JP2003308262A - ハードウェアプロトコルプロセシングロジックで実現されたインタネット通信プロトコル装置、及びその装置を用いたデータ並列処理方法 - Google Patents

ハードウェアプロトコルプロセシングロジックで実現されたインタネット通信プロトコル装置、及びその装置を用いたデータ並列処理方法

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JP2003308262A
JP2003308262A JP2003060317A JP2003060317A JP2003308262A JP 2003308262 A JP2003308262 A JP 2003308262A JP 2003060317 A JP2003060317 A JP 2003060317A JP 2003060317 A JP2003060317 A JP 2003060317A JP 2003308262 A JP2003308262 A JP 2003308262A
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李正泰
Ku-Hwan Kim
金久煥
▲ソウ▼圭成
Gyu-Sung Choi
Yun-Young Go
高綸英
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    • H04L12/185—Arrangements for providing special services to substations for broadcast or conference, e.g. multicast with management of multicast group membership

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マルチメディアアプリケーションの遅延を最
小化することができ、ＳＯＣへの適用が容易で、使用し
易くて経済的なハードウェアプロトコルプロセシングロ
ジックで実現されたインタネット通信プロトコル装置及
びその装置を用いたデータ並列処理方法を提供するこ
と。 【解決手段】 アプリケーションプロトコル、ＴＣＰ／
ＩＰプロトコルスタック及び物理的プロトコルからなる
インタネット通信プロトコル装置のうち、ＴＣＰ／ＩＰ
プロトコルスタックのデータがハードウェア的に並列処
理される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的なインター
ネット通信に係り、特にＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタッ
クをハードウェア的に実現する通信プロトコルシステ
ム、及びプロトコルシステムを用いてデータを並列処理
する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control P
rotocol／Internet Protocol）は、コンピュータをイン
ターネット通信に使用し、異機種のコンピュータ間で通
信を行うプロトコルとプログラムのセットである。ＴＣ
Ｐ／ＩＰを使用するコンピュータシステムは、ハードウ
エアやオペレーティングシステムが異なっているにも係
わらず、共通の言語を使用できる。例えば、ＴＣＰ／Ｉ
Ｐプロトコルは、要求するタスクを実行するために、Ｏ
ＳＩ（Open System Interconnection）リファレンスモ
デルの多くのレベルについて動作する。あるネットワー
クで要求する異なったタスクは、幾つかのプロトコルの
異なったセット（プロトコルスタックと呼ばれている）
で実行される。例えば、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタッ
クは、多くのプロトコルからなり、インターネット通信
を行う。アップルトーク（Ｒ）と呼ばれるプロトコルス
タックは、マッキントッシュ間の通信を行う。他方、ウ
インドウズ（Ｒ）は、ネットワーク上のウインドウズコ
ンピュータ間で通信を行うユニークなプロトコルスタッ
クを使用する。ネットワーク上の、どのクライアント、
サーバー及び多くの周辺機器は、１つ以上のプロトコル
スタックを実施するソフトウエアを有している。例え
ば、最も最新のネットワークにおいて、マッキントッシ
ュコンピュータ（Ｒ）は、ＴＣＰ／ＩＰとアップルトー
クプロトコルスタック用のソフトウエアを有し、ウイン
ドウズコンピュータは、ＴＣＰ／ＩＰとウインドウズプ
ロトコルスタック用のソフトウエアを有している。シン
グルクライアント、サーバー、又は周辺装置は、同時に
多くのプロトコルスタックを実施するソフトウエアを有
していてもよい。
【０００３】図１において、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルス
タック２０は、ＴＣＰ、ＵＤＰ（ユーザデータグラムプ
ロトコル；ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタックにおけるコ
ネクションレス・トランスポート層プロトコル）、ＩＣ
ＭＰ（インターネット・コントロールメッセージプロト
コル；エラーを報告し、ＩＰパケット処理に関係する他
の情報を提供するネットワーク層インターネットプロト
コル）、ＩＰ、ＩＧＭＰ（インターネットグループマネ
ジメントプロトコル；ＩＰホストにより使用され、これ
らのマルチキャスタグループ・メンバーシップを隣接す
るマルチキャスタルータに報告する）、ＡＲＰ（アドレ
ス・リゾリューションプロトコル；ＩＰアドレスをＭＡ
Ｃアドレス（メディアアクセスコントロール）にマップ
するために使用される）、ＲＡＲＰ（リザーブアドレス
・リゾリューションプロトコル；ＭＡＣアドレスに基づ
いてＩＰアドレスを検索するための方法を提供する）、
及びイーサネットＤＬＣ（データリンクコントロール）
を含んでいる。従来、これらのプロトコルブロックは、
ＰＣを使用する環境に適するようにソフトウエアで構成
されているか、或いはＯＳ内部で処理されている。
【０００４】図１において、従来は、アプリケーション
プロトコル１０はソフトウエアで実現している。アプリ
ケーションプロトコル１０は、ピング（Ping）、テルネ
ット、ＦＴＰ（ファイルトランスファープロトコル）、
ＳＭＴＰ（シンプルメールトランスファープロトコ
ル）、ＤＮＳ（ドメインネームシステム）、ＴＦＴＰ
（トレビアルファイルトランスファプロトコル；通常ク
ライアント・オーセンティケーションを使用することな
くＦＴＰのバージョンをシンプルにする）、ＳＮＭＰ
（シンプルネットワーク・マネジメントプロトコル；ネ
ットワークをモニタし、制御する手段、コンフィグレー
ション、静的コレクション、パフォーマンス及びセキュ
リティをマネッジする手段を提供する）、ＢＧＰ（ＥＧ
Ｐ（エクステリア・ゲートウエイプロトコル）を置き換
える、ブローダー・ゲートウエイプロトコル、インター
ドメイン・ルーティングプロトコル）、及びＤＨＣＰ
（動的にコストコンフィギュレーションプロトコル；ホ
ストがアドレスを必要としない時、アドレスを再使用す
