JP2004215138A - フレーム信号処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フレーム信号がMレーンに割り当てられた並列バイト列として入力される場合に前記フレーム信号を処理してMよりも大きいK個の伝送チャネルに割り当てられるKレーンの並列バイト列に並べ替えて出力するためのフレーム信号処理方法において、入力されるフレーム信号のクロックよりも周波数が大きい内部クロック信号を生成しフレーム信号のインターフレームギャップに対して所定以上の数のアイドルバイトを新たに挿入しフレーム信号を一時的に蓄積するために配置されるバッファの信号蓄積量を監視し、検出した信号蓄積量の増減に応じて、前記インターフレームギャップに対するアイドルバイトの挿入又は抜き取りを実施することを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速のデータを所定フレームを用いて伝送する場合に利用されるフレーム信号処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
高速のEthernet(登録商標:以下、標準規格ネットワークと記載)に関する従来技術は、非特許文献1及び非特許文献2に開示されている。
非特許文献1に示されているように、10ギガビット/秒の高速データを伝送する標準規格ネットワークにおいては、4つの通信チャネルを同時に利用し、各チャネルに対応する4つのレーンにそれぞれデータ信号を割り当てて4つの信号を並行して処理している。従って、1レーン当たりのデータのビットレートは1/4に低下する。
【0003】
高速の信号を処理する回路においては、回路の消費電力の増大が避けられない。従って、中継装置などにおいて回路の消費電力を抑制するためには、回路中で扱うデータのビットレートを下げるのが望ましい。
使用するレーン数を増やすことにより、1レーン当たりのデータ速度を更に下げることができる。例えば、データの並びを変換し、4レーンの信号を8レーンに変換すれば1レーン当たりのデータのビットレートは更に1/2に低下する。
【0004】
1レーン当たりのデータ速度を下げるために、図11の例では、Mレーンに割り当てられた並列信号を入力して、K個のレーンに割り当てられた並列信号を出力する場合(M<K)を想定している。このような変換により、1レーン当たりの信号のビットレートを下げることができる。
データを処理する場合には、通常は1バイト毎に処理されるので、図中ではデータは1バイト毎に区切って表してある。全レーンにまたがる図中縦方向の各列はカラムと呼ばれている。
【0005】
実際に伝送される信号は、所定のデータフレームを構成しており、互いに隣接する2つのデータフレームの間にはインターフレームギャップ(IFG)が配置される。インターフレームギャップは、予め定められたアイドルバイト(I)で構成される。
また、データフレームの先頭位置には予め定められた信号(S)が配置され、データフレームの最後尾には予め定められた信号(T)が配置される。データフレームの本体を表す各データは(d)で表されている。
【0006】
インターフレームギャップの長さ、すなわち連続するアイドルバイト(I)のバイト数については、最小バイト数が規定されている。
例えば、10ギガビット標準規格ネットワークのXGMIIの信号は4レーンを使用する4パラレル信号(M=4)であり、ビットレートは312.5Mb/sである。この4パラレル信号を8レーンを使用する8パラレル信号(K=8)に変換すると、変換後のビットレートは次のようになる。
【0007】
312.5(Mb/s)×4/8=156.25(Mb/s)
つまり、この変換によりビットレートを1/2に低速化できる。元の信号のビットレートをBrとすると、変換後のビットレートBoutは一般に次式で表される。
Bout=Br×M/K
このように、扱う信号のパラレル数をMからKに増やすように変換すれば、信号のビットレートが低下するため、その信号を処理する回路の消費電力を抑制できる。しかも、低速化により回路を安価なデバイスを用いて構成できるので、伝送装置のコスト削減が可能になる。
【0008】
図11の例では、レーン(0),レーン(1),レーン(2),・・・,レーン(K−1)の順番にデータを並べてある。レーン(0)が先頭レーン、すなわち基準レーンである。
【非特許文献1】
「10ギガビットEthernet 教科書」,P169,石田修,瀬戸康一郎 監修(IDGジャパン),2002年4月20日発行。
【非特許文献2】
「http://www.ieee802.3.org/3/ae/public/ju100/frazier_1_0700.pdf」
