TWI237966B - Method for dynamically selecting physical layer - Google Patents

Description

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H 本發明是有關於一種動態選擇實體層的方法，且特別 瓦有關於一種使用軟體詢問（software polling)的方式， 於具有多個實體層之網路卡中動態選擇實體層的方法。 左#近數十年來，電腦可算是影響人類的重要發明之一。 酼=電腦世代交替的改良之下，電腦已漸漸深入消費者的 日系^活中。當僅有一台電腦時，電腦只能用以處理個人 之事情；但是，如果將多台電腦連接起來，這些電腦便可 1以讓使用者彼此進行溝通與資源分享，這就是所謂的電 腦網路。而電腦網路亦漸漸地改變人類許多的生活、交 際、與工作的型態。 甚且，電腦網路的運用於近年來更是進一步地走入了 家f之中。如何將家電也可以連上電腦網路已經成為新的 研究課題。如此一來，使用者就可透過網路來控制家電。 可透過網路來控制的家電產品即是所謂的資訊家電。將資 afl豕電以及電腦連結成一個區域網路，便形成一家庭區域 網路（Home LAN )。目前的家庭區域網路多半是使用4蕊雙 絞線（t w i s t e d p a i r )(亦即是一般電話線）來連接電腦與資 訊家電’但是8蕊之乙太（E t h e r n e t)雙絞線亦可以用來做 為連接之用。所以，讓電腦中所使用的網路介面卡具有可 與電話線及乙太網路雙絞線連接的功能是必要的。 請參照第1圖，其所繪示乃一般電腦網路系統之分層 架構示意圖。第一層為實體層（physical layer， PHY)。第二層為媒體存取控制層（media access control layer, MAC layer)，第三層為驅動程式 (dr iver )層，第四層為作業系統層。實體層用以連接傳

第5頁 1237966 — 案號 89119535 年月曰 修正 五、發明說明（2) 輪媒介（m e d i a )，例如是電話線或是乙太網路雙絞線。媒 體存取控制層係用以控制封包（p ack e t)之接收與傳送的動 作。其中，封包為網路資料傳送時，資料之最小單位。而 作業系統層則經由驅動程式來控制媒體存取控制層。 請參照第2圖，其所繪示乃家庭區域網路中所使用的 一般網路介面卡（network interface card，NIC)之上 視圖。為了讓網路介面卡具有可與電話線及乙太網路雙絞 線連接的功能，網路介面卡2 0 1上具有4蕊雙絞線插孔2 0 3 與8蕊雙絞線插孔2 0 5，分別用以連接至電話線及乙太網路 雙絞線。插孔2 0 3與插孔2 0 5分屬於兩種不同實體層。使用 者可以選擇此兩種傳輸媒介（電話線及乙太網路雙絞線）之 一來達成網路連結的目的。其中，電話線之資料傳輸率係 為1Mbps (bit per second)，而乙太網路雙絞線之資料傳 輸率則為10/100Mbps。 對於 言，當使 電腦開機 使得驅動 者將電話 後，驅動 存取控制 體存取控 送封包。 的狀態。 ，，〜穴巧岗脚身®增二網格1|、曲卞而 用者將傳輸媒介連接至插孔2 0 3或2 0 5之後，進行 。電腦開機之後，作業系統會進行初始化動作， 程式開始對周邊裝置進行偵測與設定。茲以使用 線連接至插孔2 〇3之電腦為例做說明。開機之 程式將偵測到插孔2 〇 3與電話線相連，而 層設定成與第一實體層相連結（link)。之後W ::將：透過第一實體層以及電話線來接收與傳 而第一實體層則恆處於與媒體存取控制層未連結 但是，於開機之^^&用者欲更換不同的傳輸

