JP3891945B2 - パケット通信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＰＵとパケットを送受信可能な複数の通信手段を内蔵するシステムＬＳＩにおいて、パケットを複数の通信手段間でハードウエアにより自動転送するパケット通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パケットを用いた通信装置として、イーサネット（Ethernet）（登録商標、以下同じ）をベースにＩＰ(Internet Protocol）を用いて音声データをやり取りするＩＰ電話などに使用されたものが知られている。この種のパケット通信装置は、ＣＰＵ，２つのイーサネットコントローラ，転送制御回路，メモリなどを備えて構成されており、一方のイーサネットコントローラをＨＵＢ（ハブ）にイーサネットを介して接続し、他方のイーサネットコントローラをＰＣ（パーソナルコンピュータ）にイーサネットを介して接続し、ＨＵＢとＰＣとを通信装置を介して接続することにより、ＨＵＢから敷くイーサネットケーブルの本数を削減する方式が採用されている。
【０００３】
このパケット通信装置においては、各イーサネットを介して受信したパケットの宛先が通信装置のときには受信したパケットをそのまま処理し、それ以外の宛先のパケットに対しては、宛先を判断して、必要なときには他方のイーサネットにそのパケットを転送するようになっている。これにより、この種のパケット通信装置においては、ＨＵＢから送信されたＰＣ宛の受信メールやインターネット情報などのパケットをＰＣ側のイーサネットに転送するとともに、ＰＣ側からの送信メールやインターネットアクセスなどのパケットをＨＵＢ側に転送し、且つ、受話器から入力された音声を音声データとして送信するとともに受信した音声データを音声としてスピーカから出力したりして、電話機能を実現することができる。
【０００４】
この場合、ＩＰ電話では、もともと１０ｍｓ〜２０ｍｓに１パケット程度、送受信するだけで、送信及び受信するパケット数は少なく、比較的リアルタイム性の低いＰＣ側からのパケットを転送することに支障がでることはない。ただ、ＩＰ電話では通話をスムーズに行うために、リアルタイム性の要求される音声データをやり取りするため、音声データが載ったパケットを優先的に、ＬＡＮや
ＷＡＮに流す必要がある。
【０００５】
このパケット通信で優先度通信を行う方式として、ＬＡＮ（Local Area Network）で使われるイーサネットでは、ネットワークの国際標準であるＯＳＩ（Open Systems Interconnection）参照モデルによると、第３層のネットワーク層であるＩＰ(Internet Protocol）レベルで優先度制御を行う方式と、第２層のデータリンク層であるＭＡＣ（Media Access Control）レベルで優先度制御を行う方式が知られている。
【０００６】
なお、ＩＰレベルでの優先度制御方式では、ＬＡＮで使用されるイーサネットの他に、ＷＡＮ（World Area Network）で使用されるＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）やフレームリレーでも使用可能である。
【０００７】
ところが、ＬＡＮで使われるイーサネット上でこのＩＰレベルでの優先度制御を行うためには、ＭＡＣ層の上であるＩＰ層でのプロトコル処理が必要となり、処理が複雑となる。
【０００８】
そこで、ＩＥＥＥ８０２委員会は、第２層での優先度制御を可能とする標準規格ＩＥＥＥ８０２．１ｐを制定した。さらに、最近ではＩＥＥＥ８０２．１ｐは、１つのＬＡＮを複数のＬＡＮの集合体として扱う仮想ＬＡＮのサポートを加え、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑに進化した。
【０００９】
しかし、このＩＥＥＥ８０２．１Ｑで規定されたイーサネットのパケットは、ＩＥＥＥ８０２．３で規定された通常のイーサネットパケットに優先度情報を付加したため、４バイト分長い。そのため、通常のイーサネットしか送受信できないパケット通信装置は、この優先度情報付きのパケットを受信することが出来ない。そこで、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑでは、パケットを転送するＨＵＢに対して、各通信装置に応じ、パケットを変換して転送するように規定している。
【００１０】
また、パケット変換をサポートしているＨＵＢでは、各イーサネットを接続するポートごとの設定となる。したがって、ＩＰ電話において、リアルタイム通信を実現するため、音声データをＩＥＥＥ８０２．１Ｑで規定された優先度情報付きのパケットを用いて通信を行うと、ＩＰ電話が接続されているＨＵＢから、
ＩＰ電話はもちろん、このＩＰ電話を介してＨＵＢと接続されているＰＣに対しても、この優先度付きパケットが送られてくる。
【００１１】
そこで、ＩＰ電話に接続されるＰＣがこの優先度付きパケットを受信出来ない場合には、ＨＵＢにて優先度付きパケットをＩＥＥＥ８０２．３で規定されたパケットに変換する方法がある。
【００１２】
また、ＩＰ電話内のＣＰＵでＰＣに転送するパケットを、優先度付きパケットからＩＥＥＥ８０２．３対応パケットに変換する方法がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ＨＵＢにて変換する方法は、ＨＵＢの設定は人間が行う必要があり手間がかかること、また、ＩＰ電話とＰＣが送信するパケットは、ＨＵＢにて同じ優先度を持つパケットに変換されてしまうという問題がある。
【００１４】
また、近年、インターネットブロードバンド化に伴い、ＬＡＮやＷＡＮが急激に高速化し、ＰＣが受信するパケット量が増大している。また、ＰＣがやり取りするインターネットサービスにも、電子メールやホームページアクセスなどのアクセス時間に制限がないものに加えて、最近では、ストリーミングと呼ばれるビデオやインターネットテレビや中継など、通信にリアルタイム性が要求されるインターネットサービスが増加しており、様々な優先度をもったパケットが行き交っている。
【００１５】
このような環境において、パケット通信装置に対して、ＰＣに転送するパケット数が増大とともに、転送処理スピードも要求され、その要求はＣＰＵの処理性能の向上よりもはるかに急激である。
【００１６】
そのため、パケット変換をＣＰＵで行う方式では、ＣＰＵ処理によるオーバーヘッドに加えて、ＰＣに転送するパケット数が増大すると、ＣＰＵ負荷が大きくなり、パケット変換処理が間に合わなくなり、フロー制御の発動や、転送パケットの破棄が起こる。
【００１７】
また、先に説明したＩＰ電話で考えると、転送によるＣＰＵの負荷が増大すると、もともとＣＰＵが行っていた音声処理が滞るため、ＩＰ電話自体のサービスが低下すると共に、フロー制御の発動によりＨＵＢからＩＰ電話に対して、一時的にパケット送信が止まり、ＩＰ電話が受信すべき音声データパケットが来なくなってしまう。また、転送パケットの破棄が発生した場合、破棄されたパケットの再送が行われるため、イーサネットの転送効率の低下を招く。
【００１８】
これに加えて、パケット通信装置にＩＰ電話の代わりにＩＰテレビ電話を使用した場合には、ＣＰＵには処理の重い映像処理が音声処理に加わり、ＣＰＵの負荷が重くなり、益々イーサネットの転送効率の低下が激しくなってしまう。
【００１９】
一方、パケット通信装置内のＣＰＵで実行されている通信プログラムとして、今まで作られてきた通信プログラムを流用する場合、その通信プログラムが、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑで規定されたパケットを送受信できず、プログラムの変更を伴うとともに、送信処理および、受信処理のオーバーヘッドが大きくなってしまう。そのため、パケット通信装置が処理すべきパケットが多くなると、ＣＰＵ負荷が増大を招き、フロー制御の発動や、受信パケットの破棄，送信パケットの送信遅れが発生する。フロー制御が発動すると、ＨＵＢからＰＣに対するパケットの送信も一時的に止まるため、パケット通信装置自体の処理性能に加え、ＰＣ側のイーサネット通信効率も低下してしまう。
【００２０】
本発明の目的は、パケット変換の要否を自動で判定するともに、パケットの転送又は送受信に伴うパケット変換を高速に行うパケット通信装置及びパケット通信モジュールを提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の通信対象と優先度情報付きパケット（新規格パケット）及び優先度情報のないパケット（旧規格パケット）を用いて、パケット通信を行う少なくとも２つの通信手段と、前記通信手段間でパケットを転送するパケット転送手段と、マルチメディアのようにリアルタイム性が要求される処理を行う計算手段と、前記計算手段が実行する少なくとも１つのプログラム及びデータ、また前記計算手段が送受信するパケットを保持する記憶手段とをもつパケット通信装置は、前記通信対象が、新規格パケットを受信できない場合、前記パケット転送手段は、当該通信対象に対して、新規格パケットを転送する際に、旧規格パケットに変換して転送する機能を備える構成とする。
【００２２】
また、前記パケット通信装置は、前記計算手段により設定可能であり、前記パケット変換の有無を設定する制御レジスタを少なくとも１つ持ち、前記通信対象が優先度情報付きパケットを受信できないと判断した際に、前記記憶手段に保持されたプログラムに基づいて、前記制御レジスタを新規格対応モードから旧規格対応モードの変更を、当該装置内部でクローズして行う構成とする。
【００２３】
また、パケット通信装置は、転送するパケットを一時的に保持するバッファを持っており、新規格パケットから旧規格パケットへの変換は、前記バッファに優先度情報のみをいれずに破棄することで実現する機能を備える構成とする。
【００２４】
また、パケット通信装置は、前記複数の通信対象ごとに、新規格パケット及び旧規格パケットに対応かの情報を保持する、連想メモリまたは、ＲＡＭテーブルを持ち、当該情報に基づいたパケット変換を、パケット通信装置内でクローズして、行う機能を備える構成とする。
【００２５】
これにより、パケット通信装置では、計算手段により実行されるプログラムが、自分に接続された通信装置が新規格パケットを受信可能か調べ、その結果、当該通信装置が旧規格パケット対応であった場合、本パケット通信装置内の制御レジスタまたは、連想メモリ（ＲＡＭテーブル）に設定する。転送手段は、この設定に基づきパケット変換を行うので、計算手段への負荷なしにパケット変換をが、このパケット通信装置内で全てクローズして実現される。
【００２６】
さらに、パケット通信装置は、前記記憶手段に保持された、前記計算手段で実行されるプログラムが新規格パケットを処理できない際に、前記転送手段が、当該新規格パケットを旧規格パケットに変換して、前記記憶手段に書き込むとともに、前記記憶手段にある旧規格パケットを新規格パケットに変換して、前記通信手段から、当該新規格パケットを送信する機能を備える構成とする。
【００２７】
また、パケット通信装置は、前記計算手段で設定可能であり、前記パケット変換の有無を設定する制御レジスタを持ち、前記計算手段で実行されるプログラムが、優先度情報付きパケットを処理できない際に、前記記憶手段に保持された前記プログラムと同一または異なるプログラムに基づいて、前記制御レジスタを新規格対応モードから旧規格対応モードの変更を、当該装置内部でクローズして行う機能を持つ構成とする。
【００２８】
また、パケット通信装置は、前記計算手段で設定可能であり、前記記憶手段に保持された送信パケットを旧規格パケットに新規格パケットに変更する際に、挿入する優先度情報を保持するレジスタを持ち、前記計算手段で実行されるプログラムが、優先度情報付きパケットを処理できない際に、前記記憶手段に保持された前記プログラムと同一または異なるプログラムに基づいて、前記レジスタに優先度情報の設定を、当該装置内部でクローズして行う機能を持つ構成とする。
【００２９】
これにより、パケット変換装置では、計算手段で実行される、記憶手段に保持されたプログラムが新規格パケットを処理できない場合、同一または他のプログラムにより、パケット変換装置内の制御レジスタを設定する。これにより、パケット変換装置が受信した新規格パケットは旧規格に変換されて記憶手段に保持される。また、同様に記憶手段内に保持されたプログラムにより、優先度情報を保持するレジスタが設定されることにより、記憶手段保持された旧規格パケットは、前記レジスタに基づいて、優先度情報を持つ新規格パケットに変換されて送信される。これも同様に、計算手段の負荷なしにパケット変換が、本パケット変換装置内でクローズして行われる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明のポイントを、図１，図６，図８，図３０を用いて説明する。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態を示すパケット通信装置のブロック構成図、図３０は、本発明に係わるパケット通信装置をＩＰ電話に適応した時のパケット通信システムのブロック構成図を示している。図３０において、ＩＰ電話８０００は、音声をイーサネットパケットに変換した音声パケットをやり取りして、ＩＰ電話間の会話を実現する。また、このＩＰ電話８０００に内蔵されたパケット通信装置としての２チャンネルイーサネット通信装置(2 Channel Ethernet)８００は、２チャンネル分の通信路（通信手段）を備えており、各チャンネルの通信路はそれぞれＰＨＹ（PHYsical layer transceiver）８１０ａ，８１０ｂを介してイーサネット８２０ａ，８２０ｂに接続されている。イーサネット８２０ａは上流側のインターネット（Internet）やイントラネット（Intranet）などのＷＡＮ(Wide Area Network）と接続するＨＵＢ装置８１００と接続されており、ＨＵＢ装置８１００及びＷＡＮを介して、ＩＰ電話８０００ｂおよびホームページデータを保持しているデータセンサ８２００に接続されている。また、イーサネット８２０ｂは下流側のイーサネット通信装置であるＰＣ８３０に接続されている。各イーサネット８２０ａ，８２０ｂはそれぞれ独立に動作可能に構成されており、ＨＵＢ８１００，ＩＰ電話８０００ａ，ＰＣ８３０間は、規格ＩＥＥＥ８０２．３およびＩＥＥＥ８０２．１Ｑに従ったイーサネットパケット（以下パケットと称する）を送受信することにより、ＩＰ電話８０００ａ，８０００ｂ間及びＰＣ８３０とデータセンタ８２００間で通信ができるようになっている。この場合、ＩＰ電話８０００ａ内にある２チャンネルイーサネット通信装置８００は、パケットの送受信を行うとともに、イーサネット８２０ａ，８２０ｂ間におけるパケット転送を行う機能を備えており、これにより、ＨＵＢ８１００とＰＣ830との間で２チャンネル通信装置８００を介して通信を行うことができる。
【００３２】
また、ＩＰ電話８０００ａはイーサネット８２０ａと８２０ｂ間でパケットの転送機能を有しており、これにより、ＰＣ８３０は、ＩＰ電話８０００ａ及びＨＵＢ８１００介して、データセンタ８２００とホームページなどのデータパケットのやり取りが可能である。
【００３３】
一方、ＷＡＮはベストエフォートであり、混雑するとパケットの伝播時間が長くなる。そのため、ＩＰ電話がやり取りする音声パケットの到着の遅れにより、受話器から聞こえる相手の声に途切れやノイズが入り、聞きづらくなる。そこで、図２８（ｂ）に示すＩＥＥＥ８０２．１Ｑ規格に従った優先情報付きパケットを用い、音声パケットが優先してＷＡＮ内を流れることで、音声パケットのやりとりのリアルタイム性を向上させ、ストレスのない会話を実現する。しかし、この優先情報付きパケットは、図２８（ａ）に示すＩＥＥＥ８０２．３規格に従った一般のイーサネットパケットに比べ、４バイト分長い。このため、イーサネット通信装置には、この優先情報付きパケットを送受信できないものも多く、ＩＰ電話の先についているＰＣ８３０が、受信できないことも容易に予想できる。
【００３４】
そこで、ＩＰ電話８０００ａ内蔵の２チャンネルイーサネット通信装置８００は、ＨＵＢ８１００から来たパケットをＰＣ８３０に転送する際に、図２８(ｂ)に示す優先情報付きパケットから図２８（ａ）に示す通常パケットに変換する機能を持つ。
【００３５】
また、２チャンネルイーサネット通信装置８００は、ＰＣ８３０が優先情報付きパケットを受信できるかどうか調べる手段を有する。具体的には、２チャンネルイーサネット通信装置８００は下流のデバイスであるＰＣ８３０に対し、優先情報付きパケットを送信する。ＰＣ８３０は優先情報パケット送受信可能ならば、当該優先情報つきパケットに対して応答を返すことができる。そのため、２チャンネルイーサネット通信装置８００は、下流デバイス（ＰＣ８３０）から応答があれば、ＰＣ８３０は優先情報パケットの送受信可能と、また、応答がなければＰＣ８３０は送受信不可能のため、通常パケットへの変換が必要と判断する。
【００３６】
以上から、２チャンネルイーサネット通信装置８００自身が、その結果に基づきパケット変換が必要ならば、ＨＵＢ８１００から来たパケットをＰＣ８３０に転送する際に、優先情報付きパケットから通常パケットへのパケット変換を行う。
【００３７】
２チャンネルイーサネット通信装置８００は、図１に示すように、ＣＰＵ１，メモリ２と、２チャンネルイーサネット通信モジュール４とそれらを接続するバス３から構成されている。上記２チャンネルイーサネット通信モジュール４は、バスＩ／Ｆ(インターフェース)回路４００，２つのバッファ１００ａ，１００ｂ，２つのＭＡＣ（Media Access Control）３００ａ，３００ｂ及び内部にパケット変換回路２５０を有する転送判定回路２００を備えて構成されており、ＭＡＣ３００ａはＰＨＹ８１０ａを介してイーサネット８２０ａに、同様に、ＭＡＣ３００ｂはＰＨＹ８１０ｂを介してイーサネット８２０ｂに接続されている。バッファ１００は、送信ＦＩＦＯ１１０,受信ＦＩＦＯ１２０,転送ＦＩＦＯ１３０から構成されており、転送ＦＩＦＯ１３０は、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂ間でパケットを転送するために使用する。さらに、転送判定回路２００は図６に示すように、パケット変換を双方向で行うため、セレクタ２１０，制御回路２２０，レジスタ２３０，ＣＡＭ２４０及び、パケット変換回路２５０を２組持っており、バスＩ／Ｆ回路４００，バッファ１００内の受信ＦＩＦＯ１１０，送信ＦＩＦＯ１２０，転送ＦＩＦＯ１３０とは、図６に示すように接続されている。
【００３８】
パケット変換回路２５０は、レジスタ２３０により設定されたモード及び、
ＣＡＭ２４０の内容に従って、優先情報付きパケットから通常パケットへの変換及び、その逆の変換を行う。そのため、転送時のパケット変換は、２チャンネルイーサネット通信モジュール内でクローズして行われる。このレジスタ２３０及び、ＣＡＭ２４０の設定内容は、電源投入時のデフォルト値はパケット変換を行わない設定となっている。ＣＰＵ１が実行するメモリ２内のプログラム（図５参照）により、下流デバイスの優先情報付きパケットの送受信可能かどうか判定及び、レジスタ２３０，ＣＡＭ２４０の設定が行われる。以上から、外部に特別な回路がなく、本２チャンネルイーサネット通信装置８００内ですべてクローズして行うことが可能である。
【００３９】
図２８に示すとおり、優先情報付きパケットと通常パケットの違いは、Ｑtgagと呼ばれる４バイトの有無である。そこで、パケット変換回路２５０は、ＭＡＣ３００が受信した優先情報付きパケットのＱｔａｇのみを、転送ＦＩＦＯ１３０にいれずに破棄することで、通常パケットへの変換を実現する。
【００４０】
さらに、先述の通りに、ＣＡＭ２４０は図８に示すように、連想メモリ（または、ＲＡＭテーブル）を用いて構成されており、下流のデバイスの持つＭＡＣアドレス毎に、転送する際に優先情報付きパケットから通常パケットに変換するかどうかの情報を持つ。パケット変換回路２５０はＭＡＣ３００が受信したパケットの宛先のＭＡＣアドレス（図２８のＤＡフィールド値）を元に、ＣＡＭ２４０を調べ、変換するかどうかを決定し、パケット変換を行う。
【００４１】
ここで、通常パケット（図２８（ａ））及びＱｔａｇ付きパケット（図２８（ｂ））のフレーム構成について説明する。
【００４２】
Ｑｔａｇ付きパケットは図１７（ｂ）に示すとおり、パケットの始まりを示す７バイト長のＰＲ（Preamble）と１バイト長のＳＦＤ(Start Frame Delimeter）と、宛先ＭＡＣアドレスを保持する６バイト長のＤＡ(Destination Address）フレーム，送信元ＭＡＣアドレスを保持する６バイト長のＳＡ（Source Address）フレーム，Ｑｔａｇ情報を保持する４バイト長のＱｔａｇ(ＩＥＥＥ８０２.１Ｑｔａｇ）フレーム，データを保持する４２〜１５００バイト長のＤａｔａフレーム，Ｄａｔａフレーム内のデータ長またはデータの種類を保持する２バイト長のＬ／Ｔ（Length／Type）フレーム、及び、本パケットが正しく受信できたかどうかを確認するための符号を保持する４バイト長のＦＣＳ(Frame Check Squence）、以上６つのフレームから構成され、パケット長は６４バイト〜１５２２バイトとなる。
【００４３】
このＱｔａｇフレームは、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑにて規定されたＱｔａｇであることを示す２バイトのコード０ｘ８１００（０ｘは１６進数を示す記号）とタグ制御情報を保持する２バイトのＴＣＩ(Tag Control Information）から構成されており、このＴＣＩにはパケットの優先順位情報や、仮想ＬＡＮ（Local AreaNetwork)で使用するＬＡＮ番号を保持されている。なお、このＴＣＩに関する詳しい情報は、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑの規格書にあり、本発明とは関係が無いので、ここでは割愛する。
【００４４】
一方、通常パケットは、Ｑｔａｇ付きパケットからＱｔａｇフレームを除いた、７バイト長のＰＲフレーム，１バイト長のＳＦＤ，６バイト長のＤＡフレーム，６バイト長のＳＡフレーム，２バイト長のＬ／Ｔフレーム，４６〜１５００バイト長のＤａｔａフレーム、及び、４バイト長のＦＣＳフレーム、以上５つのフレームから構成されており、パケット長は６４バイト〜１５１８バイトとなり、Ｑｔａｇ付きパケットと通常パケットの違いは、Ｑｔａｇフレームの有無だけである。なお、通常パケットのＤａｔａフレームが４６バイト長〜とＱｔａｇ付きパケットより４バイト長いのは、イーサネットの規格であるＩＥＥＥ８０２．３にて、パケット長は６４バイト以上と規定されているからである。
【００４５】
また、ＰＲフレーム，ＳＦＤフレーム，ＦＣＳフレームは、イーサネット上でパケットを正しく送受信するためのフレームであり、パケット通信内容とは関係なく、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂがパケットの送出をする時に付加し、受け取った時は、パケットから切り離して出力する。
【００４６】
以下、２チャンネルイーサネット通信装置８００の具体的構成について説明する。
【００４７】
