KR20050069568A - 라우터 시스템에서 고속 이더넷의 다중화 장치 및 방법 - Google Patents

라우터 시스템에서 고속 이더넷의 다중화 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 라우터 시스템에서 고속 이더넷의 공통의 인터페이스 송신 데이터를 다중화하기 위한 장치에 있어서, 공통 인터페이스 송신 데이트를 각각 발생하는 다수의 공통 인터페이스 송신 데이터 발생기와, 상기 각 공통 인터페이스 송신 데이터를 각각 수신하여 병렬로 변환하여 저장하고, 우선순위를 결정하기 위한 요구 메시지를 발생하고, 우선순위를 알리는 그랜트 신호에 따라 저장된 해당 프레임들을 우선적으로 출력하는 공통 데이터링크부와, 상기 공통 데이터 링크부로부터 요구 메시지를 수신함에 따라 우선순위를 결정하고, 상기 우선순위를 알리는 그랜트를 상기 공통 데이터 링크부로 전송하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

라우터 시스템에서 고속 이더넷의 다중화 장치 및 방법{Device and Method for multiplexing of fast ethernet in router system}
본 발명은 라우터 시스템에서 페스트 이더넷의 다중화 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 페스트 이더넷에서 다수의 MAC SMII 수신 데이터를 다중화하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근의 무선 랜(LAN)은 PC와 워크스테이션의 성능 향상과 함께 급속도로 발전하고 있으며, 네트웍 상에서의 메인 프레임 컴퓨터와 어플리케이션의 운용은 더 빠른 속도와 처리 능력이 요구되고 있다. 멀티미디어, 그룹웨어, 이미지, 데이터 베이스 제품 등의 어플리케이션의 출현은 전통적인 이더넷 속도인 10Mbps 성능의 한계를 가져와 대역폭 및 노드간 지원 거리를 향상시켜 주는 솔루션들이 요구되었다. 이에 따라 네트웍 관리자는 더욱 빠른 속도의 고속 랜(LAN) 즉, 라우터 시스템의 구현을 위해 기존의 이더넷 환경을 보호하며 적절한 고속의 대역폭을 제공하기 위한 고속 이더넷을 개발하게 되었다.
페스트 이더넷은 IEEE802.3u에 표준화되어 있으며, 이더넷 송신 프로토콜인 CSMA/CD를 그대로 유지하면서 전송되어지는 각 비트 시간을 1/10로 줄여 패킷속도를 10Mbps에서 100Mbps로 10배 향상시킨다. 상기 고속 이더넷은 10BASE-t, UTP, STP, FIBER등과 같은 다양한 매체에 구현이 가능하며, 각 매체에 따라 고속 이더넷을 여러 가지 다른 물리 계층(트랜시버) 기술로 구분하면, 10BASE_T4, 100BASE_TX, 100BASE-FX의 규격으로 정의할 수 있다. 여기서 상기 규격들은 당업자들에게 일반적으로 잘 알려진 규격으로서, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 고속 이더넷은 상기 여러 가지 다른 기술들을 공통의 데이터링크층 즉, 미디어 억세스 제어부(Media Access Control 이하, MAC이라 함)에서 사용하기 때문에 공통의 인터페이스가 되는 MII(Media Independent Interface)가 구성되었다. 이러한 고속 이더넷의 구조를 도시하면 도 1과 같다.
도 1을 참조하면, 데이터 링크부 즉, MAC(Media Access Control)(10)과 물리층(PHY)(20)과, 전송 매체(30)로 구성되어 있으며, MAC(10)과 물리층(20) 사이에는 MII(Media Independent Interface)(40)가 구비되어 있으며, 물리층(20)과 전송 매체(30)사이에는 MDI(Medium Dependent Interface)(50)가 구비되어 있다.
