JPH11503280A

JPH11503280A - ウインドウ比較器

Info

Publication number: JPH11503280A
Application number: JP8529544A
Authority: JP
Inventors: ティー．リチャード，ウェイン
Original assignee: エミュレックスコーポレーション
Priority date: 1995-03-27
Filing date: 1996-03-22
Publication date: 1999-03-23
Anticipated expiration: 2016-03-22
Also published as: JP3510631B2; EP0818118A4; DE69636280T2; WO1996031081A1; KR100364385B1; CA2216642A1; KR19980703473A; US5588000A; AU5428496A; DE69636280D1; EP0818118B1; CA2216642C; EP0818118A1

Abstract

(57)【要約】受信装置のインタフェース装置内の複数のデータフレームを再順序化する方法と装置に関する。インタフェース装置はウインドウ比較器（２００）と制御装置（２０２）を含む。ウインドウ比較器（２００）は双方向２：１マルチプレクサ（２０６）と、カウンタ（２０８）と、第１と第２比較器（２１０、２１２）と、２進加算器（２１４）と、３：８デコーダ（２１６）と、８つの２入力ＯＲゲート（２１８）と、減算器（２２０）と、ビットマスク（２２２）と、ラッチされた出力をもつシフトレジスタ（２２４）と、読取りバッファ（２０４）とを含む。インタフェース装置は、コンテキストを切り替え、２つ以上のシーケンスに関連するフレームを並列に処理可能にする。「未着フレームウインドウ」が生成され、各シーケンスに関連づけられる。特定のシーケンスに関わるフレームが順序通りに受信されないと、「未着」フレームを表す未着フレームウインドウ内の１ビットが能動状態になって、順序から外れたフレームの受信を表す。順序から外れたフレームは記憶され、その後上位コンピュータに転送される。

Description

【発明の詳細な説明】ウインドウ比較器発明の背景１．発明の分野本発明はディジタル通信のための方法と装置に関し、具体的には順序通りに受信されなかった連続情報を再順序化する方法と装置に関する。２．関連技術の記載コンピュータ産業では、高速ディジタルネットワークを介して大量のデータを移動させるための多くのプロトコルがある。たとえば、コンピュータシステム内でワークステーションと周辺機器を相互接続する標準としてファイバーチャンネルが浮上してきている。ファイバーチャンネル標準を使用すると２００メガバイトものデータをわずか２秒で転送できる。ファイバーチャンネルは高速ローカルエリアネットワークの標準としても考えられている。ファイバーチャンネルは切替え式媒体である。すなわち、データのパケットが各ユーザにより転送される。データは２キロバイトまたはそれ以下のパケットで送られる。こうしたデータのパケットは「フレーム」と呼ばれる。シーケンス（データ列）は、受信装置が完成とみなすまで所定の順序に組立てられることになる１つまたは複数のフレームから成る。図１は、ファイバーチャンネルフレームのフレームフォーマットの図である。フレームの最初の４バイトは「フレーム開始」フィールド１０１に割り当てられる。フレーム開始フィールド１０１は、以後フレームが続くことを示すデータのパターンである。次の２４バイトは「フレームヘッダ」フィールド１０３に割り当てられる。フレームヘッダフィールド１０３は、４つのサブフィールドをもち、この４つのサブフィールドで個別にフレームを識別する。これらのサブフィールドの最初は、ソース識別サブフィールド（Ｓ−ＩＤ）である。Ｓ−ＩＤサブフィールドは、そのフレームが発生した装置を識別する３バイトの情報である。第２のサブフィールドは、着局識別サブフィールド（Ｄ−ＩＤ）である。Ｄ−ＩＤサブフィールドは、フレームを受け取ることになっている装置を識別する３バイトの情報である。第３のサブフィールドは、シーケンス識別サブフィールド（ＳＥＱ−ＩＤ）である。ＳＥＱ−ＩＤサブフィールドは３バイトであり、そのフレームが関連する特定のシーケンスを識別する。第４のサブフィールドは、シーケンス計数サブフィールド（ＳＥＱ−ＣＮＴ）である。ＳＥＱ−ＣＮＴサブフィールドは、特定の列のフレームそれぞれについてシーケンス内でのそのフレーム内の相対的な位置を判定する。フレームの次の０−２１１２バイトはペイロードフィールド１０５（すなわち、ソース装置から着局装置に送られる情報を運ぶフィールド）に割り当てられる。その次の４バイトは巡回冗長符号（ＣＲＣ）フィールド１０７に割り当てられる。このフィールド１０７によりフレームデータのエラーが検出できる。最後の４バイトは「フレーム終端」フィールド１０９に割り当てられる。