２チャンネルイーサネット通信装置８００は、図１に示すように、複数の通信手段が送信するためのパケットを生成すると共に、その複数の通信手段が受信したパケットを処理するパケット生成処理手段であるＣＰＵ１と、メモリ２と、２チャンネルイーサネット通信モジュール（以下２チャンネル通信モジュールと称する）４と、それらを互いに接続するバス３から構成されている。２チャンネル通信モジュール４は、バスＩ／Ｆ（インターフェース）回路４００，２つのバッファ１００ａ，１００ｂ、複数の通信手段、本実施例では２つのイーサネットＭＡＣ（Media Access Control、以下ＭＡＣと称する）３００ａ，３００ｂ，転送判定回路２００を備えて構成されており、ＭＡＣ３００ａはＰＨＹ８１０ａ，イーサネット８２０ａを介して通信装置８３０ａに接続され、通信装置８３０ａとパケットの送受信を行うようになっている。すなわち、ＭＡＣ３００ａは、ＰＨＹ８１０ａ，イーサネット８２０ａを介して、通信対象としての通信装置８３０ａとパケットの送受信を行う通信手段として構成されている。
【００４８】
一方、ＭＡＣ３００ｂはＰＨＹ８１０ｂ，イーサネット８２０ｂを介して通信装置８３０ｂに接続され、通信装置８３０ｂとパケットの送受信を行うようになっている。すなわち、ＭＡＣ３００ｂはＰＨＹ８１０ｂ，イーサネット８２０ｂを介して、通信装置８３０ｂを通信対象としてパケットの送受信を行う通信手段として構成されている。
【００４９】
この場合、複数の通信手段であるＭＡＣ３００ａ，３００ｂが送受信するパケットは、２チャンネル通信モジュール４及び２チャンネルイーサネット通信装置８００では、送信，受信，転送の３種類のパケットに分類される。そこで、以下、混乱を避けるため、２チャンネルイーサネット通信装置８００及び２チャンネル通信モジュール４がパケットを送受信する場合を送信（送信する），受信（受信する），送受信（送受信する）と呼び、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂがパケットを送受信する場合を、パケットを送出（送出する），受取（受け取る），送受と呼ぶことにする。
【００５０】
メモリ２には、図５に示すように、ＣＰＵ１が実行するプログラム２０ａ，プログラム２０ａの実行状態を保持するワークエリア２０ｂ，２チャンネルイーサネット通信装置８００がイーサネット８２０ａ，(８２０ｂ)へ送信するためのパケットを保持する送信ディスクリプタ２１ａ，(２１ｂ)，イーサネット８２０ａ，（８２０ｂ）から受信したパケットを保持する受信ディスクリプタ２２ａ，
（２２ｂ）を備えて構成されている。
【００５１】
一方、ＣＰＵ１は、バス３を介して、メモリ２及び２チャンネル通信モジュール４にアクセスし、メモリ２に書き込まれたプログラム２０ａを実行し、２チャンネル通信モジュール４の状態（レジスタ）をアクセスし、メモリ２内の受信ディスクリプタ２２ａ，２２ｂにそれぞれ保持された受信パケットを読み込んで処理するとともに、送信パケットを生成し、生成した送信パケットをメモリ２内の送信ディスクリプタ２１ａ，２１ｂに書き込むように構成されている。
【００５２】
すなわち、ＣＰＵ１は、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが送出する送信パケットを生成するとともに、ＭＡＣ３００ａ，ＭＡＣ３００ｂが受け取ったパケットを処理するパケット生成処理手段として構成されている。
【００５３】
図６に、バスＩ／Ｆ回路４００，バッファ１００ａ，１００ｂ及び転送判定回路２００の具体的構成を示す。バスＩ／Ｆ回路４００は、入出力バッファ４４０，セレクタ４３０，入出力バッファ４４０及びセレクタ４３０を制御する制御回路４１０，レジスタ４２０を備えて構成されており、セレクタ４３０は、バッファ１００ａ，１００ｂの受信ＦＩＦＯ(First In First Out)１１０ａ，１１０ｂの出力によるパケットを選択し、選択したパケットを入出力バッファ４４０に出力するようになっている。入出力バッファ４４０はバス３からのパケットをバッファ１００ａ，１００ｂの送信ＦＩＦＯ１２０ａ，１２０ｂに出力するように構成されている。すなわち、制御回路４１０は、メモリ２内にある送信ディスクリプタ２１ａ，２１ｂを監視し、ＣＰＵ１により、送信ディスクリプタ２１ａ，２１ｂにパケットが登録された時には、入出力バッファ４４０を入力状態として、送信ディスクリプタ２１ａ（２１ｂ）に登録されたパケットをバス３を介して送信ＦＩＦＯ１２０ａ（１２０ｂ）に転送する。
【００５４】
同様に、制御回路４１０は、受信ＦＩＦＯ１１０ａ，１１０ｂにパケットが書き込まれた時には、入出力バッファ４４０を出力状態とし、セレクタ４３０に受信ＦＩＦＯ１１０ａ，１１０ｂの出力によるパケットを選択させ、選択されたパケットをバス３を介してメモリ２内の受信ディスクリプタ２２ａ，２２ｂに転送する。
【００５５】
バッファ１００ａ，１００ｂは、それぞれ受信したパケットを一時的に保持する受信ＦＩＦＯ１１０ａ，１１０ｂ、送信するパケットを一時的に保持する送信ＦＩＦＯを１２０ａ，１２０ｂを備えているとともに、ＭＡＣ３００ａとＭＡＣ３００ｂとの間でパケットを転送するために使用する転送ＦＩＦＯ１３０ａ，１３０ｂを備えて構成されている。すなわち、転送ＦＩＦＯ１３０ａ，１３０ｂは、通信装置８３０ａと８３０ｂとの間で相互に情報の授受を行うための転送用パケットを保持する転送用バッファ手段として構成されており、転送ＦＩＦＯ１３０ａには通信装置８３０ａから通信装置８３０ｂに転送するための転送用パケットが保持され、転送ＦＩＦＯ１３０ｂには、通信装置８３０ｂから通信装置８３０ａに転送するための転送用パケットが保持されるようになっている。
【００５６】
転送判定回路２００は、セレクタ２１０ａ，２１０ｂと、バッファ１００ａ，１００ｂを制御するための制御回路２２０ａ，２２０ｂと、転送判定回路２００の状態を保持するレジスタ２３０ａ，２３０ｂと、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットを２チャネルイーサネット通信装置８００および２チャネル通信モジュール４が受信するかあるいは他方のＭＡＣ３００ａまたはＭＡＣ300bに転送するか否かの判定情報を保持し、転送用パケットの送信元と宛先の通信対象に応じてパケット変換モードを設定する転送パケット変換モード決定手段であるＣＡＭ（Content Addressable Memory）２４０ａ，２４０ｂと、送信ＦＩＦＯ１２０ａと転送ＦＩＦＯ１３０ｂからのパケットのうちいずれかのパケットを選択してＭＡＣ３００ａに出力するセレクタ２１０ａと、送信ＦＩＦＯ１２０ｂと転送ＦＩＦＯ１３０ａからのパケットのうちいずれかのパケットを選択してMAC３００ｂへ出力するセレクタ２１０ｂと、ＭＡＣ３００ａ，ＭＡＣ３００ｂが受け取ったパケットを転送するため、通常パケットからＱｔａｇ付きパケットヘの変換、または、Ｑｔａｇ付きパケットから通常パケットへの変換を行うパケット変換回路２５０ａ，２５０ｂとを備えて構成されている。
【００５７】
レジスタ２３０ａ，２３０ｂは、図７に示すように、４本のレジスタかＲ2301，Ｒ２３１０,Ｒ２３１１,Ｒ２３１２から構成されている。レジスタＲ２３０１は、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットの宛先ＭＡＣアドレスがＣＡＭ２４０ａ，２４０ｂに未登録だった場合の処理（受信，転送，受信＆転送，破棄）を設定するレジスタである。また、レジスタＲ２３１０，Ｒ２３１１，Ｒ２３１２は、パケット変換に関する設定レジスタである。レジスタＲ２３１０は、パケット生成手段であるＣＰＵ１においてＭＡＣ３００ａとＭＡＣ３００ｂ間の転送する際のパケット変換のモード（Ｑｔａｇ挿入，削除，そのまま転送）を設定可能なパケット変換モードレジスタである。また、レジスタＲ２３１１は、ＣＰＵ１が設定可能な優先度情報を持たないパケットから優先度情報を持ったＱｔａｇをＭＡＣ３００に挿入して転送する際のＱｔａｇ値を設定するレジスタ。また、レジスタＲ２３１２は、Ｑｔａｇフレームを検出する２バイトコードを設定する（ここでは、０ｘ８１００：１６進数表記）。なお、レジスタ２３０ａ内のレジスタＲ２３１０はＭＡＣ３００ａからＭＡＣ３００ｂへの転送を、同様にレジスタ２３０ｂはＭＡＣ３００ｂからＭＡＣ３００ａへの転送を設定している。
【００５８】
ここで、レジスタＲ２３１２にＱｔａｇフレームを示すコード０ｘ８１００
（１６進数表記）を設定するとともに、レジスタＲ２３１１にＱｔａｇフレームを示すコードを含めるのは、Ｑｔａｇフレーム以外のフレームの挿入追加を行うことも可能とするためである。また、Ｑｔａｇ専用とする場合には、Ｒ２３１１及びＲ２３１２の０ｘ８１００の部分を固定値とし、さらに、ＣＰＵ１から読めなくしても同じことである。
【００５９】
ＣＡＭ２４０ａ，２４０ｂは連想メモリと呼ばれる特殊なメモリで構成されており、図８に示すように、各エントリには各ＭＡＣアドレスと、それに対応して、受信，転送，受信＆転送，破棄するかの処理情報と、及びワークエリアが設けられ、アドレスの変わりにＭＡＣアドレスを入力として、入力ＭＡＣアドレスと一致するＭＡＣアドレスを持つエントリの当該処理情報を出力するようになっている。また、ワークエリアはＣＰＵ１が、エントリの更新を行う際に使用する。また、複数のエントリでＭＡＣアドレスの一致が発生した場合、ｉｎｄｅｘ番号が一番若いエントリの処理番号の当該処理情報を出力する。このＣＡＭ２４０ａ，２４０ｂのエントリの設定及び更新はＣＰＵ１により行われる。
【００６０】
上記構成によるＣＡＭ２４０ａ，２４０ｂは、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットをそのパケットの宛先ＭＡＣアドレスから受信，転送，受信＆転送，破棄のいずれかを判定するために使われる。
【００６１】
すなわち、図２に示す通信システムが構築された際には、通信装置８３０ａ，通信装置８３０ｂ，２チャンネルイーサネット通信装置８００に対して、それぞれ各装置の固有のアドレスとして、ＭＡＣアドレスが設定されており、各通信装置は、パケットを送りたい通信装置のＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスとして、パケットを生成することにより通信が可能となる。それゆえ、ＣＡＭ240a，２４０ｂは、宛先ＭＡＣアドレスをベースに、受信・転送を設定することが可能となる。
【００６２】
例えば、ｉｎｄｅｘ０のＭＡＣアドレスが２チャネルイーサネット通信装置８００に入力されたときには、このパケットは通信装置８３０ａまたは通信装置８３０ｂに転送すべきパケットであると判定され、ｉｎｄｅｘＮに対応したMACアドレスのパケットの場合には２チャネルイーサネット通信装置８００が受信すべきパケットであると判定することができる。この際、一致するＭＡＣアドレスを持つエントリがなかった場合は、レジスタＲ２３０１により、受信，転送，受信＆転送，破棄のいずれかを設定することになる。
【００６３】
また、上記実施例ではＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットを受信，転送，受信＆転送、または破棄するかを設定するために使用するＣＡＭは、ＣＡＭ２４０ａ，２４０ｂの２つ存在するが、これを１つにまとめてＣＡＭ240とすることも可能である。
【００６４】
パケット変換回路２５０ａ，２５０ｂは、図９に示すとおり、バッファ2510とカウンタ２５２０を備えて構成されている。バッファ２５１０は、ＭＡＣ300a，３００ｂが受け取ったパケットを受信ＦＩＦＯ１１０ａ，１１０ｂ、または転送ＦＩＦＯ１３０ａ，１３０ｂに入れる際に、パケットの一部を一時的に保持するバッファである。
【００６５】
また、カウンタ２５２０は、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットをバイト単位でカウントするカウント手段であり、図１８に示す通常パケット及びＱｔａｇ付きパケットを構成する各フレームを切り分け、Ｑｔａｇフレームの有無を認識及び、パケット変換時のＱｔａｇフレームの挿入及び削除を行うために使用する。
【００６６】
上記構成による転送判定回路２００において、転送制御手段である制御回路２２０ａ，(２２０ｂ)は、ＭＡＣ３００ａ，(３００ｂ)が受け取った受信パケットが転送用パケットであると判定したときは、その受信パケットを転送ＦＩＦＯ１３０ａ，（１３０ｂ）に出力するとともに、ＣＰＵ１が生成した送信パケットの宛先の通信対象であるEthernet通信装置８３０ａ，８３０ｂに対応したＭＡＣ３００ａ，(３００ｂ）および転送ＦＩＦＯ１３０ａ，(１３０ｂ）に保持された転送用パケットの宛先のEthernet通信装置８３０ａ，８３０ｂに対応したＭＡＣ３００ａ，(３００ｂ)に出力する。具体的には、制御回路２２０ａ，(２２０ｂ)は、ＭＡＣ３００ａ，（３００ｂ）が受け取ったパケットを受信，転送，受信＆転送，破棄するかをＣＡＭ２４０ａ，（２４０ｂ）に問い合わせて決定する。受信する場合には、受信ＦＩＦＯ１１０ａ，（１１０ｂ）に、転送する場合には、転送ＦＩＦＯ１３０ａ，(１３０ｂ)に、受信＆転送する場合には、受信ＦＩＦＯ１１０ａ，(１１０ｂ）と転送ＦＩＦＯ１３０ａ，(１３０ｂ）の両方に、ＭＡＣ３００ａ，（３００ｂ）が受け取ったパケットを書き込む。破棄する場合には、受信ＦＩＦＯ１１０ａ，（１１０ｂ），転送ＦＩＦＯ１３０ａ，（１３０ｂ）のいずれにも当該パケットを書き込まず、そのまま破棄する。
【００６７】
また、制御回路２２０ａ，（２２０ｂ）は、レジスタ２３０ａ，２３０ｂ内のレジスタＲ２３１０の設定値に基づき、図１０に示す表にしたがって、転送FIFO１３０ａ，１３０ｂに書き込む際、カウンタ２５２０を用いて、パケットを構成する各フレームを認識し、Ｑｔａｇ付きパケットから通常パケットへの変換は、Ｑｔａｇフレームを転送ＦＩＦＯに書き込まないことで、また、通常パケットからＱｔａｇパケット変換は、Ｑｔａｇフレームを挿入して転送ＦＩＦＯに書き込むことで実現する。
【００６８】
これにより、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットを転送ＦＩＦＯ１３０ａ，１３０ｂに書き込むと同時にパケット変換が行われるため、パケット変換によるオーバーヘッド０にすることが可能となる。なお、通常パケットからＱｔａｇ付きパケットへの変換の際に挿入されるＱｔａｇフレームのＱｔａｇ値は、レジスタＲ２３１１に設定されたＱｔａｇ値を使用する。
【００６９】
また、制御回路２２０ａ，２２０ｂは、セレクタ２１０ａ，２１０ｂの切り替えを行い、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが送信ＦＩＦＯ１２０ａ，１２０ｂに保持されたパケットを送出するか、転送ＦＩＦＯ１３０ａ，１３０ｂに保持されたパケットを送出するかを選択する。
【００７０】
次に、パケットの送信処理を図１１にしたがって説明する。２チャネルイーサネット通信装置８００および２チャネル通信モジュール４において、パケットの送信を行うに際しては、２チャネル通信モジュール４がＣＰＵ１の起動を受けたときに、バスＩ／Ｆ回路４００の制御回路４１０の制御により、メモリ２にある送信ディスクリプタ２１ａ，（２１ｂ）から送信パケットを読み出し、送信FIFO１２０ａ，(１２０ｂ)に書き込み、当該パケットデータを送信ＦＩＦＯ１２０ａ，（１２０ｂ）から読み出してイーサネット８２０ａ，（８２０ｂ）に送出する。
【００７１】
次に、パケットの受信および転送処理は、図１２に示すように、ＭＡＣ300a，（３００ｂ）がパケットを受け取ると、転送判定回路２００がパケットの宛先ＭＡＣアドレスを調べ、ＣＡＭ２４０ａ，（２４０ｂ）を用いて、受信すべきパケットか転送すべきパケットかを判断する。受信すべきパケットであると判断したときには、当該パケットを受信ＦＩＦＯ１１０ａ，（１１０ｂ）に書き込む。これを受けてバスＩ／Ｆ回路４００が受信ＦＩＦＯ１１０ａ，（１１０ｂ）から当該パケットを読み出し、このパケットをバス３を介してメモリ２内の受信ディスクリプタ２２ａ、（２２ｂ）に書き込む。
【００７２】
一方、パケットを転送する場合には、転送判定回路２００は、ＭＡＣ３００ａ，（３００ｂ）が受け取ったパケットをパケット変換するか判断し、必要ならばパケット変換を行い、転送ＦＩＦＯ１３０ａ，（１３０ｂ）に書き込む。それを受けて、ＭＡＣ３００ｂ，（３００ａ）は転送ＦＩＦＯ１３０ａ，（１３０ｂ）から当該パケットを読み出し、イーサネット８２０ｂ，（８２０ａ）にそれぞれ送出する。
【００７３】
なお、パケット変換回路２５０がなく、ＣＰＵ１でパケット変換を行う場合、転送されるパケットのうちパケット変換が不要なパケットは、図１２に示すとおり、転送ＦＩＦＯ１３０ａ，（１３０ｂ）を介して、そのまま転送することが可能である。一方、転送されるパケットのうちパケット変換を要するパケットは、図１３に示すとおり、ＣＰＵ１によりパケット変換を行うため、受信ＦＩＦＯ１１０ａ，（１１０ｂ）を介して、パケット変換が必要な転送パケットであるという情報を付加し、メモリ２内の受信ディスクリプタ２２ａ，（２２ｂ）に書き込まれる。それを受けて、ＣＰＵ１は、受信ディスクリプタ２２ａ，（２２ｂ）から読み出し、パケット変換を行い、送信ディスクリプタ２１ａ，（２２ｂ）に書き込み、２チャンネル通信モジュール４に起動をかける。このとき、ＣＰＵ１は、Ｑｔａｇフレームの追加または削除を行うだけ、パケットの他のフレームには一切変更を加えない。
【００７４】
それを受けて、２チャンネル通信モジュール４は、パケット変換を行ったパケットを送信ディスクリプタ２１ａ，（２２ｂ）から読み出し、送信ＦＩＦＯ120a，（１２０ｂ）に書き込み、ＭＡＣ３００ａ，（３００ｂ）は当該パケットを送信ＦＩＦＯ１２０ａ，（１２０ｂ）から読み出して、イーサネット８２０ａ，
（８２０ｂ）に送出する。
【００７５】
そのため、パケットの移動数は、ＭＡＣ３００→受信ＦＩＦＯ１１０→受信ディスクリプタ２２→ＣＰＵ１での処理→送信ディスクリプタ２１→送信ＦＩＦＯ１２０→ＭＡＣ３００へと６回を数え、オーバーヘッドが大きい。さらに、CPU1によるパケット変換が必要となり、パケット変換を要する転送すべきパケット数が多くなると、ＣＰＵ負荷が増大し処理しきれず、本来受信すべきパケットに対する処理の遅れが生じ、フロー制御の起動や、上記当該転送すべきパケットに加え、受信パケットの破棄も発生する。特にパケットの破棄が発生すると、パケットの再送要求が発生し、イーサネットの効率が低下するとともに、ＣＰＵ自体の処理能力も低下してしまう。
【００７６】
そこで、本発明では、転送すべきパケットに対し、そのまま転送するパケットはもちろん、パケット変換を要するパケットについても、転送判定回路２００内で行い、転送処理に関するＣＰＵの負荷０を実現するとともに、ＭＡＣ３００ａ，（３００ｂ）が受け取った転送すべきパケットを転送ＦＩＦＯ１３０ａ，（１３０ｂ）に書き込む際に同時にパケット変換を行うことで、パケット変換による転送におけるオーバーヘッド０も実現している。
【００７７】
以下、パケット転送時における、本実施の形態における転送判定回路２００による変換処理を、図１４〜図１８を用いて説明する。図１４にＱｔａｇ付きパケットから通常パケットへの変換手順を示す。なお、ＭＡＣ３００ａが送出及び受信するパケットに対しては、セレクタ２１０ａ，制御回路２２０ａ，レジスタ２３０ａ，ＣＡＭ２４０ａ、及びパケット変換回路２５０ａを用いて、また、ＭＡＣ３００ｂが送出及び受信するパケットに対しては、セレクタ２１０ｂ，制御回路２２０ｂ，レジスタ２３０ｂ，ＣＡＭ２４０ｂ、及びパケット変換回路２５０ｂを用いて、処理されるため、以下各記号には、ａ，ｂを除いて記載する。
【００７８】
（ａ）ＭＡＣ３００がパケットの受け取りを開始すると、パケットデータが次々とバッファ２５１０に送られる。それを受け、制御回路２２０は、カウンタ２５２０のカウント値を０にリセットし起動させる。なお、カウンタ２５２０はＭＡＣ３００から送られてくるパケットデータの総バイトをカウントしている。カウンタ２５２０がＤＡフレーム長である６バイトに達したところで、ＤＡフレーム保持された宛先ＭＡＣアドレスをＣＡＭ２４０に問い合わせ、その結果と、レジスタ２３０内のレジスタＲ２３０１の値から、受信，転送，受信＆転送、及び、破棄かを判定し、この判定を元に、パケットの書き込み先を決定する。書き込み先は、受信の場合は受信ＦＩＦＯに、転送の場合は転送ＦＩＦＯ，受信＆転送の場合は、受信ＦＩＦＯと転送ＦＩＦＯ、最後に破棄の場合には書き込み先なしとなり、図１４の場合は、転送、または、受信＆転送場合の転送ＦＩＦＯに関するところである。
【００７９】
（ｂ）制御回路２２０は、ＤＡフレームは転送ＦＩＦＯ１３０に書き込み、続く、バッファ２５１０に入ってくるＳＡフレームも転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。カウンタ値が１２バイトに達したところで、バッファ２５１０には、続いて、Ｑｔａｇフレームが入っている。さらにカウンタ値が１４バイトに達したところで、制御回路２２０は、この２バイトを用いて、ＳＡフレームの次がＱｔａｇフレーム（Ｑｔａｇ付きパケット）かＬ／Ｔフレーム（通常パケット）かを判定する。この２バイトがレジスタＲ２３１２で設定された値である０ｘ８１００（１６進数表記）の場合はＱｔａｇフレーム、それ以外は、Ｌ／Ｔフレームと判断する。図１４では、Ｑｔａｇフレームが入ってきており、制御回路２２０は、ＭＡＣ３００が受け取っているパケットがＱｔａｇ付きパケットと判断する。
【００８０】
（ｃ）制御回路２２０は、レジスタ２３０内のレジスタＲ２３１０を元に、転送する際にパケット変換が必要かどうか図１０を元に判断する。この場合は、通常パケットへの変換となるため、制御回路２２０は、このＱｔａｇフレーム分の４バイトを転送ＦＩＦＯ１３０への書き込みをスキップし、このＱｔａｇフレームを破棄する。
【００８１】
（ｄ）カウンタ値が１６バイトに達すると、つぎは、Ｌ／Ｔフレーム，Dataフレームとなり、制御回路２２０は、バッファ２５１０のデータをそのまま転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。なお、最後のＦＣＳフレームについては、ＭＡＣ３００内で受け取ったパケットが正しいかどうかを判定するのに使用し、バッファ２５１０には転送されない。
【００８２】
そのため、転送ＦＩＦＯ１３０内には、ＭＡＣ３００が受け取ったパケットを構成するフレームのうち、ＤＡ，ＳＡ，Ｌ／Ｔ，Ｄａｔａの４つのフレームのみが書き込まれる。
【００８３】
以上の処理により、ＭＡＣ３００が受け取ったＱｔａｇ付きパケットが、オーバーヘッド０で、転送ＦＩＦＯ１３０に書き込まれる間に通常パケットに変換される。
【００８４】
続いて、図１５に、通常パケットからＱｔａｇ付きパケットに変換される過程を説明する。
【００８５】
（ａ）ＭＡＣ３００がパケットの受け取りの開始をうけ、制御回路２２０はカウンタ２５２０のカウンタ値をリセットし、起動させる。図１４と同様にカウンタ値が６バイトに達したところで、制御回路２２０は、宛先ＭＡＣアドレスをＣＡＭ２４０に問い合わせ、書き込み先のＦＩＦＯを決定する。図１５の場合は、転送、または、受信＆転送場合の転送ＦＩＦＯに関するところである。
【００８６】
