TWI769012B

TWI769012B - 多點網路系統與網路裝置

Info

Publication number: TWI769012B
Application number: TW110125538A
Authority: TW
Inventors: 張永樂; 陳立中; 朱元志; 郭協星
Original assignee: 瑞昱半導體股份有限公司
Priority date: 2021-07-12
Filing date: 2021-07-12
Publication date: 2022-06-21
Also published as: TW202304245A; US11750434B2; US20230010016A1

Abstract

一種多點網路系統包含N個網路裝置，能夠藉由等化器係數訓練以增進傳輸速度。該N個網路裝置包含一主控裝置與多個從屬裝置。該N個網路裝置於一同步階段進行時區同步，接著於一訓練階段進行等化器係數訓練，然後於一資料傳輸階段循序獲得傳輸機會。該N個網路裝置的每一個包含一通道等化器，該通道等化器用來於該訓練階段接受訓練，並於該資料傳輸階段處理資料。於該訓練階段，該主控裝置發出一訓練通知，以通知該些從屬裝置進入該訓練階段；該主控裝置於發出該訓練通知後，進行該等化器係數訓練；該些從屬裝置於收到該訓練通知後，進行該等化器係數訓練。於該等化器係數訓練完成後，該主控裝置發出一信標以開始該資料傳輸階段。

Description

多點網路系統與網路裝置

本發明是關於網路系統與網路裝置，尤其是關於多點網路系統與多點網路系統中的網路裝置。

依據IEEE 802.3cg標準規範，現有的實體層碰撞避免(physical layer collision avoidance；PLCA)多點網路(multidrop network)只支援10Mbps的傳輸速度。若要提升該傳輸速度，則須考量通道效應以及克服符號間干擾(Intersymbol interference；ISI)。通道效應與符號間干擾對接收訊號的影響可藉由對接收端之通道等化器的訓練來降低；然而，本技術領域的標準規範(例如：IEEE 802.3bw與IEEE 802.3bp)僅定義了點對點傳輸架構下的通道等化器係數訓練的方式，而此方式無法應用於多點網路系統。

本揭露的目的之一在於提供一種多點網路系統與網路裝置，以改進先前技術。

本揭露之多點網路系統的一實施例包含N個網路裝置，該N為大於或等於二的整數。該N個網路裝置包含一主控裝置與至少一從屬裝置。該N 個網路裝置的每一個具有一辨識碼作為該多點網路系統中的身分辨識資訊，該N個網路裝置共具有N個辨識碼。該N個網路裝置於一同步階段進行時區同步。該N個網路裝置中的K個網路裝置於一訓練階段進行等化器係數訓練，該K為大於或等於二但不大於該N的整數。該N個網路裝置於一資料傳輸階段依據該N個辨識碼循序獲得傳輸機會。

於上述實施例中，該K個網路裝置包含該主控裝置與(K-1)個從屬裝置，且該K個網路裝置的每一個包含一通道等化器，該通道等化器用來於該訓練階段接受訓練以及於該資料傳輸階段處理資料。於該同步階段，在該N個網路裝置的每一輪的資料傳輸開始前，該主控裝置傳送一信標給該至少一從屬裝置，以同步該主控裝置的時區與該至少一從屬裝置的時區。於該訓練階段，該主控裝置發出一訓練通知，以通知該(K-1)個從屬裝置進入該訓練階段。該主控裝置於發出該訓練通知後，進行該等化器係數訓練。該(K-1)個從屬裝置於收到該訓練通知後，進行該等化器係數訓練。

本揭露之網路裝置的一實施例為一多點網路系統之N個網路裝置的一主控裝置，該N為大於或等於二的整數。該N個網路裝置包含該主控裝置與至少一從屬裝置。該N個網路裝置於一同步階段進行時區同步。該N個網路裝置中的K個網路裝置於一訓練階段進行等化器係數訓練，該K為大於或等於二但不大於該N的整數。該N個網路裝置於一資料傳輸階段循序獲得傳輸機會。

