JPH0736805A - 受信フレームデータ処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、フレームデータ処理方式と通信制御
装置に関し、その目的は、アドレス境界条件を満たして
データ送受信を高速に行なう方式を提供することにあ
る。 【構成】通信プロトコルプログラムとそれが管理するプ
ロトコルバッファと、伝送路を制御する通信コントロー
ラとそれが管理するネットワークバッファを共有させ
て、伝送路からのフレームデータを直接取り込み、アド
レス境界条件の調整をして、通信プロトコルと上位プロ
グラムが参照、引き出しを行なうように構成する。 【効果】ユーザデータの移動を発生させず、ヘッダー情
報の先頭アドレスからの書き込み方の調整で可能とな
り、通信システムのデータ転送速度が向上するという効
果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信機能を備えたワー
クステーション及び高速通信システム、特に、ローカル
エリアネットワーク（ＬＡＮ）に好適なフレームデータ
処理方式と通信制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＡＭＤ社製Ａｍ７９Ｃ９００通信
コントローラの仕様に見られるように、ＬＡＮなどの高
速な伝送路にワークステーションを接続する通信コント
ローラが、ワークステーションのシステム本体内の主記
憶メモリに受信フレームデータを格納する際、フレーム
のデータ構造を考慮せず、一旦、間接的に中間の固定領
域のＩ／Ｏ専用の受信バッファを経由してから、受信プ
ロトコル処理を行なうためのプロトコル処理専用の受信
バッファに転送していた。前者のバッファを通信バッフ
ァ、後者のバッファをプロトコルバッファと呼ぶ。

【０００３】この時、プロトコル処理に必要な部分、つ
まり、プロトコルヘッダーとユーザデータのすべてを改
めて、バスやＩ／Ｏコントローラによるアドレス境界条
件に適合させるために、通信バッファからプロトコルバ
ッファへのソフトウェアによるデータコピーを行うこと
で、受信処理を実現していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、フレームデータを高速に処理するための上
位層の通信プロトコルプログラムのことは考慮していな
かった。

【０００５】そのため、例えば、ＬＡＮなどの高速な伝
送路にワークステーションを接続する通信コントローラ
は、ワークステーションのシステム本体内の主記憶メモ
リに受信データを格納する際、一旦、間接的に中間の固
定領域の通信バッファを経由してから、ヘッダー部を解
析するプロトコル処理を行なうためのプロトコルバッフ
ァに転送する必要が生じる。

【０００６】特に、途切れの無い連続したデータとして
転送されるストリーム形式のデータフレームの受信の場
合は、バスやＩ／Ｏコントローラによるアドレス境界条
件に適合した形式にする必要性から、ヘッダー部とユー
ザデータ部のデータ構造やデータ長などのフレーム構造
の特徴を考慮していないため、プロトコル処理に必要な
ヘッダー部分とプロトコル処理に必要の無いユーザデー
タの両者のすべてを、上位層のプロトコル処理プログラ
ムのバッファへソフトウェアによるデータコピーを行な
うことになる。

【０００７】このため、メモリ間を移動するだけの何も
処理を行なわないデータコピーによるユーザデータの転
送時間損失が発生し、その分性能が劣化してしまうとい
う問題がある。

【０００８】特に、イーサネット上のＴＣＰ／ＩＰ（Tr
asmission Control Protocol/Inter-net Protocol）な
どの場合、ヘッダー情報が高々５０バイト程度なのに対
して、ユーザデータが数百バイト程度から１４６０バイ
トに及ぶ事が多い。

【０００９】この場合、ユーザデータの転送時間は、ヘ
ッダー情報の転送時間に比べて、数十倍の無処理である
メモリ間転送時間が発生する。

【００１０】また、データ転送を高速化する目的で、デ
ータコピー回数を減らすために、プロトコル処理を行な
うための動的なプロトコルバッファに通信コントローラ
のＤＭＡ機能などによって直接転送することは、ヘッダ
ー部のデータ構造を考慮していないために、アドレス境
界条件をヘッダー部のデータ構造がまたぐという問題が
存在し、上位層のプロトコルプログラムがヘッダー部の
解析処理を行なうのが不可能となる問題があった。

【００１１】本発明では、上記通信システムにおいて、
通信ハードウェアと通信プロトコルを処理するソフトウ
ェア間で、通信バッファとプロトコルバッファを共有
し、アドレス境界条件を満足しながら、ＤＭＡ機能など
による直接データ転送を行なうことが可能となり、必要
最小限のデータのメモリ間転送だけで、フレームの主体
となっているユーザデータそのものの移動を回避し、高
速に通信制御処理を行うフレームデータ処理方式と通信
制御装置を提供することを目的とする。また、本発明
は、通信ハードウェアに境界条件アドレスを認識させ
て、全くフレームデータのバッファ間の移動を発生させ
ないプロトコル処理を可能とし、データを処理するので
はなく、メモリ間を移動するだけの時間を無くし、高速
に通信制御処理を行うフレームデータ処理方式と通信制
御装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のフレームデータ処理方式と通信制御装置
は、通信プロトコルプログラムと制御プログラムがヘッ
ダー付きのフレームデータを格納するためのフレームデ
ータ格納用バッファとアドレス境界条件調整用バッファ
とバッファ管理用バッファと通信制御テーブル用または
通信制御情報用バッファと、伝送路を制御、管理する機
能を備え、データフレームの送受信を行なう通信コント
ローラとその通信コントローラが管理する通信バッファ
を備える。

【００１３】該フレームデータ格納用バッファは、主記
憶上に設け、通信プロトコルと通信コントローラの間で
共有する記憶領域として機能し、通信プロトコルと通信
コントローラの間で無駄なコピーを行なうこと無く伝送
路からのフレームデータを処理できるようにした。

【００１４】該フレームデータ格納用バッファは、予
め、システムの初期化の過程で、該バッファの先頭アド
レスが、アドレス境界条件を満たすように一つまたは複
数個確保しておく。

【００１５】また、該共有バッファの大きさは、伝送路
の規定で決められているフレームデータの最大サイズよ
りも十分大きなサイズを確保する。

【００１６】また、通信コントローラは、伝送路を直接
制御するネットワークコントローラとバスを制御するバ
スコントローラで構成され、該通信コントローラが伝送
路からのフレームデータを主記憶上の該フレームデータ
格納用バッファに直接転送する。

【００１７】また、通信コントローラは、伝送路を直接
制御するネットワークコントローラとバスを制御するバ
スコントローラとローカルプロセッサとローカルメモリ
で構成し、伝送路からのフレームデータを通信コントロ
ーラ内部のローカルメモリに一旦蓄えた後、通信コント
ローラが主記憶上の該フレームデータ格納用バッファに
転送を行なう。

【００１８】また、上記フレームデータ格納用バッファ
は、ユーザデータを上位層のプロトコルまたはユーザプ
ログラムに引き渡すために使用する。

【００１９】当該格納用バッファ領域は、動的な領域に
確保し、フレームデータ格納用バッファの実空間の物理
アドレスを登録した受信記述子を設けることによって、
通信プログラムが確保と解放の管理を行なう。

【００２０】また、該バッファが必要となる前に、予め
規定の数量分確保ができ、必要でなくなったときは、該
領域を即座に解放できるようにした。

【００２１】また、当該フレームデータ格納用バッファ
の先頭アドレスをバッファ管理用バッファの所定のアド
レス管理領域に記載して接続する。

【００２２】新規に、アドレス境界条件調整用バッファ
を確保し、上記のバッファ管理用バッファの先頭アドレ
スをアドレス境界条件調整用バッファの所定のアドレス
管理領域に記載して接続する。

