KR20030047189A - Signal detection apparatus using PLD logic of loopback mode in ethernet linecard - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고속 라우터 시스템에 있어서, 특히 기가 비트 이더넷 라인카드(Gigabit Ethernet Linecard)의 시스템 초기화나 시스템 검증을 위해 네트워크 프로세서와 SERDES부 사이에 루프 백 모드 테스트를 할 때, 시그널 검출 기능을 PLD 로직을 이용해 구현해 줄 수 있도록 한 이더넷 라인카드에서 루프백 모드시의 PLD 로직을 이용한 시그널 검출 장치에 관한 것이다.In the high-speed router system, in particular, when performing a loop back mode test between the network processor and the SERDES unit for system initialization or system verification of a Gigabit Ethernet Linecard, the signal detection function is applied to the PLD logic. The present invention relates to a signal detection apparatus using PLD logic in loopback mode in an Ethernet line card.
도 1은 정상 모드일 때의 기가비트 이더넷 라인카드의 구성이고, 도 2는 루프백 모드일 때의 기가비트 이더넷 라인 카드의 구성이다.1 is a configuration of a gigabit Ethernet line card in the normal mode, Figure 2 is a configuration of a gigabit Ethernet line card in the loopback mode.
도 1을 참조하면, OSI 3계층을 관리하는 네트워크 프로세서(Network Processor)(101)와, 광 모듈(101)의 전기적 직렬 인터페이스와 물리층의 10비트를 연결해 주는 기가비트 이더넷 트랜시버(Transceiver)인 SERDES부(102)와, 내부의 전기적 신호와 외부의 광 신호를 상호 교환하여 주는 역할을 하는 광 모듈(103)과, 라인카드의 각 디바이스를 관리하며 하이 레벨 소프트 웨어를 동작시키고 메인 프로세서 카드와 데이터를 교환하는 중앙 처리부(CPU)(104)로 구성된다.Referring to FIG. 1, a SERDES unit, which is a Gigabit Ethernet transceiver connecting a network processor 101 managing an OSI layer 3, an electrical serial interface of an optical module 101 and 10 bits of a physical layer, 102, an optical module 103 that exchanges internal and external optical signals, and manages each device of a line card, operates high level software, and exchanges data with a main processor card. It consists of a central processing unit (CPU) (104).
도 2를 참조하면, 루프백 모드일 때 시스템 초기화나 시스템 검증을 위해 네트워크 프로세서(101)의 신호 검출 핀에 하이 전압을 인가시켜 주기 위한 풀-업 저항(105)을 포함한 구성이다.Referring to FIG. 2, the loop-up mode includes a pull-up resistor 105 for applying a high voltage to the signal detection pin of the network processor 101 for system initialization or system verification.
상기와 같은 기가비트 이더넷 라인카드의 동작에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings for the operation of the gigabit Ethernet line card as described above are as follows.
도 1을 참조하면, 기가비트 이더넷 라인카드(Gigabit Ethernet Linecard)의 구성은 네트워크 프로세서(101), SERDES부(Serialize/Deserialrize)(102), 광모듈(Optic Module)(103), 중앙 처리부(104)로 구성되며, 네트워크 프로세서(101)는 OSI(open systems interconnection) 3계층을 관리하며, SERDES부(102)는 1 기가(Giga)의 직렬 스트림과 1.25 Giga의 10비트 스트림을 서로 변환해 준다. 즉, 광 모듈(103)의 전기적 직렬 인터페이스와 물리층의 10비트를 연결해 주는 기가비트 이더넷 트랜시버이다.Referring to FIG. 1, the configuration of a Gigabit Ethernet Linecard includes a network processor 101, a serialize / deserlrize (SERDES) 102, an optical module 103, and a central processing unit 104. The network processor 101 manages three layers of open systems interconnection (OSI), and the SERDES unit 102 converts one gigabit serial stream and a 1.25 gigabit 10-bit stream to each other. That is, it is a gigabit Ethernet transceiver that connects the electrical serial interface of the optical module 103 with 10 bits of the physical layer.
이러한 SERDES부(102)는 네트워크 프로세서(101)로부터 전달되는 병렬 스트림을 직렬 스트림으로 변환하여 광 모듈(103)로 전송해 주고, 광 모듈(103)로부터 전달되는 직렬 스트림을 병렬 스트림으로 변환하여 네트워크 프로세서(101)로 전달해 준다.The SERDES unit 102 converts the parallel stream transmitted from the network processor 101 into a serial stream and transmits the serial stream to the optical module 103. The serial stream transmitted from the optical module 103 is converted into a parallel stream and converted into a network. Transfer to processor 101.
