TWI806536B - 異常狀態偵測的處理電路、網路設備與處理方法 - Google Patents

異常狀態偵測的處理電路、網路設備與處理方法 Download PDF

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Abstract

一種異常狀態偵測的處理電路、網路設備與處理方法，所述網路設備具有處理電路與多個連接埠，處理電路包括物理介面傳輸單元、物理介面控制單元、狀態偵測單元與重啟單元。處理電路執行以下步驟接收工作要求；物理介面控制單元根據工作要求從第一工作狀態切換至第二工作狀態；狀態偵測單元獲取物理介面控制單元的當前工作狀態；狀態偵測單元判斷當前工作狀態與第二工作狀態是否一致；若當前工作狀態與第二工作狀態不一致，狀態偵測單元驅動重啟單元向物理介面控制單元發送重置訊號，使物理介面控制單元重置為初始狀態。

Description

異常狀態偵測的處理電路、網路設備與處理方法
本發明是關於一種處理電路、電子設備與處理方法，特別有關一種異常狀態偵測的處理電路、網路設備與處理方法。
許多電子設備會設置連接埠，藉以實現擴充設備或通訊等目的。一般而言，各式的連接埠會具有物理介面傳輸控制器(PHY controller)，用於轉換訊號。若物理介面傳輸控制器發生錯誤，使用者無法從連接埠外觀直接觀察錯誤原因。若電子設備以有問題的連接埠連接至其他設備，可能發生資料毀損或無法傳輸等問題。
對於多連接埠的電子設備，如果其中一個連接埠的物理介面傳輸控制器發生異常，需要將該連接埠與其物理介面傳輸控制器重置。但這種多連接埠的電子設備會以單一控制晶片連接至各個物理介面傳輸控制器。因此重置物理介面傳輸控制器，將會影響控制晶片與其他物理介面傳輸控制器。
有鑑於此，在一些實施例中，異常狀態偵測的處理電路應 用於網路傳輸時的異常狀態的重置處理。
在一些實施例中，異常狀態偵測的處理電路包括物理介面傳輸單元、物理介面控制單元、狀態偵測單元與重啟單元。物理介面傳輸單元接收工作要求；物理介面控制單元連接於物理介面傳輸單元，物理介面控制單元根據工作要求從第一工作狀態切換至第二工作狀態；狀態偵測單元連接於物理介面控制單元，狀態偵測單元偵測物理介面控制單元的當前工作狀態，狀態偵測單元判斷當前工作狀態與第二工作狀態不一致，狀態偵測單元輸出警示訊號；重啟單元連接於物理介面控制單元與狀態偵測單元，重啟單元根據警示訊號向物理介面控制單元發送重置訊號，使物理介面控制單元重置為初始狀態。異常狀態偵測的處理電路係由獨立的狀態偵測單元進行工作狀態的監控，並於物理介面控制單元發生異常時直接重置。
在一些實施例中，狀態偵測單元根據第一工作狀態獲取物理介面控制單元的至少一預設工作狀態，物理介面控制單元根據工作要求從所述預設工作狀態中選取其中之一為第二工作狀態。
在一些實施例中，異常狀態偵測的網路設備包括至少一網路連接埠與處理器。每一網路連接埠包括物理介面傳輸單元、物理介面控制單元、狀態偵測單元與重啟單元，物理介面控制單元連接於物理介面傳輸單元、狀態偵測單元與重啟單元，物理介面傳輸單元接收工作要求，物理介面控制單元根據工作要求從第一工作狀態切換至第二工作狀態，狀態偵測單元偵測物理介面控制單元的當前工作狀態，狀態偵測單 元判斷當前工作狀態與第二工作狀態不一致，狀態偵測單元驅動重啟單元向物理介面控制單元發送重置訊號，使物理介面控制單元重置為初始狀態；處理器連接於所述網路連接埠，處理器根據重置訊號記錄相應的網路連接埠的異常記錄。
在一些實施例中，異常狀態偵測的處理方法包括以下步驟由網路設備接收工作要求；網路設備的物理介面控制單元根據工作要求從第一工作狀態切換至第二工作狀態；網路設備的狀態偵測單元獲取物理介面控制單元的當前工作狀態；狀態偵測單元判斷當前工作狀態與第二工作狀態是否一致；若當前工作狀態與第二工作狀態不一致，狀態偵測單元驅動重啟單元向物理介面控制單元發送重置訊號，使物理介面控制單元重置為初始狀態。
所述的異常狀態偵測的處理電路、網路設備與處理方法可以針對每一個不同的物理介面控制單元進行工作狀態的監控。當物理介面控制單元發生異常時，由所屬的狀態偵測單元與重啟單元對物理介面控制單元進行重置，使得物理介面控制單元切換為初始狀態。
100:處理電路
110:物理介面傳輸單元
120:物理介面控制單元
130:狀態偵測單元
140:重啟單元
151:工作要求
152:警示訊號
