TWI221224B - Method for controlling wireless network access through wired network access interface and associated computer system - Google Patents

Method for controlling wireless network access through wired network access interface and associated computer system Download PDF

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TWI221224B
TWI221224B TW091114223A TW91114223A TWI221224B TW I221224 B TWI221224 B TW I221224B TW 091114223 A TW091114223 A TW 091114223A TW 91114223 A TW91114223 A TW 91114223A TW I221224 B TWI221224 B TW I221224B
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Description

五、發明說明(1) 發明之領域: 本發明係提供一錄左你—
統,尤浐一锸、悉、R種存取無線網路的方法及相關電腦系 為’尤ί日一種透過一有绫姻 V 取的方牛充明+ ’深、,周路存取介面來控制無線網路存 取的万沄及相關電腦系統。 背景說明: 在 訊、影 傳播, 升,所 線網路 蓬勃展 私有較 讓使用 時隨地 無線網 源來有 重點。 現代化的資訊社會中 音資訊 促進人 以網路 基礎建 開。有 佳的保 者能以 經由無 路各具 效地存 及知識,以數位 際交流、經驗累 已成為現代資運 設廣泛普及後, 線網路資料傳輸 障;無線網路則 機動(mobi le)、 線網路存取各種 特色’如何讓使 取兩種不同的網 網路能將大量的數據、 電子訊號的形式快速地 積、知識交流以及技術 社會的重要基礎之一。 無線網路的建設發展也 車父為穩定’資料的安全 能擺脫網路傳輸線的束 可攜(portable)的方式 網路資源。由於有線網 用者以較低成本及終端 路,也成為資訊業者研 資 交換 的提 繼有 已經 及隱 缚, ,隨 路、 機資 發的 "月二考圖一。圖一為一習知電腦1 0的功能方塊圖。電 腦10中^有中央處理器CPU0、北橋電路NB〇、南橋電路 SB0、記憶體1 2、繪圖加速卡1 6、顯示器1 8、周邊裝置
1221224 五、發明說明(2) -- P0、儲存裝置M0。為了存取有線網路22A以及無線網路 22B,電腦1〇中可裝設有線網路卡2〇A及無線網”路卡2〇B。 該有線網路卡20A典型地為符合ΙΕΕΕ8 0 2·3有線傳輸之網路 卡。中央處理器CPU〇用來主控電腦1〇的操作;北橋電路 NB0電連於中央處理器CPU0以及記憶體12、繪圖加\卡16 之間,用來管理三者間的高速的資料往來傳輸。記憶體工2 用來以揮發性的方式儲存中央處理器cpu〇運作時所需的資 料或程式。中央處理器CPU0要顯示於使用者的圖形資料,、 會由繪圖加速卡1 6處理後傳輸至顯示器1 8,由顯示器丨8將 其顯不出來。南橋電路SB0則連接於北橋電路NB〇以及一匯 流排 24 (像是 pci匯流排,peripheral c〇mmunicatic)ns i n t e r f a c e匯流排)之間,而匯流排上則連接有周邊裝置 P0(像是鍵盤、滑鼠等的輸入裝置,或是音效卡等等)、 用來以非揮發性的方式儲存資料的儲存裝置M〇 (像是硬 碟、光碟機等等),以及有線網路卡2〇A、無線網路卡 20B<南橋電路SB0用來管理匯流排24上各裝置盥中麥處理 器CPU0間較低速的資料傳輸。 ”、 在電腦1 0的網路存取裝置中,有線網路卡2 〇 A可以是 遵循IEEE 802· 3有線區域網路(LAN,Local Area
Network)規格的有線網路卡;做為一有線網路電路,有 線網路卡20 A中設有一媒體存取(Medium Access)電路 M A C1以及一貫體層電路Ρ Η Y 1。無線網路卡2 〇 B則可以是遵 循 IEEE 80 2· 11無線區域網路(WLAN,wireless L〇cai