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
具体例として、10ギガビット/秒の標準規格ネットワークで規定されているXGMIIの信号を扱う場合を想定する。この信号では、インターフレームギャップの長さ、すなわち連続するアイドルバイト(I)のバイト数は最小値が12になるように規定されている。但し、この最小値は状況に応じて瞬間的には12±3の範囲で変動することが許されている。変換後においても、インターフレームギャップの長さは規定された値に合わせる必要がある。
【0010】
ところが、信号のパラレル数の変換を実施するとフレームの先頭位置、つまり信号(S)の割り当てられるレーンの位置が変化してしまう。しかし、例えば64B/66B符号において「フレームの先頭は必ずレーン(0)になければならない」という制約がある。
そこで、例えば図11に示すように各インターフレームギャップを構成するアイドルバイト(I)の数を増減し、信号(S)の位置をレーン(0)に移動する必要がある。
【0011】
但し、インターフレームギャップの長さは平均的に12(バイト)になるように制御しなければならない。
ところが、例えば図11に示すインターフレームギャップIFG(2)の場合には、アイドルバイト数を調整した後のインターフレームギャップ長は7(バイト)になるため、8レーン全てがアイドルバイトで構成されるアイドルカラムはこのインターフレームギャップには存在しない。
【0012】
ところで、一般的に信号伝送においては、同期に用いられるクロックを修正して信号のタイミングを調整しなければならない場合がある。また、パラレル信号を伝送する場合には、実際の伝送に用いられる複数のケーブルや複数の配線の長さの違いなどの影響により、互いに同期すべき並列の信号の間にタイミングのずれ(スキュー)が生じる場合がある。
【0013】
このようなクロックのタイミングの修正やスキューの調整を行うためには、各レーンの信号を時間軸に対してずらす必要がある。図11に示すインターフレームギャップIFG(1)のように、アイドルバイトだけで構成されるアイドルカラムが存在する場合には、フレーム信号の内容に影響のないアイドルカラムの時間を利用して、1つのアイドルカラムを抜き取ったり挿入したりしてクロックのタイミングを修正したり、アイドルカラムの一部のレーンのアイドルバイトを抜き取ったり挿入したりしてスキューの調整を行うことができる。
【0014】
しかし、図11に示すインターフレームギャップIFG(2)のようにアイドルカラムの存在しないインターフレームギャップが形成されると、その区間ではクロック調整のためのアイドルカラムの抜き差しや、スキュー調整ができなくなってしまう。
本発明は、並列信号のパラレル数を変換した場合に、アイドルカラムの存在しないインターフレームギャップにアイドルカラムを形成することが可能なフレーム信号処理方法を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
請求項1は、互いに隣接するフレームの間にインターフレームギャップが配置され、インターフレームギャップが複数のアイドルバイトで構成されるフレーム信号が、M個の複数の伝送チャネルを表すMレーンに割り当てられた並列バイト列として入力される場合に、前記フレーム信号を処理してMよりも大きいK個の伝送チャネルに割り当てられるKレーンの並列バイト列に並べ替えて出力するためのフレーム信号処理方法において、入力されるフレーム信号のクロックよりも周波数が大きい内部クロック信号を生成し、フレーム信号のインターフレームギャップに対して、所定以上の数のアイドルバイトを新たに挿入し、フレーム信号を一時的に蓄積するために配置されるバッファの信号蓄積量を監視し、検出した信号蓄積量の増減に応じて、前記インターフレームギャップに対するアイドルバイトの挿入又は抜き取りを実施することを特徴とする。
【0016】
アイドルカラムの存在しないインターフレームギャップにアイドルカラムを形成するためには、そのインターフレームギャップに新たなアイドルバイトを挿入すればよい。しかし、アイドルバイトを挿入すると、信号全体の情報量が増えることになり、信号のビットレートが変化する。
請求項1においては、入力されるフレーム信号のクロックよりも周波数が大きい内部クロック信号を生成するので、アイドルバイトの挿入に伴うビットレートの上昇に対しては、内部クロック信号を用いることで対応できる。
【0017】
実際には、連続的に現れる信号のインターフレームギャップにアイドルバイトを挿入するためには、FIFO(ファーストイン・ファーストアウト)のようなバッファを用いることになる。