ることができるようにＩＰアドエスを動的にアロケート
するメカニズムを提供する）を有する。物理的プロトコ
ル３０だけは、ＭＡＣコントロール、及び物理的回路を
含み、ハードウエアで実現している。
【０００５】ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタックの従来の
ソフトウエアによる実現は、ＯＳのコストの増大、マル
チメディア通信のボトルネック、ソフトウエアによる通
信性能の低下、及びソフトウエアとハードウエア間のイ
ンタフェースボトルネック(Interfacing bottle-neck)
の欠点がある。それ故、情報機器、ファクトリーオート
メーション装置、移動通信装置（ＰＤＡ、ＩＭＴ２００
０ターミナルなど）、及び他のＰＣレス装置（ウエブカ
メラ、インターネットメディア装置及びワイヤレスゲイ
ジなど）のためにＴＣＰ／ＩＰスタック新しい実現方法
が求められている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
のソフトウエアまたはＯＳによって処理されてきたＴＣ
Ｐ／ＩＰスタックをハードウエアロジックで実現するこ
とにある。
【０００７】本発明の他の目的は、ＴＣＰ／ＩＰスタッ
クをハードウエアロジックで実現してデータを並列処理
し、通信プロトコルを提供することにより、従来のソフ
トウエア方式に比べて使用し易くて経済的であり、マル
チメディアアプリケーションの遅延を最小化することが
でき、ＳｏＣ(System-ｏn-Chip)の適用に容易な高性能
通信プロトコルを提供することにある。
【０００８】本発明の他の目的は、ＴＣＰ／ＩＰプロト
コルスタックに属するＴＣＰ、ＵＤＰ、ＩＰ、ＩＣＭ
Ｐ、ＩＧＭＰ、ＡＲＰ、及びＲＡＲＰのそれぞれのブロ
ックに対するハードウエアロジックモジュール、上位階
層インタフェースロジック及び下位階層インタフェース
ロジックの構成とデータ処理方法を提供することにあ
る。
【０００９】本発明のさらに他の目的は、ハードウエア
実現方式をＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタックだけでな
く、アプリケーションプロトコル及び下位階層プロトコ
ルにまで拡張することにより、アプリケーションプロト
コルと下位階層プロトコルをハードウエアロジックに統
合する技術を提供することにある。
【００１０】本発明を別の観点から見ると、データの並
列処理方法は、最初の単位時間内に行う１つの処理ステ
ップを含んでいる。その処理ステップは、最初の単位処
理データを一時的バッファに格納し、データのチェック
サム計算に使用されるチェックサムバッファを初期化
し、そして、最初の単位処理データを最初のバッファに
格納する。更に、第２単位時間内に行う第２処理ステッ
プを含んでいる。第２処理ステップは、第２単位処理デ
ータと一時バッファに格納されたデータを加算し、第２
ユニット処理データを第２バッファに格納するサブステ
ップを有している。第３単位時間内に行う第３処理ステ
ップを含んでいる。第３処理ステップは、第３単位処理
データを一時バッファに格納し、第２単位時間に加算さ
れた値をチェックサムバッファに格納し、第３ユニット
処理データを第３バッファに格納するサブステップを有
している。第４単位時間内に行う第４処理ステップを含
んでいる。第４処理ステップは、第４単位処理データと
一時バッファに格納された値を加算し、第４ユニット処
理データを第４バッファに格納するサブステップを有し
ている。ここで、これらの処理ステップは、インターネ
ットプロトコルデータ処理において繰り返し実施され、
各処理ステップにおいて、単位時間内に複数の並列処理
ユニットが同時に行われる。
【００１１】本明細書において使用された用語の定義は
次の通りである。 （１）ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタックは、ＴＣＰ、Ｕ
ＤＰ、ＩＰ、ＡＲＰ、ＲＡＲＰ、ＩＧＭＰ、及び、同種
のものを含むプロトコルグループを意味する。 （２）インタネットデータは、ＴＣＰ、ＵＤＰ、ＩＰ、
ＡＲＰ、ＲＡＲＰ、及びＩＧＭＰプロトコルのヘッダと
データ情報を総称する。 （３）パケットは、インタネットプロトコルのヘッダと
データ情報を含む伝送単位を意味する。 （４）単位処理データは、各プロトコルのヘッダとデー
タを処理する最小単位（１バイト、２バイト、４バイ
ト、４バイト以上）を意味する。 （５）単位時間は、ハードウエアロジックを動作させる
のに必要な同期信号を意味し、１バイトのデータ処理に
必要な一つまたは一つ以上のクロックの集合である。 （６）下位階層プロトコルとは、１０／１００イーサネ
ット、ワイヤレスＬＡＮ、ブルートース、パワーライ
ン、ホームＰＮＡ、ホームＲＦ、及びシリアル通信で使
用するＩＰプロトコル階層の下位に接続可能な全ての通
信プロトコルを総称する。 （７）応用階層（アプリケーション）プロトコルとは、
ＴＣＰ、ＵＤＰ、ＩＰ、ＡＲＰ、ＩＣＭＰ、及び、ＩＧ
ＭＰの上位でユーザにサービスを提供するＨＴＴＰ、Ｓ
ＭＴＰ、ＰＯＰ３、ＳＮＭＰ、テルネット、ＦＴＰ、及
びピングを含むプロトコルを総称する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例によって添
付図に基づいて詳細に説明する。なお、これらの特徴、
利点は、図面と共に記載される以下の詳細な説明から明
確になるであろう。図面は、大きさが必ずしも正確に描
かれてない。この実施例は発明の例示に過ぎず、本発明
を限定するものではない。
【００１３】図２は本発明の基本構成図である。図２に
示すように、本発明は、従来、ソフトウエアで実現して
いたＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタックをハードウエアで
構成した。
【００１４】図３は、本発明にしたがっているハードウ
エアプロトコルプロセシングロジックのブロック回路図
である。図３によると、本発明の特徴となるＴＣＰ／Ｉ
Ｐプロトコルスタック２０のハードウエアプロトコルプ
ロセシングロジック５０は（ａ）上位階層インタフェー
スロジック部５２、（ｂ）ＴＣＰ、ＵＤＰ、ＩＣＭＰ、
ＩＧＭＰ、ＩＰ、ＡＲＰ、及びＲＡＲＰハードウェアプ
ロトコルプロセシングロジック部(HPPL；Hardware Prot
ocol Processing Logic)５４と（ｃ）下位階層インタフ
ェースロジック部５６からなっている。上位階層インタ
フェースロジック部５２は、（図示していないが）上位
アプリケーション層へ及び上位アプリケーション層から
データをコントロールし、及び下位階層インタフェース
ロジック部５６は、ＤＬＣ６０、イーサネットＭＡＣコ
ントローラ７０及びイーサネット物理ロジック８０に接
続されている。
【００１５】この明細書において、”ハードウェアロジ
ックの実現”の用語は、全ての機能がＡＳＳＰ（Applic
ation Specific Standard Product）またはＡＳＩＣ（A
pplication Specific Integrated Circuit）チップ内に
集積できる回路で形成され、全データの処理が単位時間
内で並列に処理されることを意味する。一方、従来のソ