【００２３】また、アドレス境界条件調整用バッファに
プロトコルバッファの機能としても共用するフレームデ
ータ格納用バッファ内の上位層プロトコル用のヘッダー
部をデータコピーするようにした。

【００２４】また、フレームデータ格納用バッファを管
理するバッファ管理用バッファの先頭アドレスをアドレ
ス境界条件調整用バッファの所定のアドレス管理領域に
記載して接続する。

【００２５】更に、アドレス境界条件調整用バッファ内
のヘッダー部の情報を上位層のプロトコルに引き渡す
で、最低一回のユーザプログラムへのユーザデータの移
動だけで済むようにした。

【００２６】また、新規に通信制御テーブル用バッファ
を確保して、通信制御テーブル用バッファの所定のアド
レス管理領域に通信制御テーブルの先頭アドレスを記載
して、上位層のプロトコル処理プログラムがアドレス境
界条件の支障がなく通信管理情報を参照できるようにす
る。

【００２７】また、アドレス境界条件調整用バッファの
先頭アドレスを通信管理テーブル用バッファの所定のア
ドレス管理領域に記載して接続し、通信管理テーブル用
バッファの先頭アドレスを上位層への受信キューに登録
することによって、通信管理情報とヘッダー部とユーザ
データを共に上位層のプロトコルに引き渡せるようにす
る。

【００２８】また、通信制御テーブルの上位層プロトコ
ル処理プログラムへの引き渡し方で、フレームデータ格
納用バッファの使用済みとなった領域の先頭からアドレ
ス境界条件に適合するように通信管理情報テーブルの先
頭アドレスを記載して、新たにバッファを確保すること
無く、上位層プロトコル処理プログラムへ該バッファ内
のユーザデータと共に引き渡すようにした。

【００２９】また、受信記述子には、バスとＩ／Ｏのア
ドレス境界条件に適合したフレームデータ格納用バッフ
ァの先頭のアドレスにフレームヘッダーとＩ／Ｏのアド
レス境界条件の差分を足した、又は、引いたアドレスを
記載する。

【００３０】この時、通信コントローラは、受信記述子
に記載されたバスのアドレスの境界条件を識別し、バス
のアドレス境界条件をまたぐアドレスが記載されている
場合は、ＦＩＦＯによって、バスの境界条件に一致した
転送単位量とは異なるバスの境界条件に適合するアドレ
スまでのデータサイズしか転送しない。

【００３１】バスの境界条件に適合するところからは、
規定の境界条件に適合するデータサイズ単位で転送でき
るようにする。

【００３２】同時にＩ／Ｏコントローラは、バスの境界
条件のアドレスの範囲内のアドレスを無視するようにし
て、受信記述子に記載されているアドレスとは異なる本
来のバスの境界条件に適合したアドレスから転送してき
たデータを格納する。

【００３３】つまり、先頭のＦＩＦＯで送られてきたデ
ータの一部分にアドレス調整用の埋め合わせデータを補
充して（以下、ＰＡＤＤＩＮＧすると呼ぶ）、バスの境
界条件とバスの境界条件の整数倍であるＩ／Ｏの境界条
件が一致するようにする。

【００３４】上記のような機能を備えた通信コントロー
ラとＩ／Ｏコントローラによって、プロトコルヘッダー
部は、Ｉ／Ｏとバスの境界条件に適合し、上位層のプロ
トコル処理プログラムが境界条件合った処理が可能とな
り、ソフトウェアによるデータコピーを一切発生させず
にデータフレームデータ格納用バッファだけを引き渡す
ようにする。

【００３５】

【作用】上記手段により本発明は、アドレス境界条件に
適合させて、プロトコルバッファと通信バッファを共有
させることにより、必要最小限の回数のユーザデータの
移動しか発生しないため、高速にデータ通信処理が行う
ことを可能となる。

【００３６】また、上記手段によって、本発明は、通信
コントローラからプロトコルバッファへＤＭＡ機能など
によって、直接フレーム転送を行なっても、ヘッダー部
と通信管理情報テーブルのアドレス境界条件を適合させ
ることができ、必要最小限の記憶領域の管理と制御処理
だけで、フレームデータを連続してプロトコル処理を行
なうことが可能となる。

【００３７】また、上記手段により本発明は、ヘッダー
部のバッファ間のデータ移動だけで、アドレス境界条件
を適合させることができ、そのため、必要最少量のデー
タコピーしか発生しないため、短時間で、受信処理を完
了することが可能となる。

【００３８】また、上記手段によって、ユーザデータの
ような大量のデータの移動のために、ＣＰＵが使用され
ることを防ぎ、また、バスを大量のデータが絶えず流れ
るようなバスへの集中負荷が減少し、その他のプログラ
ム処理が滞ることを最小限に防ぐことができる。

【００３９】又、通信コントローラとＩ／Ｏコントロー
ラに境界条件のアドレスの識別転送機能を備えることに
よって、ソフトウェアによるデータコピーによる時間損
失を一切なくすことも可能となる。

【００４０】また、上記手段によって、本発明は、プロ
グラム構造を簡略化させ、上位層のプロトコルまたはユ
ーザプログラムへのインタフェースの複雑度を最小限に
押さえることができ、簡単な先頭アドレスなどのキュー
構造で、上位層のプロトコルまたはプログラムがフレー
ムデータから得られる情報を迅速に処理することができ
る。

【００４１】

【実施例】以下、本発明の実施例を構成図、フローチャ
ート図を用いて説明する。

【００４２】便宜上、本通信装置が扱う通信プロトコル
は、ＴＣＰ／ＩＰ(TransmissionContorol Protocol/Int
ernet Protocol)とＩＥＥＥ８０２．３の下位プロトコ
ルとする。

【００４３】また、通信コントローラは、例えば、ＡＭ
Ｄ社製のＡｍ７９Ｃ９００を用いるものとする。また、
ＣＰＵは、バス幅が３２ｂｉｔのものを利用した場合を
想定する。

【００４４】図１は、本発明の一実施例における通信制
御システムの構成を示すブロック図である。

【００４５】通信制御システムは、通信プロトコルの処
理を行なうシステム本体２０内のＣＰＵ１及び主記憶
２、伝送路３と主記憶２の間でバス５とバスコントロー
ラ６を経由してフレームデータの送受信を行なう通信コ
ントローラ７で構成する。

【００４６】ＣＰＵ１は、フレームデータを主記憶に転
送できるように各種バッファ１０、１２、１３の確保と
解放のバッファ管理部４の機能と通信管理テーブル１１
の管理機能を制御し、主記憶２に転送されたフレームデ
ータのプロトコル処理とその上位層に位置するユーザプ
ログラム８とプロトコル処理プログラム９との間の転送
処理とユーザプログラム８の実行を行なう。

【００４７】主記憶２は、通信処理を行なうプロトコル
処理プログラム９の保存とフレームデータを一時保存す
るフレームデータ格納用バッファ１０とプロトコル処理
プログラムに必要な情報を保存する通信管理テーブル１
１、フレームデータのヘッダー部のアドレス境界条件を
適合させるアドレス境界条件調整用バッファ１２、バッ
ファ管理用バッファ１３として機能する。

【００４８】図２は、本発明の一実施例における通信制
御システムを実現しているプログラム構造である。

【００４９】プログラム構造は、送受信処理を行なうド
ライバ２１、フレームデータの先頭に付いているヘッダ
ーなどの通信プロトコル処理を行なうプロトコル処理プ
ログラム２２、通信機能を利用するアプリケーション層
のユーザプログラム２３、システム起動時や終了時のド
ライバ２１やプロトコル処理プログラム２２の初期化や
終了処理などの管理と受信割込み時などのスケジューリ
ング制御を行なうオペレーティングシステム２４、フレ
ームデータや通信管理情報などを保存するバッファやテ
ーブルの領域割当てや解放の直接的な制御を行なうオペ
レーティングシステムの主記憶管理部２５で構成する。

