KR100431702B1 - Cell Based Ethernet Switch System - Google Patents

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KR100431702B1
KR100431702B1 KR10-2001-0086330A KR20010086330A KR100431702B1 KR 100431702 B1 KR100431702 B1 KR 100431702B1 KR 20010086330 A KR20010086330 A KR 20010086330A KR 100431702 B1 KR100431702 B1 KR 100431702B1
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김종천
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 단일 이더넷 스위치를 프레임 단위로 동작하도록 하고 해당 단일 이더넷 스위치를 여러 개 연결하여 스위치 시스템을 구성할 경우에 스위치간의 연결을 셀 단위로 동작하도록 한 셀 기반 이더넷 스위치 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cell-based Ethernet switch system to operate a single Ethernet switch in units of frames and to connect a plurality of the single Ethernet switches to configure a switch system in a cell unit.

본 발명은 로컬에서의 스위칭을 프레임 단위로 수행하도록 하고 각각의 버스 규약을 통해 정보를 전달하며, 해당 스위치를 여러 개 연결하여 스위치 시스템을 구성할 경우에 스위치간의 연결을 셀 단위로 수행하도록 함으로써, 스위치의 성능을 향상시키고 시스템 구성 시에 확장이 용이할 수 있다.The present invention is to perform the local switching in the frame unit and to transfer information through the respective bus protocol, and when connecting a plurality of switches to configure the switch system by performing the connection between the switches by cell unit, It can improve the performance of the switch and be easy to expand when configuring the system.

Description

셀 기반 이더넷 스위치 시스템 {Cell Based Ethernet Switch System}Cell Based Ethernet Switch System

본 발명은 셀 기반 이더넷 스위치 시스템에 관한 것으로, 특히 단일 이더넷 스위치를 프레임 단위로 동작하도록 하고 해당 단일 이더넷 스위치를 여러 개 연결하여 스위치 시스템을 구성할 경우에 스위치간의 연결을 셀 단위로 동작하도록 한 셀 기반 이더넷 스위치 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cell-based Ethernet switch system, and in particular, to operate a single Ethernet switch in units of frames and to connect a plurality of the single Ethernet switches to configure a switch system, a cell in which connections between switches operate in units of cells. An Ethernet switch system is based.

일반적으로, 이더넷 스위치는 계층 2 이더넷 프레임(Layer 2 Ethernet Frame)을 스위칭(Switching)하는 장치로서, 대부분의 스위치가 크게 4 개의 모듈(Module)로 구성될 수 있다.In general, an Ethernet switch is a device for switching a Layer 2 Ethernet frame, and most switches can be largely composed of four modules.

여기서, 해당 모듈에는 MII나 RMII를 통해 PHY 칩과 데이터를 송수신하는 모듈과, 어드레스 테이블과 VLAN 테이블을 참조하여 포워딩을 결정하는 모듈과, 포워딩 정보에 따라 프레임을 버퍼에 저장하고 스케줄링(Scheduling)하여 스위칭하는 모듈과, 다른 스위치와 송수신을 담당하는 모듈로 구성될 수 있다.Here, the module includes a module for transmitting and receiving data to and from the PHY chip through MII or RMII, a module for determining forwarding by referring to an address table and a VLAN table, and storing and scheduling a frame in a buffer according to the forwarding information. It may be composed of a module for switching and a module responsible for transmitting and receiving with other switches.

또한, 상기 이더넷 스위치간의 스위칭을 담당하는 중앙 스위치로 시스템을 구성할 수도 있다.In addition, the system may be configured as a central switch that is responsible for switching between the Ethernet switch.

그리고, 상기 이더넷 스위치는 'IEEE 802.3'에 규약된 바와 같이 MII나 RMII를 통해 PHY 단과 접속하여 프레임을 판독하여 해당 프레임의 헤더(Header)를 분석한 후에 포워딩 정보를 추출하며, 이에 따라 적절한 포트로 스위칭하거나 다른 이더넷 스위치로 전송해 이를 다시 MII나 RMII를 통해 PHY 단으로 전송해 주게 된다.Then, the Ethernet switch reads a frame by accessing the PHY terminal through MII or RMII as described in 'IEEE 802.3', analyzes the header of the frame, and then extracts the forwarding information. It can be switched or transferred to another Ethernet switch and sent back to the PHY via MII or RMII.

그런데, 상술한 바와 같은 이더넷 스위치는 프레임을 기본 단위로 동작하므로, 버퍼의 효율적인 사용이 어려우며, 또한 중앙 스위치를 통해 시스템을 구성할 경우에 해당 중앙 스위치의 구성이 어려워 용량을 확장하는데 어려운 문제점이 있었다.However, since the Ethernet switch as described above operates the frame as a basic unit, it is difficult to use the buffer efficiently, and when the system is configured through the central switch, the configuration of the central switch is difficult to expand the capacity. .

전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 계층 2 프레임을 스위칭하는 단일 이더넷 스위치를 프레임 단위로 동작하도록 하고 해당 단일 이더넷 스위치를 여러 개 연결하여 스위치 시스템을 구성할 경우에 스위치간의 연결을 셀 단위로 동작하도록 함으로써, 대용량의 이더넷 스위치 시스템에 적당하도록 하는데, 그 목적이 있다.In order to solve the problems as described above, the present invention is to operate a single Ethernet switch for switching a layer 2 frame frame-by-frame and to connect a plurality of the single Ethernet switch to configure the switch system when configuring a switch system It is intended to be suitable for a large capacity Ethernet switch system by operating on a cell basis.

또한, 본 발명은 로컬(Local)에서의 스위칭을 프레임 단위로 수행하도록 하고 각각의 버스 규약을 통해 정보를 전달하며, 해당 스위치간의 연결을 셀 단위로 수행하도록 함으로써, 스위치의 성능을 향상시키고 시스템 구성 시에 확장이 용이하도록 하는데, 그 목적이 있다.In addition, the present invention improves the performance of the switch and system configuration by performing switching in the local unit of frame, transfer information through each bus protocol, and perform the connection between the switches in the unit of cell, The purpose is to make it easy to expand the city.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 셀 기반 이더넷 스위치 시스템을 나타낸 구성 블록도.1 is a block diagram illustrating a cell-based Ethernet switch system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 있어 FESB(Fast Ethernet Switching Block)를 나타낸 상세 구성 블록도.FIG. 2 is a detailed block diagram illustrating a Fast Ethernet Switching Block (FESB) in FIG. 1. FIG.

도 3은 도 1에 있어 GSB(Global Switching Block)를 나타낸 상세 구성 블록도.3 is a detailed block diagram showing a global switching block (GSB) in FIG.

도 4는 도 2에 있어 에이취-버스(H-BUS)를 설명하기 위한 블록도.FIG. 4 is a block diagram for explaining H-BUS in FIG. 2. FIG.

도 5는 도 2에 있어 에이취-버스(H-BUS)의 신호 구성 및 신호 타이밍을 나타낸 도면.FIG. 5 is a diagram illustrating a signal configuration and signal timing of an H-BUS in FIG. 2; FIG.

도 6은 도 5에 있어 ARI(Address Resolution Information)의 구조를 나타낸 도면.FIG. 6 is a diagram illustrating a structure of address resolution information (ARI) in FIG. 5; FIG.

도 7은 도 2에 있어 엠-버스(M-BUS)를 설명하기 위한 블록도.FIG. 7 is a block diagram for explaining an M-BUS in FIG. 2. FIG.

도 8은 도 2에 있어 엠-버스(M-BUS)의 신호 구성 및 신호 타이밍을 나타낸 도면.FIG. 8 is a diagram illustrating a signal configuration and signal timing of an M-BUS in FIG. 2.

도 9는 도 8에 있어 제어 정보의 구조를 나타낸 도면.FIG. 9 is a diagram showing a structure of control information in FIG. 8; FIG.