상기 MII(40)는 PHY(20)를 통하여 네트워크 상에 있는 여러 가지 장치로부터 들어오는 다양한 매체 타입의 서로 다른 신호들을 이더넷 미디엄 엑세스 제어 기능에 연결하는 방법을 제공하여 네트워크 상의 장비들에 포함된 이더넷 칩들에게 공통적인 신호로 번역하는 기능을 수행한다. 상기 MII(40)의 한 종류로 SMII(Serial Media Independent Interface)가 있으며, 이는 PHY(20)와 MAC(10)간에 인터페이스를 소수의 시그널 핀만을 사용하여 구현할 수 있다.
상기 MDI(50)는 8pin의 한 쌍의 커넥터 또는 광섬유 커넥터이며, 상기 PHY(20)는 10Mbps의 송신기와 같은 역할을 수행하고, 수신 받은 데이터의 경로 상태를 항상 체크하여 정상적으로 동작하는지의 여부를 체크한다.
그러나 일반적인 고속 이더넷은 여러 개의 물리층과 데이터링크층(MAC)이 같은 장치에 존재하지 않을 경우, PHY(20)의 수 만큼 MII(40)가 존재하며, 많은 시그널링을 필요로 하는 문제점이 있다.
게다가 읽기 쓰기 어드레스를 비교하여 다수의 MAC내의 버퍼에 이더넷 프레임이 존재할 때, 상기 MAC은 선택기에 프레임이 있다 없다는 존재의 의미인 요청 신호를 전달하는데, 상기 요청 신호만을 전달하므로 상기 각 MAC내의 버퍼에 얼마나 많은 량의 프레임이 존재하여 어떤 버퍼에 우선 그랜트를 주어야 하는지 단순한 라운트 로빈 방식의 선택기는 판달할 수 없다. 이에 따라 많은 량의 프레임이 존재하지 않는 버퍼에 그랜트를 주어 프레임 량이 많은 버퍼가 풀(Full) 또는 오버플로우(Overflow)가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 다수의 물리층(PHY)에서 SMII 송신을 통해 sMAC에 저장된 프레임의 량 및 임계값에 따라 비교기가 그랜트를 발생하여 메모리에 상태를 고려한 다중화를 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 이러한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 장치는, 라우터 시스템에서 고속 이더넷의 공통의 인터페이스 송신 데이터를 다중화하기 위한 장치에 있어서, 공통 인터페이스 송신 데이트를 각각 발생하는 다수의 공통 인터페이스 송신 데이터 발생기와, 상기 각 공통 인터페이스 송신 데이터를 각각 수신하여 병렬로 변환하여 저장하고, 우선순위를 결정하기 위한 요구 메시지를 발생하고, 우선순위를 알리는 그랜트 신호에 따라 저장된 해당 프레임들을 우선적으로 출력하는 공통 데이터링크부와, 상기 공통 데이터 링크부로부터 요구 메시지를 수신함에 따라 우선순위를 결정하고, 상기 우선순위를 알리는 그랜트를 상기 공통 데이터 링크부로 전송하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 장치에서 상기 공통 데이터링크부는, 상기 다수의 공통 인터페이스 송신 데이터 발생기로부터 발생된 상기 공통 송신 인터페이스 송신 데이터를 병렬 데이터로 변환하는 직/병렬기와, 상기 변환된 병렬 데이터를 저장하기 위한 쓰기 주소 및 우선순위를 결정하기 위한 비교 쓰기 주소를 발생하는 쓰기 주소 발생기와, 상기 변환된 병렬 데이터를 상기 쓰기 주소에 따라 저장하는 메모리와, 상기 그랜트 신호에 따라 상기 메모리에 저장된 병렬 데이터의 프레임들을 읽기 위한 읽기 주소 및 상기 우선순위를 결정하기 위한 비교 읽기 주소를 발생하는 읽기 주소 발생기와, 상기 비교 읽기 주소 및 비교 쓰기 주소를 수신하여 상기 저장된 프레임들의 우선순위를 결정하기 위한 요구 메시지를 발생하는 요구 메시지 발생기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 이러한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 방법은, 라우터 시스템에서, 고속 이더넷의 공통의 인터페이스 송신 데이터를 다중화하기 위한 방법으로서, 공통 인터페이스 