【００５０】図２に示すようにドライバ２１は、通信コ
ントローラ７を制御し、伝送路３と主記憶２の間でフレ
ームデータの受け渡しを行なう。

【００５１】図３は、通信コントローラ７とシステム本
体２０を初期化した後、伝送路３からデータ受信した時
にデータが流れる処理部の構造を示している。

【００５２】初期化時にドライバ２１は、初期化部１０
０の機能によって、通信コントローラが参照する受信記
述子テーブル４１に受信データ転送先の物理アドレスを
設定している。上記物理アドレスは、通信バッファ兼プ
ロトコルバッファになるフレームデータ格納用バッファ
３１の先頭アドレスである。

【００５３】このように、初期化部１００は、受信記述
子テーブル４１へ受信フレームデータの転送先を示すア
ドレスの予約登録を行なう記述子登録機能を提供する。

【００５４】ドライバ２１の受信処理機能部は、プロト
コル処理プログラム２２と通信コントローラ７で共有す
るフレームデータ格納用バッファ３１とバッファ管理用
バッファ３２と通信管理テーブル４２とアドレス境界条
件調整用バッファ３３と通信コントローラ７からのハー
ドウェア割込み処理部２１１と受信割込み処理部２１２
とデータ受信通知部２１３で構成する。

【００５５】また、受信割込み処理部２１２では、ドラ
イバ２１での上位層のプロトコル処理プログラムへデー
タ受信通知部２１３が、受信データを受信キュー登録部
２１３１へキュー登録するための処理終了後、受信割込
み処理部２１２が新たにフレームデータ格納用バッファ
３１を確保して、その物理アドレスを上記記述子テーブ
ル４１に登録する記述子追加登録機能を有する。

【００５６】また、受信割込み処理部は、フレームデー
タ格納用バッファから、上位プロトコルに応じて、ヘッ
ダー部を取り出し、アドレス境界条件調整用バッファに
データコピーを行ない、通信管理テーブルのアドレス
は、別途バッファを確保して、そこに記載する機能を有
する。

【００５７】また、上記代案として、受信割込み処理部
は、フレームデータ格納用バッファから、上位プロトコ
ルに応じて、ヘッダー部を取り出し、アドレス境界条件
調整用バッファにデータコピーを行ない、通信管理テー
ブルの先頭アドレスを該フレームデータ格納用バッファ
の先頭アドレスから記載する機能を有する。

【００５８】また、受信割込み処理部は、上記の各バッ
ファの先頭アドレスをそれぞれのバッファの所定のアド
レス管理領域に記載して接続し、各バッファを管理制御
する機能を有する。

【００５９】図４は、イーサネットなどの伝送路を流れ
るフレームデータ５１の構造の一例を示している。

【００６０】このフレームデータ５は、先頭に物理アド
レスを示している通信コントローラが参照することにな
るＭＡＣヘッダー５２、次にプロトコル処理プログラム
が参照処理するプロトコルヘッダー５３、その後にユー
ザプログラムが最終的に利用するユーザデータ５４とフ
レームデータの終端を示すフレームテイル５５で構成し
ている。

【００６１】上記フレームデータ５１は、ＭＡＣヘッダ
ー５２のみを通信コントローラで処理されるが、そのま
ま、ＭＡＣヘッダーを付加した状態で、図３におけるシ
ステム本体２０の主記憶２のフレームデータ格納用バッ
ファ３１に転送される。

【００６２】図５及び図６は、プロトコルの一例として
のＴＣＰ／ＩＰにおけるＩＰヘッダーとＴＣＰヘッダー
の構造を示している。

【００６３】この両者のヘッダーはプロトコル処理プロ
グラムで処理される。

【００６４】それぞれヘッダーの長さは、オプションの
存在状態によって、最低２０バイトからの可変長にな
る。

【００６５】ヘッダーに記されている情報は、１ビット
単位のフラグや２バイトと４バイトのポート番号やアド
レスや４バイトのフレーム番号まで、多種多様な構造と
なっている。

【００６６】ＭＡＣヘッダーがイーサネットの場合１４
バイトであるから、このままＭＡＣヘッダーの先頭アド
レスからＴＣＰ／ＩＰヘッダーの先頭アドレスを求め
て、ヘッダー部のプロトコル処理を行なうとＣＰＵの種
類に起因するバス幅の違いやバスコントローラの規定の
アドレス境界条件が、適合できなくなり、ヘッダー部内
の各種情報が正しく読み出せなくなる。

【００６７】このＴＣＰ／ＩＰヘッダーなどのプロトコ
ルヘッダーは、フレームデータが主記憶に転送された後
で、そのプロトコルヘッダー部を境界条件調整用バッフ
ァへデータコピーなどによって転送しなおし、上位層の
プロトコル処理プログラムに当該バッファの先頭アドレ
スを引き渡すことになる。

【００６８】図７は、各種バッファと通信管理テーブル
の関連を示している。

【００６９】各バッファの先頭アドレスは、オペレーテ
ィングシステムのメモリ管理部の機能によって、アドレ
ス境界条件が適合している。

【００７０】図７に示しているように、データを受信し
たとき、通信コントローラは、受信記述子テーブル４１
に記載している空きフレームデータ格納用バッファ３１
の先頭アドレスを参照して、ＭＡＣヘッダーからユーザ
データまでをＤＭＡ機能で格納する。

【００７１】このフレームデータ格納用バッファ３１の
先頭アドレスをバッファ管理用バッファ３２の所定のア
ドレス管理領域に記載登録することによって、ドライバ
は、バッファ管理を行っている。このバッファ管理する
段階では、ドライバ、又は通信コントローラは、上位層
のプロトコル処理プログラムが正常にヘッダー部の処理
を行なえるようにヘッダー部のアドレス境界条件を適合
させておくことが必要となる。

【００７２】以下に、図７におけるヘッダー部のアドレ
ス境界条件を適合させる手順を説明する。

【００７３】新たにアドレス境界条件調整用バッファ３
３を確保し、このアドレス境界条件調整用バッファ３３
の所定の領域（m_next)にバッファ管理用バッファ３２
の先頭アドレスを登録して接続する。

【００７４】アドレス境界条件調整用バッファ３３の所
定の領域にＩＰ／ＴＣＰのヘッダー部のみをデータコピ
ーする。

【００７５】該ヘッダー部のデータコピーの完了後、フ
レームデータ格納用バッファに受信したユーザデータの
相対的先頭位置をバッファ管理テーブルの所定の相対ア
ドレス管理領域（m_off)に登録する。ユーザデータが無
いときは、相対的先頭位置をゼロにする。

【００７６】更に、通信管理テーブル用バッファ３４を
確保して、上記のアドレス境界条件調整用バッファ３３
の先頭アドレスを登録（m_next)して接続する。

【００７７】その通信管理テーブル用バッファ３４の中
に通信管理テーブル４２の先頭アドレスを記載する。

【００７８】この通信管理テーブル用バッファ３４の先
頭アドレスを上位層のプロトコル処理プログラムに通知
する。

【００７９】以上の手順で、アドレス境界条件を適合さ
せて、プロトコル処理プログラムに引き渡したことにな
る。

【００８０】また、この手順では、以下のような利点が
ある。

【００８１】この図７の例のような場合、チェインリス
ト構造の変更による各バッファ間の関連付けは、統一さ
れた構造のバッファを使用するため、バッファ管理制御
と上位層のプロトコル処理プログラムにおけるバッファ
内のデータの読みだし制御が容易になっている。

