア化の例を図６に示す。（ネットワー
ク図、図１６参照）イーサネット（登録商標）受信モジ
ュールによって、イーサネット物理層インタフェースが
受信されたイーサパケットを処理し、Ｕ．Ｐ．Ｌに出力
する。Ｕ．Ｐ．Ｌ上には、ＡＲＰ（アドレス解決プロト
コル）を処理するＡＲＰモジュール、ＩＰ（インターネ
ットプロトコル）を処理するＩＰモジュールがつながっ
ている。イーサネットパケットのプロトコル識別子の値
に応じて別々のプロトコルコードをつけられたパケット
が生成される。これによって、イーサネットモジュール
がＵＰＬに送信したパケットは、ＡＲＰモジュールが処
理すべきかＩＰモジュールが処理すべきかが決定され
る。
ーバのハードウェア化の例を図６に示す。（ネットワー
ク図、図１６参照）イーサネット（登録商標）受信モジ
ュールによって、イーサネット物理層インタフェースが
受信されたイーサパケットを処理し、Ｕ．Ｐ．Ｌに出力
する。Ｕ．Ｐ．Ｌ上には、ＡＲＰ（アドレス解決プロト
コル）を処理するＡＲＰモジュール、ＩＰ（インターネ
ットプロトコル）を処理するＩＰモジュールがつながっ
ている。イーサネットパケットのプロトコル識別子の値
に応じて別々のプロトコルコードをつけられたパケット
が生成される。これによって、イーサネットモジュール
がＵＰＬに送信したパケットは、ＡＲＰモジュールが処
理すべきかＩＰモジュールが処理すべきかが決定され
る。
【００３４】ＡＲＰモジュールは、ＡＲＰリクエストパ
ケットを受信したときに、ＡＲＰリプライパケットを送
信するという処理を担当するモジュールである。データ
部に含まれるイーサネットパケットを参照しながら、リ
プライパケットを送信すべきかどうか、どういうないよ
うのりプライパケットを送信すべきかをヘッダの不完備
化による情報処理装置もしくはその他の回路によって決
定し、出力レジスタに値を設定する。この出力レジスタ
は、Ｕ．Ｐ．Ｌによってイーサネット送信モジュールに
接続されており、出力レジスタの値が送信できる状態に
なった時点で、イーサネット送信モジュールに向けて送
信する。
ケットを受信したときに、ＡＲＰリプライパケットを送
信するという処理を担当するモジュールである。データ
部に含まれるイーサネットパケットを参照しながら、リ
プライパケットを送信すべきかどうか、どういうないよ
うのりプライパケットを送信すべきかをヘッダの不完備
化による情報処理装置もしくはその他の回路によって決
定し、出力レジスタに値を設定する。この出力レジスタ
は、Ｕ．Ｐ．Ｌによってイーサネット送信モジュールに
接続されており、出力レジスタの値が送信できる状態に
なった時点で、イーサネット送信モジュールに向けて送
信する。
【００３５】ＩＰモジュールでは、ＩＰパケットを受信
したときに内容がＴＣＰモジュールへ、ＵＤＰパケット
であればＵＤＰモジュールへといった分岐処理をおこな
う。また、分断化されたＩＰパケットをもとに戻す処
理、自分宛でないパケット処理なども適宜行う。ＴＣＰ
モジュールでは、ＴＣＰで定めたプロトコル処理を行
う。ＨＴＴＰモジュールでは、ＨＴＴＰで定められたプ
ロトコル処理を行う。
したときに内容がＴＣＰモジュールへ、ＵＤＰパケット
であればＵＤＰモジュールへといった分岐処理をおこな
う。また、分断化されたＩＰパケットをもとに戻す処
理、自分宛でないパケット処理なども適宜行う。ＴＣＰ
モジュールでは、ＴＣＰで定めたプロトコル処理を行
う。ＨＴＴＰモジュールでは、ＨＴＴＰで定められたプ
ロトコル処理を行う。
【００３６】コンテンツモジュールでは、Ｗｅｂサーバ
がクライアントコンピュータに送り返すべきＷｅｂデー
タを保持している。保持機構としては、フラッシュメモ
リ・スタティックメモリ等電気的記憶装置、ハードディ
スクといった固定記憶装置、このほかにも時期的記憶装
置等、電気回路と接続可能な様々な記憶装置をもちいる
ことができる。
がクライアントコンピュータに送り返すべきＷｅｂデー
タを保持している。保持機構としては、フラッシュメモ
リ・スタティックメモリ等電気的記憶装置、ハードディ
スクといった固定記憶装置、このほかにも時期的記憶装
置等、電気回路と接続可能な様々な記憶装置をもちいる
ことができる。
【００３７】この他にもルータ、クライアントマシーン
においても同様のことがあてはまる。
においても同様のことがあてはまる。
【図１】第Ｎ層における受信回路の説明図