1237966 五、發明說明（3) - ;丨’上述之電腦將無法再與網路系統正常連結。其原因如 :。以使用者原先將電話線連接至插孔2〇3之電腦為例。 、虽使用者將電話線從插孔20 3拔除之後，第一實體層將 G3=，errUPt)給媒體存取控制層’而媒體存 ㈢、接者亦傳送一個中斷訊號給驅動程式。此時， •動程式接著將媒體存取控制層設定成與第一 $ - 之後，右使用者接著將乙太網路雙蕊線連接 i孔2 0 5時，驅動程式與媒體存取控制層將不主 ，孔205所屬之第二實體層，故而媒體存取控制：仍i貞 ϋ2維持於未連結的狀態。&時，雖然乙太網路 ==孔2°5，但是仍然因為媒體存取控制層 連結而無法正常的進行傳送與接收封包的 動2々舌2種情況下，I用者只能將電腦重新開機，讓.驅 動=式新進行偵測與設定的動作，方可 ·、 操作。如Λ，對使用者而言是相當不便的。料系、、先正常 體層=此二本發明的目的就是在提供-種動態選擇實 明選定：r實體層以作為網路傳輸： 4& -ho th 法可以動恶選擇實體層，而不需重靳n 機。如此，可提高網路系統之便利性。 不而重新開 去，明的目的’提出-種動態選擇實體層的方 實禮層係至少包括-第-實體層與一第：一笛此些 體層j第二實體層係分別連接至一第fj::，第-實 與-第二傳輪媒介。此動態選擇實體：：介( — la) Η 實體層呈斷線 1237966 案號 89119535 曰 修正 五、發明說明（4) 狀態時，進入一中斷服務程式（Interrupt Service Rout ine)。接著進行步驟b，利用中斷服務程式啟動一計 時器。接著，於步驟c中，此計時器間斷地發送出一令斷 訊號（in ter rupt)，以觸發中斷服務程式，直到中斷服務 程式偵測到第二傳輸媒介連接至第二實體層。接著於步驟 d中，將第二實體層設為有效的（active)。接下來進行 步驟e，設定正確的第二傳輪媒介的狀態。以及步驟;f，關 閉計時器。 為讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易 懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下： 圖式之簡單說明： 第1圖繪示為一般電腦網路系統之分層架構示意圖。 第2圖缘示為家庭區域網路中所使用的一般網路介面 卡之上視圖。 第3圖繪示為依照本發明一較佳實施例的兩個實體層 之電腦網路系統的分層架構示意圖。 第4圖繪示為依照本發明一較佳實施例的動態選擇傳 輸模式的方法之流程圖。 標號說明： 2 0 1 ··網路介面卡 2 0 3，2 0 5 ·插孔 較佳實施例 本發明係應用於使用多個實體層之電腦網路系統中。

IIH 1237966 _案號 89119535_年月日 倏正 五、發明說明（5) 藉由在驅動程式的中斷服務程式（Interrupt Service Rout ine， I SR)中加上自動判斷目前所使用之實體層的程 式碼，以達到動態選擇實體層的目的。其中，動態選擇係 指，當所選擇的實體層隨著所使用的傳輸媒體改變時，系 統將自動地完成正確之設定，而不需使用者進行手動的設 定或是重新開機。 請參照第3圖，其所繪示為依照本發明一較佳實施例 的兩個實體層之電腦網路系統的分層架構示意圖。第一層 為實體層（Physics layer， PHY)。於本實施例中是以兩 個實體層：第一實體層與第二實體層來作說明，但本發明 之精神並不侷限僅於兩個實體層中。第二層為媒體存取控 制層（Media Access Control layer， MAC layer)，第 三層為驅動程式（driver)層，第四層為作業系統層。實 體層用以連接傳輸媒介（m e d i a )，而傳輸媒介例如是電話 線或是乙太網路雙絞線。媒體存取控制層係用以控制封包 (package)之接收與傳送的動作。而作業系統層則經由驅 動程式來控制媒體存取控制層。 假設使用者原先將 得褕媒介連接至 ---- 猶 孔’而使用者即將把第一傳輸媒介從第一插孔拔除，並將 一第二傳輸媒介連接至一第二插孔。其中，第一插孔係屬 於一第一實體層，而第二插孔則對應至一第二實體層。告 使用者將第一傳輸媒介從第一插孔拔除之後，第一實體; 傳送一中斷訊號給媒體存取控制層，而媒鱧存取控制層則 接著亦傳送一個中斷訊號給驅動程式。當驅動程式接收到 第9頁 1237966 案號 89119535

