JP4990304B2 - フレーム送受信装置及び通信データ処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信プロトコルに則した受信フレームの解析及び送信フレームの生成をする装置に関する。

現在、サーバ、及びパーソナルコンピュータのみならず、テレビを代表とするＡＶ機器、携帯電話を代表とするモバイル機器、さらに、冷蔵庫を代表とする白物家電等の様々な機器に、デジタル通信のための通信インタフェース及び通信機能を備え、通信ネットワーク網が構成されている。デジタル通信では、主にパケット方式が用いられている。

パケット方式において利用されている通信プロトコルとして、例えば、ＩＡＢ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｂｏａｒｄ）によりＲＦＣ（Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｆｏｒ Ｃｏｍｍｅｎｔｓ）で定義されている、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＩＣＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、及びＩＰｖ６（ＩＰ ｖｅｒｓｉｏｎ ６）などがある。今後も前述の通信プロトコルがデジタル通信の中心として使用される見込みである。

前述の各通信プロトコルの処理は、汎用プロセッサと記憶装置とを備える装置において、汎用プロセッサが、記憶装置に保存されている通信処理を行うためのプログラムを実行することによって、実行されている。つまり、通信処理を行うソフトウェアベースの処理によって、通信プロトコルの処理が実現されている。

一方、通信処理専用の回路、又は装置を用いることによって、前述の通信プロトコルの処理を実行しているものがある（例えば、特許文献１参照）。つまり、ハードウェアベースの処理によって、前述の通信プロトコルの処理が実現されている。特許文献１には、効率的な送受信を行う送受信装置を備える通信プロトコルの処理方法について記載されている。
特開平８−１８１７１５号公報

しかし、従来技術における通信プロトコルの処理を実行する装置は、以下のような課題がある。

第１に、通信データを処理する装置は、受信したフレームを処理する専用装置と送信するフレームを生成する専用装置とを備えるが、これらは、通常別々に開発される。しかし、送信フレーム生成の処理と受信フレーム解析の処理とを考えると、送信フレームと受信フレームとは共通の構造であり、処理の方向が逆になるだけであるため、基本的には共通の処理を行う部分が多い。したがって、別々の専用装置を開発することは、装置における回路及びプログラムの実装規模、開発工程、並びに製造ラインの増大を招き、コスト的に非効率である。

第２に、従来技術では、分割された受信フレームを再構成し、再構成された受信フレームを解析する処理である多重解析が必要な場合、受信装置が当該多重解析を処理することが考慮されていない。したがって、別途多重解析を処理するための専用装置を設置する必要がある。

本発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、通信情報を制御及び管理する制御部と、記憶媒体と、フレームを生成又は解析する送受信生成解析部と、ネットワークと接続された通信データ変調復調部とを備えたフレーム送受信装置であって、前記送受信生成解析部は、前記制御部又は前記ネットワークから情報を受信する受信部と、前記受信した情報を格納するレジスタと、前記フレームを生成又は解析する演算部と、前記演算部の処理内容を示すプログラムを格納するプログラム格納部と、前記プログラムの内容を解釈する解釈部と、前記生成されたフレーム、又は解析された情報を送信する送信部と、を備え、前記フレーム送受信装置は、処理動作を指定する動作モード信号によって、受信したフレームを解析する解析モード、送信するフレームを生成する生成モード、又は、断片化されたフレームから新たにフレームを生成し、前記生成されたフレームを解析する多重解析モードのいずれかの動作モードで処理を実行することを特徴とする。

本発明によれば、フレーム送受信装置の低コスト化が可能となる。また、多様な通信プロトコル処理への対応が容易となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の実施形態を説明する図において、同一部には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は、省略する事とする。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態における通信端末のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

通信端末１００は、通信データ変調・復調回路１０１、送受信フレーム生成解析回路１０２、通信情報管理・制御回路１０３、及びバッファメモリ１０４を備える。なお、通信端末１００は、適用される通信サービスに応じて、任意の専用回路、表示パネル、又は磁気ディスクを備える形態であってもよい。通信端末１００は、ネットワーク１０５を介して、通信相手の通信端末（図示省略）と通信する。

なお、通信データ変調・復調回路１０１、送受信フレーム生成解析回路１０２、通信情報管理・制御回路１０３、及びバッファメモリ１０４は、一定の動作周期で処理を実行している。以下の説明において、一定の動作周期をサイクルと記載する。例えば、動作周期の数を表す場合、１サイクルと記載し、また、動作周期の順番を表す場合、１サイクル目と記載する。

通信データ変調・復調回路１０１は、通信端末１００がネットワーク１０５と接続するための回路である。つまり、通信端末１００は、通信データ変調・復調回路１０１を介してネットワーク１０５と接続されている。なお、通信端末１００とネットワーク１０５との間の接続の形態は有線接続でもよいし、無線接続でもよい。

通信データ変調・復調回路１０１は、ネットワーク１０５から受信した信号を復調し、復調された受信信号を任意のバイト数で区切り、当該区切られた受信信号を受信フレームとして送受信フレーム生成解析回路１０２に出力する。なお、受信信号は、１サイクル毎に、任意のバイト数で区切られる。

また、通信データ変調・復調回路１０１は、送受信フレーム生成解析回路１０２から任意のバイト数で区切られた送信フレームを変調し、変調された送信フレームをネットワーク１０５に送信する。

送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信情報管理・制御回路１０３から入力される動作モードに基づいて、３つの異なった動作モードの処理をする。

１つ目の動作は、解析モードである。解析モードでは、送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信データ変調・復調回路１０１から入力された受信フレームに含まれる受信相手のアドレス、及び受信フレームの種別等のフレーム自体の情報を格納するヘッダ部分を解析し、解析結果として送信相手のアドレス情報、及びポート番号等を通信情報管理・制御回路１０３に出力する。また、送受信フレーム生成解析回路１０２は、受信フレームに含まれるデータ本体の情報を格納するペイロード部分の位置を特定し、特定されたペイロードの位置、ペイロード長、及び受信フレームのフレーム長等を通信情報管理・制御回路１０３に出力する。また、送受信フレーム生成解析回路１０２は、受信フレームをバッファメモリ１０４に出力する。詳細については、図４を用いて後述する。

２つめの動作は、生成モードである。生成モードでは、送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信情報管理・制御回路１０３から入力された送信相手のアドレス情報、ポート番号、及びバッファメモリ１０４に格納された送信用データの位置等の情報に基づいて送信フレームのヘッダを生成する。さらに、送受信フレーム生成解析回路１０２は、生成されたヘッダとバッファメモリ１０４に格納された送信用データとを、送信フレームとして、通信データ変調・復調回路１０１に出力する。なお、当該送信フレームは、生成されたヘッダとバッファメモリ１０４に格納された送信用データとを含む信号を、１サイクルごとに任意のバイト数に区切ったものである。詳細については、図７を用いて後述する。

３つ目の動作は、多重解析モードである。多重解析モードでは、送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信情報管理・制御回路１０３に格納され、再度解析が必要な受信フレームのアドレス等の情報と、バッファメモリ１０４に格納されたペイロードとに基づいて受信フレームを生成する。さらに、送受信フレーム生成解析回路１０２は、生成された受信フレームを解析し、解析結果を通信情報管理・制御回路１０３に出力し、また、生成された受信フレームをバッファメモリ１０４に出力する。詳細については、図１０を用いて後述する。

通信情報管理・制御回路１０３は、送受信フレーム生成解析回路１０２の解析結果に含まれる、コネクション情報、ポート管理、及び受信したデータ等を管理する。また、通信情報管理・制御回路１０３は、対象となるペイロードがバッファメモリ１０４のどの位置に格納されているかを管理する。

バッファメモリ１０４は、受信フレーム、及び送信用のペイロードを格納する記憶領域である。なお、バッファメモリ１０４は、通信情報管理・制御回路１０３との間で、格納状況を入出力する場合もあるが、図１に示す例では、当該入出力を表す矢印を省略している。

図２は、本発明の第１の実施形態の送受信フレーム生成解析回路１０２の構成の一例を示すブロック図である。

送受信フレーム生成解析回路１０２は、生成解析演算器２００、及びマイクロプログラムテーブル２０１を備える。

マイクロプログラムテーブル２０１は、送受信フレーム生成解析回路１０２を制御するためのマイクロプログラムを格納する。送受信フレーム生成解析回路１０２は、１サイクルごとに、マイクロプログラムテーブル２０１からマイクロプログラムを読み出し、読み出されたマイクロプログラムにしたがって動作する。マイクロプログラムテーブル２０１に格納されるマイクロプログラムは、書き換えが可能であり、適用される通信サービスに応じて、設定を変更できる。なお、図２に示す例では、マイクロプログラムテーブル２０１の書き換えの入出力を表す矢印は省略している。

生成解析演算器２００は、マイクロプログラムテーブル２０１から読み出されたマイクロプログラムに基づいて、送受信フレーム生成解析回路１０２に入力されたデータ、例えば、受信フレーム等、を処理する。

生成解析演算器２００は、マイクロプログラム解釈部２０２、データセレクタ部２０３、演算ロジック部２０４、処理結果データ整合部２０５、レジスタ２０６を備える。また、通信サービスに応じて、任意の専用回路等を備えてもよい。

マイクロプログラム解釈部２０２は、入力された動作モードにしたがって、マイクロプログラムテーブル２０１から読み出されたマイクロプログラムを解釈し、また、演算ロジック部に出力するマイクロプログラムのデータ長の振り分ける。振り分けられた所定のデータ長のマイクロプログラムは、解釈されたマイクロプログラムにしたがって演算ロジック部２０４に出力される。また、解釈されたマイクロプログラムは、データセレクタ部２０３にも出力される。マイクロプログラム解釈部２０２の具体的な処理については、図６、図９及び図１２を用いて後述する。

データセレクタ部２０３は、マイクロプログラム解釈部２０２から入力されたマイクロプログラムの解釈結果にしたがって、送受信フレーム生成解析回路１０２から入力された受信フレーム、送信フレーム生成用データ、又は多重解析用データを、を演算ロジック部２０４に出力する。

演算ロジック部２０４は、マイクロプログラム解釈部２０２から入力されたマイクロプログラム及び、データセレクタ部２０３及びレジスタ２０６から入力された情報に基づいて各種処理を実行し、処理の結果を処理結果データ整合部２０５へと出力する。

演算ロジック部２０４は、一以上の比較器、一以上の格納器、一以上の加減算器、及び一以上の桁上循環加算器を備える。なお、演算ロジック部２０４は、他の機能を実現するための部位を備えてもよい。演算ロジック部２０４は、前述の各構成要素をマイクロプログラムの解釈結果に基づいて動作させる。具体的には、マイクロプログラム解釈結果によって、演算ロジック部２０４の各構成要素の接続が変更される。

比較器は、マイクロプログラムの定数、入力データ又はレジスタ値の各々を比較し、比較結果を出力する。つまり、比較器は、二つの入力に対して、一つの結果を出力する。格納器は、入力データ、及び演算結果をレジスタ２０６に格納する。加減算器は、入力データ及びレジスタ値を加算又は減算する。桁上循環加算器は、ＴＣＰ／ＩＰなどで使用されるチェックサムを計算する。

