449694 A7 B7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 五 、發明説明 ί ) 1 I 發 明 領 域 1 本 發 明 Μ 於 數 據 儲 存 和 傳 輸 的 領 域 t 詳 V- 之 係 關 1 1 I 於 用 於 從 某 一 裝 置 傳 輸 數 據 的 多 份 副 本 之 方 法 與 裝 置 〇 —V, 請 1 1 i a. 景 枝 直 閎 讀 背 1 在 如 電 腦 系 統 或 通 訊 網 路 等 許 多 系 統 中 需 要 多 次 提 面- Ϊ 之 1 注 | 供 (或傳輸）某 單 組 數 據 〇 舉 例 而 > 利 用 網 路 交 換 裝 置 意 事 1 ， 在 封 包 交 換 網 路 中 * 將 相 同 的 資 料 框 (F r a m e )送到許多 項 再 I I 4 寫 本 1 通 訊 埠 f 可 將 在 交 換 中 所 接 收 到 的 單 一 資 料 框 傳 送 到 多 涸 Λ 頁 1 通 訊 埠 〇 其 他 系 統 則 包 含 在 此 伺 服 器 將 數 據 的 單 份 副 本 送 s 1 I 到 複 數 個 客 戶 端 的 電 腦 網 路 0 t 1 I 此 種 系 统 的 設 計 考 量 之 在 於 將 應 用 在 此 裝 置 上 的 晶 1 I 訂 片 尺 寸 保 持 很 小 0 舉 例 而 言 > 在 網 路 交 換 裝 置 中 增 加 晶 片 1 的 記 憶 體 容 量 ψ 但 卻 加 大 了 晶 片 的 尺 寸 1 並 且 降 低 了 其 它 i 1 可 用 於 加 強 裝 置 性 能 之 真 正 元 件 之 可 用 空 間 6 在 晶 片 上 儲 1 1 存 單 — 數 據 資 料 框 需 要 晶 片 中 的 相 當 大 的 記 憶 體 容 量 〇 當 1 線 交 換 裝 置 為 多 埠 父 換 時 9 舉 例 而 ί -· a 將 2δ個通 訊 埠 連 接 在 1 I 一 起 » 則 需 要 晶 片 上 相 當 多 的 記 憶 體 來 儲 存 瑄 些 資 料 框 0 1 i I 在 1 -父 換 裝 置 的 某 涸 通 訊 埠 將 所 接 收 到 的 數 據 資 料 框 轉 換 到 1 ! 另 一 通 訊 埠 $ 在 此 種 傳 輸 交 換 數 據 資 料 框 型 態 中 需 要 晶 片 1 1 上 很 大 數 量 的 鑀 衝 區 〇 然 而 t 在 當 傳 輸 相 同 資 科 框 之 多 份 1 1 副 本 時 上 述 問 題 將 變 得 更 糟 0 為 每 一 個 將 要 傳 輸 之 副 本 1 [ 複 製 相 同 的 資 料 框 > 所 Μ 爾 要 更 多 的 記 憶 體 來 儲 存 每 一 個 1 I 副 本 ό 1 1 I 單 一 資 料 框 之 多 份 副 本 的 複 製 和 儲 存 浪 費 記 憶 空 間 ， 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 91471 ，心 44969 4 A7 B7五、發明説明^ ) 並且導致記憶體資源之擁擠增加，因為需將單一數據資料 框複製許多次且須遊免其它的資料框儲存在此資料框之副 本所儲存之媛衝器中。
經濟部中央揉準局員工消費合作社印I 副少 本存據定示據收之據 多提發的 ，配 份較 ，儲數決標數接列數 輪 須本序 成換 多用 求為的器據的所佇之 傳不 ，排 達交 之使 需做定 生數製 器出示 了， 本本 例之 據中 的計指產製複理輸標 為說副副 施框 數體 他設有量複個管開所 ，話份份 。實料 多 等憶 其 有具向 據一量 離示 時句多 多 個資 框記 和含均輪數有向査標 身換之之 f 一送 料體 的包據傳組具輸檢據 本 。據示 Μ 另傳 資整 述置數 。此均傳査數 據小数標 W 的和 據和 上配組 之為本 從檢由 C 數 很組據 本明收 數置 足之一索且副為埠之本非持同數»fl發接 如裝 滿據每檢，涸列输來副而保存於 U 本於 組輪 可數中的數一佇傳體的示 須儲用 1 由用 一傳 例組其別本每出一 憶姐標間來合 Μ 可供 輸在 施多 ，分副的輸有記據據空列適 Θ 求提 傳其 實輸體中的據個少從數數憶佇有 之需中 於 ， 。之 傳憶體據數一至取之製 記之具 U 的路 用法間明於記憶數組供 。存得複的量列 Ρ 述網 要方空發用之記組單提序且取置置容佇^描換 需和99本之用從那之少排 ，所装裝夠之 U 所交 此置憶由供據可之 輸至示 示輸此 ，足供 前包 在配記藉提數且輸傳 。標標傳當本有提,¾先封 的的 明 組示傳 欲示據 據和 副具所量¾ 本量 發多標欲 。標數數組 份供明容 其 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 91471 A 4969 4 A7 經濟部中央標準局員工消费合作社印笨 B7五、發明説明（3 ) 置。此交換配置具有建構做為儲存資料框之記憶體，每個 資料框均具有指定的資料框指標，其指向記憶體中儲存此 資料框和可從記憶體取出它的位置。傳輸.向量產生器決定 將傳送之資料框的副本數，且複製資料框指標，將要傳輸 之翬一資料框的每個副本均提供一個複製的資料框指標。 至少提供一個輸出佇列為從傳輸向量管理器所接收到之資 料框指標排序。至少有一個傳輪埠檢査雔開输出佇列之資 料框，且從記憶體存取由資料框指標所指示之寅料框和傳 輸所取得之資料框的副本。 本發明之交換配置的優點之一為為了要傳輪資科框的 多份副本而不需複製副本資料框。而是，僅儲存資料框的 單一副本，且此資枓框在記憶體中的位置是由實料框指標 所提供的。以資料框指標的複製取代資料框的複製，可將 用於為了排序資料框副本之傳輸而排序複製資料框指標的 结構保持得很小。 先前所描述的需求可由本發明的另一個實施例達成， 其提供從裝置傳輸單組數據之多份副本的方法。此方法包 含有儲存此組數據在記憶體中、產生表示此組數據之數據 標示、和決定此組數據將傳输之副本數量等步驟。複製數 據檷示Μ便為將傳_的此組數據的每個副本產生複製的數 據標示。將複製的數據標示排序。存取記憶體並且在複製 的數據標示排序完成之後從記憶體傳_由複製的數據標示 所表示的此組數據的一份副本。 本發明之前述及其他的特性、槪念和儍點將因在下文 (诗先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） 3 9 1471 經濟部中央標準局員工消费合作社印农 9 63 4 a7 B7五、發明説明（4 ) 中在描述相明圖式的同時對本發明詳细說明而變得更顯而 易見。 園忒夕簡連說明 第I画係顯示依據本發明之實施例而建構之封包交換 系铳的方塊圖。 第2圖係顯示依據本發明之實施例而建構且應用於第1 圈中之封包交換系統之多埠交換的方塊圈。 第3圖係顯示第2圖之多埠交換的交換次系統的圖式描 述.其是依捶本發明之實施例而建構。 第4圖係顯示第3圖之交換次系統之單輸出佇列之方塊 圖，其是依撺本發明之實_例而建構。 第5圖係顯示依據本發明之實腌例之輸出佇列之第一 種型式之詳圖。. 第δ圖係顙示依據本發明之實施例之輸出佇列之第二 種型式之詳圖。 第？圖係顯示外部記憶體之溢位區的詳圖，其是依據 本發明之實施例而建構。 第8圖係顯示應用於本發明之連结串列數據结構之方 塊圖。 第9a和9b圖係Μ圖式描述依據本發明之實施例之資料 框媛衝器標頭格式。 第10圖係顯示第4匾之交換次系統之多份副本、回收 和空閒缓衝槽區之詳圖，其是依據本發明之買施例而建構 〇 本紙張尺度適用中國國家& ( CNS > Α4規格（210Χ297公' Γ777! 4 91471 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 44969 4 A7 B7 五、發明説明（5 ) 第11圖係顯示依據本發明之實施例而建構之空閒缓衝 槽區之結構方塊圖。 第12圖係顯示依據本發明之實施例而建構之多份副本 佇列的方塊圖。 第13圖僳顯示依據本發明之實施例而建構之多份副本 快速缓衝儲存器之圖式表示。 第14圖係顯示交換次系铳和埠向童FIFO之缓衝器管理器 之排序方塊的方塊圖，其是依據本發明之實腌例而建構。 奩油i例夕詳湘說明 將以乙太網路（Ethernet IEEE802.3)等之封包交換網 路中之交換裝置為例描述本發明。然而，如在下文中將詳 细說明之，本發明同時亦可應用在其他的封包交換系統和 其他系統型式中是顯而易見的。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 (請先聞讀背^之注意事碩再填寫本頁} 第1圖係顯示典型系統例的方塊圖，在此例中充份應 用到本發明。範例之系铳10為封包交換網路，如乙太網路 。此封包交換網路包含有整S多埠交換裝置UMS)12,其 使得數據封包可在網站之間通訊。此網路可包含具有不同 架構之網站，舉例而言，24個以10 M/bps網路傳輪速率傳 送和接收數據之10 M/bps網站14,和2個M100M/ bps網路 速度傳送和接收數據封包之1〇〇 M/bps網站22。因此，交 換裝置12選擇地把從網站14或22所接收到之數據封包依據 乙太通訊協定傅送到逋當的目的地。 依據所揭露之實施例，10 M/bps網站14經由媒體17和 依據半雙工乙太通訊協定將数據封包送到交換裝置12,並 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2WX297公釐） 5 91471 44969 4 Β； 五、發明説明（6 ) 從交換装置12接收數據封包。乙太通訊協定ISO/IEC S802 -3 U N S I / I E E E S t rf . 8 0 2 . 3 , 1 9 9 3 E d )定義半雙工媒體存 取櫬構，其允許所有網站14可均等地存取網路通道。在半 雙工環境中經過媒體17的交通是沒有區分和沒有優先順序 的。而是，每個網站14均包含有乙太網介面卡，其利用載 波感测多重存取/碰撞偵測（CSMA/CD)來監聽媒體上之交通 。藉由在媒體上感測接收載波之解除確認而偵測到網路交 通之空間。任何有數據要傳送之網站14,當媒暖上接收載 波解除確認後，藉由等待已知為封包間間隔（IPO)之預設 時間而嘗試接達通道。假如在網路上有複數個網站14要傳 送數搣，因應網路上感測接收載波的解除確認，每個網站 均在等待IPO時間後首試傳输，结果將產生碰撞。因此， 傳输站畲監督媒.體以決定是苔有由其他網站因在同時傳输 數據所引起之磁撞。假如偵澜到碰插存在，此二網站均同 時停止，等待一段時間，並且再次傳送。 