JP4195004B2 - パケット処理アーキテクチャ - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本出願は、米国特許庁に２００２年７月３１日に出願された仮出願第６０／３９９，８６８号に対する優先権及びあらゆる効果を主張するものである。

本発明は、パケット境界における設定変更によるハンドシェイクプロトコルを利用したデータ処理ブロックシーケンスによるデータパケットを処理するためのパケット信号処理アーキテクチャに関し、より詳細には、ワイヤレスデジタルホームネットワーキング（ＷＤＨＮ）ベースバンド集積回路（ＩＣ）における異なるデータネットワーキング規格による異なる設定パラメータを利用してデータパケットを処理するのに適したパケット信号処理アーキテクチャに関する。
［発明の背景］
データネットワーキング環境におけるデータパケットの処理回路は、一般に、所望の方法によりデータパケットを処理するのに必要とされる具体的計算を実行する複数のデータ処理ブロックから構成される。これらデータ処理ブロックはしばしばシーケンスの形式で接続され、そこでは、入力データパケットが処理され、処理されたデータパケットがデータ処理ブロックシーケンスを介して伝搬されるよう以降の各データ処理ブロックにわたされる。

データは、固定長または可変長の連続するデータのパケットに構成される。１つのデータパケットは、１以上のデータブロックから構成される。各処理ブロックは、各種方法によりデータパケットを処理するが、１つのパケットにおいてはすべてのデータが同一の方法により処理される。設定パラメータ群が、データパケットに対してどのタイプの処理を実行すべきか示す中央コントローラにより各ブロックに適用される。パケット処理中、設定パラメータは任意のデータブロックに対して同一に保たれる必要があるため、パケット境界においてのみ設定パラメータの変更は可能である。

データ処理ブロックは、当該ブロック内で実行される計算を調整するため、ブロックにおいて異なる設定パラメータを適用することにより再設定されてもよい。これは、例えば、データパケットの処理が使用する規格に従い調整される必要がある異なる規格を用いたデータネットワーキング環境において有用である。

また、複数のデータ処理ブロックを有するシステムでは、これらデータ処理ブロック間のデータ送信のハンドシェイキング方法を利用することが可能である。このような手法では、各データ処理ブロックは、当該ブロックがデータブロックの送信準備ができていることを示すＲＴＳ（Ｒｅａｄｙ Ｔｏ Ｓｅｎｄ）信号と、当該ブロックがデータブロックの受信準備ができていることを示すＲＴＲ（Ｒｅａｄｙ Ｔｏ Ｒｅｃｅｉｖｅ）信号の供給及び受信を行うことが可能である。これら２つの信号の両方が与えられるとき、すなわち、クロックのライジングエッジにおいて送り手がＲＴＳ信号を与え、かつ受け手がＲＴＲ信号を送るとき、２つのデータ処理ブロックの間におけるデータ送信が同時に実行される。

どのタイプのデータブロックに対し実行されるべきか決定するため、コントローラから設定パラメータを受け取るデータ処理ブロック系列を利用し、データパケットをやりとりするハンドシェイキングスキームを利用するシステムでは、これらデータ処理ブロックにより適切な設定パラメータが用いられていることを保証する上で問題があるかもしれない。これに関して、入力ビット数が出力ビット数と必ずしも同じでない場合があるかもしれない。ハンドシェイキングスキームがデータパケットのやりとりに利用されるため、パケットの第１データがあるデータ処理ブロックにより処理される時間は変動するかもしれない。データパケットの第１データブロックの到着はすべてに対して同じでなくともよいため、当該時間は各ブロックに対して異なるかもしれない。それは、ブロックがデータ処理の準備ができているか、先行するブロックがデータをわたす準備ができているかに依存する。この環境では、ブロックに設定パラメータを与えるコントローラは、各ブロックがデータパケットの第１データブロックをいつ受信するか知らず、設定パラメータを更新させる必要がある。従って、上記問題点を解決するよう設定パラメータが適切な時間にデータ処理ブロックにおいて更新されることを保証するシステムを提供することが望ましい。
［発明の概要］
本発明は、パケット信号処理アーキテクチャを提供することにより上記問題点を解決し、本システムにおけるデータ処理ブロックは、データパケット境界を認識し、該データパケット境界においてのみ設定データの変更が可能である。本発明は、各種データネットワーキング規格に従ってデータパケットを処理するよう設定変更可能なデータ処理システムにおける使用に特に適している。