【００８２】アドレス境界条件調整用バッファ３３に
は、フレームデータ格納用バッファ内のプロトコルヘッ
ダー部とストリームデータの一部のみをデータコピーで
転送する。このとき、該調整用バッファの先頭アドレス
がアドレス境界条件に適合しているので、上位層のプロ
トコル処理プログラムに引き渡しても処理上の支障が無
い。

【００８３】また、アドレス境界条件調整用バッファ３
３の先頭アドレスを通信管理テーブル用バッファ３４に
関連付けた構造となっていて、上位層のプロトコル処理
プログラムへのキュー登録は、この通信管理テーブル用
バッファの先頭アドレスの登録だけでよい。

【００８４】図８は、図７の代案であって、各種バッフ
ァと通信管理テーブルの関連を示している。

【００８５】各バッファの先頭アドレスは、オペレーテ
ィングシステムのメモリ管理部の機能によって、アドレ
ス境界条件が適合している。

【００８６】フレームデータ格納用バッファ３１の使用
済み領域（ＭＡＣヘッダー領域）の先頭に通信管理テー
ブル４２の先頭アドレスを書き込むことで関連付け、通
信管理テーブル４２のアドレス境界条件をフレームデー
タ格納用バッファ３１の使用済み領域の再利用すること
によって、アドレス境界条件の適合性を代用する方式で
ある。

【００８７】また、フレームデータ格納用バッファ３１
の中のユーザデータの相対的先頭位置（m_off）を管理
するバッファ管理用バッファ３２の先頭アドレスをアド
レス境界条件調整用バッファ３３に接続（m_next）し、
当該調整用バッファ３３の先頭アドレスを上位層のプロ
トコル処理プログラムへのキューに登録することにな
る。

【００８８】この場合、通信管理テーブルのアドレスを
フレームデータ格納用バッファ３１の使用済み領域の先
頭に書き込み、該格納用バッファ３１を管理するバッフ
ァ管理用バッファ３２の先頭アドレスを該調整用バッフ
ァ３３に登録して接続して一連のデータのリンク関係を
形成している。このアドレス境界条件調整用バッファ３
３の先頭アドレスを上位層のプロトコル処理プログラム
へのキューに登録すると上位層のプロトコル処理プログ
ラムが通信管理テーブル４２と該調整用バッファ３３の
中のヘッダーを参照するようにしている。

【００８９】以上のように構成された本実施例の通信制
御装置の動作について、各処理アルゴリズムの一例をＰ
ＡＤ図を用いて説明する。

【００９０】図９は、送信記述子テーブルであり、図１
０は、受信記述子テーブルの初期化を行なう処理アルゴ
リズムの一例である。

【００９１】図９において、最初に、送信記述子に記載
されているアドレスなどの要素と送信記述子管理テーブ
ルの要素をゼロに設定する。該送信記述子テーブルの要
素には、送信要求が発生する度に、バッファの先頭アド
レスと通信管理情報を設定することになる。

【００９２】また、図１０において、受信記述子テーブ
ル管理テーブルから受信記述子テーブルの先頭アドレス
を取得する。

【００９３】図１０において、受信記述子の数だけルー
プして、通信バッファとプロトコルバッファの共有バッ
ファであるフレームデータ格納用バッファを確保し、そ
れぞれの受信記述子にフレームデータ格納用バッファの
アドレスなどの初期値情報を設定する。

【００９４】この時、既に該格納用バッファのアドレス
が取得されていて、受信記述子に設定されているとき
は、新たなアドレスを登録しないように次の番号の受信
記述子へ飛び越す。

【００９５】この飛び越しは、主記憶上に、どこからも
管理されない記憶領域を生むことを避けるためである。

【００９６】図１０のように、受信記述子の初期化時に
予めフレームデータ格納用バッファを確保して、その先
頭ポインタのアドレスを受信記述子に登録しておくの
は、本体システムの初期化が完了し、システムが全て立
ち上がったときに、通信コントローラが受信したデータ
を即座にＤＭＡ機能などにより、転送できるようにする
ためである。このアドレスがバッファ取得時に論理アド
レスであるならば、実空間の物理アドレスに変換し、そ
の物理アドレスを記述子のアドレス領域に登録する必要
がある。

【００９７】また、記述子管理テーブルの各項目の初期
値を設定するのは、記述子とバッファの関係を本体シス
テムが容易に管理でき、対応関係をを保ったまま、上位
層のプログラムにバッファの引渡しが出来るようにする
ためである。

【００９８】但し、受信記述子に初期値を設定するの
は、受信記述子にアドレスが登録されていないときであ
る。以下の項目は、記述子にアドレスが取得されている
ときでも、すべて、初期値を設定する。

【００９９】通信コントローラがＤＭＡ(Direct Memory
Access)機能によって、フレームデータを主記憶に転送
するとき、バス制御権を持っていなければならない。こ
のバス制御権が通信コントローラに有るか無いかを示す
記述子に初期値コードを設定する。

【０１００】また、受信記述子にカウントされるエラー
統計情報の初期値は、すべてゼロに設定する。

【０１０１】また、受信フレームデータのメッセージ長
の記録領域の初期値もゼロに設定する。

【０１０２】図１０の受信記述子の初期化処理によっ
て、システム起動開始後、フレームデータを受信した時
に通信コントローラのＤＭＡ機能を用いてフレームデー
タを主記憶内のフレームデータ格納用バッファに転送で
きる。

【０１０３】図１１は、通信コントローラから、本体シ
ステム内のドライバに通知するハードウェア割込みの制
御処理のアルゴリズムの一例である。

【０１０４】最初に割込み禁止状態を設定する。次に、
システム本体のバスに接続されているどの通信コントロ
ーラからハードウェア割込みが入ったか、また、何のた
めのハードウェア割込みかを調べる。

【０１０５】異常を示すレジスタのフラグが立っていな
ければ、上記のハードウェア割込みが、フレームデータ
受信通知か、送信終了の割込み通知かどうか判定する。

【０１０６】フレームデータ受信であるならば、ドライ
バの受信割込み通知処理部を起動する。

【０１０７】この時、通信コントローラは、ハードウェ
アの制御によって、図１０で述べた受信記述子に示され
ている物理アドレス宛にフレームデータを転送してい
る。

【０１０８】送信終了割込み通知であるならば、ドライ
バの送信終了割込み処理部を起動する。

【０１０９】正常にドライバの上記の処理が完了する
と、送信記述子がすべて使用されていたために送信待ち
になっているデータが無いか送信キューを検査して、有
るならば、送信終了割込みの延長上で解放された送信記
述子を使用して、フレームデータを作成して送信処理を
行なう。

【０１１０】最後に割込み禁止状態を解除して、ハード
ウェア割込み制御処理を終了する。

【０１１１】以上の処理によって、ハードウェア割込み
からフレームデータを通信コントローラと主記憶の間で
転送去れるフレームデータのプロトコル処理を行なう機
会を得るドライバの受信割込み処理または送信終了割込
み処理が行なえる。

【０１１２】図１２は、ＴＣＰ／ＩＰデータフレームを
受信した場合の受信割込み処理のアルゴリズムの一例で
ある。

【０１１３】ハードウェア割込みから起動された受信割
込み処理では、受信記述子の数だけループして、すべて
のデータフレーム格納用バッファの中の受信フレームデ
ータの存在を調べる。

