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    • 专利摘要:
    Ein Datenverteiler 1 enthält eine Verteiler-Engine 7 und Eingangs-/Ausgangsschnittstellen 5, die jeweils die Verteiler-Engine 7 mit einem einer Anzahl von Kanälen verbinden. Die Eingangs-/Ausgangsschnittstellen 5 und die Verteiler-Engine 7 bestehen jeweils aus einer Anzahl von Modulen (PHY, MAC_RX, RX, MAC_TX, TX, PBM, ARL, QM). Ein Teil der Module oder alle Module weisen eine Logikschaltung auf, um diese einzuschalten, wenn sie benötigt werden, um die Schaltung durchlaufende Datenpakete zu verarbeiten, und es ist eine Logikschaltung vorgesehen, um sie auszuschalten, wenn sie nicht mehr benötigt werden. Auf diese Weise werden die Stromversorgungsanforderungen des Verteilers 1 reduziert.A data distributor 1 contains a distributor engine 7 and input / output interfaces 5, each of which connects the distributor engine 7 to one of a number of channels. The input / output interfaces 5 and the distributor engine 7 each consist of a number of modules (PHY, MAC_RX, RX, MAC_TX, TX, PBM, ARL, QM). Some or all of the modules have logic circuitry to turn them on when needed to process data packets through the circuit and logic circuitry to turn them off when they are no longer needed. In this way, the power supply requirements of the distributor 1 are reduced.
    公开号:DE102004006355A1
    申请号:DE200410006355
    申请日:2004-02-10
    公开日:2004-09-02
    发明作者:Hong Lee Koo；Alvin Swee Hock Lim
    申请人:Infineon Technologies AG；
    IPC主号:H04J1-16
    专利说明:
    [0001] Die vorliegende Erfindung betrifftDatenverteiler, wie zum Beispiel Ethernet-Verteiler, und insbesondereDatenverteiler mit niedriger Stromaufnahme.The present invention relates toData distributors, such as Ethernet distributors, and in particularData distributor with low power consumption.
    [0002] Traditionell wurden Datenverteiler,wie zum Beispiel Ethernet-Verteiler, die Datenpakete über ein Koppelfeldzwischen Eingangsports und Ausgangsports übertragen, als eine Komponenteeiner großen Computervorrichtungmit einer zuverlässigenelektrischen Stromversorgung und einem Kühlsystem betrieben. In letzterZeit sind jedoch Anwendungen für Datenverteilerentstanden, bei denen es vorteilhaft wäre, wenn die Stromversorgungsanforderungdes Verteilers reduziert wäre.Ein solches System ist zum Beispiel ein IP-Fernsprecher, bei demden Verteiler durchlaufende Datenpakete Datenpakete eines Ferngesprächs sind.Der Datenverteiler fürsolche Einrichtungen ist häufigmit einer Vorrichtung ausgestattet, die in der Hand gehalten wirdoder sich in einem möbiliertemRaum befindet. Durch übermäßige Wärmeentwicklungkönntedas Halten einer solchen Einrichtung unkomfortabel werden oder sichnahe bei der Vorrichtung befindende Möbel beschädigt werden. Die übermäßige Wärme könnte außerdem das Gehäuse derEinrichtung beschädigen.Außerdem entnehmenviele Fernsprecher herkömmlicherFernsprechsysteme ihre Stromversorung aus den Fernsprechleitungenselbst, dies ist jedoch nur möglich, wennder Fernsprecher nur wenig Strom erfordert. Ein Datenverteiler,der eine höhereStromversorgung als dieser Pegel erfordert, ist also nur als Teileines IP-Fernsprechers verwendbar, der Zugang zu einer separatenStromquelle hat.Traditionally, data distributors,such as Ethernet distributors, the data packets over a switching matrixtransferred between input ports and output ports as a componenta large computing devicewith a reliableelectrical power supply and a cooling system. In the lastHowever, time is an application for data distributorsemerged where it would be beneficial if the power supply requirementof the distributor would be reduced.Such a system is, for example, an IP telephone whereData packets passing through the distributor are long-distance data packets.The data distributor forsuch facilities is commonequipped with a device that is held in the handor yourself in a furnishedRoom is located. Due to excessive heatcouldkeeping such a facility become uncomfortable or uncomfortablefurniture near the device may be damaged. The excessive heat could also damage the caseDamage the device.Also removemany telephones more conventionalTelephone systems get their power supply from the telephone linesitself, however, this is only possible ifthe telephone requires little power. A data distributorthe one higherPower supply than this level requires is only part of itof an IP telephone can be used, access to a separateHas power source.
    [0003] Die vorliegende Erfindung versucht,einen neuen und nützlichenDatenverteiler und insbesondere einen Verteiler mit niedrigen Strombedürfnissen bereitzustellen.The present invention seeksa new and useful oneTo provide data distributors and in particular a distributor with low power requirements.
    [0004] Allgemein ausgedrückt schlägt die vorliegende Erfindungvor, daß abhängig vonden den Verteiler durchlaufenden Datenpaketen mindestens ein Modul desDatenverteilers, das nicht zur Verarbeitung des Datenpakets bzw.der Datenpakete erforderlich ist, ausgeschaltet wird (d.h. wenndas Modul andernfalls leerlaufen würde). Dadurch wird die Stromaufnahme indem Verteiler reduziert.In general terms, the present invention proposesbefore that depending onat least one module of the data packets passing through the distributorData distributor that is not used to process the data packet orthe data packets is required, is switched off (i.e. ifthe module would otherwise run empty). This will draw the current inthe distributor reduced.