一特徴では、本発明は、複数のデータブロックから構成されるデータパケットを処理するシステムであって、コントローラと、各自が各自内での前記データブロックの処理の制御に利用される設定パラメータを前記コントローラから受信するため前記コントローラに接続される複数のデータ処理ブロックとから構成され、各データ処理ブロックは、あるデータパケットに関する第１出力データブロックと共に第１データ信号を前記系列による以降のデータ処理ブロックに送信し、前記第１データ信号は、前記出力データブロックにより前記データ処理ブロックの系列を介し伝搬され、各データ処理ブロックは、前記系列による以前のデータ処理ブロックからの前記第１データ信号の受信に応答して、前記設定パラメータがデータパケット境界においてのみ変更されるよう新たな設定パラメータに変更することを特徴とする。前記データブロックは、ハンドシェイキング方法を利用して、すなわち、ＲＴＳ（Ｒｅａｄｙ Ｔｏ Ｓｅｎｄ）信号とＲＴＲ（Ｒｅａｄｙ Ｔｏ Ｒｅｃｅｉｖｅ）信号が設定されるとき、前記データ処理ブロック間で転送されてもよい。前記設定パラメータは、データパケット内のデータブロックの個数を示す第１信号を含み、第１データ処理ブロックは、データパケットの最終データブロックの処理後に第２信号を前記コントローラに送信するようにしてもよい。前記最終データ処理ブロックは、前記第１データ信号の受信により、前記コントローラが次のデータパケットに対する設定パラメータを更新可能であることを示す前記第３信号を前記コントローラに送信する。前記コントローラは、前記第２及び第３信号の受信により、前記第１データ処理ブロックが次のデータパケットの処理を開始可能であること示す第４信号を前記第１データ処理ブロックに送信する。

他の特徴では、本発明は、各自がコントローラからの設定パラメータの受信のため前記コントローラに接続される系列により接続される複数のデータ処理ブロックを有するシステムにおけるデータパケットを処理する方法であって、各データ処理ブロックにおいてあるデータパケットに関する第１データブロックを特定するステップと、前記特定するステップに応答して、前記コントローラから新たな設定パラメータを読み出すステップと、前記コントローラから読み出された設定パラメータを利用して、データ処理を実行するステップと、前記設定パラメータがデータパケット境界で前記データ処理ブロックにおいて変更されるように、前記データパケットに関する第１出力データブロックと共に第１データ信号を送信するステップとから構成されることを特徴とする。本方法は、前記データ処理ブロック間でのデータブロックの転送のためハンドシェイキング方法を利用してもよい。本方法はさらに、前記データパケットにおけるデータブロック数を示す第１信号を前記第１データ処理ブロックに提供するステップを有し、前記第１データ処理ブロックは、それがあるデータパケットの最終データブロックの処理を完了したことを示す第２信号を前記コントローラに送信するようにしてもよい。本方法はさらに、最終データ処理ブロックにより、前記第１データ信号の受信により、前記コントローラが次のデータパケットに対する設定パラメータを更新可能であることを示す第３信号を前記コントローラに供給するステップを有するようにしてもよい。前記コントローラは、第２及び第３信号の受信により、前記第１データ処理ブロックが次のデータパケットの処理を開始可能であることを示す第４信号を前記第１データ処理ブロックに送信する。

本発明の上記及び他の特徴及び効果、並びにそれらを達成するための方法が、より明らかになるであろう。本発明は、添付した図面と共に本発明の実施例の以下の詳細な説明を参照することにより、より良く理解されるであろう。

ここで与えられる例示は、本発明の好適な実施例を示し、そのような例示は何れの方法によっても本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきでない。
［詳細な説明］
図１において、本発明によるデータ処理アーキテクチャを利用するシステムが示される。