송신 데이터를 발생하는 과정과, 상기 공통 인테페이스 송신 데이터를 수신하여 병렬로 변환하여 저장한 후 저장된 해당 프레임들을 우선순위에 따라 출력하는 과정과, 상기 우선순위에 따라 출력된 상기 해당 프레임들을 다중화하여 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법에서 상기 해당 프레임들을 우선순위에 따라 출력하는 과정은, 상기 공통 인터페이스 송신 데이터를 병렬 데이터로 변환하는 단계와, 상기 변환된 병렬 데이터를 저장하기 위한 쓰기 주소 및 우선순위를 결정하기 위한 비교 쓰기 주소를 발생하는 단계와, 상기 변환된 병렬 데이터를 쓰기 주소에 따라 메모리에 저장하는 단계와, 상기 메모리에 저장된 상기 병렬 데이터의 해당 프레임들을 읽기 위한 읽기 주소 및 상기 우선순위를 결정하기 위한 비교 읽기 주소를 발생하는 단계와, 상기 비교 읽기 주소 및 비교 쓰기 주소에 따라 우선순위를 결정하는 비교기로 우선순위 결정을 위한 요구 메시지를 전송하는 단계와, 상기 비교기로부터 결정된 우선순위를 지시하는 그랜트 신호를 수신하여 상기 그랜트 신호에 따라 해당 프레임을 우선적으로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 그리고 하기 본 발명의 실시예에서 SMII((Serial Media Independent Interface)는 공통 인터페이스 송신 데이터 발생기와 동일한 의미를 나타내며, 설명의 편의를 위해 SMII로 약칭하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 SMII 수신 다중화 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 다중화 장치는 다수의 물리층(이하, PHY라 함)(110a,..., 110n)과, 동기신호 발생기(120)와, 다수의 데이터링크부(이하, sMAC라 함)(130a,...,130n)와, 멀티플렉서(140)와 비교기(150)를 구비하고 있다.
상기 각 PHY(110a,..., 110n)는 각각 sMAC(130)과 연결되어 SMII 데이터를 송신하며, 상기 동기 신호 발생기(120)로부터 동기 신호를 수신하여 동기를 맞춘다.
상기 sMAC(130)는 각각 SMII 송신 데이터를 직렬에서 병렬로 변환하여 내부의 메모리에 저장하고, 변환된 신호에 대한 요구 메시지를 비교기(150)로 전송한 후 비교기(150)로부터 그랜트를 받아 메모리에 프레임을 저장한다. 그리고 상기 sMAC(130)는 멀티플렉서(140)로 데이터들, SOF 및 EOF를 전송한다. 이러한 sMAC(130)의 구조를 구체적으로 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 SMII 수신 다중화 장치에서 sMAC의 상세 구조를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, sMAC(130)는 SMII 송신 데이터(SMII Rx data)를 병렬로 변환하는 직/병렬기(131)와, 프레임을 저장하는 메모리(132)와, 상기 프레임의 쓰기/읽기 주소를 발생하는 쓰기 및 읽기 주소 발생기(133, 134)와, 요구 메시지 발생기(135)를 구비한다.
상기 직/병렬기(131)는 상기 각 PHY(110)로부터 수신된 SMII 송신 데이터들을 병렬로 변환하여 상기 메모리(132)로 전송하고, EOF, 인에블(Enable), SOF 신호도 상기 메모리(132)로 송신한다.
상기 쓰기 주소 발생기(133)는 상기 직/병렬기(131)로부터 EOF 및 인에블 신호를 받아 상기 메모리(132)에 저장될 프레임의 주소를 상기 메모리(132)로 발생하고, 상기 요구 메시지 발생기(135)로 비교 쓰기 주소를 발생한다.
상기 읽기 주소 발생기(134)는 비교기(150)로부터 그랜트 신호 수신에 따라 상기 메모리(132)에 저장된 프레임을 읽기 위한 읽기 주소를 상기 메모리(132)로 발생하고, 상기 요구 메시지 발생기(135)로 비교 읽기 주소를 발생한다.
