JP3908667B2 - Ｌａｒｑヘッダを抜き取り、ｆｃｓを再生成してスリープモード復帰をサポートする機構 - Google Patents

Description

本発明はネットワークにおける受信データパケットに関し、特に、ネットワークにおいて受信データパケットから不要なヘッダ情報を除去することに関する。

既設宅内におけるコンピュータ同士の接続用として、ホームネットワークが次第に普及し、望ましいものとなってきている。ホームネットワークの一種に、一般住宅にごく普通に敷設されている電話回線を利用して家庭内のコンピュータ間で通信を行う家庭用電話回線ネットワークがある。こうした家庭用電話回線ネットワークの動きを標準化するための仕様が、標準化団体であるホームフォンラインネットワーキングアライアンス（Home Phone Line Networking Alliance：ＨＰＮＡ）から発表されている。

図１は、本発明による家庭用電話回線ネットワークを示している。このネットワークの好ましい実施形態は、ホームフォンラインネットワーキングアライアンスの仕様のバージョン２.０（ＨＰＮＡ２.０）に準拠している。このネットワークでは、住宅にごく普通に敷設されている電話線を介して複数のコンピュータ同士が通信を行うことができる。このネットワークは制御チップ１００を含む。チップ１００はさらに、メディア独立インタフェース（ＭＩＩ）１０６と、メディアアクセスコントローラ（ＭＡＣ）１０８と、物理層（ＰＨＹ）１１０とを含む。チップ１００はＨＰＮＡ２.０の仕様を満たしている。チップ１００は、電話用ジャック１０２を介して電話線経由でデータパケットを含む信号を受信する。チップ１００と電話線との間には、信号を処理するアナログフロントエンド（ＡＦＥ）１０４がある。よって、チップ１００はＡＦＥ１０４から信号で受信したパケットを処理し、信号をホストＭＡＣ１１２またはイーサネットコントローラ１１２に出力する。

従来技術において周知のように、イーサネットコントローラ１１２は、使用されていないときに消費電力量を落とす、すなわち「スリープ」するように構成することが可能なものである。チップ１００を介してイーサネットコントローラ１１２にフレームを送信することで、リモートサイトのシステムアドミニストレーションはイーサネットコントローラ１１２を「ウエイクアップ」することができる。このフレームには、フレーム内の指定されたバイト位置に特定のビットパターンすなわち「復帰パターン」がある。復帰すべきか否かを判断するために、イーサネットコントローラ１１２は指定されたバイト位置に達するまでフレームのバイト数をカウントする。次に、イーサネットコントローラ１１２は、指定されたバイト位置のビットパターンを復帰パターンに一致させるよう試みる。ここで一致すれば、イーサネットコントローラ１１２は復帰して電力消費量を上げる。それ以外の場合はイーサネットコントローラ１１２はスリープし続ける。

しかしながら、ＨＰＮＡ２.０の下では、フレームのヘッダにさらに８バイト分の制限付き（Limited）自動再送要求（ＬＡＲＱ）ヘッダが含まれることがある。ＬＡＲＱヘッダはリンク層優先度情報を伝達し、否定応答プロトコルを返してフレーム再送信の速度を高める。イーサネットコントローラ１１２が使用するイーサネットプロトコルは、ＬＡＲＱヘッダを認識しないか、またはこのようなヘッダがあることを想定していない。ＬＡＲＱヘッダと復帰パターンとを含むＨＰＮＡフレームがイーサネットコントローラ１１２に送られると、イーサネットコントローラ１１２は指定されたバイト位置までのバイト数をカウントし、ビットパターンを復帰パターンに一致させるように試みる。しかしながら、ＬＡＲＱヘッダによってフレームが８バイト分増えているため、ビットパターンの一致を試みる位置は、実際に復帰パターンがある場所とは異なる。そのために、イーサネットコントローラ１１２は復帰しない。

したがって、ＬＡＲＱヘッダを抜き取って遠隔復帰をサポートする機構に需要がある。

本発明は、家庭用電話回線ネットワークにおいてスリープモード復帰をサポートするための方法を提供するものである。この方法は、フレーム内にある制限付き自動再送要求（ＬＡＲＱ）ヘッダを検出し、フレーム内にあるＬＡＲＱヘッダとフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）とを抜き取り、抜き取り後のフレームについてＦＣＳを再計算し、再計算後のＦＣＳを抜き取り後のフレームに加えることを含む。この方法では、ＨＰＮＡフレームをイーサネットコントローラに送信する前に、このフレームからＬＡＲＱヘッダを抜き取る。ＬＡＲＱヘッダを抜き取ることで、イーサネットコントローラは復帰パターンに指定されたバイト位置を正しく見つけ、ビットパターンを復帰パターンに一致させるように試みる。このようにしてスリープモード復帰をサポートする。