ファイバーチャンネルなど通信プロトコルの問題は、データが、通信リンクの受信端で所定の順序で受信されなければならないことである。しかし、通信リンクの要件のためデータは順序通りに到着しない。たとえば、ソース装置が情報のフレームにエラーを検出し、エラーを訂正する前に次のフレームを送信する場合がある。エラーが検出されると、誤りのあるフレームは順序から外れて再送信される。前に送信されたフレームのエラーを訂正する前に次のフレームを順序通り送信すれば、検出されたエラーを訂正している間にソース装置は継続的に生産的な仕事（すなわちデータフレームの送信）を実行できる。他の例では、ソース装置は適切な順序でフレームを送信できる。しかし、フレームは着局装置まで異なる経路をとる。こうした異なる経路上で様々な送信遅延の結果、フレームは順序通りに到着しないことになる。前に送信されたフレームでのエラーの検出後、それ以後のフレームが送信されたり異なる経路を介してフレームが送信されると、フレームが順序通りに受信されないので、着局装置がフレームの再順序化の仕事を負うことになるが、こうした動作によりソース装置は最上の配送経路を利用し、エラーにより途切れないデータフレームを送信し続けることができる。フレームを再順列化する従来のメカニズムでは、相互介入またはインテリジェント介入が必要となるのでソース装置の性能が低下し、連続情報が正しい順序で着局に到着するまで送信元がその連続情報を再送信しなければならないのでシステムの性能が低下する。たとえば、ＴＣＰ（トランスポート制御プロトコル）トランスポート層プロトコルは、インターネットプロトコル（ＩＰ）のサービスを使用して確実な順序付けられたストリームデータを配送するソフトウェアメカニズムである。受信システムでのＴＣＰソフトウェア処理とは、各受信セグメントを検査して、未着セグメント、重複セグメントまたは順序の異なるセグメントがないことを確認することである。このシステムでは、受信側がインテリジェント式に介入する必要があるので受信側の性能が低下する。したがって、データ通信の効率と速度に影響を及ぼさないで、ソース装置が意図した順序に対応するように着局ソースが受信したフレームを再順序化する単純な手段が必要になる。発明の要約本発明は、受信装置のインタフェース装置内でデータフレームを再順序化する方法と装置である。受信装置が所定の順序でデータを処理できるように再順序付けされる。本発明によると、ソース装置から送信される各フレームには、データの「シーケンス」内の互いのフレームに関してそのフレームの相対的な位置を示す「シーケンス番号」が割り当てられる。シーケンスは１つまたは複数のフレームから構成される。こうしたフレームは、受信装置が完全とみなすまで所定の順序に組み合わせられなければならない。各データシーケンスも識別される。本発明はコンテキストを切り替えて、２つ以上のシーケンスに関連するフレームを並列に処理できる。「未着フレームウインドウ」が生成され各シーケンスに関連づけられる。各未着フレームウインドウは、順序通りに受信されなかった特定のシーケンスのフレームの記録を保持している。特定のシーケンスに関連したデータフレームが受信されると、好ましくは、そのシーケンスに関連した未着フレームウインドウは未着フレームラッチにロードされる。未着フレームウインドウは８ビットワードなのが好ましい。特定のシーケンスに関連したフレームが順序通りに到着しない時、「未着」フレームを表す未着フレームウインドウ内の１ビットは、順序から外れたフレームを受信したことを表している。次に、順序から外れたフレームを転送する前に転送しなければならないフレームを受信すると、こうした順序から外れたフレームは、順序通りに上位コンピュータに転送されるよう記憶される。未着フレームウインドウの最下位ビット（ＬＳＢ）は、「次期期待フレーム」を表している。次期期待フレームは、可能な値の範囲内の最下位の値をもつシーケンス番号を保持している、まだ受信されていないフレームとして定義される。ＬＳＢがある（次期期待フレームが受信されたことを示す）場合には、次期期待フレームのペイロードフィールドに保持されたデータが上位コンピュータに転送される。各ビットは最下位ビットに向けて１ビットシフトされ、最下位ビットは再び検査される。この処理は、最下位ビットがなくなるまで繰り返される。本発明の好適実施例の詳細は添付図面と以下の記載に詳述されている。本発明の詳細が明らかになると、本技術分野の当業者によりさまざまな改良や変更の追加が可能なことが明らかに成るであろう。図面の簡略な説明図１は、従来技術によるファイバーチャンネルフレーム用のフレームフォーマットの図である。図２は、本発明によるインタフェース装置の構成図である。図３は、本発明による状態マシンの状態の状態図である。様々な図面における同じ参照番号と称呼は同じ要素を示している。本発明の詳細な説明本発明を通して、図示の好ましい実施例や例は、本発明を制限するものではなく好適例として考えるのが好ましい。概観本発明は、通信リンクを介してデータフレーム（すなわちマルチバイト送信）を受信するインタフェース装置である。