專利名稱：：單晶片乙太網(wǎng)絡交換器及其雛菊環(huán)測試法的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及乙太網(wǎng)絡(Ethernet)交換器(Switch)，尤其是一種單晶片乙太網(wǎng)絡交換器及其雛菊環(huán)測試法。因此，一種可以簡化測試的乙太網(wǎng)絡交換器晶片乃被提出，而且新的且更有效率的測試方法亦被揭示。本發(fā)明的目的之一，亦在提供一種為乙太網(wǎng)絡交換器晶片進行測試的雛菊環(huán)測試法，其包括初始寫入地址表(addresstable)及封包來源地址學習程序(sourceaddresslearningprocess)，在具有雛菊環(huán)測試功能的來源地址學習引擎的運作下，導引一測試封包輾轉(zhuǎn)地從一起始傳送端口向一終止接收端口傳遞，經(jīng)由檢驗該終止接收端口最終收取的封包而決定該測試結(jié)果。該測試封包從受測晶片的外部輸入或內(nèi)部產(chǎn)生，若為后者，則還包括從該受測晶片中的暫存器取出預先儲存的資訊以產(chǎn)生該測試封包。為達成上述目的，本發(fā)明的一種單晶片乙太網(wǎng)絡交換器，包括一實體層，含有復數(shù)個端口；一地址表，供寫入及讀出關于操作該復數(shù)個端口的資訊；一功能手段，以切換該交換器至一雛菊環(huán)測試模式；及一地址解析控制邏輯，含有一測試引擎，于該雛菊環(huán)測試模式下執(zhí)行一封包來源地址學習程序，以將一測試封包輾轉(zhuǎn)地傳遞經(jīng)過該復數(shù)個端口。本發(fā)明還提出一種雛菊環(huán)測試法，供測試一整合實體層的單晶片乙太網(wǎng)絡交換器，該實體層含有復數(shù)個端口，該交換器含有一地址表供寫入及讀出關于操作該復數(shù)個端口的資訊，該測試法包括下列步驟將該復數(shù)個端口的每一端口連接一被動式回路回接裝置；從該復數(shù)個端口中選擇一起始傳送端口及一終止接收端口；給予該起始傳送端口一測試封包；及進行一封包來源地址學習程序，以將該測試封包輾轉(zhuǎn)地從該起始傳送端口向該終止接收端口傳遞。終止接收端口傳遞。根據(jù)本發(fā)明，對于晶片制造商而言，其晶片測試的時間及成本皆大幅降低，而且只需要數(shù)字測試器。圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一晶片實施例的簡化功能方塊圖，交換器晶片10’包括一數(shù)字部份12’及一乙太網(wǎng)絡實體層14，同樣地，晶片10’亦包含多個端口及一模式開關11，且在測試模式下，亦從所有端口中選取一個為起始傳送端口STP以及另一個為終止接收端口SRP，此外，晶片10’還包括一封包產(chǎn)生機制13，藉以產(chǎn)生一起始封包提供給起始傳送端口STP，同樣地，經(jīng)過在各個端口之間一連串的傳遞，在終止接收端口SRP獲得一終止封包，然而，晶片10’還包括一驗證單元15，前述封包產(chǎn)生機制13同時將起始封包傳送給驗證單元15，在此與終止封包比較，以判斷晶片10’測試的結(jié)果是否正確。在上述兩個實施例中，模式開關11、封包產(chǎn)生機制13及驗證單元15可以硬件或軟件實現(xiàn)。而模式選擇信號Modeselect可以從單獨的控制腳位或與其他信號共用的腳位輸入。晶片10/10’的更詳細內(nèi)部組成如圖3所示，如同習知的整合式單晶片乙太網(wǎng)絡交換器，在數(shù)字部份12/12’包括一地址表16、一地址解析控制邏輯18、多個收發(fā)端口的媒體存取控制及直接記憶存取(MediumAccessControl-DirectMemoryAccess；MAC-DMA)20、22至24、一封包緩沖器控制器(packetbuffercontroller)26、一封包緩種器庫(packetbufferpool)28、一封包存取協(xié)調(diào)引擎(packetaccessarbitrationengine)30、一CPU/EEPROM介面控制器(interfacecontroller)32及暫存器34，而模擬部份14則包多個收發(fā)端口的實體層36、38至40分別對應各自的MAC-DMA20、22至24。晶片10/10’與外界的信號連接包括CPU/EEPROM介面控制器32連接至晶片接合墊(bondingpad)的讀寫信號WR/RD、資料輸出信號Data_out及資料輸入信號Data_in，以及實體層14中每一端口36、38至40的發(fā)送器及接收器與晶片接合墊之間的封包信號。