經濟部中央標率局舅Η消费合作社印架 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 100 M/bps網站22最好是在全雙工撗式下操作，此模 式是依據已提出之具有流程控制、作業草圖（0.3)之乙太 網標準IEEE 8 02.3 x全雙工β全雙工環境在每個100M/bps 網站22和交換裝置12之間提供雙向、點對點通訊鐽结，其 中交換裝置12和各個網站22之間可同時傳輸和接收數據封 包而不會碰攮。100 M/bps網站22的毎一個均經由100Base -T X、1 〇 0 B a s e - T 4、或 1 0 0 B a s e - F X 型之 1 〇 〇 M / b p s 實體（Ρ Η Y) 裝置20而耦合至網路媒體17。交換装置12包含有媒體獮立 _介面（ΜΙΙ)24,其提供與實體裝置20之連结。可利用100Μ/ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） _ „ 6 91471 449694 Λ7 B7 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 7 ) 1 1 b p s網站22做為連接至其他網路之伺服器或繞路器。 ί 如 第 1圖中所顯示， 網路1 0包含有- -系列的交換收發 1 器 1 6 其 用 於 對 在 交 換 裝 置 1 2和 10 M/b P S-網 站 1 A 之 間 傳 输 請 1 1 I 的 數 據 封 包 執 行 分 時 多 工 和 分 時 解 多 工 〇 磁 變 m 器 模 組 19 先 閱 讀 1 1 1 保 持 在 媒 體 1 7 上 之 訊 號 波 的 波 形 0 交 換 装 置 1 2包 含 有 收 發 背 1¾ 之 i -.1 器 介 面 18 , 其 利 用 跨 經 單 一 串 列 不 歸 零 (N RZ )介面23之分 注 意 事 ! 時 多 工 傳 輸 協 定 而 傳 輪 數 據 封 包 到 每 個 交 換 收 發 器 16 並 項 再 填 I 1 從 交 換 收 發 器 16接 收 數 據 封 包 0 交 換 收 發 器 16從 串 列 HRZ 寫 本 頁 Λ 1 介 面 23接 收 封 包 % 將 所 接 收 到 之 封 包 解 多 工 1 且 將 此 封 包 'W 1 I 經 由 網 路 媒 體 17 輸 出 至 適 當 的 終 端 網 站 1 4 0 依 據 所 揭 露 之 l 1 f 實 施 例 每 個 交 換 收 發 器 16 具 有 4個玀立的1 OM/b P s 雙 絞 線 i 1 訂 通 訊 埠 且 使 用 跨 經 串 列 N RZ介面之四至- *多工器， 此使得 1 交 換 裝 置 12所 需 的 接 腳 數 百 減 少 四 倍 〇 1 1 交 換 裝 置 12包 含 有 決 策 引 擎 交 換 引 擎 > 媛 衝 記 憶 體 1 1 介 面 结 構 /控制/狀 戆 暫 存 器 管 理 計 數 器 和 MAC (媒 體 1 存 取 控 制 )通訊協定介面Μ便支援介於做為網站1 4和22之 1 I 乙 太 網 通 訊 埠 間 的 數 據 封 包 之 路 由 選 擇 〇 交 換 裝 置 1 2包 括 1 1 \ 加 強 式 功 能 » 可 做 智 慧 型 交 換 決 策 和 可 將 管 理 訊 息 基 本 ( 1 1 I Η IB) 物 件 形 式 之 統 計 上 的 網 路 訊 息 提 供 給 說 明 於 下 文 中 之 1 外 部 的 管 理 實 體 〇 交 換 装 置 1 2同 時 包 含 有 介 面 可 致 動 封 包 1 ] 數 據 和 交 換 理 輯 之 外 部 儲 存 F it 可 締 小 父 換 裝 置 12 之 晶 片 1 I 尺 寸 〇 舉 例 而 言 9 交 換 裝 置 12包 含 有 同 步 動 態 RAH (SDRAM) j 介 面 34 t 其 提 供 對 於 儲 存 所 接 收 到 資 料 框 數 據 % 記 憶 體 结 1 1 構 和 HIB計數器訊息之外部記憶體36的存取。 記憶體36 \ 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2IOX2W公釐） 91471 4 49 6 9 4 A7 B7 五、發明説明（3 ) 可以是具有2或4Mb記憶趙容量之80、100或120HHz同步 理作由器 性網1規，向 ^ ^ ^ ^ 擇的置部此去 ㈤有體橋 選目裝外因之 ：：所實Ξ 個換用。框 得之ίι櫬 一交使向料 使 2ri主),到 。許 去資 1X Tli 其 tic 。圖送代允之定 置許 p f 2 _ 0,裝允第傳取其框29Ϊ 3換其面流ί少器0,料4 涛交 方匯擎至驗40資器 理制6,一 充引包檢I)定驗 _ 控面另 < I ί Ε 有而介 。之決據規 ί 擎則 含 21 之 1 部数部 面引規 包S3PC取置内之外介策部 Φ介W存 g 有到由器決外 時 C 含 8 換 含收可 驗部或 同HA包^2交包接擎檢內擎 12理亦 ξ 個12所引則代引 置管 1 數置源策規替換 裝由置 複裝據決部42交 換藉裝 I 為換數部外器部 M0交可換^做交從内有驗内 0 體交 I 可 將。含檢由 D 實 CP2 地 站包則 1ΕΓ (請先閱讀背面之注意事項再填！:"本頁) 經濟部中央標準局員工消费合作社印繁 交換装置12亦包含有LED介面44,其記錄每個通訊埠 的條件狀態和驅動LED外部埋輯46。LED外部理輯46依序地 驅動LED顯示元件48,其是肉眼可辨識的D振盪器38為交 換裝置12之系统功能提供40MHz的時脈輸人。 第2圓係顯示第1圖中之整體多埠交換裝置（IMS)的方 塊圖。交換裝置12包含有24個用於在半雙工中之各10 K/ bps網站14(通訊埠1-24)間傳送和接收數據封包之10 H/ bps媒體存取控制（MAC)通訊埠50,和2個用於在全雙工中 之各100 M/bps網站（通訊埠25, 2 6 )間傳送和接收數據封 包之100 H/bps MAC通訊埠53。如上所述，管理介面30是 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 8 9 1471 449694 A7 B7 五、發明説明（9 ) 依據MAC層通訊協定（通訊埠0)操作。MAC通訊埠50,53,和 30之每一個均具有接收先進先出（FIFO)媛衝器52和傳輪 FIF 05 4。從網站來之數據封包是由相對應的MAC通訊埠接 收，然後儲存在相對應的接收FIF052中。所接收到之数據 封包是從相對應的接收FIF052輸出至外部記憶體介面34以 便可儲存在外部記憶題36中。 經濟部中央標準局員工消费合作社印装 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 同時亦將所接收到的封包標頭送至決策引擎，内部規 則檢驗器58或外部規則檢驗器介面40,以便決定由那一個 MAC通訊埠輸出數據封包。特別地，封包標頭是傳送到内 部規則檢驗器58或外部規則檢驗器介面40,其依據交換裝 置1 2是規劃為使用内部規則檢驗器5 8或外部規則檢驗器 42來操作。内部規則檢驗器58和外部規則檢驗器42提供用 於為所姶定數據封包決定目的MAC通訊埠之決策埵輯。因 此決策引擎可將所給定的數據封包輸出至單一通訊埠、多 重通訊埠或所有的通訊埠（即，廣播）。舉例而言，每個數 數據封包包含有一個具有來源和目的地位址之標頭，在此 決策引擎可依據目的地位址而確認適當的輸出MAC通訊埠 。另一方面，目的地位址可對應於一虛擬位址，適當的決 策引擎則將其視為對應複數個網站。再者，所接收到之數 據封包可包含有依據IEEE802.1d通訊協定之VIAN (虛擬LAN )標誌資料框，其指定另一個網站（經由100M/bPS網站22其 中之一的繞路器）或指定的網站群。因此，內部規則檢驗 器58或經由介面40之外部規則檢驗器42將決定暫時儲存在 缓衝記憶體36内之資科框是否要輸出至單MAC通訊埠或多 本紙張尺度適用中國囤家標準（CNS ) A4規格（2丨OX29?公釐） 9 9 1471 A7 B7 4 43 69 4 五、發明説明（10 ) 重MAC通訊埠。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 使用外部規則檢驗器42可提供的優點有增加容最、在 決策佇列中使得在資料框完全媛衝至外部.記憶體之前就可 決定資料框之傳输決策的隨櫬排序、和使得所決定的排列 順序與交換裝置12接收資料框的順序獨立。 決策引擎（即，内部規則檢驗器5 8和外部規則檢驗器4 2 )K埠向量的形式將傳输決策輸出至交換次糸統56,此埠向 量用於表示應接收數據封包之每個MAC通訊埠。從規則檢 驗器來之埠向量包含有外部記憶體36中儲存數據封包之位 址位置、和MAC埠之檷示，可從此接收要傳輸的數據封包（ 例，MAC埠0-26)。交換次系統56經由外部記憶體介面34從 外部記憶體36取得由埠向量所檷示之數據封包，且將取得 的數據封包供應給有標示通訊埠之適當的傳輸FIF054。 經濟部中央標车局員工消费合作社印製 其他的介面則提供管理和控制訊息。舉例而言，數據 管理介面59使得交換裝置12依據MII管理規範（IEEE802.3U )與交換收發器16和100 M/bps實體装置20交換控制和狀態 訊息。舉例而言，數據管理介面59所輸出之管理數據時脈（ MDC)在雙向管理數據IO(MDIO)訊號路徑上提供時序參考。 PCI介面26為32位元PCI 2.1版随從式介面，其用於藉 由PCI主櫬處理器28存取内部的IMS狀態和结構暫存器60和 存取外部記憶體36。PCI介面26同時可做為用於多重交換 裝置之擴充匯流排。管理埠30經由標準的七線反相串接 GPS I介面而與外部MAC引擎連接，此使得主控制器可经由標 準的MAC層通訊協定存取交換裝置12。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 10 91471 44969 4 A7 B7 五、發明説明（11 ) 第3圖係依據本發明的範例實施例而更詳妞地描述第2 画之交換次系統56。在第3圖中重覆第2圖之多埠交換裝置 12的其他元件是為方便說明交換次系統56·與這些其他元件 的連接。交換次系統56包含核心交換引擎，其用於接收和 傳送資料框。用於實現此交換引擎主功能之方塊包含有： 埠向量FIFO 70、緩衝器管理72、複數個埠輸出佇列74、 管理埠輪出佇列75、擴充匯流排埠輸出佇列77、空間缓衝 槽104、多份副本佇列90、多份副本快速媛衝儲存器96和 回收佇列98。將更詳细說明這些功能方塊之操作和结構， 但須先陳述第3圄之交換次系統56的簡要概觀Μ便為各別 元件的稍後討論提供前後關係。 經濟部中央標準局—工消费合作社印裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在此有兩種基本型式的資料框從通訊埠進入多璋交換 裝置12:單份副本和多份副本資料框。