（ｂ）制御回路２２０は、バッファ２５１０内のＤＡフレームを転送ＦＩＦＯ１３０に書き込み、続く、ＳＡフレームも、転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。カウンタ値が１２バイトに達したところで、バッファ２５１０には、続いて、Ｌ／Ｔフレームが入ってくる。
【００８７】
さらにカウンタ値が１４バイトに達したところで、制御回路２２０は、この２バイトを用いて、Ｌ／Ｔフレームであることを判定し、ＭＡＣ３００が受け取っているパケットが通常パケットであると判断する。
【００８８】
（ｃ）制御回路２２０は、レジスタＲ２３１０からＱｔａｇ付きパケットへの変換が必要と判定し、レジスタＲ２５１１で設定されているＱｔａｇ値を転送
ＦＩＦＯ１３０に書き込み、Ｑｔａｇフレームの挿入処理を行う。
【００８９】
（ｄ）制御回路２２０は、バッファ２５１０内のＬ／Ｔフレームに続いて、
Ｄａｔａフレームも転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。これにより、Ｑｔａｇフレームが挿入されたＱｔａｇ付きパケットが転送ＦＩＦＯ１３０に書き込まれる。
【００９０】
以上の処理により、ＭＡＣ３００が受け取った通常パケットが、オーバーヘッド０で、転送ＦＩＦＯ１３０に書き込まれる間にＱｔａｇ付きパケットに変換される。
【００９１】
図１６，図１７は、それぞれ、Ｑｔａｇ付きフレーム及び通常フレームが、変換されずにそのまま転送する場合である。
【００９２】
（ａ）ＭＡＣ３００がパケットの受け取りの開始をうけ、制御回路２２０はカウンタ２５２０のカウンタ値をリセットし、起動させる。図１４，図１５と同様にカウンタ値が６バイトに達したところで、制御回路２２０は、宛先ＭＡＣアドレスをＣＡＭ２４０に問い合わせ、書き込み先のＦＩＦＯを決定する。図１６，図１７の場合は、転送、または、受信＆転送場合の転送ＦＩＦＯに関するところである。
【００９３】
（ｂ）制御回路２２０は、バッファ２５１０内のＤＡフレームを転送ＦＩＦＯ１３０に書き込み、続く、ＳＡフレームも、転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。カウンタ値が１２バイトに達したところで、バッファ２５１０には、続いて、Qtagフレーム（Ｌ／Ｔフレーム）が入ってくる。
【００９４】
さらにカウンタ値が１４バイトに達したところで、制御回路２２０は、この２バイトを用いて、Ｑｔａｇフレーム（Ｌ／Ｔフレーム）であることを判定し、ＭＡＣ３００が受け取っているパケットがＱｔａｇ付きパケット(通常パケット)であると判断する。
【００９５】
続いて、制御回路２２０は、レジスタＲ２３１０から変換不要と判定し、つづく、Ｑｔａｇフレーム，Ｌ／Ｔフレーム，Ｄａｔａフレーム（Ｌ／Ｔフレーム，Ｄａｔａフレーム）転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。
【００９６】
以上により、ＭＡＣ３００が受け取ったパケットがそのまま転送ＦＩＦＯ130に書き込まれる。
【００９７】
また、パケットを受信する際には、ＭＡＣ３００ａ，（３００ｂ）に受け取ったパケットは受信ＦＩＦＯ１１０ａ，（１１０ｂ）に書き込まれる。受信する際にはパケット変換が行われないため、そのまま転送時の図１６，図１７と同じ動作であり、ただ、書き込まれる先が転送ＦＩＦＯ１３０から受信ＦＩＦＯ１１０に変わっただけである。
【００９８】
以上により、転送判定回路２００は、転送時のパケット変換（Ｑｔａｇ付きパケット→通常パケット，通常パケット→Ｑｔａｇ付きパケット）をＣＰＵへの負荷なしに実現するとともに、パケット変換によるオーバーヘッドも０で実現できる。
【００９９】
次に、このパケット変換方式の別の実施例として、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取った通常パケットをＱｔａｇ付きパケットに変換して転送ＦＩＦＯ130a，１３０ｂに書き込む際、挿入するＱｔａｇ値を当該通常パケットの送信元または宛先のＭＡＣアドレスにより決定する場合を示す。２チャンネルイーサネット通信装置８００及び２チャンネル通信モジュール４の構成は先述の実施例と同じ図１，図５であり、異なるのは、レジスタ２３０ａ，２３０ｂと、パケット変換回路２５０と、それに伴う転送判定回路２００の動作のみである。
【０１００】
レジスタ２３０ａ，２３０ｂは、図２０に示すように、先の実施例(図９)で使用したレジスタＲ２３０１，Ｒ２３１０，Ｒ２３１１，Ｒ２３１２に、２本のレジスタＲ２３１３，Ｒ２３１４を新たに加えた。レジスタＲ２３１３は、ＭＡＣ３００ａとＭＡＣ３００ｂとの間で転送する際に、パケット変換モード及び、通常パケットからＱｔａｇ付きパケットへの変換時に挿入するＱｔａｇ値を求めるために、当該パケットの送信元，宛先のＭＡＣアドレスのどちらを用いて、CAM２５３０に問合せを行うかを設定するレジスタである。なお、レジスタＲ1310により設定されたパケット変換モードは、レジスタＲ２３１３により設定された当該パケットの送信元または宛先ＭＡＣアドレスがＣＡＭ２５３０に未登録だった場合のパケット変換モード及びＲ２３１１により設定された挿入Ｑｔａｇ値は、送信元または宛先ＭＡＣアドレスがＣＡＭ２５３０に未登録であった場合、または、ＣＡＭ２５３０に登録されたＱｔａｇ情報が無効であった場合に挿入Ｑtag値として使用する。
【０１０１】
図２１にパケット変換回路２５０の構成を示す。パケット変換回路２５０は、バッファ２５１０とカウンタ２５２０及びＣＡＭ２５３０から構成されている。バッファ２５１０は、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットを受信ＦＩＦＯ１１０ａ，１１０ｂ、と転送ＦＩＦＯ１３０ａ，１３０ｂのいずれか一方か両方に書き込む際に、パケットの一部を一時的に保持する。また、カウンタ２５２０は、当該パケットをバッファ２５１０に取り込んだバイト数をカウントする。このカウンタ２５２０のカウント値を使用して、転送制御回路２２０ａ，２２０ｂが、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットのフレーム構成を解析し、通常パケットかＱｔａｇ付きパケットであるかを判定すると共に、Qtag付きパケットから通常パケットに変換する際には、Ｑｔａｇフレームの書き込みをスキップすることで、また、通常パケットからＱｔａｇ付きパケットへの変換は、Ｑｔａｇフレームの挿入ポイントを検出し、Ｑｔａｇフレームを挿入するために使用する。
【０１０２】
最後に、ＣＡＭ２５３０は、連想メモリと呼ばれる特殊なメモリであり、図２２に示すように、各エントリには、各ＭＡＣアドレスと、それに対応して、パケット変換モード情報（通常パケットからＱｔａｇ付きパケットへの変換と、Ｑｔａｇ付きパケットから通常パケットへの変換，そのまま転送，レジスタＲ２３１０による設定に従う）と、通常パケットからＱｔａｇ付きパケットに変換する際に挿入するＱｔａｇフレームに設定するＱｔａｇ情報（Ｑｔａｇ値が有効であるかを示すＶビットと、Ｑｔａｇ値本体）と、ワークエリアが設けられ、アドレスの代わりにＭＡＣアドレスを入力として、入力されたＭＡＣアドレスと一致するＭＡＣアドレスを持つエントリの当該情報を出力するようになっている。また、ワークエリアはＣＰＵ１がエントリの更新を行う際に使用される。
【０１０３】
また、複数のエントリでＭＡＣアドレスが一致した場合は、ｉｎｄｅｘ番号が一番若いエントリの当該情報を出力する。このＣＡＭ２５３０のエントリの設定及び更新はＣＰＵ１により行われる。
【０１０４】
以下、転送判定回路２００によるパケット転送時のパケット変換処理の内容を、図１２を用いて説明する。なお、ＭＡＣ３００ａが送出及び受信するパケットに対しては、セレクタ２１０ａ，制御回路２２０ａ，レジスタ２３０ａ，ＣＡＭ２４０ａ、及びパケット変換回路２５０ａを用いて、また、ＭＡＣ３００ｂが送出及び受信するパケットに対しては、セレクタ２１０ｂ，制御回路２２０ｂ，レジスタ２３０ｂ，ＣＡＭ２４０ｂ、及びパケット変換回路２５０ｂを用いて、処理されるため、以下各記号には、ａ，ｂを除いて記載する。
【０１０５】
（ａ）ＭＡＣ３００がパケットの受取を開始すると、パケットデータが次々とバッファ２５１０に送られる。それを受け、制御回路２２０は、カウンタ2520のカウント値を０にリセットし起動させる。なお、カウント２５２０はＭＡＣ300から送られるパケットデータのバイト数をカウントしている。カウンタ２５２０がＤＡフレーム長である６バイトに達したところで、ＤＡフレームに保持された宛先ＭＡＣアドレスをＣＡＭ２４０に問合せ、その結果と、レジスタ２３０内のレジスタＲ２３０１の値から、当該パケットを受信，転送，受信＆転送、または、破棄かを判定し、その判定を元に、パケットの書き込み先を決定する。書き込み先は、受信の場合は受信ＦＩＦＯ１１０、転送の場合は転送ＦＩＦＯ１３０、受信＆転送の場合は、受信ＦＩＦＯ１１０と転送ＦＩＦＯ１３０の両方に、最後に破棄の場合は、書き込み先なしとなる。
【０１０６】
（ｂ）（ａ）で、制御回路２２０は、当該パケットを転送または、受信＆転送と判断すると、続いて、レジスタＲ２３１３の値から、当該パケットの転送モード及び挿入Ｑｔａｇ値を求めるために、宛先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスのどちらを用いて、ＣＡＭ２５３０に問い合わせるかを判定する。宛先MACアドレスの場合は、ＤＡフレームが保持する宛先ＭＡＣアドレスを用いて、CAM２５３０に問合せ、その結果と、レジスタＲ２３１０の値から、当該パケットのパケット変換モードを、及び、ＣＡＭ２５３０に問い合わせた結果と、レジスタＲ２３１１の値から、挿入するＱｔａｇ値を決定し、ＤＡフレームを転送FIFO１３０に書き込み、続く、ＳＡフレームも転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。また、レジスタ２３１３の値から、送信元ＭＡＣアドレスを用いてＣＡＭ２５３０に問い合わせる場合は、ＤＡフレームを転送ＦＩＦＯ１３０に書き込み、続く、ＳＡフレームがバッファ２５１０に入ってくるのを待つ。カウンタ２５２０のカウント値が１２バイトに達したところで、制御回路２２０は、ＳＡフレームに保持された送信元ＭＡＣアドレスを用いてＣＡＭ２５３０に問合せ、その結果とレジスタＲ２３１０とＲ２３１１の値から、当該パケットのパケット変換モードと挿入するＱｔａｇ値を決定し、ＳＡフレームを転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。
【０１０７】
なお、ここで決定するパケット変換モードは、Ｑｔａｇ付きパケット変換転送モード，通常パケット変換転送モード，変換なし転送モードの３種類である。
【０１０８】
（ｃ）続いて、バッファ２５１０には、当該パケットがＱｔａｇ付きパケットならばＱｔａｇフレームが、通常フレームならばＬ／Ｔフレームが入ってくる。さらにカウンタ２５２０のカウント値が１４バイトに達したところで、制御回路２２０は、この２バイトを用いて、この２バイトがレジスタＲ２３１２で設定された値である０ｘ８１００（１６進数表記）の場合は続くフレームがＱｔａｇフレームであると、また、それ以外の場合はＬ／Ｔフレームと判定する。その判定結果がＱｔａｇフレームの場合、当該パケットがＱｔａｇ付きパケットと、また、Ｌ／Ｔフレームの場合は通常フレームと判定する。その判定結果に基づき、制御回路２２０は、当該パケットの種類と（ｂ）で決定したパケット変換モードから、図１０示す、パケット変換内容（変換せずそのまま転送，通常パケットに変換し転送，Ｑｔａｇ付きパケットに変換し転送）を決定する。
【０１０９】
（ｄ−１：変換せずそのまま転送）当該パケットがＱｔａｇ付きパケットの場合、制御回路２２０はバッファ２５１０内のＱｔａｇフレーム、及び続いてバッファ２５１０に入ってくるＬ／Ｔフレーム，Ｄａｔａフレームを転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。また、当該パケットが通常パケットの場合、制御回路２２０はバッファ２５１０内のＬ／Ｔフレーム、及び、続いてバッファ２５１０に入ってくるＤａｔａフレームを転送ＦＩＦＯに書き込む。これにより、ＭＡＣ３００が受け取ったパケットは転送ＦＩＦＯ１３０にそのまま変換せずに書き込まれる。
【０１１０】
（ｄ−２：通常パケットに変換し転送）当該パケットはＱｔａｇ付きパケットであり、制御回路２２０はバッファ２５１０内２バイトを含め、カウンタ2520のカウンタ値が１６バイトになるまで、転送ＦＩＦＯ１３０への書き込みをスキップし、Ｑｔａｇフレームを破棄する。続いてバッファ２５１０に入ってくるＬ／Ｔフレーム，Ｄａｔａフレームを転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。これにより、ＭＡＣ３００が受け取ったＱｔａｇ付きパケットは、Ｑｔａｇフレームのみが破棄された通常パケットに変換され、転送ＦＩＦＯ１３０に書き込まれる。
【０１１１】
（ｄ−３：Ｑｔａｇ付きパケットに変換し転送）当該パケットは通常パケットであり、制御回路２２０は、（ｂ）で判定したＱｔａｇ値を持つＱｔａｇフレームを転送ＦＩＦＯ１３０に書き込み、その後、バッファ２５１０内の２バイト（Ｌ／Ｔフレーム）を含め、続いてバッファ２５１０に入ってくるＤａｔａフレームを転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。これによりＭＡＣ３００が受け取った通常パケットは、ＣＡＭ２５３０及びレジスタＲ２３１１により決定したＱｔａｇを持つＱｔａｇフレームが挿入されたＱｔａｇ付きパケットに変換され、転送ＦＩＦＯ１３０に書き込まれる。
【０１１２】
また、（ａ）にて受信または受信＆転送と判定された場合には、バッファ2510に入ってくる各フレームをそのまま受信ＦＩＦＯ１１０に書き込み、ＭＡＣ300が受け取ったパケットがそのまま受信ＦＩＦＯ１１０に書き込む。
【０１１３】
以上により、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットの送信元または宛先のＭＡＣアドレスに応じて、パケット変換モードや、Ｑｔａｇ付きパケットに変換する際に挿入されるＱｔａｇ値を設定することが可能となる。
【０１１４】
最後に、このパケット変換方式のもうひとつの実施例として、パケット通信装置８００が受信するパケットを通常パケットに変換と、パケット通信装置８００が送信する通常パケットをＱｔａｇ付きパケットに変換、及び転送するパケットに対して、転送判定装置２００がパケット変換を行うことで、ＣＰＵ１上で実行されるパケット生成処理プログラムが、Ｑｔａｇ付きパケットを生成及び処理できない時に、パケット通信装置８００がＱｔａｇ付きパケットの送信，受信、及び転送を実現する方法である。
【０１１５】
２チャンネルイーサネットパケット通信装置８００及び２チャンネル通信モジュール４の構成は、実施例と同じ図１，図５と同じであり、異なるのは、パケット変換回路２５０と、それに伴う転送判定回路２００の動作のみである。
【０１１６】
また、パケット変換回路２５０は、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットに対しては、受信ＦＩＦＯ１１０に書き込む際に、通常パケットに変換すると共に、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが送信ＦＩＦＯ１２０及び転送ＦＩＦＯ１３０に保持されたパケットを送出するために読み出す際に、通常パケットまたは、Ｑｔａｇ付きパケットに変換する。これにより、パケット変換回路２５０は、当該パケットが送信ＦＩＦＯ１２０及び転送ＦＩＦＯ１３０のどちらからのパケットであるかを関係なく、パケット変換を行う。図２４にパケット変換回路２５０の構成を示す。パケット変換回路２５０は、バッファ２５１０−１，2510−２，カウンタ２５２０−１,２５２０−２、及びＣＡＭ２５３０−１,２５３０−２から構成される。
【０１１７】
レジスタ２３０ａ，２３０ｂは、図２３に示すように、先の実施例（図２０）で使用したレジスタ５本のレジスタＲ２３０１，Ｒ２３１０〜２３１３に加えて、２本のレジスタＲ２３１４，２３１５を新たに加えた。レジスタＲ２３１５は、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットを受信ＦＩＦＯ１１０ａ，１１０ｂに書き込む際に、受信パケット変換モードを求めるために、当該パケットの送信元，宛先のＭＡＣアドレスのどちらを用いて、ＣＡＭ２５３０−１に問合せを行うかを設定するレジスタである。また、レジスタＲ２３１４は、レジスタＲ２３１５により設定された当該パケットの送信元または宛先ＭＡＣアドレスがＣＡＭ２５３０に未登録だった場合の受信パケット変換モードを設定するレジスタである。
【０１１８】
また、レジスタＲ２３１０〜２３１２は、全てＭＡＣ３００ａ，３００ｂが送出するパケットに対するパケット変換に関する設定レジスタとなる。レジスタＲ２３１０及びレジスタＲ２３１１は、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが送出するパケットに対するデフォルトの送出パケット変換モード（Ｑｔａｇ付きパケット送出モード，通常パケット送出モード，そのまま送出モード）及び、挿入するデフォルトＱｔａｇの値を設定するレジスタである。
【０１１９】
次に、パケット変換回路２５０に付いて説明する。
【０１２０】
なお、以下、パケット変換回路２５０ａ内の記号にはａ、また２５０ｂ内の記号にはｂを付加する。バッファ２５１０−１ａ，（２５１０−１ｂ）はＭＡＣ３００ａ，（３００ｂ）が受け取ったパケットを、受信ＦＩＦＯ１１０ａ，（１１０ｂ）、または転送ＦＩＦＯ１３０ａ，（１３０ｂ）のいずれか一方または両方に書き込む際に、当該パケットの一部を一時的に保持するバッファである。また、バッファ２５１０−２ａ，(２５１０−２ｂ)は、送信ＦＩＦＯ１２０ａ，（１２０ｂ）または転送ＦＩＦＯ１３０ｂ，（１３０ａ）に保持されたパケットをＭＡＣ３００ａ，（３００ｂ）に出力する際に、当該パケットの一部を一時的に保持するバッファである。また、カウンタ２５２０−１ａ，（２５２０−１ｂ）は、ＭＡＣ３００ａ，（３００ｂ）が受け取ったパケットをバッファ2510−１ａ，（２５１０−１ｂ）に取り込んだバイト数をカウントし、カウンタ2510−２ａ，（２５１０−２ｂ）は、送信ＦＩＦＯ１２０ａ，（１２０ｂ）または転送ＦＩＦＯ１３０ｂ，（１３０ａ）に保持されたパケットをバッファ２５１０−２ａ，（２５１０−２ｂ）に取り込んだバイト数をカウントする。
【０１２１】
また、ＣＡＭ２５３０−１ａ，２５３０−１ｂ，２５３０−２ａ，２５３０−２ｂの構成は、先の実施例（図２２）とであり、ＣＡＭ２５３０−１ａ，2530−１ｂそれぞれ、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットを受信する際に、パケットの送信元または宛先のＭＡＣアドレスに対して、パケット変換モードを出力し、ＣＡＭ２５３０−２ａ，２５３０−２ｂは、それぞれ、ＭＡＣ300a，３００ｂが送出するパケットの送信元または宛先のＭＡＣアドレスに対して、パケット変換モード及び挿入するＱｔａｇ情報を出力する。
【０１２２】
ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットを受信ＦＩＦＯ１２０に書き込む際に行われるパケット変換に関する受信パケット変換モードは、以下のように決定される。
【０１２３】
受信パケット変換モードは、レジスタＲ２３１５により設定された当該パケットの送信元または宛先のＭＡＣアドレスがＣＡＭ２５３０−１に登録されていた場合その登録された受信パケット変換モード（通常パケットに変換して受信，そのまま受信）を採用し、また、未登録の場合はレジスタＲ２３１４により設定された受信パケット変換モードを採用する。
【０１２４】
ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが送出するパケットに対して、送出パケット変換モード及び挿入するＱｔａｇ値は下記のように決定される。
【０１２５】
パケット変換モードは、レジスタＲ２３１３により設定された当該パケットの送信元または宛先のＭＡＣアドレスがＣＡＭ２５３０−２に登録されていた場合その登録された送出パケット変換モード（通常パケットに変換して送出，Ｑtag付きパケットに変換して送出，そのまま送出）を採用し、また、未登録の場合はレジスタＲ２３１０により設定された送出パケット変換モードを採用する。
【０１２６】
また、挿入されるＱｔａｇ値は、同様にレジスタＲ２３１３により設定された当該パケットの送信元または宛先のＭＡＣアドレスがＣＡＭ２５３０−２に登録されていた場合、その登録されたＱｔａｇ情報が有効であった場合は、そのQtag情報に設定されているＱｔａｇ値を採用し、それ以外（Ｑｔａｇ情報が無効、または、ＣＡＭ２５３０に未登録）の場合は、レジスタＲ２３１３により設定されたＱｔａｇ値を採用する。
【０１２７】
また、レジスタ２３０ａ，２３０ｂの設定内容及びパケット変換回路２５０ａ，２５０ｂ内のエントリの設定及び更新はＣＰＵ１により行われる。
【０１２８】
以下、本実施例における転送判定回路２００の動作を図２５を用いて、パケットの受取処理及び、送出処理について説明する。なお、ＭＡＣ３００ａが送出及び受信するパケットに対しては、セレクタ２１０ａ，制御回路２２０ａ，レジスタ２３０ａ，ＣＡＭ２４０ａ、及びパケット変換回路２５０ａを用いて、また、ＭＡＣ３００ｂが送出及び受信するパケットに対しては、セレクタ２１０ｂ，制御回路２２０ｂ，レジスタ２３０ｂ，ＣＡＭ２４０ｂ、及びパケット変換回路２５０ｂを用いて、処理されるため、以下各記号には、ａ，ｂを除いて記載する。
【０１２９】
まず、パケットの受取処理について説明する。
【０１３０】
（ａ）ＭＡＣ３００がパケットの受取処理を開始すると、ＭＡＣ３００はパケットデータを次々とバッファ２５１０−１に送るのを開始する。それを受け、制御回路２２０ａはカウンタ２５２０−１のカウント値を０にリセットし起動させる。なお、カウンタ２５２０−１はＭＡＣ３００から送られるパケットデータのバイト数カウントしている。カウンタ２５２０−１がＤＡフレーム長である６バイトに達したところで、ＤＡフレームに保持された宛先ＭＡＣアドレスをＣＡＭ２４０に問合せ、その結果と、レジスタ２３０内のレジスタＲ２３０１の値から、当該パケットを受信，転送，受信＆転送、または、破棄かを判定し、その判定を元に、パケットの書き込み先を決定する。書き込み先は、受信の場合は受信ＦＩＦＯ１１０、転送の場合は転送ＦＩＦＯ１３０、受信＆転送の場合は、受信ＦＩＦＯ１１０と転送ＦＩＦＯ１３０の両方に、最後に破棄の場合は、書き込み先なしとなる。
【０１３１】
（ｂ）（ａ）で、制御回路２２０は、当該パケットを受信または、受信＆転送と判断すると、受信ＦＩＦＯ１１０に書き込む際のパケット変換受信モードを求めるために、レジスタＲ２３１５の値から、宛先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスのどちらを用いて、ＣＡＭ２５３０−１に問い合わせるかを判定する。宛先ＭＡＣアドレスの場合は、ＤＡフレームが保持する宛先ＭＡＣアドレスを用いて、ＣＡＭ２５３０−１に問合せ、その結果と、レジスタＲ２３１４の値から、当該パケットのパケット変換モードを決定し、ＤＡフレームを受信ＦＩＦＯ１１０に書き込み、続く、ＳＡフレームも受信ＦＩＦＯ１１０に書き込む。