광 모듈(103)은 내부의 전기적 신호와 외부의 광 신호를 상호 교환하여 주며, 라인카드가 광 모듈(103)을 통해서 외부와 연결된다. 이러한 광 모듈(103)은 직렬 스트림으로 전달되는 전기적 신호를 광 신호로 하여 외부에 연결된 라인카드를 통해 전달하며, 라인카드로 전송되는 광 신호를 전기적인 직렬 스트림으로 하여 SERDES부(102)로 전송해 준다.The optical module 103 exchanges an internal electrical signal with an external optical signal, and a line card is connected to the outside through the optical module 103. The optical module 103 transmits an electrical signal transmitted through a serial stream as an optical signal through a line card connected to the outside, and transmits the optical signal transmitted through the line card as an electrical serial stream to the SERDES unit 102. Do it.
이때, 광 모듈(103)은 정상 모드일 때 전송 매체에서 데이터가 전송 중일 때에는 시그널 검출(Signal Detect) 신호를 하이("1")로 하여 네트워크 프로세서(101)에 알려 주며, 데이터 전송중이 아닐 때에는 시그널 검출 신호를 로우("0")로 하여 네트워크 프로세서(101)에 알려준다.At this time, the optical module 103 informs the network processor 101 by setting a signal detect signal high ("1") when data is being transmitted from the transmission medium in the normal mode, and not during data transmission. At this time, the signal detection signal is set low (" 0 ") to inform the network processor 101.
중앙 처리부(104)는 라인카드의 각 디바이스를 관리하며, 하이 레벨 소프트웨어를 동작시키고 메인 프로세서 카드와 데이터를 교환하는 역할을 하게 된다.The central processing unit 104 manages each device of the line card, operates high level software and exchanges data with the main processor card.
대부분의 네트워크 물리계층 칩은 초기화나 시스템 검증을 위해 자신이 보낸 병렬 데이터를 자신이 받는 루프백 모드(Loopback mode)를 포함하고 있다. 이것은 이랩(EWRAP) 신호(즉, 루프백 기능이 구동되게 하는 신호)에 의하여 송신부의 직렬화된 신호가 구동회로를 거치지 않고 직접 수신부의 직렬 수신 데이터에 인가되도록 하는 기능이다. 그러므로, 네트워크 프로세서(101)와 SERDES부(102) 사이의 데이터들을 루프백시키는 기능이 필요하다.Most network physical layer chips include a loopback mode in which they receive parallel data sent for initialization or system verification. This is a function of allowing the serialized signal of the transmitter to be directly applied to the serially received data of the receiver by the EWRAP signal (that is, the signal that causes the loopback function to be driven) without passing through the driving circuit. Therefore, a function of looping back data between the network processor 101 and the SERDES section 102 is required.
이를 위해서, 루프백 모드로 네트워크 프로세서(101)와 SERDES부(102) 사이를 테스트할 때, 광 모듈(103)에서 시그널 검출 신호가 하이로 구동되어서 데이터가 전송 중임을 의미해야만 하나, 루프백 모드로 할 때는 외부 망이 연결되어 있지 않기 때문에 광 모듈(103)의 신호 검출 신호를 "하이"로 구동할 수 없으므로, 네트워크 프로세서(101)의 신호 검출 핀에 도 2와 같이 풀업 저항(105) 처리를 해 주어서 "하이"로 묶어 주어야 한다.To this end, when testing between the network processor 101 and the SERDES unit 102 in the loopback mode, the signal detection signal is driven high in the optical module 103 to indicate that data is being transmitted. At this time, since the external network is not connected, the signal detection signal of the optical module 103 cannot be driven “high”. Therefore, the pull-up resistor 105 is applied to the signal detection pin of the network processor 101 as shown in FIG. 2. Give and bind it "high."
그러나, 종래 기가비트 이더넷 라인 카드의 네트워크 프로세서(101)에는 시스템 초기화나 시스템 검증을 위한 루프백 모드로 테스트 할 때는 SERDES부(102)와 광 모듈(103) 사이에 외부 망 연결 없이 자체 테스트를 해야 하기 때문에 광 모듈(103)에서 시그널 검출 신호가 "하이"로 구동될 수가 없다.However, since the network processor 101 of the conventional Gigabit Ethernet line card has to be self-tested without an external network connection between the SERDES unit 102 and the optical module 103 when testing in a loopback mode for system initialization or system verification. The signal detection signal cannot be driven "high" in the optical module 103.