第6頁 1221224 五、發明說明(3) A r e a N e t w 〇 r k )的無線網路電路,同樣也設有媒體存取電 路M A C 2以及貫體層電路Ρ Η Y 2。在開放系統互連(〇 s I, Open System Interconnection)的網路架構下,媒體存 取電路MAC1以及MAC2分別用來實現有線網路以及無線網路 中媒體存取控制層(MAC layer,Medium Aeeess Control layer )的功旎。當電腦1 〇要存取網路資源時,媒體存取電 路可由其相關的實體層電路取得數位型式的資料,予以處 理並上傳至電腦主機;電腦1 〇要傳輸至網路的資料,會由 媒體存取電路加以包裹、安排網路存取的實體位址,並將 包裹後的資料傳輸至對應的實體層電路;同樣地,網路透 過對應貫體層電路傳來的資料,也會由媒體存取電路將 解包裹等等。 、 各網路卡中的實體層電路PHY卜PHY2,則是分別用來 ^現有線網路及無線網路中的實體層(physical layer)功 :你要傳輸至網路的資料在經過媒體存取電路的處理後, 1 =至對應的實體層電路,由實體層電路將其編碼調變 土 ^合傳輸的訊號以傳輸出去;實體層電路也可接收網路 Λ的Λ號並將其解編解調,以將訊號中的資料取出,回 Pfm,應的媒體存取電路。有線網路存取中的實體層電路 故由ί以傳輸線23連接於有線網路22A (譬如說是有線網 & pHV9一終端機或伺服器);無線網路存取中的實體層電 2另包含有基頻電路、射頻電路(未圖示)等等電 路,基頻電路可將媒體存取電路MAC2傳來的資料進行基頻
1221224 五、發明說明(4) --- 處理,再由射頻電路將其以無線電方, 路傳來的射頻無線電訊號也會由射頻^ ^ ^出去;無線網 路將其解調後轉換為電子資料以回傳至^收,由基頻電 MAC2。 丨号主媒體存取電路 一在電腦1〇要實際存取網路資源時,各網路 合 記憶體12的驅動程式’來管理電腦1〇與網路間往 土 =-貝料。以有線網路卡20A為例,當電腦1〇開始要存取 路22A時,載入至記憶體12中的有、線網路驅動程式 2 6 A會在記憶體丨2中建立複數個順序排列的描述符 (deSCriptor)TxA(不同的描述符分別標示為ΤχΑ(ι)…至 Tx^d)),以及依序排列的描述符RxA(不同的描述符分 另J “示為R X A (1 )…至R X a (m 1 ));並在記憶體中配置記憶 工間’例如傳輸έ己憶空間d τ A及接收記憶空間d R A。各描述 符用來記錄一對應記憶空間的位址,以做為一指標 (ρ 〇 i n t e r)指向該對應的記憶空間。當電腦1 〇要將一筆資 料傳輸至有線網路2 2 A時,會透過有線網路驅動程式2 6 A將 該筆貧料存至記憶空間DTA,並安排一描述符ΤχΑ (譬如說 是描述符ΤχΑ( 1 ))指向該記憶空間。有線網路卡2〇a中的 媒體存取電路MAC 1要開始將該筆資料傳輸至有線網路22a 時’就會從記憶體1 2中的描述符Tx A (1 )中找到該筆資料存 在那個記憶空間DTA中,並由該記憶空間DTA中取得該筆資 料;接下來媒體存取電路MAC1就可將該筆資料加上標頭 (header)及標尾(像是框架檢查序列j?cS,Frame Check
第8頁 1221224
Sequence)以包裹該筆資料,並透過實體層電路ρΗγι將其 傳輸至有線網路22Α上。若單一 一個記憶空間DTA無法完^ 記錄該筆資料,則該筆資料會被分段儲存在複數個不同的 吕己憶空間DTA中’並安排複數個描述符ΤχA來分別對應至這 些記憶空間DTA。舉例來說,若該筆資料要存放在三^不。 同的記憶空間DTA中,有線網路驅動程式26A會安排三個連 續的描述符TxA(l)、TxA(2)及TxA(3)來指向這三個記憶空 間,並在描述符TxA(l)、Tx(2)中標記「繼續存取」的^己& 號’以便讓媒體存取電路MAC 1知道在存取完這兩個描述符 所指向的記憶空間DTA後,還要循序繼續存取下一個描述 符指向的記憶空間DTA。而在最後一個描述符TxA(3)中, 就會標記有「停止存取」的記號,讓媒體存取電路MAC 1不 再存取後續描述符(也就是描述符TxA( 4)以後)所指向的 記憶空間DTA。經由上述的安排,媒體存取電路MAC 1就能 正確存取描述符TxA( 1 )、TxA(2)及TxA(3)所指向的記憶空 間DTA,完整取得記憶體丨2中要傳輸至有線網路22A的資 料。在實際實施時,媒體存取電路MAC 1會具有直接記憶存 取機制(Direct Memory Access engine,DMA engine), 讓媒體存取電路MAC 1能直接存取記憶體1 2中的資料,以節 省中央處理器CPU0的資源,加速資料之存取效率。 類似於上述用來管理傳輸資料的機制,有線網路驅動 程式2 6 A也會在記憶體1 2中建立用來管理接收資料的描述 符RxA ;各描述符rxa具有一指標,指向一對應的記憶空間
1221224 五、發明說明(6) 二當資有料V路/合2 0 A由有線網路m接收到要傳輸至電 後的資料儲存於ί;㈡路驅動程式_解包裹 DM取彳θ由处#里@益CPU〇就旎由描述符RxA( 1 )指向的記憶空間 理機制于,若有綠1路22A傳來的f料。類似於傳輸資料的管 同的記憶空間;資料要存在複數個不 4 9fi A容Μ $ t /有線肩路卡2〇Α&會配合有線網路驅動程 fa1 〇 抓々么产灿Ια ΐ、不晌疋描述符ΤχΑ或是描述符RxA,都被 2 $線ί路22^料,構。以描述符TxA為例,隨著要傳輸 有f的資料逐筆被存入不同的記憶空間DTA,有 線= 式26Α會依照描述符TxAd)、ΤχΑ(2)等等的 順序來s田述符指向不同的記憶空間, 也會工述fTxA(1)、ΤχΑ(2)等等的順序來存取 裝置曰σ 、σ己饶空間,等到用到最後一個描述符 線網路驅動程式26Α就會循環遞回至頭一個描 述符Τχ^(ρ,繼續以描述符ΤχΑ(1)、Τχ(2)之順序來指向 後續傳ί 儲存的記憶空間;而有線網路媒體存取電路 MAC 1也曰^照描述符的循環順序,存取各描述符指向的記 隐二門同里私述符RxΑ也是依照上述的方式被循環利 用。 類似於上述有線網路存取的原理,習知電腦丨〇中也是