【０１３２】
また、レジスタ２３１５の値から、送信元ＭＡＣアドレスを用いてＣＡＭ2530−１に問い合わせる場合は、ＤＡフレームを受信ＦＩＦＯ１１０に書き込み、続く、ＳＡフレームがバッファ２５１０−１に入ってくるのを待つ。カウンタ2520−１のカウント値が１２バイトに達したところで、制御回路２２０は、ＳＡフレームに保持された送信元ＭＡＣアドレスを用いてＣＡＭ２５３０−１に問合せ、その結果とレジスタＲ２３１４の値から、当該パケットのパケット変換モードを決定し、ＳＡフレームを受信ＦＩＦＯ１１０に書き込む。
【０１３３】
なお、ここで決定されるパケット変換受信モードは、通常パケット変換受信モード，変換なし受信モードの２種類である。
【０１３４】
（ｃ）続いて、バッファ２５１０−１には、当該パケットがＱｔａｇ付きパケットならばＱｔａｇフレームが、通常フレームならばＬ／Ｔフレームが入ってくる。そこで、カウンタ２５２０−１のカウント値が１４バイトに達したところで、制御回路２２０は、この２バイトを用いて、この２バイトがレジスタＲ2312で設定された値である０ｘ８１００（１６進数表記）の場合は続くフレームがQtagフレームであると、また、それ以外の場合はＬ／Ｔフレームと判定する。その判定結果がＱｔａｇフレームの場合、当該パケットがＱｔａｇ付きパケットと、また、Ｌ／Ｔフレームの場合は通常フレームと判定する。その判定結果がＱｔａｇフレームの場合、当該パケットがＱｔａｇ付きパケットと、また、Ｌ／Ｔフレームの場合は通常フレームと分かる。その判定結果に基づき、制御回路２２０は、当該パケットの種類と（ｂ）で決定した受信パケット変換受信モードから、図２６に示す、パケット変換内容（変換せずそのまま受信，通常パケットに変換し受信）を決定する。
【０１３５】
（ｄ−１：変換せずそのまま転送）当該パケットがＱｔａｇ付きパケットの場合、制御回路２２０はバッファ２５１０−１内のＱｔａｇフレーム、及び続いてバッファ２５１０−１に入ってくるＬ／Ｔフレーム，Ｄａｔａフレームを受信ＦＩＦＯ１１０に書き込む。また、当該パケットが通常パケットの場合、制御回路２２０はバッファ２５１０−１内のＬ／Ｔフレーム、及び、続いてバッファ２５１０−１に入ってくるＤａｔａフレームを受信ＦＩＦＯ１１０に書き込む。これにより、ＭＡＣ３００が受け取ったパケットは受信ＦＩＦＯ１１０にそのまま変換せずに書き込まれる。
【０１３６】
（ｄ−２：通常パケットに変換し転送）当該パケットはＱｔａｇ付きパケットであり、制御回路２２０はバッファ２５１０−１内２バイトを含め、カウンタ２５２０−１のカウンタ値が１６バイトになるまで、受信ＦＩＦＯ１１０への書き込みをスキップし、Ｑｔａｇフレームを破棄する。続いてバッファ２５１０−１に入ってくるＬ／Ｔフレーム，Ｄａｔａフレームを受信ＦＩＦＯ１１０に書き込む。これにより、ＭＡＣ３００が受け取ったＱｔａｇ付きパケットは、Ｑtagフレームのみが破棄された通常パケットに変換され、受信ＦＩＦＯ１１０に書き込まれる。
【０１３７】
また、（ａ）にて転送または受信＆転送と判定された場合には、バッファ2510−１に入ってくる各フレームをそのまま転送ＦＩＦＯ１３０に書き込み、ＭＡＣ３００が受け取ったパケットをそのまま転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。
【０１３８】
引き続いて、パケットの送出処理について説明する。
【０１３９】
（ａ）送信ＦＩＦＯ１２０及び転送ＦＩＦＯ１３０にパケットが書き込まれると、それを受けて、制御回路２２０は、カウンタ２５２０−２のカウント値を０にリセットし起動させるとともに、送信ＦＩＦＯ１２０及び転送ＦＩＦＯ１３０のどちらからパケットを読み出すかセレクタ２１０で指定し、読み出したパケットデータをバッファ２５１０−２への書き込みを開始する。なお、カウント2520−２は送信ＦＩＦＯ１２０または転送ＦＩＦＯ１３０から送られるパケットデータのバイト数をカウントしている。
【０１４０】
（ｂ）カウンタ２５２０−２がＤＡフレーム長である６バイトに達したところで、制御回路２２０は、当該パケットを転送または、受信＆転送と判断すると、続いて、レジスタＲ２３１３の値から、当該パケットの送出パケット変換モード及び挿入Ｑｔａｇ値を求めるために、宛先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスのどちらを用いて、ＣＡＭ２５３０−２に問い合わせるかを判定する。宛先ＭＡＣアドレスの場合は、ＤＡフレームが保持する宛先ＭＡＣアドレスを用いて、ＣＡＭ２５３０−２に問合せ、その結果と、レジスタＲ２３１０の値から、当該パケットの送出パケット変換モードを、及び、ＣＡＭ２５３０−２に問い合わせた結果と、レジスタＲ２３１１の値から、挿入するＱｔａｇ値を決定し、ＤＡフレームをＭＡＣ３００に送る、続く、ＳＡフレームもＭＡＣ３００に送る。
【０１４１】
また、レジスタＲ２３１３の値から、送信元ＭＡＣアドレスを用いてＣＡＭ２５３０−２に問い合わせる場合は、ＤＡフレームをＭＡＣ３００に送り、続く、ＳＡフレームがバッファ２５１０−２に入ってくるのを待つ。カウンタ2520−２のカウント値が１２バイトに達したところで、制御回路２２０は、ＳＡフレームに保持された送信元ＭＡＣアドレスを用いてＣＡＭ２５３０−２に問合せ、その結果とレジスタＲ２３１０とＲ２３１１の値から、当該パケットのパケット変換モードと挿入するＱｔａｇ値を決定し、ＳＡフレームをＭＡＣ３００に送る。なお、ここで決定するパケット変換モードは、Ｑｔａｇ付きパケット変換モード，通常パケット変換モード，変換なしモードの３種類である。
【０１４２】
（ｃ）続いて、バッファ２５１０−２には、当該パケットがＱｔａｇ付きパケットならばＱｔａｇフレームが、通常フレームならばＬ／Ｔフレームが入ってくる。さらにカウンタ２５２０−２のカウント値が１４バイトに達したところで、制御回路２２０は、この２バイトを用いて、この２バイトがレジスタＲ２３１２で設定された値である０ｘ８１００（１６進数表記）の場合は続くフレームがＱｔａｇフレームであると、また、それ以外の場合はＬ／Ｔフレームと判定する。その判定結果がＱｔａｇフレームの場合、当該パケットがＱｔａｇ付きパケットと、また、Ｌ／Ｔフレームの場合は通常フレームと判定する。その判定結果に基づき、制御回路２２０は、当該パケットの種類と（ｂ）で決定した送出パケット変換モードから、図２７示す、パケット変換内容（変換せずそのまま送出，通常パケットに変換し送出，Ｑｔａｇ付きパケットに変換し送出）を決定する。
【０１４３】
（ｄ−１：変換せずそのまま送出）当該パケットがＱｔａｇ付きパケットの場合、制御回路２２０はバッファ２５１０−２内のＱｔａｇフレーム、及び続いてバッファ２５１０−２に入ってくるＬ／Ｔフレーム，ＤａｔａフレームをＭＡＣ３００に送る。また、当該パケットが通常パケットの場合、制御回路２２０はバッファ２５１０−２内のＬ／Ｔフレーム、及び、続いてバッファ２５１０−２に入ってくるＤａｔａフレームをＭＡＣ３００に送る。これにより、送信ＦＩＦＯ１２０または転送ＦＩＦＯ１３０に保持されていたパケットはＭＡＣ３００にそのまま変換せずに送られ、イーサネット８２０に送出される。
【０１４４】
（ｄ−２：通常パケットに変換し送出）当該パケットはＱｔａｇ付きパケットであり、制御回路２２０はバッファ２５１０−２内２バイトを含め、カウンタ２５２０−２のカウンタ値が１６バイトになるまで、ＭＡＣ３００に送るのをスキップし、Ｑｔａｇフレームを破棄する。続いて、バッファ２５１０−２に入ってくるＬ／Ｔフレーム，ＤａｔａフレームをＭＡＣ３００に送る。これにより、送信ＦＩＦＯ１２０または転送ＦＩＦＯ１３０に保持されていたＱｔａｇつきパケットは、Ｑｔａｇフレームのみが破棄された通常パケットに変換され、ＭＡＣ３００に送られて、イーサネット８２０に送出される。
【０１４５】
（ｄ−３：Ｑｔａｇ付きパケットに変換し転送）当該パケットは通常パケットであり、制御回路２２０は、（ｂ）で判定したＱｔａｇ値を持つＱｔａｇフレームをＭＡＣ３００に送り、その後、バッファ２５１０−２内の２バイト（Ｌ／Ｔフレーム）を含め、続いてバッファ２５１０−２に入ってくるＤａｔａフレームをＭＡＣ３００に送る。これにより、送信ＦＩＦＯ１２０または転送ＦＩＦＯ１３０に保持されていた通常パケットは、ＣＡＭ２５３０−２及びレジスタＲ２３１１により決定したＱｔａｇを持つＱｔａｇフレームが挿入されたＱtag付きパケットに変換され、ＭＡＣ３００に送られて、イーサネット８２０に送出される。
【０１４６】
以上により、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットを受信する際に、当該パケットの送信元または宛先のＭＡＣアドレスに応じて、パケット変換モードを決定すると共に、ＣＰＵ１が生成したパケットや、転送するパケットの送信元または宛先のＭＡＣアドレスに応じて、パケット変換モードや、Ｑｔａｇ付きパケットに変換する際に挿入されるＱｔａｇ値を決定することが可能となる。
【０１４７】
次に、本発明に係るパケット通信装置をＩＰ電話に適応したときのパケット通信システムの実施形態を図３０に示す。
【０１４８】
ＩＰ電話８０００ａは、２つのイーサネット８２０ａ，８２０ｂに接続されており、一方のイーサネット８２０ａはインターネットやイントラネットに接続されているＨＵＢ８１００に接続され、他方のイーサネット８２０ｂはイーサネット通信装置８３０としてのＰＣに接続されている。ＨＵＢ８１００はインターネットやイントラネットなどのＷＡＮ(Wide Area Network）を介して、ＩＰ電話８０００ｂと、ホームページデータを保持しているデータセンサ８２００に接続されている。
【０１４９】
ＩＰ電話８０００は、その内部に２チャネル通信装置８００，２つのＰＨＹ
８１０ａ，８１０ｂ，受話器８０１０，アナログ信号である音声入力信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器８０２０、その逆にディジタル信号をアナログ信号である音声出力信号に変換するＤ／Ａ変換器８０３０を備えて構成されている。受話器８０１０は、音声をアナログ信号に変換するマイク８０１１と、アナログ信号である音声出力信号を音声に変換するスピーカ８０１２を備えて構成されている。
【０１５０】
ＩＰ電話８０００ａとＩＰ電話８０００ｂとの間の通話は以下のようにして行われる。ＩＰ電話８０００ａのマイク８０１１より入力された音声は、Ａ／Ｄ変換器８０２０によりディジタル信号に変換されて２チャネル通信装置８００に入力される。２チャネル通信装置８００内のＣＰＵ１は、ディジタル信号を音声パケットに変換し、送信パケットとして、ＭＡＣ３００ａからイーサネット820ａに送信する。イーサネット８２０ａに送信されたパケットは、ＨＵＢ８１００ａからＷＡＮを通って相手側のＩＰ電話８０００ｂに送られる。相手側のＩＰ電話８０００ｂは、ＩＰ電話８０００ａが送信した音声パケットを受信すると、２チャネル通信装置８００内のＣＰＵ１で、受信した音声パケットを音声データに変換してＤ／Ａ変換器８０３０に出力する。この音声データはＤ／Ａ変換器8030によりアナログ信号である音声信号に変換され、スピーカ８０１２から音声として出力される。ＩＰ電話８０００ｂからＩＰ電話８０００ａに対する通信処理も同様に行われ、ＩＰ電話８０００ａとＩＰ電話８０００ｂとの間で通話が実現する。
【０１５１】
次に、ＩＰ電話８０００ａを介して接続されたＰＣ８３０がデータセンタ8200にあるホームページを読み込む処理は以下のように行われる。ＰＣ８３０がウェブブラウザを用いて、ホームページを表示する場合には、表示するホームページのＵＲＬの情報を持ったパケットがイーサネット８２０ｂに送信される。このパケットを２チャネル通信装置８００のＭＡＣ３００ｂが受信すると、このパケットの宛先のＭＡＣアドレスはＩＰ電話８０００宛ではないため、ＭＡＣ３００ａからイーサネット８２０ａに転送される。転送されたパケットは、ＨＵＢ8100を通り、ＷＡＮを介してデータセンタ８２００に到着する。データセンタ８２００ではＰＣ８３０が送信したパケットからＵＲＬ情報を読み出し、対応するホームページの情報をパケット化して送信する。データセンタ８２００から送信されたパケットは、ＷＡＮを介してＨＵＢ８１００に到着したあとイーサネット820ａを介して２チャネル通信装置８００内のＭＡＣ３００ａに受け取られる。このとき２チャネル通信装置８００内の転送判定回路２００は、データセンタ８２００から送信したパケットの宛先ＭＡＣアドレスを検索してＰＣ８３０宛であると判定したときには、このパケットをイーサネット８２０ｂに転送する。
【０１５２】
ＰＣ８３０がパケットを受信すると、ＰＣ８３０では受け取ったパケットからホームページデータを取り出し、ウェブブラウザに表示する。以上の処理によりＩＰ電話８０００を介してデータセンタ８２００とＰＣ８３０との間で通信が可能となる。
【０１５３】
ここで、ＣＰＵ１で実行される２つの音声処理（ディジタル信号から音声パケットへと変換する処理、及び、音声パケットからディジタル信号へと変換する処理）、イーサネット上での音声パケットのやりとりは、ノイズや間延びを防ぎ、音声をスムーズに伝えるために、一定期間以内に２つのＩＰ電話８０００間でやりとりを行うリアルタイム性が要求される。したがって、ＣＰＵ１にて、音声処理を優先的に実行すると共に、イーサネットにおいても優先度情報を付加できるＱｔａｇ付きパケットにて音声パケットをやりとりする必要がある。
【０１５４】
以上から、ＨＵＢとＩＰ電話８０００間は、Ｑｔａｇ付きパケットで通信が行われる。そのため、さらに、これに加え、データセンタ８２００とＰＣ８３０間の通信によるパケット転送処理があり、ＰＣ８３０にも、Ｑｔａｇ付きパケットが転送される可能性がある。
【０１５５】
そのため、ＰＣ８３０がＱｔａｇ付きパケットを受信できない場合、ＩＰ電話８０００にてＰＣ８３０に転送されるＱｔａｇ付きパケットを通常パケットに変換する必要が出てくる。このとき、パケット変換をＣＰＵ１にて行うと、ＣＰＵ１の負荷が増大し、音声処理が滞るとともに、処理しきれないパケット変換が必要な転送パケットが増え、転送パケットの破棄が発生し、イーサネットの効率が低下し、音声パケットのリアルタイム性が維持できなくなる。
【０１５６】
そこで、本発明の方式を採用することにより、ＣＰＵ、及び、転送処理のオーバーヘッドを０にできるため、音声処理及び音声パケット通信をスムーズに行うことが可能となる。
【０１５７】
【発明の効果】
ＩＥＥＥ８０２．１Ｑで規定された優先情報付きパケットの送受信ができない通信対象との接続を可能とする。これにより、パケットを転送する際に、送信・受信判定及び、パケット変換にかかるオーバーヘッドを０にすると共に、送信・受信判定及びパケット変換に伴う生成処理手段への負荷を０にすることにより、通信効率及び、生成処理手段の処理性能を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る２チャンネルイーサネット通信装置の一実施例のブロック構成図である。
【図２】本発明に係る２チャンネルイーサネット通信装置を用いた通信ネットワークのブロック構成図である。
【図３】本発明に係る２チャンネルイーサネット通信装置を複数台直接接続したときのシステム構成図である。
【図４】本発明に係る複数のイーサネット通信装置をＨＵＢに接続した時のシステム構成図である。
【図５】本発明に係るメモリの一実施例を示すブロック構成図である。
【図６】本発明に係るバスＩ／Ｆ回路，バッファ，転送判定装置のブロック構成図である。
【図７】本発明に係るレジスタの構成図である。
【図８】本発明に係るＣＡＭの構成図である。
【図９】本発明に係るパケット変換回路の構成図である。
【図１０】本発明に係るパケット変換条件を説明するための図である。
【図１１】本発明に係るパケットの送信処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明に係るパケットの受信・転送処理を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本発明に係るパケット変換をＣＰＵで際の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１４】本発明に係るパケット転送時に、Ｑｔａｇ付きパケットから通常パケットへの変換を説明するための図である。
【図１５】本発明に係るパケット転送時に、通常パケットからＱｔａｇ付きパケットへの変換を説明するための図である。
【図１６】本発明に係るパケット転送時に、Ｑｔａｇ付きパケットをそのまま転送FIFOに書き込む処理を説明するための図である。
【図１７】本発明に係るパケット転送時に、通常パケットをそのまま転送ＦＩＦＯに書き込む処理を説明するための図である。
【図１８】本発明に係るパケット受信時に、Ｑｔａｇ付きパケットを受信ＦＩＦＯに書き込む処理を説明するための図である。
【図１９】本発明に係るパケット受信時に、通常パケットを受信ＦＩＦＯに書き込む処理を説明するための図である。
【図２０】本発明に係るパケット変換回路のブロック構成図である。
【図２１】本発明に係るレジスタの構成説明図である。
【図２２】本発明に係るパケットの送信・受信・転送処理を説明するためのフローチャートである。
【図２３】本発明に係るパケット受信時のパケット変換条件を説明するための図である。
【図２４】本発明に係るパケット送出時のパケット変換条件を説明するための図である。
【図２５】本発明に係るパケット受信時に、受信ＦＩＦＯに書き込む処理を説明するための図である。
【図２６】本発明に係るパケット送信時に、イーサネットＭＡＣが送出するパケットの処理を説明するための図である。
【図２７】本発明に係るパケット送信時に、イーサネットＭＡＣが送出するパケットの処理を説明するための図である。
【図２８】本発明に係る通常パケット及びＱｔａｇ付きパケットのフレーム構成を示す図である。
【図２９】本発明に係る２チャンネルイーサネット通信装置を用いた通信ネットワークの他の実施例を示すブロック構成図である。
【図３０】本発明に係る２チャンネルイーサネット通信装置をＩＰ電話システムに適応した時のブロック図である。
【図３１】本発明に係る２チャンネルイーサネット通信装置の他の実施例のブロック構成図である。
【符号の説明】
１…ＣＰＵ、２…メモリ、３…バス、４…２チャンネル通信モジュール、100a，１００ｂ…バッファ、１１０ａ,１１０ｂ…受信ＦＩＦＯ、１２０ａ,１２０ｂ…送信ＦＩＦＯ、１３０ａ，１３０ｂ…転送ＦＩＦＯ、２００…転送判定回路、２５０…パケット変換回路、３００ａ，３００ｂ…イーサネットＭＡＣ、４００…バスＩ／Ｆ回路、８１０ａ，８１０ｂ…ＰＨＹ、８２０ａ，８２０ｂ…イーサネット、８３０ａ，８３０ｂ…イーサネット通信装置。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＰＵとパケットを送受信可能な複数の通信手段を内蔵するシステムＬＳＩにおいて、パケットを複数の通信手段間でハードウエアにより自動転送するパケット通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パケットを用いた通信装置として、イーサネット（Ethernet）（登録商標、以下同じ）をベースにＩＰ(Internet Protocol）を用いて音声データをやり取りするＩＰ電話などに使用されたものが知られている。この種のパケット通信装置は、ＣＰＵ，２つのイーサネットコントローラ，転送制御回路，メモリなどを備えて構成されており、一方のイーサネットコントローラをＨＵＢ（ハブ）にイーサネットを介して接続し、他方のイーサネットコントローラをＰＣ（パーソナルコンピュータ）にイーサネットを介して接続し、ＨＵＢとＰＣとを通信装置を介して接続することにより、ＨＵＢから敷くイーサネットケーブルの本数を削減する方式が採用されている。
【０００３】
このパケット通信装置においては、各イーサネットを介して受信したパケットの宛先が通信装置のときには受信したパケットをそのまま処理し、それ以外の宛先のパケットに対しては、宛先を判断して、必要なときには他方のイーサネットにそのパケットを転送するようになっている。これにより、この種のパケット通信装置においては、ＨＵＢから送信されたＰＣ宛の受信メールやインターネット情報などのパケットをＰＣ側のイーサネットに転送するとともに、ＰＣ側からの送信メールやインターネットアクセスなどのパケットをＨＵＢ側に転送し、且つ、受話器から入力された音声を音声データとして送信するとともに受信した音声データを音声としてスピーカから出力したりして、電話機能を実現することができる。
【０００４】
この場合、ＩＰ電話では、もともと１０ｍｓ〜２０ｍｓに１パケット程度、送受信するだけで、送信及び受信するパケット数は少なく、比較的リアルタイム性の低いＰＣ側からのパケットを転送することに支障がでることはない。ただ、ＩＰ電話では通話をスムーズに行うために、リアルタイム性の要求される音声データをやり取りするため、音声データが載ったパケットを優先的に、ＬＡＮや
ＷＡＮに流す必要がある。
【０００５】
このパケット通信で優先度通信を行う方式として、ＬＡＮ（Local Area Network）で使われるイーサネットでは、ネットワークの国際標準であるＯＳＩ（Open Systems Interconnection）参照モデルによると、第３層のネットワーク層であるＩＰ(Internet Protocol）レベルで優先度制御を行う方式と、第２層のデータリンク層であるＭＡＣ（Media Access Control）レベルで優先度制御を行う方式が知られている。
【０００６】
なお、ＩＰレベルでの優先度制御方式では、ＬＡＮで使用されるイーサネットの他に、ＷＡＮ（World Area Network）で使用されるＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）やフレームリレーでも使用可能である。
【０００７】
ところが、ＬＡＮで使われるイーサネット上でこのＩＰレベルでの優先度制御を行うためには、ＭＡＣ層の上であるＩＰ層でのプロトコル処理が必要となり、処理が複雑となる。
【０００８】
そこで、ＩＥＥＥ８０２委員会は、第２層での優先度制御を可能とする標準規格ＩＥＥＥ８０２．１ｐを制定した。さらに、最近ではＩＥＥＥ８０２．１ｐは、１つのＬＡＮを複数のＬＡＮの集合体として扱う仮想ＬＡＮのサポートを加え、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑに進化した。
【０００９】
しかし、このＩＥＥＥ８０２．１Ｑで規定されたイーサネットのパケットは、ＩＥＥＥ８０２．３で規定された通常のイーサネットパケットに優先度情報を付加したため、４バイト分長い。そのため、通常のイーサネットしか送受信できないパケット通信装置は、この優先度情報付きのパケットを受信することが出来ない。そこで、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑでは、パケットを転送するＨＵＢに対して、各通信装置に応じ、パケットを変換して転送するように規定している。
【００１０】