    [0005] Spezifisch ist ein Ausdruck der Erfindungein Verfahren zur Steuerung eines Datenverteilers mit mehreren Eingangs-/Ausgangsportsund einer Verteiler-Engine, wobei die Eingangs-/Ausgangsports unddie Verteiler-EngineModule zum Empfangen und Weiterleiten von Datenpaketen enthalten,wobei bei dem Verfahren mindestens eines der Module abhängig vonden den Verteiler durchlaufenden Datenpaketen aus- und eingeschaltetwird.An expression of the invention is specifica method for controlling a data distributor with multiple input / output portsand a distribution engine, the input / output ports andthe distribution engineContain modules for receiving and forwarding data packetswith at least one of the modules depending onthe data packets passing through the distributor are switched on and offbecomes.
    [0006] Vorzugsweise ist jedem der Module,die aus- und eingeschaltet werden, eine Logikschaltung zugeordnet,die von einem oder mehreren anderen Modulen des Verteilers zu demModul gesendete Signale registriert. Die Signale zeigen das Vorhandensein vonden Verteiler durchlaufenden Datenpaketen an und die Logikschaltungist so angeordnet, daß sie dasModul auf der Basis der Signale einschaltet.Each of the modules is preferablywhich are switched on and off, assigned a logic circuit,from one or more other modules of the distributor to theSignals sent by the module are registered. The signals show the presence ofthe data packets passing through the distributor and the logic circuitis arranged so that itTurns the module on based on the signals.
    [0007] Die Signale sind vorzugsweise diein herkömmlichenDatenverteilern vorhandenen Handshake-Signale.The signals are preferably thosein conventionalData distributors existing handshake signals.
    [0008] Die Module, die ein- und ausgeschaltetwerden, sind vorzugsweise einer Logikschaltung zugeordnet (z.B. enthaltensie), die abhängigdavon, wann alle Pakete, die an dem Modul angekommen sind, übertragenwurden, und der Bedingung, daß keineweiteren Pakete ankommen, bestimmt, wann die Module ausgeschaltetwerden sollen. Man beachte, daß dieseLogikschaltung wahlweise dieselbe oben erwähnte Logikschaltung sein kann,die das Modul einschaltet.The modules that turn on and offare preferably assigned to a logic circuit (e.g. includedthem) that dependof when all packets that arrived at the module are transmittedwere, and the condition that nonefurther packets arrive, determines when the modules are turned offshould be. Note that thisLogic circuit can optionally be the same logic circuit mentioned above,which turns on the module.
    [0009] Vorzugsweise werden die Module desVerteilers ein- oder ausgeschaltet, indem das Übertragen eines Taktsignalszu ihnen freigegeben oder gesperrt wird.Preferably, the modules of theDistributor on or off by transmitting a clock signalis released or blocked to them.
    [0010] Alternativ kann die Erfindung alsein Datenverteiler ausgedrücktwerden, der mindestens ein Modul enthält, das wie oben beschriebenaus- und eingeschaltet werden kann.Alternatively, the invention can be used asa data distributor expressedwhich contains at least one module as described abovecan be switched on and off.
    [0011] Es werden nun lediglich zur Veranschaulichungbevorzugte Merkmale der Erfindung beschrieben, wobei auf die folgendenFiguren Bezug genommen wird. Es zeigen:It will now be used for illustration onlyPreferred features of the invention are described, with the followingFigures is referenced. Show it:
    [0012] 1 dieStruktur eines Datenverteilers, der eine Ausführungsform der vorliegendenErfindung ist; 1 the structure of a data distributor which is an embodiment of the present invention;
    [0013] 2 einerstes Zustandsdiagramm des Verteilers von 1; und 2 a first state diagram of the distributor of 1 ; and
    [0014] 3 einzweites Zustandsdiagramm des Verteilers von 1. 3 a second state diagram of the distributor of 1 ,
    [0015] 1 zeigtdie allgemeine Struktur eines Datenverteilers 1, der eineAusführungsformder vorliegenden Erfindung ist. Ethernet-Datenverteiler dieser Formsind bereits wohl bekannt, wie unten besprochen, ist die Funktionsweiseder verschiedenen in 1 dargestelltenModule aber von der der entsprechenden Module bekannter Ethernet-Verteilerverschieden. 1 shows the general structure of a data distributor 1 which is an embodiment of the present invention. Ethernet data distributors of this form are already well known, as discussed below, is how the different ones work in 1 modules shown but different from the corresponding modules of known Ethernet distributors.
    [0016] Der Datenverteiler 1 dientzum Empfangen von Datenpaketen von und zum Senden von Datenpaketenzu n Kanälen,wobei n eine ganze Zahl größer als1 ist. In 1 ist linksein erster Kanal „Channel 1" gezeigt, rechtsein zweiter Kanal „Channel 2" und weitereKanälewerden durch die Punkte 3 angezeigt. Der n-te Kanal istals „Channeln" markiert.The data distributor 1 is used to receive data packets from and to send data packets of n channels, where n is an integer greater than 1. In 1 on the left is a first channel “Channel 1" shown, on the right a second channel “Channel 2 ' and more channels are through the dots 3 displayed. The nth channel is marked as "Channel n".
