JP7339954B2 - 同期及び自己同期スクランブルを有する10speにおけるペイロード及びプリアンブルのスクランブル - Google Patents

同期及び自己同期スクランブルを有する10speにおけるペイロード及びプリアンブルのスクランブル Download PDF

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Description

(優先権)
本出願は、2018年2月27日に出願された米国特許仮出願第62/635,859号及び2018年3月2日に出願された米国仮特許出願第62/637,656号に対する優先権を主張し、それらの出願の内容は、その全体が本明細書に組み込まれる。
(発明の分野)
本開示は、イーサネット通信に関し、より具体的には、シリアル通信に関し、より具体的には、シングル・ツイステッド・ペア・イーサネット、10SPE、又は10BASE-T1Sとしても知られる、IEEE802.3cg通信における同期及び自己同期スクランブルを伴うペイロード及びプリアンブルのスクランブルに関する。
10SPEは、現在修正及び開発中で提案されているスタンダードである。10SPEは、イーサネット・ローカル・エリア、アクセス、及びメトロポリタン・エリア・ネットワークを定義する。イーサネットは、選択された動作速度で指定され、共通の媒体アクセス制御(MAC)仕様及び管理情報ベース(MIB)を使用する。衝突検出付き搬送波感知多重アクセス(CSMA/CD)MACプロトコルは、共有媒体(半二重)動作、及び全二重動作を指定する。速度固有の媒体独立インターフェース(MII)は、選択された物理層エンティティ(PHY)に対するアーキテクチャ及び任意選択的な実装インターフェースを提供する。物理層は、動作速度、伝送媒体、及びサポートされたリンク長に関して指定された変調を用いて、送信のためのフレームをエンコードし、受信したフレームをデコードする。他の指定された能力としては、制御及び管理プロトコル、並びに選択されたツイストペアPHYタイプにわたる電力の提供を含む。
10SPEは、IEEE標準802.3への追加及びその適切な修正を指定して、動作のための10Mb/s物理層(PHY)仕様及び管理パラメータ、並びに、単一の平衡化されたツイストペア銅ケーブル上に、電力の関連する任意選択的な提供を加える。
本開示の実施形態は、装置を含み得る。装置は、エンコーダ回路と、スクランブラ回路と、を含み得る。スクランブラ回路は、フレームを受信するように構成され得る。フレームは、プリアンブルと、ペイロードと、を含み得る。スクランブラ回路は、ペイロード及びプリアンブルの少なくとも一部分を含むフレームのコンテンツをスクランブルすることと、同期情報にコンテンツをスクランブルした結果を提供することと、コンテンツをスクランブルした結果をエンコーダ回路に送信することと、を行うように構成され得る。上記の実施形態のいずれかと組み合わせて、同期情報は、スクランブラ回路におけるスクランブルの開始又は完了からのデータを含み得る。上記の実施形態のいずれかと組み合わせて、同期情報は、スクランブラ回路のシフトレジスタからのデータを含み得る。上記の実施形態のいずれかと組み合わせて、スクランブラ回路は、フレームのデータフィールドを同期情報と置き換えるように更に構成され得る。上記の実施形態のいずれかと組み合わせて、スクランブラ回路は、フレームのプリアンブルのデータフィールドを同期情報と置き換えるように更に構成され得る。
本開示の実施形態は、製造物品を含み得る。物品は、非トランジスタの機械可読媒体に機械可読命令を含み得る。命令は、プロセッサによってロード及び実行されると、プロセッサにフレームを受信させ得る。フレームは、プリアンブルと、ペイロードと、を含み得る。命令は、プロセッサに、ペイロード及びプリアンブルの少なくとも一部分を含むフレームのコンテンツをスクランブルし、同期情報にコンテンツをスクランブルした結果を提供し、コンテンツをスクランブルした結果をエンコーダ回路に結果を送信し得る。上記の実施形態のいずれかと組み合わせて、同期情報は、スクランブラ回路におけるスクランブルの開始又は完了からのデータを含み得る。上記の実施形態のいずれかと組み合わせて、同期情報は、スクランブラ回路のシフトレジスタからのデータを含み得る。上記の実施形態のいずれかと組み合わせて、命令は、プロセッサに、フレームのデータフィールドを同期情報と置き換えさせ得る。上記の実施形態のいずれかと組み合わせて、命令は、プロセッサに、フレームのプリアンブルのデータフィールドを同期情報と置き換えさせ得る。
本開示の実施形態は、別の装置を含み得る。装置は、デコーダ回路と、デスクランブラ回路と、を含み得る。デスクランブラ回路は、デコーダ回路からフレームを受信するように構成されてもよく、フレームは、プリアンブルと、ペイロードと、を含む。デスクランブラ回路は、フレーム内の同期情報を識別することと、同期情報を使用して、ペイロード及びプリアンブルの少なくとも一部分を含むフレームのコンテンツをデスクランブルすることと、を行うように更に構成され得る。上記の実施形態のいずれかと組み合わせて、同期情報は、フレームを生成するためのスクランブルの開始又は完了からのデータを含み得る。上記の実施形態のいずれかと組み合わせて、同期情報は、フレームを生成するスクランブラ回路のシフトレジスタからのデータを含み得る。上記の実施形態のいずれかと組み合わせて、デスクランブラ回路は、同期情報と置き換えられたフレームのデータフィールドを識別するように更に構成され得る。上記の実施形態のいずれかと組み合わせて、デスクランブラ回路は、同期情報を使用して、デスクランブラ回路のシフトレジスタを追加するように更に構成され得る。