在圖示的晶片10/10’中，因為維菊環(huán)測試而與習知技藝具有明顯差異的部份包括地址解析控制邏輯18、暫存器34、起始封包信號42(TXEN(0)及TXD(0)[30])與終止封包信號44(RXDV(N-1)及RXD(N1)[30])。地址解析控制邏輯18包括封包目的地址(destinationaddress)搜尋(lookup)及來源地址學習引擎，其具有雛菊環(huán)測試功能，使在測試模式下運作雛菊環(huán)測試。暫存器34更儲存有測試封包所需的資訊，包括起始端口、終止端口、雛菊環(huán)測試控制、欲自我測試的封包長度、自我測試的封包數(shù)量、封包態(tài)樣(Pattern)、一般及中止封包。圖中地址解析控制邏輯18與各MAC-DMA之間的信號PORT_learn表示封包進入端口，應被以來源地址學習，而信號PORT_destinated表示封包應被送出的端口，其包括三種情況，即廣播(broadcast)至進入端口以外的所有端口、過濾(filter)屬于與進入端口相同目的端口的端口及單送(unicast)至搜尋結(jié)果端口。圖4顯示一個地址表的資訊格式(informationformat)。一個地址表46由許多記錄(entry)組成，這些記錄并被依序編號。每一個記錄的內(nèi)容包括MAC地址、相關端口(correspondport)、時效計時器(agingtimer)及正確指示(validindicate)。地址表的內(nèi)容供地址解析控制邏輯18參考所用，在一般情況下，地址解析控制邏輯18從地址表利用目的地址搜尋的功能查開封包的目的端口。圖5是目的地址搜尋的結(jié)果，其包括三種情況，即廣播、過濾及單送(unicast)至記錄相關端口，表48中的第一及第二欄分別表示在不同情況下封包目的地址與命中記錄(hittingentry)MAC地址的比較及封包進入端口(incomingport)與命中記錄相關端口的比較的條件。在測試乙太網(wǎng)絡交換器的過程中，包括利用地址解析控制邏輯18運作其來源地址學習引擎進行一來源地址學習程序，以測試交換器的功能。為便于了解本發(fā)明的原理及測試過程，先說明一般的地址解析控制運作，其首先初始化地址表46，即清除地址表46或?qū)ⅰ?”寫入地址表46的所有記錄中，成為如圖6所示的地址表50內(nèi)容。在接著的步驟中，當收到封包時，封包的來源地址被學習，端口的資訊被相關至進入端口。圖7顯示習知的學習程序安排，其將交換器52的每一端口54、56、58至60皆連接測試設備，如圖中所示，端口56及58分別連接測試設備62及64。在學習程序中端口56的封包目的地址000000000002，來源地址000000000001；端口58的封包目的地址000000000001，來源地址000000000002。學習結(jié)果如圖8的地址表66所示，此時目的地址搜尋的結(jié)果端口56的封包目的地址000000000002，來源地址000000000001，導向第一端口。從圖7，習知的晶片不提供數(shù)字接腳以進行測試，但是需要昂貴且復雜的測試設備，并且晶片內(nèi)的暫存器不具備任何測試封包的資訊。如果將圖7的安排改用被動式回路回接裝置，如圖9所示，端口56及58分別連接一被動式回路回接裝置68及70。在端口56產(chǎn)生一串地址遞增的封包流如下第一封包目的地址000000000002，來源地址000000000001；第二封包目的地址000000000003，來源地址000000000002；第三封包目的地址000000000004，來源地址000000000003；......；依此類推。由于地址表的起始值被清除為0，如表50所示，使得從被動式回路回接裝置68回送的封包無法找到目的端口，因此全部被廣播到其他的端口去，由回路回接裝置68回送的封包流被學習的結(jié)果如圖10的表72所示，然而由其他端口傳出再經(jīng)過所對應的路口接裝置回送的封包經(jīng)搜尋地址表72的結(jié)果，又會將封包流自端口56傳出再經(jīng)回路回接裝置68回送，而這些自其他端口送回的封包流的來源地址又被重新學習，使得地址表的動態(tài)改變完全無法預測，而這些傳出去其他端口的封包流又不斷傳回自己的端口，將使系統(tǒng)完全崩潰。一般而言，乙太網(wǎng)絡交換器必須驗證主要項目包括(1)全線速度即變換端口可同時轉(zhuǎn)送148810封包/秒對100M及14880封包/秒對10M。(2)封包型態(tài)包括單送、廣播、過濾及中止(pause)封包。