도 10은 도 2에 있어 티이-버스(T-BUS)를 설명하기 위한 블록도.FIG. 10 is a block diagram illustrating a T-BUS in FIG. 2. FIG.

도 11은 도 2에 있어 티이-버스(T-BUS)의 신호 구성 및 신호 타이밍을 나타낸 도면.FIG. 11 is a view showing a signal configuration and signal timing of a T-BUS in FIG. 2; FIG.

도 12는 도 11에 있어 제어 정보의 구조를 나타낸 도면.FIG. 12 is a diagram showing the structure of control information in FIG. 11; FIG.

도 13은 도 2에 있어 유-버스(U-BUS)를 설명하기 위한 블록도.FIG. 13 is a block diagram illustrating a U-BUS in FIG. 2; FIG.

도 14는 도 2에 있어 유-버스(U-BUS)의 신호 구성 및 신호 타이밍을 나타낸 도면.FIG. 14 is a diagram showing a signal configuration and signal timing of a U-BUS in FIG. 2; FIG.

도 15는 도 14에 있어 유-셀(U-Cell)의 헤더 포맷(Header Format)을 나타낸 도면.FIG. 15 is a diagram illustrating a header format of a U-cell in FIG. 14.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : ECM(Ethernet Control Module) 200 : FESB100: ECM (Ethernet Control Module) 200: FESB

300 : GSM(Global Switch Module) 400 : 메인(Main) CPU300: GSM (Global Switch Module) 400: Main CPU

500 : PCI(Program Controlled Interrupt) 브리지(Bridge)500: PCI (Program Controlled Interrupt) Bridge

600 : 메모리(Memory) 700 : 주변 장치(Peripherals)600: Memory 700: Peripherals

800 : GSB Port #1 ~ Port #16 : 포트(Port)800: GSB Port # 1 ~ Port # 16: Port

PHY #1 ~ PHY #16 : PHY(Physical Layer Protocol) 칩(Chip)PHY # 1 ~ PHY # 16: PHY (Physical Layer Protocol) Chip

210 : MCB(Media Control Block)210: MCB (Media Control Block)

211 : 수신 MII(Media Independent Interface)211: Receive MII (Media Independent Interface)

212 : 송신 MII 213 : MAC(Media Access Control)212: Transmit MII 213: MAC (Media Access Control)

216 : 스위치 억세스 제어부(Switch Access Control Unit)216: Switch Access Control Unit

217 : HISB(H-Interface Slave Block)217: H-Interface Slave Block (HISB)

218 : MISB(M-Interface Slave Block)218: M-Interface Slave Block (MISB)

219 : TISB(T-Interface Slave Block)219TISB (T-Interface Slave Block)

220 : ARB(Address Resolution Block)220: Address Resolution Block (ARB)

221 : 인그레스 제어부(Ingress Control Unit)221: Ingress Control Unit

222 : 어드레스 룩업부(Address Look-up Unit)222: Address Look-up Unit

223 : 포워딩 결정부(Forwarding Decision Unit)223 Forwarding Decision Unit

224 : 테이블 제어부(Table Control Unit)224: Table Control Unit

225 : HIMB(H-Interface Master Block)225: HI-Interface Master Block (HIMB)

230 : CPU 240 : CPU 인터페이스(Interface)230: CPU 240: CPU Interface

250 : ICB(Interdevice Control Block)250: ICB (Interdevice Control Block)

251 : 유-다운링크 수신 인터페이스(U-Down Link Receive Interface)251: U-Down Link Receive Interface

252 : 유-업링크 송신 인터페이스(U-Up Link Transmit Interface)252: U-Up Link Transmit Interface

260 : 데이터 버퍼(Data Buffer) 270 : LSB(Local Switching Block)260: Data Buffer 270: LSB (Local Switching Block)

271 : 스케쥴부(Schedule Unit)271: schedule unit

272 : 이그레스 제어부(Egress Control Unit)272: Egress Control Unit

273 : 유-셀 제어부(U-Cell Control Unit)273 U-Cell Control Unit

274 : 버퍼 제어부(Buffer Control Unit)274: Buffer Control Unit

275 : MIMB(M-Interface Master Block)275: MI-Interface Master Block (MIMB)

276 : TIMB(T-Interface Master Block)276: T-Interface Master Block (TIMB)

280, 830 : FSM(Finite State Machine) 제어부280, 830: finite state machine control unit

290 : 레지스터(Registers) 291 : 어드레스 테이블(Address Table)290 Registers 291 Address Table

292 : VLAN(Virtual Local Area Network) 테이블292 virtual local area network (VLAN) tables

214, 215, 293, 294, 820, 840, 860, 870 : 버퍼(Buffer)214, 215, 293, 294, 820, 840, 860, 870: Buffer

810 : CIB(CPU Interface Block)810: CIB (CPU Interface Block)

811 : 패킷 재조립부(Packet Reassembly Unit)811: Packet Reassembly Unit

812 : PCI 인터페이스812: PCI Interface

813 : 패킷 분리부(Packet Segmentation Unit)813: Packet Segmentation Unit

850 : CSB(Crossbar Switch Block)850: Crossbar Switch Block (CSB)

880 : ICB(Interdevice Control Block)880: Interdevice Control Block (ICB)

881 : 유-업링크 수신 인터페이스(U-Up Link Receive Interface)881: U-Up Link Receive Interface

882 : 유-다운링크 송신 인터페이스(U-Down Link Transmit Interface)882: U-Down Link Transmit Interface

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 셀 기반 이더넷 스위치 시스템은 로컬에서의 스위칭을 프레임 단위로 수행하도록 하고 각각의 버스 규약을 통해 정보를 전달하며, 스위치를 여러 개 연결하여 스위치 시스템을 구성할 경우에 해당 스위치간의 연결을 셀 단위로 수행하도록 한 것을 특징으로 한다.Cell-based Ethernet switch system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object to perform the local switching in the frame unit, transfer information through each bus protocol, and connect a plurality of switches When configuring a switch system, it is characterized in that the connection between the switches is performed in units of cells.

바람직하게는, 상기 스위치 시스템은 패스트 이더넷을 블로킹 없이 스위칭할 수 있는 칩 셋으로, 패스트 이더넷 포트를 스위칭하는 다수 개의 LES(LocalEthernet Switch) 칩과, 해당 다수 개의 LES 칩과 연결하여 링크들을 스위칭하는 GAS(Global ATM Switch) 칩을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.Preferably, the switch system is a chip set capable of switching Fast Ethernet without blocking, and includes a plurality of Local Ethernet Switch (LES) chips for switching Fast Ethernet ports, and a GAS connected to the plurality of LES chips to switch links. (Global ATM Switch) It is characterized in that it comprises a chip.

여기서, 상기 LES 칩은 MII(Media Independent Interface)를 통해 각 PHY(Physical Layer Protocol) 칩과 데이터를 송수신하는 다수 개의 MCB(Media Control Block)와; 어드레스 테이블과 VLAN(Virtual Local Area Network) 테이블을 참조하여 포워딩을 결정하는 ARB(Address Resolution Block)와; 포워딩 정보에 따라 프레임을 데이터 버퍼에 저장하고 스케쥴링하는 LSB(Local Switching Block)와; 상기 GAS 칩을 통해 다른 LES 칩과 송수신을 담당하는 ICB(Interdevice Control Block)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The LES chip may include a plurality of media control blocks (MCBs) for transmitting and receiving data to and from each physical layer protocol (PHY) chip through a media independent interface (MII); An address resolution block (ARB) for determining forwarding by referring to an address table and a virtual local area network (VLAN) table; A local switching block (LSB) for storing and scheduling a frame in a data buffer according to the forwarding information; Characterized in that it comprises an ICB (Interdevice Control Block) responsible for transmitting and receiving with other LES chip through the GAS chip.