153:重置訊號
161:初始狀態
162:第一工作狀態
163:第二工作狀態
164:當前工作狀態
300:網路設備
310:網路連接埠
320:處理器
331:回復訊號
510:狀態「SEND_IDLE_OR_DATA」
[圖1]為此一實施例的異常狀態偵測的處理電路架構示意圖。
[圖2]為此一實施例的異常狀態偵測的處理流程示意圖。
[圖3]為此一實施例的網路設備與處理電路的架構示意圖。
[圖4]為此一實施例的初始狀態、第一工作狀態與第二工作狀態的有 限狀態機的狀態切換示意圖。
[圖5]為此一實施例於判斷網路設備支援省電模式的有限狀態機的簡易示意圖。
[圖6]為此一實施例的「SEND_IDLE_OR_DATA」部分簡化狀態切換圖。
請參考圖1所示，係為一實施例的異常狀態偵測的處理電路架構示意圖。異常狀態偵測的處理電路100(後文簡稱為處理電路100)，其係包括物理介面傳輸單元110、物理介面控制單元120(PHY Controller)、狀態偵測單元130與重啟單元140。物理介面控制單元120連接於物理介面傳輸單元110、狀態偵測單元130與重啟單元140。處理電路100可以應用於網路設備、通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)或高畫質多媒體介面(High Definition Multimedia Interface，HDMI)等具有物理介面控制單元120的相關電子設備。
物理介面傳輸單元110接收工作要求151。物理介面控制單元120根據工作要求151進行相應的編碼或解碼的處理。物理介面控制單元120在運作的過程中會根據工作要求151與環境參數進而切換至不同的工作狀態。環境參數係為處理電路100當前運作環境的相關資訊。物理介面控制單元120的切換狀態的相關處理將於後文詳述。
狀態偵測單元130連接於物理介面控制單元120與重啟單元140。狀態偵測單元130用於偵測物理介面控制單元120的當前工作狀 態，並判斷當前工作狀態是否有異常。若物理介面控制單元120的當前工作狀態為異常時，狀態偵測單元130將驅動重啟單元140使物理介面控制單元120重置(reset)並回復至初始狀態161。
為進一步說明異常狀態偵測的處理流程，還請配合圖2所示，係為一實施例的異常狀態偵測的處理流程示意圖。在此係以具有前述處理電路100的網路設備為例說明。異常狀態偵測的處理方法包括以下步驟：步驟S210：由網路設備接收工作要求；步驟S220：網路設備的物理介面控制單元根據工作要求從第一工作狀態切換至第二工作狀態；步驟S230：網路設備的狀態偵測單元獲取物理介面控制單元的當前工作狀態；步驟S240：狀態偵測單元判斷當前工作狀態與第二工作狀態是否一致；步驟S250：若當前工作狀態與第二工作狀態不一致，狀態偵測單元驅動重啟單元向物理介面控制單元發送重置訊號，使物理介面控制單元重置為初始狀態；以及步驟S260：若當前工作狀態與第二工作狀態一致，狀態偵測單元重新獲取物理介面控制單元的當前工作狀態。
首先，將具處理電路100的網路設備300連接至網路，所述網路可以是網際網路(internet)或私有網路(intranet)。網路設備300具有 至少一網路連接埠310與處理器320，而每一網路連接埠310均連接至同一處理電路100，如圖3所示。
在網路連接埠310連接至網路時，物理介面傳輸單元110傳輸網路封包。物理介面控制單元120從網路封包中獲取工作要求151。一般而言，工作要求151是基於實體層(physical layer)或資料連接層(data link layer)的相關處理要求。例如：網路設備300連接至網路骨幹時，網路設備300偵測網路骨幹的傳輸協議的種類。所述網路傳輸協議可以是百兆乙太網路(100Mbps Ethernet)或十億位元乙太網路(Gigabit Ethernet)。不同的網路傳輸協議將對工作要求151的內容有所差異。例如：在十億位元乙太網路的傳輸協議下，對於封包碰撞的工作要求151將會與百兆乙太網路的工作要求151有所不同。
為方便說明處理電路100的不同工作狀態，在此對處理電路100的各項工作狀態分別定義如下：初始狀態161、第一工作狀態162、第二工作狀態163、當前工作狀態164與預設工作狀態(無標號)，請參考圖4所示，係為初始狀態、第一工作狀態與第二工作狀態的有限狀態機的狀態切換示意圖。