フトウェアによる場合、汎用ＭＣＵで行われるＯＳによ
ると、データをバイト単位でシーケンシャル(Sequentia
l)またはシリアル(Serial)に処理する。
【００１６】図３のＨＰＰＬのコンポーネントブロック
はＩＰロジックを除けば全て同じ内部構造を有するの
で、ハードウェア処理は、各プロトコルのヘッダによっ
て細部の処理内容は異なるが、同一の方法で行われる。
従って、本明細書ではハードウェアＴＣＰプロセシング
ロジックに関して説明し、残りブロックのロジックはＴ
ＣＰロジックとの差異点に焦点をあてて説明する。
【００１７】インタネットに使用されるＴＣＰプロトコ
ルヘッダ９０は図４に図示される。図４のヘッダをハー
ドウェア的に処理する技術はハードウェアＴＣＰプロセ
シングロジックといい、この構造を図５に示す。
【００１８】図４に関し、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルヘッ
ダ又セグメント９０において、ソースとデスティネーシ
ョンのポート番号は、１６ビットＴＣＰポート番号であ
る。シーケンス番号とアクノリッジ番号は、送られたバ
イト番号と受信したバイト番号を示している。ＨＬＥＮ
はヘッダ長であり、ＯＰＴＩＯＮとＰＡＤＤＩＮＧフィ
ールドが可変であるために必要となる。６ビットコード
のフィールドビットは、以下のように割り当てられる。
ＵＲＧはアージェントポインターがバリッドであり、Ａ
ＣＫはアクノリッジメントフィールドがバリッドであ
り、ＰＳＨはセグメントがプッシュを要求するものであ
り、ＲＳＴはコネクションをリセットするものであり、
ＳＹＮはシーケンス番号に合わせるものであり、ＦＩＮ
はセンダーがそのビットの流れの終わりに到達している
ことにある。ウインドウ・アドバタイズメント・フィー
ルドは、ＷＩＮＤＯＷフィールドの残りのバッファサイ
ズを指定することにより成される。ＴＣＰチェックサム
の計算は、ＵＤＰｓに関する同一の擬似ヘッダスキーム
を使用し、そして、そのデータは正しいマシーンとポー
トの双方に辿り着く。ＵＲＧＥＮＴポインタ・フィール
ドは、アージェントデータのＥＮＤを指示する。ＯＰＴ
ＩＯＮフィールドは、トランスポートのピアと通信する
のに使用される。このトランスポートのピアは、ＭＡＸ
ＩＭＵＭセグメントサイズのような値である。ＰＡＤＤ
ＩＮＧフィールドは、ＩＰＴＩＯＮフィールドのバイト
カウントを等しくする。
【００１９】図５に関し、ハードウェアＴＣＰプロセシ
ングロジック１００は、他のプロトコル階層とは独立的
に動作し、ＴＣＰパケットのヘッダを処理し、ＴＣＰデ
ータの送信と受信動作を行う。ハードウェアＴＣＰプロ
セシングロジック１００は、メモリコントローラ１１
０、データバッファ１２０、ヘッダバッファ１３０とコ
ントロールロジック１４０を有していてもよい。
【００２０】データを伝送するフェーズの動作は、ま
ず、アプリケーション階層の制御信号に同期してメモリ
コントローラ１１０によって、アプリケーションデータ
をデータバッファ１２０に格納する。データの格納と同
時に、メモリコントローラ１１０はデータのチェックサ
ムを予め計算する。ＴＣＰコントロールロジック４００
は、図３の上位階層インタフェースロジック５２を介し
て、アプリケーション階層からデータ伝送を開始しろと
いう信号を受信すると、ＴＣＰコントロールロジック１
４０は、最新の情報を用いてＴＣＰヘッダを生成し、デ
ータのチェックサムとヘッダのチェックサムを用いて正
確なチェックサムを計算してヘッダバッファ１３０にそ
れらを格納する。ヘッダ生成が終わると、ＴＣＰコント
ロールロジック４００はクロックに合わせてデータを下
層のＩＰ階層へ伝送する。ヘッダとデータを伝送する単
位は、内部バスの種類によって６４ビット、３２ビッ
ト、１６ビットまたは８ビットになる。
【００２１】ＩＰ階層からデータを受信するフェーズに
おけるハードウェアＴＣＰプロセシングロジック１００
の動作は次の通りである。ＴＣＰコントロールロジック
１４０は、クロックに合わせてＩＰプロトコール階層か
らＴＣＰヘッダとデータを受信する。ＴＣＰヘッダに関
して、ＴＣＰコントロールロジック１４０は、ヘッダの
各単位処理データに合わせてヘッダデータを集めた後、
直ちに幾つかのプロセサによって全ての処理を行う。例
えば、図４においてＴＣＰヘッダのソースポート(Sourc
e Port)とデスティネイションポート(Destination Por
t)は、２バイト単位で集められ、現在開いているチャネ
ルのソースポートとデスティネイションポートとが比較
される。開いているチャネルがない場合にはエラーメッ
セージを発送する。開いているチャネルがある場合に
は、ＴＣＰコントロールロジック１４０は、開いている
チャネルのデータバッファ１２０に集められたソースと
デスティネーションポートを格納するための準備をす
る。図４のＴＣＰ／ＩＰプロトコルヘッダのシーケンス
番号フィールドは、単位処理データが４バイト（３２ビ
ット）なので、４バイト単位でデータを集めた後、受信
しようとするシーケンスでハードウェア的に比較して、
適正なデータバッファ２００にデータを格納する。
【００２２】アクノリッジ番号(Acknowledgement Numbe
r)は４バイト単位で処理され、現在データバッファ２０
０の内部に格納され、既に送信されたデータのピアノー
ド(Peer Node)から正常受信か否かに関する結果を待っ
ているデータバッファの領域を解除する。ＨＬＥＮとＣ
ＯＤＥ・ＢＩＴに対しては１バイト単位で、ＷＩＮＤＯ
Ｗ、ＣＨＥＣＫＳＵＭ、ＵＲＧＥＮＴ・ＰＯＩＮＴＥＲ
に対してはそれぞれ２バイト単位で処理される。ＯＰＴ
ＩＯＮフィールドは、関連するタイプのフィールドを含
むオプションの全長の単位時間で処理される。このＴＣ
Ｐ／ＩＰプロトコルヘッダに対する処理は、１バイトの
場合には１単位時間内に、２バイトの場合には２単位時
間内に、４バイトの場合には４単位時間内で行われるの
で、ヘッダとデータの処理に遅延が発生しない。受信処
理フェーズ中に送信に必要な情報は、受信したヘッダの
処理後、次の送信のためにヘッダバッファ１３０に格納
するので、送信の際に追加の計算ステップなしに伝送で
きる。
【００２３】データ受信フェーズにおいて、ＴＣＰデー
タの処理は単位処理データを２バイトとするので、２バ
イト単位でチェックサムを計算する。一方、ＴＣＰデー
タは、データバッファ１３０に１バイト単位で格納され
る。ところが、このチェックサム計算の操作とデータバ
ッファ１３０に格納するデータは、図５のハードウェア
構造を用いて並列処理によって同時処理される。受信し
た最後のＴＣＰデータバイトの処理については、チェッ
クサム計算結果は、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルヘッダのチ
ェックサムフィールドと比較される。結果が正確（失敗
がない）であれば、データバッファのライティングポイ
ンタ(writing pointer)値は、受信したデータのサイズ
だけ増加させ、一方、結果が正確でなければ、ライティ
ングポインタ値を受信する以前の値に初期化してデータ
バッファの状態をパケット受信以前の値に復元する。