処理結果データ整合部２０５は、演算ロジック部２０４から入力された演算結果（例えば、送信フレーム又は受信解析結果データ）を、通信情報管理・制御回路１０３又はバッファメモリ１０４に出力する。また、処理結果データ整合部２０５は、レジスタ２０６の所定のアドレスに演算結果データを格納する。

具体的には、送信フレームが作成される場合、演算ロジック部２０４は、ヘッダを生成し、生成されたヘッダを処理結果データ整合部２０５に出力する。処理結果データ整合部２０５は、生成されたヘッダの情報をレジスタ２０６に出力し、生成されたヘッダを用いて送信フレームを生成し、生成された送信フレームを通信情報管理・制御回路１０３及びバッファメモリ１０４に出力する。

受信フレームが解析される場合、演算ロジック部２０４は、受信フレームを解析し、解析結果を処理結果データ整合部２０５に出力する。処理結果データ整合部２０５は、演算ロジック部２０４から入力された全ての解析結果に基づいて、所定の形式の受信解析結果データを生成し、当該受信解析結果データを通信情報管理・制御回路１０３及びバッファメモリ１０４に出力する。例えば、ペイロードのみを出力する場合は、演算ロジック部２０４は、ペイロード長を算出し、解析結果を処理結果データ整合部２０５に出力する。また、受信フレームが他のデータを要求している場合、演算ロジック部２０４は、要求された情報を取り出し、取り出された情報を解析し、解析結果を要求された形式で処理結果データ整合部２０５に出力する。

レジスタ２０６は、各処理に必要なデータを格納する。具体的には、レジスタ２０６は、プログラムカウンタ、制御レジスタ、パケット種別、パケット長、ペイロードオフセット、ペイロード長、最終入出力パケット長、桁上循環加算結果、及びワーキングレジスタを格納する。

プログラムカウンタは、次に読み出されるマイクロプログラムが格納されているマイクロプログラムテーブル２０１上のアドレスを格納する。制御レジスタは、動作モードを格納する。パケット種別は、送信パケット又は受信パケットの種別を格納する。パケット長は、受信パケットの長さを格納する。ペイロードオフセットは、パケットにおけるヘッダとペイロードとの境界の位置を格納する。ペイロード長は、ペイロードの長さを格納する。最終入出力パケット長は、実際に送信するデータ、又は受信したデータの長さを格納する。つまり、任意のバイト数で区切られていない場合のデータの長さが格納される。桁上循環加算結果は、チェックサムの値を格納する。ワーキングレジスタは、生成解析演算器２００における演算途中のデータを格納する。

図３は、本発明の第１の実施形態の送受信フレーム生成解析回路１０２の動作モードの切り替え及び各動作モードの処理を説明するフローチャートである。

送受信フレーム生成解析回路１０２は、起動するとはじめに、動作モードを解析モードに設定する（ステップ３００）。送信フレームの送信のタイミング、及び多重解析を実行するタイミングは、送受信フレーム生成解析回路１０２が制御することができるが、受信フレームが入力されるタイミングは、送受信フレーム生成解析回路１０２が制御することができず、不確定であるため、初期の動作モードは解析モードに設定される。

その後、送受信フレーム生成解析回路１０２は、動作モード判定状態に移行する（ステップ３０１）。つまり、送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信情報管理・制御回路１０３から入力される動作モードの待ち受け状態（以下、動作モード待受状態ともいう）となる。送受信フレーム生成解析回路１０２の動作モードは、解析モード、生成モード、及び多重解析モードのいずれかである。送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信情報管理・制御回路１０３から入力された動作モードがいずれの動作モードであるか判定し、判定された動作モードに移行する。

入力された動作モードが解析モードであると判定された場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、受信フレーム解析処理を実行する（ステップ３０２）。具体的には、送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信データ変調・復調回路１０１を介して入力される受信フレームを解析し、通信情報管理・制御回路１０３に解析結果データを出力する。また、送受信フレーム生成解析回路１０２は、バッファメモリ１０４に受信フレームを出力する。

送受信フレーム生成解析回路１０２は、全ての受信フレームの解析が完了したか否かを判定する（ステップ３０３）。

全ての受信フレームの解析が完了していないと判定された場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、ステップ３０２に戻り、全ての受信フレームの解析が完了するまで、ステップ３０２〜ステップ３０３の処理を実行する。

全ての受信フレームの解析が完了したと判定された場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、受信フレーム解析終了処理を実行する（ステップ３０４）。具体的には、送受信フレーム生成解析回路１０２は、レジスタ２０６のマイクロプログラムカウンタをリセットし、ステップ３１１に進む。

入力された動作モードが生成モードであると判定された場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、動作モードを生成モードに切り替え、送信フレーム生成処理を実行する（ステップ３０５）。具体的には、送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信情報管理・制御回路１０３及びバッファメモリ１０４から入力された送信フレーム生成用データを用いて送信フレームを生成し、生成された送信フレームを処理結果データ整合部２０５に出力する。

その後、送受信フレーム生成解析回路１０２は、送信フレームの生成が完了したか否かを判定する（ステップ３０６）。

送信フレームの生成が完了していないと判定された場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、ステップ３０５に戻り、送信フレームの生成が完了するまで、ステップ３０５〜ステップ３０６の処理を実行する。

送信フレームの生成が完了していると判定された場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、送信フレーム送信終了処理を実行する（ステップ３０７）。具体的には、送受信フレーム生成解析回路１０２は、レジスタ２０６のマイクロプログラムカウンタをリセットし、ステップ３１１に進む。

入力された動作モードが多重解析モードであると判定された場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、動作モードを多重解析モードに切り替え、多重解析処理を実行する（ステップ３０８）。具体的には、送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信情報管理・制御回路１０３及びバッファメモリ１０４から入力された多重解析用データを用いて、受信フレームを生成し、生成された受信フレームを解析し、解析結果を通信情報管理・制御回路１０３に出力する。また、送受信フレーム生成解析回路１０２は、バッファメモリ１０４に生成された受信フレームのペイロードを出力する。

その後、送受信フレーム生成解析回路１０２は、多重解析が完了したか否かを判定する（ステップ３０９）。

多重解析が完了していないと判定された場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、ステップ３０８に戻り、多重解析が完了するまで、ステップ３０８〜ステップ３０９の処理を実行する。

多重解析が完了していると判定された場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、多重解析終了処理を実行する（ステップ３１０）。具体的には、送受信フレーム生成解析回路１０２は、レジスタ２０６のマイクロプログラムカウンタをリセットし、ステップ３１１に進む。

ステップ３１１において、送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信情報管理・制御回路１０３からの動作継続の指示又は動作完了の指示の入力によって、動作継続か又は動作完了かを判定する（ステップ３１１）。

動作モードを継続させると判定された場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、ステップ３０１に戻り、同様の処理を実行する。動作モードを継続させないと判定された場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、処理を終了する。

次に、本実施の形態１の通信端末１００における解析モード、生成モード、及び多重解析モードにおける送受信フレーム生成解析回路１０２の詳細について説明する。まず、解析モードについて説明する。

図４は、本発明の第１の実施形態における、解析モードで動作する送受信フレーム生成解析回路１０２の入出力を示す図である。

送受信フレーム生成解析回路１０２には、２つのデータが入力される。１つ目は、通信情報管理・制御回路１０３から入力され、送受信フレーム生成解析回路１０２の動作モードを決定するための動作モード信号４００である。２つ目は、通信データ変調・復調回路１０１から入力される受信フレーム４０１である。

送受信フレーム生成解析回路１０２は、２つのデータを出力する。１つ目は、通信情報管理・制御回路１０３に出力される受信フレームの解析結果データ４０２である。２つ目は、バッファメモリ１０４に出力される受信フレーム４０３である。

ここで、受信フレーム全体がバッファメモリ１０４に格納される理由として、例えば、通信端末１００を備えるパーソナルコンピュータが、通信端末外のアプリケーションが受信フレームの任意のヘッダの一部を使用する場合、受信フレーム全体をバッファメモリ１０４が格納しておく必要があるからである。バッファメモリ１０４が受信ペイロード部分のみを格納する場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信情報管理・制御回路１０３が保持するデータから、再度ヘッダ部分を構築する手順が増え、負荷が増大するためである。

ただし、バッファメモリ１０４を小さくすることが求められる場合、バッファメモリ１０４は、受信ペイロードのみを格納してもよい。通信端末外のアプリケーションからヘッダ情報を要求された場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信情報管理・制御回路１０３の情報からヘッダを再構築する。マイクロプログラムテーブル２０１に格納するマイクロプログラムを書き換えることによって、要求されるサービスに柔軟に対応できる。

図５は、本発明の第１の実施形態の解析モードにおける送受信フレーム生成解析回路１０２の処理を説明するフローチャートである。

解析モード状態の送受信フレーム生成解析回路１０２は、レジスタ２０６内のプログラムカウンタを参照し、マイクロプログラムテーブル２０１からマイクロプログラムを取得し、マイクロプログラム解釈部２０２によって、取得されたマイクロプログラムを解釈する（ステップ５００）。

送受信フレーム生成解析回路１０２は、解釈されたマイクロプログラムにしたがって、データセレクタ部２０３を制御し、受信フレームを演算ロジック部２０４に入力する。演算ロジック部２０４は、解釈されたマイクロプログラムにしたがって、受信フレームを解析する（ステップ５０１）。

送受信フレーム生成解析回路１０２は、解釈されたマイクロプログラムにしたがって、通信情報管理・制御回路１０３に解析結果データを出力する。また、送受信フレーム生成解析回路１０２は、バッファメモリ１０４に受信フレームを出力する（ステップ５０２）。

なお、ステップ５００〜ステップ５０２は、ステップ３０２に対応し、当該処理は１サイクル中に実行される。

次に、送受信フレーム生成解析回路１０２は、受信フレームの解析が完了したか否かを判定する（ステップ５０３）。なお、ステップ５０３は、ステップ３０３に対応する。

受信フレームの解析が完了していないと判定された場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、ステップ５００に戻り、ステップ５００〜ステップ５０３の処理を実行する。

受信フレームの解析が完了していると判定された場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、レジスタ２０６のプログラムカウンタの値をリセットし、動作モード待受状態に移行する（ステップ５０４）。なお、ステップ５０４は、ステップ３０４に対応する。

以上が解析モードにおける送受信フレーム生成解析回路１０２の処理である。

図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の第１の実施形態の解析モードにおける送受信フレーム生成解析回路１０２のプログラム解釈の一例を説明する図である。

マイクロプログラムテーブル２０１に格納されるマイクロプログラムは、０と１で表現されるマイクロプログラムバイナリ形式６００で格納されている。

送受信フレーム生成解析回路１０２のマイクロプログラム解釈部２０２は、解析モード６０１にしたがって、マイクロプログラムバイナリ形式６００の解釈の仕方を変更する。図６Ａに示す例では、解析モード６０１が入力されている。この場合のフレーム処理を逆方向処理と呼ぶ。図６Ｂにおいて、逆方向処理は、入力されたデータである受信フレーム６０３をレジスタ６０４に格納する処理である。