また、クロックの周波数を固定する場合には、信号のフレーム長の変動に伴ってバッファに蓄積されている情報量が変動し、蓄積情報量の過不足が発生する。蓄積情報量が過多の場合には、バッファが溢れる可能性があり、蓄積情報量が不足し情報量が0になると、出力信号に不連続が生じることになる。
【0018】
バッファの信号蓄積量を監視し、検出した信号蓄積量の増減に応じて、インターフレームギャップに対するアイドルバイトの挿入又は抜き取りを実施することにより、信号のフレーム長の変動の影響を吸収することができる。
請求項2は、請求項1のフレーム信号処理方法において、Kレーンの並列バイト列に並べ替えられたフレーム信号上で、各フレームの先頭を表すスタートバイトが所定の基準レーンに移動するように挿入するアイドルバイトの数を調整することを特徴とする。
【0019】
入力信号をMレーンの並列バイト列からKレーンの並列バイト列に変換すると、スタートバイト(S)の位置が基準レーン(レーン(0))から他のレーンに移動する場合が多い。しかし、インターフレームギャップに新たに挿入するアイドルバイトの数を調整することにより、スタートバイトを基準レーンに移動させることができる。
【0020】
請求項3は、請求項1のフレーム信号処理方法において、入力されるフレーム信号をKレーンの並列バイト列に並べ替えた後で、インターフレームギャップに対するアイドルバイトの挿入を実施し、前記バッファの信号蓄積量を予め定めた上限値及び下限値と比較し、その比較結果に応じて、蓄積不足の場合には蓄積不足でなくなるまでアイドルバイトの挿入を実施し、蓄積過多の場合には蓄積過多でなくなるまでアイドルバイトの抜き取りを実施することを特徴とする。
【0021】
請求項3においては、クロックの周波数を予め固定する場合であっても、信号のフレーム長の変動の影響を吸収し、バッファの信号蓄積量を適正値に維持することができる。
請求項4は、請求項3のフレーム信号処理方法において、Kレーンの並列バイト列に並べ替えられたフレーム信号上で、各フレームの先頭を表すスタートバイトが所定の基準レーンに移動するように挿入するアイドルバイトの数を調整することを特徴とする。
【0022】
請求項4においては、インターフレームギャップに新たに挿入するアイドルバイトの数を調整することにより、スタートバイトを基準レーンに移動させることができる。
請求項5は、請求項1のフレーム信号処理方法において、Mレーンの並列バイト列のフレーム信号に対してインターフレームギャップにアイドルバイトの挿入を実施し、その処理が終了した後でMレーンの並列バイト列をKレーンの並列バイト列に並べ替えることを特徴とする。
【0023】
請求項6は、請求項2のフレーム信号処理方法において、スタートバイトを基準レーンに配置するために、
INSB=(Pa+Pb)K−1−IN
Pb=IG−Pa+1
Pa=1:スタートバイトと終端バイトが同一カラムにある場合
Pa=2:スタートバイトが終端バイトの次のカラムにある場合
Pa=3:スタートバイトが終端バイトの次の次のカラムにある場合
IN:入力のインターフレームギャップのアイドルバイト数の最小値
IG:最低アイドルカラム数設計値
とする場合に、(INSB+1−K)以上かつINSB以下の数のアイドルバイトをインターフレームギャップに挿入し、内部クロック信号の周波数Broutを次式で決定する
Brout=α・Brin
Brin:入力のクロック周波数
α=(INSB+IN+最小フレーム長)/(IN+最小フレーム長)
ことを特徴とする。
【0024】
請求項6においては、内部クロック信号の周波数Broutを計算式で求めた値に固定することができ、スタートバイトを基準レーンに配置することができる。
請求項7は、請求項6のフレーム信号処理方法において、Mレーンの並列バイト列のフレーム信号に対してインターフレームギャップにアイドルバイトの挿入を実施し、その処理が終了した後でMレーンの並列バイト列をKレーンの並列バイト列に並べ替えることを特徴とする。
【0025】
請求項8は、請求項6のフレーム信号処理方法において、入力されるフレーム信号が4レーンの並列バイト列であり、10ギガビット標準規格ネットワークのXGMIIの伝送フレーム構成を有する場合に、スタートバイトを基準レーンに配置するために、
INSB=(Pa+Pb)K−1−IN
Pb=IG−Pa+1
Pa=1:スタートバイトと終端バイトが同一カラムにある場合
Pa=2:スタートバイトが終端バイトの次のカラムにある場合
Pa=3:スタートバイトが終端バイトの次の次のカラムにある場合
IN:入力のインターフレームギャップのアイドルバイト数の最小値