本開示の実施形態は、別の製造物品を含み得る。物品は、非トランジスタの機械可読媒体上の機械可読命令を含み得る。命令は、プロセッサによってロード及び実行されると、プロセッサに、デコーダ回路からフレームを受信させ得、フレームは、プリアンブルと、ペイロードと、を含む。物品は、更に、プロセッサにフレーム内の同期情報を識別させ、同期情報を使用して、ペイロード及びプリアンブルの少なくとも一部分を含むフレームのコンテンツをデスクランブルするように構成された命令を含み得る。上記の実施形態のいずれかと組み合わせて、同期情報は、フレームを生成するためにスクランブルの開始又は完了からのデータを含み得る。上記の実施形態のいずれかと組み合わせて、同期情報は、フレームを生成したスクランブラ回路のシフトレジスタからのデータを含み得る。上記の実施形態のいずれかと組み合わせて、物品は、プロセッサに、同期情報と置き換えられたフレームのデータフィールドを識別させるように構成された命令を更に含み得る。上記の実施形態のいずれかと組み合わせて、物品は、同期情報を使用して、デスクランブラ回路のシフトレジスタを追加するように構成された命令を更に含み得る。
本開示の実施形態は、デバイスを含み得る。デバイスは、プロセッサと、上記に開示された製造物品のいずれかと、を含み得る。
本開示の実施形態は、システムを含み得る。システムは、上記に開示されたデバイス又は装置のいずれかを含み得る。
本開示の実施形態は、方法を含み得る。本方法は、上記に開示された装置、プロセッサ、システム、又はデバイスのいずれかによって実行される動作を含み得る。
本開示の実施形態による、ペイロード及びプリアンブルをパケット化データ通信システムでスクランブルするためのシステムの図である。 本開示の実施形態による、ペイロード及びプリアンブルをパケット化データ通信システムでスクランブルするためのシステムのより詳細な図である。 本開示の実施形態による、MACフレームなどのデータフレームの図である。 本開示の実施形態による、PHYフレームの図である。 本開示の実施形態による、スクランブルされ得る10SPE通信ストリームの部分、データパケット、又はフレームのより詳細な図である。 本開示の実施形態による、スクランブルされ得る10SPE通信ストリームの部分、データパケット、又はフレームのより詳細な図である。 本開示の実施形態による、ペイロード及びプリアンブルをパケット化データ通信システムでスクランブルするためのシステムの別のより詳細な図である。
図1は、本開示の実施形態による、ペイロード及びプリアンブルをパケット化データ通信システムでスクランブルするためのシステムの図である。システム100は、アナログ回路、デジタル回路、プロセッサによる実行のための命令、又はそれらの任意の好適な組み合わせを使用して実装され得る。
システム100は、互いにデジタル通信する2つ以上の好適な電子デバイス120、122を含み得る。電子デバイス120、122は、互いに同様に又は異なって実装され得る。電子デバイス120、122は、例えば、コンピュータ、ラップトップ、サーバ、ブレード、スマートフォン、ルータ、他のネットワーク機器、タブレット、モバイルデバイス、又は任意の他の好適なデバイスを含み得る。
電子デバイス120、122は、ネットワーク106を介して通信し得る。ネットワーク106は、任意の好適な方法で実装され得る。一実施形態では、ネットワーク106は、パケット化ネットワークであり得る。更なる実施形態では、ネットワーク106は、10SPEネットワークであり得る。電子デバイス120、122は、データのパケットを交換することによってネットワーク106を介して通信し得る。電子デバイス120と電子デバイス122との間で交換されるデータのストリームは、そのようなデータのパケットに分割され得る。データの個々のパケットは、他のフィールドの中でも、プリアンブル及びペイロードを含み得る。プリアンブルは、送信者、宛先、同期、シード、フレームステータス、及び他の情報などの、パケットに関する様々な特性を定義し得る。一実施形態では、ネットワーク106は、10SPEシステムであってもよく、パケットは、10SPEプロトコルを介して交換される。
電子デバイス120、122の各々は、それぞれ、1つ以上のプロセッサ128、130、そのようなプロセッサに通信可能に結合された1つ以上のメモリ132、134、及びネットワークスタック124、126を含み得る。電子デバイス120と電子デバイス122との間で送信されるデータは、プロセッサ128、130で実行される、メモリ132、134内に記憶された命令を有するアプリケーションに由来し得る。電子デバイス120と電子デバイス122との間で送信されるデータは、電子デバイス120、122のうちの一方を介して電子デバイス120、122のうちの他方へと伝搬される、更に他のネットワーク化されたデバイスに由来し得る。電子デバイス120と電子デバイス122との間で送信又は受信されるデータは、ネットワークスタック124、126内のソフトウェア又はハードウェアによって識別され得る。層状ネットワークモデルでは、ネットワークスタック124、126は、1つ以上のそのような層を実装し得る。