本発明によるフレームデータは、図１に示すものや上述のもののような複数の情報フィールドを含むのが好ましい。本発明の好ましい実施例では、本発明による通信リンクを介して受信された各データフレームは、フレームヘッダ１０３などのフィールドに保持された「シーケンス番号」に関連している。説明を簡潔にするために、シーケンス番号「Ｘ」に関連するフレームは「フレームＸ」と呼ぶことにする。たとえば、シーケンス番号「１０２」に関連するフレームは「フレーム１０２」と呼ぶ。各フレームに関連するシーケンス番号は、フレームが受信されることになっている順序を示す。単純化するために、フレーム「０００」は本説明におけるシーケンスの第１フレームとして考察する。その後のフレームそれぞれは、前のフレームより１つ大きいシーケンス番号を順番にもっている。したがって、フレーム「１０２」は、フレーム「１０１」の直後に受信されることになっている。しかし、可能なシーケンス番号の範囲は任意の番号から始まり、任意の所定の間隔で増分できるのは当然である。本発明は、シーケンス番号から分かるように各フレームが受信されることになっている順序で、各フレームのペイロードフィールド１０５で運ばれた情報を上位コンピュータに転送する。フレームが順序通りに受信されない場合、ペイロードフィールド１０５で運ばれたデータが記憶される。順序から外れたフレームデータが転送されるのは、先に受信されるべきデータフレームすべてを転送した後だけである。本発明の１実施例では、ペイロードフィールド１０５内のデータが転送される上位コンピュータは従来のコンピュータであるが、代わりに、上位コンピュータは、通信リンク上の着局ノードとして動作するコンピュータ周辺装置または任意の他の装置でもかまわない。本発明によると、「次期期待フレーム」は、可能な値の範囲内の最下位の値をもつシーケンス番号を保持し、まだ受信されてないフレームとして定義される。たとえば、可能なシーケンス番号の範囲が０−６５５３５（ファイバーチャンネルフレームにしばしばみられる）である場合、フレーム「０００」から「１００」までの各フレームが受信され、フレーム「１０４」も受信されると、「１０１」はまだ受信されてない最小のシーケンス番号であるが可能な範囲内にあるために、次期期待フレームはフレーム「１０１」である。好ましくは、本発明では、ラッチ出力をもつシフトレジスタ内の８ビット（集合的に「未着フレームウインドウ」と呼ぶ）が記憶される。各ビットは、期待フレームの所定の範囲内で次期フレームの任意のものが受信されたかどうかを示す。この代わりに、任意のメモリ手段を未着フレームウインドウを記憶するために使用できる。シフトレジスタの最下位ビット（ＬＳＢ）は次期期待フレームに関連するのが好ましい。さらに好ましくは、ＬＳＢから最上位ビット（ＭＳＢ）までの各ビットが以後続く次期フレームに順序通りに関連づけられる。たとえば、フレーム「００３」が次期期待フレームである場合には、ＬＳＢがフレーム「００３」に関連づけられる。第２のＬＳＢはフレーム「００４」に関連づけられ、第３のＬＳＢはフレーム「００５」に関連づけられる、と続く。他の実施例では、ＭＳＢは次期期待フレームに関連づけられるので、各ビットの順序が逆転される。各ビットは、それに関連するフレームが受信された後で、第１論理状態（非能動状態）から第２論理状態（能動状態）に状態が変化する。ＬＳＢが能動化される時は、次期期待フレームが受信されている。したがって、本発明の１実施例によると、ＬＳＢの遷移時には、最新受信フレームが次期期待フレームである。このため、本発明の目的がフレームを期待された順序で上位コンピュータに転送することであるので、この最新受信フレームは上位コンピュータに転送可能である。そのフレームが上位コンピュータに転送されると、シフトレジスタは、ＬＳＢ寄りに１ビットシフトされた前の値と同じ値に更新される。ＬＳＢの新しい値が能動状態の場合、そのビットに関連づけられたフレームは受信されており、上位コンピュータに転送可能である。新しいＬＳＢが非能動状態の場合、インタフェース装置は、新ＬＳＢに関連付けられたフレームの受信を待つ（すなわち、ＬＳＢが能動化されるのを待つ）。本発明の好ましい実施例では、インタフェース装置のパラメータそれぞれは、特定のシーケンスに関連して記憶され、その特定のシーケンス内のフレームを受信すると再ロードされる。この動作により複数の情報ストリームがインーターフェース装置により並列に受信および処理可能である。図２は、本発明によるインタフェース装置の構成図である。インタフェース装置は、ウインドウ比較器２００と、状態マシン２０２などの制御装置を備えている。状態マシン２０２はウインドウ比較器２００の動作を制御する。ウインドウ比較器２００は、双方向２：１マルチプレクサ２０６、カウンタ２０８、第１及び第２比較器２１０、２１２、２進加算器２１４、３：８デコーダ２１６、８個の２入力ＯＲゲート２１８、減算器２２０、ビットマスク２２２、ラッチされた出力をもつシフトレジスタ２２４、および読取りバッファ２０４を含む。