年 五、發明說明（6) 地發送中斷訊號給驅動程式，以使得驅動程、 之中斷服務程式。中斷服務程式將檢查每^ j執行本發明 狀況，並設定連結狀態以達成動態選^=體層的連結 詳細步驟將敘述於下。 果_㈢的目的。其 請參照第4圖’其所繪示為依照本發一 的動態選擇實體層的方法之流程圖。首X先，并較佳實施例 為當從第一插孔拔起第一傳輸媒介時，脾二驟4 〇 1所示 此時，第一實體層會產生一個中斷訊號，、^，斷線狀態。 控制層。而媒體存取控制層接收此中斷u訊號：：媒： 一個中斷訊號至驅動程式。當驅動程式 ’、达 後，將進入中斷服務程式。 式接收到中斷訊號之 接著，進入步驟402，此中斷服務程式將啟動 器（timed 。之後，進入步驟4 03，計時器間斷地發送，中 斷訊號給驅動程式。而驅動程式則於接收到中 後，啟動中斷服務程式。 a〜之 在每一個實體層中，均包括有多數個的暫存写 (register)，此些暫存器係用以記錄傳輸媒介^狀離 (media status) ’例如是連結狀態、隔離狀態、傳輸&度 (1Mbps、10Mbps、或是 l〇〇Mbps)、以及雙工（Fuii Duplex)或單工（Ha If Duplex)模式等等。其中，連結狀態 係使用暫存器中之一連結位元（1 i nk b i t)來記錄之，而隔 離狀態則使用暫存器中之一隔離位元（Is〇late bit， IS〇 b i t )來記錄之。 ’ 在步驟4 03之後，接著進入步驟4〇4，中斷服務程式偵 測每個實體層的連結狀況。亦即是判斷是否有傳輸媒介插

第10頁 1237966 修正 ___案號 89119535__^ 五、發明說明（Ό 接上網路介面卡。此時，中斷服務程式將檢查每個實體層 之暫存器中的連接位元，以判斷是否有傳輸媒介插上網^ 介面卡的插孔内。當此連接位元為1時，則表示傳輸媒介 已連結其實體層；如果是〇時，則表示沒有傳輸媒介連結 其實體層。於週期中斷函式檢查每個實體層的連接位元\ 後，當有傳輸媒介連接上網路介面卡時，則進入步驟 40 5，否則重複步驟40 3，於固定的時間週期之後，計時器 再次發送中斷訊號以啟動中斷服務程式來檢查每個實體 層0

在步驟4 0 5中，驅動程式將所檢查到之已插上傳輸媒 介的實體層設成有效的（active)，並重新設定媒體存取 控制層與該有效的實體層的連接狀態。同時，驅動程式將 實體層中的暫存器的隔離位元設為〇。其中，隔離位元係 用以設定實體層與媒體存取控制層是否為隔離（isolate) 狀態。當隔離位元設成1時，實體層無法接收與傳送封 包’也就是無法與網路連線。而當隔離位元設成〇時，則 實體層可以接收與傳送封包。所以，於步驟405中，將與 傳輸媒介相連接的實體層的隔離位元設成〇，以表示此實 體層是有效的。

接著，進入步驟406，驅動程式重新設定正確的傳輪 媒介狀態。亦即是，驅動程式將讀取實體層中之暫存器， 以得知傳輸媒介之傳輸速度（1Mbps、l〇Mbps、或是 l〇〇Mbps)、以及雙工（Full Duplex)或單工（Half Duplex) 模式等等。並且，驅動程式將此傳輸媒介狀態通知作業系 統’已完成所有的網路之相關設定。此時已完成動態選擇 η

第11頁 1237966 __ 案號89119535_车月 曰___ 修正 _ 五、發明說明（8) 實體層的動作，而可以正常地連結到網路。所以，接著進 入步驟407，關閉計時器。 本發明的精神在於，藉由啟動計時器來發送中斷訊號 來啟動驅動程式之中斷服務程式，以使驅動程式對各個實 體層進行檢查與設定的動作。然而’發送中斷訊號的動作 亦可由驅動程式以軟體的方式產生，並不限於本實施例之 使用計時器來發送的方式。另外，當使用者將兩個以上的 傳輸媒介分別插入兩個實體層所對應之插孔時，驅動程式 可以藉由設定優先順位的方式來選擇兩個實體層之一作為 連結之實體層。本發明之實施例雖然以家庭區域網路為例 做說明，但實際應用時並不在此限，只要是使用多個實體 層之網路卡，皆適於本發明之動態選擇實體層的方法。此 外，本實施例中之計時器可利用網路介面卡上現有之計時 器，毋需另外設計，如此可不致增加成本，亦合乎本發明 之精神。 【發明效果】 本發明上述實施例所揭露之動態選擇實體層的方 可使得使用者在不需要重新開機的情形下，系統便/無 且動態的偵測傳輸媒介所連接的實體層，並重新 媒介狀態以與網路正常連結。如此，於使用傳輪 其便利性。 太大的增加 綜上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭恭 :其並非用以限定本發日月，任何熟習此技藝者揭：=上’

第12頁 Η 1237966 案號89119535_年月日 修正 五、發明說明（9) 本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為 準。 ΐ·ϋ 第13頁 1237966 案號89119535_年月日 修正