IG:最低アイドルカラム数設計値
とする場合に、(INSB+1−K)以上かつINSB以下の数のアイドルバイトをインターフレームギャップに挿入し、内部クロック信号の周波数Broutを次式で決定する
Brout=α・Brin
Brin:入力のクロック周波数
α=(INSB+IN+最小フレーム長)/(IN+最小フレーム長)
ことを特徴とする。
【0026】
請求項8においては、XGMIIの信号を扱う場合に、内部クロック信号の周波数Broutを計算式で求めた値に固定することができ、スタートバイトを基準レーンに配置することができる。
請求項9は、請求項6のフレーム信号処理方法において、入力されるフレーム信号が4レーンの並列バイト列であり、10ギガビット標準規格ネットワークのXGMIIの伝送フレーム構成を有する場合に、出力信号を8レーンの並列バイト列に変換するとともに、スタートバイトを基準レーンに配置するために、INSB=14とし、内部クロック信号の周波数Broutを次式で決定する
Brout=(95/81)Brin
Brin:入力のクロック周波数
ことを特徴とする。
【0027】
請求項9においては、XGMIIの信号を扱い、8レーンの並列バイト列として信号を出力する場合に、内部クロック信号の周波数Broutを計算式で求めた値に固定することができ、スタートバイトを基準レーンに配置することができる。
請求項10は、請求項6のフレーム信号処理方法において、入力されるフレーム信号が4レーンの並列バイト列であり、10ギガビット標準規格ネットワークのXGMIIの伝送フレーム構成を有する場合に、出力信号を10レーンの並列バイト列に変換するとともに、スタートバイトを基準レーンに配置するために、INSB=20とし、内部クロック信号の周波数Broutを次式で決定する
Brout=(101/81)Brin
Brin:入力のクロック周波数
ことを特徴とするフレーム信号処理方法。
【0028】
請求項10においては、XGMIIの信号を扱い、10レーンの並列バイト列として信号を出力する場合に、内部クロック信号の周波数Broutを計算式で求めた値に固定することができ、スタートバイトを基準レーンに配置することができる。
【0029】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図1〜図11を参照して説明する。この形態は全ての請求項に対応する。
【0030】
図1は中継装置の主要部の構成(1)を示すブロック図である。図2はアイドルバイト制御回路の動作例(1)を示すフローチャートである。図3は中継装置の主要部の構成(2)を示すブロック図である。図4は中継装置の主要部の構成(3)を示すブロック図である。
【0031】
図5はアイドルバイト制御回路の動作例(2)を示すフローチャートである。図6はINSBの決定手順を示すフローチャートである。図7は信号処理の具体例(1)を示すタイムチャートである。図8は信号処理の具体例(2)を示すタイムチャートである。
図9は入力信号のフレームギャップのパターンとPaとの関係を示す模式図である。図10はアイドルバイトの挿入必要数の具体例を示す模式図である。図11はフレーム信号の変換例を示すタイムチャートである。
【0032】
図1に示す中継装置は、アイドルバイト検出回路10,アイドルバイト制御回路20,処理ユニット30,タイミング調整スキュー修正装置40,クロック生成回路50及びパラレル数変換回路60を備えている。また、処理ユニット30にはFIFOバッファ31,セレクタ回路32及びアイドルバイト発生回路33が含まれている。
【0033】
図1に示す中継装置の入力には、図11の上側に示すようなフレーム信号FLM1とそのデータのタイミングを表すクロック信号CLK1とが入力される。このフレーム信号FLM1は、データフレームと隣接するデータフレーム間に配置されるインターフレームギャップIFGとで構成されている。インターフレームギャップIFGは、予め定めたアイドルバイト(I)のみで構成される。
【0034】
また、このフレーム信号FLM1はMパラレル信号であり、M個のチャネルに相当する各レーン(0〜M−1)に割り当てられている。
データを処理する場合には、通常は1バイト毎に処理されるので、図中ではフレーム信号FLM1のデータは1バイト毎に区切って表してある。全レーンにまたがる図中縦方向の各列はカラムと呼ばれている。
【0035】
また、データフレームの先頭位置には予め定められたスタートバイト(S)が配置され、データフレームの最後尾には予め定められた終端バイト(T)が配置される。データフレームの本体を表す各データは(d)で表されている。なお、スタートバイト(S)と終端バイト(T)とが同じカラムには存在しないことを想定している。