또한 바람직하게는, 상기 스위치 시스템은 상기 각 MCB에서 상기 ARB로 수신되는 프레임의 헤더를 전송해 주고 어드레스 룩업에 의한 정보를 상기 ARB에서 상기 각 MCB로 전송해 주는 에이취-인터페이스와; 상기 각 MCB에서 상기 ARB로부터 수신되는 프레임의 헤더를 상기 LSB로 전송해 주는 엠-인터페이스와; 상기 LSB에서 스케쥴링된 송신 프레임을 상기 각 MCB로 전송해 주는 티이-인터페이스와; 상기 다수 개의 LES 칩과 상기 GAS 칩간의 데이터 송수신을 수행하는 유-인터페이스를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.Also preferably, the switch system comprises: an H-interface which transmits a header of a frame received from each MCB to the ARB and transmits information based on an address lookup from the ARB to each MCB; An M-interface for transmitting a header of a frame received from the ARB to the LSB in each MCB; A tie-interface for transmitting the transmission frame scheduled in the LSB to the respective MCBs; And a u-interface for performing data transmission and reception between the plurality of LES chips and the GAS chip.

더욱이 바람직하게는, 상기 GAS 칩은 하나의 PCI(Program Controlled Interrupt) 인터페이스를 구비하여 별도로 메인 CPU와 접속하도록 이루어지되, 상기 메인 CPU와의 통신을 제어하여 패킷의 재조립, PCI 인터페이스 및 패킷의 분리의 역할을 수행하는 CIB(CPU Interface Block)와; ATM 스위칭을 수행하여 크로스바스위치, 가상 출력 큐잉 및 스루풋의 역할을 수행하는 CSB(Crossbar Switch Block)와; 상기 다수 개의 LES 칩과의 데이터를 송수신하는 다수 개의 ICB를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Further preferably, the GAS chip has one Program Controlled Interrupt (PCI) interface to be connected to the main CPU separately, and controls communication with the main CPU to control the reassembly of the packet, the PCI interface and the separation of the packet. A CPU interface block (CIB) that plays a role; A crossbar switch block (CSB) for performing ATM switching to perform crossbar switches, virtual output queuing, and throughput; It characterized in that it comprises a plurality of ICB for transmitting and receiving data with the plurality of LES chips. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시 예에 따른 셀 기반 이더넷 스위치 시스템, 즉 FES(Fast Ethernet Switch) 칩 셋(Chip Set)은 100(Mbps) 패스트 이더넷(Fast Ethernet)을 블로킹(Blocking) 없이 스위칭할 수 있는 칩 셋으로, 100(Mbps) 패스트 이더넷 포트를 스위칭하는 LES(Local Ethernet Switch) 칩과, 4(Gbps) 링크(Link)를 스위칭하는 GAS(Global ATM Switch) 칩으로 구성되는데, 도 1에 도시된 바와 같이, 해당 LES 칩은 ECM(100)에 해당하고 해당 GAS 칩은 GSM(200)에 해당한다.A cell-based Ethernet switch system according to an embodiment of the present invention, that is, a Fast Ethernet Switch (FES) Chip Set is a chip set capable of switching 100 (Mbps) Fast Ethernet without blocking. , LES (Local Ethernet Switch) chip to switch 100 (Mbps) Fast Ethernet port, and GAS (Global ATM Switch) chip to switch 4 (Gbps) Link, as shown in Figure 1, The LES chip corresponds to the ECM 100 and the GAS chip corresponds to the GSM 200.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀 기반 이더넷 스위치 시스템은 각 구성 블록간의 통신을 위해 4 가지의 시스템 인터페이스들(, 즉 에이취(H)-인터페이스, 엠(M)-인터페이스, 티이(T)-인터페이스 및 유(U)-인터페이스)을 가진다.In addition, the cell-based Ethernet switch system according to an embodiment of the present invention for the four system interfaces (ie, H-interface, M (M) -interface, T-T-) for communication between each component block Interface and U-interface).

여기서, 해당 ECM(100)에 연결되는 링크의 수에 따라 전체 시스템의 용량이 결정되며, 해당 GSM(200)은 포트의 수에 따라 용량이 결정되어진다. 이하, 본 발명을 보다 쉽게 이해할 수 있도록 해당 ECM(100)은 16 포트(Port #1 ~ Port #16)로 구성된 것으로 하며, 해당 GSM(200)은 4 개의 링크로 구성된 것으로 설명한다.Here, the capacity of the entire system is determined according to the number of links connected to the ECM 100, and the capacity of the GSM 200 is determined according to the number of ports. Hereinafter, the ECM 100 is configured as 16 ports (Port # 1 to Port # 16) so that the present invention can be more easily understood, and the corresponding GSM 200 is described as being composed of four links.

그리고, 해당 4 개의 ECM(100)과 GSM(200)은 유-버스(U-BUS)를 통해 서로 정합하며, 해당 각 ECM(100)은 LAN의 다수 개의 터미널(Terminal)에 연결되어 있는다수 개의 포트(Port #1 ~ Port #16)와, 다수 개의 PHY 칩(PHY #1 ~ PHY #16)과, FESB(200)를 포함하여 이루어지며, 해당 GSM(300)은 메인 CPU(400)와, PCI 브리지(500)와, 메모리(600)와, 주변 장치(700)와, GSB(800)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 해당 유-버스(U-BUS)는 해당 4 개의 ECM(100)과 GSM(200)간의 전송을 정의하는 유-인터페이스에 의해 이루어진다.In addition, the four ECM 100 and the GSM 200 are matched to each other through the U-BUS, each of the ECM 100 is connected to a plurality of terminals (LAN) of the LAN A port (Port # 1 to Port # 16), a plurality of PHY chips (PHY # 1 to PHY # 16), and an FESB 200, and the corresponding GSM 300 includes a main CPU 400, PCI bridge 500, memory 600, peripheral device 700, and GSB 800. Here, the U-BUS is made by a U-interface defining the transmission between the four ECM 100 and the GSM (200).

상기 LES16 칩, 즉 상기 각 ECM(100) 내의 FESB(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 크게 네 개의 모듈로 구성되는데, RMII를 통해 상기 각 PHY 칩(PHY #1 ~ PHY #16)과 데이터를 송수신하는 다수 개의 MCB(210)와, 어드레스 테이블(291)과 VLAN 테이블(292)을 참조하여 포워딩을 결정하는 ARB(220)와, 포워딩 정보에 따라 프레임을 데이터 버퍼(260)에 저장하고 스케쥴링하는 LSB(270)와, 상기 GSM(200)을 통해 다른 ECM(100)과 송수신을 담당하는 ICB(250)를 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 FESB(200)는 CPU(230)와, CPU 인터페이스(240)와, 데이터 버퍼(260)와, FSM 제어부(280)와, 다수 개의 레지스터(290)와, 어드레스 테이블(291)과, VLAN 테이블(292)과, 다수 개의 수신 버퍼(293)와, 다수 개의 송신 버퍼(294)를 더 포함하여 이루어진다.The LES16 chip, i.e., the FESB 200 in each ECM 100, is largely composed of four modules, as shown in FIG. 2, through the RMII and the respective PHY chips (PHY # 1 to PHY # 16). A plurality of MCBs 210 for transmitting and receiving data, an ARB 220 for determining forwarding with reference to the address table 291 and a VLAN table 292, and a frame are stored in the data buffer 260 according to the forwarding information. LSB 270 for scheduling and ICB 250 for transmitting and receiving with other ECM 100 through the GSM (200). The FESB 200 may include a CPU 230, a CPU interface 240, a data buffer 260, an FSM controller 280, a plurality of registers 290, an address table 291, It further comprises a VLAN table 292, a plurality of receive buffers 293, and a plurality of transmit buffers 294.