【０１１４】まず、フレームデータの先頭があるかない
かを検査する。

【０１１５】フレームデータの先頭があることが判る
と、フレームデータの次の処理に移る前に、通信コント
ローラがＤＭＡなどによるフレームデータ転送処理を完
了して、システム本体側にバスの制御権を移してきたか
否か、バスの制御権の判定を行なう。

【０１１６】システム本体側にバス制御権が移っていれ
ば、フレームデータ格納用バッファの論理アドレスを記
述子管理テーブルから検索して、また、受信メッセージ
長を受信記述子を調べて、ＭＡＣヘッダーの検査を行な
う。

【０１１７】正常に受信しているならば、フレームデー
タの終端も正常に受信処理を完了しているか判定する。

【０１１８】正常に完了していれば、上位層へのプロト
コル種別を判定する。

【０１１９】この実施例の場合、ＴＣＰ／ＩＰプロトコ
ルを例にあげているので、上位層のプロトコルとして
は、ＩＰ宛か、ＡＲＰ宛か、ＲＡＲＰ宛か、その他のプ
ロトコル宛かが判定できる。

【０１２０】ＡＲＰまたはＲＡＲＰの時は、ＡＲＰ受信
処理部を起動する。

【０１２１】ＩＰ宛の場合は、ＩＰの上位層プロトコル
が、ＴＣＰルートのフレームデータか、ＵＤＰルートの
フレームデータか、ＩＣＭＰルート、または、その他の
プロトコルのフレームデータか判定する。

【０１２２】もし、ＴＣＰルートであるという判定が完
了すると、図１２のＡに示すように、アドレス境界条件
調整用バッファを確保し、その次にＩＰヘッダとＴＣＰ
ヘッダーをこのバッファにデータコピーし、ＭＡＣヘッ
ダー長とＩＰヘッダー長とＴＣＰヘッダー長の和の分だ
け、バッファ管理用バッファからのオフセット値（m_of
f)に加算して、上位層のユーザプログラムがユーザデー
タを処理できるように更新する。ＵＤＰ／ＩＰの場合も
同様である。

【０１２３】ＩＣＭＰの場合は、ＩＣＭＰヘッダーのみ
存在するため、ユーザプログラムがユーザデータ処理す
る場合とは異なり、ＩＣＭＰデータをデータコピーした
後、空のフレームデータ格納用バッファを接続している
形となる。ＩＣＭＰの場合は、後述の図１３で説明す
る。

【０１２４】その後、各上位層のプロトコル種別に応じ
たヘッダー長の分だけ、新たに確保した、アドレス境界
条件調整用バッファにデータコピーを行なう。

【０１２５】転送速度が問題となる大量データのファイ
ル転送の場合、ＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰでは、オプ
ションは、殆ど使用することが無く、このオプションが
無い場合は４０バイトのデータコピーで済む。

【０１２６】次に、通信管理テーブルのアドレスをフレ
ームデータ格納用バッファの使用済み領域に書き込む
か、または、新たに確保したアドレス境界条件調整用バ
ッファを接続した通信管理テーブル用バッファ内の該格
納用バッファの先頭アドレスの位置に書き込む。

【０１２７】それらの処理が完了すると、上位層のプロ
トコル処理プログラムに通知するためのデータ受信通知
処理部を起動する。

【０１２８】以上の処理において、各バッファの先頭ア
ドレスは、オペレーティングシステムの主記憶管理部の
機能によって、アドレス境界条件が適合しているため、
最小限のデータコピーによって、アドレス境界条件が調
整されたことになり、上位層のプロトコル処理プログラ
ムにヘッダー部が引き渡されても正常に処理できること
になる。

【０１２９】次に受信通知部の処理が完了して、正常リ
ターンが戻ってきたときの後の処理を説明する。

【０１３０】上位層への受信通知処理が正常に行なわれ
た後、上位層のプロトコル処理プログラムで、各バッフ
ァが管理され、いずれ各バッファは上位層プロトコルで
解放されるので、新たに確保しない限り、連続して受信
するフレームデータに対して、バッファが不足する。

【０１３１】そのため、その事態に備えて、初期化処理
の過程で備えたバッファの数に一致するように新たにフ
レームデータ格納用バッファを確保しておき、受信記述
子と受信記述子管理テーブルに追加登録し、更新してお
く。

【０１３２】一方、先頭フレームの判定が検出できない
場合、通信コントローラからのチェインデータとして、
壊れたフレームデータを受信しているので、このフレー
ムデータに対して、新たにバッファを確保して、受信記
述子と受信記述子テーブルを更新しておく。

【０１３３】すべての処理が完了すると、次のフレーム
データの受信に備えて受信割込み処理を終了する。

【０１３４】以上のように、一連の受信割込み処理の中
で、プロトコルヘッダー部のアドレス境界条件の適合を
行なうことによって、上位層のプロトコル処理プログラ
ムは、正常に、プロトコルヘッダーの処理を行なうこと
が可能となる。

【０１３５】同時に、ユーザデータのデータコピーも発
生すること無く、最小限のプロトコルヘッダーのデータ
コピーのみで済むため、受信処理も高速で行なえる。

【０１３６】図１３のＢとＣは、プロトコルヘッダーの
アドレス境界条件調整処理のアルゴリズムの一例であ
る。

【０１３７】受信割込み処理において、データフレーム
のプロトコル種別がＩＰに属するときは、ＩＣＭＰ系か
否か判定後、アドレス境界条件調整用バッファを確保す
る。図７と図８に示したように、該調整用バッファのア
ドレス管理領域（m_nex)にバッファ管理用バッファの先
頭アドレスを記載して接続する。フレームデータ格納用
バッファに取り込んだフレームデータのＴＣＰ／ＩＰヘ
ッダーを該調整用バッファにデータコピーする。バッフ
ァ管理用バッファから該格納用バッファへの相対的位置
関係を示すオフセット値領域（m_off）にフレームデー
タ長からデータコピーした分だけ引いた値を登録する。

【０１３８】ＩＣＭＰ系フレームであった場合は、ＩＰ
ヘッダーとＩＣＭＰデータを同様にコピーして、該オフ
セット値をゼロに設定する。

【０１３９】以上の処理によって、プロトコルヘッダー
のみのデータコピーでアドレス境界条件を満たすことが
でき、上位層のプロトコル処理は、正常にヘッダーの処
理を行なえる。

【０１４０】図１４は、データ受信通知処理のアルゴリ
ズムの一例である。

【０１４１】受信割込み処理で判定したデータフレーム
のプロトコル種別が、プロトコル種別がＩＰであった場
合、受信キューに登録できるか否か判定する。

【０１４２】ＩＰキューに登録できないときは、バッフ
ァを解放する。ＩＰキューに登録できるときは、オペレ
ーティングシステムに対して、スケジューラを起動し
て、データ受信通知処理を終了する。

【０１４３】図１５は、アドレス境界条件調整用バッフ
ァの先頭に、通信管理テーブルのアドレスを登録し、Ｉ
ＰヘッダーやＴＣＰヘッダーのようなプロトコルヘッダ
ーと共に、上位層プロトコル処理プログラムに引き渡す
方式における受信記述子と通信管理テーブルと各バッフ
ァとの関連を示す一例である。