マイクロプログラム解釈部２０２は、入力された解析モード６０１の信号によって、マイクロプログラムバイナリ形式６００を、マイクロプログラムソースコード形式６０２に解釈する。ここで、マイクロプログラムソースコード形式６０２は、マイクロプログラムバイナリ形式６００を人間が理解しやすいように表記を変えた言語形式であり、命令コード名と引数パラメータから構成されている。

図６Ａで示す例では、マイクロプログラムバイナリ形式６００は、マイクロプログラム解釈部２０２によって、「ＳＥＴ＿ＲＥＧ」という命令を示すマイクロプログラムソースコード形式６０２に解釈される。「ＳＥＴ＿ＲＥＧ」は、対象とするデータを任意の記憶領域へ格納する命令であり、２つのパラメータを持つ。

１つ目のパラメータは、格納元を示すパラメータである。具体的には、受信フレーム６０３を示す文字列、及び、当該受信フレーム６０３の対象となるデータの範囲を示す値から構成される。図６Ａに示す例では、「ｄａｔａ［０：３］」となっており、格納元の受信フレームが「ｄａｔａ」であり、当該受信フレーム６０３の０バイト目から３バイト目の範囲のデータが格納されるデータであることを示している。

２つ目のパラメータは、格納先を示すパラメータである。具体的には、レジスタ６０４を示す文字列、及び、当該レジスタ６０４の格納先の範囲を示す値から構成される。図６Ａに示す例では、「Ｒｅｇ１［０：３］」となっており、格納元のレジスタ６０４が「Ｒｅｇ１」であり、当該レジスタ６０４の０バイト目から３バイト目の範囲に格納元のデータを格納することを示している。

以上で処理によって、マイクロプログラム解釈部２０２は、マイクロプログラムバイナリ形式６００をマイクロプログラムソースコード形式６０２に解釈し、マイクロプログラムソースコード形式６０２したがって、演算ロジック部２０４の所定の機器に、マイクロプログラムバイナリ形式６００の所定のデータを出力する。これによって、演算ロジック部２０４の各機器は、入力された所定のデータにしたがって、処理を実行する。つまり、マイクロプログラム解釈部２０２は、マイクロプログラムを解釈することによって、演算ロジック部の動作を制御することができる。したがって、各動作モードに最適な演算ロジック部の処理を実現できる。

次に、生成モードの詳細について説明する。

図７は、本発明の第１の実施形態における、生成モードで動作する送受信フレーム生成解析回路１０２の入出力を示す図である。

送受信フレーム生成解析回路１０２には、３つのデータが入力される。１つ目は、通信情報管理・制御回路１０３から入力され、送受信フレーム生成解析回路１０２の動作モードを決定するための動作モード信号４００である。２つ目は、通信情報管理・制御回路１０３から入力される送信フレーム生成用データ７０１である。３つ目は、バッファメモリ１０４から入力される送信用ペイロード７０２である。

送受信フレーム生成解析回路１０２は、１つのデータを出力する。具体的には、通信データ変調・復調回路１０１に出力される送信フレーム７００である。

図８は、本発明の第１の実施形態の生成モードにおける送受信フレーム生成解析回路１０２の処理を説明するフローチャートである。

生成モード状態の送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信情報管理・制御回路１０３から、送信フレームを生成するために必要な初期パラメータを取得する（ステップ８００）。具体的には、アドレスデータ及び送信フレームのペイロードが格納されている、バッファメモリ１０４の先頭アドレス位置、並びにペイロード部分のチェックサム値等が取得される。

送受信フレーム生成解析回路１０２は、レジスタ２０６内のプログラムカウンタを参照し、マイクロプログラムテーブル２０１からマイクロプログラムを取得し、マイクロプログラム解釈部２０２によって、取得されたマイクロプログラムを解釈する（ステップ８０１）。

送受信フレーム生成解析回路１０２は、解釈されたマイクロプログラムにしたがって、データセレクタ部２０３を制御し、送信フレーム生成用データを取得する（ステップ８０２）。

送受信フレーム生成解析回路１０２は、解釈されたマイクロプログラムにしたがって、取得された送信フレーム生成用データ、及び、取得された送信フレーム用ペイロードを用いて、送信フレームを生成する（ステップ８０３）。

送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、生成された送信フレームを通信データ変調・復調回路１０１を介してネットワーク１０５に送信する（ステップ８０４）。

なお、ステップ８０１〜ステップ８０４は、ステップ３０５に対応し、当該処理は１サイクル中に実行される。

次に、送受信フレーム生成解析回路１０２は、送信フレームの生成が完了したか否かを判定する（ステップ８０５）。なお、ステップ８０５はステップ３０６に対応する。

送信フレームの生成が完了していないと判定された場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、ステップ８０１に戻り、ステップ８０１〜ステップ８０５の処理を実行する。

送信フレームの生成が完了したと判定された場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、レジスタ２０６のプログラムカウンタの値をリセットし、動作モード待受状態に移行する（ステップ８０６）。なお、ステップ８０６は、ステップ３０７に対応する。

以上が生成モードにおける送受信フレーム生成解析回路１０２の処理である。

図９Ａ及び図９Ｂは、本発明の第１の実施形態の送信モードにおける送受信フレーム生成解析回路１０２のプログラム解釈の一例を説明する図である。

送受信フレーム生成解析回路１０２のマイクロプログラム解釈部２０２は、生成モード９０１にしたがって、マイクロプログラムバイナリ形式６００の解釈の仕方を変更する。図９Ａに示す例では、生成モード９０１が入力されている。この場合のフレーム処理を順方向処理と呼ぶ。図９Ｂにおいて、順方向処理は、入力された送信フレーム生成用データ７０１及び送信用ペイロード７０２を用いて送信フレームを生成し、レジスタ６０４を介して、即値、又は送信フレーム９０３として送出力する処理である。

マイクロプログラム解釈部２０２は、入力された生成モード９０１の信号によって、マイクロプログラムバイナリ形式６００を、マイクロプログラムソースコード形式９０２に解釈する。

図９Ａで示す例では、マイクロプログラムバイナリ形式６００は、マイクロプログラム解釈部２０２によって、「ＳＥＴ＿ＰＫＴ」という命令を示すマイクロプログラムソースコード形式９０２に解釈される。「ＳＥＴ＿ＰＫＴ」は、対象とするデータを送信フレームとして出力する命令であり、２つのパラメータを持つ。

１つ目のパラメータは、出力先を示すパラメータである。具体的には、送信フレーム９０３を示す文字列、及び、当該送信フレーム９０３の対象となるデータ範囲を示す値から構成される。図９Ａに示す例では、「ｄａｔａ［０：３］」となっており、送信フレーム９０３が「ｄａｔａ」であり、当該送信フレーム９０３の０バイト目から３バイト目の範囲のデータが対象となるデータであることを示している。

２つ目のパラメータは、出力元を示すパラメータである。具体的には、レジスタ６０４を示す文字列、及び、当該レジスタ６０４の出力先の範囲を示す値から構成される。図９Ａに示す例では、「Ｒｅｇ１［０：３］」となっており、出力先のレジスタ６０４が「Ｒｅｇ１」であり、当該レジスタ６０４の０バイト目から３バイト目の範囲に出力することを示している。

送受信フレーム生成解析回路１０２のマイクロプログラム解釈部２０２は、図９Ａに示す同一のマイクロプログラムバイナリ形式６００を、入力された生成モード９０１によって、図６Ａに示す例とは異なるマイクロプログラムソースコード形式９０２に解釈する。これによって、送受信フレーム生成解析回路１０２は、送信フレームを生成するように演算ロジック部２０４を制御することができる。

次に、多重解析モードの詳細について説明する。

図１０は、本発明の第１の実施形態における、多重解析モードで動作する送受信フレーム生成解析回路１０２の入出力を示す図である。

送受信フレーム生成解析回路１０２には、３つデータが入力される。１つ目は、通信情報管理・制御回路１０３から入力され、送受信フレーム生成解析回路１０２の動作モードを決定するための動作モード信号４００である。２つ目は、通信情報管理・制御回路１０３から入力される多重解析用データ１０００である。３つ目は、バッファメモリ１０４から入力される多重解析用ペイロード１００１である。

送受信フレーム生成解析回路１０２は、２つのデータを出力する。１つ目は、通信情報管理・制御回路１０３に出力される多重解析用フレーム解析結果データ１００２である。２つ目は、バッファメモリ１０４に出力される受信フレーム１００３である。ここで多重解析の結果、バッファメモリ１０４へ出力されるのが受信フレーム１００３であるのは、例えば、多重解析が分割されたフレームデータの再構築だった場合、多重解析用のフレーム生成によって、生成されたペイロードは、本来あるべき順に並んだフレームとなる。当該フレームは、バッファメモリ１０４からは解析モード時に入力される受信フレームのペイロードと同一のものと認識されるからである。

図１１は、本発明の第１の実施形態の多重解析モードにおける送受信フレーム生成解析回路１０２の処理を説明するフローチャートである。

多重解析モード状態の送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信情報管理・制御回路１０３から、多重解析用のフレームを生成するために必要な初期パラメータを取得する（ステップ１１００）。具体的には、アドレスデータ及び多重解析対象のペイロードが格納されている、バッファメモリ１０４の先頭アドレス位置、並びにペイロード部分のチェックサム値等が取得される。

送受信フレーム生成解析回路１０２は、レジスタ２０６内のプログラムカウンタを参照し、マイクロプログラムテーブル２０１からマイクロプログラムを取得し、マイクロプログラム解釈部２０２によって、取得されたマイクロプログラムを解釈する（ステップ１１０１）。

送受信フレーム生成解析回路１０２は、解釈されたマイクロプログラムにしたがって、データセレクタ部２０３を制御し、多重解析に必要なデータを取得する（ステップ１１０２）。

送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、取得された多重解析用データ、及び、取得された多重解析用のペイロードを用いて、多重解析を実行する（ステップ１１０３）。

送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、通信情報管理・制御回路１０３及びバッファメモリ１０４に多重解析の解析結果を出力する（ステップ１１０４）。

なお、ステップ１１０１〜ステップ１１０４は、ステップ３０８に対応し、当該処理は１サイクル中に実行される。

次に、送受信フレーム生成解析回路１０２は、多重解析が完了したか否かを判定する（ステップ１１０５）。なお、ステップ１１０５は、ステップ３０９に対応する。

多重解析が完了していないと判定された場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、ステップ１１０１に戻り、ステップ１１０１〜ステップ１１０５の処理を実行する。

多重解析が完了したと判定された場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、レジスタ２０６のプログラムカウンタの値をリセットし、動作モード待受状態に移行する（ステップ１１０６）。なお、ステップ１１０６は、ステップ３１０に対応する。

以上が多重解析モードにおける送受信フレーム生成解析回路１０２の処理である。

図１２Ａ及び図１２Ｂは、本発明の第１の実施形態の多重解析モードにおける送受信フレーム生成解析回路１０２のプログラム解釈の一例を説明する図である。

送受信フレーム生成解析回路１０２のマイクロプログラム解釈部２０２は、多重解析モード１２０１にしたがって、マイクロプログラムバイナリ形式６００の解釈の仕方を変更する。図１２Ａに示す例では、多重解析モード１２０１が入力されている。この場合のフレーム処理を、解析モードと同様に逆方向処理と呼ぶ。図１２Ｂにおいて、逆方向処理は、入力された多重解析用データ１０００及び多重解析用ペイロード１００１を用いて再度受信フレーム１２０３を生成し、生成された受信フレーム１２０３を解析し、任意のレジスタ６０４に解析結果を格納する処理である。以下、再度生成された受信フレーム１２０３を、多重解析用フレーム１２０３と呼ぶ。