【００２４】本発明は、従来のソフトウェア処理の問題
点を解決すために、特に、並列処理技術を用いて回路全
てを処理する。並列処理においては、具体的にＴＣＰヘ
ッダの各処理単位別にデータが集まり次第処理する並列
処理アルゴリズムが核心である。このため、単位時間内
に多数の作業を同時に行い、１バイト単位、２バイトま
たは４バイト単位の遂行を他の作業と並行する。これを
説明するために、パケットを受信する際、図４のＴＣＰ
／ＩＰプロトコルヘッダ９０のＡＣＫ番号フィールドか
らチェックサムフィールドの一番目のバイトまでの並列
処理工程を図６に示した。
【００２５】図６では、受信したＴＣＰヘッダデータの
うちＡＣＫ番号、ＨＬＥＮ、ＣＯＤＥ、ＷＩＮＤＯＷ、
ＣＨＥＣＫＳＵＭフィールドを作業単位に基づいて並列
に処理する方法を説明する。図６において、主クロック
の記号ｔ０〜ｔ９は単位時間を意味し、時間の経過を順
次示している。ここで、ｔ０がｔ１より時間的に先立っ
ている。図６では単位時間ｔ０〜ｔ９が１クロック周期
で表示されているが、これは使用するメインクロックに
よっては多数個のクロックを持つこともできる。
【００２６】図６において、プロセシングＡとプロセシ
ングＢはＴＣＰヘッダのチェックサムを並列に処理し、
一方、プロセシングＣとＤは関連する単位処理データを
実時間で処理している。そのチェックサム処理は、単位
処理データが２バイトなので、単位時間ｔ１では、プロ
セシングＡは、受信データＡＣＫ１(First byte of Ack
nowledgement number)を臨時バッファＴＭＰに格納す
る。同時にプロセシングＢは、ＴＣＰヘッダのチェック
サム計算に使われるチェックサム結果バッファＣＢＵＦ
をリセットし、プロセシングＣは、ＡＣＫ番号の単位処
理データサイズの４バイトを集めるために、ＡＣＫ１を
バッファＲ１に格納する。同様に、ｔ２ではプロセシン
グＢは、１６ビットヘッダチェックサム計算のために現
在受信したデータＡＣＫ２と臨時にＴＭＰに格納された
値とを合わせて、１６ビットヘッダチェックサムの計算
のために、１６ビットワードに作し、１６ビットワード
がＣＢＵＦの内容に加えられる。これと同じ単位時間に
プロセシングＣはＡＣＫ２をＲ２に格納する。ｔ３では
受信データＡＣＫ３を再度臨時バッファＴＭＰに格納
し、同時にｔ２で以前に加算した値をＣＢＵＦにアップ
デートし、プロセシングＣはＡＣＫ３をＲ３に格納す
る。ｔ４はｔ２と同一の処理を行う。ｔ５では、プロセ
シングＡがＴＣＰチェックサム計算のために受信したデ
ータＨＬＥＮをＴＭＰに格納し、同時にプロセシングＢ
はｔ４で計算された値でＣＢＵＦをアップデートし、プ
ロセシングＣで受信したデータＨＬＥＮを単位処理デー
タの大きさが１バイトなので格納せずに直ぐに処理す
る。同時にプロセシングＤはｔ１〜ｔ４の間に集められ
た４バイトのＡＣＫ値を用いてＡＣＫ番号に対する処理
を行う。ここで、ＡＣＫが受信されるＴＣＰデータバッ
ファのデータ領域が解放される。このようにｔ６以後に
もｔ０〜ｔ５と同様に単位処理データのサイズに応じて
並列に処理する。
【００２７】単位処理データのサイズは、ＴＣＰヘッダ
の場合、１バイトまたは１バイト以下、２バイト、４バ
イトであり、一方、ＴＣＰヘッダのオプションフィール
ドでは、オプションセグメント長さフィールドに表現さ
れた最大サイズは、単位処理データサイズになる。ま
た、チェックサムデータの処理は１６ビット単位で行わ
れるので、単位処理データが２バイトになり、一方、デ
ータ格納は８ビットであるから、単位処理データは１バ
イトになる。
【００２８】図６において、ＴＣＰヘッダの処理が終わ
ると、連続してＴＣＰデータを受信する。ＴＣＰのチェ
ックサム計算はＴＣＰのヘッダだけでなく、データに対
しても同じに行われなければならないので、プロセシン
グＡとＢはヘッダと同じ演算を引続き行い、これと同時
にプロセシングＣは受信したデータを該当単位時間中に
ＴＣＰデータバッファ１２０に格納する。ＴＣＰパケッ
ト（セグメント）が最終データを受信すると直ちに、最
終ＴＣＰチェックサムの計算結果を作り出す。単位クロ
ック（ｔｎ）の次の（ｔｎ＋１）で、最終データが受信
されると直ちに、ＣＢＵＦにはヘッダとデータを含む全
受信ＴＣＰパケットのチェックサム演算結果値を有し、
各処理結果値は、ＴＣＰヘッダ内のチェックサム値と比
較し、失敗か成功かを決定する。チェックサム失敗(fai
l)の場合には、既にＴＣＰデータバッファに格納された
データは、次のクロック周期（ｔｎ＋２）で捨て、その
次のクロック周期（ｔｎ＋３）で、メモリポインタ値
を、パケットを受信する以前の状態に戻す。これに反
し、その結果がチェックサム成功の場合には、格納デー
タをそのまま保存しながら次の受信パケットに対する処
理を続ける。
【００２９】このような並列処理は、単位時間内に多数
の作業を同時に行うことにより、処理遅延を無くし、デ
ータの効率的な処理を極大化する。ここで、プロセシン
グＡ、Ｂ、Ｃ及びＤは、処理すべき演算の種類とＴＣ
Ｐ、ＵＤＯ、ＩＰなどのプロトコルロジックによって、
その数が増加または減少する。
【００３０】ハードウェアＴＣＰプロセシングロジック
５０の送信は受信フェーズと反対の方法で行われる。送
信フェーズの詳細な説明のために、図５の構造を図７に
詳細に示す。本実施例では、ＴＣＰコントロールロジッ
ク１４０は、データチェックサム計算部１４２とヘッダ
処理ロジック１４４を含んでいる。
【００３１】図７に関して、メモリコントローラ１１０
が送信するデータをアプリケーション層から受信する
と、メモリコントローラ１１０は受信データをデータバ
ッファ１２０に格納し、同時に、ＴＣＰコントロールロ
ジック１４０は一定のサイズを有するデータのチェック
サムを予め計算する。この場合、同時に２つのコントロ
ールロジックが並列処理に関与している。データのチェ
ックサムの大きさは、アプリケーションの種類と最大パ
ケットのサイズ、及び、最小は１バイトから最大は通信
網のＭＳＳ(Maximum Segment Size)の値までの範囲に依
存する。
【００３２】図７の構造の送信において、受信とは異な
り、ハードウェアＴＣＰプロセシングロジックブロック
は予めＴＣＰヘッダバッファに伝送するデータを格納し
ておき、ＴＣＰヘッダバッファに存在する情報をデータ
の伝送に先立って伝送する。その後、その次の単位クロ
ックから絶え間無く連続してデータバッファのデータを
下位階層に伝達する。
【００３３】既存のソフトウェアによる処理方法では、
送信フェーズにＴＣＰセグメントを送るためには、伝送
するデータをメモリから読み出してチェックサムを計算
した後、ＴＣＰヘッダを伝送する。次にＴＣＰデータを
伝送するために、メモリからデータを読み出す。このた
め、全体データを２回読むことになる。しかし、本発明
では、図７に示すように、アプリケーションからデータ
を受け、データバッファ１２０に格納する間（ステップ
１）、予めデータのチェックサム値を計算し（ステップ
２）、そして、計算したチェックサムをＴＣＰのヘッダ
領域内のチェックサムフィールドに格納する（ステップ
３）。その後、ＴＣＰコントロールロジック１４０がア
プリケーション階層から上位階層インタフェースロジッ
クを介してパケット伝送命令を受信すると（ステップ