また、パケット変換をサポートしているＨＵＢでは、各イーサネットを接続するポートごとの設定となる。したがって、ＩＰ電話において、リアルタイム通信を実現するため、音声データをＩＥＥＥ８０２．１Ｑで規定された優先度情報付きのパケットを用いて通信を行うと、ＩＰ電話が接続されているＨＵＢから、
ＩＰ電話はもちろん、このＩＰ電話を介してＨＵＢと接続されているＰＣに対しても、この優先度付きパケットが送られてくる。
【００１１】
そこで、ＩＰ電話に接続されるＰＣがこの優先度付きパケットを受信出来ない場合には、ＨＵＢにて優先度付きパケットをＩＥＥＥ８０２．３で規定されたパケットに変換する方法がある。
【００１２】
また、ＩＰ電話内のＣＰＵでＰＣに転送するパケットを、優先度付きパケットからＩＥＥＥ８０２．３対応パケットに変換する方法がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ＨＵＢにて変換する方法は、ＨＵＢの設定は人間が行う必要があり手間がかかること、また、ＩＰ電話とＰＣが送信するパケットは、ＨＵＢにて同じ優先度を持つパケットに変換されてしまうという問題がある。
【００１４】
また、近年、インターネットブロードバンド化に伴い、ＬＡＮやＷＡＮが急激に高速化し、ＰＣが受信するパケット量が増大している。また、ＰＣがやり取りするインターネットサービスにも、電子メールやホームページアクセスなどのアクセス時間に制限がないものに加えて、最近では、ストリーミングと呼ばれるビデオやインターネットテレビや中継など、通信にリアルタイム性が要求されるインターネットサービスが増加しており、様々な優先度をもったパケットが行き交っている。
【００１５】
このような環境において、パケット通信装置に対して、ＰＣに転送するパケット数が増大とともに、転送処理スピードも要求され、その要求はＣＰＵの処理性能の向上よりもはるかに急激である。
【００１６】
そのため、パケット変換をＣＰＵで行う方式では、ＣＰＵ処理によるオーバーヘッドに加えて、ＰＣに転送するパケット数が増大すると、ＣＰＵ負荷が大きくなり、パケット変換処理が間に合わなくなり、フロー制御の発動や、転送パケットの破棄が起こる。
【００１７】
また、先に説明したＩＰ電話で考えると、転送によるＣＰＵの負荷が増大すると、もともとＣＰＵが行っていた音声処理が滞るため、ＩＰ電話自体のサービスが低下すると共に、フロー制御の発動によりＨＵＢからＩＰ電話に対して、一時的にパケット送信が止まり、ＩＰ電話が受信すべき音声データパケットが来なくなってしまう。また、転送パケットの破棄が発生した場合、破棄されたパケットの再送が行われるため、イーサネットの転送効率の低下を招く。
【００１８】
これに加えて、パケット通信装置にＩＰ電話の代わりにＩＰテレビ電話を使用した場合には、ＣＰＵには処理の重い映像処理が音声処理に加わり、ＣＰＵの負荷が重くなり、益々イーサネットの転送効率の低下が激しくなってしまう。
【００１９】
一方、パケット通信装置内のＣＰＵで実行されている通信プログラムとして、今まで作られてきた通信プログラムを流用する場合、その通信プログラムが、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑで規定されたパケットを送受信できず、プログラムの変更を伴うとともに、送信処理および、受信処理のオーバーヘッドが大きくなってしまう。そのため、パケット通信装置が処理すべきパケットが多くなると、ＣＰＵ負荷が増大を招き、フロー制御の発動や、受信パケットの破棄，送信パケットの送信遅れが発生する。フロー制御が発動すると、ＨＵＢからＰＣに対するパケットの送信も一時的に止まるため、パケット通信装置自体の処理性能に加え、ＰＣ側のイーサネット通信効率も低下してしまう。
【００２０】
本発明の目的は、パケット変換の要否を自動で判定するともに、パケットの転送又は送受信に伴うパケット変換を高速に行うパケット通信装置及びパケット通信モジュールを提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の通信対象と優先度情報付きパケット（新規格パケット）及び優先度情報のないパケット（旧規格パケット）を用いて、パケット通信を行う少なくとも２つの通信手段と、前記通信手段間でパケットを転送するパケット転送手段と、マルチメディアのようにリアルタイム性が要求される処理を行う計算手段と、前記計算手段が実行する少なくとも１つのプログラム及びデータ、また前記計算手段が送受信するパケットを保持する記憶手段とをもつパケット通信装置は、前記通信対象が、新規格パケットを受信できない場合、前記パケット転送手段は、当該通信対象に対して、新規格パケットを転送する際に、旧規格パケットに変換して転送する機能を備える構成とする。
【００２２】
また、前記パケット通信装置は、前記計算手段により設定可能であり、前記パケット変換の有無を設定する制御レジスタを少なくとも１つ持ち、前記通信対象が優先度情報付きパケットを受信できないと判断した際に、前記記憶手段に保持されたプログラムに基づいて、前記制御レジスタを新規格対応モードから旧規格対応モードの変更を、当該装置内部でクローズして行う構成とする。
【００２３】
また、パケット通信装置は、転送するパケットを一時的に保持するバッファを持っており、新規格パケットから旧規格パケットへの変換は、前記バッファに優先度情報のみをいれずに破棄することで実現する機能を備える構成とする。
【００２４】
また、パケット通信装置は、前記複数の通信対象ごとに、新規格パケット及び旧規格パケットに対応かの情報を保持する、連想メモリまたは、ＲＡＭテーブルを持ち、当該情報に基づいたパケット変換を、パケット通信装置内でクローズして、行う機能を備える構成とする。
【００２５】
これにより、パケット通信装置では、計算手段により実行されるプログラムが、自分に接続された通信装置が新規格パケットを受信可能か調べ、その結果、当該通信装置が旧規格パケット対応であった場合、本パケット通信装置内の制御レジスタまたは、連想メモリ（ＲＡＭテーブル）に設定する。転送手段は、この設定に基づきパケット変換を行うので、計算手段への負荷なしにパケット変換をが、このパケット通信装置内で全てクローズして実現される。
【００２６】
さらに、パケット通信装置は、前記記憶手段に保持された、前記計算手段で実行されるプログラムが新規格パケットを処理できない際に、前記転送手段が、当該新規格パケットを旧規格パケットに変換して、前記記憶手段に書き込むとともに、前記記憶手段にある旧規格パケットを新規格パケットに変換して、前記通信手段から、当該新規格パケットを送信する機能を備える構成とする。
【００２７】
また、パケット通信装置は、前記計算手段で設定可能であり、前記パケット変換の有無を設定する制御レジスタを持ち、前記計算手段で実行されるプログラムが、優先度情報付きパケットを処理できない際に、前記記憶手段に保持された前記プログラムと同一または異なるプログラムに基づいて、前記制御レジスタを新規格対応モードから旧規格対応モードの変更を、当該装置内部でクローズして行う機能を持つ構成とする。
【００２８】
また、パケット通信装置は、前記計算手段で設定可能であり、前記記憶手段に保持された送信パケットを旧規格パケットに新規格パケットに変更する際に、挿入する優先度情報を保持するレジスタを持ち、前記計算手段で実行されるプログラムが、優先度情報付きパケットを処理できない際に、前記記憶手段に保持された前記プログラムと同一または異なるプログラムに基づいて、前記レジスタに優先度情報の設定を、当該装置内部でクローズして行う機能を持つ構成とする。
【００２９】
これにより、パケット変換装置では、計算手段で実行される、記憶手段に保持されたプログラムが新規格パケットを処理できない場合、同一または他のプログラムにより、パケット変換装置内の制御レジスタを設定する。これにより、パケット変換装置が受信した新規格パケットは旧規格に変換されて記憶手段に保持される。また、同様に記憶手段内に保持されたプログラムにより、優先度情報を保持するレジスタが設定されることにより、記憶手段保持された旧規格パケットは、前記レジスタに基づいて、優先度情報を持つ新規格パケットに変換されて送信される。これも同様に、計算手段の負荷なしにパケット変換が、本パケット変換装置内でクローズして行われる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明のポイントを、図１，図６，図８，図３０を用いて説明する。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態を示すパケット通信装置のブロック構成図、図３０は、本発明に係わるパケット通信装置をＩＰ電話に適応した時のパケット通信システムのブロック構成図を示している。図３０において、ＩＰ電話８０００は、音声をイーサネットパケットに変換した音声パケットをやり取りして、ＩＰ電話間の会話を実現する。また、このＩＰ電話８０００に内蔵されたパケット通信装置としての２チャンネルイーサネット通信装置(2 Channel Ethernet)８００は、２チャンネル分の通信路（通信手段）を備えており、各チャンネルの通信路はそれぞれＰＨＹ（PHYsical layer transceiver）８１０ａ，８１０ｂを介してイーサネット８２０ａ，８２０ｂに接続されている。イーサネット８２０ａは上流側のインターネット（Internet）やイントラネット（Intranet）などのＷＡＮ(Wide Area Network）と接続するＨＵＢ装置８１００と接続されており、ＨＵＢ装置８１００及びＷＡＮを介して、ＩＰ電話８０００ｂおよびホームページデータを保持しているデータセンサ８２００に接続されている。また、イーサネット８２０ｂは下流側のイーサネット通信装置であるＰＣ８３０に接続されている。各イーサネット８２０ａ，８２０ｂはそれぞれ独立に動作可能に構成されており、ＨＵＢ８１００，ＩＰ電話８０００ａ，ＰＣ８３０間は、規格ＩＥＥＥ８０２．３およびＩＥＥＥ８０２．１Ｑに従ったイーサネットパケット（以下パケットと称する）を送受信することにより、ＩＰ電話８０００ａ，８０００ｂ間及びＰＣ８３０とデータセンタ８２００間で通信ができるようになっている。この場合、ＩＰ電話８０００ａ内にある２チャンネルイーサネット通信装置８００は、パケットの送受信を行うとともに、イーサネット８２０ａ，８２０ｂ間におけるパケット転送を行う機能を備えており、これにより、ＨＵＢ８１００とＰＣ830との間で２チャンネル通信装置８００を介して通信を行うことができる。
【００３２】
また、ＩＰ電話８０００ａはイーサネット８２０ａと８２０ｂ間でパケットの転送機能を有しており、これにより、ＰＣ８３０は、ＩＰ電話８０００ａ及びＨＵＢ８１００介して、データセンタ８２００とホームページなどのデータパケットのやり取りが可能である。
【００３３】
一方、ＷＡＮはベストエフォートであり、混雑するとパケットの伝播時間が長くなる。そのため、ＩＰ電話がやり取りする音声パケットの到着の遅れにより、受話器から聞こえる相手の声に途切れやノイズが入り、聞きづらくなる。そこで、図２８（ｂ）に示すＩＥＥＥ８０２．１Ｑ規格に従った優先情報付きパケットを用い、音声パケットが優先してＷＡＮ内を流れることで、音声パケットのやりとりのリアルタイム性を向上させ、ストレスのない会話を実現する。しかし、この優先情報付きパケットは、図２８（ａ）に示すＩＥＥＥ８０２．３規格に従った一般のイーサネットパケットに比べ、４バイト分長い。このため、イーサネット通信装置には、この優先情報付きパケットを送受信できないものも多く、ＩＰ電話の先についているＰＣ８３０が、受信できないことも容易に予想できる。
【００３４】
そこで、ＩＰ電話８０００ａ内蔵の２チャンネルイーサネット通信装置８００は、ＨＵＢ８１００から来たパケットをＰＣ８３０に転送する際に、図２８(ｂ)に示す優先情報付きパケットから図２８（ａ）に示す通常パケットに変換する機能を持つ。
【００３５】
また、２チャンネルイーサネット通信装置８００は、ＰＣ８３０が優先情報付きパケットを受信できるかどうか調べる手段を有する。具体的には、２チャンネルイーサネット通信装置８００は下流のデバイスであるＰＣ８３０に対し、優先情報付きパケットを送信する。ＰＣ８３０は優先情報パケット送受信可能ならば、当該優先情報つきパケットに対して応答を返すことができる。そのため、２チャンネルイーサネット通信装置８００は、下流デバイス（ＰＣ８３０）から応答があれば、ＰＣ８３０は優先情報パケットの送受信可能と、また、応答がなければＰＣ８３０は送受信不可能のため、通常パケットへの変換が必要と判断する。
【００３６】
以上から、２チャンネルイーサネット通信装置８００自身が、その結果に基づきパケット変換が必要ならば、ＨＵＢ８１００から来たパケットをＰＣ８３０に転送する際に、優先情報付きパケットから通常パケットへのパケット変換を行う。
【００３７】
２チャンネルイーサネット通信装置８００は、図１に示すように、ＣＰＵ１，メモリ２と、２チャンネルイーサネット通信モジュール４とそれらを接続するバス３から構成されている。上記２チャンネルイーサネット通信モジュール４は、バスＩ／Ｆ(インターフェース)回路４００，２つのバッファ１００ａ，１００ｂ，２つのＭＡＣ（Media Access Control）３００ａ，３００ｂ及び内部にパケット変換回路２５０を有する転送判定回路２００を備えて構成されており、ＭＡＣ３００ａはＰＨＹ８１０ａを介してイーサネット８２０ａに、同様に、ＭＡＣ３００ｂはＰＨＹ８１０ｂを介してイーサネット８２０ｂに接続されている。バッファ１００は、送信ＦＩＦＯ１１０,受信ＦＩＦＯ１２０,転送ＦＩＦＯ１３０から構成されており、転送ＦＩＦＯ１３０は、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂ間でパケットを転送するために使用する。さらに、転送判定回路２００は図６に示すように、パケット変換を双方向で行うため、セレクタ２１０，制御回路２２０，レジスタ２３０，ＣＡＭ２４０及び、パケット変換回路２５０を２組持っており、バスＩ／Ｆ回路４００，バッファ１００内の受信ＦＩＦＯ１１０，送信ＦＩＦＯ１２０，転送ＦＩＦＯ１３０とは、図６に示すように接続されている。
【００３８】
パケット変換回路２５０は、レジスタ２３０により設定されたモード及び、
ＣＡＭ２４０の内容に従って、優先情報付きパケットから通常パケットへの変換及び、その逆の変換を行う。そのため、転送時のパケット変換は、２チャンネルイーサネット通信モジュール内でクローズして行われる。このレジスタ２３０及び、ＣＡＭ２４０の設定内容は、電源投入時のデフォルト値はパケット変換を行わない設定となっている。ＣＰＵ１が実行するメモリ２内のプログラム（図５参照）により、下流デバイスの優先情報付きパケットの送受信可能かどうか判定及び、レジスタ２３０，ＣＡＭ２４０の設定が行われる。以上から、外部に特別な回路がなく、本２チャンネルイーサネット通信装置８００内ですべてクローズして行うことが可能である。
【００３９】
図２８に示すとおり、優先情報付きパケットと通常パケットの違いは、Ｑtgagと呼ばれる４バイトの有無である。そこで、パケット変換回路２５０は、ＭＡＣ３００が受信した優先情報付きパケットのＱｔａｇのみを、転送ＦＩＦＯ１３０にいれずに破棄することで、通常パケットへの変換を実現する。
【００４０】
さらに、先述の通りに、ＣＡＭ２４０は図８に示すように、連想メモリ（または、ＲＡＭテーブル）を用いて構成されており、下流のデバイスの持つＭＡＣアドレス毎に、転送する際に優先情報付きパケットから通常パケットに変換するかどうかの情報を持つ。パケット変換回路２５０はＭＡＣ３００が受信したパケットの宛先のＭＡＣアドレス（図２８のＤＡフィールド値）を元に、ＣＡＭ２４０を調べ、変換するかどうかを決定し、パケット変換を行う。
【００４１】
ここで、通常パケット（図２８（ａ））及びＱｔａｇ付きパケット（図２８（ｂ））のフレーム構成について説明する。
【００４２】
Ｑｔａｇ付きパケットは図１７（ｂ）に示すとおり、パケットの始まりを示す７バイト長のＰＲ（Preamble）と１バイト長のＳＦＤ(Start Frame Delimeter）と、宛先ＭＡＣアドレスを保持する６バイト長のＤＡ(Destination Address）フレーム，送信元ＭＡＣアドレスを保持する６バイト長のＳＡ（Source Address）フレーム，Ｑｔａｇ情報を保持する４バイト長のＱｔａｇ(ＩＥＥＥ８０２.１Ｑｔａｇ）フレーム，データを保持する４２〜１５００バイト長のＤａｔａフレーム，Ｄａｔａフレーム内のデータ長またはデータの種類を保持する２バイト長のＬ／Ｔ（Length／Type）フレーム、及び、本パケットが正しく受信できたかどうかを確認するための符号を保持する４バイト長のＦＣＳ(Frame Check Squence）、以上６つのフレームから構成され、パケット長は６４バイト〜１５２２バイトとなる。
【００４３】
このＱｔａｇフレームは、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑにて規定されたＱｔａｇであることを示す２バイトのコード０ｘ８１００（０ｘは１６進数を示す記号）とタグ制御情報を保持する２バイトのＴＣＩ(Tag Control Information）から構成されており、このＴＣＩにはパケットの優先順位情報や、仮想ＬＡＮ（Local AreaNetwork)で使用するＬＡＮ番号を保持されている。なお、このＴＣＩに関する詳しい情報は、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑの規格書にあり、本発明とは関係が無いので、ここでは割愛する。
【００４４】
一方、通常パケットは、Ｑｔａｇ付きパケットからＱｔａｇフレームを除いた、７バイト長のＰＲフレーム，１バイト長のＳＦＤ，６バイト長のＤＡフレーム，６バイト長のＳＡフレーム，２バイト長のＬ／Ｔフレーム，４６〜１５００バイト長のＤａｔａフレーム、及び、４バイト長のＦＣＳフレーム、以上５つのフレームから構成されており、パケット長は６４バイト〜１５１８バイトとなり、Ｑｔａｇ付きパケットと通常パケットの違いは、Ｑｔａｇフレームの有無だけである。なお、通常パケットのＤａｔａフレームが４６バイト長〜とＱｔａｇ付きパケットより４バイト長いのは、イーサネットの規格であるＩＥＥＥ８０２．３にて、パケット長は６４バイト以上と規定されているからである。
【００４５】
また、ＰＲフレーム，ＳＦＤフレーム，ＦＣＳフレームは、イーサネット上でパケットを正しく送受信するためのフレームであり、パケット通信内容とは関係なく、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂがパケットの送出をする時に付加し、受け取った時は、パケットから切り離して出力する。
【００４６】
以下、２チャンネルイーサネット通信装置８００の具体的構成について説明する。
【００４７】
２チャンネルイーサネット通信装置８００は、図１に示すように、複数の通信手段が送信するためのパケットを生成すると共に、その複数の通信手段が受信したパケットを処理するパケット生成処理手段であるＣＰＵ１と、メモリ２と、２チャンネルイーサネット通信モジュール（以下２チャンネル通信モジュールと称する）４と、それらを互いに接続するバス３から構成されている。２チャンネル通信モジュール４は、バスＩ／Ｆ（インターフェース）回路４００，２つのバッファ１００ａ，１００ｂ、複数の通信手段、本実施例では２つのイーサネットＭＡＣ（Media Access Control、以下ＭＡＣと称する）３００ａ，３００ｂ，転送判定回路２００を備えて構成されており、ＭＡＣ３００ａはＰＨＹ８１０ａ，イーサネット８２０ａを介して通信装置８３０ａに接続され、通信装置８３０ａとパケットの送受信を行うようになっている。すなわち、ＭＡＣ３００ａは、ＰＨＹ８１０ａ，イーサネット８２０ａを介して、通信対象としての通信装置８３０ａとパケットの送受信を行う通信手段として構成されている。
【００４８】
一方、ＭＡＣ３００ｂはＰＨＹ８１０ｂ，イーサネット８２０ｂを介して通信装置８３０ｂに接続され、通信装置８３０ｂとパケットの送受信を行うようになっている。すなわち、ＭＡＣ３００ｂはＰＨＹ８１０ｂ，イーサネット８２０ｂを介して、通信装置８３０ｂを通信対象としてパケットの送受信を行う通信手段として構成されている。
【００４９】
この場合、複数の通信手段であるＭＡＣ３００ａ，３００ｂが送受信するパケットは、２チャンネル通信モジュール４及び２チャンネルイーサネット通信装置８００では、送信，受信，転送の３種類のパケットに分類される。そこで、以下、混乱を避けるため、２チャンネルイーサネット通信装置８００及び２チャンネル通信モジュール４がパケットを送受信する場合を送信（送信する），受信（受信する），送受信（送受信する）と呼び、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂがパケットを送受信する場合を、パケットを送出（送出する），受取（受け取る），送受と呼ぶことにする。
【００５０】
メモリ２には、図５に示すように、ＣＰＵ１が実行するプログラム２０ａ，プログラム２０ａの実行状態を保持するワークエリア２０ｂ，２チャンネルイーサネット通信装置８００がイーサネット８２０ａ，(８２０ｂ)へ送信するためのパケットを保持する送信ディスクリプタ２１ａ，(２１ｂ)，イーサネット８２０ａ，（８２０ｂ）から受信したパケットを保持する受信ディスクリプタ２２ａ，
（２２ｂ）を備えて構成されている。
【００５１】
一方、ＣＰＵ１は、バス３を介して、メモリ２及び２チャンネル通信モジュール４にアクセスし、メモリ２に書き込まれたプログラム２０ａを実行し、２チャンネル通信モジュール４の状態（レジスタ）をアクセスし、メモリ２内の受信ディスクリプタ２２ａ，２２ｂにそれぞれ保持された受信パケットを読み込んで処理するとともに、送信パケットを生成し、生成した送信パケットをメモリ２内の送信ディスクリプタ２１ａ，２１ｂに書き込むように構成されている。
【００５２】
すなわち、ＣＰＵ１は、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが送出する送信パケットを生成するとともに、ＭＡＣ３００ａ，ＭＡＣ３００ｂが受け取ったパケットを処理するパケット生成処理手段として構成されている。
【００５３】
図６に、バスＩ／Ｆ回路４００，バッファ１００ａ，１００ｂ及び転送判定回路２００の具体的構成を示す。バスＩ／Ｆ回路４００は、入出力バッファ４４０，セレクタ４３０，入出力バッファ４４０及びセレクタ４３０を制御する制御回路４１０，レジスタ４２０を備えて構成されており、セレクタ４３０は、バッファ１００ａ，１００ｂの受信ＦＩＦＯ(First In First Out)１１０ａ，１１０ｂの出力によるパケットを選択し、選択したパケットを入出力バッファ４４０に出力するようになっている。入出力バッファ４４０はバス３からのパケットをバッファ１００ａ，１００ｂの送信ＦＩＦＯ１２０ａ，１２０ｂに出力するように構成されている。すなわち、制御回路４１０は、メモリ２内にある送信ディスクリプタ２１ａ，２１ｂを監視し、ＣＰＵ１により、送信ディスクリプタ２１ａ，２１ｂにパケットが登録された時には、入出力バッファ４４０を入力状態として、送信ディスクリプタ２１ａ（２１ｂ）に登録されたパケットをバス３を介して送信ＦＩＦＯ１２０ａ（１２０ｂ）に転送する。
【００５４】