マイクロプログラム解釈部２０２は、入力された多重解析モード１２０１の信号によって、マイクロプログラムバイナリ形式６００を、マイクロプログラムソースコード形式１２０２に解釈する。

図１２Ａに示す例では、マイクロプログラムバイナリ形式６００は、マイクロプログラム解釈部２０２によって、「ＳＥＴ＿ＲＥＧ」という命令を示すマイクロプログラムソースコード形式１２０２に解釈される。「ＳＥＴ＿ＲＥＧ」は、解析モードの時と同一の命令である。多重解析モードにおける「ＳＥＴ＿ＲＥＧ」は、２つのパラメータを持つ。

１つ目のパラメータは、格納元を示すパラメータである。具体的には、多重解析フレーム１２０３を示す文字列、及び、当該多重解析フレーム１２０３の対象となるデータ範囲を示す値から構成される。図１２Ａに示す例では、「ｇｅｎ＿ｄａｔａ［０：３］」となっており、多重解析フレーム１２０３が「ｇｅｎ＿ｄａｔａ」であり、当該多重解析フレーム１２０３の０バイト目から３バイト目の範囲のデータが対象となるデータであることを示している。なお、多重解析モードでは、解析モードと比べて、フレームを示す文字列が異なる。

２つ目のパラメータは、格納先を示すパラメータである。具体的には、レジスタ６０４を示す文字列、及び、当該レジスタ６０４の格納先の範囲を示す値から構成される。図１２Ａに示す例では、「Ｒｅｇ１［０：３］」となっており、格納先のレジスタ６０４が「Ｒｅｇ１」であり、当該レジスタ６０４の０バイト目から３バイト目の範囲に格納されることを示している。

送受信フレーム生成解析回路１０２のマイクロプログラム解釈部２０２は、図６Ａに示す同一のマイクロプログラムバイナリ形式６００を、入力された多重解析モード１２０１によって、図６Ａに示す例とは異なるマイクロプログラムソースコード形式１２０２に解釈する。これによって、送受信フレーム生成解析回路１０２は、演算ロジッ受信フレームを生成し、生成された受信フレームの解析するように演算ロジック部２０４を制御することができる。

以上で説明したように、本発明の送受信フレーム生成解析回路１０２は、動作モードを変化させることによって、同一の回路構成、及び同一マイクロプログラムで、解析、生成、及び多重解析の処理を実現できる。

次に、通信端末１００における、ＴＣＰ／ＩＰフレームの処理の一例をそれぞれのモードの場合に分けて説明する。

図１３は、本発明の第１の実施形態における通信端末１００が処理するＴＣＰ／ＩＰフレーム１３００を示した図である。

ＴＣＰ／ＩＰフレーム１３００は、ＭＡＣヘッダ１３０１、ＩＰヘッダ１３０２、ＴＣＰヘッダ１３０３、ペイロード１３０４、及びトレーラ１３０５から構成される。受信解析処理の場合、通信端末１００は、通信データ変調・復調回路１０１を介してＴＣＰ／ＩＰフレーム１３００を受信する。第１の実施形態における送受信フレーム生成解析回路１０２は、１サイクル毎に受信フレームを４バイトずつ処理する。

ステップ３０１において、動作モードが指定された後、通信端末１００は、指定されたモードに基づいて、送受信フレーム生成解析回路１０２の初期設定が行われる。

解析モードの場合、通信端末１００は、受信フレームのタイプ及びプロトコル番号との比較に使用する定数値と、当該定数値を用いて比較処理の結果が真になった場合に次に実行されるマイクロプログラムを指定するプログラムカウンタ値と、を一つの組として指定のレジスタに格納する。

生成モードの場合、通信端末１００は、送信フレームを生成するために必要な生成用データの一部を指定のレジスタに格納する。また、通信端末１００は、ペイロードが格納されているバッファメモリ１０４のアドレスと、当該ペイロードのチェックサム値とを取得し、取得されたバッファメモリ１０４のアドレスとチェックサム値とを指定のレジスタに格納する。

多重解析モードの場合、通信端末１００は、多重解析に必要となるデータの一部を指定のレジスタに格納する。また、通信端末１００は、生成モードと同様にペイロードが格納されているバッファメモリ１０４のアドレスと、当該ペイロードのチェックサム値とを取得し、取得されたバッファメモリ１０４のアドレスとチェックサム値とを指定のレジスタに格納する。ここで、生成モードの時と異なり、対象となるペイロードが複数となる場合がある。これは、主に、分割されたデータの再解析が実行される場合である。

前述した初期設定が完了すると、解析モードの場合、通信端末１００は、通信データ変調・復調回路１０１から受信フレームを受信したときから処理を開始する。また、生成モードの場合、又は多重解析モードの場合、通信端末１００は、即座に処理を開始する。以下、各モードにおける通信端末１００の処理について説明する。

解析モードにおける通信端末の処理について説明する。解析モードの通信端末１００の基本動作として、１サイクルに４バイトずつ受信したフレームの長さをカウントする。通信端末１００は、受信フレーム解析処理が完了した後、カウントされたフレームの長さを受信フレーム全長として、通信情報管理・制御回路１０３へ出力する。トレーラ１３０５の処理において、通信端末１００は、送受信フレーム生成解析回路１０２で計算を実行し、エラーが無いかをチェックしてもよいが、通信データ変調・復調回路１０１が前述の処理をしてもよい。本実施形態では、特にトレーラの計算を行う回路については言及しない。

１サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、受信した４バイトのフレームが、ＭＡＣヘッダ１３０１の終点ＭＡＣアドレスの４バイトであると解釈し、演算ロジック部２０４の格納器を使用して通信情報管理・制御回路１０３の転送用レジスタに終点ＭＡＣアドレスを格納する。

２サイクル目及び３サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、受信した８バイトのフレームが、終点ＭＡＣアドレスの残り２バイトと始点ＭＡＣアドレスの２バイト、及び終点ＭＡＣアドレスの残り４バイトであると解釈する。次に、送受信フレーム生成解析回路１０２は、終点ＭＡＣアドレスの残り２バイトと始点ＭＡＣアドレスの６バイトとの計８バイトを処理する。なお、２サイクル目及び３サイクル目の処理は、１サイクル目の処理と同様の処理である。

４サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、受信した４バイトのフレームが、上位層のプロトコルタイプを示すタイプと、当該上位層のプロトコルタイプが示す上位層のヘッダの２バイトであると解釈する。次に、送受信フレーム生成解析回路１０２は、上位層のプロトコルタイプを判定するため、初期設定の時に格納された比較用定数値とプログラムカウンタ値との組を用いて、受信したタイプを比較する。

比較された結果、受信したタイプが、比較用定数値とプログラムカウンタ値との組と一致した場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、当該定数と組となっているプログラムカウンタ値をレジスタ２０６のプログラムカウンタに設定する。

４サイクル目の時点では、受信したフレームの上位層プロトコルが何であるが決定されていないため、４サイクル目で受信した残り２バイトの処理は、次の５サイクル目で実行される。受信フレーム解析処理では、前述したようにフレームの判定によって、次に行うべき処理が決定されること多いため、この処理を保証するために、一時的に１サイクル分の受信フレームがレジスタ２０６に保持される。

データセレクタ部２０３は、必要に応じて現サイクルで入力された受信フレームと、一つ前のサイクルで入力された受信フレームとをあわせて、処理対象受信フレームとして扱うことできる。また、対応するサービスによって、何サイクル分のデータを一時的に保持されるかを変更させることができる。前述の変更は、例えば、フレーム一時保持レジスタの要領の追加、及びマイクロプログラムの書き換えによって容易に対応可能である。

本実施形態では、上位層ではチェックサム計算が必要となることが多いため、送受信フレーム生成解析回路１０２は、現時点で入力されている受信フレームの２バイトに対して１６ビットのチェックサム計算を行い、当該計算結果をレジスタ２０６に格納する。前述の計算には、演算ロジック部２０４の桁上循環加算器が用いられる。なお、本実施形態において、チェックサム計算値が必要なかった場合、格納された値は破棄される。

５サイクル目では、前サイクルの結果、図１３で示すＴＣＰ／ＩＰフレーム１３００の上位層はＩＰヘッダ１３０２であることが確定したため、送受信フレーム生成解析回路１０２は、当該ＩＰヘッダ１３０２に対して処理を行う。

まず、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、受信した４バイトのフレームが、バージョン、ヘッダ長、サービスタイプ、及びパケット全長であると解釈する。

本実施形態では、ＩＰｖ４であることがすでに確定しているため、送受信フレーム生成解析回路１０２は、バージョンについて特に処理をしない。送受信フレーム生成解析回路１０２は、データオフセット値を計算するために、ヘッダ長をレジスタ２０６に格納する。送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信情報管理・制御回路１０３にサービスタイプを出力する。

送受信フレーム生成解析回路１０２は、パケット全長とヘッダ長とを用いて、データのオフセット位置を計算し、レジスタ２０６の所定の位置に計算結果を格納する。送受信フレーム生成解析回路１０２は、受信フレームがフラグメント化していた場合に用いる識別子を通信情報管理・制御回路１０３に出力する。

受信フレームのフラグメント化していた場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、当該識別子を用いて、分割されたデータを再構築する。前サイクルでチェックサム計算を開始したが、解析の結果、上位層がＩＰｖ４であることが判明しているため、計算は継続される。ＩＰｖ４チェックサム計算は、ＩＰヘッダ１３０２の終端まで実行される。

６サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、受信した４バイトのフレームが、コントロールフラグ、フラグメントオフセット、生存時間及びプロトコル番号であると解釈する。

送受信フレーム生成解析回路１０２は、コントロールフラグに基づいて、該受信フレームがフラグメントされているか否かを判定し、フラグメント化していると判定された場合、多重解析が必要となることを通信情報管理・制御回路１０３に通知する。フラグメントオフセットは、フレームの再構築時に、現在処理されている受信フレームの情報がフラグメント化された内の何番であるかを示しており、送受信フレーム生成解析回路１０２、通信情報管理・制御回路１０３に当該フラグメントオフセットを出力する。

生存時間のフレームは対応するサービスによって、使用するか否かが決定される。本実施形態では使用されないため、生存時間は破棄される。このように、対応するサービスによって、送受信フレーム生成解析回路１０２は、解析の結果、不要と判断されたフレーム情報を破棄する。

プロトコル番号は上位層のプロトコルを示す。送受信フレーム生成解析回路１０２は、ＩＰヘッダ１３０２の処理後、マイクロプログラムテーブル２０１のどのアドレスをプログラムカウンタ値に設定するべきか否かの判定に用いるため、レジスタ２０６にプロトコル番号を格納する。

７サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、受信した４バイトのフレームが、ヘッダチェックサムと、始点ＩＰアドレスの前半２バイトであると解釈する。本実施形態では、ヘッダチェックサムも含めて計算されたチェックサム値が用いられるため、送受信フレーム生成解析回路１０２は、ヘッダチェックサムを破棄する。ヘッダチェックサム用いるか否かは、対応するサービスに依存する。