單份副本資料框為 將在某通訊埠所接收到之資料框由多埠交換裝置12僅將其 傳輪到某一其他通訊埠。相反地，多份副本資料框則為將 在某通訊埠所接收到之資料框傅輸至一個Μ上的其他通訊 埠。在第3圖中，每個通訊埠均由各別的MAC50表示，其具 有自我的接收FIF052和傳輸FIF054。 資料框，不管是單份副本或多份副本，均是由内部MAC 引擎50接收。當通訊埠接收到資料框封包時，其是放置在 接收FIFO 52。每個資料框均具有標頭，其提供姶規則檢驗 器，内部規則檢驗器5 8或外部規則檢驗器4 2。規則檢驗器 42或58,依據標頭内之訊息，決定要從那裡送出資料框封包 ，例如，經由那涸通訊埠或那幾個通訊埠來傳輸資料框封 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2!〇X297公釐） 11 91471 A7 443334 B7 五、發明説明（12 ) 包〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在當規則檢驗器42或58決定其傳輸目的地之同時，缓 衝器管理72從空閭媛衝槽104獲得空間緩衝器指標。此空 聞緩衝器指檷是位於外部記憶體36中由接收FIFO 52將要 儲存資料框的位置。一旦藉由缓衝器管理72從空閒媛衝槽 104獲得空閭缓衝器指標，則由空閒缓衝器指標所指的鍰衝 器將不再是空閒的。資料框數據以直接記憶體存取（DMA) 處理方式從接收FIF052經過數撺匯流排80轉移至外部記憶 體36。資料框是儲存在由從空閭緩衝榷104獲得之空聞媛 衝器指標所指的位置，雖然有很多其他的緩衝器可用於儲 存資料框，將於下文中描述之。 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裝 除了標頭數據，規則檢驗器42或58亦從媛衝器管理72 接收空閒媛衝器指標。現將此空閒緩衝器指標視為資料框 指標，因為其指向外部記體36中儲存資科框之記憶體位置 。規則檢驗器42或58利用標頭訊息做出傳輸的決定，且產 生”埠向量”型式之傳輪指示。在說明實施例用之範例中 ，埠向里為28位元向量，每個位元設定給一個將傳送資料 框給它之輸出通訊埠。假設此概觀範例中所接收到之資料 框為單份副本資料框。因此，在由規則檢驗器42或58所產 生之埠向量中只設定一個位元。在埠向量中所設定的位元 對應某特定通訊埠。 規則檢驗器42或58將埠向量和資料框指檷（以及控制 用作業系統碼和VLAK索引）放入璋向量FIFO 70。埠向量 FIFO 70檢査埠向量K便決定與埠向量有翮的資料框指標 12 91471 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） ..¾ 9 69 4 a7 B7 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 五、發明説明（ 1 3 ) \ 1 應 該 輸 入 那 個 特 定 的 輪 出 佇 列 74 (或 那幾個佇列）。 埠向量 1 1 F IFC 70將資料框指標放入適當 β輸 出佇列7 4之上端。 在 1 1 此 為 資 料 框 的 傅 輸 排 序 〇 請 1 ! 在 某 個 時 刻 ，資料框指標經過輸 出佇列74而抵達輸 出 先 閱 i 1 佇 列 74之 底 部 〇 缓 衝 器 管 理 72在 當其抵達輸出佇列 74底端 if 之 1 .1 1 時 將 資 料 框 指 標 取 出 ,並將資料框指 標經由資料框指標 m >主 意 華 項 再 填 1 取 匯 流 排86而 傳 送 到 正 確 通 訊 埠 之適當傳輪FIFO 5 4〇 在 1 1 此 為 資 料 框 的 傳 輸 預 定 時 間 0 將 從外部記憶體3 6中 由資料 寫 本 頁 ί j 框 指 標 所 指 示 之 位 置 DMA處理方式 所謓取之資料框數 據 1 I 放 人 適 當 的 傅 輪 F IF 0 5 4然 後 傳 輸 之。 1 Ι 除 了 堉 向 量 中 多 個 位 元 設 定 標示資料框將從那 幾個通 1 1 訊 埠 傳 輸 外 * 多 副 本 傳 輸 與 單 副 本傳輸相類似。將 資料框 訂 1 指 標 放 人 各 適 當 m 輸 出 佇 列 74 ，並將 其從相對應的傳輸 1 I FIFO 5 4傳輸。 1 1 媛 衝 器 管 理 72利 用 特 別 的 控 制佇列，即，空閒 媛衝槽 1 疒 104, 多副本佇列9 0、 回收佇列9 8、 和多份副本快速媛 衝 1 I 儲 存 器 96管 理 媛 衝 器 分 配 之 程 序 ,Μ 便將所接收到之資 料 1 1 框 儲 存 和 一 旦 資 料 框 已 傳 輪 至 其 所指定的輸出埠時 ,取回 1 1 ] 可 再 使 用 之 缓 衝 器 〇 媛 衝 器 管 理 72同時維護用於輸 出佇列 1 7 4和 控 制 佇 列 104, 90和98之外部記 憶體3 6中之”溢 位” 區， 1 1 將 在 稍 後 更 詳 细 地 描 述 之 〇 i 1 此 作 業 概 覼 做 為 背 景 ,現將更 詳细地討論交換次 糸 i | 统 56的 各 個 部 分 和 各 種 概 念 0 這 些概念中將描述的 第- 個 ! 1 為 本 發 明 之 各 種 輸 出 佇列74的 结 構〇 除了指定做為 10 M/ [ 1 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 91471 4 49 69 4 A7 B7 五、發明説明（14 ) bps輸出埠和100 M/bps輪出埠之輪出庁列74之外，亦為管 理埠30提供輸出佇列75,和為擴充埠26提供輸出佇列77。 輸出佇列75、 77與輸出佇列74有相同的外部结構，但不同 的内部結構，將於下描述之。 第4圖係顯示依據本發明實施例之输出佇列74的外部 结構方塊園。從第4圖中可顯而易見的，本發明之輸出佇列 74具有三部份的架構。為達最佳性能.最好能將所有的排 序结構保持在晶片上（即所謂多埠交換機12),但在晶片上 的可用空間是非常昂貴的。當將此晶片設計做為交換且需 要排序很大數童之輸入時，其圼琨兩難的困境。為解決此 困境，本發明提供一種單輸出佇列，其包含在晶片上之高 性能、低容量部份，和晶片外之溢位區。雖然所具有的性 能比在晶片上的.部份低，但此溢位區允許佇列依據所需做 為大容量疔列。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 依據第4圖之實施例，本發明之單理輯輸出佇列74具有 三個實體部份。這些包含有位於外部記憶體36中之輸出佇 列寫入側76,输出佇列謓取側78,和输出庁列溢位區（通常 將其標示為110)。如先前所描述的，所有的輸出佇列74對 外部記憶體36的存取均是經由外部記憶體介面34。本發明 利用現行外部記憶體的群組式傳輸方式的優點，所Μ數據 可Μ群組式形式經由速接晶片12和外部記憶體36的匯流排 84而將數揮（例t資料框指標）送進和送離晶片到溢位佇列 區 1 1 0 〇 输出佇列寫入側76和输出佇列讀取側78是位於晶片 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2丨0X297公釐） 14 91471 44969 4 A7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 B7 五、發明説明（15 ) 12上。將寫入側76和謖取側78視為小、昂貴的資源。相反 地，形成輪出佇列74之第三部份的溢位區110則是大且便宜 的資源。寫入側76和謓取側78提供髙性能但是經過溢位 區之路徑卻提供低性能且大容量路徑。 在操作中，輸出佇列寫入側76接收輸入。在依據本發 明之多埠交換装置12之實跑例範例中，此輸入為資料框指 檷，其指向外部記憶體中儲存第一個256位元組資料框之第 一媛衝器。然而，輸出佇列74並不局限以資料框指標做為 輪入而是可廣泛地應用於為多埠交換和其他的技術的其型 式輸入做排序，此對那些具有此方面技藝者將是顥而易見 的。 在輸人傳輸經過且抵達輸出佇列寫入側76之底端後， 與輸出佇列74有翮之控制理輯決定該對此輪入做什麽。假 如在_出佇列謓取側78中有空間，且用於輸出佇列74之溢 位區110是空的，則將一個或多個輪入從輪出佇列寫人側76 直接傳輪至輸出佇列讀取側73。從寫入側76直接送到謓取 側78的這個或這些個輸人的傳輸全部都是在晶片12上執行 ，因此是低等待時間、傳輸速度快的輪入。 假如輪出佇列讀取側78是滿的，且在輸出佇列寫入側 76中具有至少一群组大小之最的數據（例，16位元組的輸入 ),則以群組形式將此數據寫入輪出佇列74用之溢位區110 。假如輸出佇列讀取側78是滿的，但是在輸出佇列寫入側 76中尚未有一群組大小之量的數據，則將輸入留在輸出佇 列寫人側且不再做任何事。最後，輸出佇列謓取側7S將變 本紙張尺度適用中國國家標準{ CNS ) A4規格（210X 297公釐） 15 91471 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 4 9 A7 B7 五、發明説明（16 ) 空，且當輸出佇列讀取側78具有足夠的空間容納群組大小 之量數據，且在溢位區110中有數據時，將群姐式數據從 溢位區110供應至輸出佇列謓取側78。 在輸出佇列的结‘構中，績取側78的動作情形與傳统的 佇列很相似，因為從此處可逐一取出輸入。輸出佇列寫入 側76主要執行將數據組合成用於寫入外部記憶體36之群組 式數據的積聚功能。因此，本發明將單一事件（將單一輪人 放人輪出佇列74)轉換成群組式事件。如果需要，寫入側76 允許累積數據以便成驵地送到外部記憶體36之溢位區110 。溢位區110在阻塞的時候提供價廉的儲存空間，故不須 使用昂貴的晶片資源來執行那些僅在相當稀有事件下需要 之功能。即使本發明使用不在晶片上之溢位區110,但此 區110之存取是藉由同時將訊息組成很多的位元組的有效 率的方式來執行。此與傳統的序列式結構相反，在傳統的 序列式结構中是Μ單一輸入從佇列讓取和寫入佇列中。 經濟部中央標準局員工消费合作社印衆 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在操作期間，假如有很多的輸入抵達輸出佇列74,將這 些輸入放置在溢位區110 Μ避免使晶片上之佇列78溢位。 因此，本發明之佇列结構可大大地避免將資料框拋棄。同 時，用於溢位區110的記憶體總數量可藉由改變外部記憶體 36之大小而很容易地改變之。再者，可規副每個特定溢位 區110的大小Μ配合佇列的大小，且不會影響輸出佇列74 之性能。 基本上，佇列為具有先進先出配置之序列式结構。