電子デバイス120は、トランシーバ102を含み得る。電子デバイス122は、トランシーバ104を含み得る。それぞれのトランシーバ102、104として説明される、これらの要素は、ネットワーク106を介してデータの送信及び受信の両方を行うように構成され得る。したがって、トランシーバ102はまた、トランシーバ104の動作を実行するように構成されてもよく、その逆も同様である。
一実施形態では、トランシーバ102及びトランシーバ104は、電子デバイス120と電子デバイス122との間のネットワーク通信のPHY層を実装し得る。トランシーバ102及びトランシーバ104は、ハードウェア、プロセッサによる実行のための命令、又はそれらの任意の好適な組み合わせによって実装され得る。トランシーバ102及びトランシーバ104は、ネットワークインターフェースカード、集積回路、システム・オン・チップ(SoC)、又は他の好適なフォームファクタで実装され得る。トランシーバ102は、トランシーバ104に送信されるデータをパケットに変換し、そのようなパケットをトランシーバ104に送信するように構成され得る。トランシーバ104は、トランシーバ102から受信したデータを変換し、電子デバイス122の残りのために利用可能なデータを作成するように構成され得る。送信されるデータは、例えば、MACフレームの形態でトランシーバ102として受信され得る。トランシーバ102の処理の結果は、そのような入力に基づいた10SPEフレームであり得る。
一実施形態では、トランシーバ102は、電子デバイス122に送信されるパケットのためのペイロード及びプリアンブルの1つ以上の部分をスクランブルするように構成され得る。トランシーバ104は、受信したペイロード及びプリアンブルの部分をスクランブルするように構成され得る。
システム100は、データをランダム化するためにスクランブルを実行するように構成され得る。データのランダム化は、データ依存パターンを除去し得る。データ依存パターンは、例えば、ゼロの長いストリング、1つの長いストリング、又は他の反復ビットストリングを含み得る。そのようなデータパターンは、ネットワーク106又は電子デバイス122における強い干渉のトーンの発生を引き起こし得る。システム100は、データをランダム化し、トーンを低減するためにスクランブルを実行し得る。
システム100は、任意の好適なネットワークプロトコルのスクランブルを実行するように構成され得る。システム100は、パケット化されたネットワーク通信のスクランブルを実行するように構成され得る。システム100は、パケット化されたネットワーク通信プロトコルフレームのペイロード及びプリアンブルの一部分のスクランブルを実行するように構成され得る。スクランブルは、ペイロードとプリアンブルの一部分との組み合わせセットにおいて実行され得る。スクランブルされるプリアンブルの一部分は、サブセットであってもよく、プリアンブルのいくらかは、スクランブルされない。システム100は、10SPEフレームのスクランブルを実行するように構成され得る。システム100は、フレームの関連するデスクランブルを実行するように構成されてもよい。
図2は、本開示の実施形態による、ペイロード及びプリアンブルをパケット化データ通信システムでスクランブルするためのシステム100のより詳細な図である。
トランシーバ102は、電子デバイス120の他の部分からトランシーバ104に送信されるデータ又はフレームを受信し得る。トランシーバ102は、4B/5Bエンコーディング又はブロックコーディングを実行するように構成されている4B5Bエンコーダ208を含み得る。任意の他の好適なエンコードが使用され得る。10SPE通信では、4B/5Bエンコーディング又はブロックコーディングが指定され得る。4B5Bエンコーダ208は、回路又はプロセッサによる実行のための命令の任意の好適な組み合わせによって実装され得る。4B/5Bエンコーディングは、10SPE標準で指定された表又は定義に従って実行され得る。トランシーバ104に送信されるデータは、4B5Bエンコーダ208を使用して最初にエンコーディングされ得る。
トランシーバ102は、スクランブラ210を含み得る。スクランブラ210は、4B5Bエンコーダ208から受信したフレームの部分をスクランブルするように構成され得る。スクランブラ210は、回路又はプロセッサによる実行のための命令の任意の好適な組み合わせによって実装され得る。スクランブラ210は、4B5Bエンコーダ208から受信したデータをスクランブルし得る。
トランシーバ102は、差動マンチェスターエンコーディングされた(differential Manchester encoded、DME)エンコーダ212を含んでもよい。DMEエンコーダ212は、スクランブラ210から受信したデータを更にエンコードするように構成され得る。DMEエンコーダ212は、回路又はプロセッサによる実行のための命令の任意の好適な組み合わせによって実装され得る。DEMエンコーダ212は、スクランブラ210からスクランブルされたデータを受信し得る。DMEエンコーダ212からの結果は、トランシーバ104に送信され得る。
トランシーバ104は、DMEデコーダ214を含み得る。DMEデコーダは、DMEエンコーダ212の動作をデコードするように構成されてもよく、回路又はプロセッサによる実行のための命令の任意の好適な組み合わせによって実装されてもよい。