送受信フレーム生成解析回路１０２は、アドレス情報として使用するため始点ＩＰアドレスを、通信情報管理・制御回路１０３に出力する。また、上位層プロトコルのチェックサム計算の時に、始点ＩＰアドレスと、終点ＩＰアドレスとが疑似ヘッダとして使用されることがあるため、送受信フレーム生成解析回路１０２は、始点ＩＰアドレスを用いてチェックサム計算しておき、当該計算結果をレジスタ２０６の所定の位置に格納する。

８サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、受信した４バイトのフレームが、始点ＩＰアドレスの後半２バイトと、終点ＩＰアドレスの前半２バイトであると解釈する。送受信フレーム生成解析回路１０２は、アドレス情報として、始点ＩＰアドレスの後半２バイトと、終点ＩＰアドレスの前半２バイトとを通信情報管理・制御回路１０３に出力する。

９サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、受信した４バイトのフレームが、終点ＩＰアドレスの後半２バイトと、始点ポート番号であると解釈する。送受信フレーム生成解析回路１０２は、終点ＩＰアドレスの後半２バイトを通信情報管理・制御回路１０３に出力する。

送受信フレーム生成解析回路１０２は、４サイクル目と同様に、上位層プロトコルタイプの判定結果によって処理が変わるため、始点ポート番号を次のサイクルで処理する。ただし、ＩＰヘッダ１３０２の場合、８サイクル目までに、プロトコル番号が示されるため、送受信フレーム生成解析回路１０２は、予め上位層プロトコルタイプを判定しておく。そして、送受信フレーム生成解析回路１０２は、９サイクル目の処理を実行するときに、上位層のプロトコルの処理を含むマイクロプログラムを格納しているマイクロプログラムテーブル２０１のアドレスをプログラムカウンタ値として設定しておくことも可能である。

本実施形態では、一例として４サイクル目と同様に、次のサイクル時に始点ポート番号を処理する。ＩＰヘッダ１３０２の上位層では、ＩＰヘッダ１３０２の時と同様に、チェックサムがある場合が考えられるため、９サイクル目において、予め始点ポート番号に対してチェックサム計算が実行され、計算結果が所定のレジスタ２０６の位置に格納される。

ＩＰヘッダ１３０２のチェックサム計算は９サイクル目における終点ＩＰアドレスの後半２バイトでＩＰヘッダ１３０２が終端を迎えるため、送受信フレーム生成解析回路１０２は、９サイクル目までのチェックサム値を計算し、レジスタ２０６の所定の位置に計算結果を格納しておく。チェックサムエラーがあるか否かの判定は、本サイクルで実行されてもよいが、本実施形態では、ＴＣＰ／ＩＰフレーム１３００の処理が終了した段階で実行される。

また、ＩＰヘッダ１３０２にはＩＰオプションフレームが付くことがある。この場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、オプションフレーム付か否かの判定を行い、ＩＰオプションフレームの処理を行うマイクロプログラムを格納したマイクロプログラムテーブル２０１のアドレス値をプログラムカウンタに設定し、次のサイクルでマイクロプログラムにしたがって処理を実行する必要がある。本実施形態では、ＩＰオプションフレームは無いものとして処理が実行される。

１０サイクル目では、前サイクルの処理の結果、受信したフレームはＴＣＰヘッダ１３０３であることが確定したため、送受信フレーム生成解析回路１０２は、ＴＣＰヘッダ１３０３に対する処理を実行する。

まず、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、前サイクルで未解析のフレームが始点ポート番号であり、また、受信した４バイトのフレームが、終点ポート番号、及びシーケンス番号の前半２バイトであると解釈する。送受信フレーム生成解析回路１０２は、それぞれ解析結果を通信情報管理・制御回路１０３に出力する。

また、ＴＣＰヘッダ１３０３と判定されたことから、送受信フレーム生成解析回路１０２は、ＴＣＰチェックサムの計算を開始する。ＴＣＰヘッダ１３０３では、疑似ヘッダを必要となるために、ＩＰフレームの処理中に計算した始点ＩＰアドレス、及び終点ＩＰアドレスの計算値を用いて、チェックサムが計算される。

１１サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、受信した４バイトのフレームが、シーケンス番号の後半２バイト、確認応答番号の前半２バイトであると解釈し、それぞれ解析結果を通信情報管理・制御回路１０３に出力する。

１２サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、受信した４バイトのフレームが、確認応答番号の後半２バイトと、データオフセット、未使用領域、及びコントロールフラグとであると解釈する。送受信フレーム生成解析回路１０２は、確認応答番号の後半２バイトであるという解析結果を通信情報管理・制御回路１０３に転送する。

コントロールフラグは通信情報管理・制御回路１０３において、ＴＣＰのＳＹＮ又は、ＡＣＫのいずれであるかの判定に用いるため、そのまま解析結果として、通信情報管理・制御回路１０３に出力される。データオフセットとＩＰヘッダ１３０２において計算されたデータオフセット位置とを用いて、受信フレームのデータオフセット位置が決定される。計算結果はレジスタ２０６の所定の位置に格納される。

１３サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、受信した４バイトのフレームが、ウィンドサイズの２バイト、及びチェックサム値の２バイトであると解釈する。ウィンドサイズは、通信情報管理・制御回路１０３に出力される。チェックサム値は、ＩＰヘッダ１３０２のときと同様の処理が実行される。前サイクルでパケット全長とオフセット位置とが判明したため、送受信フレーム生成解析回路１０２は、データサイズを計算できる。計算されたデータサイズはレジスタ２０６に格納される。これによって、パケット全長、データオフセット位置、及びデータサイズの長さのデータはすべてそろったことになる。なお、この時点で通信情報管理・制御回路１０３に、前述した各々のデータを出力することも可能であるが、本実施形態では、前述した各々のデータは、受信フレームをすべて処理し終わった後に、通信情報管理・制御回路１０３に出力される。

１４サイクル目は、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、受信した４バイトのフレームが、緊急ポインタの２バイトとペイロード２バイトであると解釈する。緊急ポインタは、通信情報管理・制御回路１０３へ出力される。ここまでがＴＣＰフレームであり、残りの２バイトはペイロードとなる。

なお、ＩＰヘッダ１３０２の時と同様にＴＣＰヘッダ１３０３がＴＣＰオプションを持つ場合がある。ＴＣＰヘッダ１３０３がＴＣＰオプションを持つ場合、ＩＰヘッダ１３０２の時と同様、ＴＣＰオプションの処理を記述したマイクロプログラムが格納されているマイクロプログラムテーブル２０１のアドレスをプログラムカウンタにセットし、処理が実行される。本実施形態では、ＴＣＰヘッダ１３０３はＴＣＰオプションを持たない場合を示している。ＴＣＰヘッダ１３０３のチェックサム計算については、ペイロード１３０４も含むため、引き続き計算が実行される。

１サイクル目から１４サイクル目までの処理を示してきたが、本実施形態では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、受信フレームを受信するたびに逐次、バッファメモリ１０４に、該受信フレームを出力する。送受信フレーム生成解析回路１０２は、ペイロードの処理が完了し、受信フレームの全ての処理が完了した後、チェックサム計算値をチェックしエラーが発生していないかを確認する。エラーが発生していた場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、その旨を通信情報管理・制御回路１０３に通知する。また、送受信フレーム生成解析回路１０２は、レジスタ２０６に格納されている、パケット全長、データオフセット位置、及びデータサイズ等のパラメータ値を通信情報管理・制御回路１０３に通知する。

以上の処理によって、通信情報管理・制御回路１０３は、受信フレームの種別、各種アドレスデータ、サイズデータ、及び各種通信情報パラメータを取得し、対応するサービスに合わせて取得された各データを使用する。

次に生成モードにおける送受信フレーム生成解析回路１０２の処理について説明する。

１サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、レジスタに格納され、生成される送信フレームの種別を示すコードに合わせて、送信フレームの生成を開始する。基本的に、解析モードの時に使用された同一のマイクロプログラムが使用され、解釈を変更することによって、送信フレームを生成する処理が実行される。

本実施形態では、フレームの生成及び解析において、順方向処理と逆方向処理との対応関係がない処理、つまり、同一のマイクロプログラムでは実現できない処理があった場合、生成モードのみに使用されるマイクロプログラムがマイクロプログラムテーブル２０１に格納されている。なお、後述する多重解析モードにおいても同様とする。

また、本実施形態における生成モードの送受信フレーム生成解析回路１０２は、送信フレーム生成時に使用されるペイロード長などの長さ情報等を、必要となるタイミングまでに、レジスタ２０６の所定の位置に格納する。前述の格納処理は、通信情報管理・制御回路１０３から入力された生成情報データ群として、生成開始時に予め格納されておいてもよいし、生成モードのみに使用されるマイクロプログラムとして、マイクロプログラムテーブル２０１に格納されていてもよい。

本実施形態では、一部の情報は、予めレジスタ２０６の所定の位置に格納され、残りの情報は、通信情報管理・制御回路１０３から入力される。送受信フレーム生成解析回路１０２は、入力された情報を判定し、判定された情報から送信フレームを生成する。

図１３に示す例では、ＴＣＰ／ＩＰフレーム１３００の内のＭＡＣヘッダ１３０１が生成されるため、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、通信情報管理・制御回路１０３から入力される生成用データを終点ＭＡＣアドレスデータの４バイトであると解釈し、送信フレームの先頭４バイトとして送信フレームを生成する。

生成された送信フレームは、通信データ変調・復調回路１０１を介してネットワーク１０５に送信される。ここで、通信データ変調・復調回路１０１に生成された送信フレームを出力する場合に、送受信フレーム生成解析回路１０２は、必要に応じて、フレームを生成するタイミングと、生成されたフレームを送信するタイミングとの間に遅延を発生させることができる。

これは、生成される送信フレームによっては、生成に数サイクルかかる場合があり、対応するサービスに応じて送信フレームの生成と送信とのタイミングをずらさなければならないことが起き得るからである。送信フレームの生成と送信とのタイミングをずらす場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、生成された送信フレームを、一時、レジスタ２０６に格納しておき、マイクロプログラムによって指定された値を使用して、任意のタイミングで通信データ変調・復調回路１０１に出力を開始する。遅延の長さは、例えば、レジスタ２０６のサイズを大きくすること、マイクロプログラムを書き換えることによって、容易に変更可能である。

２サイクル目、３サイクル目では、１サイクル目と同様に、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、通信情報管理・制御回路１０３から入力される生成用データを終点ＭＡＣアドレス、及び始点ＭＡＣアドレスであると解釈し、送信フレームを生成する。

４サイクル目では、タイプを設定するため、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、初めに通信情報管理・制御回路１０３から入力された送信フレームの種別コードから、タイプを判定し、判定されたタイプに基づいて、送信フレームを生成する。