그리고, 상기 각 MCB(210)는 RMII, MAC, 프레이밍(Framing), 에이취-버스(H-BUS)를 통한 상기 ARB(220)와의 헤더 정보와 포워딩 정보의 교환, 엠-버스(M_BUS)를 통한 포워딩 정보와 프레임의 상기 LSB(270)로의 전달, 티이-버스(T-BUS)를 통한 송신 프레임의 상기 LSB(270)로부터의 수신 등의 역할을 수행하는데, 수신 MII(211)와, 송신 MII(212)와, MAC(213)과, 수신 버퍼(214)와, 송신 버퍼(215)와,스위치 억세스 제어부(216)와, HISB(217)와, MISB(218)와, TISB(219)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 해당 에이취-버스(H-BUS)는 상기 각 MCB(210)와 상기 ARB(220)간의 헤더 정보와 포워딩 정보의 교환을 위한 양방향 인터페이스 규약인 에이취-인터페이스에 의해 이루어지며, 해당 엠-버스(M_BUS)는 상기 각 MCB(210)에서 상기 LSB(270)로 데이터와 포워딩 정보를 보내기 위한 엠-인터페이스에 의해 이루어지며, 해당 티이-버스(T-BUS)는 상기 LSB(270)로부터 스케쥴링에 의해 상기 각 MCB(210)로 프레임을 전송하기 위한 티이-인터페이스에 의해 이루어진다.Each MCB 210 exchanges header information and forwarding information with the ARB 220 through RMII, MAC, Framing, H-BUS, and M-BUS. Forwarding information and transmission of the frame to the LSB 270, reception of the transmission frame via the T-BUS from the LSB 270, and the like, including a reception MII 211 and a transmission MII. 212, MAC 213, receive buffer 214, transmit buffer 215, switch access control unit 216, HISB 217, MISB 218, and TISB 219. It is made to include. Here, the H-BUS is made by H-Interface, which is a bidirectional interface protocol for exchanging header information and forwarding information between each MCB 210 and the ARB 220, and the M-bus. (M_BUS) is made by the M-interface for sending data and forwarding information from each MCB (210) to the LSB (270), the corresponding T-BUS (T-BUS) from the LSB (270) to scheduling By a tie-interface for transmitting a frame to each MCB (210).

그리고, 상기 ARB(220)는 인그레스 제어, 어드레스 룩업, 포워딩 결정 등의 역할을 수행하는데, 인그레스 제어부(221)와, 어드레스 룩업부(222)와, 포워딩 결정부(223)와, 테이블 제어부(224)와, HIMB(225)를 포함하여 이루어진다.The ARB 220 performs ingress control, address lookup, forwarding decision, and the like, and includes an ingress control unit 221, an address lookup unit 222, a forwarding determination unit 223, and a table control unit. 224, and HIMB 225.

그리고, 상기 ICB(250)는 2(Gbps) 수신 정합 역할을 수행하는 유-다운링크 수신 인터페이스(251)와, 2(Gbps) 송신 정합 역할을 수행하는 유-업링크 송신 인터페이스(252)를 포함하여 이루어진다.The ICB 250 includes a U-downlink reception interface 251 that plays a 2 (Gbps) reception matching role and a U-uplink transmission interface 252 that performs a 2 (Gbps) transmission matching role. It is done by

그리고, 상기 LSB(270)는 스케쥴링, 이그레스 제어, 셀의 분리 및 재조립, 버퍼 제어 등의 역할을 수행하는데, 스케쥴부(271)와, 이그레스 제어부(272)와, 유-셀 제어부(273)와, 버퍼 제어부(274)와, MIMB(275)와, MIMB(276)를 포함하여 이루어진다.The LSB 270 performs scheduling, egress control, cell separation and reassembly, buffer control, and the like. The scheduler 271, the egress controller 272, and the U-cell controller ( 273, a buffer control unit 274, a MIMB 275, and a MIMB 276.

상기 GAS4 칩, 즉 상기 GSM(200)은 상기 4 개의 ECM(100)과 연결될 수 있고 하나의 PCI 인터페이스(812)를 구비하여 별도로 상기 메인 CPU(400)에 연결되어 이루어지는데, 상기 GSM(200) 내의 GSB(800)는 크게 도 3에 도시된 바와 같이, 상기메인 CPU(400)와의 통신을 제어하는 CIB(810)와, ATM 스위칭을 수행하는 CSB(850)와, 상기 4 개의 ECM(100)과의 데이터를 송수신하는 다수 개의 ICB(880)를 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 GSB(800)는 CIB측 송신 버퍼(820)와, FSM 제어부(830)와, CIB측 수신 버퍼(840)와, 다수 개의 ICB측 수신 버퍼(860)와, 다수 개의 ICB측 송신 버퍼(870)를 더 포함하여 이루어진다.The GAS4 chip, that is, the GSM 200 may be connected to the four ECMs 100 and includes one PCI interface 812 and is separately connected to the main CPU 400. As shown in FIG. 3, the GSB 800 therein includes a CIB 810 for controlling communication with the main CPU 400, a CSB 850 for performing ATM switching, and the four ECMs 100. It includes a plurality of ICB (880) for transmitting and receiving data with. In addition, the GSB 800 includes a CIB side transmit buffer 820, an FSM controller 830, a CIB side receive buffer 840, a plurality of ICB side receive buffers 860, and a plurality of ICB side transmit buffers. 870 is further included.

그리고, 상기 CIB(810)는 패킷의 재조립, PCI 인터페이스, 패킷의 분리 등의 역할을 수행하는데, 패킷 재조립부(811)와, PCI 인터페이스(812)와, 패킷 분리부(813)를 포함하여 이루어진다.In addition, the CIB 810 performs a role of packet reassembly, PCI interface, packet separation, etc., and includes a packet reassembly unit 811, a PCI interface 812, and a packet separator 813. It is done by

그리고, 상기 CSB(850)는 5×5 크로스바 스위치(Cross-bar Switch), 가상 출력 큐잉(Virtual Output Queueing), 20(Gbps) 스루풋(Throughput) 등의 역할을 수행한다.The CSB 850 plays a role of a 5 × 5 cross-bar switch, virtual output queuing, 20 (Gbps) throughput, and the like.

그리고, 상기 각 ICB(880)는 2(Gbps) 수신 정합 역할을 수행하는 유-업링크 수신 인터페이스(881)와, 2(Gbps) 송신 정합 역할을 수행하는 유-다운링크 송신 인터페이스(882)를 포함하여 이루어진다.Each of the ICBs 880 includes a U-uplink receiving interface 881 serving as a 2 (Gbps) matching match, and a U-downlink transmitting interface 882 serving as a 2 (Gbps) transmitting matching. It is made to include.

본 발명의 실시 예에 따른 셀 기반 이더넷 스위치 시스템의 동작을 인터페이스 별로 설명하면 다음과 같다.Operation of the cell-based Ethernet switch system according to an embodiment of the present invention will be described for each interface as follows.

첫 번째로, 에이취-인터페이스의 경우, 각 MCB(210)에서 ARB(220)로 수신되는 프레임의 헤더를 전송해 주고 어드레스 룩업에 의한 정보를 해당 ARB(220)에서 해당 각 MCB(210)로 전송해 주는데 사용한다.First, in the case of H-interface, each MCB 210 transmits a header of a frame received from the ARB 220 and transmits information based on the address lookup from the corresponding ARB 220 to each MCB 210. I use it to do it.

해당 에이취-인터페이스는 도 4에 도시된 바와 같이, 64(Bits)의 양방향 데이터 버스인 에이취-버스(H_BUS)를 가지는데, 상기 ARB(220) 내에 구비되어 있는 HIMB(225)에서는 해당 에이취-버스(H_BUS)의 사용을 제어하며, 상기 각 MCB(210) 내에 구비되어 있는 HISB(217)는 해당 HIMB(225)로부터 인가되는 제어 신호에 따라 해당 에이취-버스(H_BUS)상에 데이터를 기록하거나 판독하도록 한다.As shown in FIG. 4, the H-interface has H-BUS, which is a bi-directional data bus of 64 (Bits), and in the HIMB 225 provided in the ARB 220, the H-bus (H_BUS) controls the use of the HISB 217 provided in each MCB (210) writes or reads data on the H-BUS (H_BUS) according to the control signal applied from the HIMB (225) Do it.