於上述實施例中，該K個網路裝置包含該主控裝置與(K-1)個從屬裝置。於該同步階段，在該N個網路裝置的每一輪的資料傳輸開始前，該主控裝置傳送一信標給該(K-1)個從屬裝置，以同步該主控裝置的時區與該(K-1) 個從屬裝置的時區。於該訓練階段，該主控裝置發出一訓練通知，以通知該(K-1)個從屬裝置進入該訓練階段；之後該主控裝置依據該(K-1)個從屬裝置的每一個的一訓練訊號以及該訓練訊號的原始圖樣，進行該等化器係數訓練。

本揭露之網路裝置的一實施例為一多點網路系統之N個網路裝置的一第一從屬裝置，該N為大於或等於二的整數。該N個網路裝置包含一主控裝置與至少一從屬裝置。該N個網路裝置於一同步階段進行時區同步。該N個網路裝置中的K個網路裝置於一訓練階段進行等化器係數訓練，該K為大於或等於二但不大於該N的整數。該N個網路裝置用來於一資料傳輸階段循序獲得傳輸機會。

於上述實施例中，該K個網路裝置包含該主控裝置與(K-1)個從屬裝置，該(K-1)個從屬裝置包含該第一從屬裝置與(K-2)個從屬裝置。於該同步階段，在該N個網路裝置的每一輪的資料傳輸開始前，該第一從屬裝置接收來自該主控裝置的一信標，以同步該第一從屬裝置的時區與該主控裝置的時區。於該訓練階段，該第一從屬裝置接收來自該主控裝置的一訓練通知，以進入該訓練階段；之後該第一從屬裝置依據該(K-2)個從屬裝置與該主控裝置之每一個的一訓練訊號以及該訓練訊號的原始圖樣，進行該等化器係數訓練。

有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作較佳實施例詳細說明如下。

100:多點網路系統

102:實體傳輸媒介

110:主控裝置

120:從屬裝置

IDC:辨識碼

210:同步階段

220:訓練階段

230:資料傳輸階段

〔圖1〕顯示本揭露之多點網路系統的一實施例；以及〔圖2〕顯示圖1之多點網路系統的複數個運作階段。

本揭露包含多點網路(multidrop network)系統與多點網路系統中的網路裝置，能夠支援多點網路系統架構下的通道等化器係數訓練，以提高傳輸速度。多點網路系統的背景知識見於IEEE 802.3cg標準規範，通道等化器係數訓練的背景知識見於IEEE 802.3bw標準規範以及IEEE 802.3bp標準規範。

圖1顯示本揭露之多點網路系統的一實施例。圖1的多點網路系統100包含N個網路裝置(亦即：N個節點)，該N為大於或等於二的整數。該N個網路裝置藉由實體傳輸媒介102(例如：雙絞纜線(twisted pair cable)或光纜線(optical cable))交換資料，並包含一主控裝置110與至少一從屬裝置120(在圖1之實施例中為複數個從屬裝置120)。該N個網路裝置的每一個具有一辨識碼(identification code；IDC)作為該多點網路系統100中的身分辨識資訊，因此，該N個網路裝置共具有N個辨識碼(例如：0,1,2,...,(N-2),(N-1))。該N個網路裝置於每一輪的資料傳輸中依據該N個辨識碼的順序循序獲得在該多點網路系統100中的傳輸機會；由於獲得傳輸機會的技術不在本發明的討論範圍內，也不是本發明的實施限制，因此該技術的說明在此省略。本領域具有通常知識者可參考美國專利公開案(公開號：US 2019/0230705 A1)以瞭解該N個網路裝置如何依據該N個辨識碼循序獲得在該多點網路系統100中的傳輸機會。

請參閱圖1。本實施例中，該N個網路裝置於一同步階段進行時區同步；該N個網路裝置中的K個網路裝置於一訓練階段進行等化器係數訓練，該K為大於或等於二但不大於該N的整數；以及該N個網路裝置於一資料傳輸階段依據該N個辨識碼循序獲得傳輸機會；圖2顯示同步階段210、訓練階段220與資料傳輸階段230的順序。若該K不等於該N，該N個網路裝置中除包含該K個網路裝置，也包含其餘(N-K)個網路裝置，其中該(N-K)個網路裝置於該訓練階段不進行該等化器係數訓練，且該(N-K)個網路裝置為無法識別且不回應後述訓練通知的裝置。值得注意的是，該K個網路裝置包含主控裝置110與(K-1)個從屬裝置120，且該K個網路裝置的每一個包含一通道等化器，該通道等化器用來於該訓練階段接受訓練以及於該資料傳輸階段處理資料。