本実施形態では、ＩＰフレームを示す「０ｘ０８００」の値を設定することとなる。解析モードとは異なり、この時点で、送受信フレーム生成解析回路１０２は、上位層のプロトコルが何になるかが分かるため、引き続き、本サイクルで送信フレームを生成できる。また、送受信フレーム生成解析回路１０２は、解析モードにおける処理に合わせて、次のサイクルで上位層の部分を生成してもよいし、生成モードのみ使用されるマイクロプログラムに基づいて処理してもよい。本実施形態では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、解析モードに合わせて、次のサイクルにおいて、送信フレームの上位層の部分を生成する。

５サイクル目では、前サイクルの結果に基づいて、送受信フレーム生成解析回路１０２は、ＩＰヘッダ１３０２を生成する。バージョンは前サイクルのタイプと同様に、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、送信フレームの種別コードから生成する。

オプションフレームがない場合、ヘッダ長は一意に決定され、決定された値が送信フレームに設定される。オプションフレームがある場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信情報管理・制御回路１０３からオプションヘッダ長を取得し、基本長に取得された長さデータを加算し、ヘッダ長を生成する。パケット全長についても同様に、送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信情報管理・制御回路１０３から取得されたペイロード長に基づいて、パケット全長を送信フレームに設定する。サービスタイプ、識別子については、送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信情報管理・制御回路１０３から逐次受け取るデータをそれぞれ、サービスタイプと識別子とであるか否かを判定し、判定結果に基づいて、送信フレームにおけるサービスタイプと識別子とを生成する。

６サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、通信情報管理・制御回路１０３から入力される生成用データをコントロールフラグ、フラグメントオフセット、生存時間、及びプロトコル番号であると解釈し、送信フレームを生成する。

提供するサービスの種類にもよるが、基本的に、送信フレームの送信時において、送信フレームはフラグメント化しないものとする。本実施形態においても、送信フレームは、送信開始時にはフラグメント化することは無いものとし、送受信フレーム生成解析回路１０２がコントロールフラグ、及びフラグメントオフセットを設定する。

また、生存時間についても、送受信フレーム生成解析回路１０２は、適切な値を送受信フレーム生成解析回路１０２が設定し、送信フレームを生成する。プロトコル番号は、前述したタイプ又はバージョンと同様に、通信情報管理・制御回路１０３から入力された種別コードから送受信フレーム生成解析回路１０２が送信フレームを生成する。本実施形態では、上位層はＴＣＰヘッダ１３０３となるため、ＴＣＰを示す「６」が設定される。

７サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、通信情報管理・制御回路１０３から入力される生成用データをヘッダチェックサム値、及び始点ＩＰアドレスの先頭２バイトであると解釈し、送信フレームを生成する。ここで、ヘッダチェックサムは、ＩＰヘッダ１３０２のヘッダ部分から導き出されるものである。

本実施形態における、送受信フレーム生成解析回路１０２は、ＩＰヘッダ１３０２の処理が始まる５サイクル目から、チェックサム値を計算しておく。つまり、送受信フレーム生成解析回路１０２は、ヘッダチェックサムの後ろに位置する始点ＩＰアドレス、終点ＩＰアドレス、及びＩＰオプションの値、を予め通信情報管理・制御回路１０３から取得しておき、この部分のチェックサム計算しておく。

このときのチェックサム計算のうち、チェックサム値を示すフレームより後ろの部分のチェックサム計算については、生成モードのみに使用されるマイクロプログラムによって実行される。これによって、７サイクル目までにＩＰヘッダ１３０２のチェックサム値が生成され、送受信フレーム生成解析回路１０２は、生成されたチェックサム値を送信フレームのチェックサム値に格納する。

８サイクル目、９サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、通信情報管理・制御回路１０３から入力される生成用データを始点ＩＰアドレスの後ろ２バイトと終点ＩＰアドレスであると解釈し、送信フレームを生成する。

ここで、ＭＡＣヘッダ１３０１とＩＰヘッダ１３０２との境目の処理の時と同様に、この時点から上位層を処理するか、又は、次のサイクルから上位層を処理するかを選択できる。本実施形態では、上位層の処理は次のサイクルから始める。なお、ＩＰオプションがある場合は、ＩＰオプションを送信フレームに組み込み送信する。

１０サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、通信情報管理・制御回路１０３から入力された種別コードに基づいて上位層を判定し、判定された上位層のフレームを生成する。本実施例では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、ＴＣＰヘッダ１３０３の生成処理を実行する。

ＴＣＰヘッダ１３０３の生成時も、ＩＰヘッダ１３０２生成時と同様に、チェックサム値を設定しなければならない。さらに、ＴＣＰヘッダ１３０３の場合、疑似ヘッダも考慮する必要がある。解析モードでは、送受信フレーム生成解析回路１０２は、ＩＰヘッダ１３０２のプロトコル番号が確定した後から、疑似ヘッダの生成と、生成された疑似ヘッダのチェックサムの計算とを始めていたが、生成モードにおいて、同じマイクロプログラムが使用されるので、送受信フレーム生成解析回路１０２は、解析モードの時と同じタイミングで疑似ヘッダを生成し始める。

また、ＩＰヘッダ１３０２の時と同様に、チェックサムフィールドの後ろのフレームのチェックサム値は予め、計算されているものとする。つまり、本実施形態において、１３サイクル目までに送信フレームのチェックサムに格納され、チェックサムの計算が終わっていることを意味する。この場合、解析モード時と異なった計算手順が生じる場合は、生成モードのみに使用されるマイクロプログラムが、マイクロプログラムテーブル２０１に格納される。

また、１０サイクル目において、送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信情報管理・制御回路１０３から入力された生成用データを始点ポート番号、終点ポート番号、及びシーケンス番号と解釈して、送信フレームを生成する。

１１サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、通信情報管理・制御回路１０３から入力される生成用データをシーケンス番号の後半２バイトと確認応答番号の前半２バイトとであると解釈し、送信フレームを生成する。

１２サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、通信情報管理・制御回路１０３から入力される生成用データを、確認応答番号の後半２バイト、データオフセット、未使用値、及びコントロールフラグとであると解釈し、送信フレームを生成する。確認応答番号の後半２バイトは、前サイクルの処理と同様である。データオフセットは、初期値として受け取ったデータオフセット位置から計算される。未使用領域は、ＴＣＰヘッダ１３０３で決められている値に初期化される。コントロールフラグは、通信情報管理・制御回路１０３から入力された種別コード、又は、通信情報管理・制御回路１０３から入力されたコントロールフラグ自体を通信情報管理・制御回路１０３を用いて生成される。

１３サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、通信情報管理・制御回路１０３から入力される生成用データを、ウィンドサイズとチェックサム値とであると解釈し、送信フレームを生成する。ウィンドサイズは、通信情報管理・制御回路１０３から取得された値に基づいて判定されたものである。チェックサムは前述したように、この時点までに計算が完了しているので、計算結果に基づいて送信フレームが生成される。

１４サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、通信情報管理・制御回路１０３から入力される生成用データを、緊急ポインタ値であると解釈し、送信フレームを生成する。ここで、ＴＣＰオプションがある場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、オプション部分のフレームを生成する。ただし、本実施形態では、ＴＣＰオプションは無いものとしている。ＴＣＰオプションフレームを生成する場合も、他のフレームの場合と同様の方法によって生成される。

１５サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、ペイロード１３０４を出力する。ペイロードは初期設定時に通信情報管理・制御回路１０３から取得され、ペイロード１３０４が格納されているバッファメモリ１０４のアドレス位置に基づいて、送受信フレーム生成解析回路１０２は、バッファメモリ１０４からペイロード１３０４部分を取得し、送信フレームを生成し、生成された送信フレームを出力する。

最後にトレーラ部分については、送受信フレーム生成解析回路１０２が生成してもよいし、通信データ変調・復調回路１０１で生成してもよい。送受信フレーム生成解析回路１０２がトレーラのフレームを生成する場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、送信フレームを計算し、レジスタ２０６に計算されたトレーラ値を格納する。通信データ変調・復調回路１０１がトレーラのフレームを生成する場合、通信データ変調・復調回路１０１がトレーラの計算機構と、計算された値を保持する領域とを備える。

以上の処理を完了すると、送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信データ変調・復調回路１０１を介してネットワーク１０５に生成された送信フレームを送信し、処理を完了とする。

次に多重解析モードにおける送受信フレーム生成解析回路１０２の処理について説明する。

多重解析モードにおける送受信フレーム生成解析回路１０２の処理は、解析モードにおける送受信フレーム生成解析回路１０２の処理と同じく逆方向処理であるため、ほぼ同様の処理となるが、以下の点が異なる。つまり、多重解析モードにおいては、通信データ変調・復調回路１０１から入力される受信フレームではなく、通信情報管理・制御回路１０３から入力される多重解析用フレームが使用される。通信情報管理・制御回路１０３から入力される多重解析用フレームは、レジスタ２０６の所定の位置に格納される。

送受信フレーム生成解析回路１０２は、前述のレジスタに格納されている多重解析用フレームを、１サイクルに４バイトずつ、解析を実行する。また、多重解析のときに用いられるペイロード１３０４の部分は、バッファメモリ１０４から取得されるため、初期設定において、送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信情報管理・制御回路１０３から、ペイロード１３０４が格納されているバッファメモリ１０４のアドレス位置を取得する必要がある。

なお、取得されるアドレスは複数となる場合がある。これは、多重解析のときに、フラグメント化した受信フレームのデータを再度構築し解析する場合があるからである。前述のような場合、送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信情報管理・制御回路１０３から、ペイロード１３０４が格納されているバッファメモリ１０４のアドレスを、処理する順番に取得する。

また、多重解析モードでは、送受信フレーム生成解析回路１０２は、暗号化によってカプセル化された受信フレームを復号し、複合化された受信フレームを再度、解析することもできる。基本的に送受信フレーム生成解析回路１０２は、１サイクル毎に通信情報管理・制御回路１０３から入力される多重解析用データを解釈し、多重解析を実行する。

本実施形態では、フラグメント化して受信フレームを受信し、当該フラグメント化した受信フレームを再構築する場合を例に、多重解析モードにおける送受信フレーム生成解析回路１０２の処理を、解析モードとの差異を中心に説明する。

１サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、レジスタ２０６の多重解析フレーム格納レジスタ（図示省略）に格納された多重解析フレームの先頭４バイトを終点ＭＡＣアドレスの先頭４バイトとして認識し、演算ロジック部２０４の格納器を使用して、通信情報管理・制御回路１０３への転送用レジスタとしてレジスタ２０６に格納する。なお、多重解析フレームは、初期化のときに通信情報管理・制御回路１０３から入力されたものである。

２サイクル目、３サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、マイクロプログラムにしたがって、多重解析フレーム格納レジスタに格納されている多重解析フレームの８バイトのフレームが、終点ＭＡＣアドレスの残り２バイト及び、始点ＭＡＣアドレスの６バイトであると解釈する。次に、送受信フレーム生成解析回路１０２は、終点ＭＡＣアドレスの残り２バイトと始点ＭＡＣアドレスの６バイトとの計８バイトを処理する。なお、２サイクル目及び３サイクル目の処理は、１サイクル目の処理と同様の処理である。

４サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、タイプを示すフレームを処理するが、すでに当該フレームは一度解析されており、多重解析フレーム全体のプロトコルタイプはすべて分かっている。したがって、送受信フレーム生成解析回路１０２は、多重解析開始時に通信情報管理・制御回路１０３から入力された種別コードに基づいてプロトコルタイプを判定し、タイプのフレームを生成する。