第14頁

Claims (1)

1237966 修正 年 月 曰 ^EM119535 六、申請專利範圍 1· 一種動態選擇實體層的方法，用以選擇一網路介 面卡中之複數個實體層之一，該些實體層係至少包括一第 一實體層與一第二實體層，該第一實體層與該第二實體層 係分別連接至一第一傳輸媒介（m e d i a)與一第二傳輸媒 介’該動態選擇實體層的方法包括·· a·當該第一傳輸媒介與該第一實體層呈斷線狀態時， 進入中斷服務程式（interrupt service routine); b·利用該中斷服務程式啟動一計時器以因應該第一傳 輸媒介與該第一實體層呈斷線狀態之情況； c · w片時器間斷地發送一中斷訊號（丨n七e r ^ u p 士），以 觸發該中斷服務程式，直到該中斷服務程式偵測到該第二 傳輸媒f連接至該第二實體層，其中該中斷服務程式被觸 發時服務程式檢查各該些實體層之連結狀態； d·右该第二實體層之該連結狀態表示該 係連接至該篦-奋胁a 士 * . 第一貝體層之時，將該第二實體層設為有效的 楚w ^ = i，其中係藉由重新設定一媒體存取控制層與誃 實i I·— S的連接狀態以連結該媒體存取控制層與該第‘ 值取該第二實體層之傳輸媒介狀態，以及透迅 將戎傳輸媒介狀離诵知—从鲁么μ 逍過 德於诉入作業系統，以設定正碟的該第-傳輸媒介的狀離，1昂一 库》 y# V. , 中δ玄傳輸媒介狀態至少包括一傳輪括 度及一傳輸模式；以及 吁叛逮 f.關閉該計時器。 2 ·如申叫範圍第1項所述之動態選擇實體層的方法，

BH

第15頁 1237966 -89Π9535__年月日_修正 六、申請專利範圍 其中’該弟一傳輸媒介為lMbps(bit per second)之電話 線’而該第二傳輸媒介為丨〇 /〗〇 〇 Mbp s乙太網路雙蕊線。 3·如申請範圍第1項所述之動態選擇實體層的方法， 其中，該步驟c包括： 該甲斷服務程式藉由檢查該第二實體層之一連接位元 (link bit)，來判斷是否該第二傳輸媒介連接至該第二 實體層。 4·如申請範圍第1項所述之動態選擇實體層的方法， 其中，該步驟d包括： 曰 由設定該第二實體層之一隔離位元（IS〇bit)， 第二實體層設為有效的（active)。 如申請範圍第丨項所述之動態選擇實體層的方法， 式包括設定該第二傳輸媒介之傳輪速度，與 6· 面卡中 一實體 一種動態選擇實體層的方法，用以 _ ,々八 之複數個實體層之一，該些實體層係至少包括一;第 層與一第二實體層，該第一實體層與該 連接至一第一傳輸媒介（media)與一第二 媒-曰 動態選擇實體層的方法包括： 1寻勒炼 當該第一傳輸媒介與該第一實體 一間斷地觸發之中斷信號，狀態時’ 至該第二實體層，若是，則；該第二傳輸媒 將該第二實體層設為有效的（active)，豆 設定-媒體存取控制層與該第二實體層的連接狀； 1237966 _案號 89119535 —__年月日_修正__ 六、申請專利範圍 以連結該媒體存取控制層與該第二實體層；以及 C.透過讀取該第二實體層之傳輸媒介狀態，以及透過 將該傳輸媒介狀態通知一作業系統，以設定正確的該第二 傳輸媒介的狀態，其中該傳輸媒介狀態至少包括一傳輸速 度及一傳輸模式。 7 ·如申請範圍第6項所述之動態選擇實體層的方法， 其中’該第一傳輸媒介為！Mbps(bit per second)之電話 線’而該第二傳輸媒介為1 〇 / 1 〇 〇 Mbp s乙太網路雙蕊線。 8·如申請範圍第6項所述之動態選擇實體層的方法， 其中，該步驟a包括： 利用一中斷服務程式檢查該第一實體層之一連接位元 U i nk b i t )，以判斷是否該第二傳輸媒介連接至該第二 實體層。 人一 9·如申請範圍第6項所述之動態選擇實體層的方法， 其中，該步驟b包括： 設定該第二實體層之〆隔離位元（ISO bit) 〇 10·如申請範圍第6項所述之動態選擇實體層的方 法，其中，該步驟c包括設定該第二傳輸媒介之傳輸速 度，與雙工或單工模式。