システム１００は、直列的に接続された第１ブロック１０４、第２ブロック１０６及び最終ブロック１０８を含む複数のデータ処理ブロックを有する。本発明を実現するとき、任意数のデータ処理ブロックが直列的に接続されてもよいということは理解されるであろう。各処理ブロックは、ＲＴＳ信号ライン１３０、ＲＴＲ信号ライン１３２、第１データ信号ライン１２４、データライン及び設定パラメータラインを有する。システム１００は、例えば、１以上の無線データネットワーキング規格に従ってデータを処理するよう構成されたワイアレスホームネットワーキングＩＣにおける物理層回路の一部として備えられていてもよい。各データ処理ブロックは、データブロックを受け取り、必要な処理を実行し、当該シーケンスにおける以降のデータ処理ブロックに出力データブロックを送る。出力データブロックの個数は、入力データブロックの個数に対応していてもよいし、そうでなくてもよい。例えば、単一の入力データブロックが１以上の出力データブロックを生成させるかもしれない。しかしながら、何れの場合でも、第１データ信号は、当該データパケットに関する第１出力データブロックと共に送信される。

データブロックは、ハンドシェイキングを利用するデータ処理ブロック間を同時に転送される。これに関して、各データ処理ブロックは、（ＲＴＳ）信号ライン１３０の送信及び（ＲＴＲ）信号ライン１３２の受信の準備により直前のデータ処理ブロックと直後のデータ処理ブロックに直列的に接続される。データブロックは、ＲＴＳ及びＲＴＲ信号の両方が存在するとき、クロック信号のライジングエッジで送信ブロックと受信ブロックとの間で送信される。

データブロックは、データライン１２６と１２８を介してデータ処理ブロック間で送信される。データ処理ブロックは、各自のパラメータ信号ライン１１６、１１８及び１２０を介し設定パラメータを受信する。

いくつかのデータブロックから構成されるデータパケットの処理におけるシステム１００の動作は以下の通りである。まず、中央コントローラ１０２は、データパケットを処理するため、データ処理ブロック１０４、１０６及び１０８により処理されるべきパケットタイプと使用することが求められる設定パラメータを決定する。中央コントローラ１０２は、何れかの方法を用いることによりパケットタイプと設定パラメータを決定してもよい。利用される方法のタイプは本発明に本質的ではない。これらの設定パラメータは、データ処理ブロック系列を介しデータブロックが実際に送信される前に、中央コントローラ１０２のバッファイに置かれる。パラメータは、データ処理ブロックによりアクセス可能な他の任意のメモリ位置に配置されてもよい。

データ処理ブロックが以前のデータパケットの処理を十分完了し、次のデータパケットの第１データブロックの処理準備ができると、中央コントローラ１０２は、この新たなデータパケットの第１データブロックの処理が開始可能であることを示すスタートプロセス信号を信号ライン１１０を介し第１データ処理ブロック１０４に送信する。この時点において、第１ブロックは中央コントローラ１０２からこの新たな設定パラメータを読み出し、この設定パラメータを利用して、１以上の出力データブロックを生成する。第１ブロック１０４が第１入力データブロックに関する第１出力データブロックを第２ブロック１０６に送信する準備ができると、第１ブロック１０４は、ライン１３０においてＲＴＳ信号を生成する。ＲＴＲ信号がブロック１０６によりライン１３２上に設定されると、データ転送が実行されてもよい。第１出力データブロックが第１ブロック１０４から第２ブロック１０６に転送されるとき、第１ブロック１０４はまた転送されるデータブロックが新たなデータパケットの第１出力データブロックであることを示す第１データ信号をライン１２４上に設定する。

第１データ信号がデータ転送中に設定されると、第２ブロック１０６は、受信したデータブロックがデータパケットの第１出力データブロックであること、従ってパケット境界であることを知る。当該データブロックによる第１データ信号を受信すると、第２ブロック１０６は、ライン１１８を介し中央コントローラ１０２から新しい設定パラメータを読み出し、この新たな設定パラメータを利用して必要な処理を実行する。設定パラメータは、各データ処理ブロックに対して一意的なものであってもよい。以前のように、第２ブロック１０６は、第１データ信号を第２ブロック１０６により生成された第１出力データブロックと共に以降の処理ブロックにシーケンスの形式により生成及び送信する。従って、データブロックはデータ処理ブロックの系列に沿って処理され、第１データ信号は当該系列を介しわたされる。