本発明は、ＬＡＲＱヘッダを抜き取って遠隔復帰をサポートする機構を提供するものである。以下の説明は当業者が本発明を製造および利用できるようにするためのものであり、特許出願およびその要件との関連において示したものである。当業者には好ましい実施形態に対するさまざまな改変が容易に認められるであろうし、本願明細書に記載の包括的な原理を他の実施形態に適用してもよい。よって、本発明は、図示の実施形態に限定されることを意図したものではなく、本願明細書に記載の原理および特徴と首尾一貫した最も広い範囲に合致することを想定している。

以下の記述とあわせて図２乃至図４を参照して、本発明の特徴をより一層細かく説明する。

図２は、本発明によるＭＡＣ１０８の好ましい実施形態を示している。ＭＡＣ１０８は、受信データパス２０２と、送信データパス２０４と、ディストリビューテッドフェアプライオリティキューイング（Distributed Fair Priority Queuing：ＤＦＰＱ）２０６と、バイナリ指数バックオフ（Binary Exponential Backoff：ＢＥＢ）２０８と、リンクインテグリティ(Link Integrity)部２１０と、ネットワーク状態（Network State）部２１２と、レート要求制御フレーム（Rate Request Control Frame：ＲＲＣＦ）部２１４と、複数のレジスタ・管理情報ベース（Management Information Base：ＭＩＢ）カウンタ２１６と、を含む。

受信データパス２０２は、ＰＨＹ１１０からデータパケットを受信し、なおかつデータパケットをＭＩＩ１０６に送信する。好ましい実施形態では、受信データパス２０２による各データパケットの送信直後に、本願明細書では「フレームステータスフレーム」と呼ぶもうひとつのパケットを送信する。フレームステータスフレームは、以後の処理で必要になる特定のステータス情報を含む。

送信データパス２０４は、ＭＩＩ１０６からデータパケットを受信し、これをＰＨＹ１１０に送信する。

ＤＦＰＱ２０６およびＢＥＢ２０８がコリジョンを解消する。ＨＰＮＡ２.０仕様は、データ転送速度１０メガバイト／秒（Ｍｂｐｓ）とデータ転送速度１Ｍｂｐｓの両方をサポートしている。ＤＦＰＱ２０６は１０Ｍｂｐｓのデータ転送速度でのコリジョンを解消し、一方ＢＥＢ２０８は１Ｍｂｐｓのデータ転送速度でのコリジョンを解消する。好ましい実施形態では、ＰＨＹ１１０によってコリジョン検出信号を提供する。これによりＤＦＰＱ２０６またはＢＥＢ２０８のいずれかがコリジョンを解消しようと試みる。

リンクインテグリティ部２１０は物理的なネットワーク状況を監視する。好ましい実施形態では、リンクインテグリティ部２１０はリンクレジスタのリンクステータスビットを更新する。また、リンクインテグリティ部２１０は、ＨＰＮＡ２.０に従ってリンクパケットを送出する。

ネットワーク状態部２１２は、ＭＡＣ１０８の現在のモード、すなわちＭＡＣ１０８が、データ転送速度１０Ｍｂｐｓのモード（「１０Ｍ８」）で動作しているか、あるいはデータ転送速度１Ｍｂｐｓのモード（「１Ｍ８」）で動作しているかを監視する。

ＲＲＣＦ部２１４は、ＭＡＣ１０８のデータ転送速度が変わる度に、ＲＲＣＦを送信する。ＲＲＣＦはレートネゴシエーション機能に用いられる、すなわち、家庭用電話回線ネットワーク内の異なる局の間で通信を行うデータ転送速度がいくつであるかを判断する。

レジスタ・ＭＩＢカウンタ２１６は、ＭＡＣ１０８にプログラム性を持たせ、エラーイベントの計数を担当する。

図３は、ＬＡＲＱヘッダを抜き取って遠隔復帰をサポートする本発明による方法の好ましい実施形態を示すフローチャートである。好ましい実施形態では、この方法は受信データパス２０２の一部として提供される。まず、ステップ３０２において、受信データパス２０２がフレーム内のＬＡＲＱヘッダを検出する。次に、ステップ３０４において、フレームのＬＡＲＱヘッダとフレームチェックシーケンス（Frame Check Sequence：ＦＣＳ）とを抜き取る。ＦＣＳはフレームの最後の４バイトであり、フレームにエラーが含まれているか否かを判断するのに用いられる。好ましい実施形態では、抜き取ったＬＡＲＱヘッダに含まれる情報を、抜き取り後のフレームのすぐ後ろにくることになるフレームステータスフレームに入れる。このようにして、他のプロセスでＬＡＲＱヘッダを利用できるままにしておく。次に、受信データパス２０２は、ステップ３０６において、抜き取り後のフレームについてＦＣＳを再計算し、これを抜き取り後のフレームに加える。再計算を行わないと、イーサネットコントローラ１１２ではＬＡＲＱヘッダが抜けていることから抜き取り後のフレームにエラーがあると誤って判断をしてしまうため、この再計算は必要なものである。さらに、再計算後のＦＣＳを含む抜き取り後のフレームを、ステップ３０８において、イーサネットコントローラ１１２に送る。