以下の信号は、状態マシン２０２の次の状態を制御する入力として状態マシン２０２で受信される。（１）到来するフレームから受け取られたデータ、（２）ＭＳＢ出力信号、（３）ＷＲＡＰ出力信号、（４）ＢＯＲＲＯＷ出力信号、（５）ＥＲＲＯＲ出力信号、（６）シフトレジスタ２２４の各ビットの論理状態を表す８つの信号。図３は状態マシン２０２の複数の状態の状態図である。本発明が起動するのは、通信リンクを介してフレームを受信するときである。状態マシン２０２はＩＮＩＴＩＡＬＩＺＡＴＩＯＮ（初期化）状態３０１に入る。フレームが受信されると、状態マシン２０２は、フレーム開始フィールド１０１、フレームヘッダフィールド１０３、ＣＲＣフィールド１０７、およびフレーム終端フィールドに含まれた情報を処理する。フレーム開始フィールドは、このフレームがシーケンスの第１フレームであるかどうかを示す情報を含むのが好ましい。フレームがシーケンスの第１フレームである場合、状態マシン２０２は第１フレームフラグ（ＦＦフラグ）を設定する。フレームヘッダ１０３の受信を検出すると、状態マシン２０２は、フレームヘッダ１０３からシーケンス識別（ＳＥＱ−ＩＤ）値とシーケンスカウンタ（ＳＥＱ−ＣＮＴ）値を抽出して、状態マシン２０２内のメモリ２３０に値を記憶するのが好ましい。他の実施例では、メモリ２３０は状態マシン２０２の外の置くこともできる。ＳＥＱ−ＣＮＴはフレームのシーケンス番号である。ＳＥＱ−ＩＤは、フレームが関連する特定のシーケンスを判定する。本発明の他の実施例では、フレームはＳＥＱ−ＩＤを示してない。こうした他の実施例では、第１シーケンスの全フレームが、第２シーケンスのフレームが受信される前に受信されるようになっている。さらに、ＩＮＩＴＩＡＬＩＺＡＴＩＯＮ（初期化）状態３０１では、ペイロードフィールド１０５に保持された情報の各バイトは、フレームの他のフィールド１０１、１０３、１０７、１０９に保持されたオーバーヘッド情報から分離されている。バイト情報はメモリ２３０内のデータフィールドバッファに記憶されるのが好ましい。バッファの長さと位置が変数「ＤＡＴＡ−ＬＥＮＧＴＨ［ｘ］と「ＡＤＤＲ−ＰＴＲ［ｘ］」でメモリ２３０中に記憶されている。ただし、「ｘ」は特定のフレームに関連する（好ましくは、フレームに関連づけられたＳＥＱ −ＩＤとＳＥＱ−ＣＮＴに関連して）固有の値である。状態マシンは回復（ＲＥＳＴＯＲＥ）状態３０２に入る。回復状態３０２では、状態マシンはカウンタ２０８とシフトレジスタ２２４に受信フレームのＳＥＱ −ＩＤに関連する値をロードする。新しいフレームが受信されるたびにカウンタ２０８とシフトレジスタ２２４のロードが可能になるので、本発明によると、インタフェース装置が、少なくとも第２シーケンスに関連したフレームと混在する第１シーケンスのフレームの処理が可能であると確認されている。ＦＦフラグが能動化されると、状態マシン２０２はシフトレジスタ２２４とカウンタ２０８にシーケンス（好ましくはゼロ）の第１フレームに関連したシーケンス番号の値をロードする。ＦＦフラグが非能動化されると、状態マシン２０２はカウンタ２０８とシフトレジスタ２２４にＳＥＱ−ＩＤにより識別されたシーケンスに関連して以前にセーブされた値をロードする。カウンタ２０８とシフトレジスタ２２４にロードする値はＳＥＱ−ＩＤに基づいた索引により表をみて識別されるのが好ましい。本発明の他の実施例では、最後の受信フレームのシーケンスと再現する値を適切に関連づけるために、カウンタ２０８とシフトレジスタ２２４にロードされる値は、内容アドレス可能メモリ、変換ルックアサイドバッファまたは任意の他の手段を用いて識別される。状態マシン２０２は、信号線２０７を介してマルチプレクサ２０６に送られる読取り／書込み信号を制御して、マルチプレクサ２０６が信号線２０９を介して状態マシン２０２からの入力を受信する。マルチプレクサ選択信号は、選択信号線上で状態マシン２０２からマルチプレクサ２０６に送られる。選択信号は、マルチプレクサからの出力がカウンタ２０８に送られるかまたは、ビットマスク２２２を介してシフトレジスタ２２４に送られるのかを判定する。ビットマスク２２２は、シフトレジスタ２２４の入力端がマルチプレクサ２０６またはＯＲゲート２１８の出力端に接続されているかを判定する２入力マルチプレクサである。シフトレジスタ２２４にロードされた値はシフトレジスタ２２４にラッチされる。シフトレジスタ２２４の値は未着フレームウインドウを表し、特定のフレームが受信されたかどうかを示す。他の実施例としては、ＯＲゲート２１８が３状態出力を備える場合もある。本発明の好ましい実施例では、カウンタ２０８とＳＥＱ−ＣＮＴはどちらも１６ビット幅が好ましい。ＳＥＱ−ＣＮＴの最下位３ビットは減算器２２０の第１入力端に接続されている。カウンタ２０８の出力の最下位３ビットは減算器２２０の第２入力端に接続されている。第１フレームのＳＥＱ−ＣＮＴからの最下位３ビットからカウンタ２０８からの最下位３ビットを引いて、最新の受信フレームが未着フレームウインドウ内のビットにより表されるかどうかの判定を支援する。