第10頁 1221224 五、發明說明(7) 以,線網路驅動程式2 6 B配合無線網路卡2 Ο B建立複數個描 述符TxB (不同的描述符Τχβ分別標示為ΤχΒ(1α ΤχΒ(η2) )及描述符RxB (不同的描述符RxB分別標示為RXB( 1 )至 RxB(m2)) ’分別用來指向記憶空間DTB及DRB。要傳輸至 無線網路22B的資料會存在描述符ΤχΒ所指向的記憶空間 D_T=中’由無線網路22赚收到的資料則會存在描述符rxB 所指向的記憶空間DRB中。利用描述符TxB及RxB,媒體存 取電路MAC2以及中央處理器CPUO就能由記憶體12中取得要 傳輸至無線網路的資料,以及由無線網路傳來的資料,達 到電腦1 0存取無線網路2 2 B的目的。 伙 雖然有線網路卡20A和無線網路卡20B都是以描述符來 =理網路存取的相關資料,但有線網路存取所使用的描述 符(,就疋描述符TxA及RxA),和無線網路存取所使用的 描述符(也就是描述符ΤχΒ及RxB)兩者之資料結構並不相 ,。為了適應無線網路的特殊需要,無線網路存取的描述 符還要另外指示無線網路存取的特殊狀態。舉例來說,因 為無線網路2 2 B和電腦1 〇之間沒有實體網路傳輸線連接, 當電腦1 0要傳輸一筆無線通訊資料至無線網路2 2 β時,電 腦1 〇也無法確定該筆由無線網路卡2〇Β以無線方式傳輸出 去的無線通訊資料是否已經被無線網路2 2 Β另一端之終端 機順利接收,此時中央處理器CPU0可要求無線網路22Β在 接收到這筆無線網路資料後,回傳一確認收悉的回應 (acknowledge)資料至電腦1〇。在實際實施時,當中央處
第11頁 1221224 五、發明說明(8) 理器C P U 0透過無線網路驅動程式2 6 B將該筆無線通訊資料 儲存至一記憶空間D T B,會安排一描述符T X B來指向該記憶 空間DTB時,並在該描述符TxB中特別指示要向無線網路 22B要求對該筆無線通訊資料的確認回應;當無線網路卡 20B中的媒體存取電路MAC2根據該描述符TxB來取得該筆無 線通訊資料時,就會由該描述符TxB#知要對無線網路要 求回應。這樣一來,當媒體存取電路MAC2將該筆無線通訊 資料包裹時,就會在標頭處加上要求回應的相關資料,再 將包裹之後的無線通訊資料傳輸至實體層電路PHY2,由實 體層PHY2將其以無線的方式傳輸至無線網路22B。 事實上,在諸如IEEL· 802.11的無線網路架構下,除 了上述的回應要求外,還有許多有別於有線網路的設定。 像是無線網路是以無線的方式傳輸資料,除了收送資料的 雙方外,任何能接收無線訊號的第三方都能截獲無線傳輸 的資料。為了確保資料内容不外洩,IEEE 80 2· ΐϊ無線網 路架構下就訂定了基本的有線等效隱私(WEp,.......
Wired-Equivalent Privacy)模式,讓收送資料的雙方將 無線傳輸的資料加密,維持基本的資料隱私;而中又央處理 ,CPU0也是以無線網路驅動程式26B下的描述符ΤχΒ、' ,控制媒體存取電路MAC2是否要以有線等效隱私式 f取無線網路資源。另外,為了要適應無線網路^ |冓下故 1 = 了攜的特性’ ·在無線網路架構下,各終端機係以 仔取站 (access point,或翁其砧厶、从, 尺梆丞地台)為網路的中繼
1221224 五、發明說明(9) =。更明確地况,當一終端機(像是電腦丨〇)要存取無線 伽,226的資源時,該終端機會以無線聯繫的方式加入一 ,由、一存取站組織的基本服務集合(BSS,Basic Service 二同一基本服務集合下可有複數個終端機,都以無線 的方式與該基本服務集合的存取站聯繫,該存取站的盔線 網路實體位址就可當作該基本服務集合之位址(BSSID、,、、、 fSS identity)。當一隸屬於一第一基本服務集合的第一 ^端機要聯繫上屬於另一第二基本服務集合的第二終端機 時丄第一終端機會先聯繫第一基本服務集合的存取站,由 该存取站透過該無線網路下的分佈系統服務(Dss,
Distribution System Service)聯繫第二基本服務集合的 存取站,再由該第二基本服務集合的存取站聯繫至第二終 端機,完成第一終端機與第二終端機間的聯繫。在上述的 無線網路聯繫過程中,各終端機要與各存取站取得聯繫, 加入/退出一基本服務集合,透過存取站存取分佈系統服 務等專事項’都要透過終端機與存取站之間以特定管理 (management )、控制(control )框架資料相互聯繫,,像 是資料傳輸時基本服務集合的位址、認知 (acknowledge)、信標(b eacon)···等等;如圖一習知架 構 電知内各硬體之間必須產生命多内部之控管訊號、或者 狀匕、> Λ,都是透過描述符τ X Β、R X Β而為中央處理cpu〇 以及媒體存取電路MAC2所知悉。相較之下,在有線網路存 取中’因為資料傳輸的途徑有實體網路傳輸線的保障,其 存取控管的機制相對地就較為簡化,有線網路存取所使^