好ましい実施形態では、このＬＡＲＱヘッダの抜き取りをユーザがプログラム可能なようにすることができる。たとえば、レジスタの設定を利用して上述したようなＬＡＲＱヘッダの抜き取りをアクティブにする。イーサネットコントローラ１１２がスリープモードに入ったら常にレジスタをセットし、ＬＡＲＱヘッダを抜き取るようにユーザ側でＭＡＣ１０８をプログラムしても構わない。それ以外の場合にはレジスタはセットされず、ＬＡＲＱヘッダも抜き取られない。

好ましい実施形態では、ＬＡＲＱヘッダを抜き取る方法をハードウェアで実現している。しかしながら、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、この方法をソフトウェアで実現したり、あるいはハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで実現してもよいことは、当業者であれば理解できよう。

図４は、ＬＡＲＱヘッダを抜き取って遠隔復帰をサポートする、本発明による受信データパス２０２の好ましい実施形態を示している。受信データパス２０２は、ＰＭ＿ＲＸＤＥＣ論理ブロック４０２と、ＰＭ＿ＲＸＦＣＯＮ論理ブロック４０４と、ＰＭ＿ＲＸＮＩＢ論理ブロック４０６と、ＰＭ＿ＲＸＦＣＳＧＥＮ論理ブロック４０８とを含む。
レジスタ・ＭＩＢカウンタ２１６のレジスタでｓｔｒｉｐ＿ＬＡＲＱ信号をＰＭ＿ＲＸＤＥＣ論理ブロック４０２にアサートして、ＬＡＲＱヘッダのストリッピングがイネーブルになったことを示す。ＰＭ＿ＲＸＤＥＣ論理ブロック４０２へのデータバスにＲＭ＿ＢＹＴＥ信号を介してＬＡＲＱヘッダを含むフレームを受信すると、ステップ３０２において、このフレームからＬＡＲＱヘッダが抜き出される。次に、ＰＭ＿ＲＸＤＥＣ論理ブロック４０２は、ｒｍ＿ｓｆｃｓ信号とｒｍ＿ｓｌａｒｑ信号とをＰＭ＿ＲＸＦＣＯＮ論理ブロック４０４にアサートする。アサートされたｒｍ＿ｓｆｃｓ信号は、フレーム内のＦＣＳが抜き取りの対象になることを示している。アサートされたｒｍ＿ｓｌａｒｑ信号は、フレーム内のＬＡＲＱヘッダが抜き取りの対象になることを示している。よって、ＰＭ＿ＲＸＦＣＯＮ論理ブロック４０４は、ステップ３０４において、ＦＣＳとＬＡＲＱヘッダとを抜き取る。次にＰＭ＿ＲＸＦＣＯＮ論理ブロック４０４は、ｒｂ＿ｓｔｒ＿ｌａｒｑ信号をＰＭ＿ＲＸＮＩＢ論理ブロック４０６にアサートする。アサートされたｒｂ＿ｓｔｒ＿ｌａｒｑ信号は、フレームからＬＡＲＱヘッダが抜き取られたことを示している。これを受けてＰＭ＿ＲＸＮＩＢ論理ブロック４０６はフレーム制御フレームを生成する。ＰＭ＿ＲＸＮＩＢ論理ブロック４０６はｅｎｆｃｓ信号をＰＭ＿ＲＸＦＣＳＧＥＮ論理ブロック４０８にアサートする。アサートされたｅｎｆｃｓ信号は、抜き取り後のフレームについてのＦＣＳの再計算をイネーブルにする。このためＰＭ＿ＲＸＦＣＳＧＥＮ論理ブロック４０８は、抜き取り後のフレームについて、ステップ３０６で、ＦＣＳを再計算する。ステップ３０８では、再計算後のＦＣＳを抜き取り後のフレームに加え、このフレームをイーサネットコントローラ１１２に送る。

以上、ＬＡＲＱヘッダを抜き取って遠隔復帰をサポートする方法について説明した。この方法では、ＨＰＮＡフレームをイーサネットコントローラ１１２に送信する前にこのフレームからＬＡＲＱヘッダを抜き取る。ＬＡＲＱヘッダを抜き取ることで、イーサネットコントローラ１１２は復帰パターンに指定されたバイト位置を正しく見つけ、ビットパターンを復帰パターンに一致させるように試みる。このようにしてスリープモード復帰をサポートする。