受入可能な列から外れたフレームの範囲によっては、４つ以上また２つ以下の最下位ビットを減算することもできることに注意すべきである。たとえば、次期期待フレームの値に関して、値が１６個までのフレームが受入可能な場合には、カウンタ２０８とＳＥＱ−ＣＮＴからの出力の最下位４ビットが減算器２２０に送られることになる。本実施例では、減算器２２０からの３つのビットが３：８デコーダ２１６に送られる。デコーダ２１６の出力は８本の信号線であり、その内１つだけがいつでも能動状態になっている。能動化される特定の信号線は減算器２２０からの３本の信号線の状態により判定され、デコーダ２１６の入力端に接続されている。３本の入力線上の論理状態の組合せは８つ可能なので、各出力線はこれら３本の入力線上の可能な８つの論理状態の組合せの１つに対応している。したがって、デコーダ２１６からの各出力線はそれぞれ、ＳＥＱ−ＣＮＴ信号の値とカウンタ２０８の値のモジューロ８の差に対応している。デコーダ２１６からの８つの出力信号はそれぞれ、８つの論理和ゲート２１８の１つ、ビットマスク２２２への８つの入力の１つ、ビットマスク２２２からの８つの出力の１つ、シフトレジスタ２２４への８つの入力の１つ、シフトレジスタ２２４からの８つの並列出力線の１つに対応している。デコーダ２１６からの８つの出力信号はそれぞれ関連する論理和ゲート２１８の第１入力端に接続されている。各論理和ゲート２１８の出力端は関連するビットマスク入力端に接続されている。シフトレジスタ２２４の各出力端は関連する論理和ゲート２１８の第２入力端に接続されている。ゼロ（すなわち、「ゼロ」出力）の入力値に関連した特定のデコーダ出力はビットマスク２２２のＬＳＢにつながっている。出力「１」はＬＳＢに隣接するビットマスク２２２のビットに接続され、「２」から「７」の各デコーダ出力端は、上記の次のビットマスク入力端に順番に接続されている。回復（ＲＥＳＴＯＲＥ）状態３０２では、マルチプレクサ２０６に接続されたビットマスク入力端がシフトレジスタ２２４の入力端に接続されていることに注意すべきである。デコーダ２１６の出力は、カウンタの値とＳＥＱ−ＣＮＴの値の最下位ビットだけの状態を表すので、最新の受信フレームが未着フレームウインドウのビットにより表されたフレームの範囲（すなわち、次期期待フレームの値に関して所定の範囲内）にあるかどうかを判定するのに、カウンタ２０８とＳＥＱ−ＣＮＴからのより上位の出力信号（すなわちビット３−１５）も考慮しなければならない。より上位の出力信号は２進加算器２１４の入力端と第１比較器２１０に送られる。第１比較器２１０は、カウンタ２０８からのより高位ビットとＳＥＱ−ＣＮＴのより高位ビットは、比較器２１０の出力端のＭＳＢ信号が能動状態の場合、同一になることを示す。本発明の好ましい実施例では、２進加算器２１４の出力は、加算器２１４に入力される値より１つ大きい２進値を表す１３ビット出力である。加算器２１４の出力端は第２比較器の入力端に接続されている。第２比較器２１２は、カウンタの出力の最下位より上位のビットが表す値に１を加えた値と、ＳＥＱ−ＣＮＴ値のより上位のビットが表す値を比較する。どちらの値も同じ場合には、比較器２１２のＷＲＡＰ信号出力が能動状態になる。ＷＲＡＰ信号は、減算器２２０からのＢＯＲＲＯＷ信号と組み合わせて使用され、カウンタ２０８に記憶された値が、（１）ＳＥＱ−ＣＮＴ値より小さい場合（すなわち、最新受信フレームのシーケンス番号が次期期待フレームのシーケンス番号より大きい）と（２）ＳＥＱ− ＣＮＴからの８つの値の範囲内である場合を識別する。ＭＳＢ、ＢＯＲＲＯＷおよびＷＡＲＰ信号があつまると、最後の受信フレームが次期期待フレームのシーケンス番号より大きいシーケンス番号をもち、次期期待フレームの値（本例では８）に関して所定の範囲内にあることが確実になる。したがって、ＭＳＢ信号がＭＳＢ信号線２１７で能動状態になる場合には、（次期期待フレームのシーケンス番号を保持する）カウンタ２０８の最上位１３ビットがＳＥＱ−ＣＮＴの最上位の１３ビット（すなわち、最後の受信フレームのシーケンス番号）に等しくなる。したがって、ＭＳＢ信号が能動状態になると、ＳＥＱ−ＣＮＴの最下位３信号は、非能動状態のＢＯＲＲＯＷ信号が示しているように、次期期待フレームのシーケンス番号の最下位３信号（カウンタ２０８に記憶された値の最下位ビット）以上でなければならない。ＢＯＲＲＯＷ信号が能動状態になると、ＳＥＱ−ＣＮＴがエラーになる（すなわち、次期期待フレームのシーケンス番号より小さいので、次期期待フレームの値に関して所定の範囲の値から外れている）。同様にＷＲＡＰ信号が能動状態になると、能動状態のＢＯＲＲＯＷ信号により示されるように、ＳＥＱ−ＣＮＴの最下位３ビットはカウンタ２０８に記憶された値の最下位３ビットより小さくなければならない。そうでない場合には、最新の受信フレームは有効フレームの範囲外であり、エラー状態である。追加エラー検査回路２２６は、最後の受信フレームが前に受信したフレームと同じシーケンス番号ではないことを検査する。