【0036】
インターフレームギャップの長さ、すなわち連続するアイドルバイト(I)のバイト数は、XGMIIの信号を扱う場合を想定すると最小値が12になるように規定されている。但し、この最小値は状況に応じて瞬間的には12±3の範囲で変動することが許されている。
10ギガビットの標準規格ネットワークにおいては、4レーンに割り当てられた4パラレル信号を扱っているが、この形態では扱う信号を更に低速化するために、8レーンや10レーンのチャネルを用いて伝送することを想定している。
【0037】
そのために、図1に示す中継装置にはパラレル数変換回路60が設けてある。パラレル数変換回路60は、M個のレーンを使用するMパラレル信号(FLM1)を入力しK個のレーン(K=8,10など)を使用するKパラレル信号に並び替える。
このようなフレーム信号FLM1の並び替えを実施すると、データフレームの先頭を表すスタートバイト(S)が基準となるレーン(0)以外に移動する場合が多い。また、図11の下側に示されたインターフレームギャップIFG(2)のようにアイドルカラムの存在しないインターフレームギャップが形成される場合もある。アイドルカラムとは、アイドルバイトだけで構成されるカラムのことである。
【0038】
アイドルカラムが存在しないインターフレームギャップにおいては、図1のタイミング調整スキュー修正装置40においてカラム単位でタイミングやスキューを調整することができない。
そこで、図1に示す処理ユニット30においては、入力されるフレーム信号のインターフレームギャップに新たなアイドルバイトを挿入する。また、アイドルバイトの挿入によって情報量が入力よりも増えるためビットレートを変える必要がある。
【0039】
そのためにクロック生成回路50が設けてある。クロック生成回路50は、入力のクロック信号CLK1に基づいて、それよりも周波数の大きい内部クロックCLKEXTを生成する。この内部クロックCLKEXTは、処理ユニット30及びタイミング調整スキュー修正装置40の入力に印可される。
アイドルバイト検出回路10は、フレーム信号のインターフレームギャップのタイミングを検出するために、フレーム信号を監視してアイドルバイト(I)が現れたか否かを識別する。そして、アイドルバイトを検出すると検出信号IDDETを出力する。
【0040】
インターフレームギャップに対するアイドルバイトの挿入や抜き取りを実現するために、処理ユニット30にはFIFOバッファ31が設けてある。FIFOバッファ31は、アイドルバイト制御回路20から出力される信号IDCNTに従って、アイドルバイトの挿入や抜き取りを実施する。
FIFOバッファ31は所定量の情報を一時的に蓄積することができる。入力され蓄積された信号は、入力された順番と同じ順番で出力される。また、FIFOバッファ31は、それに蓄積されている情報量を予め定めた上限値及び下限値と比較し、それらの結果を信号IDSTOCKとして出力する。
【0041】
アイドルバイト制御回路20は、アイドルバイト検出回路10が出力する信号IDDET及びFIFOバッファ31が出力する信号IDSTOCKに従って制御信号IDCNTを生成する。
アイドルバイト制御回路20が出力する制御信号IDCNTは、FIFOバッファ31及びセレクタ回路32に入力される。
【0042】
アイドルバイト発生回路33は、アイドルバイトの信号を出力する。セレクタ回路32は、アイドルバイト制御回路20から出力される制御信号IDCNTに従って、FIFOバッファ31の出力とアイドルバイト発生回路33の出力との何れか一方を選択的に信号FLM4として出力する。
【0043】
例えば、FIFOバッファ31の出力の代わりにアイドルバイト発生回路33の出力を1バイト分だけセレクタ回路32で選択して出力すれば1バイトのアイドルバイトをフレーム信号のインターフレームギャップに挿入することができる。その場合、FIFOバッファ31の内部で蓄積されたデータを1バイトだけ後方にシフトする必要がある。
【0044】
また、FIFOバッファ31の内部で蓄積されたデータを1バイトだけ前方にシフトすれば、1バイトのアイドルバイトをフレーム信号から抜き取ることもできる。
アイドルバイト制御回路20の動作例(1)について、図2を参照しながら説明する。
【0045】
ステップS11では、アイドルバイト検出回路10が出力する信号IDDETを参照し、アイドルバイトを検出したか否か、すなわちインターフレームギャップが現れたか否かを識別する。