然 而，在如回收佇列98和空閭缓衡槽104等形式之佇列中，其 本纸乐尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2!〇Χ 297公釐） 16 91471 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 3 S 9 4 A7 B7 五、發明説明（17 ) 與输人的順序是不相關的。假如可Μ將數據從寫入廁100 直接送到讀取側102,則本發明允許跳過用於佇列之溢位區 而直接Μ此路徑傳送。就算有訊息位於相闞溢位區，只要 訊息並不是依序的感知到的，上述情形是允許的。舉例而 言，媛衝器的回收並不是依序感知到的，因為緩衝器最终 不再需要儲存資料框之後，其回到空聞媛衝槽104中之空 間表的任何順序均是可接受的。因此，當數據並不是依序 感知到的時，為了避免與外部記憶體36中用於回收佇列 98之溢位區110之寫人頻寬相抵觸，將訊息從寫人側1〇〇直 接送到讀取側102,假設讀取側102有足夠的空間給更多的 輸入用。回收佇列98為用於排序不是依序感知到之數據的 那種形式之佇列的範例。然而，在不同的應用中有許多其 他形式之數據亦為不是依序感知的，故發現本發明的此種 性質在排序其他形式之數據的佇列中是有用的。 在如第1和2圖所顯示之本發明之實施例範例之多埠交 換裝置中，其具有28個輸出佇列（每個對麽一個輸出埠）： 24個用於10 M/bps使用者通訊埠、2個用於100 M/bps伺眼 器通訊埠、1個用於管理埠和1個用於擴充匯流排通訊埠。 當資料框指標排序等候傳輪時，輸出佇列74、75和77為其 提供暫時的儲存。排序時採取埠向量FIFO 70之形式將資 料框指標寫入由傳輸埠向量所標示之各種輪出佇列74、 75、和 770 在本發明之某些特定的最佳實施例中，各種輸出庁列 74、75、和77包含數個或所有的下列擂位：單副本位元、 本紙張尺度適用中國國家標孳（CNS ) A4規格（2S0X 297公釐） 17 91471 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 449694 A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印取
五、發明説明（ 1 8 ) 1 1 資 料 框 指 標 控 制 作 業 碼 或 控 制訊 號 和 VLAN (虚擬區域 1 1 網 路 )索引。 單副本位元為僅送到- "個输出埠之資料框做 ί ! 搮 記 〇 資 料 框 指 標 指 向 位 於 外 部記 憶 體 36中之 資料框。控 讀 1 I 制 作 業 碼 確 認 有 關 資 料 框 (例， 最新得到之資料框等）之特 先 閱 讀 1 I 殊 訊 息 〇 控 制 訊 號 利 用 來 白 控 制作 業 碼 之訊息 指示在傳輸 背 之 1 'ι| 之 刖 將 如 何 處 理 此 資 料 框 0 V L A索引為將要插入到輸出資 >1 音 Ψ 1 料 框 (如果必要） 之 VLAN 標 記 提 供參 考 〇 然而， 這些機位只 項 再 填 I 1 是 做 為 範 例 用 « 當 本 發 明 應 用 至其 他 輸 出佇列 時，則具有 本 I 义 1 不 同 的 播 位 型 式 〇 1 1 第 5圖係顯示输出佇列74, 10 M/bp s埠輪出佇列之第 1 I 一 種 形 式 之 實 施 洌 範 例 的 内 部 结構 〇 此 10 M/b P S輸出佇列 1 1 訂 74為 將 送 到 10 Η /b P s 埠 之 資 料 框保 持 輸 入。在 用於說明用 1 之 實 施 例 範 例 中 .，輸出佇列寫入側76為這些佇列保持32個 1 1 輸 入 ，而輸出佇列讀取側7 8則保持1 6個輸入，雖 然其他的大 1 1 小 是 可 預 期 的 且 是 在 本 發 明 之 範圍 内 〇 在 10M/ b p s輸出f? 1 r 列 74 中 之 每 涸 輸 入 均 包 含 一 個 單副 本 位 元和一 個資料框指 1 1 標 (1 4位元）。 在 本 發 明 之 多 重 埠交 換 寊 施例範 例中，並不 I 需 要 VLAN 索 引 ， 因 此 在 1 OM/bp s埠中無VLAN標記。 1 1 I 第 6圖係顯示輪出佇列74, 100 H/b P s埠輪 出佇列之第 i 二 種 形 式 之 實 施 例 範 例 的 内 部 结構 〇 此 1 00 M/bps掉輪出 i 1 佇 列 為 將 送 到 100 M/bp s埠之資料框保持輸人。 輸出佇列 I 1 寫 人 側 76為 這 種 形 式 之 輸 出 佇 列保 持 64個輸入 ，而輸出佇 ! I 列 讀 取 側 78則 保 持 18® 輸 入 〇 每個 輸 入 均包含 VLAN索引、 1 I 部 份 的 控 制 作 業 碼 (位元4 -0 )、 單副本位元和資料框指標 1 I 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） 18 91471 、广-汝
QW 經濟部中央標準局員工消费合作社印繁 ο 9 4 A7 _ B7五、發明説明9 ) ο 第7圖係顯示外部記憶體36之範例澍應園。舉例而言， 外部記憶逋36之總容量可Μ是4Mb,雖然在.不同實施例中可 使用其他容量的記憶腹。依據本發明而應用於溢位區之外 部記憶體36可藉由簡單地改變外部記憶體而增加或減小輸 出佇列的大小。當晶片製造時卽設定所有的排序容量，K 便使佇列結構可全部位於晶片上，這為整個糸統的一個儍 點。 為了滿足交換裝置12之儲存需求，外部記憶體36之實 施例範例為下列區域配置空間•空聞緩衝槽溢位120、回 收佇列溢位122、多副本佇列溢位124、管理埠輸出佇列溢 位12S、用於每個10 M/bps和ΙΟΟΜ/bPs目的埠之獨立輸出 佇列溢位128、擴充匯流排埠輸出佇列溢位130、 MIB計數 器132、和整體資料框緩衝槽134。 晶片上暫存器60間記憶體BASE位址暫存器内之用於 全部記憶體區之BASE位址在是可規劃的。在外部記憶體 葑應圖中每個區之BASE位址在暫存器設定中是可規劃的 。不需要長度暫存器，因為指定區之長度等於在對應圖上 從此區之BASE位址到下個區之BASE位址的區域。 因為每個獨立溢位區之長度（也就是其容量）是可規劃 的，所Μ每個疔列的迪容量亦是可規削的。本發明的此項 特性使得交換客戶化Κ便提供可依所需增加容量之特殊輸 出佇列。 下列用於儲存那些不適合放置在晶片12上控制佇列内 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X29"/公釐） 91471 {請先閒請背面之注意事項再填寫本頁) 44969 4 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7五、發明説明（20 ) 之輸入的溢位區是放置於外部記憶體36中。空閒缓衡槽溢 位120將目前未使用之位址指標儲存在整體責料框緩衝槽 134中。回收佇列溢位122儲存已經不需要·之連结串列的資 料框指標。多副本佇列溢位1 2 4儲存副本數” =1 ”（用於排 序資料框指標）之資料框指標和副本数為（用於傳輸成 功之資料框）之資料框指標。 下列溢位區為输出佇列儲存不適合放在晶片上之輸入 。管理埠輸出佇列溢位區126儲存等待要傳輸至管理埠之 資科框指標。輸出佇列溢位區128儲存等待要傳輪至適當 的10 H/bps埠或100M/bps埠之資料框指標。擴充匯流排 埠輸出庁列溢位130儲存等待要傳輸至掮充匯流排埠之資 料框指標。 HIB計數器U 2包含每個通訊埠的所有統計數據，其由 交換裝置12定期更新。交換裝置12在晶片上包含用於儲存 MIB統計數據之8位元和16位元計數器。交換裝置12更新在 外部記憶體36中之32位元或64位元計數器，其是Μ可避免 失去ΜΙΒ數據所需之頻率來更新。 整體資料框缓衝槽13 4包含在連结串列中儲存所接收 到資料框數據之缓衝器。在任何時間這些連结串列均具有 有效的資料框數據、廢棄的媛衝器，此廢棄的媛衝將由媛 衝器管理72送回到空閭鍰衝槽104,或由PCI主處理器28所 擁有。 現參考第8圖，在本發明之實施例範例中，從任何MAC埠 或PCI匯流排所接收到之資料框數據是以連结串列數據结 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ (請先閱讀背面之注意事項再填艿本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 五、發明説明（2 1 ) 構格式儲存在外部記憶體36中。用於產生連结串列之緩衝 器140的長度是256位元，雖然在本發明之不同實施例中使 用其他長度之緩衝器。指向每個媛衝器140之位址指標是 由交換裝置12中之空聞鍰衝槽104儲存。 當交換裝置12之某一埠有接收到資料框時，缓衝器管 理72要求來自空閒媛衝槽104之鐽结媛衝器140用之位址指 標儲存此資料框。指向外部記億體36中儲存此資料框之第 一緩衡器之位址指標變成此資料框之資料框指標。將此資 料框指標用於交換次系铳56中做為將傳輸之資料框的排序 用。 藉由用於標示記憶體中下一個媛衝器位置之每個缓衝 器搮頭142中之位址指標將鑀衝器140ϋ结在一起。緩衝器 標頭142亦包含有其他有關緩衝器140内所包含之資料框數 據的訊息。第一鑀衝器的標頭為12位元組，如第9a圖中所 顯示之緩衝器標頭範例形式。其後的每個緩衝器的標頭均 為4位元組，如第9b圖所示。外部記憶體群組是2組合X 16 位元組長，所以在毎個缓衝器内之真正資料框儲存容量為 256B-16B=240Be 如第9a和9b圖中所描述的，第一和子媛衝器搮頭格式 包含有下列禰位： 缓衝器格式位元：顯示正在使用那種缓衝器格式。1 表示第一媛衝器格式，其長度是12位元组。0表示子緩衝器 格式，其長度是4位元組。當連结鑀衝器時，其用於剩餘媛 衝器的每一個。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標丰（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 2 1 9 1471 4 4369 4 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（2 2 ) E位元（責料框结束標誌）：顯示此為資料框的最後一 個緩衝器。當E位元設定之後，表示_结中已經沒有緩衡 器。 C位元（CRC錯誤偵测）：顯示接收端已偵測到CRC錯誤 。當偵測到C位元時，傳輸功能將故意地傳輸反向的CRC。 L位元（對齊錯誤）：顯示在接收資料框中偵測到資料 框對齊錯誤（和CRC錯誤）。 0位元（接收端FIFO溢位）：顯示接收端FIFO已溢位，且 在媛衝器中之數據可能是無效的。 