    [0017] Der Datenverteiler 1 umfaßt einemit jedem entsprechenden Kanal verbundene jeweilige Schnittstelle 5.Jede Schnittstelle 5 wird in bezug auf Pakete, die vondem entsprechenden Kanal an dem Verteiler ankommen, als ein Eingangsportbehandelt, und als ein Ausgangsport in bezug auf Pakete, die vondem Verteiler zu dem entsprechenden Kanal gesendet werden. JedeSchnittstelle 5 enthältein physisches Modul PHY in Kontakt mit dem Kanal. Die nächste Schichtist die MAC-Einheit(Media Access Controller), die aus dem MAC-Empfangsmodul MAC_RX und einem MAC-SendemodulMAC_TX besteht. Wenn das PHY ein Paket empfängt, wird es zu dem entsprechendenMAC_RX und von dort aus zu einem jeweiligen Empfangsmodul RX, dasPufferung bereitstellt, weitergeleitet.The data distributor 1 includes a respective interface connected to each corresponding channel 5 , Any interface 5 is treated as an input port with respect to packets arriving from the corresponding channel at the distributor and as an output port with respect to packets sent from the corresponding channel to the corresponding channel. Any interface 5 contains a physical module PHY in contact with the channel. The next layer is the MAC unit (Media Access Controller), which consists of the MAC reception module MAC_RX and a MAC transmission module MAC_TX. When the PHY receives a packet, it is forwarded to the corresponding MAC_RX and from there to a respective receiving module RX, which provides buffering.
    [0018] Von dort aus wird das Datenpaketzu einer Verteiler-Engine 7 gesendetund dort gespeichert oder verarbeitet. Die Verteiler-Engine 7 kannaus drei weiteren Blöckenbestehen, nämlichder ARL (Adressenauflösungslogik),dem PBM (Paketpuffer und seinem Manager) und dem QM (Warteschlangenmanager).Die ARL dient zur Verarbeitung des Kopfteils jedes ankommenden Datenpakets,um den Ausgangsport bzw. die Ausgangsports zu bestimmen, zu dem bzw.denen der Verteiler dieses Datenpaket lenken soll. Der PBM speichertdie Pakete bis die Verteiler-Engine 7 bereit ist, sie zudem Ausgangsport bzw. den Ausgangsports zu senden. Der QM (Warteschlangenmanager)wird benötigt,wenn die Datenpakete in jeweiligen Warteschlangen für jedenentsprechenden Ausgangsport auf ordnungsgemäße Weise sequenziert (d.h.eingereiht) werden. Der Ausgangsweg der Pakete besteht aus dem TX-Puffermodulder jeweiligen Schnittstelle 5, dem Sendemodul MAC-TX derMAC-Einheit der jeweiligen Schnittstelle 5 und schließlich demPHY der jeweiligen Schnittstelle 5, die mit dem jeweiligenKanal verbunden ist. Die Funktionsweise ist einem ausgebildetenLeser bereits bekannt und wird daher hier nicht ausführlicher beschrieben.From there, the data packet becomes a distribution engine 7 sent and stored or processed there. The distribution engine 7 can consist of three further blocks, namely the ARL (address resolution logic), the PBM (packet buffer and its manager) and the QM (queue manager). The ARL is used to process the header of each incoming data packet in order to determine the output port or ports to which the distributor should direct this data packet. The PBM stores the packages up to the distribution engine 7 is ready to send them to the output port or ports. The QM (Queue Manager) is required if the data packets in the respective queues are properly sequenced (ie enqueued) for each corresponding output port. The output path of the packets consists of the TX buffer module of the respective interface 5 , the MAC-TX transmitter module of the MAC unit of the respective interface 5 and finally the PHY of the respective interface 5 that is connected to the respective channel. The mode of operation is already known to a trained reader and is therefore not described in more detail here.
    [0019] Ethernet-Verkehr ist im allgemeinenstoßhaft.In Zeiträumenmit Nullverkehr fährtdie Ausführungsformden Verteiler oder den Teil des Verteilers, der nicht zur Verarbeitungetwaiger Pakete benötigt wird,herunter. Dies geschieht wie folgt auf der Basis von zwischen denModulen übertragenenSignalen, um eine korrekte Synchronisierung des Herunter- und Herauffahrensder verschiedenen Module zu erhalten.Ethernet traffic is generalbursty.In periodsruns with zero trafficthe embodimentthe distributor or the part of the distributor that is not for processingany packages are neededdown. This is done on the basis of between the followingModules transferredSignals to correctly synchronize the shutdown and start-upof the different modules.
    [0020] Der Verteiler 1 arbeitetauf der Basis eines Taktsignals und jedes Modul des Verteilers wirdvorzugsweise einfach durch Ein- bzw. Ausschalten der Übertragungdes Taktsignals zu ihm Herauf- oder Heruntergefahren.The distributor 1 works on the basis of a clock signal and each module of the distributor is preferably simply started up or shut down simply by switching the transmission of the clock signal to it on or off.