４）、ヘッダバッファのデータを読み出して、直ちに伝
送し（ステップ５）、引き続き、データバッファ１２０
の情報をメモリコントローラ１１０から受けて伝送する
（ステップ６）。このように予め計算されたデータのチ
ェックサムは、ＴＣＰパケットの伝送時に追加の計算作
業なしでデータを直接送信できるので、下位階層が最大
性能で動作し、データが充分供給される場合には、上位
階層の性能を２倍に向上させることができる。
【００３４】送信フェーズの並列処理のための細部動作
を考察すると、図７においてＴＣＰコントロールロジッ
ク１４０は送信のために予め計算されたチェックサム値
を使用するので、ハードウェアＴＣＰプロセシングロジ
ック１４０の送信動作では、チェックサムを計算する図
６のプロセシングＡ〜Ｂは無くなる。更に、ヘッダ解析
のためのプロセシングＣとＤの代りに、図７のヘッダバ
ッファ１３０に格納されているヘッダ値を読み出して伝
送する。従って、図７のＴＣＰコントロールロジック内
部の並列処理を行なうには、ヘッダとデータ情報を伝送
するシングルプロセシングで充分である。勿論、データ
伝送のためには、メモリコントローラ１１０がデータを
読み出し、ＴＣＰプロセシングロジックへ伝達する並列
作業を別途必要とする。ＴＣＰコントロールロジック
は、その伝送に先立って、ヘッダ情報生成のためにデー
タ伝送前の残存期間中にＴＣＰヘッダを予め生成する処
理が必要である。ここで、残存期間とはアプリケーショ
ンからデータを受けてメモリに格納する間、或いはヘッ
ダのデータを伝送する間をいう。この残り時間にはヘッ
ダバッファ１３０へのアクセスが行われないので、ヘッ
ダバッファ１３０の情報を修正することができる。
【００３５】図６で述べた並列処理技術は、ハードウェ
アＴＣＰプロセシングロジックだけでなく、図３のＵＤ
Ｐ、ＩＰ、ＡＲＰ、ＲＡＲＰ、ＩＣＭＰ、ＩＧＭＰプロ
セシングロジックにおいても同じく適用され、それ故、
送信したデータまたは受信したデータを処理遅延(proce
ssing delay)、メモリアクセス遅延(memory access del
ay)、チェックサムのような演算遅延(calculation dela
y)なしでインタネット或いはアプリケーション層に伝達
することができる。
【００３６】また、図６で説明したヘッダ情報とチェッ
クサムの事前計算は、ＵＤＰ、ＩＰ、ＡＲＰ、ＲＡＲ
Ｐ、ＩＣＭＰ、ＩＧＭＰのヘッダとデータの伝送、及
び、同時遂行を必要とする他のプロトコル処理に対して
も同じく適用される。
【００３７】図８は、このような並列処理を支援するた
めに、図３からＩＰブロックを除いた残りの各ロジック
ブロックの細部構成図を示す。
【００３８】図８に関して、ＴＣＰブロック２１０、Ａ
ＲＰブロック２２０、ＲＡＲＰブロック２３０、ＵＤＰ
ブロック２４０、ＩＣＧＭＰブロック２５０、及びＩＣ
ＭＰブロック２６０の各々は、それ自身のデータバッフ
ァ２１２、２２２、２３０、２４２、２５２、及び２６
２、ヘッダバッファ２１４，２２４，２３４、２４４、
２５４、及び２６４、メモリコントローラ２１６、２２
６、２３６、２４６、２５６、及び２６６、コントロー
ルロジック２１８、２２８、２３８、２４８、２５８、
及び２６８を有している。
【００３９】図９は、本発明の実施例による並列データ
処理のＩＰプロトコルブロックの構成図である。図９に
おいて、ＩＰブロック２７０はヘッダバッファ２７４と
ＩＰコントロールロジック２７８を含んでもよい。ＩＰ
ブロック２７０には、データバッファを有しない点を注
意する必要がある。送信フェーズの際には、ＩＰコント
ロールロジック２７８は、上位階層からデータを受信す
る前に、制御情報によりヘッダを伝送する時間を予め割
り当て、その時間中にＩＰヘッダ情報を伝送する。こう
して、ヘッダ伝送が完了する直後、上位階層からのデー
タを遅延なしで伝送できるので、ＩＰブロックの内部に
はデータバッファが不要となる。更に、受信されたヘッ
ダ情報は、直ちに該当する機能を処理し、或いは図８の
ヘッダバッファ２７４のアップデートに用いられ、受信
されたデータは、ＴＣＰ、ＵＤＰ、ＩＣＭＰ、ＩＧＭＰ
のような上位プロトコルロジックのデータバッファ１２
０を共有して格納される。ＴＣＰとＵＤＰの場合、パケ
ット送受信の際にＩＰ断片化が発生するかもしれない。
このような誤りが発生するか或いはＩＰチェックサムの
計算が間違ったと判断される場合、ＴＣＰまたはＵＤＰ
に制御情報を送って、格納データを共有する上位プロト
コルロジックのデータバッファ２００から該当データを
削除し、各ポインタ値を以前の状態に戻す。このような
ＩＰブロックの動作は、ＴＣＰだけでなく、ＵＤＰ、Ｉ
ＣＭＰ、ＩＧＭＰのようなＩＰ上位プロトコルロジック
に対しても適用される。それ故、ＩＰブロックのメモリ
を除去し、上位階層メモリと共有にすることにより、メ
モリ活用効率を高め、階層別データの格納の遅延がな
く、データは最終データバッファ１２０まで伝達でき
る。このようなバッファ構造は、図１０となる。
【００４０】図１０に示すように、ＩＰブロック２７０
を除いたプロトコルブロック２１０、２２０、２３０、
２４０、２５０及び２６０は、並列処理のために分散さ
れた内部ヘッダバッファと内部データバッファを有し、
ＩＰブロック２７０はヘッダバッファのみを有する。Ｉ
Ｐブロックにデータバッファを有しないと、高速処理を
要求するアプリケーソン或いはマルチメディアアプリケ
ーションにおける遅延を最小化するのに、非常に効果的
である。一方、低速アプリケーションの場合または遅延
に敏感でないアプリケーションでは、メモリ共有スキー
ムは、上位プロトコルロジックブロックのメモリコント
ロールロジックを複雑にする虞があるので、データバッ
ファをＩＰブロック２７０に含ませることができる。
【００４１】次に、本発明の下位階層インタフェースロ
ジックを説明する。ＩＰロジックブロックを下位階層に
連結する方法は様々である。ところが、ボトルネックに
なるソフトウェアを介入させることなく遅延なしで連結
するためには、ＩＰロジックブロックと下位階層プロト
コル間のインタフェースを制御するロジック（例えば図
３の５６）が必要である。図３に示すように、インター
ネットロジック５６は、Ethernet(登録商標) DLCとEthe
rnet MACを直接制御し、従来のソフトウェアにおいてド
ライバプログラムが行っていたEthernet ＭＡＣの初期
化と制御機能を行う。従って、本発明では、Ethernet装
置の制御とデータ通信は、ソフトウェアの介入なしにハ
ードウェアによって行うことができる。図１１はこのよ
うな下位階層インタフェースロジックの構成図である。
【００４２】図１１において、ロジック５６は、プロト
コルＭＵＸ（マルチプレクサ）３１０、ＦＩＦＯ３２
０、初期化データバッファ３３０、初期化コントロール
バッファ３４０、及び初期化ＭＵＸ３５０を有してもよ
い。下位階層プロトコルの初期動作のデータは、初期化
データバッファ３３０に保管される。初期化動作が始ま
る時、或いはアプリケーションから初期化命令が伝達さ
れた時に、初期化コントロールロジック部３４０は初期
化データバッファ３３０から初期化情報を読み出して下
位階層のイーサネットＤＬＣを初期化する。初期化ＭＵ