さらに、送受信フレーム生成解析回路１０２は、生成されたタイプのフレームに基づいて、次に実行されるプログラムを示すプログラムカウンタ値を設定する。ここで、送受信フレーム生成解析回路１０２は、すでに上位層のプロトコルを知っているが、本実施形態では、生成モードの場合と同様に、上位層のフレームの処理については次のサイクルで実行する。

５サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、前サイクルの結果に基づいて、ＩＰヘッダ１３０２を処理する。送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信情報管理・制御回路１０３から入力された種別コードに基づいて、バージョン、サービスタイプ、及び識別子のそれぞれについて処理する。本サイクルにおける処理は解析モードと同様である。

具体的には、ヘッダ長に対しては、生成モードと同様の処理が実行される。また、送受信フレーム生成解析回路１０２は、ＩＰオプションがあるか否かを判定し、判定結果に対して解析モードと同様の処理を実行する。また、送受信フレーム生成解析回路１０２は、通信情報管理・制御回路１０３から入力された種別タイプ、及び分割された各ペイロードの各々のフレームの長さを使用してパケット全長を計算する。前述の計算は、多重解析モードのみに使用されるマイクロプログラムとして、マイクロプログラムテーブル２０１に格納されている。また、解析モードと同様に、送受信フレーム生成解析回路１０２は、本サイクルにおいて、データオフセット値を計算する。

６サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、コントロールフラグ、フラグメントオフセット、生存時間、及びプロトコル番号の処理を実行する。コントロールフラグ及びフラグメントオフセットに関しては、本処理によって、フラグメント化した受信フレームが再構成されるため、フラグメント化していないフレームが入力されたものとして処理が実行される。

生存時間についても、特に特殊なサービスで使用することを考えない限り、送受信フレーム生成解析回路１０２が任意の値を適切に設定する。プロトコル番号については、通信情報管理・制御回路１０３から入力された種別コードに基づいてプロトコル番号が設定され、解析モードと同様の処理が実行される。

７サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、ヘッダチェックサム値及び始点ＩＰアドレスの先頭２バイトを処理するが、一度、チェックサムの計算がされているので、本実施形態では再度計算しない。ただし、回路内のデータの出力によって、データが変化する可能性を考慮し、再度チェックサムの計算をしてもよい。

８サイクル目、及び９サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、始点ＩＰアドレスと終点ＩＰアドレスを多重解析用フレーム格納レジスタから取得し、解析モードの時と同様の処理を実行する。９サイクル目の上位プロトコルへの移行は、解析モード、又は生成モードと同様に、次のサイクルで実行される。

１０サイクル目では、前サイクルの判定結果に基づいて、送受信フレーム生成解析回路１０２は、ＴＣＰヘッダ１３０３の処理を実行する。解析モードと比較して、多重解析モードでは、各種長さデータを用いて、多重解析用にデータオフセット値が計算される点が異なる。他の処理については、解析モードと同様の処理となるため、ここでは説明を省略する。また、チェックサムの扱いはＩＰヘッダ１３０２の時と同様である。

１５サイクル目では、送受信フレーム生成解析回路１０２は、ペイロード１３０４が格納されている、バッファメモリ１０４のアドレス位置からデータを取得し、取得されたデータに基づいて、ペイロード１３０４の処理を実行する。なお、前述のアドレスは、通信情報管理・制御回路１０３から入力されたものである。

トレーラ部分の処理については、送受信フレーム生成解析回路１０２が処理してもよいし、通信データ変調・復調回路１０１が処理してもよく、送受信フレーム生成解析回路１０２で処理する場合のみ、多重解析モードでもトレーラ部分を処理する。

以上の通り、多重解析処理によって、フラグメント化された受信フレームが通所の受信フレームと同様の状態に復元され、復元された受信フレームは通信情報管理・制御回路１０３及びバッファメモリ１０４に格納される。

以上、３つのモードにおける送受信フレーム生成解析回路１０２のＴＣＰ／ＩＰフレーム１３００の処理について説明した。

本発明の第１の実施形態によれば、本発明の送受信フレーム生成解析回路１０２は、動作モードを変更することによって、受信フレームの解析処理、送信フレームの生成処理、及び受信したフレームの多重解析処理を実行することができる。このため、単一の回路で送信、及び受信に対応することが可能となり、さらに、多重解析が必要な受信フレームにも柔軟に対応することができる。

したがって、通信端末１００の回路規模を小さく抑えることができ、これによって、消費電力を低減できる。また、コストを抑えることができる。

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態は、送受信フレーム生成解析回路を複数個用いた通信端末の発明である。

通信端末が、複数の送受信フレーム生成解析回路を備えることによって、スループットを限定することなく、送受信を高効率に行うことが可能となる。本実施形態では一例として、送受信フレーム生成解析回路を２つ使用した場合について説明する。

図１４は、本発明の第２の実施形態における通信端末のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。以下、第１の実施形態との差異を中心に説明する。

通信端末１４００は、通信データ変調・復調回路１０１、送受信フレーム生成解析回路１４０１、送受信フレーム生成解析回路１４０２、通信情報管理・制御回路１０３、及びバッファメモリ１０４を備える。なお、通信端末１４００は、適用される通信サービスに応じて、任意の専用回路、表示パネル、又は磁気ディスクを備える形態であってもよい。通信端末１４００は、ネットワーク１０５を介して、通信相手の通信端末（図示省略）と通信する。なお、通信端末１４００とネットワーク１０５との間の接続は有線接続でもよいし、無線接続でもよい。

第１の実施形態の通信端末１００と比較して、第２の実施形態の通信端末１４００は、２つの送受信フレーム生成解析回路１４０１、１４０２を備える点が異なる。なお、通信データ変調・復調回路１０１、送受信フレーム生成解析回路１４０１、１４０２、通信情報管理・制御回路１０３、及びバッファメモリ１０４は、第１の実施形態と同一のものである。したがって、各構成の説明は省略する。

図１５は、本発明の第２の実施形態の二つの送受信フレーム生成解析回路１４０１、１４０２の動作を説明する図である。

図１５では、横軸は時間を示し、時間の経過による送受信フレーム生成解析回路１４０１、１４０２における動作モードの状態移行を示している。送受信フレーム生成解析回路１４０１、１４０２は、それぞれ受信モード、多重解析モード、又は送信モードのいずれかの動作モードをとることができる。

受信パケット解析１５０３〜１５０６、送信パケット生成１５０７〜１５１０、及び多重解析１５１１は、それぞれパケットの解析、パケットの生成及び多重解析の処理を示している。

図１５に示す例では、送受信フレーム生成解析回路１４０１、１４０２は、受信を優先して動作する。つまり、送受信フレーム生成解析回路１４０１、１４０２は、解析モードで動作する。

受信フレームが入力されるタイミングは、送受信フレーム生成解析回路１０２が制御することができず、不確定であるため、送受信フレーム生成解析回路１４０１、１４０２は、優先的に解析モードの動作を実行する。一方、送信フレームの送信のタイミング、及び多重解析を実行するタイミングは、送受信フレーム生成解析回路１０２が制御することができる。

また、本実施形態では、二つの送受信フレーム生成解析回路１４０１、１４０２には優先順位が設定されている。図１５の例では、送受信フレーム生成解析回路１４０１が、送受信フレーム生成解析回路１４０２より優先順位が高く設定されている。優先順位の高い送受信フレーム生成解析回路１４０１は、基本的に、受信待ち受け状態、つまり、動作モードは解析モードで動作する。

一方、送受信フレーム生成解析回路１４０２は、基本的に、フレーム送信状態、つまり、生成モードで動作する。

送受信フレーム生成解析回路１４０１は、パケット１（１５０１）を受信し、受信したパケット１（１５０１）を解析する。次に、送受信フレーム生成解析回路は、パケット２−Ａ（１５０２）、及びパケット２−Ｂ（１５０３）を受信する。パケット２−Ａ（１５０２）及びパケット２−Ｂ（１５０３）は、本来のパケット２がフラグメント化したものである。

フラグメント化したパケットを受け取った場合、フラグメント化したパケットから元のパケットを生成する処理を行う必要がある。つまり、多重解析が実行される。前述したように、送受信フレーム生成解析回路１４０１は、優先順位が高く設定されているため、多重解析を実行せず、次に、パケット３（１５０４）を受信する。なお、パケット２−Ａ（１５０２）、及びパケット２−Ｂ（１５０３）は、バッファメモリ１０４に格納される。

以下、送受信フレーム生成解析回路１４０１は、パケット４（１５０５）、及びパケット５（１５０６）についても同様の動作を実行する。

送受信フレーム生成解析回路１４０２は、パケット１（１５０７）、パケット２（１５０８）、及びパケット３（１５０９）を生成する。パケット３が生成されているときに、送受信フレーム生成解析回路１４０１がフラグメント化したパケット２−Ａ（１５０２）、及びパケット２−Ｂ（１５０３）を受信し、多重解析を実行する必要があるため、送受信フレーム生成解析回路１４０３は、パケット３（１５０９）を生成した後に、生成モードから多重解析モードに移行する。なお、送受信フレーム生成解析回路１４０２は、通信情報管理・制御回路１０３からの動作モード信号によって、生成モードから多重解析モードへ移行する。

多重解析モードへ移行した送受信フレーム生成解析回路１４０２は、多重解析を実行する。具体的には、送受信フレーム生成解析回路１４０２は、フラグメント化したパケット２−Ａ（１５０２）、及びパケット２−Ｂ（１５０３）からパケット２を生成し、生成されたパケット２を再度解析する。

その後、送受信フレーム生成解析回路１４０２は、多重解析モードから生成モードに移行し、パケット４（１５１１）を生成する。

図１５に示す例では、送受信フレーム生成解析回路１４０２は、多重解析を優先的に実行したが、適用先システムの要求によって、パケット４（１５１１）の送信を優先したい場合、送受信フレーム生成解析回路１４０１が多重解析を実行してもよい。前述したように、優先的に取り扱う処理であるか否かは、外部（例えば、通信情報管理・制御回路１０３）からの動作モードの入力によって判定される。

また、送受信フレーム生成解析回路１４０２が多重解析を実行している間、緊急にパケットを送信する必要がある場合、送受信フレーム生成解析回路１４０１が解析モードから生成モードに移行して、パケットを送信することも考えられる。前述の処理の移行についても、外部（例えば、通信情報管理・制御回路１０３）からの動作モードの入力によって判定される。

図１５に示した例の他に、大量のデータを受信し続ける場合、両方の送受信フレーム生成解析回路１４０１、１４０２を解析モードとして動作させ、処理状況に応じて受信モードに移行することもできる。また、大量のデータを送信したい場合、両方の送受信フレーム生成解析回路１４０１、１４０２を生成モードとして動作させ、状況に応じて解析モードに移行することもできる。

本発明の第２の実施形態によれば、送受信フレーム生成解析回路１４０１、１４０２は、処理状況に応じて、柔軟に動作モードを切り替えられることができるため、最も効率のよい通信状態を実現できる。また、各動作モードを実現するための回路の数を少なくすることができるため、通信端末１４００の回路規模を小さく抑えることができ、これによって、消費電力を低減できる。また、コストを抑えることができる。