상기 메모리(132)는 상기 읽기 주소 발생기(134)로부터 수신된 읽기 주소에 상응하여 저장된 프레임들을 출력하고, 이와 함께 SOF 및 EOF를 출력한다.
상기 요구 메시지 발생기(135)는 상기 쓰기 및 읽기 주소 발생기(133, 134)로부터 각각 비교 쓰기 및 읽기 주소를 수신하여 요구 메시지(REQUEST[2:0])를 발생한다. 이러한 요구 메시지 발생기(135)의 구체적인 구조를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 4는 도 3에 도시된 SMII 수신 sMAC에서 요청 신호 발생기의 상세 구조를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 요구 메시지 발생기(135)는 비교기(136)과, GAB 연산기(137)와, 중간(MID) 우선순위 발생기(138)와, 높은(HIGH) 우선순위 발생기(139)를 구비한다.
상기 비교기(136)는 비교 쓰기/읽기 주소를 수신하여 동일한지를 비교한다. 상기 GAB 연산기(137)는 상기 비교 쓰기/읽기 주소를 수신하여 GAB 연산 후 GAB 값을 상기 MID 우선순위 발생기(138)로 전송한다.
상기 MID 및 HIGH 우선순위 발생기(138, 139)는 각각 미리 설정된 MID 및 HIGH 임계값을 수신하여 MID 및 HIGH 우선순위를 발생한다.
한편, 상기 비교기(150)는 상기 각 sMAC(130)으로부터 요구 메시지(REQUEST[2:0])를 수신한 후 비교하여 상기 각 sMAC(130)로 그랜트를 발생하고, 상기 멀티플렉스(140)로 제어 신호를 발생한다. 이러한 비교기(150)의 구체적인 구조는 도 5에 도시된 바와 같으며, 비교기(150)는 낮은(LOW), 중간(MID), 높은(HIGH) 우선순위 비교기(151, 152, 153)로 구분된다.
이와 같은 구조를 갖는 다중화 장치에서 우선순위에 의한 선택기를 이용한 SMII 송신 다중화의 동작을 설명하기로 한다.
상기 각 sMAC(130)은 상기 각 PHY(110)로부터 SMII 송신 데이터를 수신하여 병렬 데이터로 변환하고, SOF 및 EOF를 검출한 후 메모리(132)에 저장한다. 여기서 한 개의 프레임이 저장 완료될 때마다 비교기(150)에 전달되는 비교 쓰기 주소가 바뀌어 읽기 주소와는 차이가 발생한다. 이에 따라 비교기(150)는 이러한 쓰기와 읽기 주소와의 차이를 계산한다. 즉, 상기 각 sMAC(130)은 비교기(150)로 요구 메시지를 송신한다. 그러면 비교기(150)는 상기 각 sMAC(130)내의 쓰기/읽기 주소 발생기(133, 134)로부터 발생된 쓰기/읽기 주소가 같은지를 비교하여 발생된 LOW 우선순위 요구 메시지와, GAB 값을 계산하여 미리 설정된 MID 및 HIGH 임계값과 비교하여 발생된 MID 및 HIGH 우선순위 요구 메시지에 따라 그랜트 신호를 발생한다.
그러면 상기 각 sMAC(130)는 상기 비교기(150)로부터 그랜트 신호를 수신하여 읽기 주소에 상응하여 저장된 프레임과 이에 따른 SOF 및 EOF를 상기 멀티플렉스(140)로 전송한다. 이에 따라 상기 멀티플렉스(140)는 상기 비교기(150)의 제어에 따라 수신된 프레임들, SOF 및 EOF를 다중화하여 출력한다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 발명청구의 범위뿐 만 아니라 이 발명청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 각각의 메모리의 상태를 파악하여 데이량이 많은 것을 우선적으로 전송하고, 미리 설정된 각각의 우선순위별 임계값을 조정하여 SMII 포트별로 우선순위 조정이 가능함으로써 메모리의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 SMII 수신 다중화 장치의 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 SMII 수신 다중화 장치의 구조를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 SMII 수신 다중화 장치에서 sMAC의 상세 구조를 도시한 도면,
도 4는 도 3에 도시된 SMII 수신 sMAC에서 요청 신호 발생기의 상세 구조를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 SMII 수신 다중화 장치에서 선택기의 상세 구조를 도시한 도면.