同様に、制御回路４１０は、受信ＦＩＦＯ１１０ａ，１１０ｂにパケットが書き込まれた時には、入出力バッファ４４０を出力状態とし、セレクタ４３０に受信ＦＩＦＯ１１０ａ，１１０ｂの出力によるパケットを選択させ、選択されたパケットをバス３を介してメモリ２内の受信ディスクリプタ２２ａ，２２ｂに転送する。
【００５５】
バッファ１００ａ，１００ｂは、それぞれ受信したパケットを一時的に保持する受信ＦＩＦＯ１１０ａ，１１０ｂ、送信するパケットを一時的に保持する送信ＦＩＦＯを１２０ａ，１２０ｂを備えているとともに、ＭＡＣ３００ａとＭＡＣ３００ｂとの間でパケットを転送するために使用する転送ＦＩＦＯ１３０ａ，１３０ｂを備えて構成されている。すなわち、転送ＦＩＦＯ１３０ａ，１３０ｂは、通信装置８３０ａと８３０ｂとの間で相互に情報の授受を行うための転送用パケットを保持する転送用バッファ手段として構成されており、転送ＦＩＦＯ１３０ａには通信装置８３０ａから通信装置８３０ｂに転送するための転送用パケットが保持され、転送ＦＩＦＯ１３０ｂには、通信装置８３０ｂから通信装置８３０ａに転送するための転送用パケットが保持されるようになっている。
【００５６】
転送判定回路２００は、セレクタ２１０ａ，２１０ｂと、バッファ１００ａ，１００ｂを制御するための制御回路２２０ａ，２２０ｂと、転送判定回路２００の状態を保持するレジスタ２３０ａ，２３０ｂと、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットを２チャネルイーサネット通信装置８００および２チャネル通信モジュール４が受信するかあるいは他方のＭＡＣ３００ａまたはＭＡＣ300bに転送するか否かの判定情報を保持し、転送用パケットの送信元と宛先の通信対象に応じてパケット変換モードを設定する転送パケット変換モード決定手段であるＣＡＭ（Content Addressable Memory）２４０ａ，２４０ｂと、送信ＦＩＦＯ１２０ａと転送ＦＩＦＯ１３０ｂからのパケットのうちいずれかのパケットを選択してＭＡＣ３００ａに出力するセレクタ２１０ａと、送信ＦＩＦＯ１２０ｂと転送ＦＩＦＯ１３０ａからのパケットのうちいずれかのパケットを選択してMAC３００ｂへ出力するセレクタ２１０ｂと、ＭＡＣ３００ａ，ＭＡＣ３００ｂが受け取ったパケットを転送するため、通常パケットからＱｔａｇ付きパケットヘの変換、または、Ｑｔａｇ付きパケットから通常パケットへの変換を行うパケット変換回路２５０ａ，２５０ｂとを備えて構成されている。
【００５７】
レジスタ２３０ａ，２３０ｂは、図７に示すように、４本のレジスタかＲ2301，Ｒ２３１０,Ｒ２３１１,Ｒ２３１２から構成されている。レジスタＲ２３０１は、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットの宛先ＭＡＣアドレスがＣＡＭ２４０ａ，２４０ｂに未登録だった場合の処理（受信，転送，受信＆転送，破棄）を設定するレジスタである。また、レジスタＲ２３１０，Ｒ２３１１，Ｒ２３１２は、パケット変換に関する設定レジスタである。レジスタＲ２３１０は、パケット生成手段であるＣＰＵ１においてＭＡＣ３００ａとＭＡＣ３００ｂ間の転送する際のパケット変換のモード（Ｑｔａｇ挿入，削除，そのまま転送）を設定可能なパケット変換モードレジスタである。また、レジスタＲ２３１１は、ＣＰＵ１が設定可能な優先度情報を持たないパケットから優先度情報を持ったＱｔａｇをＭＡＣ３００に挿入して転送する際のＱｔａｇ値を設定するレジスタ。また、レジスタＲ２３１２は、Ｑｔａｇフレームを検出する２バイトコードを設定する（ここでは、０ｘ８１００：１６進数表記）。なお、レジスタ２３０ａ内のレジスタＲ２３１０はＭＡＣ３００ａからＭＡＣ３００ｂへの転送を、同様にレジスタ２３０ｂはＭＡＣ３００ｂからＭＡＣ３００ａへの転送を設定している。
【００５８】
ここで、レジスタＲ２３１２にＱｔａｇフレームを示すコード０ｘ８１００
（１６進数表記）を設定するとともに、レジスタＲ２３１１にＱｔａｇフレームを示すコードを含めるのは、Ｑｔａｇフレーム以外のフレームの挿入追加を行うことも可能とするためである。また、Ｑｔａｇ専用とする場合には、Ｒ２３１１及びＲ２３１２の０ｘ８１００の部分を固定値とし、さらに、ＣＰＵ１から読めなくしても同じことである。
【００５９】
ＣＡＭ２４０ａ，２４０ｂは連想メモリと呼ばれる特殊なメモリで構成されており、図８に示すように、各エントリには各ＭＡＣアドレスと、それに対応して、受信，転送，受信＆転送，破棄するかの処理情報と、及びワークエリアが設けられ、アドレスの変わりにＭＡＣアドレスを入力として、入力ＭＡＣアドレスと一致するＭＡＣアドレスを持つエントリの当該処理情報を出力するようになっている。また、ワークエリアはＣＰＵ１が、エントリの更新を行う際に使用する。また、複数のエントリでＭＡＣアドレスの一致が発生した場合、ｉｎｄｅｘ番号が一番若いエントリの処理番号の当該処理情報を出力する。このＣＡＭ２４０ａ，２４０ｂのエントリの設定及び更新はＣＰＵ１により行われる。
【００６０】
上記構成によるＣＡＭ２４０ａ，２４０ｂは、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットをそのパケットの宛先ＭＡＣアドレスから受信，転送，受信＆転送，破棄のいずれかを判定するために使われる。
【００６１】
すなわち、図２に示す通信システムが構築された際には、通信装置８３０ａ，通信装置８３０ｂ，２チャンネルイーサネット通信装置８００に対して、それぞれ各装置の固有のアドレスとして、ＭＡＣアドレスが設定されており、各通信装置は、パケットを送りたい通信装置のＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスとして、パケットを生成することにより通信が可能となる。それゆえ、ＣＡＭ240a，２４０ｂは、宛先ＭＡＣアドレスをベースに、受信・転送を設定することが可能となる。
【００６２】
例えば、ｉｎｄｅｘ０のＭＡＣアドレスが２チャネルイーサネット通信装置８００に入力されたときには、このパケットは通信装置８３０ａまたは通信装置８３０ｂに転送すべきパケットであると判定され、ｉｎｄｅｘＮに対応したMACアドレスのパケットの場合には２チャネルイーサネット通信装置８００が受信すべきパケットであると判定することができる。この際、一致するＭＡＣアドレスを持つエントリがなかった場合は、レジスタＲ２３０１により、受信，転送，受信＆転送，破棄のいずれかを設定することになる。
【００６３】
また、上記実施例ではＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットを受信，転送，受信＆転送、または破棄するかを設定するために使用するＣＡＭは、ＣＡＭ２４０ａ，２４０ｂの２つ存在するが、これを１つにまとめてＣＡＭ240とすることも可能である。
【００６４】
パケット変換回路２５０ａ，２５０ｂは、図９に示すとおり、バッファ2510とカウンタ２５２０を備えて構成されている。バッファ２５１０は、ＭＡＣ300a，３００ｂが受け取ったパケットを受信ＦＩＦＯ１１０ａ，１１０ｂ、または転送ＦＩＦＯ１３０ａ，１３０ｂに入れる際に、パケットの一部を一時的に保持するバッファである。
【００６５】
また、カウンタ２５２０は、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットをバイト単位でカウントするカウント手段であり、図１８に示す通常パケット及びＱｔａｇ付きパケットを構成する各フレームを切り分け、Ｑｔａｇフレームの有無を認識及び、パケット変換時のＱｔａｇフレームの挿入及び削除を行うために使用する。
【００６６】
上記構成による転送判定回路２００において、転送制御手段である制御回路２２０ａ，(２２０ｂ)は、ＭＡＣ３００ａ，(３００ｂ)が受け取った受信パケットが転送用パケットであると判定したときは、その受信パケットを転送ＦＩＦＯ１３０ａ，（１３０ｂ）に出力するとともに、ＣＰＵ１が生成した送信パケットの宛先の通信対象であるEthernet通信装置８３０ａ，８３０ｂに対応したＭＡＣ３００ａ，(３００ｂ）および転送ＦＩＦＯ１３０ａ，(１３０ｂ）に保持された転送用パケットの宛先のEthernet通信装置８３０ａ，８３０ｂに対応したＭＡＣ３００ａ，(３００ｂ)に出力する。具体的には、制御回路２２０ａ，(２２０ｂ)は、ＭＡＣ３００ａ，（３００ｂ）が受け取ったパケットを受信，転送，受信＆転送，破棄するかをＣＡＭ２４０ａ，（２４０ｂ）に問い合わせて決定する。受信する場合には、受信ＦＩＦＯ１１０ａ，（１１０ｂ）に、転送する場合には、転送ＦＩＦＯ１３０ａ，(１３０ｂ)に、受信＆転送する場合には、受信ＦＩＦＯ１１０ａ，(１１０ｂ）と転送ＦＩＦＯ１３０ａ，(１３０ｂ）の両方に、ＭＡＣ３００ａ，（３００ｂ）が受け取ったパケットを書き込む。破棄する場合には、受信ＦＩＦＯ１１０ａ，（１１０ｂ），転送ＦＩＦＯ１３０ａ，（１３０ｂ）のいずれにも当該パケットを書き込まず、そのまま破棄する。
【００６７】
また、制御回路２２０ａ，（２２０ｂ）は、レジスタ２３０ａ，２３０ｂ内のレジスタＲ２３１０の設定値に基づき、図１０に示す表にしたがって、転送FIFO１３０ａ，１３０ｂに書き込む際、カウンタ２５２０を用いて、パケットを構成する各フレームを認識し、Ｑｔａｇ付きパケットから通常パケットへの変換は、Ｑｔａｇフレームを転送ＦＩＦＯに書き込まないことで、また、通常パケットからＱｔａｇパケット変換は、Ｑｔａｇフレームを挿入して転送ＦＩＦＯに書き込むことで実現する。
【００６８】
これにより、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットを転送ＦＩＦＯ１３０ａ，１３０ｂに書き込むと同時にパケット変換が行われるため、パケット変換によるオーバーヘッド０にすることが可能となる。なお、通常パケットからＱｔａｇ付きパケットへの変換の際に挿入されるＱｔａｇフレームのＱｔａｇ値は、レジスタＲ２３１１に設定されたＱｔａｇ値を使用する。
【００６９】
また、制御回路２２０ａ，２２０ｂは、セレクタ２１０ａ，２１０ｂの切り替えを行い、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが送信ＦＩＦＯ１２０ａ，１２０ｂに保持されたパケットを送出するか、転送ＦＩＦＯ１３０ａ，１３０ｂに保持されたパケットを送出するかを選択する。
【００７０】
次に、パケットの送信処理を図１１にしたがって説明する。２チャネルイーサネット通信装置８００および２チャネル通信モジュール４において、パケットの送信を行うに際しては、２チャネル通信モジュール４がＣＰＵ１の起動を受けたときに、バスＩ／Ｆ回路４００の制御回路４１０の制御により、メモリ２にある送信ディスクリプタ２１ａ，（２１ｂ）から送信パケットを読み出し、送信FIFO１２０ａ，(１２０ｂ)に書き込み、当該パケットデータを送信ＦＩＦＯ１２０ａ，（１２０ｂ）から読み出してイーサネット８２０ａ，（８２０ｂ）に送出する。
【００７１】
次に、パケットの受信および転送処理は、図１２に示すように、ＭＡＣ300a，（３００ｂ）がパケットを受け取ると、転送判定回路２００がパケットの宛先ＭＡＣアドレスを調べ、ＣＡＭ２４０ａ，（２４０ｂ）を用いて、受信すべきパケットか転送すべきパケットかを判断する。受信すべきパケットであると判断したときには、当該パケットを受信ＦＩＦＯ１１０ａ，（１１０ｂ）に書き込む。これを受けてバスＩ／Ｆ回路４００が受信ＦＩＦＯ１１０ａ，（１１０ｂ）から当該パケットを読み出し、このパケットをバス３を介してメモリ２内の受信ディスクリプタ２２ａ、（２２ｂ）に書き込む。
【００７２】
一方、パケットを転送する場合には、転送判定回路２００は、ＭＡＣ３００ａ，（３００ｂ）が受け取ったパケットをパケット変換するか判断し、必要ならばパケット変換を行い、転送ＦＩＦＯ１３０ａ，（１３０ｂ）に書き込む。それを受けて、ＭＡＣ３００ｂ，（３００ａ）は転送ＦＩＦＯ１３０ａ，（１３０ｂ）から当該パケットを読み出し、イーサネット８２０ｂ，（８２０ａ）にそれぞれ送出する。
【００７３】
なお、パケット変換回路２５０がなく、ＣＰＵ１でパケット変換を行う場合、転送されるパケットのうちパケット変換が不要なパケットは、図１２に示すとおり、転送ＦＩＦＯ１３０ａ，（１３０ｂ）を介して、そのまま転送することが可能である。一方、転送されるパケットのうちパケット変換を要するパケットは、図１３に示すとおり、ＣＰＵ１によりパケット変換を行うため、受信ＦＩＦＯ１１０ａ，（１１０ｂ）を介して、パケット変換が必要な転送パケットであるという情報を付加し、メモリ２内の受信ディスクリプタ２２ａ，（２２ｂ）に書き込まれる。それを受けて、ＣＰＵ１は、受信ディスクリプタ２２ａ，（２２ｂ）から読み出し、パケット変換を行い、送信ディスクリプタ２１ａ，（２２ｂ）に書き込み、２チャンネル通信モジュール４に起動をかける。このとき、ＣＰＵ１は、Ｑｔａｇフレームの追加または削除を行うだけ、パケットの他のフレームには一切変更を加えない。
【００７４】
それを受けて、２チャンネル通信モジュール４は、パケット変換を行ったパケットを送信ディスクリプタ２１ａ，（２２ｂ）から読み出し、送信ＦＩＦＯ120a，（１２０ｂ）に書き込み、ＭＡＣ３００ａ，（３００ｂ）は当該パケットを送信ＦＩＦＯ１２０ａ，（１２０ｂ）から読み出して、イーサネット８２０ａ，
（８２０ｂ）に送出する。
【００７５】
そのため、パケットの移動数は、ＭＡＣ３００→受信ＦＩＦＯ１１０→受信ディスクリプタ２２→ＣＰＵ１での処理→送信ディスクリプタ２１→送信ＦＩＦＯ１２０→ＭＡＣ３００へと６回を数え、オーバーヘッドが大きい。さらに、CPU1によるパケット変換が必要となり、パケット変換を要する転送すべきパケット数が多くなると、ＣＰＵ負荷が増大し処理しきれず、本来受信すべきパケットに対する処理の遅れが生じ、フロー制御の起動や、上記当該転送すべきパケットに加え、受信パケットの破棄も発生する。特にパケットの破棄が発生すると、パケットの再送要求が発生し、イーサネットの効率が低下するとともに、ＣＰＵ自体の処理能力も低下してしまう。
【００７６】
そこで、本発明では、転送すべきパケットに対し、そのまま転送するパケットはもちろん、パケット変換を要するパケットについても、転送判定回路２００内で行い、転送処理に関するＣＰＵの負荷０を実現するとともに、ＭＡＣ３００ａ，（３００ｂ）が受け取った転送すべきパケットを転送ＦＩＦＯ１３０ａ，（１３０ｂ）に書き込む際に同時にパケット変換を行うことで、パケット変換による転送におけるオーバーヘッド０も実現している。
【００７７】
以下、パケット転送時における、本実施の形態における転送判定回路２００による変換処理を、図１４〜図１８を用いて説明する。図１４にＱｔａｇ付きパケットから通常パケットへの変換手順を示す。なお、ＭＡＣ３００ａが送出及び受信するパケットに対しては、セレクタ２１０ａ，制御回路２２０ａ，レジスタ２３０ａ，ＣＡＭ２４０ａ、及びパケット変換回路２５０ａを用いて、また、ＭＡＣ３００ｂが送出及び受信するパケットに対しては、セレクタ２１０ｂ，制御回路２２０ｂ，レジスタ２３０ｂ，ＣＡＭ２４０ｂ、及びパケット変換回路２５０ｂを用いて、処理されるため、以下各記号には、ａ，ｂを除いて記載する。
【００７８】
（ａ）ＭＡＣ３００がパケットの受け取りを開始すると、パケットデータが次々とバッファ２５１０に送られる。それを受け、制御回路２２０は、カウンタ２５２０のカウント値を０にリセットし起動させる。なお、カウンタ２５２０はＭＡＣ３００から送られてくるパケットデータの総バイトをカウントしている。カウンタ２５２０がＤＡフレーム長である６バイトに達したところで、ＤＡフレーム保持された宛先ＭＡＣアドレスをＣＡＭ２４０に問い合わせ、その結果と、レジスタ２３０内のレジスタＲ２３０１の値から、受信，転送，受信＆転送、及び、破棄かを判定し、この判定を元に、パケットの書き込み先を決定する。書き込み先は、受信の場合は受信ＦＩＦＯに、転送の場合は転送ＦＩＦＯ，受信＆転送の場合は、受信ＦＩＦＯと転送ＦＩＦＯ、最後に破棄の場合には書き込み先なしとなり、図１４の場合は、転送、または、受信＆転送場合の転送ＦＩＦＯに関するところである。
【００７９】
（ｂ）制御回路２２０は、ＤＡフレームは転送ＦＩＦＯ１３０に書き込み、続く、バッファ２５１０に入ってくるＳＡフレームも転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。カウンタ値が１２バイトに達したところで、バッファ２５１０には、続いて、Ｑｔａｇフレームが入っている。さらにカウンタ値が１４バイトに達したところで、制御回路２２０は、この２バイトを用いて、ＳＡフレームの次がＱｔａｇフレーム（Ｑｔａｇ付きパケット）かＬ／Ｔフレーム（通常パケット）かを判定する。この２バイトがレジスタＲ２３１２で設定された値である０ｘ８１００（１６進数表記）の場合はＱｔａｇフレーム、それ以外は、Ｌ／Ｔフレームと判断する。図１４では、Ｑｔａｇフレームが入ってきており、制御回路２２０は、ＭＡＣ３００が受け取っているパケットがＱｔａｇ付きパケットと判断する。
【００８０】
（ｃ）制御回路２２０は、レジスタ２３０内のレジスタＲ２３１０を元に、転送する際にパケット変換が必要かどうか図１０を元に判断する。この場合は、通常パケットへの変換となるため、制御回路２２０は、このＱｔａｇフレーム分の４バイトを転送ＦＩＦＯ１３０への書き込みをスキップし、このＱｔａｇフレームを破棄する。
【００８１】
（ｄ）カウンタ値が１６バイトに達すると、つぎは、Ｌ／Ｔフレーム，Dataフレームとなり、制御回路２２０は、バッファ２５１０のデータをそのまま転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。なお、最後のＦＣＳフレームについては、ＭＡＣ３００内で受け取ったパケットが正しいかどうかを判定するのに使用し、バッファ２５１０には転送されない。
【００８２】
そのため、転送ＦＩＦＯ１３０内には、ＭＡＣ３００が受け取ったパケットを構成するフレームのうち、ＤＡ，ＳＡ，Ｌ／Ｔ，Ｄａｔａの４つのフレームのみが書き込まれる。
【００８３】
以上の処理により、ＭＡＣ３００が受け取ったＱｔａｇ付きパケットが、オーバーヘッド０で、転送ＦＩＦＯ１３０に書き込まれる間に通常パケットに変換される。
【００８４】
続いて、図１５に、通常パケットからＱｔａｇ付きパケットに変換される過程を説明する。
【００８５】
（ａ）ＭＡＣ３００がパケットの受け取りの開始をうけ、制御回路２２０はカウンタ２５２０のカウンタ値をリセットし、起動させる。図１４と同様にカウンタ値が６バイトに達したところで、制御回路２２０は、宛先ＭＡＣアドレスをＣＡＭ２４０に問い合わせ、書き込み先のＦＩＦＯを決定する。図１５の場合は、転送、または、受信＆転送場合の転送ＦＩＦＯに関するところである。
【００８６】
（ｂ）制御回路２２０は、バッファ２５１０内のＤＡフレームを転送ＦＩＦＯ１３０に書き込み、続く、ＳＡフレームも、転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。カウンタ値が１２バイトに達したところで、バッファ２５１０には、続いて、Ｌ／Ｔフレームが入ってくる。
【００８７】
さらにカウンタ値が１４バイトに達したところで、制御回路２２０は、この２バイトを用いて、Ｌ／Ｔフレームであることを判定し、ＭＡＣ３００が受け取っているパケットが通常パケットであると判断する。
【００８８】
（ｃ）制御回路２２０は、レジスタＲ２３１０からＱｔａｇ付きパケットへの変換が必要と判定し、レジスタＲ２５１１で設定されているＱｔａｇ値を転送
ＦＩＦＯ１３０に書き込み、Ｑｔａｇフレームの挿入処理を行う。
【００８９】
（ｄ）制御回路２２０は、バッファ２５１０内のＬ／Ｔフレームに続いて、
Ｄａｔａフレームも転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。これにより、Ｑｔａｇフレームが挿入されたＱｔａｇ付きパケットが転送ＦＩＦＯ１３０に書き込まれる。
【００９０】
以上の処理により、ＭＡＣ３００が受け取った通常パケットが、オーバーヘッド０で、転送ＦＩＦＯ１３０に書き込まれる間にＱｔａｇ付きパケットに変換される。
【００９１】
図１６，図１７は、それぞれ、Ｑｔａｇ付きフレーム及び通常フレームが、変換されずにそのまま転送する場合である。
【００９２】
（ａ）ＭＡＣ３００がパケットの受け取りの開始をうけ、制御回路２２０はカウンタ２５２０のカウンタ値をリセットし、起動させる。図１４，図１５と同様にカウンタ値が６バイトに達したところで、制御回路２２０は、宛先ＭＡＣアドレスをＣＡＭ２４０に問い合わせ、書き込み先のＦＩＦＯを決定する。図１６，図１７の場合は、転送、または、受信＆転送場合の転送ＦＩＦＯに関するところである。
【００９３】
（ｂ）制御回路２２０は、バッファ２５１０内のＤＡフレームを転送ＦＩＦＯ１３０に書き込み、続く、ＳＡフレームも、転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。カウンタ値が１２バイトに達したところで、バッファ２５１０には、続いて、Qtagフレーム（Ｌ／Ｔフレーム）が入ってくる。
【００９４】
さらにカウンタ値が１４バイトに達したところで、制御回路２２０は、この２バイトを用いて、Ｑｔａｇフレーム（Ｌ／Ｔフレーム）であることを判定し、ＭＡＣ３００が受け取っているパケットがＱｔａｇ付きパケット(通常パケット)であると判断する。
【００９５】
続いて、制御回路２２０は、レジスタＲ２３１０から変換不要と判定し、つづく、Ｑｔａｇフレーム，Ｌ／Ｔフレーム，Ｄａｔａフレーム（Ｌ／Ｔフレーム，Ｄａｔａフレーム）転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。
【００９６】
以上により、ＭＡＣ３００が受け取ったパケットがそのまま転送ＦＩＦＯ130に書き込まれる。
【００９７】
また、パケットを受信する際には、ＭＡＣ３００ａ，（３００ｂ）に受け取ったパケットは受信ＦＩＦＯ１１０ａ，（１１０ｂ）に書き込まれる。受信する際にはパケット変換が行われないため、そのまま転送時の図１６，図１７と同じ動作であり、ただ、書き込まれる先が転送ＦＩＦＯ１３０から受信ＦＩＦＯ１１０に変わっただけである。
【００９８】
以上により、転送判定回路２００は、転送時のパケット変換（Ｑｔａｇ付きパケット→通常パケット，通常パケット→Ｑｔａｇ付きパケット）をＣＰＵへの負荷なしに実現するとともに、パケット変換によるオーバーヘッドも０で実現できる。
【００９９】
次に、このパケット変換方式の別の実施例として、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取った通常パケットをＱｔａｇ付きパケットに変換して転送ＦＩＦＯ130a，１３０ｂに書き込む際、挿入するＱｔａｇ値を当該通常パケットの送信元または宛先のＭＡＣアドレスにより決定する場合を示す。２チャンネルイーサネット通信装置８００及び２チャンネル通信モジュール４の構成は先述の実施例と同じ図１，図５であり、異なるのは、レジスタ２３０ａ，２３０ｂと、パケット変換回路２５０と、それに伴う転送判定回路２００の動作のみである。
【０１００】