Ｘ３５０は、初期化中に、初期化コントロールロジック
部３４０の制御情報に基づいて初期化情報を下位階層に
伝達する。初期化が終わると、初期化ＭＵＸ３５０は、
ＦＩＦＯ３２０からのデータを下位階層に伝達する。初
期化データバッファ３３０の情報は、特定の下位階層の
ために一つの下位階層専用で固定させ、或いは多数個の
下位階層を連結し、それにより、可変的に選択して下位
階層を構成する時には、アプリケーションから上位階層
インタフェースロジックを介して直接初期化データバッ
ファ３３０に初期化情報を格納することができる。
【００４３】一般に、下位階層プロトコルはインタフェ
ースのための固有の同期クロックを持っている。ハード
ウェア接続において、この同期クロックを合わせる作業
は最も重要である。図１１において、ＦＩＦＯ３２０
は、上位のＩＰ、ＡＲＰ、またＲＡＲＰと、下位階層プ
ロトコルイーサネット間のクロックを同期するためにデ
ータバッファの役割を行う。
【００４４】図１１において、プロトコルＭＵＸ３１０
は、受信フェーズにおいてＩＰロジックまたＡＲＰ及び
ＲＡＲＰロジックのパケットを特定し、送信の際にはＩ
ＰロジックまたはＡＲＰ及びＲＡＲＰロジックのデータ
を選別して伝送する。
【００４５】このような下位階層インタフェースロジッ
クは、図１２Ａ〜１２Ｅのように、イーサネットだけで
なく、ワイヤレスＬＡＮ、パワーライン通信、ブルート
ース、ホームＰＮＡ、ホームＲＦ、及びシリアル通信の
ような他のプロトコルにも同じく適用できる。この場
合、各下位階層インタフェースロジックは、パワーライ
ンインタフェースロジック３６２、ＷＬＬインタフェー
スロジック３７２、ブルートースインタフェースロジッ
ク３８２、ホームＰＮＡインタフェースロジック３９
２、ホームＲＦインタフェースロジック４０２などで表
記されることができ、その構成と動作は前記図１１の説
明と類似している。
【００４６】図１３は、図３における上位階層インタフ
ェースロジック５２の詳細ブロック図である。上位階層
インタフェースロジックは、上位階層への接続のための
ロジックであって、ＭＣＵバスインタフェース、Ｉ２Ｃ
（インターＩＣコントロール）、シリアルバスを含む多
様なプロトコルを支援する。
【００４７】図１３において、ＭＣＵインターフェース
（Ｉ／Ｆ）ブロック４１２は、８ビット、１６ビットま
たは３２ビットのデータ幅を有するＭＣＵバスインタフ
ェース信号を生成し、ＭＣＵとデータの受け渡しを行
う。Ｉ２Ｃインターフェース４１４とシリアルインター
フェース４１６は、該当インタフェース信号を生成する
機能を行う。これらの各Ｉ／Ｆブロックにおいて、必要
に応じて、一つまたは２つ以上が使用される。
【００４８】上位階層インタフェースロジック５２は、
ＭＣＵユーザのプログラミングの便宜を支援するための
ＡＰＩ(Application Programming Interface)を提供す
る。このようなＡＰＩインタフェースは、図１３のＡＰ
Ｉコントロールロジック４１８によって処理される。Ａ
ＰＩコントロールロジック４１８は、従来にソフトウェ
アで処理されたＡＰＩ機能をハードウェア的に実行し、
各種ＭＣＵインタフェースに合うクロック同期化作業を
行う。
【００４９】また、上位階層インタフェースロジック５
２は、ＡＰＩインタフェースの様々な命令が受け入れら
れるように、コマンドレジスタ４２２を有し、様々な状
態情報を提供するステータスレジスタ４２０を有する。
コマンドレジスタ４２２は、アプリケーションから与え
られる命令を格納する空間であり、各下位プロトコルロ
ジックブロックは、このコマンドレジスタ４２２の値を
読んで該当動作を行う。下位プロトコルロジックブロッ
クの遂行の結果をステータスレジスタ４２０に記録す
る。アプリケーションは、ステータスレジスタ４２０の
記録値を見て、命令の正常終了如何を確認し、或いは次
の命令を与える。
【００５０】上述したハードウェアプロトコルプロセシ
ングロジックは、図１４のように上位階層アプリケーシ
ョンプロトコルの一部または全体を含むことができる。
この場合、図１３の上位階層インタフェースロジック
は、ＴＣＰ、ＵＤＰ、ＩＣＭＰ、及びＩＧＭＰに対する
インタフェースの代りに、該当アプリケーションプロト
コルを支援するために修正される。上位階層インタフェ
ースロジックは、外部によって制御され、又は、アプリ
ケーションによっては、省略される。
【００５１】更に、前述したハードウェアプロトコルプ
ロセシングロジックは、アプリケーションに応じて、修
正される。例えば、図１５Ａのように、ハードウェアプ
ロトコルプロセシングロジック５０は、外部商用ＭＣＵ
と、下位階層イーサネットＤＬＣ６０、イーサネットＭ
ＡＣ８０及びイーサネットＰＨＹ８０に接続できる。更
に、図１５Ｂのように、ハードウェアプロトコルプロセ
シングロジック５０は、ＭＣＵ４６０で使用するメモリ
４７０を共有できる。図１５Ａと１５Ｂにおいて、イー
サネットＭＡＣ７０及びイーサネットＰＨＹ８０は、図
１２で説明したパワーライン、ワイアレスＬＡＮ、ホー
ムＰＮＡ、ホームＲＦ、及びブルートースのような、多
様な下位階層プロトコルで置き換えることができる。
【００５２】本発明では、図１５Ａ及び図１５Ｂのブロ
ック図３に示すハードウェアプロトコルプロセシングロ
ジックの内部構成ブロックの全ての組み合せのために、
ＳｏＣ(system-on-chip)技術を用いてＡＳＳＰまたはＡ
ＳＩＣを製作することができる。
【００５３】図面及び明細書において、本発明の典型的
な好ましい実施例が開示されている。そして、ここで、
特定の用語が使用されているが、それらは、一般的な説
明を意味するもので、限定する目的ではなく、本発明の
範囲は、特許請求の範囲に示されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＴＣＰ／ＩＰを使用するインタネットの
通信プロトコルの構成図
【図２】本発明の概要図
【図３】本発明に係るハードウェアプロトコルプロセシ
ングロジックのブロック回路図
【図４】インタネット通信に使用されるＴＣＰセグメン
トフォーマットを示す図
【図５】本発明によってＴＣＰヘッダをハードウェア的
に実現するＴＣＰハードウェアプロセシングロジックの
ブロック回路図
【図６】ＴＣＰヘッダデータを受信して並列的に処理す
る工程を示すタイムチャートの図
【図７】ＴＣＰチェックサム計算のためのハードウェア
ＴＣＰロジックブロックの送信工程を示すブロック図
【図８】並列データ処理のためのＴＣＰ、ＵＤＰ、ＩＣ
ＭＰ、ＩＧＭＰ、ＡＲＰ、及びＲＡＲＰプロトコルロジ
ックブロックの内部構成図
【図９】並列データ処理のためのＩＰプロトコルロジッ
クブロックの内部構成図
【図１０】並列データ処理のためのプロトコルブロック
のバッファ構造図
【図１１】本発明の実施例に係る下位階層インタフェー
スロジックのブロック図
【図１２】本発明の実施例に係る下位階層プロトコルの
内部構成図
【図１３】本発明の実施例に係る上位階層インタフェー
スロジックの内部構成図
【図１４】本発明の実施例に係る上位階層プロトコルの
一部又は全部を含むハードウェアプロトコルプロセシン
グロジックのブロック図
【図１５】本発明の変形した実施例に係るブロック図