トランシーバ104は、デスクランブラ216を含み得る。デスクランブラ216は、データがスクランブラ210によってスクランブルされた方法の補完的手順でデータをデスクランブルするように構成されてもよく、回路又はプロセッサによる実行のための命令の任意の好適な組み合わせによって実装され得る。デスクランブラ216は、デコードされたDMEエンコーダ212からデスクランブルされるデータを受信し得る。
トランシーバ104は、4B5Bデコーダ218を含み得る。4B5Bデコーダ218は、4B5Bエンコーダ208によって実行されるエンコードに対応するデコードを実行するように構成されてもよく、回路又はプロセッサによる実行のための命令の任意の好適な組み合わせによって実装され得る。4B5Bデコーダは、デスクランブラ216からデスクランブルされたデータを受信し得る。
本開示の実施形態は、データストリーム又はフレームのペイロードに加えて、プリアンブルの部分の組み合わせにスクランブルを適用し得る。
図3は、本開示の実施形態による、MACフレームなどのデータフレーム300の図である。データフレーム300は、その上で動作するアプリケーションなどの、電子デバイス120、122の他の部分の代わりに、ネットワークスタック124、126の一部分によって生成される形態であってもよい。データフレーム300は、エンコーダ208に到達し、デコーダ218によって生成される形態のフレームを示し得る。エンコーダ208による変換後、及びデコーダ218による変換前、データフレーム300は、図4~図6に示すようなPHYフレームに変換され得る。
データフレーム300は、開始フレーム区切り(SFD)フィールド316を含み得る。データフレーム300は、それぞれのトランシーバ102、104を通じて電子デバイス120、122の他方に送信されるデータを含むペイロードフィールド318を含み得る。データフレーム300は、ペイロードフィールド318のコンテンツに基づいて巡回冗長検査(CRC)フィールド320を含み得る。SFDフィールド316の前に、データフレーム300は他のフィールド302、304、306、308、310、312、314を含み得る。
図4は、本開示の実施形態による、PHYフレーム400の図である。PHYフレーム400は、エンコーダ208によって生成され、デコーダ218によってデコードされ得る。PHYフレーム400は、データフレーム300をエンコードした結果を表し得る。PHYフレーム400は、MACデータフレームをエンコードした結果であり得る。
PHYフレーム400は、PHYフレームペイロード406を含み得る。PHYフレームペイロード406は、データフレーム300のペイロード318からのコンテンツ又はそれから導出されたコンテンツを含み得る。更に、PHYフレームペイロード406は、データフレーム300のフィールド306、308、310、312、314、316、320からのコンテンツ又はそれから導出されたコンテンツを含み得る。
PHYフレーム400は、フィールド402、404を含み得る。フィールド402(JJと標識されている)及び404(JKと標識されている)は、10SPE標準における4B/5Bエンコードスキームによって定義されたオクテット又はワードであり得る。これらのフィールドは、エンコーダ208によって生成され、デコーダ218によって解釈され得る。
PHYフレーム400は、CRC/H/T/Rフィールド408を含み得る。CRC/H/T/Rフィールド408は、PHYフレームペイロード406又はその部分に対して実行される巡回冗長検査(cyclical redundancy check、CRC)、チェックサム、又は他の数学的動作の計算結果を含み得る。CRC/H/T/Rフィールド408はまた、3つのケース:ESD(end of stream delimiter);ESDOK(end of stream delimiter ok);又はESDERR(end of stream delimiter error)のうちの1つを示すH/T/R指定を含むか、又はそれが続いてもよい。
一実施形態では、PHYフレームペイロードフィールド406の一部又は全ては、10SPE通信のためにスクランブルされ得る。このようなスクランブルは、スクランブラ回路210によって実行され得る。スクランブル及び送信されると、PHYフレームペイロードフィールド406のスクランブルされた部分は、デスクランブラ218によってデスクランブルされ得る。受信したPHYフレーム400を首尾よくデスクランブルするために、受信機のデスクランブラ216は、スクランブラ210と同期する必要があり得る。デスクランブラ216は、スクランブラ210からのシード、又はそれによっても使用されるシードで開始し得る。デスクランブラ216及びスクランブラ210は、スクランブル及びデスクランブルが同期されるように、そのようなシード又は他の開始点を共有する1つ以上の技術を使用し得る。
一実施形態では、スクランブラ210とデスクランブラ216との間のデータスクランブルは、自己同期方式で行われ得る。自己同期ケースでは、スクランブラ210及びデスクランブラ216は、それぞれ、所定の既知の初期データセットを使用し得る。所定の既知の初期データセットは、動作前にスクランブラ回路又はデスクランブラ回路にロードされ得る。そのような場合、スクランブラ210及びデスクランブラ216は、各動作時に初期データセットにリセットされ得る。その結果、スクランブラ210及びデスクランブラ216は、フレームが送信又は受信されるたびに、既知の固定状態(初期データセットなど)に初期化され得る。