이를 위해서, 루프백 모드로 테스트 할 때는 네트워크 프로세서(101)의 신호 검출 핀에 풀업 저항(105)을 달아 주어야 하는 번거러움이 있다.To this end, when testing in the loopback mode, it is cumbersome to attach a pullup resistor 105 to the signal detection pin of the network processor 101.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 기가비트 이더넷 라인카드의 시스템 초기화나 시스템 검증을 위해 네트워크 프로세서와 SERDES부 사이에 루프백 모드를 테스트할 때 시그널 검출 기능을 프로그램 로직 디바이스로 구현함으로써, 루프백 모드 설정에 필요한 이랩 신호를 SERDES부에 구동하여, 루프백 모드를 SERDES부에 가능하게 해 줄 수 있도록 한 이더넷 라인카드에서 루프백 모드시의 PLD 로직을 이용한 시그널 검출 장치를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and implements a signal detection function as a program logic device when testing a loopback mode between a network processor and a SERDES unit for system initialization or system verification of a Gigabit Ethernet line card. The purpose of the present invention is to provide a signal detection apparatus using the PLD logic in the loopback mode in an Ethernet line card that drives the E-lap signal required for loopback mode setting to enable the loopback mode in the SERDES section. have.
도 1은 종래 이더넷 라인카드에서 정상 모드의 시그널 검출장치를 나타낸 구성도.1 is a block diagram showing a signal detection apparatus of a normal mode in a conventional Ethernet line card.
도 2는 종래 이더넷 라인카드에서 루프백 모드의 시그널 검출 장치를 나타낸 구성도.Figure 2 is a block diagram showing a signal detection device of the loopback mode in a conventional Ethernet line card.
도 3은 본 발명 실시 예에 따른 이더넷 라인카드에서 루프백 모드시의 PLD 로직을 이용한 시그널 검출장치를 나타낸 구성도.3 is a block diagram showing a signal detection apparatus using the PLD logic in the loop back mode in the Ethernet line card according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 상세 구성도.4 is a detailed configuration diagram of FIG. 3.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
101,201...네트워크 프로세서102,202...SERDES부101,201 ... Network processor 102,202 ... SERDES part
103,203...광 모듈104,204...CPU103,203 ... optical module 104,204 ... CPU
105...풀업 저항205...PLD부105 ... Pull-up resistor 205 ... PLD section
상기한 목적 달성을 위한, 본 발명에 따른 이더넷 라인카드에서 루프백 모드시의 PLD 로직을 이용한 시그널 검출 장치는,In order to achieve the above object, in the Ethernet line card according to the present invention the signal detection apparatus using the PLD logic in the loopback mode,
OSI 3계층을 관리하는 네트워크 관리 프로세서와;A network management processor managing an OSI 3 layer;
직렬 스트림과 병렬 스트림을 서로 변환해 주는 SERDES부와;A SERDES unit for converting serial streams and parallel streams;
상기 직렬 스트림의 전기적인 신호와 외부의 광 신호를 상호 교환해 주는 광 모듈과;An optical module for exchanging electrical signals of the serial stream and external optical signals;
상기 각 부와 통신하고 관리하고 메모리에 할당된 루프백 모드로 지정해 주기 위한 정보를 출력하는 중앙 처리부와,A central processing unit which communicates with each of the units, manages and outputs information for designating a loopback mode allocated to a memory;
상기 중앙 처리부에 의해 루프백 모드 정보를 내부에 저장시킨 후 상기 SERDES부에 루프백 모드 구동시키는 신호를 출력하여, 상기 SERDES부에서 자체 루핑 테스트를 수행하도록 하는 프로그램 로직 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a program logic device configured to store loopback mode information therein by the central processing unit, output a signal for driving the loopback mode to the SERDES unit, and perform the self-looping test in the SERDES unit.
바람직하게, 네트워크 프로세서는 정상 모드로 동작할 때 광 모듈에서 시그널 검출 신호의 하이신호에 의해 데이터 전송 중임을 인식하고, 루프백 모드일 때 프로그램 로직 디바이스의 루프백 기능 신호의 구동과 함께 하이 레벨의 시그널 검출신호에 의해 루프백 기능을 수행하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the network processor recognizes that the optical module is transmitting data by the high signal of the signal detection signal when operating in the normal mode, and detects the high level signal together with driving the loopback function signal of the program logic device in the loopback mode. The loopback function is performed by the signal.
이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings as follows.
도 3은 이더넷 라인카드에서 루프백 모드시의 PLD 로직을 이용한 시그널 검출 장치의 구성도이고, 도 4는 도 3의 부분 상세 구성도이다.3 is a configuration diagram of a signal detection apparatus using PLD logic in a loopback mode in an Ethernet line card, and FIG. 4 is a detailed configuration diagram of FIG. 3.