    [0021] Im allgemeinen wird der Transfervon Datenpaketen zwischen den Modulen durch ein Handshaking-Protokolldurchgeführt.In diesem Fall besteht keine Notwendigkeit dafür, daß die oben erwähnten EinschaltsignaleSignale sind, die nicht in existierenden Verteilersystemen existieren.Stattdessen kann jedes der Module mit einer einfachen Logikschaltung ausgestattetsein, um die zu diesem Modul gesendeten Handshake-Signale zu überwachen,und falls die Handshake-Signale anzeigen, daß ein Paket zu diesem Modul übertragenwerden soll, wird das Herauffahren durchgeführt. Zum Beispiel kann dieLogikschaltung so angeordnet werden, daß sichergestellt wird, daß jede Unterbrechungdes Durchleitens des Taktsignals zu dem entsprechenden Modul entfernt wird.Generally the transferof data packets between the modules through a handshaking protocolcarried out.In this case, there is no need for the above-mentioned turn-on signalsAre signals that do not exist in existing distribution systems.Instead, each of the modules can be equipped with a simple logic circuitto monitor the handshake signals sent to this module,and if the handshake signals indicate that a packet is being transmitted to this moduleis to be started up. For example, theLogic circuitry should be arranged to ensure that any interruptionof passing the clock signal to the corresponding module is removed.
    [0022] Bei dieser Ausführungsform ist das PHY permanenteingeschaltet. Bei anderen Ausführungsformender Erfindung ist es jedoch auch möglich, daß mindestens ein Teil des PHYein- bzw. ausgeschaltet wird, um so mindestens einen Teil der Zeit,in dem es nicht benötigtwird, ausgeschaltet zu sein.In this embodiment, the PHY is permanentswitched on. In other embodimentsthe invention, however, it is also possible that at least part of the PHYis switched on or off, so at least part of the time,in which it is not neededis going to be off.
    [0023] Wenn ein Paket das erste Mal aufeiner ankommenden Leitung erkannt wird, ist das entsprechende PHYso angeordnet, daß esein CRS-Signal (Carrier Sense) oder ein RX-DV-Signal (Empfangsdatengültig)erzeugt, wenn es eine MII-Schnittstelle (Media Independent Interface)mit dem MAC-Modul verwendet. In jedem Fall wird das zu dem MAC-RX-Modulgesendete Signal durch eine Logikschaltung erkannt, die so angeordnetist, daß siedas MAC-RX-Modul der entsprechenden MAC steuert, und diese Logikschaltungschaltet das MAC-RX-Modul ein (wenn es nicht bereits eingeschaltetist). Sobald die MAC bereit ist, das Paket zu dem jeweiligen RX-Modulzu transferieren, sendet sie ein Signal zu dem RX-Modul, das voneiner dem RX-Modul zugeordneten Logikschaltung erkannt wird, unddiese Logikschaltung schaltet das RX-Modul ein (wenn es nicht bereits eingeschaltetist). Ähnlichsendet das RX-Modul, wenn es bereit ist, das Paket zu der Verteiler-Engine 7 zutransferieren, ein Signal zu der Verteiler-Engine 7 unddieses Signal wird von einer der Verteiler-Engine zugeordneten Logikschaltungerkannt, die die Verteiler-Engine 7 einschaltet (wenn sienicht bereits eingeschaltet ist).When a packet is first recognized on an incoming line, the corresponding PHY is arranged so that it generates a CRS signal (Carrier Sense) or an RX-DV signal (receive data valid) if it uses an MII interface ( Media Independent Interface) used with the MAC module. In any case, the signal sent to the MAC-RX module is recognized by a logic circuit arranged to control the MAC-RX module of the corresponding MAC, and this logic circuit turns the MAC-RX module on (if it is not already switched on). As soon as the MAC is ready to transfer the packet to the respective RX module, it sends a signal to the RX module which is recognized by a logic circuit associated with the RX module, and this logic circuit switches the RX module on (if it is not already switched on). Similarly, when ready, the RX module sends the packet to the dispatch engine 7 to transfer a signal to the distribution engine 7 and this signal is recognized by a logic circuit associated with the distribution engine, which is the distribution engine 7 turns on (if it is not already turned on).
    [0024] Außer daß das MAC-RX-Modul so angeordnetist, daß esherauffährt,wenn seine Logikschaltung ein Handshake- Signal von dem PHY-Modul erkennt, istes weiterhin einer Logikschaltung zugeordnet (z.B. enthält sie),die es steuert, um es automatisch herunterzufahren, wenn das gesamtePaket zu dem entsprechenden RX-Modul transferiert wurde (und nurin dem Fall, daß eskein neues Herauffahrsignal von dem entsprechenden PHY empfängt, bevorder Transfer abgeschlossen wird). Ähnlich ist das RX-Modul soangeordnet, daß esherauffährt,wenn seine Logikschaltung ein Handshake-Signal von dem MAC RX-Teil des MAC-Modulserkennt, und ist so angeordnet, daß es herunterfährt, wenneine dem MAC RX-Teil zugeordnete Logikschaltung erkennt, daß das gesamtePaket aus dem RX-Modul heraustransferiert wurde (und nur in demFall, daß eskein neues Herauffahrsignal von dem entsprechenden MAC-Modul empfängt, bevordieser Transfer abgeschlossen ist).In addition to being arranged to boot up when its logic circuit detects a handshake signal from the PHY module, the MAC-RX module is also associated with (eg, contains) a logic circuit that controls it to automatically shutdown when the entire packet has been transferred to the corresponding RX module (and only in the event that it does not receive a new start-up signal from the corresponding PHY before the transfer is completed). Similarly, the RX module is arranged to start up when its logic circuit detects a handshake signal from the MAC RX portion of the MAC module and is arranged to shut down when one of the Logic circuitry associated with the MAC RX portion recognizes that the entire packet has been transferred out of the RX module (and only in the event that it does not receive a new start-up signal from the corresponding MAC module before this transfer is complete).