いくつかの他の場合において、PHYフレーム400は、既知の初期データセットにリセットされるかどうか、又はスクランブラ回路及びデスクランブラ回路のシフトレジスタ(又は他の機構)の最後の状態を使用し続けるかどうかを示し得る。PHYフレーム400の送信者はPHYフレーム400内にそのような指定をマークし得る。スクランブラ210がそのレジスタの既存又は最新の状態を利用して後続の情報のスクランブルを開始するときに、これはフレームの継続的な回転とみなされ得る。スクランブラ210及びデスクランブラ216は、初期データセットロード後にフレームの継続的な回転を実行するように構成され得る。フレームの継続的な回転は、所定の若しくは選択されたフレーム数、時間、タイムアウトまで、又はスクランブラ210若しくはデスクランブラ216による要求に応じて実行され得る。
別の実施形態では、スクランブラ210とデスクランブラ216との間のデータスクランブルは、同期スクランブル方式で行われ得る。同期スクランブルケースでは、PHYフレーム400は、ペイロードを同期的にデスクランブルするために、デスクランブラ216によってロードされる初期データセット、シード、又は継続データセットを含み得る。初期データセット、シード、又は継続データセットは、スクランブラ210によって提供され得る。シードが送信されるときの同期スクランブルケースでは、後続の送信及び受信動作において、スクランブラ210及びデスクランブラ216は、フレームの回転を継続するように構成されてもよく、スクランブラ210及びデスクランブラ210は、それらのそれぞれのレジスタの既存又は最新の状態を利用して、後続のフレームのスクランブル又はデスクランブルを開始する。フレームの継続的な回転は、所定の若しくは選択されたフレーム数、時間、タイムアウトまで、又はスクランブラ210若しくはデスクランブラ216による要求に応じて実行され得る。更に、デスクランブラ216は、スクランブラ210が(スクランブルが完了すると)そのレジスタセット情報をデスクランブラ216に供給することによってスクランブラ210と同期し得る。スクランブラ210は、PHYフレーム400内にそのようなレジスタセット情報を提供することによって、これを達成し得る。デスクランブラ216がレジスタセット情報の完全なセットを受信すると、2つのエンティティは同期しているとみなされ得る。このプロセスは、トレーニングデスクランブラ216として知られ得る。2つ以上のPHYフレーム400は、デスクランブラ216を完全に訓練するために送信される必要があり得る。PHYフレーム400は、デスクランブラ216を訓練するためにシード転送を伴うデータ又はフィールドを含み得る。
一実施形態では、PHYフレームペイロード406の部分は、スクランブルされ得る。更なる実施形態では、CRC/H/T/Rフィールド408の部分は、スクランブルされ得る。スクランブルされ得るPHYフレームペイロード406の部分の例が、図5及び図6に示されている。
図5は、本開示の実施形態による、スクランブルされ得る10SPE通信ストリームの部分、データパケット、又はフレーム500のより詳細な図である。フレーム500は、PHYフレーム400のより具体的な例又は例示的な構成要素を示し得る。フレーム500は、トランシーバからトランシーバに、又は送信者から受信者に送信される情報を示し得る。情報は、そのようなトランシーバ又は受信者で更に再構成又は分析され得る。そのようなケースでは、フレーム500は、その情報が受信及び分析されるように、そのような情報を示し得る。スクランブルは、スクランブラ210によって実行されてもよく、デスクランブルは、デスクランブラ216によって実行され得る。
10SPE通信ストリームの部分、データパケット、又はフレームは、プリアンブルの部分を含み得る。10SPEのプリアンブルの全て又は一部を図5に示すことができる。プリアンブルは、フィールド502、504、506、508、510、512、514を含み得る。様々な実施形態では、より多い又はより少ないフィールドが含まれ得る。
SPE10通信ストリームの部分、データパケット、又はフレームは、開始フレーム区切り(start frame delimiter、SFD)フィールド516を含み得る。プリアンブルは、SFDフィールド516を含んでもよく、又は含まなくてもよい。SPE10通信ストリームの部分、データパケット、又はフレームは、ペイロードフィールド518を含み得る。ペイロードフィールド518は、好適なサイズであってもよく、可変であってもよく、必ずしも図3の他のフィールドと同じサイズではない。SFDフィールド516は、スクランブルされ得る。SFDフィールド516は、ペイロード又はデータの開始を示し得る。
SPE10通信ストリームの部分、データパケット、又はフレームは、フレームチェックシーケンス又はCRC/H/T/Rフィールド516を含み得る。CRC/H/T/Rフィールド520は、ペイロードフィールド518に対して実行される巡回冗長検査(CRC)、チェックサム、又は他の数学的動作の計算結果を含み得る。CRC/H/T/Rフィールド516はまた、3つのケースの1つを示すH/T/R指定を含むか、又はそれが続いてもよい:ESD(end of stream delimiter)ESDOK(end of stream delimiter ok);又はESDERR(end of stream delimiter error)。一実施形態では、CRC/H/T/Rフィールド516もスクランブルされ得る。別の実施形態では、H/T/R指定もスクランブルされ得る。