於該同步階段，在該N個網路裝置的每一輪的資料傳輸開始前，主控裝置110傳送一信標(beacon)給所有從屬裝置120，以同步主控裝置110的時區與該些從屬裝置120的時區；上述同步作業是藉由已知/自行開發的技術來實現(例如：每個網路裝置依據該信標重置計數器/計時器)。於該訓練階段，主控裝置110發出一訓練通知，以通知該(K-1)個從屬裝置120進入該訓練階段。主控裝置110於發出該訓練通知後，進行該等化器係數訓練；該(K-1)個從屬裝置120於收到該訓練通知後，進行該等化器係數訓練。於M輪的該等化器係數訓練(M rounds of the equalizer coefficient training)(簡稱M輪訓練)後，主控裝置110傳送該信標給所有從屬裝置120，以開始該資料傳輸階段，其中該數字M可以是固定或不固定的正整數(fixed/unfixed positive integer)。

於一實作範例中，該數字M為一固定的正整數，這意味著無論該K個網路裝置中是否有任何裝置尚未完成該等化器係數訓練，在該M輪訓練後，主控裝置110會傳送該信標給所有從屬裝置120，以開始該資料傳輸階段。

於另一實作範例中，該數字M為一非固定的正整數。該(K-1)個從屬裝置120的每一個於該M輪訓練的至少其中一輪裡發出一訓練完成訊號，以表示它已完成該等化器係數訓練。該K個網路裝置(亦即：該(K-1)個從屬裝置120與主控裝置110)中最晚完成該等化器係數訓練者是在該M輪訓練的一第M輪訓練(亦即；最後一輪訓練)中完成該訓練；換言之，該M的值是決定於該K個網路裝置何時全部完成該訓練。在主控裝置110完成該等化器係數訓練且收到該(K-1)個從屬裝置120之每一個的該訓練完成訊號後，主控裝置110傳送該信標給所有從屬裝置120，以開始該資料傳輸階段。

請參閱圖1-2。在主控裝置110於發出該訓練通知後，該K個網路裝置進行該M輪訓練。該K個網路裝置於該M輪訓練的一第X輪訓練中循序(例如：依據該K個網路裝置之K個辨識碼的順序)發出K個訓練訊號，該X為不大於該M的正整數。該K個網路裝置的每一個於該第X輪訓練中循序收到來自其它(K-1)個網路裝置的(K-1)個訓練訊號，並依據該(K-1)個訓練訊號以及該(K-1)個訓練訊號的原始圖樣(original pattern)進行該等化器係數訓練，該等化器係數訓練可藉由已知的技術(例如：IEEE 802.3bw標準規範及/或IEEE 802.3bp標準規範)或自行開發的技術來實現。舉例而言，主控裝置110循序接收所有從屬裝置120的訓練訊號；每收到一從屬裝置120的訓練訊號，主控裝置110就比較該訓練訊號以及該訓練訊號的原始圖樣，以依據該比較結果調整它的通道等化器的係數，並儲存該/該些係數用於接收此一從屬裝置120的訊號。每個從屬裝置120的等化器係數訓練的方式可依上述說明類推而得。於一實作範例中，該K個訓練訊號在失真前是相同的，該K個訓練訊號的原始圖樣也是相同的，並事先儲存於該K個網路裝置中以供比對；然此並非本發明的實施限制。