【０１４４】フレームデータ格納用バッファに格納され
た受信フレームのフレームヘッダーであるＭＡＣヘッダ
ーを解析し、上位層プロトコルの種別を判定する。この
図に示したようにＩＰヘッダーが存在することが分かる
と、ＩＰヘッダー長を示す箇所に記載されているＩＨＬ
を参照する。更に上位層にあるプロトコルの種別を判定
し、ＴＣＰであることが分かると、ＴＣＰヘッダー長に
相当するＤＯを参照し、データコピーすべきヘッダーサ
イズを算出する。フラグメントデータとして転送される
場合は、ＩＰヘッダーのフラグメントフラグとフラグメ
ントオフセットとフラグメントＩＤを判別する。このフ
ラグメントデータの転送の場合、ＩＰヘッダーに直接ユ
ーザデータが続くので、ＩＰヘッダーのみが、データコ
ピーすべきヘッダーサイズとなる。 次に、アドレス境
界条件調整用バッファの先頭からバスの境界条件に適合
した領域だけ空白領域を作る。これは、通信管理テーブ
ルの所在を示すアドレスを格納するための領域である。
該アドレスは、バスの境界条件に適合しているので、通
信管理テーブルの処理は、境界条件に適合した処理がが
可能となる。この通信管理テーブルの所在を示すアドレ
スを格納するための領域の次のバスの境界条件に適合し
た領域から、ＩＰヘッダー以降のデータコピーすべきサ
イズをフレームデータ格納用バッファから転送する。こ
の処理が完了すると通信管理テーブルのアドレスを該調
整用バッファの先頭領域に登録し、上位層プロトコル処
理プログラムに引き渡す。この一連の処理によって、最
小限のデータコピーのみで構造型データを持つヘッダー
の境界条件の整合が実現し、上位層のプロトコル処理が
正常に行なえる。

【０１４５】図１６は、ＵＤＰヘッダーのフレームフォ
ーマットである。ＵＤＰプロトコルでは、常に固定的に
定義された８オクテットのみが構造をもつ。従って、Ｕ
ＤＰヘッダー長は、常に８オクテットとなる。

【０１４６】図１７から図１９までは、ＩＣＭＰヘッダ
ーのフレームフォーマットの例である。ＩＣＭＰプロト
コルでは、常に固定的に定義された８オクテットのみが
構造をもつ。従って、ＩＣＭＰヘッダー長は、常に８オ
クテットとなる。

【０１４７】図２０は、主なデータコピー条件を示した
テーブルである。このテーブルのように、フレームを処
理するプロトコルに応じて、データコピー量が決定でき
る。

【０１４８】データコピー量を決定するとき、プログラ
ム内でプロトコル種別から判定する。プログラムコーデ
ィング段階で直接的に分岐命令などを用いる方法と、参
照テーブル型データベースを保持して、プロトコルの変
更時や追加時には、ソフトウェアによるテーブルへの登
録更新を行い、柔軟にデータコピーサイズを参照決定す
る方法がある。

【０１４９】この図２０の例では、ＴＣＰ／ＩＰ、ＵＤ
Ｐ／ＩＰ、フラグメント型ＴＣＰ、ＵＤＰとＩＣＭＰを
取り上げているが、転送処理時間がとくに問題と成る恐
れのあるプロトコルとしているからである。この例で、
その他のプロトコルは、フレームヘッダー以降の総デー
タグラム長をデータコピーするとしたのは、必要以上に
判定条件を分けることを避け、プログラムの判定処理を
簡素化し、処理を高速化するためである。

【０１５０】図２１は、フレームデータ格納用バッファ
にフレームデータを格納する際に通信コントローラとＩ
／ＯコントローラのハードウェアをＩＰヘッダーのよう
なプロトコルヘッダーからアドレス境界条件に適合でき
るように工夫することで、アドレス境界条件調整用バッ
ファを用意すること、当該調整用バッファにプロトコル
ヘッダー部もコピーすること自体が不要になった方式を
示すものである。

【０１５１】予め、バスとＩ／Ｏの境界条件に適合した
フレームデータ格納用バッファの先頭アドレスを確保し
ておく。当該バッファの先頭アドレスにフレームヘッダ
ーであるＭＡＣヘッダーとＩ／Ｏの境界条件サイズの差
分を付加して受信記述子に登録しておく。

【０１５２】通信コントローラは、フレームを受信する
と受信記述子を参照して、本来のフレームデータ格納用
バッファの先頭アドレスから差分を付加したアドレスか
らフレームデータを格納し始める。このとき、バスの境
界条件に適合していないアドレスが示されているとき、
通信コントローラは、そのバスの境界条件とバスの境界
条件に適合していないアドレスの差分のみを一回の受信
ＦＩＦＯ動作で格納する。例えば、バスの境界条件が、
３２ビットＣＰＵを使用していて、４バイトであったと
き、４倍との整数倍に２バイトずれたアドレスが受信記
述子に記述されていたとする。この時、通信コントロー
ラは、最初の受信ＦＩＦＯ動作で、一回に４バイト転送
できるところを２バイトだけ転送するようにする。

【０１５３】ところが、Ｉ／Ｏコントローラは、アドレ
スの下位４ビットを無視することによって、２バイトず
れていることを認識できないようにしておくと、本来の
フレームデータ格納用バッファの先頭アドレスに通信コ
ントローラからの２バイトが格納される。このように通
信コントローラが２バイトだけ転送することとＩ／Ｏコ
ントローラが本来のアドレスしか認識できないようにし
ておくことで、ＰＡＤＤＩＮＧ処理（アドレス境界条件
調整のためのデータ補完処理）をしたことになる。

【０１５４】この上記の処理で、アドレスの２バイトの
ずれが吸収できる。以後の通信コントローラからの受信
ＦＩＦＯ処理では、４バイト単位で、４バイトの整数倍
であるバスの境界条件に適合されたアドレスに転送され
る。

【０１５５】従って、３２ビットＣＰＵを持つ場合、ア
ドレスは、４バイトで示すことができるので、このアド
レス領域は、バスの境界条件を満足できることになる。

【０１５６】この例では、Ｉ／Ｏの境界条件を１６バイ
トと仮定している。一方、フレームヘッダーは、イーサ
ネットでは、１４バイトである。上記の処理によって、
最初に２バイトだけＰＡＤＤＩＮＧ処理したことによ
り、仮想的に、１６バイトのフレームヘッダーを持つこ
とと等価となり、フレーム内のＩＰヘッダーは、Ｉ／Ｏ
の１６バイトの境界条件にも一致することになる。

【０１５７】従って、プロトコルヘッダーであるＩＰヘ
ッダーは、１６バイトのＩ／Ｏの境界条件と４バイトの
バスの境界条件を満足して、上位層プロトコル処理プロ
グラムに引き渡されることになる。

【０１５８】次に、通信管理テーブルの位置を示す先頭
アドレスをＩＰヘッダーの格納位置から４バイト戻った
ところに記載する。この通信管理テーブルの位置を示す
先頭アドレスは、バスの４バイトの境界条件を満足でき
る位置に記載されたことになる。

【０１５９】通信管理テーブルは、その先頭アドレスを
フレームデータ格納用バッファの所定の領域に記載する
ことで、接続して管理される。更に、バッファ管理用バ
ッファのリンクチェインエリア（m_next）には、フレー
ムデータ格納用バッファの先頭アドレスを登録して、フ
レームデータと通信管理テーブルを管理する。また、通
信管理テーブルのアドレスを記載したフレームデータ格
納用バッファの位置アドレスを当該バッファに格納して
いるデータの先頭を示すテーブル要素（m_off）に登録
する。

【０１６０】この時、受信したデータフレームのＩＰヘ
ッダー以降のデータ長を示すテーブル要素（m_len）に
４バイト加算した値を登録する。

【０１６１】また、代案として、この通信管理テーブル
のアドレスを上位層プロトコル処理プログラムの前段で
処理する場合などは、通信管理テーブルの先頭アドレス
の格納位置は、固定的に判っているので、格納している
データの先頭を示すテーブル要素（m_off)をＩＰヘッダ
ーのアドレスにして、受信したデータグラムのデータ長
を示すテーブル要素（m_len）をＩＰヘッダー以降のデ
ータグラム長とする。