以上のように、本発明の実施形態によれば、フレーム送受信装置がフレームの解析、フレームの生成及び多重解析を切り替えて実行できるため、装置規模を縮小できる。また、同一のプログラムによって、各動作モードに対応した処理を実現できるため、プログラム規模を縮小できる。したがって、装置の低コスト化が可能となる。また、多様な通信プロトコル処理への対応が容易となる。

本発明の第１の実施の形態における通信端末のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態の送受信フレーム生成解析回路の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態の送受信フレーム生成解析回路の動作モードの切り替え及び各動作モードの処理を説明するフローチャートである。 本発明の第１の実施形態における、解析モードで動作する送受信フレーム生成解析回路の入出力を示す図である。 本発明の第１の実施形態の解析モードにおける送受信フレーム生成解析回路の処理を説明するフローチャートである。 本発明の第１の実施形態の解析モードにおける送受信フレーム生成解析回路のプログラム解釈の一例を説明する図である。 本発明の第１の実施形態の解析モードにおける送受信フレーム生成解析回路のプログラム解釈の一例を説明する図である。 本発明の第１の実施形態における、生成モードで動作する送受信フレーム生成解析回路の入出力を示す図である。 本発明の第１の実施形態の生成モードにおける送受信フレーム生成解析回路の処理を説明するフローチャートである。 本発明の第１の実施形態の送信モードにおける送受信フレーム生成解析回路のプログラム解釈の一例を説明する図である。 本発明の第１の実施形態の送信モードにおける送受信フレーム生成解析回路のプログラム解釈の一例を説明する図である。 本発明の第１の実施形態における、多重解析モードで動作する送受信フレーム生成解析回路の入出力を示す図である。 本発明の第１の実施形態の多重解析モードにおける送受信フレーム生成解析回路の処理を説明するフローチャートである。 本発明の第１の実施形態の多重解析モードにおける送受信フレーム生成解析回路のプログラム解釈の一例を説明する図である。 本発明の第１の実施形態の多重解析モードにおける送受信フレーム生成解析回路のプログラム解釈の一例を説明する図である。 本発明の第１の実施形態における通信端末が処理するＴＣＰ／ＩＰフレームを示した図である。 本発明の第２の実施形態における通信端末のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態の二つの送受信フレーム生成解析回路の動作を説明する図である。

１００ 通信端末
１０１ 通信データ変調・復調回路
１０２ 送受信フレーム生成解析回路
１０３ 通信情報管理・制御回路
１０４ バッファメモリ
１０５ ネットワーク
２００ 生成解析演算器
２０１ マイクロプログラムテーブル
２０２ マイクロプログラム解釈部
２０３ データセレクタ部
２０４ 演算ロジック部
２０５ 処理結果データ整合部
２０６ レジスタ
４００ 動作モード信号
４０１ 受信フレーム
４０２ 解析結果データ
４０３ 受信フレーム
６００ マイクロプログラムバイナリ形式
６０１ 解析モード
６０２ マイクロプログラムソースコード形式
６０３ 受信フレーム
６０４ レジスタ
７００ 送信フレーム
７０１ 送信フレーム生成用データ
７０２ 送信用ペイロード
９０１ 生成モード
９０２ マイクロプログラムソースコード形式
９０３ 送信フレーム
１０００ 多重解析用データ
１００１ 多重解析用ペイロード
１００２ 多重解析用フレーム解析結果データ
１００３ 受信フレーム
１２０１ 多重解析モード
１２０３ 多重解析用フレーム
１３００ ＴＣＰ／ＩＰフレーム
１３０１ ＭＡＣヘッダ
１３０２ ＩＰヘッダ
１３０３ ＴＣＰヘッダ
１３０４ ペイロード
１３０５ トレーラ
１４００ 通信端末
１４０１ 送受信フレーム生成解析回路
１４０２ 送受信フレーム生成解析回路
１４０３ 送受信フレーム生成解析回路
１５０３ 受信パケット解析
１５０７ 送信パケット生成
１５１１ 多重解析

Claims (14)

1. 通信情報を制御及び管理する制御部と、記憶媒体と、フレームを生成又は解析する送受信生成解析部と、ネットワークと接続された通信データ変調復調部とを備えたフレーム送受信装置であって、
   前記送受信生成解析部は、
   前記制御部又は前記ネットワークから情報を受信する受信部と、
   前記受信した情報を格納するレジスタと、
   前記フレームを生成又は解析する演算部と、
   前記演算部の処理内容を示すプログラムを格納するプログラム格納部と、
   前記プログラムの内容を解釈する解釈部と、
   前記生成されたフレーム、又は解析された情報を送信する送信部と、を備え、
   前記フレーム送受信装置は、処理動作を指定する動作モード信号によって、受信したフレームを解析する解析モード、送信するフレームを生成する生成モード、又は、断片化されたフレームから新たにフレームを生成し、前記生成されたフレームを解析する多重解析モードのいずれかの動作モードで処理を実行することを特徴とするフレーム送受信装置。
2. 前記動作モード信号は、前記解釈部に入力され、
   前記解釈部は、
   前記レジスタの、前記プログラム格納部に格納される前記プログラムの格納先を示すアドレスを参照し、
   前記プログラム格納部から前記プログラムを取得し、
   前記入力された動作モード信号と前記取得されたプログラムとを用いて、指定された動作モードにおける処理を実行するように前記演算部を設定することを特徴とする請求項１に記載のフレーム送受信装置。
3. 前記解釈部は、前記プログラム格納部から取得された同一の前記プログラムを、前記動作モード信号によって、前記解釈モード、前記生成モード、又は前記多重解析モードの動作を実現するように前記演算部を設定することを特徴とする請求項２に記載のフレーム送受信装置。
4. 前記送受信生成解析部は、第１の送受信生成解析部と第２の送受信生成解析部とを含み、
   前記第１の送受信生成解析部は、前記解析モードで動作し、
   前記第２の送受信生成解析部は、前記生成モードで動作し、
   前記第１の送受信生成解析部が断片化したフレームを受信した場合、前記第２の送受信生成解析部は、前記動作モードを前記生成モードから前記多重解析モードへ切り替え、多重解析を実行し、
   前記第２の送受信生成解析部は、前記受信した断片化したフレームについて多重解析が完了した後に、前記生成モードに切り替えることを特徴とする請求項１に記載のフレーム送受信装置。
5. 前記送受信生成解析部は、第１の送受信生成解析部と第２の送受信生成解析部とを含み、
   前記第１の送受信生成解析部は、前記解析モードで動作し、
   前記第２の送受信生成解析部は、前記生成モードで動作し、
   前記第１の送受信生成解析部が断片化したフレームを受信した場合、前記第１の送受信生成解析部は、前記動作モードを前記解析モードから前記多重解析モードへ切り替え、多重解析を実行し、
   前記第１の送受信生成解析部は、前記受信した断片化したフレームについて多重解析が完了した後に、前記解析モードに切り替えることを特徴とする請求項１に記載のフレーム送受信装置。
6. 前記第１の送受信生成解析部及び前記第２の送受信生成解析部の動作モードの切り替えは、前記第１の送受信生成解析部及び前記第２の送受信生成解析部に割り当てられた優先順位によって決定されることを特徴とする請求項４又は５に記載のフレーム送受信装置。
7. 前記優先順位は、前記制御部によって設定されることを特徴とする請求項５に記載のフレーム送受信装置。
8. 前記送受信生成解析部は、第１の送受信生成解析部と第２の送受信生成解析部とを含み、
   前記第１の送受信生成解析部は、前記解析モードで動作し、
   前記第２の送受信生成解析部は、前記生成モードで動作し、
   前記第１の送受信生成解析部が断片化したフレームを受信した場合、前記第２の送受信生成解析部は、前記動作モードを前記生成モードから前記多重解析モードへ切り替え、多重解析を実行し、
   前記第１の送受信生成解析部は、前記動作モードを前記解析モードから前記生成モードへ切り替えて、前記フレームを生成し、前記生成されたフレームを送信することを特徴とする請求項１に記載のフレーム送受信装置。
9. 前記送受信生成解析部は、第１の送受信生成解析部と第２の送受信生成解析部とを含み、
   前記第１の送受信生成解析部は、前記解析モードで動作し、
   前記第２の送受信生成解析部は、前記生成モードで動作し、
   大量のデータを受信する場合に、前記第２の送受信生成解析部は、前記動作モードを前記生成モードから前記解析モードに切り替えることを特徴とする請求項１に記載のフレーム送受信装置。
10. 前記送受信生成解析部は、第１の送受信生成解析部と第２の送受信生成解析部とを含み、
    前記第１の送受信生成解析部は、前記解析モードで動作し、
    前記第２の送受信生成解析部は、前記生成モードで動作し、
    大量のデータを送信する場合に、前記第１の送受信生成解析部は、前記動作モードを前記解析モードから、前記生成モードに切り替えることを特徴とする請求項１に記載のフレーム送受信装置。
11. 前記送受信生成解析部は、前記動作モードにおける処理が終了した後に、前記動作モード信号の待受状態に切り替わることを特徴とする請求項１に記載のフレーム送受信装置。
12. 前記動作モード信号は、前記制御部から送信されることを特徴とする請求項１に記載のフレーム送受信装置。
13. 通信情報を制御及び管理する制御部と、記憶媒体と、フレームを生成又は解析する送受信生成解析部と、ネットワークと接続された通信データ変調復調部とを備えた装置における通信データ処理方法であって、
    前記送受信生成解析部は、
    前記制御部又は前記ネットワークから情報を受信する受信部と、
    前記制御部又はネットワークから受信した情報を格納するレジスタと、
    前記フレームを生成又は解析する演算部と、
    前記演算部の処理内容を示すプログラムを格納するプログラム格納部と、
    前記プログラムの内容を解釈する解釈部と、
    前記生成されたフレーム又は、解析された情報を送信する送信部と、を備え、
    前記方法は、
    前記送受信生成解析部が、処理動作を指定する動作モード信号を受信し、
    前記送受信生成解析部が、前記受信した動作モード信号によって、受信したフレームを解析する解析モード、送信するフレームを生成する生成モード、又は、断片化されたフレームから新たにフレームを生成し、前記生成されたフレームを解析する多重解析モードのいずれかの動作モードに切り替わって、処理を実行することを特徴とする通信データ処理方法。
14. 通信情報を制御する制御部と、フレームを生成又は解析する送受信生成解析部と、ネットワークを介して情報の送受信を行う通信部と、を備えたフレーム送受信装置であって、
    前記送受信生成解析部は、
    前記制御部又は前記通信部から情報を受信する受信部と、
    前記制御部から受信した情報からフレームを生成し、又は、前記通信部から受信したフレームを解析する演算部と、
    前記生成されたフレームを送信し、又は前記解析された情報を送信する送信部と、を備え、
    前記フレーム送受信装置は、処理動作を指定する動作モード信号によって、受信したフレームを解析する解析モード、送信するフレームを生成する生成モード、又は、断片化されたフレームから新たにフレームを生成し、前記生成されたフレームを解析する多重解析モードのいずれかの動作モードで処理を実行することを特徴とするフレーム送受信装置。

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