1221224 五、發明說明(ίο) 的描$符不若無線網路存取中的描述符般繁雜, 知技藝中兩者所使用之描述符並不相同, ^私習 體資源。 …、云/、予軟硬 由 益 存取的 知技術 網路驅 線及無 訊社會 合有線 機制, 因 路驅動 建立的 資訊的 以簡化 異 於有線網路22A及無線網路22β之存取有上 線網路存取所用的描述符(TxB及RxB)和有 :述符(TxA、RxA)並不相同也不能相容有路 =電腦1〇要同時存取有線及無線網路資源時而= 耘式26A與無線網路驅動程式26β也要各自 、、乳 線網路所用的相異描述符。在現代高度網路化的Ϊ 釭,路連接能力已經變成電腦的基本需求;有效二 二,,路的存取能力,簡化有線無線網路存取控二 ^貧訊業界致力研發的重點。然而,在習知技術 ς ^線無線描述符格式的不同,使得有線、無線網 =式,無法整合;同理,既然有線、無線驅動程式 田述符並不相容,要由描述符中取得網路存取相關 媒體存取電路MACh MAC2,也不易在硬體方面整合 電路結構。 發明概述: 路存本發明之主要目的,在於提供一種透過有線網 控制叙 ·、、、線網路存取的方法和相關裝置,以整合電腦終端機 1221224 五、發明說明(11) ^. 中有線、無線網路存取的能力’精簡網路存取的配置 在習知技術t,有線網路卡、無線網路卡都要八, 合各自的驅動程式,在電腦的記憶體 ^ =要刀別配 間,網路存取的資料也是分別用不同的記憶空 取1於有線、無線網路存取中描述符格來存 帶的使有線、無線網路驅動程式益法整人,2相谷,連 路存取所用的硬體網路卡,复谨从姐Τ 有線、無線網 簡。 其運作構造也無法進一步精 將無線網 式中,以 向的記憶 則是將有 得有線網 無線網路 控制無線 中的控管 料一併儲 路的媒體 線網路描 網路的資 制資料來 網路卡接 在 程式整 網路存 線、無 媒體存 置有線 線網路 係將原 控制資 描述符 合有線 線網路 線網路 路的資 本發明 合於有 取的描 線網路 取電路 網路存 之媒體 先要記 料,連 所指向 網路存 存取的 卡,讓 料傳輸 的較佳 線網路 述符及 存取。 整合於 取的實 存取電 錄於無 同存取 的記憶 取的驅 控制資 無線網 至無線 實施例 存取的 該等描 在硬體 南橋電 體層電 路。當 線網路 無線網 空間。 動程式 料及存 路卡能 網路。 中,是 驅動程 述符指 方面, 路,使 路;而 電腦要 描述符 路的資 有線網 ,由有 取無線 依據控 當無線 路存取 統一利 空間來 線網路 路卡中 卡係連 網路存 資料當 存於有 存取電 述符中 料並傳 將存取 收到無 的驅動 用有線 控制有 存取的 僅需設 接於有 取時, 作一筆 線網路 路會配 取得無 輸至無 無線網 線網路
五、發明說明(12) 傳來的資料及控管的回應時,也可 述符指向的記憶空間,讓電腦中的中,、寫入至有線網絡描 網路驅動程式來存取無線網路傳來的$ g理器能配合有線 理器;記憶體,用來暫存該中麥^電腦系統包含中央處 料;整合有線網路媒體存^電路^ ”運作時所需的資 處理器以及該記憶體;胃電腦系統;接於該中央 網路卡,其具有無線網路媒體低成本擴充一無線 無線網路媒體存取電路輕接 以及實體層電路。 耗接於該晶片組,用來:;;亥:f層電路,透過MU介面 (communicate);其中兮、古^嫂、、屑路媒體存取電路通訊 空間,較佳地包含一值於 以電細於記憶體配置記憶 該無線網路媒體存取二,及一接收記憶空間;而 取電路存取該記, 面及該有線網路媒體存 c二間之控管資料及封包資料。 由於本發明据兩 軟硬體資源,精巧二=技術可整合有線、無線網路存取的 增加電腦終端機』;Ϊ、無線網路存取的軟硬體配置,並 什取有線、無線網路的效能。 發明之詳細說明: 清參考圖二 明中電腦3 0較佳實施例的功 1221224 五、發明說明(13) H塊電腦30中設有中央處理器CPU1、北橋電路 =儲存ΛΥΒ1、緣圖加速卡36、顯示器38、記憶體 :周邊裝置Ρ1;要存取有線網路似,電 網路卡40Α;要存取無線網路42Β,電\ 腦30的二V:、Ϊ =:丄央處:器CPU1用來主控電 運作時需I & ΐ f 來揮儲存中央處理器CPU1 κ 及程式;電腦30要顯示於使用者的圖Γ -抑Q。,、、工由1日圖加速卡3 6的圖形處理後,再傳於5 3 Ξ J CP?1示ΐ來。北橋電路NB1電連於記憶體32、中V處員 3 Ϊ交;。用來做非揮發性資料儲存的健。置= 盤等的輸ί :以及周邊裝置ρι (像是滑鼠、鍵 (例如是USB、 Pn或疋曰效卡等等)則透過一匯流排44 電路SB1來控制$ 連接於南橋電路SB卜由南橋 輸。 fj k些裝置與北橋電路NM間的低速資料傳 說是Ϊε^ε一8ίΛ明,較佳實施例中,有線網路存取(譬如 電路表協定下的有線區域網路)所用的媒體存取 樣一來2橋電路SM整合於同一南橋晶片41中。這 ΐ pA,= ί ί路卡4〇A中僅需設置有線網路的實體廣電 MACM J — ^輪線43連接於有線網路42A。媒體存取電路 網路竇i Μ +線網路電路,配合有線網路卡4〇4中的有線 肩路貫體層電路ΡΗγ3,就能分別完成開放系統互連網路架 1221224
構下的媒體存取控制層與實體層的功能,讓電腦3 〇能存取 有線網路資源。類似於圖一中有線網路存取的情形,當電 腦30要存取有線網路42Α時,中央處理器CPU1會在記憶體 3 2中載入並執行一有線網路驅動程式4 6Α,並在記憶體3 2 中建立有線網路的描述符TxC及RxC(不同的描述符TxC、