【図２】ＯＳＩモデルと対応図
【図３】ＵＰＬの概念図
【図４】第Ｎ階層における送信回路図
【図５】入力ＵＰＬと出力ＵＰＬの説明図
【図６】本発明の全体図
【図７】ワードプロセッサの機能図
【図８】Ｃ言語を用いた関数呼び出し図
【図９】Ｃ言語をもちいたモジュール相関図
【図１０】Ｃ言語をもちいたモジュール相関図
【図１１】Ｃ言語をもちいたモジュール相関図
【図１２】計算（処理）によってパケットが生成される
図
図
【図１３】パケットの生成の詳細な説明図
【図１４】関数番号と引数構造体の説明
【図１５】ＵＰＬの役割
【図１６】インターネットの概念図
１ ヘッダの完備化・不完備化による通信処理装置 ２ Ｕ．Ｐ．Ｌ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｒｏｔｏｃｏ
ｌ Ｌｉｎｅ）図 ３ 外部入力からの通信プロトコル情報を共通化・抽象
化 ４ 内部処理における共通化・抽象化した不完備化した
通信情報 ５ ＯＳＩ７階層モデル ６ Ｕ．Ｐ．Ｌ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｒｏｔｏｃｏ
ｌ Ｌｉｎｅ）図 ７ 第Ｎ層送信回路 ８ ＵＰＬ入力部 ９ ＵＰＬ出力部 １０ 記憶装置
ｌ Ｌｉｎｅ）図 ３ 外部入力からの通信プロトコル情報を共通化・抽象
化 ４ 内部処理における共通化・抽象化した不完備化した
通信情報 ５ ＯＳＩ７階層モデル ６ Ｕ．Ｐ．Ｌ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｒｏｔｏｃｏ
ｌ Ｌｉｎｅ）図 ７ 第Ｎ層送信回路 ８ ＵＰＬ入力部 ９ ＵＰＬ出力部 １０ 記憶装置
Claims (8)
- 【請求項１】 インターネット環境における情報通信処
理装置において、これまでの一貫したＣＰＵ処理に変わ
る、ヘッダの完備化・不完備化による通信処理装置
（１）とＵＰＬ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｒｏｔｏｃｏ
ｌ Ｌｉｎｅ）装置（２）によって、通信情報処理装置
の通信処理ソフトウェアをハードウェアに置き換え、通
信プロトコルの高速処理を行う。この結果、ワイヤース
ピードで通信処理をすることを可能とする。 - 【請求項２】 請求項１に記載したヘッダの完備化・不
完備化による通信処理装置とは、外部入力からの通信プ
ロトコル情報を共通化・抽象化（３）することによって
処理を迅速にする方法である。内部処理において情報流
通に必要なものだけを故意的に共通化・抽象化し、不完
備化することにより（４）、プロトコル処理を高速化す
ることが可能となる通信処理装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載した不完備化の具体例と
して、ＵＮＩＸ（登録商標）、Ｌｉｎｕｘ、Ｗｉｎｄｏ
ｗｓ（登録商標）等のインターネットにおける情報交換
手段として広く用いられているＩＰプロトコル・ＴＣＰ
プロトコル・ＨＴＴＰプロトコルによる処理内容を次に
示す。現在通信における説明として広く用いられている
ＯＳＩ７階層モデル（５）において、通信プロトコルは
第１階層から第７階層へとレイヤーに分割されて処理が
行われている。このレイヤーの中では、外部入力からの
ヘッダ情報を共通化・抽象化する処理が行われる。外部
においてはヘッダ情報としては不完備になるものの、内
部レイヤーにおいて共通化・抽象化したヘッダ情報を生
成する装置。 - 【請求項４】 ＵＰＬ装置（６）とは、関数呼び出しに
よって各レイヤー間においてヘッダ・データ情報のやり
取りと処理がおこなわれているソフトウェアを構成する
複数のモジュール間において前記ヘッダの不完備化によ
る通信処理装置によって外部情報を共通化・抽象化した
情報を一つの構成要素として、モジュール間でやり取り
するための装置。 - 【請求項５】 本発明は、前記ＵＰＬ装置を用いて、各
レイヤー（物理層・データリンク層・ネットワーク層・
トランスポート層・セッション層・プレゼンテーション
層・アプリケーション層）７層をハードウェアで入出力
処理を行う装置。 - 【請求項６】 出力に関して、前記ＵＰＬ装置とヘッダ
の完備化による情報処理装置を用いて、ハードウェア上
で不完備ヘッダ情報を完備ヘッダ情報に戻し（７）、必