以上、図示の実施例に従って本発明について説明したが、実施形態に対するさまざまな変形例が可能であり、これらの変形例も本発明の趣旨および範囲内に包含されることは、当業者であれば容易に分かるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲に記載の趣旨および範囲を逸脱することなく、当業者によって多くの改変をほどこすことができよう。

本発明による家庭用電話回線ネットワークを示す図。 本発明によるＭＡＣの好ましい実施形態を示す図。 ＬＡＲＱヘッダを抜き取って遠隔復帰をサポートする方法の好ましい実施形態を示す本発明によるフローチャート。 ＬＡＲＱヘッダを抜き取って遠隔復帰をサポートする、本発明による受信データパスの好ましい実施形態を示す図。

Claims (12)

1. （ａ）フレーム内にある制限付き自動再送要求（ＬＡＲＱ）ヘッダを検出するステップと、
   （ｂ）前記フレーム内にある前記ＬＡＲＱヘッダとフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）とを抜き取るステップと、
   （ｃ）抜き取り後の前記フレームについてＦＣＳを再計算するステップと、
   （ｄ）前記再計算後のＦＣＳを抜き取り後の前記フレームに加えるステップと、を含む、
   家庭用電話回線ネットワークにおいてスリープモード復帰をサポートするための方法。
2. 前記抜き取るステップ（ｂ）がさらに、
   （ｂ１）前記ＬＡＲＱヘッダに含まれる情報を、抜き取り後の前記フレームの後ろにくることになるフレームステータスフレームに入れるステップを含む、
   請求項１記載の方法。
3. （ｅ）抜き取り後の前記フレームを前記再計算後のＦＣＳと共にイーサネットコントローラに送信するステップをさらに含む、
   請求項１記載の方法。
4. （ｆ）抜き取り後の前記フレームの指定されたバイト位置にあるビットパターンが復帰パターンと一致するか否かを判断するステップをさらに含む、
   請求項３記載の方法。
5. フレーム内にあるＬＡＲＱヘッダを検出するための第１の論理ブロックと、
   前記フレーム内にある前記ＬＡＲＱヘッダ及びＦＣＳを抜き取るための第２の論理ブロックと、
   抜き取り後の前記フレームについてＦＣＳを再計算し、この再計算後のＦＣＳを抜き取り後の前記フレームに加えるための第３の論理ブロックと、を含んで構成される、
   家庭用電話回線コントローラ。
6. 前記第１の論理ブロックにアサートされる第１の信号が、前記ＬＡＲＱヘッダがイネーブルになったこと及び前記フレームから抜き取らなければならないことを示すものである、
   請求項５記載の家庭用電話回線コントローラ。
7. 前記第１の論理ブロックが第２の信号および第３の信号を前記第２の論理ブロックにアサートするものであり、前記第２の信号は前記ＦＣＳが前記フレームからの抜き取りの対象になることを示し、前記第３の信号は前記ＬＡＲＱヘッダが前記フレームからの抜き取りの対象になることを示すものである、
   請求項５記載の家庭用電話回線コントローラ。
8. 前記第３の論理ブロックにアサートされる第４の信号が、ＦＣＳの再計算をイネーブルにするものである、
   請求項５記載の家庭用電話回線コントローラ。
9. スリープモードのイーサネットコントローラと、
   家庭用電話回線ネットワークコントローラと、を備え、
   この家庭用電話回線ネットワークコントローラが、
   フレーム内にあるＬＡＲＱヘッダを検出するための第１の論理ブロックと、
   前記フレーム内にある前記ＬＡＲＱヘッダ及びＦＣＳを抜き取るための第２の論理ブロックと、
   抜き取り後の前記フレームについてＦＣＳを再計算し、この再計算後のＦＣＳを抜き取り後のフレームに加えるための第３の論理ブロックと、を含んで構成される、
   システム。
10. 前記第１の論理ブロックにアサートされる第１の信号が、前記ＬＡＲＱヘッダがイネーブルになったこと及び前記フレームから抜き取らなければならないことを示すものである、
    請求項９記載のシステム。
11. 前記第１の論理ブロックが第２の信号および第３の信号を前記第２の論理ブロックにアサートするものであり、前記第２の信号は前記ＦＣＳが前記フレームからの抜き取りの対象になることを示し、前記第３の信号は前記ＬＡＲＱヘッダが前記フレームからの抜き取りの対象になることを示すものである、
    請求項９記載のシステム。
12. 前記第３の論理ブロックにアサートされる第４の信号が、ＦＣＳの再計算をイネーブルにするものである、
    請求項９記載のシステム。

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