Claims (5)

  1. 라우터 시스템에서 고속 이더넷의 공통의 인터페이스 송신 데이터를 다중화하기 위한 장치에 있어서,
    공통 인터페이스 송신 데이트를 각각 발생하는 다수의 공통 인터페이스 송신 데이터 발생기와,
    상기 각 공통 인터페이스 송신 데이터를 각각 수신하여 병렬 데이터로 변환한 후 저장하고, 우선순위를 결정하기 위한 요구 메시지를 발생하고, 우선순위를 알리는 그랜트 신호에 따라 저장된 해당 프레임들을 우선적으로 출력하는 공통 데이터링크부와,
    상기 공통 데이터 링크부로부터 요구 메시지를 수신함에 따라 우선순위를 결정하고, 상기 우선순위를 알리는 그랜트를 상기 공통 데이터 링크부로 전송하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공통 데이터 링크부로부터 우선순위에 따라 출력된 프레임들을 다중화 하는 멀티플렉스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 공통 데이터링크부는,
    상기 다수의 공통 인터페이스 송신 데이터 발생기로부터 발생된 상기 공통 송신 인터페이스 송신 데이터를 병렬 데이터로 변환하는 직/병렬기와,
    상기 변환된 병렬 데이터를 저장하기 위한 쓰기 주소 및 우선순위를 결정하기 위한 비교 쓰기 주소를 발생하는 쓰기 주소 발생기와,
    상기 변환된 병렬 데이터를 상기 쓰기 주소에 따라 저장하는 메모리와,
    상기 그랜트 신호에 따라 상기 메모리에 저장된 병렬 데이터의 프레임들을 읽기 위한 읽기 주소 및 상기 우선순위를 결정하기 위한 비교 읽기 주소를 발생하는 읽기 주소 발생기와,
    상기 비교 읽기 주소 및 비교 쓰기 주소를 수신하여 상기 저장된 프레임들의 우선순위를 결정하기 위한 요구 메시지를 발생하는 요구 메시지 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  4. 라우터 시스템에서, 고속 이더넷의 공통의 인터페이스 송신 데이터를 다중화하기 위한 방법에 있어서,
    공통 인터페이스 송신 데이터를 발생하는 과정과,
    상기 공통 인테페이스 송신 데이터를 수신하여 병렬로 변환하여 저장한 후 저장된 해당 프레임들을 우선순위에 따라 출력하는 과정과,
    상기 우선순위에 따라 출력된 상기 해당 프레임들을 다중화하여 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 해당 프레임들을 우선순위에 따라 출력하는 과정은,
    상기 공통 인터페이스 송신 데이터를 병렬 데이터로 변환하는 단계와,
    상기 변환된 병렬 데이터를 저장하기 위한 쓰기 주소 및 우선순위를 결정하기 위한 비교 쓰기 주소를 발생하는 단계와,
    상기 변환된 병렬 데이터를 쓰기 주소에 따라 메모리에 저장하는 단계와,
    상기 메모리에 저장된 상기 병렬 데이터의 해당 프레임들을 읽기 위한 읽기 주소 및 상기 우선순위를 결정하기 위한 비교 읽기 주소를 발생하는 단계와,
    상기 비교 읽기 주소 및 비교 쓰기 주소에 따라 우선순위를 결정하는 비교기로 우선순위 결정을 위한 요구 메시지를 전송하는 단계와,
    상기 비교기로부터 결정된 우선순위를 지시하는 그랜트 신호를 수신하여 상기 그랜트 신호에 따라 해당 프레임을 우선적으로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
KR1020030101758A 2003-12-31 2003-12-31 라우터 시스템에서 고속 이더넷의 다중화 장치 및 방법 KR20050069568A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100756397B1 (ko) * 2006-04-24 2007-09-10 충북대학교 산학협력단 모기 기피용 조성물

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