嫒衝器長度：在缓衝器之數據檷位内從媛衝器標頭之 後第一位元組開始之有效位元組的總數。此長度不包括位 移位元組之值。 下一®媛衝器指搮：指向下一個緩衝器之指標。當E 位元設定之後下一個媛街器指標是無效的。 位移位元姐計數器：顯示資料框的第一位元組從缓衝 器之資料框數據區的那兒開始。〇位移表示數據將從媛衝 器標頭142之後的第一位元組開始。0位移表示資料框數據 將從緩衝器内緊接在第16位元組之後的位元組開始。對非 0位移值表示資料框數據將從媛衝器開頭緊接在第16位元 組+位移之後的位元組開始。傅輸功能將跳過由位移位元 組檷位所指示之位元組數。 P位元（通訊埠型式）：顯示接收輸入資料框之通訊埠 型式。0表示一個10 M/bps通訊涛而1表示一個100 M/bps 通訊埠。當規劃交換裝置12在將資料框完全接收且鍰衝至 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 22 91471 449694 A7 B7 五、發明説明（23) 外部記憶體36之前將資料框傳送到擴充匯流排時，此位元 是由主機28和時間標記檷使用。 T位元：表示所接收資料框的形式：有標記或無標記 。1表示有標記資料框且VLAN識別字欄位中包含有接收 VLAN ID。0表示無標記資料框且VLAN ID是無效的。 接收埠數量：可從其接收資科框之埠数量。 VLAN識別字：從有標記埠所接收之VLAN ID。假如資 料框是從無標記埠接收到，此播位是無效的。 R位元（重新計算之CRC):表示需要在傳輸功能中放棄 且重新計算CRC。當收到有標記資料框時由交換裝置12設 定此位元。除此之外，假如主機28修正資料框的內容，主機 28會設定此位元。當交換裝置12傳輸資料框時，其會檢査 此位元Μ便決定.傳輪琨有的CRC或放棄並重新計算CRC。 Α位元（附加CRC):表示在資料框數據的尾端無CRC。 主櫬可在記憶體中產生資料.框（無CRC),然後設定此位元。 當傳輸資料框時，交換裝置12會產生且附加CRC。假如A位 元已設定，則資料框長度將不包括CRC。 經濟部中央標準局員Η消費合作社印製 (諸先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I7位元（格式位元）：標示資枓框長度/時間標記的播位 。0表示此禰位為輪入資料框的時間搮記。1表示此攔位是 所收到資料框之長度。 資料框長度/時間標記：由F位元決定。假如F位元已 清除，此檑位表示從收到資料框開始之時間標記。此時間 標記的解析度是lus。假如F位元已設定，表示所收到資料 框之總長度包含有CRC和任何已接收到之VLAH檁記。當收 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) Α4規格（210X 297公釐） 23 9 1471 443 69 4 at B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 五、發明説明（24 ) 到資科框時，交換裝置12M時間標記（來自計時器暫存器）· 標示此欄位。假如主櫬28已規削交換裝置12在完全接收到 資料框之前傅輸擴充匯流排資料框，其利·用此時間標記（ 和接收埠速度）來判斷可將多少的數據從外部記憶體36送 出且不會讀取過多的資料框數據。一旦整個資料框均己接 收，交換裝置12將資料框長度寫入此檷位並設定此F位元 〇 副本數：用於表示由埠向量FIFO 70為傳輸而排序成 功之副本數。假如鍰衝器管理72需要在多副本快速猨衝儲 存器96内為新輪入產生空間時，此捅位用於儲存資料框指 標用之副本數。 第10圖係顯示第3圖之交換次系统56的某些元件的詳 细說明圈。這些元件係用於提供資料框儲存用之缓衝器， 和回收逋些缓衝器，且一旦這些緩衝器不再用於儲存資料 框時，使其可再次使用。如先前所描述的，每個輸出佇列74 、75(除輪出佇列77)將資料框指標傳送到緩衝器管理72, 其為由資料框指標所指示的資料框之傳輸預定時間。媛衝 器管理7 2控制下列功能：1)管理交換裝置1 2之内部匯流排； 2)協助到/從輸出佇列74之資料框指標排序/解排序；3)管 理控制佇列90、98K便找到緩衝器並傳回空閒缓衝槽104; 4)控制至和來自外部記憶體136之數據的流向；和5)維護 記憶體结構，包括MIBs和溢位區。緩衝器管理72包含用於 配置所有對外部記憶體36存取之調度功能。這些存取包含 有：1)將接收到之資料框數據寫人記憶體緩衝器140,2)從 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 24 91471 4 49 69 4 atΒ7 經濟部中央梯準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（25 記憶體缓衝器 佇列74和控制 内之資料框指 在緩衝器 當的輸出佇列 量（副本數）且 之寫入側92。 表示單複本傳 此三種例子。 當副本數 元設定之空的 直接送到回收 回收佇列98用 器之連结串列 位址指標送回 當副本數 資料框指標、 給適當通訊埠 列7 4 (參考第5 輸。當缓衝器 和單副本位元 管理72利用資 之第一媛衝器 框指標，從第 140讀取傳輸用之資料框數據，和3)為輸出 疗列90、δ維護（例，寫和讀）在每個溢位區 標，和4)更新ΜΙΒ計數器。· 管理72將所給予的資料框指標複製到所有適 74、75之後，埠向量FIFO 70計算副本的數 將寅料框指標和副本數量放入多副本佇列90 副輸 S€ 1描 下 出 於 入將 輸 ο 未輸 框 傳 料 本 資 副 此 多 示 示 表表 為” 0”時，其意謂資料框指檁具有無任何位 傳送埠向量，埠向量FIFO 70將資料框指標 佇列98之寫入側100。當緩衝器管理72做為 時，將於稍後描述之，鍰衝器管理72將媛衝 鍵结破壞並且將指向每個”空聞w鍰衝器之 空閭鍰衝槽104之寫人側106。 為” 1M時，單副本傳輪，埠向量FIFO 70將 控制訊號/控制作業系統碼和VLAN索引複製 之輸出佇列74。埠向量FIF070設定在輸出佇 和6圖）中之單副本位元Μ便表示此為單一傳 管理72從此堉之輸出佇列74讀取資料框指標 時，如先前所討論其為傳輸預定時。鑀衝器 料框指標找尋在外部記憶體36中儲存資科框 。壊衝器管理72從這個第一缓衝器謓取資料 一媛衝器取得數據並且將此數據放人適當的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 25 9 1471 (請先閱讀背面之注意事項再填寫木頁) 449 S9 4 A7 B7 五、發明説明（26 ) MAC傳輸FIF054。假設此資料框跨越多個緩衝器，削對予 嫒衝器之鐽結提供媛衝器管理72找尋K及傳輸所有在鏈结 中用於此資料框之緩衝器的位址。一旦已·將數據放入FIFO 54中準備傅輸，則媛衝器變成空閒且送回空閒缓衝槽104 Μ便其後再指定其儲存另一資料框之數據。 當副本數大於1時，埠向量FIFO 70將資料框指標、 VLAN索引、和控制訊號/控制作業系统碼複製給每一個適 當的輸出佇列74。（當提到輸出佇列74時，意謂同時參考庁 列75、 77)。埠向量FIFO 70為在輸出佇列74中之適當的資 料框指標清除單副本位元，且將具有副本數” 之資料 框指標放入多副本佇列90之寫入側92。 每當媛衝器管理72從輸出佇列74之一讓取資料框指標 且清除單副本位.元時，緩衝器管理72為此資料框排定傳輸 時間，同時檢査多副本快速媛衝儲存器96中其資料框指標 具有副本數為” 1”之输入。假如在多副本快速緩衝儲存 器9 6中發琨有資料框指標具有副本數M 1 ” ，則缓衝器管理 經濟部中央標隼局員工消費合作社印褽 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 72 K與單副本資料框傳輸相同之方式為此資料框排定傳輸 時間且在傳輪期間回收這些緩衝器。然而，假如資料框指 標不在多副本快速媛衝儲存器96中或在多副本快速缓衡儲 存器96中之資料框指標的副本數大於1,則媛衝器管理72 傳輪此資料框但不回收此緩衝器。在傳輸成功之後，媛衝 器管理72將資料框指標之副本和"-1"副本數放人多副本佇 列90之寫入倒92。 每次多副本資料框傅輸之後，缓衡器管理72將資料框 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 26 91471 經濟部中央標隼局貝工消费合作社印製 S 3 4 A7 B7 五、發明説明（27 ) 指標之副本放入多副本佇列90中，為媛衝器管理72在多副 本快速嫒衝儲存器96中並未發現之資料框指標提供副本數 ” 1 ” 。因此，任何時間，多副本佇列9 0都包含有具副本數 1”之資料框指標和/或相同資料框指標之幾個副本，每 個所具有之副本數均為-1。 鑀衝器管理72不斷地服務多副本佇列90和多副本快速 緩衝儲存器96以便可回收空閒的緩衝器。當它腋務多副本 佇列9 0且讀到具有副本數> ” 1 ”之貢料框指標，緩衝器管 理72嘗試將新的輸入（資料樞指標和副本數）放入多副本快 速媛衝儲存器96。假如多副本快速緩衝儲存器96是滿的， 則缓衝器管理7 2為新的資料框指標找尋空間。媛衝器管理 72讅取”舊的”多副本快速輸入，為此輸人更新其在外部記 憶體36中之媛衝器標頭中的副本數，然後從多副本快速媛 衝儲存器96將此輪入清除。當多副本快速媛衝儲存器96空 間變成可用的時，則缓衝器管理72可將新的輸入從多副本 佇列90放人多副本快速緩衝儲存器96中。 當媛衝器管理7 2服務多副本佇列9 0且謓到具有副本數 為” -1”之資料框指標，其搜尋多副本快速缓衝儲存器96, 找尋與副本數》> = 1”相配的資料框指標位址以便可減少 或刪除。假如緩衝器管理72找到相配的資科框指標，則緩 衝器管理7 2將1)假如副本數” > 1 ”則將多副本快速缓衝儲 存器的資料框指標減1 ;或2 )假如副本數為” 1 ”則將多副本 快速緩衝儲存器的資料框指標/副本數輸人刪除且將資料 框指標放入回收佇列98。 (請先閱讀背面之注意事項再填i:!b本頁)