RxC分別標示為 TxC( 1 )…TxC(n3),以及 RxC(l )…RxC(m3) ):各描述符都指向對應的記憶空間傳輸記憶空間d τ C及 接收記憶空間DRC。當電腦30要將一筆資料傳輸至有線網 路4 2 A時,會配合有線網路驅動程式4 6 A將該筆資料儲存於 一(或複數個)記憶空間DTC,並安排描述符TxC來指向該 筆資料所在的記憶空間DTC。而有線網路媒體存取電路 MAC3,就能依據記憶體32中的描述符TxC,以媒體存取電 路MAC3本身的直接記憶存取機制(DMA engine),由記憶體 32中取得該筆要傳輸至有線網路42A上的資料。在有線網 路媒體存取MAC3將該筆資料包裹後,就能將其傳輸至有線 網路實體層電路PHY3,由實體層電路PHY3將其編碼調變後 傳輸至有線網路42A。同理,有線網路42A透過傳輸線43傳 至電腦30的資料,也會由有線網路實體層電路PHY3接收並 解碼解調後,回傳至有線網路媒體存取電路MAC3。有線網 路存取電路MAC3將該筆資料解包裹後,就可透過有線網路 驅動程式46A將解包裹後的資料儲存於一(或複數個)記 憶空間DRC,並安排對應的描述符來指向這些記憶空 間。這樣一來,中央處理裔C P U1就此透過描述符r X c指向 的記憶空間DRC中,取得這筆由有線網路42B傳來的資料。
1221224 五、發明說明(15) 在本發明於圖二的較佳實施例,無線網路存取所使用 的無線網路卡408中,設有媒體存取電路MAC4以及實體層 電路PHY4 ’分別用來實現無線網路中媒體存取控制層以及 貫體層的功能。本發明與習知技術不同之處,在於本發明 是將無線網路之媒體存取電路MAC4連接於有線網路之媒體 存取電路MAC3,使得有線網路媒體存取電路MAC3將無線網 路媒體存取電路MAC 4視為一實體層電路(類似於實體層電 路PHY3),以使無線網路傳輸可以使用有線網路媒體&取 電路M A C 3之軟硬體資源,而有線網路媒體存取電路3可 統一透過一傳輸介面(譬如說是媒體獨立介面,MII,
Medium Independent Interface)而將直接記憶存取機 取得的資料傳輸至有線網路卡4〇A (以便利用有線網路 ),或是傳輸至無線網路卡4〇B,以利用無線網路傳輸。 配合這樣的硬體架構,無線網路驅動程式46B也被整人 ^線網路驅動程式46A,有線網路驅動程式46A會偵測° 存取電路MAC3運作的對象是有線網路卡4〇 /體 路PHp,或是無線網路卡4〇c中被當作另一實體 存Λ電ΛΜΚ4,並選擇是否啟動無線網路驅動程式 4 6β。以樣一來,就能透過有線網路媒體存取電路 及有線網路驅動程式46Α所提供的有線網路存取介面, 控制電腦30對無線網路的存取。 于取"囟來 如前所述 習知技術在無線網路存取中所使用的專屬
第19頁 1221224 五、發明說明(16) 描述符不僅用來指向對應的記憶空間,也用 無線網路存取所設計的内部控管資料· °己錄特別為 ..I ^ (cental ^ (status)資訊,而這些資訊是無法共同記 ^ 取所使用的描述符的。#以,當本發透m網路存 取介面來控制無線網路存取時,俜將 &有線網路存 一控削,存在有線網“取整為 中。請參考圖…一併參考圖二)己憶空間 線網路存取介面控制無線網路存取時,記情二^ 用有 料結構之示意圖。當電腦3〇要將一筆資料^ $關資 42B時,有線網路驅動程式46A中的無=』 就會將該筆資料包裹(encapsulatHf動=式46B 封包50A可分為數個區段,其中該i=封包5〇A。資料 資料會被當作一資料酬載/'記錄Λ於次 雨至無線網路的 payload)區DP中;而益線網路ft = 2酬載(data 料,則彙整於資粗二:;、H卡存取的相關内部控管資 之瓮佳實施例中i!匕50A中的控制資料區CTx。在本發明 之較佳貫粑例中,無線驅動程式46B會對不任本毛月 載’產生不同的識別碼,使得各 十 、:酬
ΓίΙ ; ίι IT ^j ^f ^ ^ ci:tVAV 有-識別碼欄位ID0,就是用來 τ二:外f 前所述,不論在有線或無線網' 識别馬。另外’如 線驅動程式都會將要傳輸至_ 中,對應的有線或無 該筆資料,再由對資料加上-標頭以包裹 網路。在本發明中:對::層己包裹後的資料傳輸至 對應於$錄在資料酬載區DP中要傳輸 1221224 五、發明說明(17) 至無線網路的資料’則是由無線網路驅動程式46B決定無 線網路存取所使用的標頭,並將這個對應資料酬載的標頭 一併記錄於資料封包5 Ο A中的標頭區Η。
當無線網路驅動程式46Β將資料酬載連同其他無線網 路存取的控管資料一併包裹於資料封包5 Ο Α後,資料封包 50A就能透過有線網路驅動程式46A的管理,存入一(或才| 數個)記憶空間DTC,並安排對應的有線網路描述符Τχ(:來 指向這些記憶空間D T C,如圖三所示。換句話說,儘管資 料封包50A中的資料是要傳輸至無線網路的,但在本發明 中,資料封包50A會被暫時當作是一筆要傳輸至有線纟^路 的資料,暫存在有線網路描述符TxC指向的記憶空間中。 配合有線驅動程式46A及有線網路存取之描述符Τχ(:, 網路之媒體存取電路MAC3就能以記憶直接存取機制(D a) :得…m的資料封包50A,i將資料封包機 …、線網路卡40B中;而無線網路媒體存取 則 資料封包50A後,就能由其中的控制資 f 在接收