第１データ信号が最終ブロック１０８により受信され、最終ブロック１０８が新たな設定パラメータを読み出すとき、最終ブロック１０８は、中央コントローラ１０２が次のデータパケットに対するバッファ内の設定パラメータを更新してもよいということを中央コントローラ１０２に示すための更新ＯＫ信号を生成し、ライン１２２上で中央コントローラ１０２に送信する。このようにして、設定パラメータは、データパケット境界で中央コントローラ１０２において更新される。当該時点においてデータ処理ブロックのすべてがデータパケットの処理に対する必要な設定パラメータをすでに読み出しているため、第１データ信号が最終ブロック１０８に到達すると、設定パラメータは中央コントローラにおいて更新されてもよい。

次のデータパケットに対して、新たなデータパケットが第１ブロック１０４に送信される準備ができ、中央コントローラ１０２が第１ブロック１０４による前のデータパケットの最終データブロックの処理が完了したことを示すプロセスフリー信号を有し、中央コントローラ１０２がデータ処理ブロックのすべてに前の設定パラメータがロードされたことを示す第１データ信号を受け取り、中央コントローラ１０２がこの新たな設定パラメータをそれのバッファにロードすると、中央コントローラ１０２はスタートプロセス信号を生成する。

図２のタイミングチャートにおいて、データ処理ブロック間のデータの同時転送が示される。図２に示されるように、ＲＴＳ及びＲＴＲ信号の両方が設定され、クロック信号２０４のライジングエッジ上にあるとき、データが転送される。例示的には、データ１は時点２１２において転送され、データ２は時点２１４において転送され、データ３は時点２１６において転送される。当該データは、１以上のビットから構成され、データバスを介し転送されてもよい。

図３は、システム１００の動作を示す状態図を示す。ステップ３０２において、当該処理は開始され、中央コントローラ１０２が処理対象のデータパケットのタイプと当該データパケットに関する設定パラメータを決定すると仮定し、データパケットが第１ブロック１０４に送信される準備ができる。ステップ３０４において、設定パラメータは中央コントローラ１０２のバッファに書き込まれる。ステップ３０６において、中央コントローラ１０２は、設定パラメータがバッファにロードされ、処理が開始可能であることを示すスタートプロセス信号を生成し、第１ブロック１０４に送信する。

ステップ３０６に続いて、データ処理ブロック１０４〜１０８の系列に沿って、データパケットに処理が行われ、中央コントローラ１０２は、これら処理ブロックからの状態信号を待機する。ステップ３０８において、プロセスフリー信号または更新ＯＫ信号があるか判断される。プロセスフリー信号または更新ＯＫ信号がある場合、データパケットの第１出力データブロックが最終ブロック１０８に到達し、第１ブロック１０４はデータパケットの最終データブロックの処理を完了している。この場合、中央コントローラ１０２は、ステップ３１４において次のデータパケットに対する新たな設定パラメータを書き込み、その後、次のデータパケットの処理が開始可能であることを示すためステップ３０６に戻る。プロセスフリー信号が設定されているが、更新ＯＫ信号は設定されていない場合、パケットの最終データブロックは第１ブロック１０４により処理されているが、パケットの第１出力データブロックはまだ最終ブロック１０８に到達していない。この場合、設定パラメータの更新はできず、中央コントローラ１０２は、ステップ３１４における次のパケットに対する設定パラメータの書き込み前に更新ＯＫ信号がステップ３１０において受信されるまで、待機する必要がある。更新ＯＫ信号は設定されているが、プロセスフリー信号が設定されていない場合、パケットの第１出力データブロックは最終ブロック１０８に到達しているが、パケットの最終データブロック第１ブロック１０４による処理が完了していない。この場合、系列的に接続されているすべてのデータ処理ブロックは現在のデータパケットに関する設定パラメータを読み出しているため、設定パラメータはステップ３１２において、次のデータパケットに対し更新することができる。当該処理は、ステップ３０６におけるスタートプロセス信号の生成及び送信前に、プロセスフリー信号がステップ３１６において受信されるのを待機する。