レジスタ２３０ａ，２３０ｂは、図２０に示すように、先の実施例(図９)で使用したレジスタＲ２３０１，Ｒ２３１０，Ｒ２３１１，Ｒ２３１２に、２本のレジスタＲ２３１３，Ｒ２３１４を新たに加えた。レジスタＲ２３１３は、ＭＡＣ３００ａとＭＡＣ３００ｂとの間で転送する際に、パケット変換モード及び、通常パケットからＱｔａｇ付きパケットへの変換時に挿入するＱｔａｇ値を求めるために、当該パケットの送信元，宛先のＭＡＣアドレスのどちらを用いて、CAM２５３０に問合せを行うかを設定するレジスタである。なお、レジスタＲ1310により設定されたパケット変換モードは、レジスタＲ２３１３により設定された当該パケットの送信元または宛先ＭＡＣアドレスがＣＡＭ２５３０に未登録だった場合のパケット変換モード及びＲ２３１１により設定された挿入Ｑｔａｇ値は、送信元または宛先ＭＡＣアドレスがＣＡＭ２５３０に未登録であった場合、または、ＣＡＭ２５３０に登録されたＱｔａｇ情報が無効であった場合に挿入Ｑtag値として使用する。
【０１０１】
図２１にパケット変換回路２５０の構成を示す。パケット変換回路２５０は、バッファ２５１０とカウンタ２５２０及びＣＡＭ２５３０から構成されている。バッファ２５１０は、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットを受信ＦＩＦＯ１１０ａ，１１０ｂ、と転送ＦＩＦＯ１３０ａ，１３０ｂのいずれか一方か両方に書き込む際に、パケットの一部を一時的に保持する。また、カウンタ２５２０は、当該パケットをバッファ２５１０に取り込んだバイト数をカウントする。このカウンタ２５２０のカウント値を使用して、転送制御回路２２０ａ，２２０ｂが、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットのフレーム構成を解析し、通常パケットかＱｔａｇ付きパケットであるかを判定すると共に、Qtag付きパケットから通常パケットに変換する際には、Ｑｔａｇフレームの書き込みをスキップすることで、また、通常パケットからＱｔａｇ付きパケットへの変換は、Ｑｔａｇフレームの挿入ポイントを検出し、Ｑｔａｇフレームを挿入するために使用する。
【０１０２】
最後に、ＣＡＭ２５３０は、連想メモリと呼ばれる特殊なメモリであり、図２２に示すように、各エントリには、各ＭＡＣアドレスと、それに対応して、パケット変換モード情報（通常パケットからＱｔａｇ付きパケットへの変換と、Ｑｔａｇ付きパケットから通常パケットへの変換，そのまま転送，レジスタＲ２３１０による設定に従う）と、通常パケットからＱｔａｇ付きパケットに変換する際に挿入するＱｔａｇフレームに設定するＱｔａｇ情報（Ｑｔａｇ値が有効であるかを示すＶビットと、Ｑｔａｇ値本体）と、ワークエリアが設けられ、アドレスの代わりにＭＡＣアドレスを入力として、入力されたＭＡＣアドレスと一致するＭＡＣアドレスを持つエントリの当該情報を出力するようになっている。また、ワークエリアはＣＰＵ１がエントリの更新を行う際に使用される。
【０１０３】
また、複数のエントリでＭＡＣアドレスが一致した場合は、ｉｎｄｅｘ番号が一番若いエントリの当該情報を出力する。このＣＡＭ２５３０のエントリの設定及び更新はＣＰＵ１により行われる。
【０１０４】
以下、転送判定回路２００によるパケット転送時のパケット変換処理の内容を、図１２を用いて説明する。なお、ＭＡＣ３００ａが送出及び受信するパケットに対しては、セレクタ２１０ａ，制御回路２２０ａ，レジスタ２３０ａ，ＣＡＭ２４０ａ、及びパケット変換回路２５０ａを用いて、また、ＭＡＣ３００ｂが送出及び受信するパケットに対しては、セレクタ２１０ｂ，制御回路２２０ｂ，レジスタ２３０ｂ，ＣＡＭ２４０ｂ、及びパケット変換回路２５０ｂを用いて、処理されるため、以下各記号には、ａ，ｂを除いて記載する。
【０１０５】
（ａ）ＭＡＣ３００がパケットの受取を開始すると、パケットデータが次々とバッファ２５１０に送られる。それを受け、制御回路２２０は、カウンタ2520のカウント値を０にリセットし起動させる。なお、カウント２５２０はＭＡＣ300から送られるパケットデータのバイト数をカウントしている。カウンタ２５２０がＤＡフレーム長である６バイトに達したところで、ＤＡフレームに保持された宛先ＭＡＣアドレスをＣＡＭ２４０に問合せ、その結果と、レジスタ２３０内のレジスタＲ２３０１の値から、当該パケットを受信，転送，受信＆転送、または、破棄かを判定し、その判定を元に、パケットの書き込み先を決定する。書き込み先は、受信の場合は受信ＦＩＦＯ１１０、転送の場合は転送ＦＩＦＯ１３０、受信＆転送の場合は、受信ＦＩＦＯ１１０と転送ＦＩＦＯ１３０の両方に、最後に破棄の場合は、書き込み先なしとなる。
【０１０６】
（ｂ）（ａ）で、制御回路２２０は、当該パケットを転送または、受信＆転送と判断すると、続いて、レジスタＲ２３１３の値から、当該パケットの転送モード及び挿入Ｑｔａｇ値を求めるために、宛先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスのどちらを用いて、ＣＡＭ２５３０に問い合わせるかを判定する。宛先MACアドレスの場合は、ＤＡフレームが保持する宛先ＭＡＣアドレスを用いて、CAM２５３０に問合せ、その結果と、レジスタＲ２３１０の値から、当該パケットのパケット変換モードを、及び、ＣＡＭ２５３０に問い合わせた結果と、レジスタＲ２３１１の値から、挿入するＱｔａｇ値を決定し、ＤＡフレームを転送FIFO１３０に書き込み、続く、ＳＡフレームも転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。また、レジスタ２３１３の値から、送信元ＭＡＣアドレスを用いてＣＡＭ２５３０に問い合わせる場合は、ＤＡフレームを転送ＦＩＦＯ１３０に書き込み、続く、ＳＡフレームがバッファ２５１０に入ってくるのを待つ。カウンタ２５２０のカウント値が１２バイトに達したところで、制御回路２２０は、ＳＡフレームに保持された送信元ＭＡＣアドレスを用いてＣＡＭ２５３０に問合せ、その結果とレジスタＲ２３１０とＲ２３１１の値から、当該パケットのパケット変換モードと挿入するＱｔａｇ値を決定し、ＳＡフレームを転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。
【０１０７】
なお、ここで決定するパケット変換モードは、Ｑｔａｇ付きパケット変換転送モード，通常パケット変換転送モード，変換なし転送モードの３種類である。
【０１０８】
（ｃ）続いて、バッファ２５１０には、当該パケットがＱｔａｇ付きパケットならばＱｔａｇフレームが、通常フレームならばＬ／Ｔフレームが入ってくる。さらにカウンタ２５２０のカウント値が１４バイトに達したところで、制御回路２２０は、この２バイトを用いて、この２バイトがレジスタＲ２３１２で設定された値である０ｘ８１００（１６進数表記）の場合は続くフレームがＱｔａｇフレームであると、また、それ以外の場合はＬ／Ｔフレームと判定する。その判定結果がＱｔａｇフレームの場合、当該パケットがＱｔａｇ付きパケットと、また、Ｌ／Ｔフレームの場合は通常フレームと判定する。その判定結果に基づき、制御回路２２０は、当該パケットの種類と（ｂ）で決定したパケット変換モードから、図１０示す、パケット変換内容（変換せずそのまま転送，通常パケットに変換し転送，Ｑｔａｇ付きパケットに変換し転送）を決定する。
【０１０９】
（ｄ−１：変換せずそのまま転送）当該パケットがＱｔａｇ付きパケットの場合、制御回路２２０はバッファ２５１０内のＱｔａｇフレーム、及び続いてバッファ２５１０に入ってくるＬ／Ｔフレーム，Ｄａｔａフレームを転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。また、当該パケットが通常パケットの場合、制御回路２２０はバッファ２５１０内のＬ／Ｔフレーム、及び、続いてバッファ２５１０に入ってくるＤａｔａフレームを転送ＦＩＦＯに書き込む。これにより、ＭＡＣ３００が受け取ったパケットは転送ＦＩＦＯ１３０にそのまま変換せずに書き込まれる。
【０１１０】
（ｄ−２：通常パケットに変換し転送）当該パケットはＱｔａｇ付きパケットであり、制御回路２２０はバッファ２５１０内２バイトを含め、カウンタ2520のカウンタ値が１６バイトになるまで、転送ＦＩＦＯ１３０への書き込みをスキップし、Ｑｔａｇフレームを破棄する。続いてバッファ２５１０に入ってくるＬ／Ｔフレーム，Ｄａｔａフレームを転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。これにより、ＭＡＣ３００が受け取ったＱｔａｇ付きパケットは、Ｑｔａｇフレームのみが破棄された通常パケットに変換され、転送ＦＩＦＯ１３０に書き込まれる。
【０１１１】
（ｄ−３：Ｑｔａｇ付きパケットに変換し転送）当該パケットは通常パケットであり、制御回路２２０は、（ｂ）で判定したＱｔａｇ値を持つＱｔａｇフレームを転送ＦＩＦＯ１３０に書き込み、その後、バッファ２５１０内の２バイト（Ｌ／Ｔフレーム）を含め、続いてバッファ２５１０に入ってくるＤａｔａフレームを転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。これによりＭＡＣ３００が受け取った通常パケットは、ＣＡＭ２５３０及びレジスタＲ２３１１により決定したＱｔａｇを持つＱｔａｇフレームが挿入されたＱｔａｇ付きパケットに変換され、転送ＦＩＦＯ１３０に書き込まれる。
【０１１２】
また、（ａ）にて受信または受信＆転送と判定された場合には、バッファ2510に入ってくる各フレームをそのまま受信ＦＩＦＯ１１０に書き込み、ＭＡＣ300が受け取ったパケットがそのまま受信ＦＩＦＯ１１０に書き込む。
【０１１３】
以上により、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットの送信元または宛先のＭＡＣアドレスに応じて、パケット変換モードや、Ｑｔａｇ付きパケットに変換する際に挿入されるＱｔａｇ値を設定することが可能となる。
【０１１４】
最後に、このパケット変換方式のもうひとつの実施例として、パケット通信装置８００が受信するパケットを通常パケットに変換と、パケット通信装置８００が送信する通常パケットをＱｔａｇ付きパケットに変換、及び転送するパケットに対して、転送判定装置２００がパケット変換を行うことで、ＣＰＵ１上で実行されるパケット生成処理プログラムが、Ｑｔａｇ付きパケットを生成及び処理できない時に、パケット通信装置８００がＱｔａｇ付きパケットの送信，受信、及び転送を実現する方法である。
【０１１５】
２チャンネルイーサネットパケット通信装置８００及び２チャンネル通信モジュール４の構成は、実施例と同じ図１，図５と同じであり、異なるのは、パケット変換回路２５０と、それに伴う転送判定回路２００の動作のみである。
【０１１６】
また、パケット変換回路２５０は、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットに対しては、受信ＦＩＦＯ１１０に書き込む際に、通常パケットに変換すると共に、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが送信ＦＩＦＯ１２０及び転送ＦＩＦＯ１３０に保持されたパケットを送出するために読み出す際に、通常パケットまたは、Ｑｔａｇ付きパケットに変換する。これにより、パケット変換回路２５０は、当該パケットが送信ＦＩＦＯ１２０及び転送ＦＩＦＯ１３０のどちらからのパケットであるかを関係なく、パケット変換を行う。図２４にパケット変換回路２５０の構成を示す。パケット変換回路２５０は、バッファ２５１０−１，2510−２，カウンタ２５２０−１,２５２０−２、及びＣＡＭ２５３０−１,２５３０−２から構成される。
【０１１７】
レジスタ２３０ａ，２３０ｂは、図２３に示すように、先の実施例（図２０）で使用したレジスタ５本のレジスタＲ２３０１，Ｒ２３１０〜２３１３に加えて、２本のレジスタＲ２３１４，２３１５を新たに加えた。レジスタＲ２３１５は、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットを受信ＦＩＦＯ１１０ａ，１１０ｂに書き込む際に、受信パケット変換モードを求めるために、当該パケットの送信元，宛先のＭＡＣアドレスのどちらを用いて、ＣＡＭ２５３０−１に問合せを行うかを設定するレジスタである。また、レジスタＲ２３１４は、レジスタＲ２３１５により設定された当該パケットの送信元または宛先ＭＡＣアドレスがＣＡＭ２５３０に未登録だった場合の受信パケット変換モードを設定するレジスタである。
【０１１８】
また、レジスタＲ２３１０〜２３１２は、全てＭＡＣ３００ａ，３００ｂが送出するパケットに対するパケット変換に関する設定レジスタとなる。レジスタＲ２３１０及びレジスタＲ２３１１は、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが送出するパケットに対するデフォルトの送出パケット変換モード（Ｑｔａｇ付きパケット送出モード，通常パケット送出モード，そのまま送出モード）及び、挿入するデフォルトＱｔａｇの値を設定するレジスタである。
【０１１９】
次に、パケット変換回路２５０に付いて説明する。
【０１２０】
なお、以下、パケット変換回路２５０ａ内の記号にはａ、また２５０ｂ内の記号にはｂを付加する。バッファ２５１０−１ａ，（２５１０−１ｂ）はＭＡＣ３００ａ，（３００ｂ）が受け取ったパケットを、受信ＦＩＦＯ１１０ａ，（１１０ｂ）、または転送ＦＩＦＯ１３０ａ，（１３０ｂ）のいずれか一方または両方に書き込む際に、当該パケットの一部を一時的に保持するバッファである。また、バッファ２５１０−２ａ，(２５１０−２ｂ)は、送信ＦＩＦＯ１２０ａ，（１２０ｂ）または転送ＦＩＦＯ１３０ｂ，（１３０ａ）に保持されたパケットをＭＡＣ３００ａ，（３００ｂ）に出力する際に、当該パケットの一部を一時的に保持するバッファである。また、カウンタ２５２０−１ａ，（２５２０−１ｂ）は、ＭＡＣ３００ａ，（３００ｂ）が受け取ったパケットをバッファ2510−１ａ，（２５１０−１ｂ）に取り込んだバイト数をカウントし、カウンタ2510−２ａ，（２５１０−２ｂ）は、送信ＦＩＦＯ１２０ａ，（１２０ｂ）または転送ＦＩＦＯ１３０ｂ，（１３０ａ）に保持されたパケットをバッファ２５１０−２ａ，（２５１０−２ｂ）に取り込んだバイト数をカウントする。
【０１２１】
また、ＣＡＭ２５３０−１ａ，２５３０−１ｂ，２５３０−２ａ，２５３０−２ｂの構成は、先の実施例（図２２）とであり、ＣＡＭ２５３０−１ａ，2530−１ｂそれぞれ、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットを受信する際に、パケットの送信元または宛先のＭＡＣアドレスに対して、パケット変換モードを出力し、ＣＡＭ２５３０−２ａ，２５３０−２ｂは、それぞれ、ＭＡＣ300a，３００ｂが送出するパケットの送信元または宛先のＭＡＣアドレスに対して、パケット変換モード及び挿入するＱｔａｇ情報を出力する。
【０１２２】
ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットを受信ＦＩＦＯ１２０に書き込む際に行われるパケット変換に関する受信パケット変換モードは、以下のように決定される。
【０１２３】
受信パケット変換モードは、レジスタＲ２３１５により設定された当該パケットの送信元または宛先のＭＡＣアドレスがＣＡＭ２５３０−１に登録されていた場合その登録された受信パケット変換モード（通常パケットに変換して受信，そのまま受信）を採用し、また、未登録の場合はレジスタＲ２３１４により設定された受信パケット変換モードを採用する。
【０１２４】
ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが送出するパケットに対して、送出パケット変換モード及び挿入するＱｔａｇ値は下記のように決定される。
【０１２５】
パケット変換モードは、レジスタＲ２３１３により設定された当該パケットの送信元または宛先のＭＡＣアドレスがＣＡＭ２５３０−２に登録されていた場合その登録された送出パケット変換モード（通常パケットに変換して送出，Ｑtag付きパケットに変換して送出，そのまま送出）を採用し、また、未登録の場合はレジスタＲ２３１０により設定された送出パケット変換モードを採用する。
【０１２６】
また、挿入されるＱｔａｇ値は、同様にレジスタＲ２３１３により設定された当該パケットの送信元または宛先のＭＡＣアドレスがＣＡＭ２５３０−２に登録されていた場合、その登録されたＱｔａｇ情報が有効であった場合は、そのQtag情報に設定されているＱｔａｇ値を採用し、それ以外（Ｑｔａｇ情報が無効、または、ＣＡＭ２５３０に未登録）の場合は、レジスタＲ２３１３により設定されたＱｔａｇ値を採用する。
【０１２７】
また、レジスタ２３０ａ，２３０ｂの設定内容及びパケット変換回路２５０ａ，２５０ｂ内のエントリの設定及び更新はＣＰＵ１により行われる。
【０１２８】
以下、本実施例における転送判定回路２００の動作を図２５を用いて、パケットの受取処理及び、送出処理について説明する。なお、ＭＡＣ３００ａが送出及び受信するパケットに対しては、セレクタ２１０ａ，制御回路２２０ａ，レジスタ２３０ａ，ＣＡＭ２４０ａ、及びパケット変換回路２５０ａを用いて、また、ＭＡＣ３００ｂが送出及び受信するパケットに対しては、セレクタ２１０ｂ，制御回路２２０ｂ，レジスタ２３０ｂ，ＣＡＭ２４０ｂ、及びパケット変換回路２５０ｂを用いて、処理されるため、以下各記号には、ａ，ｂを除いて記載する。
【０１２９】
まず、パケットの受取処理について説明する。
【０１３０】
（ａ）ＭＡＣ３００がパケットの受取処理を開始すると、ＭＡＣ３００はパケットデータを次々とバッファ２５１０−１に送るのを開始する。それを受け、制御回路２２０ａはカウンタ２５２０−１のカウント値を０にリセットし起動させる。なお、カウンタ２５２０−１はＭＡＣ３００から送られるパケットデータのバイト数カウントしている。カウンタ２５２０−１がＤＡフレーム長である６バイトに達したところで、ＤＡフレームに保持された宛先ＭＡＣアドレスをＣＡＭ２４０に問合せ、その結果と、レジスタ２３０内のレジスタＲ２３０１の値から、当該パケットを受信，転送，受信＆転送、または、破棄かを判定し、その判定を元に、パケットの書き込み先を決定する。書き込み先は、受信の場合は受信ＦＩＦＯ１１０、転送の場合は転送ＦＩＦＯ１３０、受信＆転送の場合は、受信ＦＩＦＯ１１０と転送ＦＩＦＯ１３０の両方に、最後に破棄の場合は、書き込み先なしとなる。
【０１３１】
（ｂ）（ａ）で、制御回路２２０は、当該パケットを受信または、受信＆転送と判断すると、受信ＦＩＦＯ１１０に書き込む際のパケット変換受信モードを求めるために、レジスタＲ２３１５の値から、宛先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスのどちらを用いて、ＣＡＭ２５３０−１に問い合わせるかを判定する。宛先ＭＡＣアドレスの場合は、ＤＡフレームが保持する宛先ＭＡＣアドレスを用いて、ＣＡＭ２５３０−１に問合せ、その結果と、レジスタＲ２３１４の値から、当該パケットのパケット変換モードを決定し、ＤＡフレームを受信ＦＩＦＯ１１０に書き込み、続く、ＳＡフレームも受信ＦＩＦＯ１１０に書き込む。
【０１３２】
また、レジスタ２３１５の値から、送信元ＭＡＣアドレスを用いてＣＡＭ2530−１に問い合わせる場合は、ＤＡフレームを受信ＦＩＦＯ１１０に書き込み、続く、ＳＡフレームがバッファ２５１０−１に入ってくるのを待つ。カウンタ2520−１のカウント値が１２バイトに達したところで、制御回路２２０は、ＳＡフレームに保持された送信元ＭＡＣアドレスを用いてＣＡＭ２５３０−１に問合せ、その結果とレジスタＲ２３１４の値から、当該パケットのパケット変換モードを決定し、ＳＡフレームを受信ＦＩＦＯ１１０に書き込む。
【０１３３】
なお、ここで決定されるパケット変換受信モードは、通常パケット変換受信モード，変換なし受信モードの２種類である。
【０１３４】
（ｃ）続いて、バッファ２５１０−１には、当該パケットがＱｔａｇ付きパケットならばＱｔａｇフレームが、通常フレームならばＬ／Ｔフレームが入ってくる。そこで、カウンタ２５２０−１のカウント値が１４バイトに達したところで、制御回路２２０は、この２バイトを用いて、この２バイトがレジスタＲ2312で設定された値である０ｘ８１００（１６進数表記）の場合は続くフレームがQtagフレームであると、また、それ以外の場合はＬ／Ｔフレームと判定する。その判定結果がＱｔａｇフレームの場合、当該パケットがＱｔａｇ付きパケットと、また、Ｌ／Ｔフレームの場合は通常フレームと判定する。その判定結果がＱｔａｇフレームの場合、当該パケットがＱｔａｇ付きパケットと、また、Ｌ／Ｔフレームの場合は通常フレームと分かる。その判定結果に基づき、制御回路２２０は、当該パケットの種類と（ｂ）で決定した受信パケット変換受信モードから、図２６に示す、パケット変換内容（変換せずそのまま受信，通常パケットに変換し受信）を決定する。
【０１３５】
（ｄ−１：変換せずそのまま転送）当該パケットがＱｔａｇ付きパケットの場合、制御回路２２０はバッファ２５１０−１内のＱｔａｇフレーム、及び続いてバッファ２５１０−１に入ってくるＬ／Ｔフレーム，Ｄａｔａフレームを受信ＦＩＦＯ１１０に書き込む。また、当該パケットが通常パケットの場合、制御回路２２０はバッファ２５１０−１内のＬ／Ｔフレーム、及び、続いてバッファ２５１０−１に入ってくるＤａｔａフレームを受信ＦＩＦＯ１１０に書き込む。これにより、ＭＡＣ３００が受け取ったパケットは受信ＦＩＦＯ１１０にそのまま変換せずに書き込まれる。
【０１３６】
（ｄ−２：通常パケットに変換し転送）当該パケットはＱｔａｇ付きパケットであり、制御回路２２０はバッファ２５１０−１内２バイトを含め、カウンタ２５２０−１のカウンタ値が１６バイトになるまで、受信ＦＩＦＯ１１０への書き込みをスキップし、Ｑｔａｇフレームを破棄する。続いてバッファ２５１０−１に入ってくるＬ／Ｔフレーム，Ｄａｔａフレームを受信ＦＩＦＯ１１０に書き込む。これにより、ＭＡＣ３００が受け取ったＱｔａｇ付きパケットは、Ｑtagフレームのみが破棄された通常パケットに変換され、受信ＦＩＦＯ１１０に書き込まれる。
【０１３７】
また、（ａ）にて転送または受信＆転送と判定された場合には、バッファ2510−１に入ってくる各フレームをそのまま転送ＦＩＦＯ１３０に書き込み、ＭＡＣ３００が受け取ったパケットをそのまま転送ＦＩＦＯ１３０に書き込む。
【０１３８】
引き続いて、パケットの送出処理について説明する。
【０１３９】
（ａ）送信ＦＩＦＯ１２０及び転送ＦＩＦＯ１３０にパケットが書き込まれると、それを受けて、制御回路２２０は、カウンタ２５２０−２のカウント値を０にリセットし起動させるとともに、送信ＦＩＦＯ１２０及び転送ＦＩＦＯ１３０のどちらからパケットを読み出すかセレクタ２１０で指定し、読み出したパケットデータをバッファ２５１０−２への書き込みを開始する。なお、カウント2520−２は送信ＦＩＦＯ１２０または転送ＦＩＦＯ１３０から送られるパケットデータのバイト数をカウントしている。
【０１４０】
（ｂ）カウンタ２５２０−２がＤＡフレーム長である６バイトに達したところで、制御回路２２０は、当該パケットを転送または、受信＆転送と判断すると、続いて、レジスタＲ２３１３の値から、当該パケットの送出パケット変換モード及び挿入Ｑｔａｇ値を求めるために、宛先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスのどちらを用いて、ＣＡＭ２５３０−２に問い合わせるかを判定する。宛先ＭＡＣアドレスの場合は、ＤＡフレームが保持する宛先ＭＡＣアドレスを用いて、ＣＡＭ２５３０−２に問合せ、その結果と、レジスタＲ２３１０の値から、当該パケットの送出パケット変換モードを、及び、ＣＡＭ２５３０−２に問い合わせた結果と、レジスタＲ２３１１の値から、挿入するＱｔａｇ値を決定し、ＤＡフレームをＭＡＣ３００に送る、続く、ＳＡフレームもＭＡＣ３００に送る。