【符号の説明】
１０：アプリケーションプロトコル ２０：ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック ３０：物理的プロトコル ５２：上位階層インタフェースロジック ５０：ハードウエアプロトコルプロセシングロジック ５２：上位階層インタフェースロジック ５６：下位階層インタフェースロジック ６０：ＤＬＣ ７０：イーサネットマックコントローラ ８０：イーサネット物理ロジック ９０：ＴＣＰプロトコルヘッダ １００：ハードウェアＴＣＰプロセシングロジック １１０：メモリコントローラ １２０：データバッファ １３０：ヘッダバッファ １４０：コントロールロジック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲ソウ▼圭成 大韓民国ソウル市銅雀區新大方洞605−33 番地 (72)発明者 高綸英 大韓民国ソウル市冠岳區奉天洞850−33番 地101號 Ｆターム(参考） 5B089 GB01 HB02 KA05 KA06 KF06 5K034 AA13 EE11 SS01 SS02

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アプリケーションプロトコル、ＴＣＰ／
    ＩＰプロトコル、及び物理プロトコルを備え、ＴＣＰ／
    ＩＰプロトコルスタックのデータは、ハードウェアで並
    列処理されることを特徴とするインタネット通信プロト
    コル装置。
  2. 【請求項２】 ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタックは、
    （ａ）ＴＣＰ、ＵＤＰ、ＩＣＭＰ、ＩＧＭＰ、ＩＰ、Ａ
    ＲＰ、及びＲＡＲＰハードウェアプロセシングロジック
    と、（ｂ）上位階層インタフェースロジックと、（ｃ）
    下位階層インタフェースロジックとを備えていることを
    特徴とする請求項１に記載のインタネット通信プロトコ
    ル装置。
  3. 【請求項３】 ＴＣＰ、ＵＤＰ、ＩＣＭＰ、ＩＧＭＰ、
    ＡＲＰ、ＲＡＲＰロジック部は、それぞれメモリコント
    ローラ、データバッファ、ヘッダバッファ、及びコント
    ロールロジックを備えていることを特徴とする請求項２
    に記載のインタネット通信プロトコル装置。
  4. 【請求項４】 ＩＰハードウェアロジックは、メモリコ
    ントローラ、ヘッダバッファ及びコントロールロジック
    を備えていることを特徴とする請求項２に記載のインタ
    ネット通信プロトコル装置。
  5. 【請求項５】 ＩＰハードウェアロジック部は、データ
    の低速処理或いは遅延にクリティカルでないアプリケー
    ションのためのデータバッファ部を備えていることを特
    徴とする請求項４に記載のインタネット通信プロトコル
    装置。
  6. 【請求項６】 ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタックをハー
    ドウェアで実現し、各ＴＰＣ／ＩＰプロトコルスタック
    の機能がＡＳＳＰまたはＡＳＩＣチップ内に集積化して
    あることを特徴とする回路。
  7. 【請求項７】 ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタックがハー
    ドウェア的に実現されたインタネット通信プロトコル装
    置によってプロトコルデータを送信する方法において、 上位階層からデータを受信してデータバッファに格納す
    ると同時に、前記データに対するチェックサムを計算し
    てヘッダバッファに格納することにより、データの伝送
    時に改めてチェックサムを計算しないことを特徴とする
    プロトコルデータの送信方法。
  8. 【請求項８】 一つ以上のデータ処理部がインタネット
    プロトコルデータを処理する方法において、 インタネットプロトコルの単位処理データを単位時間内
    に並列的に処理し、遅延なくヘッダ情報とデータを送受
    信することを特徴とするインタネットプロトコルデータ
    のハードウェア的処理方法。
  9. 【請求項９】 プロトコルデータを送信する場合には、
    前記データのチェックサムを計算するためにデータバッ
    ファからデータを読み出すことなく、予め計算されたチ
    ェックサム値を用いてデータを伝送することを特徴とす
    る請求項８記載のインタネットプロトコルデータのハー
    ドウェア的処理方法。
  10. 【請求項１０】 プロトコルデータを受信する場合に
    は、前記データのチェックサムを計算するための別のデ
    ータバッファを置かず、受信したデータのチェックサム
    を計算すると同時に、最終的にデータが格納されるデー
    タバッファに直ちにデータを格納することを特徴とする
    請求項８に記載のインタネットプロトコルデータのハー
    ドウェア的処理方法。
  11. 【請求項１１】 最終データを受けてチェックサム計算
    が完了する時点で、計算結果値に基づいて、データバッ
    ファに格納されたデータをそのまま残すか或いは消去す
    ることを特徴とする請求項１０に記載のインタネットプ
    ロトコルデータのハードウェア的処理方法。
  12. 【請求項１２】 データを並列に処理する方法におい
    て、第１単位処理データを臨時バッファに格納し、前記
    データのチェックサム計算に使用されるチェックサムバ
    ッファを初期化させ、前記第１単位処理データを第１バ
    ッファに格納する工程工程を含む、第１単位時間中に行
    われる第１処理ステップと、 第２単位処理データを前記臨時バッファに格納された値
    と合算し、前記第２単位処理データを第２バッファに格
    納する工程工程を含む、第２単位時間中に行われる第２
    処理ステップと、 第３単位処理データを前記臨時バッファに格納し、第２
    単位時間中に合算された値をチェックサムバッファに格
    納し、前記第３単位処理データを第３バッファに格納す
    る工程工程を含む、第３単位時間中に行われる第３処理
    ステップと、第４単位処理データを前記臨時バッファに
    格納された値と合算し、前記第４単位処理データを第４
    バッファに格納する工程工程を含む、第４単位時間中に
    行われる第４処理ステップとと、 インタネットプロトコルデータの処理工程工程が前記ス
    テップを繰返し行うことによりなされ、各ステップにお
    いて、１単位時間内に複数の並列処理により、多重処理
    が同時に行われることを特徴とするデータを並列に処理
    する方法。
  13. 【請求項１３】 インタネットプロトコルデータはＴＣ
    Ｐ、ＵＤＰ、ＩＣＭＰ、ＩＧＭＰ、ＩＰ、ＡＲＰ、及び
    ＲＡＲＰプロトコルヘッダ情報とデータであることを特
    徴とする請求項１２に記載のインタネットプロトコルデ
    ータの並列処理方法。
  14. 【請求項１４】 ＴＣＰプロトコルのヘッダ情報とデー