,1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2!〇X297公釐） 27 91471 449694 A7 B7 五、發明説明（28 ) 假如媛衝器管理72並未找到相配的資料框指標，則锾 衝器管理72在外部記憶體36(參考第9圖）中為副本數尋找 資料框指標的媛衝器標頭。假如在記憶體中之副本數為” 1 ” ，則緩衝器管理7 2將資料框指標放入回收佇列9 8。假如 在記憶體中之副本數為” > 1 ” ，則媛衝器管理7 2將資料框 指標與此副本數一起放入多副本快速鑀衝儲存器96,然後 將副本數減少。 缓衡器管理72藉由讓取資料框指標而不斷地服務回收 佇列98,然後移動連结串列鐽结以便將媛衝器送回空閒緩 衝槽104。此動作所送回之缓衢器是用於具有空閲埠向量 且藉由埠向量FIFO 70將其排序送至回收佇列之資料框，或 具有多副本傳送向量和已完成所有副本傳輸之資料框。如 前文所描述的，.當傳輸資料框時，用於單副本資料框鐽结 之缓衝器係直接送回空閒媛衝槽104。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (諳先闊讀背面之注意事項再填寫本頁) 假如埠向量FIFO 70因為輸出佇列74和其在外部記憶 體36中之溢位區110是滿的而無法將用於單副本傳送向量 之資料框指標放人輸出佇列74時，則將此資料框放棄。然 後資料框指標回到回收佇列98而所放棄的資料框則由交換 裝置之資源管理加註。假如埠向量FIFO 70因為一個或多 涸輸出佇列74和其在外部記憶體36中之溢位區110是滿的 而無法放置用於多副本傳送向量之一個或多個資料框指標 時，僅將有得到空間之資料框送至輪出佇列，且放人多副 本佇列90之副本數將只反應已成功放置之資科框指標。尚 未放置之資料框指檷則由交換之資源管理為每個通訊埠加 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 28 91471 44969 4 A7 B7 五、發明説明（29 ) 註，因此不會排序此資料框指標《假如埠向量FIF070因為 所有的輸出佇列74和其在外部記憶體36中之溢位區110是 滿的而無法放置用於多副本傳送向量之任·何資料框指標時 ，將此資料框指搮傳送到回收佇列98,且適時地通知交換 之資源管理。 多副本佇列9 0為高優先權佇列，缓衝器管理7 2利用其 持缅追蹤在所有用於儲存資料框的媛衝器（即，位址指標） 回到空閭缓衝樓104之前，須完成幾次特定的多副本資料 框傳輸。此輸出佇列之寫入側92和讀取側94分別持有64和 16儸輸入。多副本佇列90提供由缓衝器管理72所使用之多 副本快速缓衝儲存器96 Μ決定何時回收媛衝器。多副本佇 列的内部結構係顯示在第12圖中。 埠向量FIFO. 70依據已成功放入輸出佇列74之資料框 指標數量而將資料框之資料框指標和” >1”副本數之副本 放入多副本佇列90。假如特定埠之輪出佇列74是滿的，則 埠向量FIFO 70無法將資料框指標之副本放人輸出佇列74; 因此不能將其包含在決定副本數之成功事件中。 經濟部中央標準局員工消费合作社印袋 (請先閱讀背面之注意事項再填窝本I) 每次緩衝器管理72讀取输出佇列資料框指標且發現其 單副本位元為” 0 ” （即，多副本），則檢査多副本快速緩衝 儲存器是否有具有副本數為” 1”之資料框指標，其表示此 為最後的傳輪。假如發現有符合條件者，則媛衝器管理72 傳輸資料框且Μ與單副本傳輪相同之方式，在將每個缓衝 器之内容傳輸後，藉由將空閭缓衝器提供給空間媛衝槽 104而回收緩衝器。假如發現沒有符合條件者，則緩衝器 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 29 9 1471 ΑΊ 44369 4 Β7 五、發明説明（30 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 管理7 2傳輸多副本資料框且將具有副本數為” -1 ”的資料框 指標的副本放入多副本佇列90。當主機已完成使用那些（ 經由PCI介面26)排列至擴充匯流排输出佇·列75或管理埠輸 出佇列77之資料框所用的多副本資料框指標時，主機將具 有副本數為"-1”的資料框指標的副本經由資料框指標暫存 器寫入多副本佇列。此暫存器為第2圖暫存器60之方塊中 所描述之暫存器之一。 與輸出佇列74相同，將多副本佇列90建構為具有一輸 入路徑和一個輸出路徑。輸人路徑，或寫入側，允許埠向量 FIFO 70和媛衝器管理將資料框指標/副本數放入多副本佇 列90中。輸出路徑，或讀取側，允許多副本佇列90將資料框 指標/副本數放入多副本快速缓衝儲存器96中。在外部記 憶體36中提供用於資料框指標/副本數之額外儲存的多副 本佇列溢位1 2 4。 經濟部中央標準局員工消费合作社印聚 當將資料框指標/副本數寫入空的多副本佇列90時，其 從寫入側92傳输到讀取側94直到讀取側94是滿的為止。將 其他已寫人多副本佇列90寫入側92的資料框指標/副本數 放人外部記憶體36中之多副本佇列溢位區124。一旦多副 本佇列90之讀取側94和其溢位區124均是滿的，其他的放在 多副本佇列的資料框指標/副本數開始填補寫入側92。 資料框指欏傳輸經過多副本佇列90之順序是固定的. 如當在多副本佇列讀取側94之空間已清除，則將資料框指 標/副本數從多副本佇列溢位區1 2 4移至多副本佇列讀取側 94和從多副本佇列寫入側92至多副本佇列溢位區124。 本纸乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2i〇X 297公釐） 30 91471 b 9 4 A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印繁 五、發明説明（ 3 1 ) 1 I 多 副 本 快 速 緩 衝 儲 存 器96與多 副本 佇列 9 C 丨相以 ,除 提 1 I 供 用 於 掃 描 資 料 框 指 標 /副本數之可搜尋區3 ^ C 多副本 快 1 1 速 m 衝 儲 存 器 96保 持 達 2 5 6個輸入。 媛衝器管理72從多 副 請 1 1 先 j 本 佇 列 90 請 取 資 料 框 指 標 且依據其 副本 數是 否 為〉1 或 -1 U) 讀 i f 而 決 定 將 其 放 人 多 副 本 快 速媛衝儲 存器 9 6或 處 理之 0 背 之 1 1 除 此 之 外 ，每次緩衝器管理7 2從輸出佇列7 4之讓取 則 注 意 事 1 1 7 8 諝 取 資 料 框 指 標 時 ，缓衝器管理7 2預定傳輸時間。 假 ΪΠ 項 再 填 1 1 單 副 本 位 元 為 0 " ( 意 謖 此為多副 本貢 料框 )， 缓衝 器管 理 寫 本 f 1 72在 多 副 本 快 速 m 衝 儲 存 器96搜尋 具有 副本 數 1，， 之 、 1 I 資 料 框 指 標 ,表示此為這個資料框的最後傳輪。 假如有ί 寸 1 1 合 者 ，缓衝器管理72移除此輸入且在資料框傳輸期間將緩 1 I 訂 衝 器 遒 給 空 閒 缓 衝 槽 〇 假 如沒有符 合者 ,媛 衝 器管 理7 2在 1 完 成 傳 輸 之 後 將 具 有 副 本 數為”-广 之資 料框 指 標放 入多 副 1 1 本 佇 列 90 〇 I 1 定 期 地 ，媛衝器管理72藉由讀取資料框指標/副 本數 且 1 r 將 其 放 人 多 副 本 快 速 媛 衝 儲存器96 或處 理之 而 服務 多副 本 1 1 庁 列 90 〇 此 動 作 之 進 行 與 資料框之 傳輸 無關 0 此二 例子 的 1 1 發 生 是 依 據 媛 衝 器 管 理 所 讀取的資 料框 指標 所 具有 的副 本 1 1 數 是 為 » >1 ，， 或 < -1 ” 0 1 1) 媛 衝 器 管 理 72 從 多 副 本 佇列90所 讀取 之實 料 框指 標具 有 1 副 本 數 η > 1 假 設 在 多副本快 速媛 衝儲 存 器96 有空 間 1 1 ，則寫人- -個新的輸人。 假如多副本快速鍰衝儲存器96 1 1 是 滿 的 ,則媛衝器管理7 2必須清除快速媛衝儲存器9 6 F 1 t 之 空 間 〇 此 動 作 之 完 成 是藉由從 多副 本快 速 鑀衝 儲存 器 t 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 3 1 9 1471 A7 4 49 6 9 4 B7 五、發明説明（32 ) (請先閱讀背面之注意事項再填窍本頁) 96讓取一個舊的資料框指標/副本數、將在外部記憶體 36中具有多副本快速鑀衝儲存器96中副本數之資料框指 標的緩衝器標頭更新、然後將快速缓衝館存器的此輸入 刪除。一旦多副本快速緩衝儲存器96有空間，則將新的 資料框指標/副本數寫人此多副本快速媛衡儲存器96。 2)媛衡器管理72從多副本佇列90所謓取之資料框指標具有 副本數” -lw 。媛衝器管理72在多副本快速媛衝儲存器 96中搜尋具有副本數” > =1”的資枓框指標。此二例子 的發生是依據緩衝器管理72是否在多副本高速缓衝儲存 器96找到符合條件之資料框指標： a) 緩衝器管理72找到符合條件的寅料框指標。假如多副 本快速媛衝儲存器9 6輸入的副本數為” 1 ” ，則緩衝器 管理72將多副本快速媛衝儲存器的輸入刪除且將此資 料框指標放入回收佇列98。假如快速緩衝儲存器輸入‘ 的副本數為” > 1 B ，則缓衝器管理7 2將副本數減” 1 ” 〇 b) 緩衝器管理72在多副本快速鍰衝儲存器96中沒有找到 經濟部中央標率局員工消费合作社印裝 符合條件的資料框指標。此意謂符合條件之資料框指 標先前已移至外部記憶體36之資料框的連结串列鐽结 之媛衝器標頭中。媛衝器管理72必須到緩衝器標頭中 讀取此副本數。假如此值（在記憶體中）為"1 ” ，則不 再需要此資料框，然後媛衝器管理72將此資料框指標 放入回收佇列9 8。假如此值（在記憶體中）為” > 1 ”，則 缓衝器管理72將資科框指槱/副本數（在外部記憶體36 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X297公釐） 449 69 4 A7 B7 五、發明説明（33 ) 中）之副本放入多副本快速緩衝儲存器96,且將副本 數減” 1 "。假如多副本快速缓衝儲存器9 6是滿的，則 媛衝器管理72藉由將其中之一個舊的·資科框指標/副 本數移進外部記憶體36中而清除空間。 回收佇列98持有指向連结串列鐽结中已不再霜要之資 料框指標。媛衝器管理72當服務多副本快速媛衝儲存器且 發現資料框指標的副本數為” 1”時（即，此資料框最後的 傳输已完成成功），其將此資料框指標寫入回收佇列98。除 此之外，埠向量FIFO 70在下列情形下將資枓框指標寫入 回收佇列98:1)資料框指搏的通訊埠向量是空的，或2)資 料框指標因所有傳送向量的輪出佇列均已滿而無法排序。 最後，當主機利用排序進入擴充匯流排輸出佇列77或管理 埠輸出佇列75之單副本資料框而完成時，將資料框指標寫 入回收佇列98(利用資料框指標暫存器）。 當缓衝器管理72處理画收佇列輸入時，其引導資料框 指標的連结串列鏈结將每個媛衝器送回空閒緩衝槽104。 經濟部中央標準局員工消费合作社印聚 (請先閱讀背面之；^意事項再填窍本頁) 將不說明回收佇列的内部结構，但是在本發明之實施例範 例中僅包含資料框指標（14位元）。回收佇列寫人側100持 有64個輸入而回收佇列寫入側102則持有16個輪入。 