그리고, 상기 에이취-버스(H_BUS)의 신호 구성 및 동작 타이밍은 도 5에 도시된 바와 같은데, 상기 에이취-버스(H_BUS)의 신호에는 상기 각 MCB(210)에서 상기 ARB(220)로의 AR(Address Resolution) 요청 신호(AddrResol_Request#)와, 상기 ARB(220)에서 해당 AR을 요청한 MCB(210)로의 데이터 버스 기록 허가 신호(HeaderWrite_Enable)와, 상기 ARB(220)에서 해당 AR을 요청한 MCB(210)로의 데이터 버스 판독 허가 신호(InformRead_Enable)와, 상기 ARB(220)에서 상기 각 MCB(210)의 선택 어드레스(Addr[3:0])와, 상기 ARB(220)와 상기 각 MCB(210)간의 데이터 버스 신호(Data[63:0])가 있다.And, the signal configuration and operation timing of the H-BUS (H_BUS) is shown in Figure 5, the signal of the H-BUS (H_BUS) is the AR (Address (AR) from the respective MCB (210) to the ARB 220 Resolution) Request signal (AddrResol_Request #), the data bus write permission signal (HeaderWrite_Enable) from the ARB 220 to the MCB 210 requesting the AR, and the ARB 220 to the MCB 210 requesting the AR. A data bus read permission signal InformRead_Enable, a selection address Addr [3: 0] of each MCB 210 in the ARB 220, and a data bus between the ARB 220 and the MCB 210. There is a signal Data [63: 0].

상기 에이취-인터페이스가 전송하는 데이터에는 상기 각 MCB(210)에서 상기 ARB(220)로 AR을 요청할 때에 전송하는 수신 프레임 헤더 정보와, 해당 AR이 종료된 후에 상기 ARB(220)에서 해당 AR을 요청한 MCB(210)로 전송하는 ARI의 두 가지가 있다.The data transmitted by the H-interface includes received frame header information transmitted when each MCB 210 requests an AR to the ARB 220, and the ARB 220 requests the corresponding AR after the AR is terminated. There are two types of ARIs that are sent to the MCB 210.

여기서, 해당 수신 프레임 헤더 정보는 상기 MCB(210)의 입력 FIFO에 수신된 프레임의 첫 번째 바이트부터 열여덟 번째 바이트까지의 정보로써, 이더넷의 프레임 포맷 중에서 DA(Destination Address), SA(Source Address) 및 VID(VLAN ID)의값을 알아 낼 수 있는 최대 길이이다. 또한, 해당 수신 프레임 헤더 정보를 전송하기 위해 상기 MCB(210)에서는 상기 ARB(220)로부터 데이터 버스 기록 허가 신호(HeaderWrite_Enable)가 인가된 후에 다음 클럭부터 세 번 연속해서 해당 수신 프레임 헤더 정보를 데이터 버스에 기록하게 된다. 이때, 해당 데이터 버스에 기록되어진 데이터의 구조는 수신된 이더넷의 프레임의 종류에 따라 달라진다.Here, the received frame header information is information from the first byte to the eighteenth byte of the frame received in the input FIFO of the MCB 210. Among the Ethernet frame formats, DA (Destination Address) and SA (Source Address) are included. And the maximum length from which the value of the VLAN ID (VID) can be obtained. In order to transmit the received frame header information, the MCB 210 receives the data bus write permission signal (HeaderWrite_Enable) from the ARB 220 and then sequentially receives the received frame header information three times from the next clock. Will be recorded on At this time, the structure of the data recorded on the data bus depends on the type of the received Ethernet frame.

그리고, 해당 ARI는 상기 ARB(220)에서 어드레스 룩업에 의해 어드레스 테이블(291)로부터 판독한 제어 정보 중에서 프레임이 출력포트로 출력될 때까지 필요한 것을 상기 MCB(210)로 전송되는 정보로써, 도 6에 도시된 바와 같은 구조를 가지는데, 멀티캐스트(Multicast)(M)와, 출력 디바이스 번호(Output Device Number)(ODN)와, 출력포트 번호(Output Port Number)(OPN)와, 프라이어리티(Priority)와, VLAN ID 인덱스(VIDx)와, VLAN 디바이스 매핑(VDM)과, VLAN 포트 매핑(VPM)을 포함하여 이루어진다.The ARI is information transmitted from the control information read from the address table 291 by the address lookup in the ARB 220 to the MCB 210 until the frame is output to the output port. It has a structure as shown in the figure, which includes a multicast (M), an output device number (ODN), an output port number (OPN), and a priority. ), VLAN ID index (VIDx), VLAN device mapping (VDM), and VLAN port mapping (VPM).

상기 에이취-인터페이스는 시스템 초기화 후에 다음과 같은 순서에 의해 동작을 수행한다.The H-interface performs operations in the following order after system initialization.

먼저, 시스템 리셋 신호(/Sys_Reset)가 인가되면, 상기 HIMB(225)와 HISB(217)에서는 모든 변수들을 초기화해 준 후, 각각의 HISB(217)는 프레임의 처음 64(Byte)가 수신되는 경우에 AR 요청 신호(AddrResol_Request#)를 어절트(Assert)해 준다.First, when a system reset signal (/ Sys_Reset) is applied, the HIMB 225 and the HISB 217 initialize all the variables, and then each HISB 217 receives the first 64 bytes of the frame. Assert an AR request signal (AddrResol_Request #) to the.

이에, 상기 HIMB(225)는 상기 어절트된 AR 요청 신호(AddrResol_Request#)들 중에서 라운드 로빈(Round Robin) 방식에 의해 하나를 선택하며, 해당 선택한 신호를 보낸 HISB(217)의 어드레스를 어드레스 버스에 쓰고 데이터 버스 기록 허가 신호(HeaderWrite_Enable)를 어절트해 주며, 이 후에 인가되는 AR 요청 신호(AddrResol_Request#)들은 무시한다.Accordingly, the HIMB 225 selects one of the asserted AR request signals AddrResol_Request # by a round robin method, and transmits the address of the HISB 217 that sends the selected signal to the address bus. Write and assert data bus write permission signal (HeaderWrite_Enable), and ignore the AR request signal (AddrResol_Request #) that is applied after this.

이에 따라, 상기 어절트된 데이터 버스 기록 허가 신호(HeaderWrite_Enable)를 수신받은 HISB(217)는 프레임의 처음 24(Byte)를 프레임의 헤더로 간주하여 8(Byte)씩 세 번 연속으로 데이터 버스에 기록하며, 나머지의 HISB(217)에서는 상술한 바와 같은 AR 요청 신호 어절트 동작을 계속 수행하도록 한다.Accordingly, the HISB 217 receiving the asserted data bus write permission signal (HeaderWrite_Enable) records the first 24 (Byte) of the frame as the header of the frame and writes the data bus three times in succession (8 bytes). The remaining HISB 217 continues to perform the AR request signal assertion operation as described above.

그러면, 상기 헤더를 판독한 HIMB(225)는 상술한 바와 같은 이데넷 프레임 분석 방법에 의해 헤더를 분석한 후에, 어드레스 룩업에 의한 어드레스 분석 정보를 데이터 버스에 기록하고 데이터 버스 판독 허가 신호(InformRead_Enable)를 어절트한다.Then, after reading the header, the HIMB 225 analyzes the header by the above-described Ethernet frame analysis method, and then writes the address analysis information by the address lookup to the data bus and the data bus read permission signal (InformRead_Enable). Assemble

두 번째로, 엠-인터페이스의 경우, 상기 각 MCB(210)에서 ARB(220)로부터 수신되는 프레임의 헤더를 LSB(270)로 전송하는데 사용한다.Secondly, in the case of the M-interface, the MCB 210 is used to transmit the header of the frame received from the ARB 220 to the LSB 270.