この検査は、８つの個別ＡＮＤゲート２２８において、デコーダ２１６からの各出力とシフトレジスタからの関連出力を比較することで実行される。ＭＳＢ信号が能動状態の場合、ＢＯＲＲＯＷ信号は非能動状態であり、デコーダ２１６の出力とシフトレジスタ２２４の関連出力のどちらも能動状態であり、最後の受信フレームが前に受信したフレームと同じシーケンス番号をもつ。同様に、ＷＲＡＰ信号が能動状態であると、ＢＯＲＲＯＷ信号は能動状態であり、デコーダ２１６の出力とシフトレジスタ２２４の関連出力のどちらも能動状態であり、最後の受信フレームは以前に受信したフレームと同じシーケンス番号をもつ。こうした場合のどちらでも、状態マシン２０２はＥＲＲＯＲ（エラー）状態３０７に入る。ＷＲＡＰ、ＭＳＢ、ＢＯＲＲＯＷおよびＥＲＲＯ信号の状態がエラーが発生したことを示している場合、状態マシン２０２は上位コンピュータ２０１への割込み要求線を能動化して、エラー状態の処理の支援を要求する。その代わりに、状態マシン２０２は、極めて処理能力が高いので上位コンピュータ２０１からの援助を要求することなくエラー状態を処理することもできる。どちらの場合でも、エラー状態の検出後に起こる特定の動作は本発明の範囲外である。状態マシン２０２がＳＥＱ−ＣＮＴ値が所定の範囲内にあり前の受信フレームと等しくないと判定した場合には、状態マシン２０２はＬＡＴＣＨ状態３０３に入る。ＬＡＴＣＨ（ラッチ）状態３０３では、状態マシン２０２が、ビットマスク２２２への選択信号を制御することで、ＯＲゲート２１８の出力信号をビットマスク２２２を介してシフトレジスタ２２４の並列入力に接続させる。シフトレジスタ２２４の前の値とデコーダ２１６の出力の論理和を取ることで、前に能動状態であったシフトレジスタ２２４のビットは能動状態を維持する。したがって、ＲＥＳＴＯＲＥ（回復）状態３０２のシフトレジスタ２２４にロードされた値によりフレームがこれまでに順序通りに受信されなかったことを示すようビットが能動化されると、こうした情報は保持され、さらにデコーダ２１６の出力により表された追加ビットを能動化して補足されることになる。次に、状態マシン２０２は、入力信号をシフトレジスタ２２４にロードさせる。シフトレジスタ２２４の出力は、次期期待フレームの値に関して所定の範囲の値内のどのフレームが受信されたかを示す。次に、状態マシン２０２はＡＤＶＡＮＣＥ（進展）状態３０４に入る。ＡＤＶＡＮＣＥ状態３０４では、状態マシン２０２は、ラッチ２０４のＬＳＢが能動状態かどうかを検査する。ラッチ２０４のＬＳＢが能動状態の場合には、最後の受信フレームが次期期待フレームである。状態マシン２０２は変数ＤＡＴＡ−ＬＥＮＧＴＨとＡＤＤＲ−ＰＲＴを使用して、データバッファの位置を同定して、メモリに記憶されカウンタ値に関連するバイト情報（すなわち、最後の受信フレーム）を求める。バイト情報が回復されて上位コンピュータ２０１に転送される。状態マシン２０２はカウンタ２０８を１つ増分し、シフトレジスタ２２４の内容をＬＳＢ方向に１ビット分シフトさせる。新しいＬＳＢが能動状態の場合、状態マシンはＡＤＶＡＮＣＥ状態３０４に入り、変数ＤＡＴＡ−ＬＥＮＧＴＨとＡＤＤＲ−ＰＴＲを使用して、メモリに記憶され新しいカウンタ値に関連するバイト情報の位置を同定する。バイト情報が回復され、上位コンピュータ２０１に転送される。カウンタ２０８は再び増分され、シフトレジスタ２２４の値が再びＬＳＢ方向に１ビット分シフトする。この処理はＬＳＢがゼロになるまで継続する。ＬＳＢの新しい値がゼロの場合には、状態マシン２０２はＳＡＶＥ−ＣＯＮＴＥＸＴ状態３０５に入る。この状態３０５では、カウンタ２０８とシフトレジスタ２２４の値がメモリ２３０にセーブされる。状態マシン２０２はバッファ２０４とマルチプレクサ２０６を介してシフトレジスタ２２４からの値を受信するのが好ましい。さらに、ＤＡＴＡ−ＬＥＮＧＴＨとＡＤＤＲ−ＰＴＲの現在の内容もセーブされる。状態マシン２０２は、次に、ＩＮＩＴＩＡＬＩＺＡＴＩＯＮ状態３０１に戻り、次期フレームの受信を待つ。次期フレームが受信されると、カウンタ２０８とシフトレジスタ２２４に回復される内容（すなわち、同じシーケンスの最後のフレームに関してカウンタ２０８とシフトレジスタ２２４に最後に保持された値）のアドレスを判定するためにＳＥＱ−ＩＤとＳＥＱ−ＣＮＴが取り出される。ペイロードフィールド１０５で運ばれるバイト情報が、変数ＤＡＴＡ−ＬＥＮＧＴＨとＡＤＤＲ−ＰＴＲ（それぞれはこのフレームのＳＥＱ−ＣＮＴに関わっている）により同定された位置でメモリにバッファ記憶される。これは、このフレームが次期期待フレームであること（その結果、カウンタの値がこのフレームのＳＥＱ−ＣＮＴに等しいこと）が判定されるまで続く。次に、シフトレジスタ２２４の新しい内容がラッチ２０４にロードされる。ウインドウ比較器２００の比較器２１０と２１２は、ＳＥＱ−ＣＮＴの値と新しいカウンタの値に基づいて、ＷＲＡＰ、ＢＯＲＲＯＷおよびＭＳＢ信号の論理状態を定める。