與輪出佇列74相類似，將回收佇列98建構為具有一個 輸入路徑和一個輪出路徑。輸人路徑，或寫人側100,允許 緩衝器管理72將資料框指標放人回收佇列98中。輪出路徑 ，或謓取側102,允許緩衝器管理72讀取資料框指標且將所 有相闞的缓衝器送回空閭缓衝槽104。外部記憶體36中所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 3 3 9 1 4 7 1 449 6 S 4 A7 B7 五、發明説明（34 ) 提供的回收庁列溢位區122係提供做為資料框指標之額外 儲存用。 當將資料框指標寫入空的回收佇列9 8·時，其從寫入側 100傳輸到謓取側102直到讀取側102是滿的為止。將已寫 入回收佇列98寫入側100之額外的資料框指標放人外部記 憶體36中之回收佇列溢位區122。一旦回收佇列98之讀取 側102和其溢位區122均是滿的，已放人回收佇列98之額外 的資料框指標開始填補寫入側1〇〇。 經濟部中央標率局貝工消费合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第11圖係用於說明實腌例範例之空閭媛衝槽104的内 部结構。空閒緩衝槽104為FIFO,其包含指向外部記憶體36 中所有空閭缓衝器140之位址指標。當接收到資料框.緩衝 器管理72從空閒媛衝槽104取得可用之位址指標以便儲存 輸入數據。媛衝.器管理72同時從空閒媛衝槽104為主機處 理機28(當需要時）取得可用之位址指標。主機可藉由K直 接輸入/輸出空間讀取或寫入位於暫存器60之間的空閒緩 衝槽暫存器而要求或送回位址指標給空閭緩衝槽104。空 聞媛衝槽104之寫人側106和讀取側108在本發明之實施例 範例中均持有64個輸人。 將空閭缓衝槽104建構為具有輪入路徑和輸出路徑（與 輪出佇列74相類似）。輸入路徑，或寫入側106,允許缓衝器 管理72或主機28將位址指標放人空閒緩衝槽104中。空閭 緩衝槽104之輸出路徑，或讀取側108,允許緩衝器管理72將 位址指標提供給主機28或從槽104取出用於儲存所收到之 資料框數據之位址指檷。在外部記憶體36中提供有做為可 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 34 9 1471 A7 4 49 6 9 4 B7 五、發明説明（35 ) 獲得的位址指標額外儲存用之空閒缓衝槽溢位區120,如先 前所描述的。 (請先閱讀背面之注意事項再填窍本頁) 當交換裝置12啟動時，空閒媛衝槽10 4.從讀取側108產 生位址指標。當資料框進入之後，謓取空閭媛衝槽104中之 空閒表。假如在寫入側106沒有足夠的鍰衝器指標來處理 通訊指令，存取溢位區120以便獲得更多的緩衝器指標。 本發明之某些實施例提供在當交換裝置12啟動時可提 供媛衝器指標之有利的配置和方法。當交換裝置12首次敗 動時，並沒有要求外部記憶體36中的溢位區120容納壊衝器 指標。相反地，鍰衝器指標是動態產生的。在故動時交換 裝置12可產生缓衝器指標並將其放人溢位區120中，但可能 有1 6 0 0 0或32 000個此種指標，且此將減慢交換裝置12的啟 動程序。本發明利用此事實的優點，即在啟動時所有的緩 衝器均是空閒的，且這些媛衝器的標示均是已知的。因此 ，媛衝器指標是在啟動之後需要它們時才利用計數器180產 生的，如第10圖所顯示。 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 空閒表計數產生器180是連接到多工器182之輸人端。 因為在空閒媛衝槽104中之空閭表在啟動時是空的，故空閒 表計數器180產生媛衝器指標。一旦空閒表達到最高計數 值，將不會再產生任何緩衝器指標。 當交換装置12收到資科框封包，將資料框封包分割為 固定長度之媛衝器。基本上，資料框的大小是可變的。緩 衝器的大小是256位元組而鍰衝器之數據部份是240位元姐 。在缓衝器之内容傳輸之後，將媛衝器指標放入回收佇列 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） 35 91471 44969 4 A7 B7 五、發明説明（36 ) 98或，假如鑀衝器鐽结可移動，可直接放人空閒緩衝槽104 的空閒表。在交換装置12操作期間，回到空閒鑀衝槽104 之任何位址指標從寫人側106傳送到讀取側108。假如讀取 側1 0 8已滿，則將額外的位址指標傳送到溢位區1 2 0。一旦 讀取側108和溢位區120均已滿，放人空閒缓衝槽104之額 外的位址指標將再開始填補槽104之寫人側106。 第13圖係顯示依據本發明之實施例的多副本快速緩衝 儲存器96之内部配置的說明用概圖。如先前簡要討論過的 ,進入多副本快速鑀衝儲存器96之輸入的時間順序是固定 的。在本發明中，時間順序之維護不是如先前技藝中是由 時間取樣而是由記憶體中之簧際順序來完成的。同時本發 明之多副本快速媛衝儲存器96可遊免使用有效的位元，而 是編碼有效性，.如稍後將討論者。 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 參考第13_,將多副本快速媛衝儲存器96建構成做為 四通設定關聯用記憶體。進入多副本快速媛衝儲存器96的 輸入包含有資料框指標和其副本數，如先前所說明的。資 料框指標之最低6位元決定設定關聯用記憶體96中將儲存 此輸人的列。在本發明之說明用實施例中，快速緩衝儲存 器96具有6 4個列，雖然如果將快速緩衝儲存器做得大點， 將不限制使用其他數量的列。 將設定關聯用快速緩衝儲存器96分成四個檷位，可平 行搜尋它們之中的每一個。當媛衝器管理72將輸人存入快 速媛衝儲存器96時，此輸入通常進入第一檷，由資料框指標 之最低6位元所指示的列之最上面（51:39)部份。當譲取此 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210>< 297公釐） 38 91471 449694 A7 B7 五、發明説明（37 ) 列時，將所有的输入向右移13位元，然後再寫回此列。最後 與正寫入快速鑀衝儲存器96的輸人包含形成位址標記之資 料框指標的最高8位元，和與資枓框指標有關之5位元副本 數。當從快速缓衝儲存器96讀取輪入時，重新形成之資料 框指標具有位址標記和索引快速缓衝儲存器96之列數的位 兀〇 假如列已滿則將快速媛衝儲存器96中舊的輸入從快速 媛衝儲存器96移除並將新輸入寫入此列。如先前針對媛衝 器標頭142之說明，將與已移除之資料框指標有關之已移除 的副本數寫入外部記憶體中由已移除資料框指標所指示資 料框之緩衝器標頭142中。因此，儲存在外部記億體36中的 資料框（即，媛衝器1 4 0 )係用於多副本快速缓衝儲存器9 6做 為儲存副本數之溢位區。 經濟部中央標準局負工消费合作社印聚 (请先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明有利特性之一為在設定闞聯用快速鑀衝儲存器 96中無獨立的有效位元。當副本數為0000時，媛衝器管理 72知道此輸人不再有效並且將此輸入從抉速媛衝儲存器96 移除。此簡化快速媛衝儲存器之结構。本發明之快速媛衝 儲存器96的另一個優點為其允許執行非常快速的搜尋，因 為媛衝器管理72僅需要檢査由從多副本佇列90退出之資料 框指標已經決定的那一列。平行檢査列中的4個輸人，更 提昇搜尋的速度。雖然所描述的為四通設定闞聯用記憶體 ，但此僅做範例用，因此記憶體可以是ri通設定關聯用且 不會偏移本發明之範圍。 從上述的說明，可了解本發明藉由快逮鍰衝儲存器中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 37 9147 1 44969 4 Δ7 Α7 Β7 經濟部中央標隼局員工消资合作社印製 五、 發明説明（ 38 ) ! [ Μ 列 為 基 本 的輸 入 實 體 定 位 而 維 護 快 速 鑀衝 儲 存 器 輸 人 的 1 ! 時 間 順 序 (年舲）。 換 句 話 說 ,在快速媛衝儲存器中輸人之 i | 實 體 定 位 為 輪人 之 相 關 年 舲 的 指 示 0 由 將·記 憶 體 rXU 中 的 輸 人 1 1 先 實 質 的 重 新 排列 可 執 行 輸 入 的 老 化 0 閱 讀 1 本 發 明 的特 定 實 施 例 提 供 由 交 換 裝 置12 在 通 訊 埠 上 以 背 τέ 之 1 埠 為 基 準 交 換之 資 料 框 的 等 待 時 間 客 戶 化。 參 考 第 14 ΕΞΙ 圖 ，埠 注 意 事 1 1 向 量 FIFO 70檢査接收埠之已規劃交換模式Μ便決定何時 項 再 1 填 1 | 可 將 責 料 框 指標 和 相 闞 訊 息 放 入 傳 輸 埠 的適 當 輸 出 佇 列 74 本 頁 0 就 第 一 模 式而 言 (低等待時間模式） ,埠向量F I F0 70沒 有 1 1 限 制 何 時 可 將資 料 框 指 標 放 入 輸 出 佇 列 74〇 就 第 二 模 式 而 1 1 | 言 (中等待時間模式）， 埠 向 量 F I F0 70 僅 在接 收 資 料 框 6 4位 I 1 訂 元 組 之 後 才 將資 料 框 指 標 放 入 輸 出 佇 列 74 〇 就 第 三 模 式 而 I *^r (高等待時間模式）， 埠 向 童 FIFO 70 在 完全 接 收 資 料 框 之 1 1 後 才 可 將 資 料框 指 標 放 入 輸 出 佇 列 74 0 1 1 有 許 多 種狀 況 可 改 變 埠 向 量 FIFO 70將資料框指標傳 1 ί 給 輸 出 佇 列 74的 時 序 1) 資料框從第- -或第二模式的1 0 i I M/bp s埠傳送到1 00 H/b P s 埠 ；2 ) 資 料 涯 係送 到 管 理 埠 30和 I 丨. 3) 資料框係送到擴充匯流排通訊埠。 在狀況1 )中， 因 從 10 ! I Μ/ bp s埠到1 00 H/b PS 埠 的 速 率 不 配 合 迫 使其 傳 送 模 式 變 成 1 第 三 種 ，髙等待時間模式。 在狀況2 )中， 送到管理埠3 0的 1 所 有 資 料 框 為第 模 式 賣 料 框 0 在 狀 況 3 )中 ， 任 何 送 到 擴 1 充 匯 流 排 通 訊埠 之 資 料 框 使 用 擴 充 匯 流 排通 訊 埠 26 之 交 換 ! I 模 式 〇 當 多 副本 埠 向 量 包 含 這 些 特 例 通 訊埠 中 的 任 一 個 時 1 1 ， 用 於 整 個 堉向 量 之 資 料 框 指 標 的 排 序 變成 在 埠 向 量 中 代 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 38 91471 A7 449 6j 4 B7 五、發明説明（39 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 表最長等待時間之交換模式的那一涸。