初始狀態161係為處理電路100連接於網路時物理介面控制單元120的工作狀態，或者是處理電路100重置時物理介面控制單元120的工作狀態。第一工作狀態162係為物理介面控制單元120正在處理工作要求151時的狀態。當物理介面控制單元120接獲新的工作要求151時，物理介面控制單元120將根據工作要求151與環境參數從第一工作狀 態162切換至第二工作狀態163。第一工作狀態162與第二工作狀態163的切換可以參考有限狀態機(finite-state machine，FSM)。
換言之，物理介面控制單元120在處理工作要求151時，物理介面控制單元120可以視為位於第一工作狀態162中。在物理介面控制單元120於第一工作狀態162下接收新的工作要求151時，則物理介面控制單元120從第一工作狀態162切換為第二工作狀態163。而此一切換過程可以視為同一回合。
在切換至第二工作狀態163後，第二工作狀態163可以被視為新一回合的第一工作狀態162，如圖4的有限狀態機所示。當前工作狀態164係為狀態偵測單元130對物理介面傳輸單元110所獲取的工作狀態。狀態偵測單元130即時或分時的方式讀取物理介面控制單元120的暫存器，藉以獲取物理介面控制單元120的工作狀態。舉例來說，物理介面控制單元120的暫存器儲存工作要求151的相關編碼，狀態偵測單元130可以通過所述編碼確認物理介面控制單元120的工作狀態。
在物理介面控制單元120於第一工作狀態162下，狀態偵測單元130獲取第一工作狀態162的相關資訊。前述的相關資訊將於後文另外說明其內容與相關運作。狀態偵測單元130根據第一工作狀態162獲取物理介面控制單元120的至少一預設工作狀態。由於處理電路100的環境參數會變動，因此第一工作狀態162也會隨著不同的環境參數而有不同的工作狀態可以選擇。在此將這些工作狀態統為預設工作狀態。物理介面控制單元120接獲工作要求151後將會從這些預設工作狀態之中選擇 其中之一，而受選的預設工作狀態則為第二工作狀態163。於此同時，狀態偵測單元130根據第一工作狀態162獲取相應的預設工作狀態。
接著，狀態偵測單元130偵測物理介面控制單元120的當前工作狀態164，並判斷當前工作狀態164與所預測的第二工作狀態163是否一致。若當前工作狀態164與第二工作狀態163一致，則狀態偵測單元130繼續執行步驟S210~S240。若當前工作狀態164與第二工作狀態163不一致，狀態偵測單元130輸出警示訊號152至重啟單元140。當重啟單元140接獲警示訊號152時，重啟單元140根據警示訊號152向物理介面控制單元120發送重置訊號153，使物理介面控制單元120進行重置並回復至初始狀態161。
一般而言，物理介面控制單元120接獲工作要求151將從第一工作狀態162切換至第二工作狀態163。但在物理介面控制單元120發生異常時，物理介面控制單元120將不會更新或寫入錯誤的資料至暫存器中。舉例來說，狀態偵測單元130偵測物理介面控制單元120的當前工作狀態164仍維持於第一工作狀態162。狀態偵測單元130將認為當前工作狀態164與第二工作狀態163為不一致，並將其視為錯誤而發出重置訊號153。
因此，狀態偵測單元130將驅動重啟單元140向物理介面控制單元120進行重置，使物理介面控制單元120回復至初始狀態161。亦或者，物理介面控制單元120受到靜電或其他外部干擾，使得物理介面控制單元120的暫存器內容發生變化。狀態偵測單元130也會將認為當前 工作狀態164與第二工作狀態163為不一致。
在一實施例中，狀態偵測單元130根據物理介面控制單元120的第一工作狀態162獲取相關的第二工作狀態163。狀態偵測單元130根據所有的第二工作狀態163與當前工作狀態164進行比對，並判斷所述的第二工作狀態163是否與當前工作狀態164一致。以網路設備300為例，在傳輸網路封包的過程中會根據環境參數動態的選擇相應的工作狀態。請配合圖5，其係為一實施例於判斷網路設備支援省電模式的有限狀態機的簡易示意圖。
網路設備300連接至網路時，網路設備300在進行交握處理的過程中大致會經過如圖5中的各項工作狀態。所述的工作狀態分別為「SLAVE_SILENT」、「TRAINING」、「SEND_IDLE_OR_DATA」、「SEND_IDLE」與「EEE(高能效乙太網路，Energy-Efficient Ethernet)」。工作狀態的區塊中係為暫存器的編碼區間，圖式中的編碼區間僅為示例。而各工作狀態的連接邊上係為工作要求151的一條件內容。若位於當前工作狀態164時，網路設備300所接獲的工作要求151與條件內容相同時，則網路設備300將從第一工作狀態162切換至第二工作狀態163。