【０１４１】
また、レジスタＲ２３１３の値から、送信元ＭＡＣアドレスを用いてＣＡＭ２５３０−２に問い合わせる場合は、ＤＡフレームをＭＡＣ３００に送り、続く、ＳＡフレームがバッファ２５１０−２に入ってくるのを待つ。カウンタ2520−２のカウント値が１２バイトに達したところで、制御回路２２０は、ＳＡフレームに保持された送信元ＭＡＣアドレスを用いてＣＡＭ２５３０−２に問合せ、その結果とレジスタＲ２３１０とＲ２３１１の値から、当該パケットのパケット変換モードと挿入するＱｔａｇ値を決定し、ＳＡフレームをＭＡＣ３００に送る。なお、ここで決定するパケット変換モードは、Ｑｔａｇ付きパケット変換モード，通常パケット変換モード，変換なしモードの３種類である。
【０１４２】
（ｃ）続いて、バッファ２５１０−２には、当該パケットがＱｔａｇ付きパケットならばＱｔａｇフレームが、通常フレームならばＬ／Ｔフレームが入ってくる。さらにカウンタ２５２０−２のカウント値が１４バイトに達したところで、制御回路２２０は、この２バイトを用いて、この２バイトがレジスタＲ２３１２で設定された値である０ｘ８１００（１６進数表記）の場合は続くフレームがＱｔａｇフレームであると、また、それ以外の場合はＬ／Ｔフレームと判定する。その判定結果がＱｔａｇフレームの場合、当該パケットがＱｔａｇ付きパケットと、また、Ｌ／Ｔフレームの場合は通常フレームと判定する。その判定結果に基づき、制御回路２２０は、当該パケットの種類と（ｂ）で決定した送出パケット変換モードから、図２７示す、パケット変換内容（変換せずそのまま送出，通常パケットに変換し送出，Ｑｔａｇ付きパケットに変換し送出）を決定する。
【０１４３】
（ｄ−１：変換せずそのまま送出）当該パケットがＱｔａｇ付きパケットの場合、制御回路２２０はバッファ２５１０−２内のＱｔａｇフレーム、及び続いてバッファ２５１０−２に入ってくるＬ／Ｔフレーム，ＤａｔａフレームをＭＡＣ３００に送る。また、当該パケットが通常パケットの場合、制御回路２２０はバッファ２５１０−２内のＬ／Ｔフレーム、及び、続いてバッファ２５１０−２に入ってくるＤａｔａフレームをＭＡＣ３００に送る。これにより、送信ＦＩＦＯ１２０または転送ＦＩＦＯ１３０に保持されていたパケットはＭＡＣ３００にそのまま変換せずに送られ、イーサネット８２０に送出される。
【０１４４】
（ｄ−２：通常パケットに変換し送出）当該パケットはＱｔａｇ付きパケットであり、制御回路２２０はバッファ２５１０−２内２バイトを含め、カウンタ２５２０−２のカウンタ値が１６バイトになるまで、ＭＡＣ３００に送るのをスキップし、Ｑｔａｇフレームを破棄する。続いて、バッファ２５１０−２に入ってくるＬ／Ｔフレーム，ＤａｔａフレームをＭＡＣ３００に送る。これにより、送信ＦＩＦＯ１２０または転送ＦＩＦＯ１３０に保持されていたＱｔａｇつきパケットは、Ｑｔａｇフレームのみが破棄された通常パケットに変換され、ＭＡＣ３００に送られて、イーサネット８２０に送出される。
【０１４５】
（ｄ−３：Ｑｔａｇ付きパケットに変換し転送）当該パケットは通常パケットであり、制御回路２２０は、（ｂ）で判定したＱｔａｇ値を持つＱｔａｇフレームをＭＡＣ３００に送り、その後、バッファ２５１０−２内の２バイト（Ｌ／Ｔフレーム）を含め、続いてバッファ２５１０−２に入ってくるＤａｔａフレームをＭＡＣ３００に送る。これにより、送信ＦＩＦＯ１２０または転送ＦＩＦＯ１３０に保持されていた通常パケットは、ＣＡＭ２５３０−２及びレジスタＲ２３１１により決定したＱｔａｇを持つＱｔａｇフレームが挿入されたＱtag付きパケットに変換され、ＭＡＣ３００に送られて、イーサネット８２０に送出される。
【０１４６】
以上により、ＭＡＣ３００ａ，３００ｂが受け取ったパケットを受信する際に、当該パケットの送信元または宛先のＭＡＣアドレスに応じて、パケット変換モードを決定すると共に、ＣＰＵ１が生成したパケットや、転送するパケットの送信元または宛先のＭＡＣアドレスに応じて、パケット変換モードや、Ｑｔａｇ付きパケットに変換する際に挿入されるＱｔａｇ値を決定することが可能となる。
【０１４７】
次に、本発明に係るパケット通信装置をＩＰ電話に適応したときのパケット通信システムの実施形態を図３０に示す。
【０１４８】
ＩＰ電話８０００ａは、２つのイーサネット８２０ａ，８２０ｂに接続されており、一方のイーサネット８２０ａはインターネットやイントラネットに接続されているＨＵＢ８１００に接続され、他方のイーサネット８２０ｂはイーサネット通信装置８３０としてのＰＣに接続されている。ＨＵＢ８１００はインターネットやイントラネットなどのＷＡＮ(Wide Area Network）を介して、ＩＰ電話８０００ｂと、ホームページデータを保持しているデータセンサ８２００に接続されている。
【０１４９】
ＩＰ電話８０００は、その内部に２チャネル通信装置８００，２つのＰＨＹ
８１０ａ，８１０ｂ，受話器８０１０，アナログ信号である音声入力信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器８０２０、その逆にディジタル信号をアナログ信号である音声出力信号に変換するＤ／Ａ変換器８０３０を備えて構成されている。受話器８０１０は、音声をアナログ信号に変換するマイク８０１１と、アナログ信号である音声出力信号を音声に変換するスピーカ８０１２を備えて構成されている。
【０１５０】
ＩＰ電話８０００ａとＩＰ電話８０００ｂとの間の通話は以下のようにして行われる。ＩＰ電話８０００ａのマイク８０１１より入力された音声は、Ａ／Ｄ変換器８０２０によりディジタル信号に変換されて２チャネル通信装置８００に入力される。２チャネル通信装置８００内のＣＰＵ１は、ディジタル信号を音声パケットに変換し、送信パケットとして、ＭＡＣ３００ａからイーサネット820ａに送信する。イーサネット８２０ａに送信されたパケットは、ＨＵＢ８１００ａからＷＡＮを通って相手側のＩＰ電話８０００ｂに送られる。相手側のＩＰ電話８０００ｂは、ＩＰ電話８０００ａが送信した音声パケットを受信すると、２チャネル通信装置８００内のＣＰＵ１で、受信した音声パケットを音声データに変換してＤ／Ａ変換器８０３０に出力する。この音声データはＤ／Ａ変換器8030によりアナログ信号である音声信号に変換され、スピーカ８０１２から音声として出力される。ＩＰ電話８０００ｂからＩＰ電話８０００ａに対する通信処理も同様に行われ、ＩＰ電話８０００ａとＩＰ電話８０００ｂとの間で通話が実現する。
【０１５１】
次に、ＩＰ電話８０００ａを介して接続されたＰＣ８３０がデータセンタ8200にあるホームページを読み込む処理は以下のように行われる。ＰＣ８３０がウェブブラウザを用いて、ホームページを表示する場合には、表示するホームページのＵＲＬの情報を持ったパケットがイーサネット８２０ｂに送信される。このパケットを２チャネル通信装置８００のＭＡＣ３００ｂが受信すると、このパケットの宛先のＭＡＣアドレスはＩＰ電話８０００宛ではないため、ＭＡＣ３００ａからイーサネット８２０ａに転送される。転送されたパケットは、ＨＵＢ8100を通り、ＷＡＮを介してデータセンタ８２００に到着する。データセンタ８２００ではＰＣ８３０が送信したパケットからＵＲＬ情報を読み出し、対応するホームページの情報をパケット化して送信する。データセンタ８２００から送信されたパケットは、ＷＡＮを介してＨＵＢ８１００に到着したあとイーサネット820ａを介して２チャネル通信装置８００内のＭＡＣ３００ａに受け取られる。このとき２チャネル通信装置８００内の転送判定回路２００は、データセンタ８２００から送信したパケットの宛先ＭＡＣアドレスを検索してＰＣ８３０宛であると判定したときには、このパケットをイーサネット８２０ｂに転送する。
【０１５２】
ＰＣ８３０がパケットを受信すると、ＰＣ８３０では受け取ったパケットからホームページデータを取り出し、ウェブブラウザに表示する。以上の処理によりＩＰ電話８０００を介してデータセンタ８２００とＰＣ８３０との間で通信が可能となる。
【０１５３】
ここで、ＣＰＵ１で実行される２つの音声処理（ディジタル信号から音声パケットへと変換する処理、及び、音声パケットからディジタル信号へと変換する処理）、イーサネット上での音声パケットのやりとりは、ノイズや間延びを防ぎ、音声をスムーズに伝えるために、一定期間以内に２つのＩＰ電話８０００間でやりとりを行うリアルタイム性が要求される。したがって、ＣＰＵ１にて、音声処理を優先的に実行すると共に、イーサネットにおいても優先度情報を付加できるＱｔａｇ付きパケットにて音声パケットをやりとりする必要がある。
【０１５４】
以上から、ＨＵＢとＩＰ電話８０００間は、Ｑｔａｇ付きパケットで通信が行われる。そのため、さらに、これに加え、データセンタ８２００とＰＣ８３０間の通信によるパケット転送処理があり、ＰＣ８３０にも、Ｑｔａｇ付きパケットが転送される可能性がある。
【０１５５】
そのため、ＰＣ８３０がＱｔａｇ付きパケットを受信できない場合、ＩＰ電話８０００にてＰＣ８３０に転送されるＱｔａｇ付きパケットを通常パケットに変換する必要が出てくる。このとき、パケット変換をＣＰＵ１にて行うと、ＣＰＵ１の負荷が増大し、音声処理が滞るとともに、処理しきれないパケット変換が必要な転送パケットが増え、転送パケットの破棄が発生し、イーサネットの効率が低下し、音声パケットのリアルタイム性が維持できなくなる。
【０１５６】
そこで、本発明の方式を採用することにより、ＣＰＵ、及び、転送処理のオーバーヘッドを０にできるため、音声処理及び音声パケット通信をスムーズに行うことが可能となる。
【０１５７】
【発明の効果】
ＩＥＥＥ８０２．１Ｑで規定された優先情報付きパケットの送受信ができない通信対象との接続を可能とする。これにより、パケットを転送する際に、送信・受信判定及び、パケット変換にかかるオーバーヘッドを０にすると共に、送信・受信判定及びパケット変換に伴う生成処理手段への負荷を０にすることにより、通信効率及び、生成処理手段の処理性能を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る２チャンネルイーサネット通信装置の一実施例のブロック構成図である。
【図２】本発明に係る２チャンネルイーサネット通信装置を用いた通信ネットワークのブロック構成図である。
【図３】本発明に係る２チャンネルイーサネット通信装置を複数台直接接続したときのシステム構成図である。
【図４】本発明に係る複数のイーサネット通信装置をＨＵＢに接続した時のシステム構成図である。
【図５】本発明に係るメモリの一実施例を示すブロック構成図である。
【図６】本発明に係るバスＩ／Ｆ回路，バッファ，転送判定装置のブロック構成図である。
【図７】本発明に係るレジスタの構成図である。
【図８】本発明に係るＣＡＭの構成図である。
【図９】本発明に係るパケット変換回路の構成図である。
【図１０】本発明に係るパケット変換条件を説明するための図である。
【図１１】本発明に係るパケットの送信処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明に係るパケットの受信・転送処理を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本発明に係るパケット変換をＣＰＵで際の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１４】本発明に係るパケット転送時に、Ｑｔａｇ付きパケットから通常パケットへの変換を説明するための図である。
【図１５】本発明に係るパケット転送時に、通常パケットからＱｔａｇ付きパケットへの変換を説明するための図である。
【図１６】本発明に係るパケット転送時に、Ｑｔａｇ付きパケットをそのまま転送FIFOに書き込む処理を説明するための図である。
【図１７】本発明に係るパケット転送時に、通常パケットをそのまま転送ＦＩＦＯに書き込む処理を説明するための図である。
【図１８】本発明に係るパケット受信時に、Ｑｔａｇ付きパケットを受信ＦＩＦＯに書き込む処理を説明するための図である。
【図１９】本発明に係るパケット受信時に、通常パケットを受信ＦＩＦＯに書き込む処理を説明するための図である。
【図２０】本発明に係るパケット変換回路のブロック構成図である。
【図２１】本発明に係るレジスタの構成説明図である。
【図２２】本発明に係るパケットの送信・受信・転送処理を説明するためのフローチャートである。
【図２３】本発明に係るパケット受信時のパケット変換条件を説明するための図である。
【図２４】本発明に係るパケット送出時のパケット変換条件を説明するための図である。
【図２５】本発明に係るパケット受信時に、受信ＦＩＦＯに書き込む処理を説明するための図である。
【図２６】本発明に係るパケット送信時に、イーサネットＭＡＣが送出するパケットの処理を説明するための図である。
【図２７】本発明に係るパケット送信時に、イーサネットＭＡＣが送出するパケットの処理を説明するための図である。
【図２８】本発明に係る通常パケット及びＱｔａｇ付きパケットのフレーム構成を示す図である。
【図２９】本発明に係る２チャンネルイーサネット通信装置を用いた通信ネットワークの他の実施例を示すブロック構成図である。
【図３０】本発明に係る２チャンネルイーサネット通信装置をＩＰ電話システムに適応した時のブロック図である。
【図３１】本発明に係る２チャンネルイーサネット通信装置の他の実施例のブロック構成図である。
【符号の説明】
１…ＣＰＵ、２…メモリ、３…バス、４…２チャンネル通信モジュール、100a，１００ｂ…バッファ、１１０ａ,１１０ｂ…受信ＦＩＦＯ、１２０ａ,１２０ｂ…送信ＦＩＦＯ、１３０ａ，１３０ｂ…転送ＦＩＦＯ、２００…転送判定回路、２５０…パケット変換回路、３００ａ，３００ｂ…イーサネットＭＡＣ、４００…バスＩ／Ｆ回路、８１０ａ，８１０ｂ…ＰＨＹ、８２０ａ，８２０ｂ…イーサネット、８３０ａ，８３０ｂ…イーサネット通信装置。
Claims (13)
- 複数の通信対象とパケットの送信及び受信を行う複数の通信手段と、
前記複数の通信手段が送信するためのパケットを生成するとともに前記複数の通信手段が受信したパケットを処理するパケット生成処理手段と、
前記複数の通信対象間で相互に情報の授受を行うための転送用パケットを保持する転送用バッファ手段と、
前記複数の通信手段の受信による受信パケットまたは前記複数の通信手段が送信する送信パケットに対してパケット変換を行うパケット変換回路と、
前記通信手段の受信による受信パケットが前記転送用パケットであると判定した時には前記受信パケットを前記転送用バッファ手段に出力するとともに、前記パケット生成処理手段が生成した送信パケットの宛先の通信対象に対応した通信手段および前記転送用バッファ手段に保持された転送用パケットの宛先の通信対象に対応した通信手段に出力する転送手段とを有し、
前記パケット変換回路は、パケット変換モードレジスタまたは前記転送用パケットの送信元及び宛先の通信対象に応じてパケット変換モードを設定する転送パケット変換モード決定手段を有し、
前記パケット生成処理手段は、前記通信手段が受信したパケットの内容に応じたレスポンスとして当該受信パケットを送信した機器に送信する送信パケットを生成する機能を有し、
前記転送手段が前記通信手段の受信による受信パケットが前記転送用パケットと判定し、前記転送用パケットを前記転送用バッファ手段に出力する際に、前記パケット変換回路が前記パケット変換モードレジスタまたは前記転送パケット変換モード決定手段に基づいて前記受信パケットを前記転送用バッファ手段に受信しながら前記転送用パケットに変換することを特徴とするパケット通信装置。 - 請求項１に記載のパケット通信装置において、
前記受信パケットはパケットの先頭に宛先アドレスを有し、
前記転送手段は前記受信パケットのパケット先頭の宛先アドレスを読み取った結果に基づいて転送用パケットと判定することを特徴とするパケット通信装置。 - 請求項１に記載のパケット通信装置において、
前記パケット変換回路は、前記パケット生成処理手段で設定可能なパケット変換モード設定レジスタを有し、
前記転送手段が前記通信手段の受信による受信パケットが前記パケット生成処理手段が必要なパケットであると判定し当該受信パケットを前記パケット生成処理手段に出力する際に、前記パケット変換回路がこのレジスタの設定値に基づき当該パケットを前記パケット生成処理手段が処理可能なパケットに変換することを特徴とするパケット通信装置。 - 請求項１に記載のパケット通信装置において、
前記パケット変換回路は、前記パケット生成処理手段で設定可能なパケット変換モードレジスタまたは前記通信手段が送信する送信パケットの送信元及び宛先の通信対象に応じてパケット変換モードを設定する送信パケット変換モード決定手段を有し、
前記転送手段が前記パケット生成処理手段の生成による送信パケットの宛先の通信対象に対応した通信手段および前記転送用バッファ手段に保持された転送用パケットの宛先の通信対象に対応した通信手段に出力する際に、前記パケット変換回路が前記パケット変換モードレジスタまたは送信パケット変換モード決定手段に基づき当該転送用パケットを変換することを特徴とするパケット通信装置。 - 請求項３に記載のパケット通信装置において、
前記パケット変換回路は、前記パケット生成処理手段で設定可能なパケット変換モードレジスタまたは前記通信手段が送信する送信パケットの送信元及び宛先の通信対象に応じてパケット変換モードを設定する送信パケット変換モード決定手段を有し、
前記転送手段が前記パケット生成処理手段の生成による送信パケットの宛先の通信対象に対応した通信手段および前記転送用バッファ手段に保持された転送用パケットの宛先の通信対象に対応した通信手段に出力する際に、前記パケット変換回路が前記パケット変換モードレジスタまたは送信パケット変換モード決定手段に基づき当該転送用パケットを変換することを特徴とするパケット通信装置。 - 請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のパケット通信装置において、
前記パケット変換回路は優先度情報付きパケットから優先度情報を持たないパケットに変換する変換機能を有することを特徴とするパケット通信装置。 - 請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のパケット通信装置において、
前記パケット変換回路は優先度情報を持たないパケットから優先度情報を持つパケットに変換する変換機能を有することを特徴とするパケット通信装置。 - 請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のパケット通信装置おいて、
前記パケット変換回路は優先度情報付きパケットから優先度情報を持たないパケットに変換する変換機能と、パケットを構成する各フレームを判断するカウント手段を有し、前記カウント手段に基づきパケットが優先度情報を持つパケットか優先度情報を持たないパケットかを判断し、前記カウント手段を用いて前記優先度情報を持つパケット内にある優先度情報を持つフレームの位置を検出し、当該パケットを構成する各フレームのうち前記優先度情報を持つフレーム以外の全フレームのみを出力することで優先度情報を持つパケットから優先度情報を持たないパケットに変換することを特徴とするパケット通信装置。 - 請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のパケット通信装置おいて、
前記パケット変換回路は、優先度情報を持たないパケットから優先度情報を持つパケットに変換する変換機能と、パケットを構成する各フレームを判断するカウント手段と、
前記パケット生成処理手段が設定可能な優先度情報を持たないパケットから優先度情報を持つパケットに変換する際に挿入する優先度情報を設定するレジスタと、
当該パケットの送信元または宛先の通信対象に応じて挿入する優先度情報を決定する優先度情報決定機能を有するパケット変換モード決定手段とを有し、
前記カウント手段に基づきパケットが優先度情報を持つパケットか優先度情報を持たないパケットかを判断し、前記カウント手段を用いて前記優先度情報を持たないパケットに対し優先度情報を持つフレームを挿入する位置を検出し、前記優先度情報を持つフレームを挿入する位置に前記優先度情報を設定するレジスタ及び前記パケット変換モード決定手段に基づき決定した優先度を持つフレームを挿入して出力することで優先度情報を持たないパケットから優先度情報を持つパケットに変換することを特徴とするパケット通信装置。 - 請求項１に記載のパケット通信装置において、
前記パケット通信装置は、記憶手段を有し、
前記パケット生成処理手段はマルチメディアのようにリアルタイム性が要求される処理を含む少なくとも１つ以上のプログラムを実行する機能を持ち、前記記憶手段は、前記パケット生成処理手段が実行する前記プログラム及びデータ、また、前記パケット生成処理手段が送受信するパケットを保持し、前記複数の通信手段は、優先度情報付きパケット（新規格パケット）及び優先度情報のないパケット（旧規格パケット）を用いて、前記複数の通信対象とパケット通信を行う機能を有し、
前記転送手段が複数の通信手段間でパケットの転送を行う際、当該パケットの送信先の 前記通信対象が新規格パケットを受信できない場合、前記転送手段は、当該通信対象に対して新規格パケットを転送する際に、旧規格パケットに変換して転送することを特徴とするパケット通信装置。 - 請求項１０に記載のパケット通信装置おいて、
前記複数の通信対象ごとに、新規格パケット及び旧規格パケットに対応かの情報を保持する、連想メモリまたはＲＡＭテーブルを持ち、当該情報に基づいたパケット変換を、パケット通信装置内でクローズして、行うことを特徴とするパケット通信装置。 - 請求項１０に記載のパケット通信装置において、
前記記憶手段に保持された、前記パケット生成処理手段で実行されるプログラムが新規格パケットを処理できない際に、前記転送手段は、当該プログラムが処理すべき当該新規格パケットを旧規格パケットに変換して、前記記憶手段に書き込むとともに、前記記憶手段にある当該プログラムが生成した旧規格パケットの送信先の前記通信対象が、新規格パケットを処理できる際には、当該旧規格パケットを新規格パケットに変換して、前記通信手段から、当該新規格パケットを送信することを特徴とするパケット通信装置。 - 請求項１２に記載のパケット通信装置おいて、
前記パケット通信装置は前記パケット生成処理手段で設定可能であり前記パケット変換の有無を設定する制御レジスタを持ち、
前記パケット生成処理手段で実行されるプログラムが、新規格パケットを処理できない際に、前記記憶手段に保持された当該プログラム自身または、当該プログラムを管理する別のプログラムが、前記制御レジスタを設定することにより、
前記転送手段は、前記制御レジスタの設定に応じ、当該プログラムが処理する受信するパケットを旧規格パケットに変換するとともに、当該プログラムが生成した旧規格パケットの送信先の前記通信対象が、新規格パケットを処理できる際には、当該旧規格パケットを新規格パケットに変換して、前記通信手段から、当該新規格パケットが送信されることを特徴とするパケット通信装置。
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