도 3 및 도 4를 참조하면, OSI 3계층을 처리하며 상위 스위칭 카드와 인터페이스하는 네트워크 프로세서(201)와, 1기가비트 직렬 스트림과 1.25기가 비트의 10비트 병렬 스트림을 서로 변환하는 SERDES부(202)와, 전송 매체를 통해 데이터 전송을 담당하고 데이터 전송 여부를 상기 네트워크 프로세서(201)에 알려주는 광 모듈(203)과, 상기 각 부와 통신하고 관리하고 메모리에 할당된 루프백 모드로 지정해 주기 위한 정보를 출력하는 중앙 처리부(204)와, 상기 중앙 처리부(204)에 의해 루프백 모드 정보를 내부에 래치(Latch)(215)에 저장시킨 후 상기 SERDES부(202)에 루프백 모드 구동시키는 신호를 출력하는 프로그램 로직 디바이스(PLD)(205)를 포함하는 것을 특징으로 한다.3 and 4, a network processor 201 that processes an OSI layer 3 and interfaces with an upper switching card, and a SERDES unit 202 converting a 1 gigabit serial stream and a 1.25 gigabit 10-bit parallel stream to each other. And an optical module 203 which is responsible for data transmission through a transmission medium and informs the network processor 201 whether data is to be transmitted, and information for communicating with, managing, and designating a loopback mode allocated to a memory. A central processing unit 204 for outputting a signal and storing the loopback mode information in a latch 215 therein and then outputting a signal for driving the loopback mode to the SERDES unit 202. And a program logic device (PLD) 205.
상기와 같은 본 발명 실시 예에 따른 이더넷 라인카드에서 루프백 모드시의 PLD 로직을 이용한 시그널 검출 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The signal detection apparatus using the PLD logic in the loopback mode in the Ethernet line card according to the embodiment of the present invention as described above with reference to the accompanying drawings as follows.
도 3 및 도 4를 참조하면, 고속 라우터 시스템의 기가 비트 이더넷 라인 카드의 구성은 네트워크 프로세서(201)와, SERDES부(202), 광 모듈(203), 중앙 처리부(204), 프로그램 로직 디바이스(205)로 이루어져 있다. 네트워크 프로세서(201)는 OSI 3계층을 처리하는 기능을 하며, 상위 스위칭 카드와 인터페이스한다.3 and 4, the configuration of the Gigabit Ethernet line card of the high speed router system includes a network processor 201, a SERDES unit 202, an optical module 203, a central processing unit 204, and a program logic device ( 205). The network processor 201 functions to process the OSI 3 layer and interfaces with the upper switching card.
SERDES부(202)는 1Giga의 직렬 스트림과 1.25Giga의 10비트 병렬 스트림을 서로 변환해 주는 기능을 담당한다. 즉, 광 모듈(203)의 전기적인 인터페이스와 네트워크 프로세서(201)의 물리층의 10비트를 연결해주는 기가비트 이더넷 트랜시버이다.The SERDES unit 202 is responsible for converting a serial stream of 1 Gigabit and a 10-bit parallel stream of 1.25 Gigabyte to each other. That is, the Gigabit Ethernet transceiver connects the electrical interface of the optical module 203 and 10 bits of the physical layer of the network processor 201.
광 모듈(203)은 SERDES부(202)로부터 전송되는 전기적인 신호와 외부의 광 신호를 상호 교환해 준다.The optical module 203 exchanges an electrical signal transmitted from the SERDES unit 202 and an external optical signal.
이러한 라인카드는 광 모듈(203)을 통해서 외부와 연결된다.This line card is connected to the outside through the optical module 203.
중앙 처리부(204)는 라인 카드간에 통신 및 각 디바이스들을 관리하고 메인 프로세서 카드와 데이터를 주고 받는 역할을 한다.The central processing unit 204 manages communication and each device between the line cards and exchanges data with the main processor card.
이러한 중앙 처리부(204)는 도 4에 도시된 바와 같이, 내부의 메모리에 저장되어 있는 루프백 모드로 지정해 주기 위한 데이터를 프로그램 로직 디바이스(PLD)(205)에 출력하게 되는데, 중앙 처리부(204)에서 주소 버스에 주소를 놓고 데이터를 데이터 버스에 놓는다. 그리고 기록 신호를 활성화시키고 칩 선택 신호를 프로그램 로직 디바이스(205)에 출력한다.As shown in FIG. 4, the central processing unit 204 outputs data to a program logic device (PLD) 205 to designate a loopback mode stored in an internal memory. The central processing unit 204 Place the address on the address bus and the data on the data bus. The write signal is then activated and the chip select signal is output to the program logic device 205.