以狀態「SEND_IDLE_OR_DATA」為例，若網路設備300接獲工作要求151「tx_enable=false」時，則物理介面控制單元120將從第一工作狀態162「SLAVE_SILENT」切換至第二工作狀態163「SLAVE_SILENT」。在切換至「SLAVE_SILENT」，物理介面控制 單元120將「SLAVE_SILENT」視為新回合的第一工作狀態162。
若物理介面控制單元120位於第一工作狀態162「SEND_IDLE_OR_DATA」時，狀態偵測單元130可以獲取第一工作狀態162相應的編碼(意即前述的編碼區間)。假設狀態「SEND_IDLE_OR_DATA」510具有以下編碼，分別為「0X200」、「0X201」、「0X202」。三個編碼係為狀態「SEND_IDLE_OR_DATA」510可以切換的次回狀態。換言之，「0X200」可以對應切換至「SLAVE_SILENT」、「0X201」對應切換至「EEE」、「0X202」對應切換至「SEND_IDLE」的狀態。而所述的三組輸出狀態就可以被視為狀態「SEND_IDLE_OR_DATA」510的預設工作狀態。實際上編碼區間的狀態與編碼並不限於此編號或數量。
狀態偵測單元130根據編碼區間進而獲取第二工作狀態163，意即狀態「SEND_IDLE_OR_DATA」510(意即第一工作狀態162)所相連的其他工作狀態。若物理介面控制單元120接獲工作要求151「rem_lpi_req=true」，物理介面控制單元120正常時將會切換至第二工作狀態163「EEE(0X201)」。狀態偵測單元130分別從前述編碼與物理介面控制單元120分別獲得第二工作狀態163與當前工作狀態164，並且比對第二工作狀態163與當前工作狀態164是否一致。
若物理介面控制單元120接獲工作要求151「rem_lpi_req=true」後，物理介面控制單元120發生異常。因此在物理介面控制單元120的暫存器中的編碼發生錯誤，則狀態偵測單元130 判斷第二工作狀態163與當前工作狀態164為不一致。狀態偵測單元130驅動重啟單元140發送重置訊號153至物理介面控制單元120。當物理介面控制單元120進入初始狀態161時，物理介面控制單元120向處理器320發送回復訊號331，藉以通知處理器320，可參考圖3所示。處理器320根據各網路連接埠310的回復訊號331記錄網路連接埠310的運作狀態。
若當前工作狀態164與第二工作狀態163一致，狀態偵測單元130根據當前工作狀態164獲取新的第二工作狀態163。由於當前工作狀態164成為新一回合的第一工作狀態162，因此狀態偵測單元130根據新的第一工作狀態162獲取新的第二工作狀態163。
除了前述的三組輸出狀態可以被視為狀態「SEND_IDLE_OR_DATA」510的預設工作狀態的情況外，狀態偵測單元130也可以對狀態「SEND_IDLE_OR_DATA」510內部的狀態變換，藉以視為第二工作狀態163。如前文所述，狀態「SEND_IDLE_OR_DATA」510包括「0X200」、「0X201」、「0X202」。而「0X200」、「0X201」、「0X202」之間也可以相互切換，其切換條件可以參考圖6所示。圖6係為圖5的「SEND_IDLE_OR_DATA」部分簡化狀態切換示意圖。換言之，狀態偵測單元130除了可以針對不同工作狀態的偵測外，也可以針對同一工作狀態中的子狀態(意即前述的內部狀態)獲取相應的預設工作狀態。
更進一步而言，工作狀態的編碼區間的狀態與編碼並不限 於前述示例的數量。若狀態「SEND_IDLE_OR_DATA」510具有20組的狀態，並為方便說明在此以「0X200」~「0X214」為範圍並說明，不對範圍內的每一狀態逐一描述。當物理介面控制單元120接獲工作要求151「rem_lpi_req=true」後，物理介面控制單元120發生異常。使得物理介面控制單元120的暫存器中的編碼為不屬於「0X200」~「0X214」的範圍中，例如「0x000」~「0x1FF」或是「0x220」。因此狀態偵測單元130判斷第二工作狀態163與當前工作狀態164為不一致。狀態偵測單元130驅動重啟單元140發送重置訊號153至物理介面控制單元120。而且第一工作狀態162與第二工作狀態163相同時，也會被視為不一致。