要に応じて情報テーブル（８）を参照しながら、必要な
情報をヘッダと一緒に要求された装置に迅速に送ること
ができる装置。 - 【請求項７】 入力部（９）と出力部（１０）によっ
て、インターネットにおける通信プロトコル処理とデー
タ処理をワイヤースピードで処理することができること
を可能とした通信処理装置。 - 【請求項８】 請求項７における装置に記憶装置（１
１）、ユーザー入出力装置を対応させて、サーバ・ルー
タ・クライアント装置等に応用することができる。具体
例として、サーバにおいては、Ｗｅｂサーバをはじめと
してメールサーバ、ＦＴＰサーバ、ＤＮＳサーバ、ニュ
ースサーバ等の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000404731A JP2002208982A (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | ソフトウェアをハードウェアに置き換えることによって通信プロトコルを高速処理する装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000404731A JP2002208982A (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | ソフトウェアをハードウェアに置き換えることによって通信プロトコルを高速処理する装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002208982A true JP2002208982A (ja) | 2002-07-26 |
Family
ID=18868641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000404731A Withdrawn JP2002208982A (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | ソフトウェアをハードウェアに置き換えることによって通信プロトコルを高速処理する装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002208982A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009033221A (ja) * | 2007-07-24 | 2009-02-12 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | 中継接続ユニット |
| JP2009029102A (ja) * | 2007-02-14 | 2009-02-12 | Ricoh Co Ltd | 情報処理装置、情報処理方法およびプログラム |
| US7742478B2 (en) | 2005-11-16 | 2010-06-22 | Hitachi Cable, Ltd. | Reply communication apparatus and ARP reply communication apparatus |
-
2000
- 2000-12-28 JP JP2000404731A patent/JP2002208982A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7742478B2 (en) | 2005-11-16 | 2010-06-22 | Hitachi Cable, Ltd. | Reply communication apparatus and ARP reply communication apparatus |
| JP2009029102A (ja) * | 2007-02-14 | 2009-02-12 | Ricoh Co Ltd | 情報処理装置、情報処理方法およびプログラム |
| JP2009033221A (ja) * | 2007-07-24 | 2009-02-12 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | 中継接続ユニット |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080304 |