    [0025] 2 zeigtein Zustandsdiagramm der Operationen jeweils des MAC-RX-Teils desMAC-Moduls und des RX-Moduls.Beginnend mit dem Herunterfahrzustand 11 wird, nachdemdie Steuerlogik aus dem Handshake-Signal registriert, daß der Empfang einesPakets bevorsteht, das Modul von ihr heraufgefahren (Zustand 13).Nachdem das Paket übertragen wurde,tritt das Modul in einen Zustand 15 ein, in dem die Aktivitäten desModuls geprüftwerden. Wenn das Ergebnis des Zustands 15 darin besteht,daß kein neuesPaket erwartet wird, leitet das System zum Zustand 11 zurück. Umgekehrtleitet das System, wenn die Prüfungzeigt, daß einneues Paket erwartet wird, zum Zustand 13 zurück. Abhängig davon,wie das RX-Modul entworfen ist (z.B. als Pipeline-Entwurf), kann diePrüfungdes Schritts 15 auf eine von mehreren möglichen Weisen geschehen. EineMöglichkeit ist,daß dasRX-Modul ein Statusregister oder -flag enthält, das einen Wert speichert,der die Anzahl ankommender Handshake-Signale, die noch nicht zu abgehendenPaketen geführthaben, anzeigt. Das RX-Modul sollte nur dann ausgeschaltet werden, wenner Null ist. Der Wert kann immer dann inkrementiert werden, wennein neues Handshake-Signal ankommt, und dekrementiert, wenn einesgesendet wird. Eine alternative Art der Durchführung der Prüfung imSchritt 15 würdedarin bestehen, daß das RX-Modulden Zustand der Schnittstelle auf der ankommenden Seite prüft. Durchdas Zustandsdiagramm von 2 istes möglich,das Herauffahren und/oder Herunterfahren innerhalb eines Taktzyklus zuerzielen. 2 shows a state diagram of the operations of each of the MAC-RX portion of the MAC module and the RX module. Starting with the shutdown state 11 After the control logic registers from the handshake signal that a packet is about to be received, the module is brought up by it (state 13 ). After the packet has been transmitted, the module enters a state 15 in which the activities of the module are checked. If the result of the state 15 is that no new packet is expected, the system directs to the state 11 back. Conversely, if the test shows that a new packet is expected, the system directs to the state 13 back. Depending on how the RX module is designed (eg, as a pipeline design), step 15 can be checked in one of several possible ways. One possibility is that the RX module contains a status register or flag that stores a value that indicates the number of incoming handshake signals that have not yet resulted in outgoing packets. The RX module should only be switched off when it is zero. The value can be incremented whenever a new handshake signal arrives and decremented when one is sent. An alternative way of performing the step exam 15 would consist in the RX module checking the status of the interface on the incoming side. Through the state diagram of 2 it is possible to achieve the start-up and / or shutdown within one clock cycle.
    [0026] Die Verteiler-Engine 7 erforderteinen komplexeren Herunterfahrmechanismus. Wenn sie von beliebigender n Schnittstellen 5 ein Herauffahrsignal empfangen hat,schaltet sie ihre Logikschaltung ein (wenn sie nicht bereits eingeschaltetwar). Weiterhin bleibt sie solange eingeschaltet, wie Pakete indem Paketpuffer vorliegen. Die Verteiler-Engine 7 fährt nurdann herunter, wenn keine Pakete in ihr gespeichert sind und wennsie kein Herauffahrsignal empfangen hat, wodurch angezeigt wird,daß etwaige weiterePakete auf dem Weg sind.The distribution engine 7 requires a more complex shutdown mechanism. If from any of the n interfaces 5 received a start-up signal, it turns on its logic circuit (if it was not already on). Furthermore, it remains switched on as long as packets are present in the packet buffer. The distribution engine 7 only shuts down when there are no packets stored in it and when it has not received a start-up signal, indicating that any further packets are on the way.