プリアンブルは、イーサネットデータの送信者と受信者との間で同期を実行するように構成され得る。プリアンブルは、ヘッダ情報の終了を示し得る。
10SPEでは、ペイロード518のコンテンツがスクランブルされ得る。一実施形態では、図5に示すプリアンブルの一部分もまた、スクランブルされ得る。プリアンブルの一部分のスクランブルは、ペイロード518のスクランブルと共に実行され得る。しかしながら、プリアンブルの全てがスクランブルされない可能性がある。別の実施形態では、フィールド506、508、510、512、514のうちの1つ以上がスクランブルされ得る。更に別の実施形態では、フィールドJJ502及びJJ504は、スクランブルされない可能性がある。様々な実施形態において、SFDフィールド516のスクランブルは、実行又は省略され得る。図5の例では、フィールド506、508、510、512、514、516、518、及び520は、スクランブルされ得る。プリアンブルは、フィールド502に先行し、図示されず、スクランブルされない追加のフィールドを含み得る。
フィールド502(JJと標識されている)及び504(JKと標識されている)は、10SPE標準における4B/5Bエンコードスキームによって定義されたオクテット又はワードであり得る。
フィールド506、508、510、512、514は、4B/5Bエンコードスキームによって定義されたワードに続くフィールドであり得る。一実施形態では、フィールド506、508、510、512、514の各々は、55の16進値又は「01010101」のバイトのデータを含んでもよい。一実施形態では、4B/5Bエンコードスキームフィールドに続く全てのフィールドがスクランブルされ得る。別の実施形態では、4B/5Bエンコードスキームフィールドに続くフィールドの一部分がスクランブルされ得る。更に別の実施形態では、固定値を有するプリアンブルの全てのフィールドがスクランブルされ得る。別の実施形態では、固定値を有するプリアンブルのフィールドの一部分がスクランブルされ得る。更に別の実施形態では、55の16進値を有するプリアンブルの全てのフィールドがスクランブルされ得る。別の実施形態では、55の16進値を有するプリアンブルのフィールドの一部分がスクランブルされ得る。
スクランブルは、任意の好適な方法で実行され得る。スクランブルは、多項式に基づいてプロセッサによる実行のための命令を含むエンコードアルゴリズムによって実行され得る。スクランブルは、
15+x4+1のような多項式によって表され得る。
スクランブル多項式は、スクランブルの結果を示す伝達関数を表し得る。スクランブルは、一連の線形フィードバックシフトレジスタ(LFSR)によって実装され得る。スクランブラ初期状態又はセットは、セット[0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1]によって与えられ得る。これらは、LFSRの初期値を表し得る。スクランブラ210及びデスクランブラ216は、回路、LFSR、又は、同じ初期状態、セット、又はデータの使用が対応する結果をもたらすように、対応する配設における他の要素を含み得る。したがって、スクランブラ210及びデスクランブラ216は、それぞれが同じスクランブル多項式に対して同じデータセットを有する場合、同じコンテンツをスクランブルし、デスクランブルし得る。
上述のように、スクランブルは、プリアンブルの定義された部分とペイロードとの組み合わせに対して実行されてもよく、更にペイロードは可変長のものであり得る。ペイロードフィールド518が可変長ものであってもよいが、ペイロードフィールド518は、例えば、60、160、170、342、又は1460ビットのうちの1つであり得る。スペクトル分解能帯域幅(RBW)は、10kHz~100kHzであり得る。
フィールド520を介したフィールドJK504の後の全てのデータがスクランブルされ得る。このようなデータは、ストリーム終了区切り(ESD)フィールド、並びにESDOK/ESDERR要素を含み得る。フィールドJK504のKを受信した後、デスクランブルが初期化され得る。
一実施形態では、JJフィールド502及びJKフィールド504はスクランブルされない可能性がある。これらのオクテットは、クロック及びデータ回復(CDR)に使用されるため、スクランブルされない可能性がある。これらのオクテットは、CDRにおける迅速なロックに使用され得る。様々な実施形態では、CDRに使用されるプリアンブルの部分についてスクランブルが省略され得る。このような実施形態では、CDRに使用されたものに続くフィールドに対してスクランブルが開始され得る。別の実施形態では、5つのオクテット又はフィールド506、508、510、512、514は、単一のスクランブラ内でプリアンブルと共にスクランブルされ得る。10SPEフレームフォーマット、又はPHY-Level Collision Avoidanceスキームに変更は必要とされない。
初期データセット[0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1]は、スクランブル/デスクランブルのためのシードとみなされ得る。図5では、この初期データセットは、スクランブラ210及びデスクランブラ216の各々に対して既定及び既知であり得る。したがって、図5に示されるパケットをスクランブルするときに、同期スクランブルが実行され得る。スクランブラ210及びデスクランブラ216は、各フレームが送信及び受信された後に、既知の初期データセットにリセットされ得る。