アイドルバイトを検出すると、次のステップS12で制御信号IDCNTを出力し、N個のアイドルバイトを新たに挿入するようにFIFOバッファ31及びセレクタ回路32を制御する。挿入するアイドルバイトの数Nについては、所定時間tの間の出力フレーム信号FLM4が所定値以上のアイドルカラムを含むように決定される。
【0046】
ステップS13では、FIFOバッファ31が出力する信号IDSTOCKを監視し、FIFOバッファ31における信号蓄積量の過不足を調べる。信号蓄積量が不足の場合、すなわちフレーム長の変動に伴って信号蓄積量が下限値以下のになった場合にはステップS14に進む。また、信号蓄積量が過剰の場合、すなわち信号蓄積量が上限値以上の場合にはステップS16に進む。
【0047】
ステップS14では、制御信号IDCNTを出力し、新たなアイドルバイトをカラム単位で挿入する。
ステップS16では、制御信号IDCNTを出力し、FIFOバッファ31に保持されているフレーム信号からカラム単位でアイドルバイトを抜き取る。
従って、FIFOバッファ31における信号蓄積量が過多の場合には、それが適正になるまでアイドルバイトの抜き取りが実施され、信号蓄積量が不足の場合にはそれが適正になるまでアイドルバイトの挿入が実施される。
【0048】
なお、図1に示す中継装置においてはパラレル数変換回路60でフレーム信号をのパラレル数をMからKに変換した後でアイドルバイトの挿入を実施しているが、図3に示すように処理ユニット30の後方にパラレル数変換回路60を配置し、アイドルバイトの挿入を実施した後でパラレル数をMからKに変換することもできる。
【0049】
また、図4に示すように構成を変更することもできる。すなわち、図1のアイドルバイト検出回路10の代わりに終端バイト検出回路11及びスタートバイト検出回路12を設ければ、インターフレームギャップの始まり及び終わりのタイミングを検出することができる。
アイドルバイト制御回路20の動作については、図5に示すように変更しても良い。図5の例では、図4に示す終端バイト検出回路11が出力する信号TDET及びスタートバイト検出回路12が出力する信号SDETを監視する場合を想定している。
【0050】
終端バイト検出回路11は、終端バイト(T)を検出した場合に信号TDETを出力する。また、スタートバイト検出回路12はスタートバイト(S)を検出した場合に信号SDETを出力する。
次に、挿入するアイドルバイトの数Nや内部クロックCLKEXTの周波数の決定方法について具体的に説明する。
【0051】
フレーム信号のパラレル数のみを変換し、新たなアイドルバイトをインターフレームギャップに挿入する前の信号については、図9に示すような3種類のパターンが考えられる。そこで、これらのパターンの種類をパラメータPaで次のように定義する。
Pa=1:スタートバイトと終端バイトが同一カラムにある場合
Pa=2:スタートバイトが終端バイトの次のカラムにある場合
Pa=3:スタートバイトが終端バイトの次の次のカラムにある場合
また、出力のフレーム信号におけるアイドルギャップ内の最低アイドルカラム数設計値IGを用いてパラメータPbを次のように定義する。
【0052】
Pb=IG−Pa+1 ・・・(1)
出力のフレーム信号におけるアイドルギャップ内にアイドルカラムが最低でもIG個存在するために挿入すべきアイドルバイトの数INSBは、次式で表される。
INSB=(Pa+Pb)K−1−IN ・・・(2)
IN:入力信号のアイドルギャップに存在するアイドルバイト数の最小値
すなわち、図6に示す手順によりINSBが求められる。
【0053】
また、内部クロックCLKEXTに必要とされる周波数Broutは次式で表される。
Brout=α・Brin ・・・(3)
α=(INSB+IN+最小フレーム長)/(IN+最小フレーム長)
Brin:入力信号のクロック周波数
従って、入力のクロック信号CLK1の周波数が一定であれば、クロック生成回路50が生成する内部クロックCLKEXTの周波数も予め決定して固定することができる。
【0054】
図5に示すステップS23においては、前記第(2)式に基づいてINSBの値を計算する。また、ステップS24では、(INSB+1−K)以上でかつINSB以下の範囲で挿入するアイドルバイトの数Nを決定する。これにより、スタートバイトを先頭レーン(レーン(0))に移動することができる。
INSB及び周波数Broutについては、条件が一定であれば、予め求めた値を用いることもできる。
【0055】
具体例として、入力されるフレーム信号FLM1が4レーンのバイトパラレル信号であり、10ギガビット標準規格ネットワークで用いられるXGMII規格の伝送フレーム構成である場合に、パラレル数変換回路60の出力側パラレル数Kを8に固定し、出力信号のインターフレームギャップに存在するアイドルカラム数を2とし、(IN=9)とする場合を想定する。