    タを並列処理する方法において、 ＴＣＰヘッダのＡＣＫ番号フィールドのうちＡＣＫ１を
    臨時バッファ（ＴＭＰ）に格納し、ヘッダのチェックサ
    ム計算に使用されるチェックサムバッファ（ＣＢＵＦ）
    を初期化させ、前記ＡＣＫ１を第１バッファ（Ｒ１）に
    格納する工程を含む、第１単位時間（ｔ１）中に行われ
    る第１処理ステップと、 ＴＣＰヘッダのＡＣＫ番号フィールドのうちＡＣＫ２と
    前記臨時バッファ（ＴＭＰ）に格納された値とを合算
    し、前記ＡＣＫ２を第２バッファ（Ｒ２）に格納する工
    程を含む、第２単位時間（ｔ２）中に行われる第２処理
    ステップと、 ＴＣＰヘッダのＡＣＫ番号フィールドのうちＡＣＫ３を
    臨時バッファ（ＴＭＰ）に格納し、第２単位時間（ｔ
    ２）中に合算された値をチェックサムバッファ（ＣＢＵ
    Ｆ）に格納し、前記ＡＣＫ３を第３バッファ（Ｒ３）に
    格納する工程を含む、第３単位時間（ｔ３）中に行われ
    る第３処理ステップと、 ＴＣＰヘッダのＡＣＫ番号フィールドのうちＡＣＫ４と
    前記臨時バッファ（ＴＭＰ）に格納された値とを合算
    し、前記ＡＣＫ４を第４バッファ（Ｒ４）に格納する工
    程を含む、第４単位時間（ｔ４）中に行われる第４処理
    ステップと、 ＴＣＰヘッダのＨＬＥＮフィールドを臨時バッファ（Ｔ
    ＭＰ）に格納し、第４単位時間（ｔ４）中に計算された
    値をチェックサムバッファ（ＣＢＵＦ）に格納し、前記
    ＨＬＥＮを格納することなく直ちに処理し、第１単位時
    間乃至第４単位時間（ｔ１〜ｔ４）中に収集されたＡＣ
    Ｋ値を用いてＡＣＫ番号フィールドを処理する工程を含
    む第５処理ステップとを有し、 上記のステップを繰返し行い、各ステップにおいて１単
    位時間内に複数の並列処理部で複数の作業が同時に行わ
    れることを特徴とするＴＣＰプロトコルのヘッダ情報と
    データを並列処理する方法。
  15. 【請求項１５】 プロトコルデータをハードウェア的に
    処理する方法において、 受信されたプロトコルデータを臨時バッファに格納し、
    チェックサムを計算している単位時間中に、プロトコル
    データを各対応するデータバッファに格納し伝送するス
    テップと、 前記プロトコルデータの最終データを受信する時、最終
    プロトコルデータのチェックサム計算値を生成させるス
    テップと、 前記最終データが受信される次の単位時間（ｔｎ＋１）
    に全体プロトコルデータパケットのチェックサム演算結
    果値をチェックサムバッファに格納して対応するプロト
    コルのヘッダ内のチェックサム値と比較するステップ
    と、 前記比較結果がチェックサムフェールであれば、次の単
    位時間に対応するプロトコルのデータバッファに格納さ
    れたデータを捨て、その次の単位時間（ｔｎ＋３）にメ
    モリポインタ値を以前の状態に戻すステップと、 前記比較結果がチェックサムフェールでなければ、格納
    データを保存し、次の受信プロトコルセグメントに対し
    て処理するステップとを含むことを特徴とするプロトコ
    ルデータをハードウェア的に処理する方法。
  16. 【請求項１６】 プロトコルデータが、ＴＣＰ、ＩＰ、
    及びＵＤＰデータであることを特徴とする請求項１５に
    記載のプロトコルデータをハードウェア的に処理する方
    法。
  17. 【請求項１７】 ハードウェアプロトコルコントロール
    ロジックを用いて、アプリケーションプロトコルデータ
    をＩＰ階層に送信する方法において、 アプリケーション階層から対応するプロトコルデータバ
    ッファに伝送するデータを予め格納するステップと、 予め作られたプロトコルヘッダ情報をデータ伝送に先立
    って伝送するステップと、 プロトコルヘッダ情報の転送の次の単位時間から下位階
    層へデータバッファのデータを連続して伝達するステッ
    プとを並列処理することを特徴とするアプリケーション
    プロトコルデータをＩＰ階層に送信する方法。
  18. 【請求項１８】 アプリケーションデータがＴＣＰ、Ｕ
    ＤＰ、ＩＣＭＰ、及びＩＧＭＰデータを含んでいること
    を特徴とする請求項１７に記載のアプリケーションプロ
    トコルデータをＩＰ階層に送信する方法。
  19. 【請求項１９】 ソフトウエアの介入なしにＩＰプロト
    コルの下位階層である物理階層とハードウエアのＩＰ階
    層を直接連結し制御する装置。
  20. 【請求項２０】 下位階層プロトコルを初期化するため
    のデータを格納する初期化データバッファ部と、 前記初期化データバッファ部の初期化情報を読み出して
    下位階層を初期化する初期化コントロールロジック部
    と、 前記初期化コントロールロジック部の制御情報に基づい
    て初期化情報を下位階層に伝達し、初期化完了後、ＦＩ
    ＦＯからデータを下位階層に伝達するＭＵＸ部と、 ＩＰ、ＡＲＰ、及びＲＡＲＰブロックを有する上位プロ
    トコルと下位階層プロトコル間のクロックの同期を合わ
    せるＦＩＦＯと、 受信フェーズにＩＰロジックと、ＡＲＰとＲＡＲＰロジ
    ックとのパケットを判別し、ＩＰロジックと、ＡＲＰと
    ＲＡＲＰロジックのデータを選別して伝送するプロトコ
    ルＭＵＸとから構成されたことを特徴とする請求項１９
    に記載の物理階層とハードウエアのＩＰ階層を直接連結
    し制御する装置。
  21. 【請求項２１】 下位階層プロトコルは、イーサネット
    （登録商標）、ワイヤレスＬＡＮ、パワーライン通信、
    ブルートース、ホームＰＮＡ、ホームＲＦの中から選択
    されることを特徴とする請求項２０に記載の物理階層と
    ハードウエアのＩＰ階層を直接連結し制御する装置。
  22. 【請求項２２】 ＴＣＰ、ＵＤＰ、ＩＣＭＰ、ＩＧＭ
    Ｐ、ＩＰ、ＡＲＰ、ＲＡＲＰハードウェアプロセシング
    ロジック部と上位階層とを連結する装置において、 各種インタフェースに合うＭＣＵとのクロック同期化機
    能を有し、アプリケーションプログラミングインタフェ
    ースのためのＡＰＩコントロールロジック部と、アプリ
    ケーションからの命令を格納するコマンドレジスタ部
    と、 ステータス情報を提供するステータスレジスタ部とを有
    することを特徴とするハードウェアプロセシングロジッ
    ク部と上位階層とを連結する装置。
  23. 【請求項２３】 ＴＣＰ、ＵＤＰ、ＩＣＭＰ、ＩＧＭ
    Ｐ、ＩＰ、ＡＲＰ、及びＲＡＲＰハードウェアプロセシ
    ングロジック部と上位階層とを連結する装置において、 ＡＰＩ(Application Programming Interface)をハード
    ウェア的に実現し、上位階層とＭＣＵＩ／Ｆ、Ｉ２ＣＩ
    ／Ｆ、或いはシリアルＩ／Ｆを介して情報の受け渡しを
    行うことができることを特徴とするハードウェアＡＰＩ
    コントロール装置。
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