本発明は、系列的に接続された複数のデータ処理ブロックを備える任意の用途に利用されてもよく、これらデータ処理ブロックはデータブロックを同時に転送し、データパケットのタイプに応じて動的に変更される必要のある設定パラメータに従って入力データパケットを処理する。本発明は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａやＨｉｐｅｒｌａｎ２などの異なるデータ規格に従ってデータパケットの処理が可能なネットワークインタフェースシステムの物理層回路において特に有用である。この場合、各データ処理ブロックにより実行される処理のタイプは、利用される規格のタイプに基づき異なる。送信側では、動的な設定パラメータの更新を要するデータ処理ブロックは、例えば、データＦＩＦＯ及び擬似乱数ビットシーケンス（ＰＲＢＳ）生成ブロック、スクランブル装置、畳み込みエンコーダ、パンクチュラ（ｐｕｎｃｔｕｒｅｒ）、インタリーバ（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ）、マッパ（ｍａｐｐｅｒ）及びパイロット挿入ブロックを含むものであってもよい。受信側では、動的な設定パラメータの更新を要するデータ処理ブロックは、例えば、等価装置、デマッパ（ｄｅｍａｐｐｅｒ）、デパンクチュラ（ｄｅｐｕｎｃｔｕｒｅｒ）、ｖｉｔｅｒｂｉデコーダ、逆スクランブル装置、及びビットエラーレート（ＢＥＲ）計算ユニットを含むものであってもよい。上記ブロックは、系列的に設定パラメータを受信するためのコントローラに接続される。上記ブロックの機能は、これらブロックのパフォーマンスの調整に利用される設定パラメータと共に、当業者には一般に既知である。上述の発明を利用して、上記データ処理ブロックは、所望するように、データパケットの境界に関する設定パラメータを動的に変更するよう調整されてもよい。

本発明は好適な設計を有するものとして説明されたが、本発明は本開示の趣旨及び範囲内でのさらなる改良が可能である。従って、本出願は、本発明の一般原理を利用することによる本発明の任意の変形、利用または調整をカバーするものとされる。

図１は、本発明によるデータパケットを処理するためのシステムのブロック図を示す。 図２は、データ処理ブロック間におけるデータの同時転送を示すタイミングチャートを示す。 図３は、本発明によるシステムの動作を示す状態図を示す。

Claims (14)