請參閱圖1-2。由於傳輸環境可能隨著時間改變，該K個網路裝置的每一個可於該資料傳輸階段要求回到該訓練階段，以重做該等化器係數訓練。於一實作範例中，主控裝置110於該資料傳輸階段重新發出該訓練通知，以令該K個網路裝置回到該訓練階段。於一實作範例中，該(K-1)個從屬裝置120的其中之一於該資料傳輸階段發出一重新訓練要求，以要求主控裝置110發出該訓練通知，從而令該K個網路裝置回到該訓練階段。於一實作範例中，主控裝置110於某一輪的資料傳輸中收到該重新訓練要求，並於該輪的資料傳輸結束後發出該訓練通知。於一實作範例中，該(K-1)個從屬裝置120的其中之一於某一輪的資料傳輸中發出該重新訓練要求，其餘(K-2)個從屬裝置120於收到該重新訓練要求後保持靜默(silent)，從而主控裝置110可於收到該重新訓練要求後，快速地於該輪的資料傳輸結束前發出該訓練通知。

圖1之多點網路系統100中的每個網路裝置(亦即：主控裝置110或任一從屬裝置120)可獨立地被實施。由於本領域具有通常知識者能夠參酌圖1之多點網路系統100的說明來瞭解多點網路系統100中每個網路裝置的實施細節與變化，重複及冗餘之說明在此予以節略。

請注意，在實施為可能的前提下，本技術領域具有通常知識者可選擇性地實施前述任一實施例中部分或全部技術特徵，或選擇性地實施前述複數個實施例中部分或全部技術特徵的組合，藉此增加本發明實施時的彈性。

綜上所述，本揭露的多點網路系統與網路裝置能夠支援多點網路系統架構下的通道等化器係數訓練，以提高傳輸速度。

雖然本發明之實施例如上所述，然而該些實施例並非用來限定本發明，本技術領域具有通常知識者可依據本發明之明示或隱含之內容對本發明之技術特徵施以變化，凡此種種變化均可能屬於本發明所尋求之專利保護範疇，換言之，本發明之專利保護範圍須視本說明書之申請專利範圍所界定者為準。