こうした信号が、ＳＥＱ−ＣＮＴが次期期待フレームの値に関する値の範囲内にあることを示している場合には、状態マシン２０２は再びＡＤＶＡＮＣＥ状態３０４に入る。ラッチ２０４のＬＳＢは再び検査される。新しいＬＳＢが能動状態になる場合、状態マシン２０２はカウンタ２０８の値に関連する変数ＤＡＴＡ −ＬＥＮＧＴＨとＡＤＤＲ−ＰＴＲを使用して、メモリに記憶されたバイト情報の位置を同定する。バイト情報は回復されて上位コンピュータ２０１に転送される。状態マシン２０２は再びカウンタ２０８を増分し、ＬＳＢに向かって１ビット分シフトレジスタ２２４の内容をシフトする。新しいＬＳＢが能動状態の場合には、カウンタ２０８の値に関する変数ＤＡＴＡ−ＬＥＮＧＴＨとＡＤＤＲ−ＰＴＲは、メモリに記憶されたバイト情報の位置を同定する。バイト情報は回復され上位コンピュータ２０１に転送される。状態マシン２０２はＡＤＶＡＮＣＥ状態３０４に再び入り、カウンタ２０８を増分し、シフトレジスタ２２４の内容をＬＳＢの方向に１ビット分シフトさせる。この処理は、新しいＬＳＢが能動状態でなくなるまで継続する。ラッチ２０４のＬＳＢが能動状態でない場合、最後の受信フレームが次期期待フレームではなかったことを示している。次に、状態マシン２０２がＳＡＶＥＣＯＮＴＥＸＴ状態３０５に入り、シフトレジスタ２２４とカウンタ２０８の値ならびにＤＡＴＡ−ＬＥＮＧＴＨとＡＤＤＲ−ＰＴＲの値をセーブする。次に、状態マシン２０２はＩＮＩＴＩＡＬＩＺＡＴＩＯＮ状態３０１に入り、次期フレームの受信を待つ。この処理は継続的に繰り返される。本発明には従来技術と比べて様々な利点がある。本発明は、単純な論理要素を用いて実施可能であり、ディジタル電子通信システムに埋め込むのに適している。さらに、本発明は、高レベルの制御機能がインタフェース装置の状態を判定し他の状態をもたらすことができる単純なメカニズムを備えている。代わりに単純な状態情報（すなわち、カウンタとシフトレジスタの値）をセーブし回復することで、「コンテキスト切替え」または比較的複雑なマシンの並列使用が容易になる。さらに、フレームが特定のシーケンスを識別するフィールドをもっている場合、本発明は、カウンタとシフトレジスタの値を最後の受信フレームのシーケンスに関する値で更新することにより複数のデータストリーム間で多重化動作可能である。本発明はほんのわずかしかプロセッサの介入を必要としないので、次期期待フレームの受信とそのフレームのペイロードフィールドで運ばれたデータの上位コンピュータへの転送の間の待ち時間はきわめて短い。複数のフレームが順序通りにインタフェース装置により受信される場合、各フレームについてペイロード情報の上位コンピュータへの転送にはほとんど遅延がない。未着フレームウインドウが受信可能な事前定義されたフレーム範囲を識別するので、フレームが範囲外にあることを示すことで、本発明は一時的な記憶が過重であるかまたはそうなりそうな時を示すことができる。本発明はさらに、同じフレームが２度受信されたときにエラー状態を示す。その上、本発明は、受信情報の長さを各配送間で変えられ、その変化の特質が受信側により予測できない通信プロトコルを容易に組み込める。本発明について多々実施例が記載されてきたが、本発明の精神と範囲から逸脱しないかぎり様々な修正が可能である。たとえば、本発明は、ウインドウ比較器の動作を制御する状態マシンの視点から記載されてきた。しかし、個別論理、プログラム式汎用コンピュータやプログラム式論理アレイなどの回路機構を使用して、上記の状態マシンの関数を実行することができる。同様に、本発明のウインドウ比較器回路は、プログラム式汎用コンピュータ、プログラム式論理アレイ、または状態マシンなどどんな手段でも実施可能である。さらに、ビット数（すなわち、未着フレームウインドウの範囲）は模範例で説明された８ビットから変えることができる。したがって、本発明は特定の例示実施例により制限されるものではなく添付の請求の範囲によって制限されることを理解すべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．通信リンクに受信装置を接続し、インタフェース装置により受信された複数のデータフレームの各フレームが一連のフレーム内に含まれ、前記複数のフレームが外部送信装置により定義された所定の順序で前記受信装置に確実に送られるようにするインタフェース装置であって、（ａ）制御装置と、（ｂ）前記制御装置に接続され制御されて、最後の受信フレームが前記外部送信装置により定義された順序での次期期待フレームであるかどうかを示す未着フレームウインドウを記憶する未着フレームウインドウ記憶手段をもつ比較器ウインドウ回路と、を含むことを特徴とする前記インタフェース装置。２．受信された複数のフレームは該フレームが含まれているシーケンスを識別する情報を含み、前記比較器ウインドウはさらに前記未着フレーム記憶手段に接続されたロード手段を含み、最後の受信フレームのシーケンスに関する未着フレームウインドウを前記未着フレームウインドウ記憶手段にロードする、請求項１に記載のインタフェース装置。