【０１６２】以上の処理の後、バッファ管理用バッファ
の先頭アドレスを上位層プロトコル処理プログラムに引
き渡して、プロトコルヘッダー以降のデータグラムの処
理を行う。

【０１６３】上記の一連の処理方法では、境界条件調整
用バッファを確保して、プロトコルヘッダーなどの受信
データグラムを一切データコピーすることもなく、境界
条件に適合させて、プロトコル処理プログラムに引き渡
すことができるので、高速且つ問題なく受信プロトコル
処理が行える。

【０１６４】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によっ
て、アドレス境界条件を満たして伝送路とプロトコルの
間でバッファが共有でき、余分なデータ移動が発生せ
ず、通信システム全体のデータ転送速度が向上し、実用
的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の通信制御システムの構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】本発明の通信制御システムを実現しているプロ
グラム構造図である。

【図３】本発明の通信制御システムがデータ受信したと
きの処理の流れを示す図である。

【図４】イーザネットなどの伝送路を流れるフレームデ
ータの構造の一例を示す図である。

【図５】本発明を説明するためのプロトコルの一例のＩ
Ｐヘッダーのフォーマットである。

【図６】本発明を説明するためのプロトコルの一例のＴ
ＣＰヘッダーのフォーマットである。

【図７】本発明のドライバで使用する各種バッファと通
信管理テーブルの関連を示す図である。

【図８】本発明のドライバで使用する各種バッファと通
信管理テーブルの関連を示す図である。

【図９】本発明の送信記述子テーブルの初期化処理アル
ゴリズムの一例を示す図である。

【図１０】本発明の受信記述子テーブルの初期化処理ア
ルゴリズムの一例を示す図である。

【図１１】本発明のハードウェア割込み制御処理のアル
ゴリズムの一例を示す図である。

【図１２】本発明の受信割込み処理のアルゴリズムの一
例を示す図である。

【図１３】本発明の受信割込み処理のアルゴリズムの一
例を示す図である。

【図１４】本発明のデータ受信通知処理のアルゴリズム
の一例を示す図である。

【図１５】本発明のドライバで使用する各種バッファと
受信記述子と通信管理テーブルの関連と上位層プロトコ
ル処理プログラムへの引渡し方を示す図である。

【図１６】本発明を説明するためのプロトコルの一例の
ＵＤＰヘッダーのフォーマットである。

【図１７】本発明を説明するためのプロトコルの一例の
ＩＣＭＰヘッダーのフォーマットである。

【図１８】本発明を説明するためのプロトコルの一例の
ＩＣＭＰヘッダーのフォーマットである。

【図１９】本発明を説明するためのプロトコルの一例の
ＩＣＭＰヘッダーのフォーマットである。

【図２０】本発明のドライバが参照するプロトコル種別
とプロトコル種別に応じたヘッダーの形式と対応するデ
ータコピーサイズのテーブルを示す図である。

【図２１】本発明のドライバで使用する各種バッファと
受信記述子と通信管理テーブルの関連と上位層プロトコ
ル処理プログラムへの引渡し方を示す図である。

【符号の説明】

１…システムプロセッサ、 ２…主記憶部、 ３…伝送路、 ４…バッファ主記憶管理部、 ５…システムバス、 ６…バスＩ／Ｏコントローラ、 ７…通信コントローラ、 ８…ユーザプログラム、 ９…プロトコル処理プログラム、 １０…フレームデータ格納用バッファ、 １１…通信管理テーブル、 １２…境界条件調整用バッファ、 １３…バッファ管理用バッファ、 ２０…システム本体、 ２１…通信ドライバ、 ２２…プロトコル処理プログラム、 ２３…ユーザプログラム、 ２４…オペレーティングシステム、 ２５…主記憶管理部、 １００…初期化部、 ２１１…ハードウェア割込み処理部、 ２１２…データ受信割込み処理部、 ２１３…データ受信通知部、 ２１３１…受信キュー管理部、 ３１…フレームデータ格納用バッファ、 ３２…バッファ管理用バッファ、 ３３…アドレス境界条件調整用バッファ、 ３４…通信管理テーブル用バッファ、 ４１…受信記述子テーブル、 ４２…通信管理テーブル、 ５１…フレームデータ、 ５２…フレームヘッダー、 ５３…プロトコルヘッダー、 ５４…ユーザデータ、 ５５…フレームテイル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋口 秀光 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マイクロエレクトロニクス 機器開発研究所内 (72)発明者 安江 利一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マイクロエレクトロニクス 機器開発研究所内 (72)発明者 宮本 貴久 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マイクロエレクトロニクス 機器開発研究所内