【0056】
この場合、
IN=9
K=8
Pa=2
であり、挿入処理前の出力信号に存在するアイドルカラムは1カラムであるので、次式が成立する。
【0057】
Pb=IG−Pa+1=2−2+1=1 ・・・(4)
INSB=(2+1)8−1−9=14 ・・・(5)
また、最小フレーム長が72バイトである場合を想定すると次式が成立する。
Brout=(INSB+IN+72)/(IN+72)・Brin=(95/81)・Brin ・・・(6)
もう1つの具体例を示す。ここでは、入力されるフレーム信号FLM1が4レーンのバイトパラレル信号であり、10ギガビット標準規格ネットワークで用いられるXGMII規格の伝送フレーム構成である場合に、パラレル数変換回路60の出力側パラレル数Kを10に固定し、出力信号のインターフレームギャップに存在するアイドルカラム数を2とし、(IN=9)とする場合を想定する。
【0058】
この場合、
IN=9
K=10
Pa=2
であり、挿入処理前の出力信号に存在するアイドルカラムは1カラムであるので、次式が成立する。
【0059】
Pb=IG−Pa+1=2−2+1=1 ・・・(7)
INSB=(2+1)10−1−9=20 ・・・(8)
また、最小フレーム長が72バイトである場合を想定すると次式が成立する。
Brout=(INSB+IN+72)/(IN+72)・Brin=(101/81)・Brin ・・・(9)
従って、挿入するアイドルバイトのバイト数INSB及び生成する内部クロックの周波数Broutを予め決定することができる。
【0060】
なお、本発明は、10ギガビット規格の信号伝送だけでなく、超高速信号を伝送する場合にも適用できる。
【0061】
【発明の効果】
例えばXGMII規格の入力信号を扱う場合には、インターフレームギャップにおけるアイドルバイト数の最小値が9になる。この信号を例えば4バイトパラレルから8バイトパラレルに拡張すると、3つのインターフレームギャップの中でアイドルカラムが存在するのが1つのインターフレームギャップだけになる場合もある。しかし、本発明を適用することにより、それぞれのインターフレームギャップにアイドルカラムを設けることができる。従って、クロックの調整やスキューの修正を頻繁に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】中継装置の主要部の構成(1)を示すブロック図である。
【図2】アイドルバイト制御回路の動作例(1)を示すフローチャートである。
【図3】中継装置の主要部の構成(2)を示すブロック図である。
【図4】中継装置の主要部の構成(3)を示すブロック図である。
【図5】アイドルバイト制御回路の動作例(2)を示すフローチャートである。
【図6】INSBの決定手順を示すフローチャートである。
【図7】信号処理の具体例(1)を示すタイムチャートである。
【図8】信号処理の具体例(2)を示すタイムチャートである。
【図9】入力信号のフレームギャップのパターンとPaとの関係を示す模式図である。
【図10】アイドルバイトの挿入必要数の具体例を示す模式図である。
【図11】フレーム信号の配列の変換例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
10 アイドルバイト検出回路
11 終端バイト検出回路
12 スタートバイト検出回路
20 アイドルバイト制御回路
30 処理ユニット
31 FIFOバッファ
32 セレクタ回路
33 アイドルバイト発生回路
40 タイミング調整スキュー修正装置
50 クロック生成回路
60 パラレル数変換回路
Claims (10)
- 互いに隣接するフレームの間にインターフレームギャップが配置され、インターフレームギャップが複数のアイドルバイトで構成されるフレーム信号が、M個の複数の伝送チャネルを表すMレーンに割り当てられた並列バイト列として入力される場合に、前記フレーム信号を処理してMよりも大きいK個の伝送チャネルに割り当てられるKレーンの並列バイト列に並べ替えて出力するためのフレーム信号処理方法において、
入力されるフレーム信号のクロックよりも周波数が大きい内部クロック信号を生成し、
フレーム信号のインターフレームギャップに対して、所定以上の数のアイドルバイトを新たに挿入し、
フレーム信号を一時的に蓄積するために配置されるバッファの信号蓄積量を監視し、検出した信号蓄積量の増減に応じて、前記インターフレームギャップに対するアイドルバイトの挿入又は抜き取りを実施する