図6は、本開示の実施形態による、スクランブルされ得る10SPE通信ストリーム、データパケット、又はフレームのより詳細な図である。フレーム600は、PHYフレーム400の別のより具体的な例又は例示的な構成要素を示し得る。フレーム600は、適切な場合に、フレーム500の命名法を使用して示される。フレーム600は、上述したように、フレーム500がスクランブルされ得るのと同様の方式でスクランブルされ得る。
一実施形態では、フレーム600は、自己同期方式でスクランブルされるように構成され得る。別の実施形態では、フレーム600は、自己同期方式又は同期方式のいずれかで選択的にスクランブルされるように構成され得る。
これを達成するために、フレーム600は同期情報を含み得る。同期情報は、スクランブラ210の情報を含み得る。スクランブラ216は、それ自体を同期させるために、そのような情報を利用することができる。情報は、シード、継続データ、又はフレーム600又はコンパニオンフレームをスクランブルするために使用された、スクランブラ216のLFSR又は他の回路の開始又は完了からの他のデータを含み得る。
フレーム600は、同期シンボル(SS)又は他の情報を含むためにプリアンブルの1つ以上のフィールドを置き換え得る。例えば、フレーム600はSSフィールド602及びSSフィールド604を含み得る。これらは、フィールドの場所を取ってもよく、そうでなければ「55」のデータを含む。プリアンブル内の特定の位置に示されるように、フィールド602、604は、プリアンブル内の任意の好適な位置に配置され得る。使用され得るフィールドの数は、スクランブラ210の回路及びLFSRのサイズに対応し得る。例えば、スクランブラ210が16ビットのLFSRを含む場合、16ビットの同期シンボルがフレーム600に含まれ得る。16ビットの同期シンボルは、2つのオクテットに分割され、SSフィールド602、604に位置付けられ得る。フィールド602、604は、最下位バイトから最上位バイト、又は最上位バイトから最下位バイトに順序付けられ得る。
スクランブラ210は、フィールド602、604をそれ自体が使用したランダムシード、又はスクランブラ210が処理された前のフレームの最後のスクランブラ状態で設定するように構成され得る。ランダムシードが使用される場合、スクランブラ210は、フレームをスクランブルするために同じランダムシードをリセット、初期化、及び使用するように構成され得る。最新のスクランブラ状態が使用される場合、スクランブラ210はフレームを回転させるように構成され得る。
一実施形態では、フィールド602、604などのSSフィールドは、ペイロード及びプリアンブルの残りの部分でスクランブルされない可能性がある。
スクランブラ210及びデスクランブラ216が自己同期モードで動作する場合、フレーム600は依然として使用され得る。そのような場合、フィールド602、604は、デスクランブラ216のトレーニングデータを含み得る。
このようなフィールドが1の反復ストリング又はゼロの反復ストリングではないため、他のアプローチは、55の16進値を含むプリアンブルの部分をスクランブルしない可能性がある。
図7は、本開示の実施形態による、ペイロード及びプリアンブルをパケット化データ通信システムでスクランブルするためのシステム100の別のより詳細な図である。図7は、図2と同じ要素を示す。しかしながら、図7は、本開示の実施形態による、異なる配設又は構成の図2の要素を示す。具体的には、4B5Bエンコーダ208の位置は、図2と比較して、トランシーバ102内のスクランブラ210と交換され得る。更に、4B5Bデコーダ218の位置は、図2と比較して、トランシーバ104内のデスクランブラ216と交換され得る。
したがって、スクランブラ210は、データが4B5Bエンコーダ208を使用してエンコードされる前に、トランシーバ104に送信されるデータをスクランブルし得る。スクランブルされたデータは、4B5Bエンコーダ208に渡され得る。エンコードされると、4B5Bエンコーダ208は、結果をDMEエンコーダ212に渡し得る。トランシーバ104では、DEMデコーダ214からデコードされたデータは、4B5Bデコーダ218に渡され得る。デコードされると、4B5Bデコーダ218は、その結果をデスクランブラ216に渡すことができ、その結果をデスクランブルすることができる。
スクランブル前に4B5Bエンコードを実行することにより、結果として得られるフレームは、図3~図6に示される構造と比較してその構造の変化を有し得る。例えば、フィールド402、404又は502、504の相対位置は、変化し得る。それにもかかわらず、このようなフレーム内の4B/5Bエンコードスキームフィールドに続くフィールドの全て又は一部分がスクランブルされ得る。更に、本開示の実施形態は、フィールド402、404、502、504の位置にかかわらず、データストリーム又はフレームのペイロードに加えて、プリアンブルの一部の組み合わせにスクランブルを適用し得る。
本開示は、1つ以上の実施形態に関して記述されており、特に明言されたものとは別に、多くの均等物、代替物、変形物、及び修正が可能であり、本開示の範囲内にあることが認識されるべきである。本開示は様々な修正及び代替の形態が可能である一方で、それらの特定の実施形態の例が、図で示され、本明細書で詳細に記述される。しかしながら、特定の実施形態の例の本明細書の記述は、本明細書で開示された特定の形態に開示を限定する意図はないことが理解されるべきである。