所述的異常狀態偵測的處理電路100、網路設備300與處理方法可以針對每一個不同的物理介面控制單元120進行工作狀態的監控。當物理介面控制單元120發生異常時，由所屬的狀態偵測單元130與重啟單元140對物理介面控制單元120進行重置，使得物理介面控制單元120切換為初始狀態161。所述的異常狀態偵測的處理電路100另可以應用於其他具有物理介面傳輸單元110與物理介面控制單元120的其他電子設備。
100:處理電路
110:物理介面傳輸單元
120:物理介面控制單元
130:狀態偵測單元
140:重啟單元
151:工作要求
152:警示訊號
153:重置訊號

Claims (9)

  1. 一種異常狀態偵測的處理電路，包括：一物理介面傳輸單元，接收一工作要求；一物理介面控制單元，連接於該物理介面傳輸單元，該物理介面控制單元根據該工作要求從一第一工作狀態切換至一第二工作狀態；一狀態偵測單元，連接於該物理介面控制單元，該狀態偵測單元偵測該物理介面控制單元的一當前工作狀態，該狀態偵測單元根據該當前工作狀態與該第二工作狀態不一致，該狀態偵測單元輸出一警示訊號；以及一重啟單元，連接於該物理介面控制單元與該狀態偵測單元，該重啟單元根據該警示訊號向該物理介面控制單元發送一重置訊號，使該物理介面控制單元重置為一初始狀態。
  2. 如請求項1所述的異常狀態偵測的處理電路，其中該狀態偵測單元定時偵測該物理介面控制單元的該當前工作狀態。
  3. 如請求項1所述的異常狀態偵測的處理電路，其中該狀態偵測單元根據該第一工作狀態獲取該物理介面控制單元的至少一預設工作狀態，該物理介面控制單元根據該工作要求從該些預設工作狀態中選取其中之一為該第二工作狀態。
  4. 一種異常狀態偵測的網路設備，包括：至少一網路連接埠，每一該網路連接埠連接於一處理電路，該處理電路包括一物理介面傳輸單元、一物理介面控制單元、一狀態偵測單元 與一重啟單元，該物理介面控制單元連接於該物理介面傳輸單元、該狀態偵測單元與該重啟單元，該物理介面傳輸單元接收一工作要求，該物理介面控制單元根據該工作要求從一第一工作狀態切換至一第二工作狀態，該狀態偵測單元偵測該物理介面控制單元的一當前工作狀態，該狀態偵測單元判斷該當前工作狀態與該第二工作狀態不一致，該重啟單元連接於該物理介面控制單元與該狀態偵測單元，該狀態偵測單元驅動該重啟單元向該物理介面控制單元發送一重置訊號，使該物理介面控制單元重置為一初始狀態；以及一處理器，連接於該些網路連接埠，該處理器根據該重置訊號記錄相應的該網路連接埠的一異常記錄。
  5. 如請求項4所述的異常狀態偵測的網路設備，其中該狀態偵測單元根據該第一工作狀態獲取該物理介面控制單元的至少一預設工作狀態，該物理介面控制單元根據該工作要求從該些預設工作狀態中選取其中之一為該第二工作狀態。
  6. 如請求項4所述的異常狀態偵測的網路設備，其中更包括一儲存單元，連接於該處理器，該儲存單元儲存每一該網路連接埠的該異常記錄。
  7. 一種異常狀態偵測的處理方法，包括以下步驟：藉由一網路設備接收一工作要求；該網路設備的一物理介面控制單元根據該工作要求從一第一工作狀態切換至一第二工作狀態； 該網路設備的一狀態偵測單元獲取該物理介面控制單元的一當前工作狀態；該狀態偵測單元判斷該當前工作狀態與該第二工作狀態是否一致；以及若該當前工作狀態與該第二工作狀態不一致，該狀態偵測單元驅動一重啟單元向該物理介面控制單元發送一重置訊號，使該物理介面控制單元重置為一初始狀態。
  8. 如請求項7所述的異常狀態偵測的處理方法，其中在該狀態偵測單元判斷該當前工作狀態與該第二工作狀態是否一致的步驟包括：若該當前工作狀態與該第二工作狀態一致，該狀態偵測單元以該當前工作狀態為該第一工作狀態並獲取相應的該第二工作狀態。
  9. 如請求項8所述的異常狀態偵測的處理方法，其中在該狀態偵測單元驅動該重啟單元向該物理介面控制單元發送該重置訊號，使該物理介面控制單元重置為該初始狀態的步驟包括：於該初始狀態時，該物理介面控制單元向一處理器發送一回復訊號。
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