1. 複数のデータブロックから構成されるデータパケットを処理するシステムであって、
   コントローラと、
   系列により接続され、各自が内部における前記データブロックの処理の制御に利用される設定パラメータを前記コントローラから受信するため前記コントローラに接続される複数のデータ処理ブロックと、
   から構成され、
   各データ処理ブロックは、あるデータパケットに関する第１出力データブロックと共に第１データ信号を前記系列による以降のデータ処理ブロックに送信し、
   前記第１データ信号は、前記出力データブロックと共に前記データ処理ブロックの系列を介し伝搬され、
   各データ処理ブロックは、前記系列による以前のデータ処理ブロックからの前記第１データ信号の受信に応答して、前記設定パラメータがデータパケット境界においてのみ変更されるよう新たな設定パラメータに変更する、
   ことを特徴とするシステム。
2. 請求項１記載のシステムであって、
   各データ処理ブロックは、該データ処理ブロックがデータブロックの受信準備ができていることを示すＲＴＲ（Ｒｅａｄｙ Ｔｏ Ｒｅｃｅｉｖｅ）信号と、該データ処理ブロックが前記データブロックの送信準備ができていることを示すＲＴＳ（Ｒｅａｄｙ Ｔｏ Ｓｅｎｄ）信号とを用いたハンドシェイキングプロトコルを利用して、入力データブロックの受信及び出力データブロックの供給を行い、
   前記ＲＴＲ信号と前記ＲＴＳ信号の両方がデータ処理ブロックのペア間で設定されるときのみ、データブロックは前記データ処理ブロックのペア間で転送される、
   ことを特徴とするシステム。
3. 請求項１記載のシステムであって、
   前記コントローラは、前記系列による第１データ処理ブロックに、データパケット内のデータブロック数を表す第１信号を供給することを特徴とするシステム。
4. 請求項３記載のシステムであって、
   前記第１データ処理ブロックは、前記第１信号に応答して、以降のデータパケットにおける第１データブロックを特定することを特徴とするシステム。
5. 請求項４記載のシステムであって、
   前記第１データ処理ブロックは、前記データパケットにおける最終データブロックの処理に応答して、前記データパケットが前記第１データ処理ブロックにより完全に処理が完了され、新たなデータパケットが前記第１データ処理ブロックにロード可能であることを示す第２信号を前記コントローラに供給することを特徴とするシステム。
6. 請求項５記載のシステムであって、
   前記系列により最終データ処理ブロックは、以前のデータ処理ブロックからの前記第１データ信号の受信に応答して、前記データパケットの第１データブロックが前記系列による前記データ処理ブロックのすべてにより処理が完了され、前記コントローラが前記データ処理ブロックにおいて前記設定パラメータの更新が可能であることを示す第３信号を前記コントローラに供給することを特徴とするシステム。
7. 請求項６記載のシステムであって、
   前記コントローラは、前記第２及び第３信号の存在に応答して、前記データパケットの処理が開始可能であることを示す第４信号を前記第１データ処理ブロックに供給することを特徴とするシステム。
8. 請求項１記載のシステムであって、
   前記データ処理ブロックの１つは、前記第１データ信号と入力データブロックを受け取り、前記入力データブロックを処理し、複数の出力データブロックを供給し、前記複数の出力データブロックの第１出力データブロックだけと共に前記第１データ信号を以降のデータ処理ブロックに供給することを特徴とするシステム。
9. 各自がコントローラからの設定パラメータの受信のため前記コントローラに接続される系列により接続される複数のデータ処理ブロックを有するシステムにおけるデータパケットを処理する方法であって、
   各データ処理ブロックにおいてあるデータパケットに関する第１データブロックを特定するステップと、
   前記特定するステップに応答して、前記コントローラから新たな設定パラメータを読み出すステップと、
   前記コントローラから読み出された設定パラメータを利用して、データ処理を実行するステップと、
   前記設定パラメータがデータパケット境界で前記データ処理ブロックにおいて変更されるように、前記データパケットに関する第１出力データブロックと共に第１データ信号を送信するステップと、
   から構成されることを特徴とする方法。
10. 請求項９記載の方法であって、さらに、
    前記複数のデータ処理ブロックのそれぞれの間におけるＲＴＳ信号ラインとＲＴＲ信号ラインを提供し、前記ＲＴＳ信号とＲＴＲ信号があるときのみ、前記データ処理ブロック間にデータブロックを送信するステップを有することを特徴とする方法。
11. 請求項９記載の方法であって、さらに、
    前記コントローラによって、データパケット内のデータブロック数を表す第１信号を前記系列による第１データ処理ブロックに提供するステップを有し、
    前記第１データ処理ブロックは、前記第１信号に応答して、以降のデータパケットにおける第１データブロックを特定する、
    ことを特徴とする方法。
12. 請求項１１記載の方法であって、さらに、
    前記系列による第１データ処理ブロックによって、前記データパケットにおける最終データブロックの処理に応答して、前記データパケットが前記第１データ処理ブロックにより完全に処理が完了され、新たなデータパケットが前記第１データ処理ブロックにロード可能であることを示す第２信号を前記コントローラに供給するステップを有することを特徴とする方法。
13. 請求項１２記載の方法であって、さらに、
    前記系列による最終データ処理ブロックによって、該最終データ処理ブロックによる前記第１データ信号の受信に応答して、前記データパケットの第１データブロックが前記系列によるデータ処理ブロックのすべてにより処理が完了していることを示す第３信号を、該第３信号の受信に応答して前記設定パラメータを更新するコントローラに供給するステップを有することを特徴とする方法。
14. 請求項１３記載の方法であって、さらに、
    前記コントローラによって、前記第２及び第３信号の受信に応答して、前記第１データ処理ブロックが次のデータパケットの処理を開始可能であることを示す第４信号を前記第１データ処理ブロックに供給するステップを有することを特徴とする方法。

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