    [0027] 3 zeigtein Zustandsdiagramm fürdie Verteiler-Engine 7.Man nehme an, daß sichder Verteiler in einem heruntergefahrenen Zustand 21 befindet.Nachdem seine Steuerschaltung ein Handshake-Signal von einem beliebigender RX-Module empfängt,geht er zu dem Herauffahrzustand 23 über. Er bleibt in diesem Zustand,solange der Paketpuffer und/oder etwaige der Ausgangswarteschlangenmindestens ein Datenpaket enthalten. Nachdem der Paketpuffer undalle Ausgangswarteschlangen leer sind, geht das System zum Zustand 25 über, indem erkanntwird, ob ein beliebiges der RX-Modulegerade beginnen wird, ein Paket zu senden. Diese Prüfung kannauf analoge Weise wie bei dem oben beschriebenen RX-Modul durchgeführt werden,z.B. durch Verwendung eines Registers zum Aufzeichnen der Anzahl(etwaiger) ankommender Handshake-Signale, die noch nicht zu gesendetenPaketen geführt haben.Wenn dies nicht der Fall ist, kehrt die Verteiler-Engine 7 zudem Herunterfahrzustand 21 zurück. Andernfalls kehrt sie zudem Herauffahrzustand 23 zurück. 3 shows a state diagram for the distribution engine 7 , Assume that the manifold is in a shutdown state 21 located. After its control circuit receives a handshake signal from any of the RX modules, it goes into the start-up state 23 about. It remains in this state as long as the packet buffer and / or any of the output queues contain at least one data packet. After the packet buffer and all outbound queues are empty, the system goes to state 25 by detecting whether any of the RX modules is about to start sending a packet. This check can be carried out in an analogous manner to the RX module described above, for example by using a register to record the number of (any) incoming handshake signals that have not yet led to packets being sent. If this is not the case, the distribution engine returns 7 to the shutdown state 21 back. Otherwise, it returns to the start-up state 23 back.
    [0028] Wenn der QM der Verteiler-Engine 7 bereit ist,ein Paket zu einem gegebenen Ausgangsport zu senden, dann sendeter gemäß dem Mechanismus bekannterEthernet-Verteilerein erstes Handshake-Signal zu dem entsprechenden TX-Modul. DieLogikschaltung dieses TX-Modulserkennt dieses Signal und fährtdas TX-Modul herauf (wenn es nicht bereits heraufgefahren war).Das TX-Modul schaltet sich aus, wenn das gesamte Paket aus dem TX-Modulheraustransferiert wurde (und nur in dem Fall, daß es keinneues Herauffahrsignal von der Verteiler-Engine 7 empfängt, bevordieser Transfer abgeschlossen ist). Ähnlich ist das MAC TX-Modulso angeordnet, daß esautomatisch herauffährt,wenn seine Steuerlogik das erste Handshake-Signal von dem TX-Modulerkennt, und das MAC_TX-Modul ist so angeordnet, daß es automatischherunterfährt,wenn das gesamte Paket zu dem entsprechenden PHY-Modul transferiertwurde (und nur in dem Fall, daß eskein neues Herauffahrsignal von dem entsprechenden TX empfängt, bevores den Transfer abschließt).Das Zustandsdiagramm von 2 beschreibtaußerdemdie in dem TX-Modul und dem MAC_TX-Modul des MAC-Moduls betriebenenProzesse.If the QM of the distribution engine 7 is ready to send a packet to a given output port, then it sends a first handshake signal to the corresponding TX module according to the mechanism of known Ethernet distributors. The logic circuit of this TX module recognizes this signal and drives the TX module up (if it was not already up). The TX module turns off when the entire packet has been transferred out of the TX module (and only in the event that there is no new start-up signal from the distribution engine 7 received before this transfer is completed). Similarly, the MAC TX module is arranged to automatically start up when its control logic detects the first handshake signal from the TX module, and the MAC_TX module is arranged to automatically go down when the entire packet to that corresponding PHY module (and only in the event that it does not receive a new start-up signal from the corresponding TX before it completes the transfer). The state diagram of 2 also describes the processes operated in the TX module and the MAC_TX module of the MAC module.
    [0029] Bei der obigen Ausführungsformwird in jedem Modul in dem System Strom gespart, indem der Umstandausgenutzt wird, daß Ethernet-Verkehr stoßhaft istund als Pakete hereinkommt. Außerdem wirddas Herunter- und Herauffahren der Module einfach durch Dekodierender Handshaking-Signale, die bereits in einem vorbekannten Verteilerverfügbar sind,durchgeführt.In the above embodimentelectricity is saved in each module in the system by the factis exploited that Ethernet traffic is jerkyand comes in as packages. Besides, willthe modules can be shut down and started up simply by decodingof the handshaking signals that are already in a known distributorAre available,carried out.