網路存取所使用的控管資料,由標CTx中取出無鱗 輸所用的標頭,再由資料酬載區中&出無_線網路傳 是要傳輸至無線網路42B的資料。然\出貝料酬載,也就 電路MAC4就能利用標頭來將資料酬\、、、線網路媒體存取 路存取的控管資料控制無線網路媒=^ ^,亚依循無線_ 層電路ΡΗΥ4,將包裹好的資料酬載f =電路MAC4及實H 無線網路42B。 』用無線的方式傳輸至
1221224 五、發明說明(18) " 當無線網路卡40B由無線網路42B接收到由無線網路 42B傳來的資料後,無線網路之媒體存取電路Mac4也會將 該資料中的標頭、資料酬載以及所所產生的相關無線9網路 存取控管資料,分別包裹於一資料封包50B的標頭“區H2、 資料酬載區DP2以及控制資料區CRx,並將資料τ封包^請專 輸至有線網路之媒體存取電路MAC3。而有線網路^體存取 電路MAC3會利用直接記憶存取機制來將該資料封包5〇β儲 存於一(或複數個)資料空間DRC,並安排對應的^有線網 路描述符RxC來指向此資料空間,如圖三所示。這樣一 來’中央處理器CPU1就能透過描述符RxC來取得^線;路 42B傳來的資料了。如前所述,當電腦3〇要與一無線網路 中的存取站互動時,會互相以相關的管理、控制^匡架 (management frame and control frame)f &來回耳葬 而電腦内各硬體之間必須產生許多内部之控管 〇 訊號或者狀態(status)資訊,當無線網路卡4〇b產生栌管 資料,就能將相關控管事項記載於資料封包5〇β的控^資 ,區CRx中,舉例來說,無線網路卡4〇B對於接收進來制之封 包太進行檢驗以判斷封包本身是否於傳輸過程發生錯誤, ΐίί封Ϊ接收狀態(StatUS),而無線驅動程式468亦透 ,有線驅動程式46A的有線網路指標RxC來取得資料封包 5 0B其中的控管資料,並做進_步的回廡。 、 更進一步,相似於資料封包50A中的配置,媒體存取
1221224 五、發明說明(19) 電路MAC4針對無線網路傳來的資料而產生的資料封包 5〇2,也會在控制資料區CRx中設置有一識別碼攔位iD1。 如前所述’當電腦30將一筆初始資料傳輸至無線網路42B 時,會產生一對應該筆初始資料的識別碼,並能要求無線 網路42B回傳一確認收悉的回應資料;當無線網路媒體存 取電路MAC4接收到無線網路42掛對該初始資料傳回來的 回應資料時,就能將該資料傳輸狀態、與目前封包之接收 ^態,同其相關的識別碼一併包裹於接收(Rx)資料封包的 :=資料區,無線驅動程式4 6 B可透過有線驅動程式4 6 A ; 或者,當無線網路卡40B每傳出一封包之後,會期待對方 ,一預定時間内傳回前述之確認收悉的回應資料(Ack f rame),當超出該預定時間未收到該確認收悉的回應資 =,無線網路卡40B會試著重傳(retry),經過數次=敗, ^線網路卡40B本身會產生相應之内部控管資料,經過有 此、媒體存取電路MAC3,利用直接記憶體存取(DMA)將 ^ ί 資料存放至描述符所指向之記憶體中,以將此 封^ 訊息回報給電腦主機。換句話說,若圖三資料 資^ ϋ中的資料酬載是無線網路42跗對資料封包5〇A中 MAh,ΐ所回傳的回應資料,則無線網路之媒體存取電路 =4=料封包50Β之攔位職所記載的識別碼就和資 由子ο 50Α於欄位ID0所e載的識別碼一樣。這杏 二二處=器CPU1根據:述符Rxc取得無線網路42B傳來; ::i網斷該資料是否對應於-已傳輸至 …、、、、 的―貝枓另方面,像是無線網路卡4 ο B是否已
1221224 五、發明說明(20) 將資料成功傳輸至無線網路,或是由無線網路卡4 〇滕收 之封包疋否有錯誤等等關於網路傳輸、接收狀態之訊息, 也可配合識別碼一併記載於控管資料中。藉由這種方式, 無線網路卡40B對無線網路42B存取的回應,就能透過有線 網路存取介面而由中央處理器CPU 1得知。 另一方面,無線驅動程式4 6 B可透過有線驅動程式 46A,利用直接記憶體存取(DMA)將傳送(Τχ)資料封包,送 達有線網路媒體存取電路M A C 3,再至無線網路卡4 〇 Β端, 無線網路卡40B將資料封包中控管資料取出,以對無線網 路媒體存取電路MAC4以及實體層電路PHY4進行硬體控制, 例如所使用之速率、功率位準(p 〇 w e r 1 e v e 1)、以及調變 方式,以IEEE80 2· 1 1來說,可以採用CCK調變或PBCC調 變。 綜合以上所述,可知本發明中乃是透過有線網路存取 的介面來控制無線網路的存取。控制無線網路媒體存取電 路MAC4的控制指令以及資料酬載,會以資料封包的模式存 在有線網路存取所利用的記憶空間中,以透過有線網路存 取介面傳輸至無線網路媒體存取電路M AC4,而無線網路媒 體存取電路MAC4就能依據控制指令對無線網路進行對應的 存取。而無線網路的回應也會由無線網路媒體存取電^ MAC4透過有線網路存取介面,以資料封包的方式回存至有 線網路存取所利用的記憶空間,讓電腦3 0能透過有線網路