100:多點網路系統

102:實體傳輸媒介

110:主控裝置

120:從屬裝置

IDC:辨識碼

Claims

一種多點網路(multidrop network)系統，該多點網路系統包含N個網路裝置，該N個網路裝置包含一主控裝置與至少一從屬裝置，該N個網路裝置的每一個具有一辨識碼作為該多點網路系統中的身分辨識資訊，該N個網路裝置共具有N個辨識碼，該N個網路裝置於一同步階段進行時區同步，該N個網路裝置中的K個網路裝置於一訓練階段進行等化器係數訓練，該N個網路裝置於一資料傳輸階段依據該N個辨識碼循序獲得傳輸機會，其中：該N為大於或等於二的整數；該K為大於或等於二但不大於該N的整數；該K個網路裝置包含該主控裝置與(K-1)個從屬裝置，且該K個網路裝置的每一個包含一通道等化器，該通道等化器用來於該訓練階段接受訓練以及於該資料傳輸階段處理資料；於該同步階段，在該N個網路裝置的每一輪資料傳輸開始前，該主控裝置傳送一信標(beacon)給該至少一從屬裝置，以同步該主控裝置的時區與該至少一從屬裝置的時區；以及於該訓練階段，該主控裝置發出一訓練通知，以通知該(K-1)個從屬裝置進入該訓練階段，該主控裝置於發出該訓練通知後，進行該等化器係數訓練，該(K-1)個從屬裝置於收到該訓練通知後，進行該等化器係數訓練。
如請求項1之多點網路系統，其中在該主控裝置於發出該訓練通知後，該K個網路裝置進行M輪訓練，該M輪訓練的每一輪為一輪的該等化器係數訓練(a round of the equalizer coefficient training)，該M為正整數；該K個網路裝置的每一個於該M輪訓練的一第X輪訓練中發出一訓練訊號，該K個網路裝置於該第X輪訓練中總共發出K個訓練訊號；該K個網路裝置的每一個於該第X輪訓練中收到該K個訓練訊號中的(K-1)個訓練訊號，並依據該(K-1)個訓練訊號以及該(K-1)個訓練訊號的原始圖樣進行該等化器係數訓練，該X為不大於該M的正整數。
如請求項1之多點網路系統，其中該K個網路裝置進行M輪訓練，該M輪訓練的每一輪為一輪的該等化器係數訓練(a round of the equalizer coefficient training)，該M為一固定的正整數；在該M輪訓練後，該主控裝置傳送該信標給該至少一從屬裝置，以開始該資料傳輸階段。
如請求項1之多點網路系統，其中該K個網路裝置進行M輪訓練，該M輪訓練的每一輪為一輪的該等化器係數訓練，該M為一非固定的正整數；該(K-1)個從屬裝置的每一個於該M輪訓練的至少其中一輪裡發出一訓練完成訊號表示該等化器係數訓練的完成，該主控裝置與該(K-1)個從屬裝置中最晚完成該等化器係數訓練者是在該M輪訓練的一第M輪訓練中完成該等化器係數訓練；在該主控裝置完成該等化器係數訓練且收到該(K-1)個從屬裝置之每一個的該訓練完成訊號後，該主控裝置傳送該信標給該至少一從屬裝置，以開始該資料傳輸階段。
一種網路裝置，該網路裝置為一多點網路系統之N個網路裝置的一主控裝置，該N個網路裝置包含該主控裝置與至少一從屬裝置，該N個網路裝置於一同步階段進行時區同步，該N個網路裝置中的K個網路裝置於一訓練階段進行等化器係數訓練，該N個網路裝置於一資料傳輸階段循序獲得傳輸機會，其中：該N為大於或等於二的整數；該K為大於或等於二但不大於該N的整數；該K個網路裝置包含該主控裝置與(K-1)個從屬裝置；於該同步階段，在該N個網路裝置的每一輪資料傳輸開始前，該主控裝置傳送一信標(beacon)給該至少一從屬裝置，以同步該主控裝置的時區與該至少一從屬裝置的時區；以及於該訓練階段，該主控裝置發出一訓練通知，以通知該(K-1)個從屬裝置進入該訓練階段，之後該主控裝置依據該(K-1)個從屬裝置的每一個的一訓練訊號以及該訓練訊號的原始圖樣，進行該等化器係數訓練。
如請求項5之網路裝置，其中該主控裝置於發出該訓練通知後，發出一主控裝置訓練訊號，以讓該(K-1)個從屬裝置的每一個依據該主控裝置訓練訊號以及該主控裝置訓練訊號的原始圖樣進行該等化器係數訓練。
如請求項5之網路裝置，其中該K個網路裝置進行M輪訓練，該M輪訓練的每一輪為一輪的該等化器係數訓練，該M為正整數；在該M輪訓練後，該主控裝置傳送該信標給該至少一從屬裝置，以開始該資料傳輸階段。
如請求項5之網路裝置，其中在該主控裝置完成該等化器係數訓練且收到該(K-1)個從屬裝置之每一個的一訓練完成訊號後，該主控裝置傳送該信標給該至少一從屬裝置，以開始該資料傳輸階段。
一種網路裝置，該網路裝置為一多點網路系統之N個網路裝置的一第一從屬裝置，該N個網路裝置包含一主控裝置與至少一從屬裝置，該N個網路裝置於一同步階段進行時區同步，該N個網路裝置中的K個網路裝置於一訓練階段進行等化器係數訓練，該N個網路裝置用來於一資料傳輸階段循序獲得傳輸機會，其中：該N為大於或等於二的整數；該K為大於或等於二但不大於該N的整數；該K個網路裝置包含該主控裝置與(K-1)個從屬裝置，該(K-1)個從屬裝置包含該第一從屬裝置與(K-2)個從屬裝置；於該同步階段，在該N個網路裝置的每一輪資料傳輸開始前，該第一從屬裝置接收來自該主控裝置的一信標(beacon)，以同步該第一從屬裝置的時區與該主控裝置的時區；以及於該訓練階段，該第一從屬裝置接收來自該主控裝置的一訓練通知，以進入該訓練階段，之後該第一從屬裝置依據該(K-2)個從屬裝置與該主控裝置之每一個的一訓練訊號以及該訓練訊號的原始圖樣，進行該等化器係數訓練。
如請求項9之網路裝置，其中該第一從屬裝置於該訓練階段發出一第一訓練訊號，以讓該主控裝置與該(K-2)個從屬裝置依據該第一訓練訊號以及該第一訓練訊號的原始圖樣進行該等化器係數訓練。