    [0030] Obwohl nur eine einzige Ausführungsform derErfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung diesbezüglich nichteingeschränkt,und füreinen ausgebildeten Leser wird erkennbar sein, daß vieleVarianten innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung möglich sind.Zum Beispiel kann es es bei anderen Ausführungsformen der Erfindungder Fall sein, daß nichtalle Module des Verteilers so angeordnet sind, daß sie herunterfahren.Wenn zum Beispiel die Anzahl n von Kanälen groß ist, kann es der Fall sein, daß es nursehr wenige Gelegenheiten fürdie Verteiler-Engine 7 gibt, herunterzufahren. Aus diesem Grundkann es sein, daß dieVerteiler-Engine 7 nicht so angeordnet ist, daß sie dieoben beschriebenen Herauf-/Herunterfahrmerkmale aufweist. Als Alternativekann eine zusätzlicheSteuerlogik vorgesehen werden, um abhängig davon, ob eines oder mehrere Kriterienerfülltsind, zu bestimmen, ob die Verteiler-Engine und/oder ein etwaigesanderes Modul bzw. etwaige andere Module herauf-/heruntergefahrenwerden dürften.Diese Kriterien könnenzum Beispiel auf der Anzahl benutzter Kanäle und/oder auf gemessenenstatistischen Eigenschaften des Datenflusses basieren.Although only a single embodiment of the invention has been described, the invention is not so limited and it will be apparent to a trained reader that many variations are possible within the scope of the invention. For example, in other embodiments of the invention it may be the case that not all of the modules of the distributor are arranged to shut down. For example, if the number n of channels is large, there may be very few opportunities for the distribution engine 7 there to shut down. Because of this, it may be that the distribution engine 7 is not arranged to have the up / down characteristics described above. As an alternative, additional control logic can be provided are determined, depending on whether one or more criteria are met, whether the distribution engine and / or any other module or modules should be allowed to start up / shut down. These criteria can be based, for example, on the number of channels used and / or on measured statistical properties of the data flow.
    [0031] Als Alternative oder zusätzlich können 2 und/oder 3 so verändert werden, daß sie Lücken von einemoder mehreren Zyklen enthalten, in denen die Module auch dann heraufgefahrenbleiben, nachdem sie das Senden etwaiger Pakete in ihnen beendethaben. Dadurch wird eine Sicherheitsreserve bereitgestellt und somitdie Wahrscheinlichkeit eines Glitch in dem System, der zu dem Verlustoder der Verzögerungeines etwaigen Pakets führt,verringert.As an alternative or in addition you can 2 and or 3 so modified that they contain gaps from one or more cycles in which the modules remain powered up even after they have finished sending any packets in them. This provides a safety margin and thus reduces the likelihood of a glitch in the system that leads to the loss or delay of any packet.
    [0032] Bei weiteren Varianten der Erfindungist es möglich,obwohl die Verteiler-Engine 7 von 1 einer Logikschaltung zugeordnet ist,die die gesamte Verteiler-Engine 7 einschaltet, Ausführungsformenin Betracht zu ziehen, bei denen die verschiedenen Module in derVerteiler-Engine abhängigdavon, ob sie zur Verarbeitung von Datenpaketen benötigt werden, einzelnein- und ausgeschaltet werden.In other variants of the invention it is possible, although the distribution engine 7 of 1 is associated with a logic circuit that the entire distribution engine 7 switches on to consider embodiments in which the various modules in the distribution engine are switched on and off individually depending on whether they are required for processing data packets.
    [0033] Umgekehrt ist es möglich, daß mehr alsdie Module von 1 zusammenein- und ausgeschaltet, d.h. als ein einziges Modul behandelt werden. ZumBeispiel könntedie MAC-Einheit von 1 mit einereinzigen Logikschaltung angeordnet werden, um die MAC immer danneinzuschalten, wenn eines der Module MAC_RX oder MAC_TX erforderlichist, und die gesamte MAC auszuschalten, wenn keines der Module MAC_RXoder MAC_TX benötigtwird. Obwohl diese Form der MAC ein komplexeres Zustandsdiagrammals das in 2 gezeigteaufweisen würde,könnteein solcher Entwurf vom Standpunkt des Verringerns der Anzahl vondurch die AusführungsformbenötigtenLogikschaltungen aus gesehen vorteilhaft sein.Conversely, it is possible that more than the modules of 1 switched on and off together, ie treated as a single module. For example, the MAC unit of 1 with a single logic circuit to turn on the MAC whenever one of the MAC_RX or MAC_TX modules is required and turn off the entire MAC when none of the MAC_RX or MAC_TX modules are needed. Although this form of MAC is a more complex state diagram than that in 2 such a design could be advantageous from the standpoint of reducing the number of logic circuits required by the embodiment.
    [0034] Weiterhin ist es nicht notwendig,daß diejeweiligen Logikschaltungen mehrerer Module voneinander getrenntsind. Stattdessen könnensie ein einziges Stromversorgungssteuermodul sein, das dafür verantwortlichist, mehr als eines der Module gemäß der Anwesenheit von Datenpaketenin dem Datenverteiler einzeln ein- (und wahlweise auch auszuschalten).Dieses Stromversorgungssteuermodul empfängt vorzugsweise die Handshake-Signale,die zu allen Modulen gesendet werden, die es steuern soll.Furthermore, it is not necessarythat therespective logic circuits of several modules separated from each otherare. Instead, you canthey are a single power control module that is responsible for itis more than one of the modules according to the presence of data packetsin the data distributor individually (and optionally also switch off).This power supply control module preferably receives the handshake signals,which are sent to all modules that it is to control.
    权利要求:
    Claims (10)
    [1]
    Verfahren zur Steuerung eines Datenverteilers mitmehreren Eingangs-/Ausgangsports und einer Verteiler-Engine, wobeidie Eingangs-/Ausgangsports und die Verteiler-Engine Module zumEmpfangen und Weiterleiten von Datenpaketen enthält, wobei bei dem Verfahrenmindestens eins der Module abhängigvon der Anwesenheit von den Verteiler durchlaufenden Datenpaketenaus- und eingeschaltet wird.Method for controlling a data distributor withmultiple input / output ports and a distribution engine, wherethe input / output ports and the distribution engine modules forReceiving and forwarding of data packets contains, with the methoddependent on at least one of the modulesthe presence of data packets passing through the distribution listis switched off and on.