해당 엠-인터페이스는 도 7에 도시된 바와 같이, 64(Bits)의 단방향 데이터 버스인 엠-버스(M_BUS)를 가지는데, 상기 LSB(270) 내에 구비되어 있는 MIMB(275)에서는 해당 엠-버스(M_BUS)의 사용을 제어하며, 상기 각 MCB(210) 내에 구비되어 있는 MISB(218)는 해당 MIMB(275)로부터 인가되는 제어 신호에 따라 해당 엠-버스(M_BUS)상에 데이터를 기록하도록 한다.As shown in FIG. 7, the M-interface has an M-bus (M_BUS), which is a unidirectional data bus of 64 (Bits). In the MIMB 275 provided in the LSB 270, the M-bus (M_BUS) controls the use of the MISB 218 provided in each MCB (210) to write data on the corresponding M-BUS (M_BUS) in accordance with the control signal applied from the corresponding MIMB (275). .

그리고, 상기 엠-버스(M_BUS)의 신호 구성 및 동작 타이밍은 도 8에 도시된 바와 같은데, 상기 엠-버스(M_BUS)의 신호에는 상기 각 MCB(210)에서 상기LSB(270)로의 전송 요청 신호(Transfer_Request#)와, 상기 LSB(270)에서 해당 전송을 요청한 MCB(210)로의 전송 허가 신호(Transfer_Enable)와, 상기 LSB(270)에서 상기 각 MCB(210)의 선택 어드레스(Addr[3:0])와, 상기 각 MCB(210)에서 상기 LSB(270)로의 데이터 버스 신호(Data[63:0])가 있다.And, the signal configuration and operation timing of the M-BUS (M_BUS) is shown in Figure 8, the signal of the M-BUS (M_BUS) to the transmission request signal from the respective MCB (210) to the LSB (270) (Transfer_Request #), the transmission permission signal (Transfer_Enable) from the LSB 270 to the MCB 210 that requested the transmission, and the selection address (Addr [3: 0) of each MCB 210 in the LSB 270. ) And a data bus signal Data [63: 0] from each MCB 210 to the LSB 270.

상기 각 MCB(210)는 수신된 프레임 데이터와 함께 상기 LSB(270)에서 해당 프레임을 처리하는데 필요한 제어 정보를 데이터 버스에 기록하는데, 해당 프레임 데이터는 64(Byte) 단위로 전송되며, 해당 제어 정보의 구조는 도 9에 도시된 바와 같이, 프레임 형태(Frame Type)(FT)와, 프레임 상태(Frame State)(FS)와, 멀티캐스트(M)와, 출력 디바이스 번호(ODN)와, 출력포트 번호(OPN)와, 프라이어리티(Priority)와, VLAN ID 인덱스(VIDx)와, VLAN 디바이스 매핑(VDM)과, VLAN 포트 매핑(VPM)을 포함하여 이루어진다.Each MCB 210 records the control information necessary for processing the corresponding frame in the LSB 270 together with the received frame data on a data bus. The frame data is transmitted in units of 64 (Byte), and the corresponding control information. As shown in Fig. 9, the frame type (Frame Type) (FT), frame state (FS), multicast (M), output device number (ODN), and output port are shown in FIG. Number (OPN), priority, VLAN ID index (VIDx), VLAN device mapping (VDM), and VLAN port mapping (VPM).

상기 엠-인터페이스는 시스템 초기화 후에 다음과 같은 순서에 의해 동작을 수행한다.The M-interface performs operations in the following order after system initialization.

먼저, 시스템 리셋 신호(/Sys_Reset)가 인가되면, 상기 MIMB(275)와 MISB(218)에서는 모든 변수들을 초기화해 준 후, 각각의 MISB(218)는 상기 ARB(220)로부터 상기 에이취-인터페이스를 통해 ARI를 알게 되는 경우에 전송 요청 신호(Transfer_Request#)를 어절트해 준다.First, when a system reset signal (/ Sys_Reset) is applied, the MIMB 275 and the MISB 218 initialize all the variables, and then each MISB 218 sets the H-interface from the ARB 220. In case ARI is known through, it asserts a transfer request signal (Transfer_Request #).

이에, 상기 MIMB(275)는 상기 어절트된 전송 요청 신호(Transfer_Request#)들 중에서 라운드 로빈 방식에 의해 하나를 선택하며, 해당 선택한 신호를 보낸 MISB(218)의 어드레스를 어드레스 버스에 쓰고 전송 허가 신호(Transfer_Enable)를어절트해 주며, 이 후에 인가되는 전송 요청 신호(Transfer_Request#)들은 무시한다.Accordingly, the MIMB 275 selects one of the asserted transmission request signals Transfer_Request # by a round robin method, and writes an address of the MISB 218 to which the selected signal is sent to an address bus and transmits a transmission permission signal. Assert (Transfer_Enable), and ignore the transfer request signals (Transfer_Request #) that are applied afterwards.

이에 따라, 상기 어절트된 전송 허가 신호(Transfer_Enable)를 수신받은 MISB(218)는 스위칭 제어 정보와 프레임 데이터를 순차적으로 데이터 버스에 기록해 준다.Accordingly, the MISB 218 receiving the asserted transfer permission signal Transfer_Enable sequentially records the switching control information and the frame data on the data bus.

세 번째로, 티이-인터페이스의 경우, 상기 LSB(270)에서 스케쥴링된 송신 프레임을 상기 각 MCB(210)로 전송하는데 사용한다.Thirdly, in the case of a tie-interface, a transmission frame scheduled in the LSB 270 is used to transmit to each MCB 210.

해당 티이-인터페이스는 도 10에 도시된 바와 같이, 64(Bits)의 단방향 데이터 버스인 티이-버스(T_BUS)를 가지는데, 상기 LSB(270) 내에 구비되어 있는 TIMB(276)에서는 해당 티이-버스(T_BUS)의 사용을 제어하며, 상기 각 MCB(210) 내에 구비되어 있는 TISB(219)는 해당 TIMB(276)로부터 인가되는 제어 신호에 따라 해당 티이-버스(T_BUS)상에 데이터를 판독하도록 한다.The T-interface has a T-BUS, which is a unidirectional data bus of 64 (Bits), as shown in FIG. 10. In the TIMB 276 provided in the LSB 270, the T-bus (T_BUS) is controlled, and the TISB 219 provided in each MCB 210 reads data on the corresponding T-BUS according to a control signal applied from the corresponding TIMB 276. .

그리고, 상기 티이-버스(T_BUS)의 신호 구성 및 동작 타이밍은 도 11에 도시된 바와 같은데, 상기 티이-버스(T_BUS)의 신호에는 상기 각 MCB(210)에서 상기 LSB(270)로의 수신 가능 신호(Transfer_Avail#)와, 상기 LSB(270)에서 해당 수신 가능한 MCB(210)로의 전송 시작 신호(Transfer_Enable)와, 상기 LSB(270)에서 상기 각 MCB(210)의 선택 어드레스(Addr[3:0])와, 상기 LSB(270)에서 상기 각 MCB(210)로의 데이터 버스 신호(Data[63:0])가 있다.And, the signal configuration and operation timing of the T-BUS (T_BUS) is shown in Figure 11, the signal of the T-BUS (T_BUS) is a signal capable of receiving from the respective MCB (210) to the LSB (270) (Transfer_Avail #), the transmission start signal (Transfer_Enable) from the LSB 270 to the receivable MCB 210, and the selection address (Addr [3: 0]) of each MCB 210 in the LSB 270. ) And a data bus signal Data [63: 0] from the LSB 270 to each MCB 210.