舉洌而言，假如由 第一或第二模式通訊埠所接收之貢料框，其多副本傳送増 向量包含管理埠3 0 ,則其交換模式為第三·模式。在此狀況 下，資料框指標的副本僅在已完全接收資料框之後才放人 所有的輸出佇列74中。 現將更詳细地描述交換模式。應用在輸人埠（即，接收 )的交換模式決定傳送的等待時間（一旦其開始接收資料框 ，交換裝置12多快畲將送出資料框），和降低對輸出埠的片 段/錯誤傳輸的能力。第二，中等待時間模式是每個通訊埠 的預設值；然而，交換模式在暫存器60中可Μ埤為單位規劃 之。 經漪部中央標準局員工消費合作社印製 在所有此三種棋式中，在内部HAC埠之接收FIFO 52中 所接收之資料框數據將儘快地送到外部記憶體52中之媛衝 器140。在大約相同的時間，規則檢驗器42或58接收目的地 位址和來源地位址、接收埠數量、資料框指標和某些額外 的訊息，然後執行適當的查詢。一旦査詢结束，規則檢驗器 42或58送回資料框指標並且將傳送埠向量送到埠向量 F I F 0 7 0 〇 埠向量FIFO 70為璋向量中已標示之輸出埠將資料框 指標放入輸出佇列74的寫入側76。接收埠的交換模式定義 當埠向量FIFO 70接收埠向量（和資料框指標）和將資料框 指標放入輸出佇列74之間的等待時間。將在下文中描述此 三種模式。一旦將資料框指標傳送到輪出佇列74的讀取側 78,緩衝器管理72讀取資料框指標且預定傳輸時間。媛衝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 39 9 1471 44969 4 A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印衷 五、發明説明（40 ) 器管理72開始從由資料框指標所指定的位址將資科框數據 移除。一巨HAC埠的傳輸FIF054已經茌其起點準镅好（且假 設可獲得用於數據傳輪之媒體），則開始資料框傳輸。 將第一模式設計成可提供最少的等待時間。Μ線速率 來接收和傳送資料框。在此第一模式中，沒有網路錯誤保 護，因為在決定資枓框是否為片段（即，長度<64位元組）或 包含CRC錯誤之前，此資料框即排序要傳輸。在第一模式中 ，在輸出埠貴料框傳輸開始之前，可能尚未完成資料框接收 。假如接收資料框因短缺或因具有無效CRC而终止，接收 MAC為在外部記憶體36中之緩衝器標頭142做表示這些狀況 的標誌。傳輸MAC保證假如傳輸已從某個稍後將因短缺或 因具有無效CRC而终止的資料框開始，則MAC將產生壞的 CRC。假如傳輸MAC尚未開始資料框的傳輸，且緩衝器標頭 142中顯示資料框因短缺或因具有無效CRC而終止，則緩衝 器管理72不會將資料框送到輸出埠。 第二模式為傳輸資料框提供低等待時間及一些網路錯 誤保護。資料框是在已接收64或更多位元組之後才接收或 傳送。此使得交換裝置12可過逋（即，不傳送）資料框的片 段；然而，其並無法完全將大於64位元組之CRC錯誤資料框 過滅。 在第二模式中，將在接收MAC中達64位元組臨介值之資 料框的資料框指標排序送到適當的輸出佇列74。將無法達 到最小臨介值64位元組之資料框刪除，且不將他們的資料 框指標放入輸出佇列74。假如大於或等於64位元組之接收 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
-tT 本紙乐尺度適用中國國家禕準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 40 91471 44969 4 A7 B7 五、發明説明（41 效 無 有 具 因 框 料 資 收 接 則 頭 標 器 αβ 媛 之 中 36或 體於 憶大 記如 部假 外 〇 為 誌 Ac標 彳的 況 狀 這 止 示 終 表 而 示 RC標 於 等 輸 傳 ΟΛ C 如 效假 無 有 具 因 將 R 後CR 稍的 «·壊 但有 ， 具 輪此 傳 成 始完 開將 已Ac 框彳 料 資 之 組 元 位 輸 傳 框 料 ΗΑ資 輸始 傳 開 則未 ， 尚 止Ac 终 而 顯 ο 中 輸 2 if 4 傳 1 的頭 RC標 ;器 β 0 0 且 因 姐 元 位 4 6 於 等 或 於 大17 ( 理 框管 料器 資衝 示缓 回 回 送 標 指 框 料 實 將 效98 無列 有 佇 具收 止 终 而 傳 本 副 單 對 埠 出 送輸 送 傳 本 副 多 6 9 器 存 儲 捐 鍰 速 快 本 副 多 或 至 送 不 (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 傳 且護 存保 儲誤 為錯 式路 模網 三 的 第階 高 最 式 模 送 具 卻 但 供 。 提間 中 時 式待 模等 種送 三 傳 此的 在長 其最 ，有 置中 裝式 換模 交此 在在 收 接 全 完 框 料 資 將 前 之 埠 出 輸 WH 送 傳 其 將 R C 誤 錯 和 段 片 有 所 將 前 之 送 傳 在 2 1 置 裝 換 交 有則誤 有 ，錯 具成收 , 完接 即地因 ί功將 成 〇 J 4 已 7 端列 收佇 接出 在輪 _ ) ,1 的 組 tl 中 當 式 Ϊ 適 位 模 4 到 一二 2 ^ 罾等〶 在U排 或票 開 指 隔 框 框 C 料 料 C 資 資效將 框 料 資 效 有 旦 效 無 等 經濟部中央標準局貝工消费合作杜印掣 且 除 刪 框 料 資 之 止 终 而74 丨列 疗 組 出 元輸 位人 64放 (>櫟 缺 指 短框 - 料 RC資 其 將 不 中 不 F I F 量 向 埠述 何上 為 童 4 7ΓΓ 據 數 之 收 接 已 及 式 模 之 擇 選 所 埠 收 接 管 列 佇 出 輸 入 放 量 向 埠 將 否 是 定 決 們 他 中 例 施 實 他 其 在 然 雖 值 介 臨 個 三 有 其 。 ,® 中介 例臨 施的 實 同 之不 收 接 ) 1- 為 值 介 臨 些 這 中 例 範 例 胞 實 在 組 元 位 是位 η 中 其 〇 —框 料 資 的 ¾.有 ί 所 組收 元接 3 和 組 元 位 4 6 收 接 \)/ 2 組 元 位 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） 41 9 1471 A7 449694 B7 五、發明説明（42 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明依據臨界值來傳送資料框到輸出佇列74。埠向 量FIFO 70依據所接收數據的型式數量和此埠所規削的模 式而重新排列傳輸的順序。雖然實施例範·例依據所接收數 據的數量來做傳送的決定，本發明的其他實施例則依據其 他的因素譬如所接收數據的型式來做傳送的決定。 茌實現本發明之傳送計削中，媛衝器管理72維護在快 速壊衝儲存記憶體（CAM)161中的表160,其建立資料框指標 和接收埠間的闞連。每次埠向量F I F 0 7 0從規則檢驗器4 2 或58收到新的埠向量和資料框指標，其進行闞連K便決定 是否接收埠已完成資料框的接收，如果沒有，則判斷有多少 的資料框已經被接收。埠向量FIF070並沒有從規則檢驗器 42或58收到任何有關接收埠辨識之訊息。埠向量所收到之 提供任何埠辨識用之訊息為實料框指標。 經濟部中央榡準局員工消费合作社印^ 埠向量FIFO 70用資料框指標質問位址表160。假如仍 在接收此資料框則將位址表退回接收埠，或位址表160無法 找到資料框指標，這表示已經收到此資料框。一旦資料框 已完全接收，則將資料框指標移出位址表160。此意諝其已 達到第三臨介值（資料框完成）。因此，可立刻將資料框指 標放入輸出佇列74中。 假如位址表160已退回接收埠，則埠向量FIF070將實料 框指標和相關訊息放入保持區162,並開始從接收埠追蹤二 個訊號。這二訊號用旗標為此三事件中任一件做信號。當 埠接收到η位元組則用旗標為第一事件做信號。在那點，假 如那個埠是在第一模式中，則埠向量FIFO 70藉由將其送到 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 42 9 1471 44969 4 A7 五、發明説明（43 ) 不 埠 收 接 如 假 ο 標 指 框 料 資 mE 理 處 始 開 而 4 7 列 庁 出 輸 的 當 適 量 向 埠 MHJ 貝 中 式 模1 第 在 是 第 示 表 rty 至 收 其 HJ 5 直 待 等 量 向 埠 則 中 ¥ fl- 二 第 在 是 埠 此 如 假 ο 號 訊 的 生 發 件 ί 寒 輸 的 當 適 人 進 便Μ 放 釋 2 6 1 0 持 保 從 標 指 框 料 資 將 ο 7 列 佇 出 量 向 埠 艮 中 式 模 三 第 在 是 埠 收 接 如 假 後 最 埠 收 接 個 每 ο 標 旗 的 成 完 已 框 料 資 示 表 收 接 待 等 ο 7 字 數 考 參 圖 4 1Χ 第 向 埠 姶 供 提 息 訊 此 將 且 標 ί 0 此 護 維 ο F ί F 最 量 向 埠 由 聯 閾 的 標 指 框 料 資 與 埠 定 決 (請先聞讀背而之.江意事項再填寫本頁 % 量 向 埠 ίν, 0 的 式 模 之 有 持 所 埠 訊 通 個 每 認 確 於 用 護 維 質 先 ο 7 ο F n F 量 向 埠 標 指 框 料 資 到 收 旦 一 之 言 而 缌 〇 息 表 址 位 的 埠 收 接 定 決 之 2 7 理 管 器 衝 媛 問 埠 收 接 此 為 標 旗 和 式 模 據 依 且 並 標 旗 0 追 埠 收 接 從 。 後標 然 指 , 框 式料 模資 定放 決釋 的 多 很 行 執 2 7 trr: 理 管 器 媛 中 2 置 装 換 交 之 明 發 本 在 和 輯 邏 制 控 的 能 功 些 這 現 實 於 用 含 包 2 7 Hill 理 管 器 0 嫒 〇 能 功 器 衝 媛 對 中 文 上 由 藉 者 藝 技 面 方 此 具 由 易 容 很 且 體 軟 或 / 之 現 賁 而 明 說 之 供 提 所 "If 筲 功 之 2 7 ίκ 理 管 TJ- *-° 經濟部中央標準局貝工消費合作社印絮 了 地 楚 清 很 可 是 但 明 發 本 述 描 和 明 說 细 詳 經 已 然 雖 的 明 發 本 用 制 〇 限制 為限 做的 是圍 不範 而利 用專 例請 擧申 和附 明 所 說受 為僅 做 的 是 目 僅和 其神 解精 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 43 91471