    [2]
    Verfahren nach Anspruch 1, wobei jedes der Module,das aus- und eingeschaltet wird, einer Logikschaltung zugeordnetist, die Signale registriert, die von einem oder mehreren anderenModulen des Verteilers zu dem Modul gesendet werden, wobei die Signaledie Anwesenheit von dem Verteiler durchlaufenden Datenpaketen anzeigen,wobei jede Logikschaltung so angeordnet ist, daß sie das Modul auf der Basisder Signale einschaltet.The method of claim 1, wherein each of the moduleswhich is switched on and off, assigned to a logic circuitis, the signals registered by one or more othersModules of the distributor are sent to the module, the signalsindicate the presence of data packets passing through the distributor,each logic circuit being arranged to base the modulewhich switches on the signals.
    [3]
    Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Signale Handshake-Signalesind.The method of claim 2, wherein the signals are handshake signalsare.
    [4]
    Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem dieModule, die ein- und ausgeschaltet werden, eine Logikschaltung enthalten,die bestimmt, ob alle zu dem Modul gesendeten Pakete abgefertigtwurden, und wobei dann, wenn die Bestimmung positiv ist, dies dasModul bei Abwesenheit etwaiger frischer zu dem Modul gesendeterDatenpakete das Modul ausschaltet.The method of claim 1, 2 or 3, wherein theModules that are switched on and off contain a logic circuit,which determines whether all packets sent to the module are dispatchedand, if the determination is positive, this is theModule in the absence of any fresh ones sent to the moduleData packets the module switches off.
    [5]
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobeider Datenverteiler auf der Basis eines Zeitsignals betrieben wird,wobei das Verfahren umfaßt,die Module aus- und einzuschalten, indem die Übertragung des Taktsignalszu ihnen gesperrt bzw. freigegeben wird.Method according to one of the preceding claims, whereinthe data distributor is operated on the basis of a time signal,the method comprisingturn the modules off and on by transmitting the clock signalis blocked or released to them.
    [6]
    Datenverteiler mit mehreren Eingangs-/Ausgangsportsund einer Verteiler-Engine, wobei die Eingangs/Ausgangsports unddie Verteiler-Engine Module zum Empfangen und Weiterleiten von Datenpaketenenthalten, wobei mindestens eines der Module einem Mittel zum Aus-und Einschalten des Moduls abhängigvon der Anwesenheit von den Verteiler durchlaufenden Datenpaketenzugeordnet ist.Data distributor with multiple input / output portsand a distribution engine, the input / output ports andthe distribution engine modules for receiving and forwarding data packetsincluded, at least one of the modules providing a means for trainingand switching on the module dependentthe presence of data packets passing through the distribution listassigned.
    [7]
    Datenverteiler nach Anspruch 6, bei dem jedes derModule, das aus- und eingeschaltet wird, einer Logikschaltung zugeordnetist, die Signale registriert, die von einem oder mehreren anderenModulen des Verteilers zu dem Modul gesendet werden, wobei die Signaledie Anwesenheit von den Verteiler durchlaufenden Datenpaketen anzeigt,wobei jede Logikschaltung so angeordnet ist, daß sie das Modul auf der Basisder Signale einschaltet.The data distributor of claim 6, wherein each of theModules that are switched on and off are assigned to a logic circuitis, the signals registered by one or more othersModules of the distributor are sent to the module, the signalsindicates the presence of data packets passing through the distributor,each logic circuit being arranged to base the modulewhich switches on the signals.
    [8]
    Datenverteiler nach Anspruch 7, bei dem die Logikschaltungenso angeordnet sind, daß sie Handshake-Signaleerkennen.Data distributor according to claim 7, wherein the logic circuitsare arranged to give handshake signalsdetect.
    [9]
    Datenverteiler nach Anspruch 6, 7 oder 8, bei demdie Module, die ein- und ausgeschaltet werden, jeweils einer Logikschaltungzugeordnet sind, die bestimmt, wann alle zu dem Modul gesendetenPakete abgefertigt wurden, und wobei dann, wenn diese Bestimmungpositiv ist, das Modul bei Abwesenheit etwaiger zu dem Modul gesendeterfrischer Datenpakete ausgeschaltet wird.The data distributor of claim 6, 7 or 8, wherein the modules that are turned on and off are each associated with a logic circuit that determines when all packets sent to the module have been dispatched, and if this determination is positive, the module is switched off in the absence of any fresh data packets sent to the module.
    [10]
    Datenverteiler nach einem der Ansprüche 6 bis9, der auf der Basis eines Taktsignals betrieben wird, wobei dieModule des Verteilers, die ein- oder ausgeschaltet werden, ein-und ausgeschaltet werden, indem die Übertragung des Taktsignalszu ihnen freigegeben oder gesperrt wird.Data distributor according to one of claims 6 to9, which is operated on the basis of a clock signal, theModules of the distributor that are switched on or off, switched onand be turned off by transmitting the clock signalis released or blocked to them.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US20040160898A1|2004-08-19|
    US7477662B2|2009-01-13|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2004-09-02| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
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