프로그램 로직 디바이스(205)는 주소를 해독하고, 데이터 버스로부터 데이터를 내부의 래치(215)에 저장시킨 후 SERDES부(202)에 이랩 신호를 입력시킨다.The program logic device 205 decodes the address, stores the data from the data bus in the internal latch 215, and inputs an escape signal to the SERDES unit 202.
여기서, 이랩 신호는 기가비트 이더넷 라인카드의 리셋과 동시에 초기 정상 모드로 동작되게 구성되었으며, SERDES부(202)는 프로그램 로직 디바이스(205)로부터 이랩 신호를 받으면 설정된 값에 따라 자체 루핑 테스트가 가능하게 된다.Here, the E Lab signal is configured to operate in an initial normal mode simultaneously with the reset of the Gigabit Ethernet line card, and the SERDES unit 202 can perform the self looping test according to the set value when the E Lab signal is received from the program logic device 205. .
즉, 프로그램 로직 디바이스(205)는 루프백 모드를 SERDES부(202)에 가능하게 해 줌으로써, 외부의 제어에 따라서 입력된 10비트의 데이터는 외부 망을 통하지 않고서도 자체 테스트가 가능하다.That is, the program logic device 205 enables the loopback mode to the SERDES unit 202, so that 10-bit data input under external control can be self-tested without going through an external network.
또한, 루프백 모드로 테스트할 때, 상기 이랩 신호가 하이로 구동되면, 프로그램 로직 디바이스(205)에서는 네트워크 프로세서(201)로 시그널 검출 신호를 하이로 구동시키면, 네트워크 프로세서(201)는 광 모듈(203)을 통해 데이터가 전송되고 있는 것으로 인식한다.Further, when the test signal in the loopback mode is driven high, the program logic device 205 drives the signal detection signal high with the network processor 201, so that the network processor 201 transmits the optical module 203. Recognize that data is being sent through).
한편, 정상 모드로 동작할 때에는 광 모듈(203)에서 시그널 검출신호가 하이로 구동이 되어서 전송 매체가 데이터를 보내고 있음을 네트워크 프로세서(201)가 감지를 한다.Meanwhile, when operating in the normal mode, the network processor 201 detects that the signal detection signal is driven high in the optical module 203 so that the transmission medium is sending data.
이와 같이, 기가비트 이더넷 라인카드에서 라인 카드의 초기화나 시스템 검증을 위해 네트워크 프로세서(201)와 SERDES부(202) 사이에 자신이 보낸 병렬 데이터를 받은 루프백 기능을 구현하기 위해, 프로그램 로직 디바이스(205)에 구현된 이랩 신호를 SERDES부(202)에 보내어 송신부의 직렬화된 신호가 구동회로를 거치지 않고, 직접 수신부의 직렬 수신 데이터에 인가되도록 멀티플렉서를 SERDES부(202)의 수신부에 구현이 되어 있으므로, 프로그램 로직 디바이스(205)의 이랩 신호에 의해 루프백 모드가 가능하게 된다.As such, in order to implement a loopback function that receives parallel data sent between the network processor 201 and the SERDES unit 202 for initialization or system verification of the line card in the Gigabit Ethernet line card, the program logic device 205 The multiplexer is implemented in the receiving section of the SERDES section 202 so that the Elab signal implemented in the SERDES section 202 is applied to the SERDES section 202 so that the serialized signal of the transmitting section is directly applied to the serial reception data of the receiving section without passing through the driving circuit. The loopback mode is enabled by the wrap signal of the logic device 205.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이더넷 라인카드에서 루프백 모드시의 PLD 로직을 이용한 시그널 검출 장치에 의하면, 고속 라우터 시스템의 라인 카드에서 초기화와 디바이스의 검증을 위해 필요한 루프백 기능을 프로그램 로직 디바이스를 사용하여 구현함으로써, 라인 카드의 자체 테스트시에 네트워크 프로세서와 SERDES부의 검증을 위해 외부 만을 연결없이 할 수 있는데, 루프백 모드로 테스트 할 때 프로그램 로직 디바이스로 광 모듈의 시그널 검출 기능을 구현하여, 기존의 풀업 저항을 사용할 필요가 없는 효과가 있다.As described above, according to the signal detection apparatus using the PLD logic in the loopback mode in the Ethernet line card according to the present invention, the program logic device is provided with a loopback function required for initialization and device verification in the line card of the high-speed router system. By using it, the external processor can be connected without external connection for the verification of the network processor and the SERDES part during the self-test of the line card. When testing in the loopback mode, the signal logic of the optical module is implemented by the program logic device. There is no need to use a pullup resistor.
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