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】受信フレーム中のデータグラムに含まれる
   フレームヘッダーの末尾がＩＯコントローラのアドレス
   境界条件に満たない場合において、 受信フレームを格納するバッファ記憶領域の先頭位置の
   物理アドレスを予め該ＩＯコントローラと主プロセッサ
   のアドレス境界条件に適合した該バッファを準備してお
   き、 フレームヘッダーの格納開始位置アドレスを該ＩＯコン
   トローラの境界条件に満たない分だけオフセットを与え
   て、フレームヘッダーの先頭部から格納し、 上位層プロトコル処理プログラムが処理を行なうフレー
   ムデータのデータグラム内のプロトコルヘッダーの先頭
   アドレスを該ＩＯコントローラと該主プロセッサのアド
   レス境界条件に適合させ、主プロセッサにロードして、 上位層プロトコル処理を行なうことを特徴とする受信フ
   レームデータ処理方式。
2. 【請求項２】受信フレーム中のデータグラムに含まれる
   プロトコルヘッダーの先頭部以降のデータグラムを予め
   確保しておいたバッファ記憶領域に格納し、 当該記憶領域に格納したプロトコルヘッダーの先頭の物
   理アドレスをアドレス境界条件に適合した論理アドレス
   に再割付けして、 該論理アドレスで、主プロセッサにロードし、 上位層プロトコル処理プログラムの処理を行なうことを
   特徴とする受信フレームデータ処理方式。
3. 【請求項３】受信フレーム中のデータグラムをバッファ
   記憶領域に格納し、主プロセッサにロードする際に、 プロトコルヘッダーの先頭の物理アドレスがアドレス境
   界条件からずれている分だけ該プロセッサのレジスタの
   上位ビット側にずらして設定し、 該レジスタの下位ビット側には、続くバッファ記憶領域
   のアドレスから詰めて設定し、 上位層プロトコル処理プログラムの処理を行なうことを
   特徴とする受信フレームデータ処理方式。
4. 【請求項４】受信フレーム中のデータグラムに含まれる
   プロトコルヘッダーの先頭部以降のデータグラムを予め
   確保しておいた、バッファ記憶領域に格納する時、 プロトコルヘッダー部の格納先頭アドレスをＩＯコント
   ローラや主プロセッサのアドレス境界条件に適合させ
   て、該記憶領域の該アドレスから主プロセッサにロード
   して、 上位層プロトコル処理プログラムの処理を行なうことを
   特徴とする受信フレームデータ処理方式。
5. 【請求項５】受信したフレームデータのフレームヘッダ
   部とプロトコルヘッダー部を参照し、その参照情報に従
   って、プロトコルヘッダー部以降のデータグラムをすべ
   てソフトウェアによるデータコピーで、プロトコル処理
   用のバッファに複写して、 上位層プロトコル処理プログラムの処理を行なうことを
   特徴とする受信フレームデータ処理方式。
6. 【請求項６】受信したフレームデータのフレームヘッダ
   部とプロトコルヘッダー部を参照し、その参照情報に従
   って、フレームデータの分解を行ない、 プロトコルヘッダー部以降のデータグラムの一部のヘッ
   ダー情報をソフトウェアによるデータコピーで、プロト
   コル処理用のバッファに複写して、 上位層プロトコル処理プログラムの処理を行なうことを
   特徴とする受信フレームデータ処理方式。
7. 【請求項７】受信フレーム中のデータグラムに含まれる
   フレームヘッダーの末尾がＩＯコントローラのアドレス
   境界条件に満たない場合において、 受信フレームを格納するバッファ記憶領域の先頭位置の
   物理アドレスを予め該ＩＯコントローラと主プロセッサ
   のアドレス境界条件に適合した該バッファを準備してお
   くことを特徴とする記憶領域確保装置。
8. 【請求項８】フレームヘッダーの格納開始位置アドレス
   を該ＩＯコントローラの境界条件に満たない分だけオフ
   セットを与えて、フレームヘッダーの先頭部から格納
   し、 上位層プロトコル処理プログラムが処理を行なうフレー
   ムデータのデータグラム内のプロトコルヘッダーの先頭
   アドレスを該ＩＯコントローラと該主プロセッサのアド
   レス境界条件に適合させることを特徴とする記憶領域管
   理装置。
9. 【請求項９】通信ドライバ内で、上位層のプロトコル処
   理プログラムが必要最少限のプロトコル処理だけを行な
   えるように、フレームデータの分解を行ない、それぞれ
   の処理に応じたバッファへ分離格納することを特徴とす
   るフレームデータ分配装置。
10. 【請求項１０】通信ドライバ内で、一つまたは複数のバ
    ッファをフレームデータ種別に応じて、確保し、フレー
    ムデータの構成要素と対応付けることを特徴とするバッ
    ファ分配装置。
11. 【請求項１１】一つまたは複数のヘッダー情報を空間的
    にデータの前方に持つフレームまたは時間的にデータよ
    りも先にヘッダー情報が取得できる通信プロトコルとハ
    ードウェアとソフトウェアを制御するＣＰＵによるプロ
    トコル処理プログラムとアダプタのコントローラで構成
    する通信システムであって、 受信フレーム中のデータグラムに含まれるフレームヘッ
    ダーの末尾がＩＯコントローラのアドレス境界条件に満
    たない場合において、 受信フレームを格納するバッファ記憶領域の先頭位置の
    物理アドレスを予め該ＩＯコントローラと主プロセッサ
    のアドレス境界条件に適合した該バッファを準備してお
    き、 フレームヘッダーの格納開始位置アドレスを該ＩＯコン
    トローラの境界条件に満たない分だけオフセットを与え
    て、フレームヘッダーの先頭部から格納し、 上位層プロトコル処理プログラムが処理を行なうフレー
    ムデータのデータグラム内のプロトコルヘッダーの先頭
    アドレスを該ＩＯコントローラと該主プロセッサのアド
    レス境界条件に適合させ、主プロセッサにロードして、 上位層プロトコル処理を行なうことを特徴とする受信フ
    レームデータ処理方式を用いた通信制御装置。
12. 【請求項１２】一つまたは複数のヘッダー情報を空間的
    にデータの前方に持つフレームまたは時間的にデータよ
    りも先にヘッダー情報が取得できる通信プロトコルとハ
    ードウェアとソフトウェアを制御するＣＰＵによるプロ
    トコル処理プログラムとアダプタのコントローラで構成
    する通信システムにおいて、 当該フレームの格納領域の先頭の物理アドレスが境界条
    件に適合するように、予め確保しておいた記憶手段の領
    域に、該物理アドレスを示すディスクリプタ情報に従っ
    て、アダプタ上のコントローラの制御で該フレームを先
    頭から格納し、 格納し終えた時点で、上位システム側のＣＰＵが、受信
    割込みを受けて、格納した当該フレームのヘッダー情報
    を先頭から順に処理して、 別途確保したバッファまたはテーブルに更に上位プロト
    コルが必要とする情報を格納して、 その所在アドレスまたは管理情報を該領域の先頭から上
    書きして、 境界条件を保持しながら、最低限の必要なバッファへの
    データコピー量に抑制することを特徴としたフレームデ
    ータ処理方式を用いた通信制御装置。
13. 【請求項１３】ネットワークまたは外部の接続機器から
    先頭にヘッダー付いたフレームの形式で受信処理を行な
    うシステムにおいて、 ネットワークまたは外部の接続機器から受信データを最
    大フレームサイズよりも大きなシステム内の受信バッフ
    ァ領域にＤＭＡ転送形式で取り込み、 境界条件に適合した当該バッファの先頭アドレスから該
    フレームの先頭を境界条件に適合させて一括して格納
    し、 ヘッダーに記載されている情報の階層プロトコル処理を
    順次行い、 未使用になったバッファのヘッダー部の領域に上位のプ
    ロトコル処理に引き渡すことになったデータ格納情報付
    きの通信管理情報または当該データ格納情報のみの管理
    テーブルを格納しているアドレスなどの情報を境界条件
    に適合した型の構造体で上書きして、 境界条件を保持しながら、該バッファ領域を再利用し、 その領域の先頭アドレスを上位プロトコルに引き渡し
    て、 更に該管理情報から当該プロトコルが必要とする情報の
    位置アドレス情報を取り出して、 メモリ間のデータコピーを最小限に押さえるか、また
    は、まったく発生させずに、受信データを処理すること
    を特徴としたフレームデータ処理方式を用いた通信制御
    装置。
14. 【請求項１４】ネットワークまたは外部の接続機器から
    先頭にヘッダー付いたフレームの形式で受信処理を行な
    うシステムにおいて、 ネットワークまたは外部の接続機器から受信データを最
    大フレームサイズよりも大きなシステム内の受信バッフ
    ァ領域ＡにＤＭＡ転送形式で取り込み、 境界条件に適合した当該受信バッファ領域の先頭アドレ
    スから該フレームの先頭を境界条件に適合させて一括し
    て格納し、 ヘッダー順にプロトコル処理を行い、 上位のプロトコル処理プログラムに引き渡すことになっ
    た通信管理情報を不用になった受信バッファ領域に格納
    したフレームのヘッダー部に当たる領域に通信管理情報
    の管理テーブルを格納しているアドレスを境界条件に適
    合した型の構造体で上書きして、 該受信バッファ領域の先頭アドレスを更に確保した境界
    条件調整用バッファに登録して接続して、 当該バッファの先頭アドレスを上位プロトコル処理プロ
    グラムに引き渡して、 該バッファから該プロトコルが必要とする情報を取り出
    し、 メモリ間のデータコピーを最小限に抑制して、 受信データを処理することを特徴とするフレームデータ
    処理方式を用いた通信制御装置。
15. 【請求項１５】受信記述子テーブルに記載したフレーム
    データ格納用バッファの先頭アドレスがアドレス境界条
    件に適合していないときに通信コントローラまたはＩ／
    Ｏコントローラまたは両者がＤＭＡでフレームデータを
    フレームデータ格納用バッファに転送する時に、 フレームデータの不要になったヘッダー部を調整用パッ
    ドの代わりに使い、 フレームデータを書き込むアドレスを調整し、 プロトコルヘッダーの先頭アドレスがアドレス境界条件
    に適合するようにして、 プロトコルヘッダーの先頭アドレスをバッファ管理用バ
    ッファに登録して、 リンクチェインした形で、上位プロトコル処理プログラ
    ムにバッファ管理用バッファの先頭アドレスを通知し
    て、 ヘッダー情報とユーザデータを引き渡すことを特徴とす
    るフレームデータ処理方式を用いた通信制御装置。