ことを特徴とするフレーム信号処理方法。 - 請求項1のフレーム信号処理方法において、Kレーンの並列バイト列に並べ替えられたフレーム信号上で、各フレームの先頭を表すスタートバイトが所定の基準レーンに移動するように挿入するアイドルバイトの数を調整することを特徴とするフレーム信号処理方法。
- 請求項1のフレーム信号処理方法において、
入力されるフレーム信号をKレーンの並列バイト列に並べ替えた後で、インターフレームギャップに対するアイドルバイトの挿入を実施し、
前記バッファの信号蓄積量を予め定めた上限値及び下限値と比較し、その比較結果に応じて、蓄積不足の場合には蓄積不足でなくなるまでアイドルバイトの挿入を実施し、蓄積過多の場合には蓄積過多でなくなるまでアイドルバイトの抜き取りを実施する
ことを特徴とするフレーム信号処理方法。 - 請求項3のフレーム信号処理方法において、Kレーンの並列バイト列に並べ替えられたフレーム信号上で、各フレームの先頭を表すスタートバイトが所定の基準レーンに移動するように挿入するアイドルバイトの数を調整することを特徴とするフレーム信号処理方法。
- 請求項1のフレーム信号処理方法において、
Mレーンの並列バイト列のフレーム信号に対してインターフレームギャップにアイドルバイトの挿入を実施し、その処理が終了した後でMレーンの並列バイト列をKレーンの並列バイト列に並べ替える
ことを特徴とするフレーム信号処理方法。 - 請求項2のフレーム信号処理方法において、スタートバイトを基準レーンに配置するために、
INSB=(Pa+Pb)K−1−IN
Pb=IG−Pa+1
Pa=1:スタートバイトと終端バイトが同一カラムにある場合
Pa=2:スタートバイトが終端バイトの次のカラムにある場合
Pa=3:スタートバイトが終端バイトの次の次のカラムにある場合
IN:入力のインターフレームギャップのアイドルバイト数の最小値
IG:最低アイドルカラム数設計値
とする場合に、(INSB+1−K)以上かつINSB以下の数のアイドルバイトをインターフレームギャップに挿入し、
内部クロック信号の周波数Broutを次式で決定する
Brout=α・Brin
Brin:入力のクロック周波数
α=(INSB+IN+最小フレーム長)/(IN+最小フレーム長)
ことを特徴とするフレーム信号処理方法。 - 請求項6のフレーム信号処理方法において、
Mレーンの並列バイト列のフレーム信号に対してインターフレームギャップにアイドルバイトの挿入を実施し、その処理が終了した後でMレーンの並列バイト列をKレーンの並列バイト列に並べ替える
ことを特徴とするフレーム信号処理方法。 - 請求項6のフレーム信号処理方法において、
入力されるフレーム信号が4レーンの並列バイト列であり、10ギガビット標準規格ネットワークのXGMIIの伝送フレーム構成を有する場合に、スタートバイトを基準レーンに配置するために、
INSB=(Pa+Pb)K−1−IN
Pb=IG−Pa+1
Pa=1:スタートバイトと終端バイトが同一カラムにある場合
Pa=2:スタートバイトが終端バイトの次のカラムにある場合
Pa=3:スタートバイトが終端バイトの次の次のカラムにある場合
IN:入力のインターフレームギャップのアイドルバイト数の最小値
IG:最低アイドルカラム数設計値
とする場合に、(INSB+1−K)以上かつINSB以下の数のアイドルバイトをインターフレームギャップに挿入し、
内部クロック信号の周波数Broutを次式で決定する
Brout=α・Brin
Brin:入力のクロック周波数
α=(INSB+IN+最小フレーム長)/(IN+最小フレーム長)
ことを特徴とするフレーム信号処理方法。 - 請求項6のフレーム信号処理方法において、
入力されるフレーム信号が4レーンの並列バイト列であり、10ギガビット標準規格ネットワークのXGMIIの伝送フレーム構成を有する場合に、
出力信号を8レーンの並列バイト列に変換するとともに、スタートバイトを基準レーンに配置するために、
INSB=14とし、
内部クロック信号の周波数Broutを次式で決定する
Brout=(95/81)Brin
Brin:入力のクロック周波数
ことを特徴とするフレーム信号処理方法。 - 請求項6のフレーム信号処理方法において、
入力されるフレーム信号が4レーンの並列バイト列であり、10ギガビット標準規格ネットワークのXGMIIの伝送フレーム構成を有する場合に、
出力信号を10レーンの並列バイト列に変換するとともに、スタートバイトを基準レーンに配置するために、
INSB=20とし、
内部クロック信号の周波数Broutを次式で決定する
Brout=(101/81)Brin
Brin:入力のクロック周波数
ことを特徴とするフレーム信号処理方法。
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