３．前記制御装置は、選択フレームが次期期待フレームであることが前記未着フレームウインドウから判定されたときのみ、前記インタフェース装置により受信された、前記選択フレーム内のデータを転送する、請求項１に記載のインタフェース装置。４．前記インタフェース装置により受信された各有効フレームは、所定順序内の前記フレームの相対的な位置を示す値に関連しており、前記比較器ウインドウはさらに、（ａ）次期期待フレームに関わる値を記憶する記憶手段と、（ｂ）前記記憶手段と前記制御装置に接続され、前記次期期待フレームに関わる値と最後の受信フレームに関わる値を比較して、前記最後の受信フレームに関わる値が、次期期待フレームの値の所定の範囲内にあるかどうかを示す比較手段と、を含む、請求項１に記載のインタフェース装置。５．前記制御装置は、選択フレームが現在の次期期待フレームであることと、前記選択フレームが受信時に予め決められた範囲の値の内の値に関連していることが、前記比較手段と未着ウインドウフレームから判定されるときのみ、前記インタフェース装置により受信された前記選択フレーム内のデータを転送する、請求項４に記載のインタフェース装置。６．前記記憶手段は、前記制御装置に作動的に接続されるカウンタであり、前記制御装置からのコマンドに基づいて記憶された値を予め決められた値分増分可能である、請求項５に記載のインタフェース装置。７．前記カウンタは前記制御装置により制御され、未着フレームウインドウが最後の受信フレームが次期期待フレームであることを示すときに、予め決められた値分増分する、請求項６に記載のインタフェース装置。８．前記ウインドウ比較器回路はさらに、前記制御装置と前記未着ウインドウ記憶手段の入力端に接続されたシフトレジスタを含み、前記未着フレームウインドウが最後の受信フレームが次期期待フレームであることを示しているときに前記未着フレームウインドウ記憶手段に記憶される前に、前記未着フレームウインドウ記憶手段への未着フレームウインドウ入力が前記制御装置の制御下でシフト可能である、請求項７に記載のインタフェース装置。９．（１）前記制御装置は最後の受信フレームに関連した２進値を出力する値信号線を備え、（２）前記カウンタはその２進値を出力する出力信号線を備え、（３）前記比較器ウインドウ回路はさらに、（ａ）出力端、第１及び第２入力端をもち、前記第１入力端は前記カウンタの出力信号線に接続され、前記第２入力端は前記値信号線に接続され、前記比較器の出力端は前記制御装置に接続されており、最後の受信フレームに関連する値が前記カウンタの値に関する予め決められた範囲内にある時を判定する、第１比較器と、（ｂ）入力端と出力端をもち、前記入力端は前記カウンタの出力信号線に接続され、前記カウンタの値より大きい値を出力する加算器と、（ｃ）出力端、第１および第２入力端をもち、前記第１入力端は前記加算器の出力端に接続され、前記第２入力端は前記カウンタの出力信号線に接続され、前記第２比較器の出力端は前記制御装置に接続され、前記加算器の出力と前記カウンタの値を比較してその比較結果を前記制御装置に送る第２比較器と、（ｄ）出力端、第１および第２入力端をもち、前記第１入力端は前記カウンタからの複数の最下位出力線の少なくとも１つに接続され、前記第２入力端は前記制御装置からの複数の最下位出力線の少なくとも１つに接続され、前記カウンタの最下位線に表された値と前記制御装置からの最下位線に表された値の間の差を２進法で表す、減算器と、（ｅ）入力端と出力端をもち、前記出力端は複数の出力信号線を備え、各出力信号線は前記減算器から前記デコーダに接続された固有の２進入力値に関連するデコーダと、（ｆ）それぞれが前記複数のデコーダ出力信号線の特定の１線に接続され、第１入力端が前記関連したデコーダ出力信号線に接続され、出力端が前記未着フレームウインドウ記憶手段の特定の入力端に接続され、前記記憶手段は前記インタフェース装置により受信されたフレームに関連する値を示す値を記憶する複数の２入力ＯＲゲートと、を含む、請求項７に記載のインタフェース装置。１０．前記比較ウインドウ回路はさらに、（ａ）最後の受信フレームに関する値の予め決められた数の高位ビットが、次期期待フレームに関する値の同数の高位ビット以上かどうかを判定する手段と、（ｂ）最後の受信フレームに関連する値の複数の最下位ビットと次期期待フレームに関連する値の同数の最下位ビットの差が、能動化する差信号線に関連した固有値に等しくなるときに、それぞれ固有の値に関連する複数の差信号線の１つを能動化する手段と、（ｃ）複数の２入力ＯＲゲートと、を含み、各ＯＲゲートは前記複数の差信号線の特定の線に関連し、前記関連する差信号線に接続される第１入力端と、前記インタフェース装置により受信されたフレームに関連する値を示す値を記憶する未着フレームウインドウ記憶手段の特定の入力に接続される出力端とをもち、各値は次に期待フレームに関する値の予め決められた範囲内にあり、前記各ＯＲゲートの第２入力端は前記未着フレームウインドウ記憶手段の出力端に接続される、請求項７に記載のインタフェース装置。