以 1224 五'發明說明(21) 之描述符來管理無線網路次 收的狀態)。 子取的口應(像疋貝料傳輸、接 本發明之優點可敛 或無線網路存取,下。百先,本發明不論是有線 有線網路驅動程式4Ρ6"";由有線網路存取的介面(也就是 控制,能精簡記32中有/線網路媒體存取電路MAC3)來 網路存取的驅動‘式敕人2憶空:f的配置’將有線、無線 為了以控管資料的;二^二一,簡化軟體的結構。此外, 路的存取,原本由4 = 2路存取介面控制無線網 相關控管資料,1Ϊ 3 ΐ媒體存取電路MAC4硬體處理的 話說,對無線網:資J億么來上的控管資料。換句 網路驅動程式46B準備好,\斤、' $控/資料,會先由無線 網路存取介面傳 ,再以控官資料的方式透過有線 路回應的控管資料,…=網=媒體存取電路MAC4;而無線網 取介面回傳!以體K控:式透過有線網路存 定後續聯繫的方g。亡楛 路驅動程式46B決 驅動ΪΪΠΓ ίϊΐ由有線網路媒體存取電路MAC3與 ^匕,降低無線網路卡搬計生產取製電造路/= 的電再路能 在本發明之較佳實施例中,是以媒體獨立介面(Η!, dium Independent Interface)來連桩於士 存取電路MAC3以及無線網路媒體存取電;”網路媒體 电路MAC4之間,媒體
ΪΗ 第25頁 1221224 五、發明說明(22) 體 橋晶片 電 率 明 是 透 路 點 面 獨立介面的硬體規格比PCI匯流排精簡,使得無線網路媒 f取電路MAC4不必藉由構造複雜的pci匯流排連接於南 Γ I1 ’也能進一步精簡無線網路媒體存取電路MAC4的 ΐ = ί二f化的媒體獨立介面具有一傳輸資料的高傳輸 H二i —傳輸控制指♦的低傳輸率途徑,但在本發 :資= 體存取電讀4的控管都 過媒體獨立介面C;二的f 2 一也就使得控管資料可 ,也不會ϋ對媒體獨立介面規格精簡的優 ,雖然媒體SLKd路:,控管效率。另-方 中央處理器處理由無線;;=匕法提供中斷, 網路資料傳輪的 =圖一中的控制資料CRx), 心菜正為控官資料(像 面之尚頻寬取得鉦線網路資、处理器CPU1可藉由MII 行相關之硬體控制Γ 、枓存取之相關狀態,或者進 縱上所述,本發明揭示— 網路的方法。# 運用於一電腦ri ΜΗ介面輕接叙邊竣電腦内/有—有線網路媒= 線 體存取電路Vv: ’無線網路卡上ι有存Λ 透過 接該實體層電J實體f,路,該無線網路媒體網路媒 憶空間,Cii該電腦於-記ίϊΐ 路驅 佳地包含-傳輸記憶空間及上j體中配置-記 1221224 五、發明說明(23) 該無線網路媒體存 生一控管資料,包 (associated)之先 料之接收狀態(Rx 用直接記憶體存取 資料以及該控管資 該無線網路媒體存 得控管資料,以控 層電路,以存取該 存取電路根據該控 以及一調變方式。 本發明亦揭 理器;記憶體, 料;整合有線網 處理器以及該記 網路卡,其具有 無線網路媒體存 搞接於該晶片組 (communicate) 路驅動程式會於 &間’較佳地包 $無線網路媒體 取電路存取該記 ϋ二i線網路接收封包資料,並產 ^ 識別碼、一與識別碼相關 =包t料傳輸狀態以及該目前封包資 介面,根據-描述符將ίΓ包 存至該接收記憶空間。另一方面, 制ΐ Ϊ t據一描述符從傳輸記憶空間取 無線網路媒體存取電路以及該實體 ’㈣W ’該無線網路媒體 s _貝料控制一存取速率、一功率位準、 ϊίΐίΐίίΖ電腦系統包含中央處 用來暫存該中央處理器運作時 ::體存取電路之晶片組,耦接 ; 憶體;該電腦系統可以低成本擴充一盔 無線網路媒體存取電路以及實體層電^二 取電路耦接該實體層電路,透過ΜΙΙ介面 ’用來與該有線網路媒體存取電路通% •,其中該有線網路媒體存取電路之線· 開機過程中要求該電腦於記憶體配置記憶 含一傳輸記憶空間及一接收記憶空間;而 存取電路透過該介面及該有線網路 憶空間之控管資料及封包資料。
第27頁 1221224 五、發明說明(24) 在習知技術中,有線無線網路存取在軟硬體方面均無 法相容,使得有線、無線網路存取無法有效整合,造成軟 硬體資源的重複浪費。相較之下,本發明的較佳實施例係 以整合於南橋晶片的有線網路存取電路與有線網路驅動程 式形成有線網路存取介面,並能透過這樣的有線網路存取 介面來控制有線、無線網路存取,以有效整合有線、無線 網路存取所需的軟硬體資源,精簡有線、無線網路存取的 軟硬體結構,使電腦能以更簡潔的方式兼具有線、無線網 路的存取能力,讓網路資源能更為大眾分享。 以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請 專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明專利之涵 蓋範圍。
第28頁 1221224 圖式簡單說明 圖式之簡單說明: 圖一為一習知電腦系統有線、無線網路存取的功能方 塊圖 圖二為本發明中電腦系統之功能方塊圖。 圖三為圖二中電腦無線網路存取時記憶體中相關資料 的示意圖。 圖式之符號說明:
10〜 30 電 腦 12' 32 記 憶 體 16^ 36 繪 圖 加 速 卡 18〜 38 顯 示 器 20A、 40A 有 線 網 路 卡 20B 、40B 無 線 網 路 卡 22A、 42A 有 線 網 路 22B 、42B 無 線 網 路 23> 43 傳 輸 線 24、 44 匯 流 排 26A、 46A 有 線 網 路 驅 動 程 式 26B、 46B 益 線 網 路 驅 動 程 式 41 南 橋 晶 片 50A 資 料 封 包 MAC1 -MAC4 媒 體存 取 電 路 PHY1 - PHY4 實 體 層 電 路 P0、 PI 周 邊 裝 置 M0、 Ml 儲 存 裝 置 CTx、 CRx 控 制 資 料 區 H、 H2 標 頭 區 DP、 DP2 資 料 酬 載 區 ID0 、ID1 識 別 碼 搁 位 DTA - DTO DRA-DRC 記 憶 空 間 第29頁 1221224 圖式簡單說明
TxA-TxC、 TxA(l)-TxA(nl)、 TxB(l)-TxB(n2)、 TxC(l)-TxC(n3)、 RxA-RxC、 RxA(l)-RxA(ml)、 RxB(l)-RxB(m2)、RxC(l)-RxC(m3) 描述符 f
第30頁

Claims (1)

  1. 、申請專利範圍 1 · 種運用於一電腦& 具有一有線網路媒$ j j存取一無線網路的方法,該電腦 媒體存取電路存取電路透過一介面耦接一無線網路 該有線網路;ϊίϊί有下列步驟: 該電腦於-記憶體配置J。;有線網路驅動程式要求 該無線絪玫财胁夬。丨思卫間;以及 體存取電路存取該記‘ 5 ,透過該介面及該有線網路媒 °心二間之一控管資料及一封包資料。 1如申請專利範圍第1項 甘*呤八而孫炎 屬介面。 只、万法,其中該介面係為一專 U :以介利面範圍第2項之方法,其中該介面係為-媒 上傳項己之/法…該記憶空間包含 u k、二間及一接收圮憶空間。 在兩t申凊專利範圍第4項之方法,其中該無線網路媒俨 係自兮t,接至一實體層電路,該無線網路媒體存取電與 將1Γ線網路接收該封包資料,並產生該控管資料,r 、^封包資料以及該控管資料儲存至該記憶空間中。) 如申凊專利範圍第5項之方法,其中該控管資勺八 識別碼、一與該識別碼相關(a s s 〇 c i a t e d ) '匕έ 封包資料$
    1221224 六、申請專利範圍 |輸狀態以及該封包資料之 接 收狀悲(R X s t a t u s ) I存取電^明專利範圍第6項之方法,其中該無線網路媒體 儲存至兮Ϊ根據一描述符而將該控管資料以及該封包資料 w仔至4接收記憶空間。 i · 如 |存取電 根據該 層電路 10·如 I存取電 以及一 11.- 料; I^ i利乾圍第4項之方法,其中該無線網路媒體 控ΐ t至一實體層電路,該無線網路媒體存取電路 二二二枓控制該無線網路媒體存取電路以及該 以存取該無線網路。 路係uf^ 8項之方法’ #中該㉟線網路媒體 輪記將該控管資料以及該封包資料 路根據3二ϊ Ϊ :項二丨方法户,其中該無線網路媒體 調變^控,資料控制一存取速率、一功率位準、 二2腦系、統’該電腦系統包含: 記怜ί理,,用來控制該電腦的運作; 體,用來暫存該中央處理器運作時所需的資 整八右 有線網路媒體存取電路之晶片組,耗接於 第32頁 ^21224 六、中請專利範圍 丄 μ j處理器以及該記憶體;以及 組,無線網路媒體存取電路,透過〆介面耦接於該晶片 ”,=來與該有線網路媒體存取電路通訊; '、中該有線網路媒體存取電路之一有線網路驅動程式 求該電腦於一記憶體配置一記憶空間; VJL η ^ μ , /命枚洗過該介面及該有線網 从及该無線網路媒體存取電路透控管資料及一封包資 ,媒體存取電路存取該記憶空間之 料 12 ·如申請專利範圍第1 1項之電腦 一專屬介面。 系統’其中該介面係為 13·如申請專利範圍第12項之電 媒體獨立(MII)介面。 腦系統,其中該介面係為 其中該記憶空間 1 4 ·如申請專利範圍第1 2項之電腦系j。 包含一傳輸記憶空間及一接收記憶空間。 15·如申請專利範 4項之電腦系統,其令該無線網路 媒體存取電路耦接至一實體層電路,該無線網路媒體存取 電路係自該無線網路接收該^包資料,,產生該控管資 料,以將該封包資料以及該控管資料儲存至該記憶空 中 〇 間
    1221224 六、申請專利範圍 包含一 ^ 利範圍第1 5項之電腦系統’其中該控管資料 及該封包丄,、一與該識別碼相關之封包資料傳輸狀態以 貝料之一接收狀態。 1 7 · 如申請衷 媒體存取電=範圍第1 6項之電腦系統’其中該無線網路 資料儲在路係根據一描述符而將該控管資料以及該封包 、 子至該接收記憶空間。 1 8 ·如申請真 _ 媒體存取電 範圍第1 4項之電腦系統,其中該無線網路 電路根據誃路ί接至一實體層電路’該無線網路媒體存取 實體芦雷^控官資料控制該無線網路媒體存取電路以及該 曰”路’以存取該無線網路。 1 9 ·如申清專利範圍第1 8項之電腦系統,其中該無線網路 媒體存取電路係根據一描述符而將該控管資料以及該封包 資料從該傳輪記憶空間讀取出來。 2 0 ·如申請專利範圍第1 8項之電腦系統,其中該無線網路 媒體存取電路根據該控管資料控制一存取速率、一功率位 準、以及一調變方式。
    第34頁
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