상기 LSB(270)는 송신 프레임 데이터와 함께 상기 각 MCB(210)에서 해당 프레임을 처리하는데 필요한 제어 정보를 데이터 버스에 기록하는데, 해당 프레임 데이터는 64(Byte) 단위로 전송되며, 해당 제어 정보의 구조는 도 12에 도시된 바와 같이, 프레임 형태(FT)와, 프레임 상태(FS)와, 유효 바이트 길이(Available Byte Length)(ABL)를 포함하여 이루어진다.The LSB 270 records the control information necessary for processing the corresponding frame in each MCB 210 together with the transmission frame data on the data bus, and the frame data is transmitted in units of 64 (Byte), As shown in Fig. 12, the structure includes a frame type FT, a frame state FS, and an available byte length ABL.

상기 티이-인터페이스는 시스템 초기화 후에 다음과 같은 순서에 의해 동작을 수행한다.The tie-interface performs an operation in the following order after system initialization.

먼저, 시스템 리셋 신호(/Sys_Reset)가 인가되면, 상기 TIMB(276)와 TISB(219)에서는 모든 변수들을 초기화해 준 후, 각각의 TISB(219)는 프레임을 송신 가능한 상태가 되는 경우에 수신 가능 신호(Transfer_Avail#)를 어절트해 준다.First, when a system reset signal (/ Sys_Reset) is applied, all the variables are initialized in the TIMB 276 and the TISB 219, and then each TISB 219 can be received when the frame becomes transmittable. Assert the signal (Transfer_Avail #).

이에, 상기 TIMB(276)는 상기 어절트된 수신 가능 신호(Transfer_Avail#)들 중에서 스케쥴링 정책에 의해 하나를 선택하며, 해당 선택한 신호를 보낸 TISB(219)의 어드레스를 어드레스 버스에 쓰고 전송 시작 신호(Transfer_Enable)를 어절트해 주며, 또한 전송 제어 정보와 프레임 데이터를 순차적으로 데이터 버스에 기록해 준다. 이 후에 인가되는 수신 가능 신호(Transfer_Avail#)들은 무시한다.Accordingly, the TIMB 276 selects one of the asserted receivable signals Transfer_Avail # according to a scheduling policy, writes the address of the TISB 219 which has sent the selected signal to the address bus, and transmits the transmission start signal ( Transfer_Enable), and transfer control information and frame data are sequentially recorded on the data bus. After this, the receiveable signals Transfer_Avail # applied are ignored.

이에 따라, 상기 어절트된 전송 시작 신호(Transfer_Enable)를 수신받은 TISB(219)는 전송 제어 정보와 프레임 데이터를 순차적으로 데이터 버스에 판독해 준다.Accordingly, the TISB 219 receiving the asserted transmission start signal Transfer_Enable reads the transmission control information and the frame data sequentially onto the data bus.

네 번째로, 유-인터페이스의 경우, 도 13에 도시된 바와 같이, 4 개의 ESM(100)과 GSM(300)간의 데이터 송수신을 위한 접속 규약이다.Fourthly, in the case of a U-interface, as shown in FIG. 13, a connection protocol for data transmission and reception between four ESMs 100 and GSM 300 is shown.

상기 각 ESM(100)은 내부 스위칭의 경우에 프레임 단위로 수행하도록 하며, 다른 ESM(100)과의 스위칭의 경우에는 ATM 셀 단위로 수행하도록 함으로써, 상기각 ESM(100) 내에 구비되어 있는 FESB(200)의 LSB(270)는 외부로 송신할 필요가 있는 프레임을 분리해서 53(Byte)의 ATM 셀로 만들어 유-인터페이스를 담당하는 해당 FESB(200)의 ICB(250)로 인가해 주며, 반대로 해당 ICB(250)에서 수신받은 셀을 재조립해서 프레임으로 만들어 준다.Each of the ESMs 100 is performed in units of frames in the case of internal switching, and in units of ATM cells in the case of switching with other ESMs 100, thereby providing FESB ( LSB 270 of 200) separates the frames that need to be transmitted to the outside and makes 53 (Byte) ATM cells and applies them to the ICB 250 of the corresponding FESB 200, which is in charge of the U-interface, and vice versa. The cell received by the ICB 250 is reassembled into a frame.

상기 유-인터페이스는 UTOPIA(Universal Test Operations PHY Interface for ATM)와 동일한 신호 구성을 가지며, 점대점으로 운영하고 상기 GSM(300) 내에 구비되어 있는 GSB(800)의 ICB(880)에서 송신 및 수신 각각의 버스 제어권을 가진다. 또한, 데이터 버스는 16(Bit)이므로, 각 링크는 2(Gbps)의 속도를 내기 위하여 클럭 속도를 125(MHz)를 유지한다.The U-interface has the same signal configuration as UTOPIA (Universal Test Operations PHY Interface for ATM), and transmits and receives at ICB 880 of GSB 800 that operates point-to-point and is provided in GSM 300. Has control of the bus. In addition, since the data bus is 16 (Bit), each link maintains a clock speed of 125 (MHz) to achieve a speed of 2 (Gbps).

그리고, 상기 유-버스(U_BUS)의 신호 구성 및 동작 타이밍은 도 14에 도시된 바와 같은데, 수신측 유-버스(U_BUS)의 신호에는 상기 GSM(300)에서 상기 ESM(100)로의 125(MHz) 전송 클럭(UrxClk)과, 상기 ESM(100)에서 보낼 셀이 있음을 나타내기 위한 신호(/UrxClav)와, 상기 GSM(300)에서 상기 ESM(100)로의 전송 시작 신호(/UrxEnb)와, 상기 ESM(100)에서 상기 GSM(300)로의 데이터 버스 신호(UrxData[15:0])가 있으며, 송신측 유-버스(U_BUS)의 신호에는 상기 GSM(300)에서 상기 ESM(100)로의 125(MHz) 전송 클럭(UtxClk)과, 상기 ESM(100)에서 보낼 셀이 있음을 나타내기 위한 신호(/UtxClav)와, 상기 GSM(300)에서 상기 ESM(100)로의 전송 시작 신호(/UtxEnb)와, 상기 GSM(300)에서 상기 ESM(100)로의 데이터 버스 신호(UtxData[15:0])가 있다.And, the signal configuration and operation timing of the U-BUS (U_BUS) is shown in Figure 14, the signal of the receiving side U-BUS (U_BUS) 125 (MHz (MHz) from the GSM 300 to the ESM 100 (MHz) ) A transmission clock (UrxClk), a signal (/ UrxClav) indicating that there is a cell to be transmitted by the ESM (100), a transmission start signal (/ UrxEnb) from the GSM (300) to the ESM (100), There is a data bus signal (UrxData [15: 0]) from the ESM 100 to the GSM 300, and the signal of the transmitting U-BUS (U_BUS) is 125 from the GSM 300 to the ESM 100. (MHz) a transmission clock (UtxClk), a signal (/ UtxClav) to indicate that there is a cell to be sent from the ESM 100, and a transmission start signal (/ UtxEnb) from the GSM (300) to the ESM (100) And a data bus signal UtxData [15: 0] from the GSM 300 to the ESM 100.

상기 유-인터페이스의 데이터는 일정 크기의 셀로 정의하는데, 여기에서는5(Byte)의 헤더와 48(Byte)의 페이로드로 구성된 ATM 셀과 유사한 구조를 가지도록 하고 있으나, 본 발명은 이에 국한되어 있지 않고 ATM 셀과 동일한 구조를 가질 필요는 없음을 잘 이해해야 한다.The U-interface data is defined as a cell having a certain size. Here, the U-interface data has a structure similar to an ATM cell including a header of 5 bytes and a payload of 48 bytes, but the present invention is not limited thereto. It should be well understood that it is not necessary to have the same structure as an ATM cell.