Claims (24)

  1. 装置であって、
    4B5Bエンコーダ回路と、
    スクランブラ回路とを含み:
    該スクランブラ回路は
    フレームを受信し、前記フレームは、プリアンブル及びペイロードを含み;
    前記ペイロード及び前記プリアンブルの少なくとも一部分を含む前記フレームのコンテンツをスクランブルし、スクランブルされる前記プリアンブルの前記一部分は、前記4B5Bエンコーダ回路からの情報と前記ペイロードとの間にデータフィールドを含み;
    前記コンテンツをスクランブルした結果を転送するように構成されている装置。
  2. 前記フレームの同期情報は、シードを含む、請求項1に記載の装置。
  3. 前記スクランブラ回路は、前記フレームのデータフィールドを前記同期情報と置き換えるように更に構成されている、請求項1又は2に記載の装置。
  4. 前記スクランブラ回路は、前記フレームの前記プリアンブルのデータフィールドを前記同期情報と置き換えるように更に構成されている、請求項1~のいずれか一項に記載の装置。
  5. 前記スクランブラ回路は、前記コンテンツをスクランブルした結果をDMEエンコーダ回路に送信するように構成されている、請求項1~のいずれか一項に記載の装置。
  6. スクランブルされる前記プリアンブルの前記一部分は、複数の同一データフィールドを含む、請求項1~のいずれか一項に記載の装置。
  7. スクランブルされる前記プリアンブルの前記一部分は少なくとも3つの後続のデータフィールドの各々を含む、請求項1~のいずれか一項に記載の装置。
  8. 前記スクランブラ回路は、開始フレーム区切りを含む前記フレームのコンテンツをスクランブルするように更に構成されている、請求項1~のいずれか一項に記載の装置。
  9. 前記スクランブラ回路は、前記4B5Bエンコーダ回路からの前記フレームを受信するように更に構成されている、請求項1~のいずれか一項に記載の装置。
  10. 前記スクランブラ回路は、前記4B5Bエンコーダ回路を通してDMEエンコーダ回路に前記コンテンツをスクランブルした結果を送信するように更に構成されている、請求項1~のいずれか一項に記載の装置。
  11. スクランブルされる前記プリアンブルの前記一部分は、前記4B5Bエンコーダ回路によって挿入されたバイトを含まない、請求項1~10のいずれか一項に記載の装置。
  12. 装置であって、
    4B5Bデコーダ回路と、
    デスクランブラ回路とを含み:
    該デスクランブラ回路は
    前記4B5Bデコーダ回路からフレームを受信し、前記フレームは、プリアンブル及びペイロードを含み;
    前記ペイロード及び前記プリアンブルの少なくとも一部分を含む前記フレームのコンテンツをデスクランブルし、デスクランブルされる前記プリアンブルの前記一部分は、4B5Bエンコーダ回路からの情報と前記ペイロードとの間にデータフィールドを含むように構成されている、装置。
  13. 前記デスクランブラ回路は、
    前記フレーム内の同期情報を識別し;
    前記同期情報を使用して前記フレームのコンテンツをデスクランブルするように更に構成されている、請求項12に記載の装置。
  14. 前記同期情報は、シードを含む、請求項12又は13に記載の装置。
  15. 前記デスクランブラ回路は、前記同期情報と置き換えられた前記フレームのデータフィールドを識別するように更に構成されている、請求項12~14のいずれか一項に記載の装置。
  16. 前記デスクランブラ回路は、前記同期情報を使用して前記デスクランブラ回路のシフトレジスタを追加するように更に構成されている、請求項12~15のいずれか一項に記載の装置。
  17. デスクランブルされる前記プリアンブルの前記一部分は、複数の同一データフィールドを含む、請求項12~16のいずれか一項に記載の装置。
  18. デスクランブルされる前記プリアンブルの前記一部分は少なくとも3つの後続のデータフィールドの各々を含む、請求項12~17のいずれか一項に記載の装置。
  19. 前記デスクランブラ回路は、開始フレーム区切りを含む前記フレームのコンテンツをデスクランブルするように更に構成されている、請求項12~18のいずれか一項に記載の装置。
  20. 前記デスクランブラ回路は、デスクランブルした結果をDMEデコーダ回路に送信するように更に構成されている、請求項12~19のいずれか一項に記載の装置。
  21. 前記デスクランブラ回路は、前記4B5Bデコーダ回路を通してDMEデコーダ回路から前記フレームを受信するように更に構成されている、請求項12~20のいずれか一項に記載の装置。
  22. デスクランブルされる前記プリアンブルの前記一部分は、4B5Bエンコーダ回路によって挿入されたバイトを含まない、請求項12~21のいずれか一項に記載の装置。
  23. 請求項1~11に記載の装置のいずれかによって実行される動作を含む、データをエンコードする方法。
  24. 請求項1222に記載の装置のいずれかによって実行される動作を含む、データをデコードする方法。
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