특히, 본 발명에서는 헤더의 포맷은 표준 ATM 셀과 상이한 구조를 가지고 있는데, 이러한 헤더를 가진 셀을 유-셀이라 하며, 해당 유-셀의 헤더 포맷은 도 15와 같이, 목적지 디바이스 번호(Destination Device Number)(DDN)와, 소스 디바이스 번호(Source Device Number)(SDN)와, 목적지 포트 번호(Destination Port Number)(DPN)와, 셀 형태(Cell Type)(CT)와, 멀티캐스트(M)와, VLAN ID 인덱스(VIDx)와, 종료(End)(E)를 포함하여 이루어진다.In particular, in the present invention, the format of the header has a different structure from that of a standard ATM cell. A cell having such a header is called a u-cell, and the header format of the corresponding u-cell is a destination device number (Destination Device) as shown in FIG. 15. Number (DDN), Source Device Number (SDN), Destination Port Number (DPN), Cell Type (CT), Multicast (M), And a VLAN ID index (VIDx) and an end (E).

그리고, 상기 유-인터페이스는 동작 주파수와 버스의 폭은 UTOPIA-3의 규약을 따르며, 구성은 점대점으로 연결되어 있으므로 동작은 UTOPIA-1의 규약에 따라 수행한다.The U-interface operates according to the UTOPIA-1 protocol because the operating frequency and the width of the bus follow the protocol of UTOPIA-3, and the configuration is connected to the point-to-point.

이상과 같이, 본 발명에 의해 로컬에서의 스위칭을 프레임 단위로 수행하도록 하고 각각의 버스 규약을 통해 정보를 전달하며, 해당 스위치를 여러 개 연결하여 스위치 시스템을 구성할 경우에 스위치간의 연결을 셀 단위로 수행하도록 함으로써, 스위치의 성능을 향상시키고 시스템 구성 시에 확장이 용이할 수 있다.As described above, according to the present invention, local switching is performed in units of frames, information is transmitted through respective bus protocols, and when a plurality of switches are connected to each other, a switch system is connected between switches. By doing so, it is possible to improve the performance of the switch and to easily expand the system configuration.

Claims (8)

로컬에서의 스위칭을 프레임 단위로 수행하도록 하고 각각의 버스 규약을 통해 정보를 전달하며, 스위치를 여러 개 연결하여 스위치 시스템을 구성할 경우에 해당 스위치간의 연결을 셀 단위로 수행하도록 한 것을 특징으로 하는 셀 기반 이더넷 스위치 시스템.Local switching is performed frame-by-frame, each bus protocol transmits information, and when a switch system is configured by connecting multiple switches, the connection between the switches is performed by cell unit. Cell-Based Ethernet Switch System. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스위치 시스템은 패스트 이더넷을 블로킹 없이 스위칭할 수 있는 칩 셋으로, 패스트 이더넷 포트를 스위칭하는 다수 개의 LES(Local Ethernet Switch) 칩과, 해당 다수 개의 LES 칩과 연결하여 링크들을 스위칭하는 GAS(Global ATM Switch) 칩을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 셀 기반 이더넷 스위치 시스템.The switch system is a chip set capable of switching Fast Ethernet without blocking, and includes a plurality of LES (Local Ethernet Switch) chips for switching Fast Ethernet ports, and a GAS (Global ATM) for connecting links in connection with the plurality of LES chips. Switch) Cell-based Ethernet switch system comprising a chip. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 LES 칩은 MII(Media Independent Interface)를 통해 각 PHY(Physical Layer Protocol) 칩과 데이터를 송수신하는 다수 개의 MCB(Media Control Block)와;The LES chip includes a plurality of media control blocks (MCBs) for transmitting and receiving data with each physical layer protocol (PHY) chip through a media independent interface (MII); 어드레스 테이블과 VLAN(Virtual Local Area Network) 테이블을 참조하여 포워딩을 결정하는 ARB(Address Resolution Block)와;An address resolution block (ARB) for determining forwarding by referring to an address table and a virtual local area network (VLAN) table; 포워딩 정보에 따라 프레임을 데이터 버퍼에 저장하고 스케쥴링하는 LSB(Local Switching Block)와;A local switching block (LSB) for storing and scheduling a frame in a data buffer according to the forwarding information; 상기 GAS 칩을 통해 다른 LES 칩과 송수신을 담당하는 ICB(Interdevice Control Block)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 셀 기반 이더넷 스위치 시스템.Cell-based Ethernet switch system characterized in that it comprises an ICB (Interdevice Control Block) in charge of transmission and reception with other LES chip through the GAS chip. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 스위치 시스템은 상기 각 MCB에서 상기 ARB로 수신되는 프레임의 헤더를 전송해 주고 어드레스 룩업에 의한 정보를 상기 ARB에서 상기 각 MCB로 전송해 주는 에이취-인터페이스와;The switch system includes: an H-interface for transmitting a header of a frame received from the respective MCBs to the ARB and transmitting information based on an address lookup from the ARB to the respective MCBs; 상기 각 MCB에서 상기 ARB로부터 수신되는 프레임의 헤더를 상기 LSB로 전송해 주는 엠-인터페이스와;An M-interface for transmitting a header of a frame received from the ARB to the LSB in each MCB; 상기 LSB에서 스케쥴링된 송신 프레임을 상기 각 MCB로 전송해 주는 티이-인터페이스와;A tie-interface for transmitting the transmission frame scheduled in the LSB to the respective MCBs; 상기 다수 개의 LES 칩과 상기 GAS 칩간의 데이터 송수신을 수행하는 유-인터페이스를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 셀 기반 이더넷 스위치 시스템.Cell-based Ethernet switch system comprising a u-interface for performing data transmission and reception between the plurality of LES chip and the GAS chip. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 MCB는 MII, MAC(Media Access Control), 프레이밍 및 에이취-인터페이스를 통한 상기 ARB와의 헤더 정보와 포워딩 정보의 교환, 엠-인터페이스를 통한 포워딩 정보와 프레임의 상기 LSB로의 전달 및 티이-인터페이스를 통한 송신 프레임의 상기 LSB로부터의 수신의 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는 셀 기반 이더넷 스위치 시스템.The MCB exchanges header information and forwarding information with the ARB through MII, Media Access Control (MAC), framing, and H-interface, forwarding information through an M-interface, and transfer of frames and the LSB to the LSB and through a T-interface. The cell-based Ethernet switch system, characterized in that the role of the reception of the transmission frame from the LSB. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 ARB는 인그레스 제어, 어드레스 룩업 및 포워딩 결정의 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는 셀 기반 이더넷 스위치 시스템.The ARB performs a role of ingress control, address lookup and forwarding decision. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 LSB는 스케쥴링, 이그레스 제어, 셀의 분리와 재조립 및 버퍼 제어의 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는 셀 기반 이더넷 스위치 시스템.The LSB performs a role of scheduling, egress control, cell separation and reassembly, and buffer control. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 GAS 칩은 하나의 PCI(Program Controlled Interrupt) 인터페이스를 구비하여 별도로 메인 CPU와 접속하도록 이루어지되,The GAS chip has a single Program Controlled Interrupt (PCI) interface to be connected to the main CPU separately. 상기 메인 CPU와의 통신을 제어하여 패킷의 재조립, PCI 인터페이스 및 패킷의 분리의 역할을 수행하는 CIB(CPU Interface Block)와;A CPU Interface Block (CIB) for controlling communication with the main CPU to perform reassembly of packets, PCI interface and packet separation; ATM 스위칭을 수행하여 크로스바 스위치, 가상 출력 큐잉 및 스루풋의 역할을 수행하는 CSB(Crossbar Switch Block)와;A crossbar switch block (CSB) that performs ATM switching to perform crossbar switches, virtual output queuing, and throughput; 상기 다수 개의 LES 칩과의 데이터를 송수신하는 다수 개의 ICB를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 셀 기반 이더넷 스위치 시스템.Cell-based Ethernet switch system comprising a plurality of ICBs for transmitting and receiving data with the plurality of LES chips.
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