中止封包的目的地址特定為0180c2000001。每一端口接收到中止封包，該端口應停止發(fā)送封包，直到計時槽(timerslot)到期。(3)端口雙工(duplex)包括全雙工及半雙工。這些項目皆可利用本發(fā)明的雛菊環(huán)測試法來測試。在本發(fā)明的地址解析控制運作中，包括初始化設定雛菊環(huán)測試地址表，亦即寫入欲測試的MAC地址及起始端口編號加1至所有記錄(或地址)中，以及當收到封包時，封包的來源地址被學習，端口的資訊被寫為原來的記錄端口編號加1，但是當端口編號為終止端口時，則不修改。質(zhì)言之，首先清除地址表及設定起始端口為第0端口，成為如圖11所示的地址表74內(nèi)容。學習程序安排如圖12所示，交換器76包括端口78、80、82至84，分別連接被動式回路回接裝置68、70至86。在端口78產(chǎn)生地址遞增封包流如下第一封包目的地址000000000002，來源地址000000000001；第二封包目的地址000000000003，來源地址000000000002；第三封包目的地址000000000004，來源地址000000000003；第四封包目的地址000000000005，來源地址000000000004；第五封包目的地址000000000006，來源地址000000000005；......；依此類推。在封包流經(jīng)過端口68繞回的學習結(jié)果如圖13的地址表88所示，所有的封包會轉(zhuǎn)送至下一端口80傳出，再經(jīng)被動式回路回接裝置70繞回端口80，目的地址搜尋地址表88的結(jié)果是轉(zhuǎn)送至下一端口82，而繞回端口80的學習結(jié)果如圖14的地址表90所示。從端口82送出再繞回后，目的地址搜尋地址表90的結(jié)果轉(zhuǎn)送至下一端口，依此類推，直到端口84的前一端口，經(jīng)繞回的學習結(jié)果如圖15的地址表92所示。然后在端口84送出及繞回后，因為端口84為終止端口，故來源端口學習不再加1，目的地址搜尋結(jié)果不再送至下一端口，而全部被過濾。從終止端口檢驗最終的測試封包即獲得測試結(jié)果。本發(fā)明的晶片為了雛菊環(huán)測試提供數(shù)字接腳，如果不欲增加數(shù)字接腳，則在晶片內(nèi)提供計數(shù)器(counter)，以收集封包的循環(huán)冗余碼檢查(CRC)及遺失的數(shù)量。對于廣播封包而言，前述的測試觀念仍然適用，但是需要略為修改測試安排，如圖16所示，只能選擇端口78、80、82、......、84其中之一連接被動式回路回接裝置68，其余各端口則不接。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此項技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，當可做些許更動與潤飾，因此本發(fā)明之保護范圍當視權利要求書范圍所界定者為準。權利要求1.一種單晶片乙太網(wǎng)絡交換器，其特征是包括一實體層，含有復數(shù)個端口；一地址表，供寫入及讀出關于操作該復數(shù)個端口的資訊；一功能手段，以切換該交換器至一雛菊環(huán)測試模式；及一地址解析控制邏輯，含有一測試引擎，于該雛菊環(huán)測試模式下執(zhí)行一封包來源地址學習程序，以將一測試封包輾轉(zhuǎn)地傳遞經(jīng)過該復數(shù)個端口。2.如權利要求1所述的交換器，其特征是還包括一輸入裝置，以輸入該測試封包。3.如權利要求1所述的交換器，其特征是還包括一封包產(chǎn)生器，以在該交換器中產(chǎn)生該測試封包。4.如權利要求3所述的交換器，其特征是還包括一儲存裝置，以儲存該測試封包的資訊。5.如權利要求1所述的交換器，其特征是還包括一驗證裝置，以驗證該測試封包變化。6.如權利要求1所述的交換器，其特征是還包括一輸出裝置，以輸出該測試封包變化至該交換器外。7.如權利要求1所述的交換器，其特征是該測試引擎還包括一寫入裝置，于該雛菊環(huán)測試模式下寫入一組初始地址至該地址表中。8.如權利要求1所述的交換器，其特征是該封包來源地址學習程序包括將封包目的地址定為下一端口。9.一種雛菊環(huán)測試法，供測試一整合實體層的單晶片乙太網(wǎng)絡交換器，該實體層含有復數(shù)個端口，該交換器含有一地址表供寫入及讀出關于操作該復數(shù)個端口的資訊，其特征是該測試法包括下列步驟將該復數(shù)個端口的每一端口連接一被動式回路回接裝置；從該復數(shù)個端口中選擇一起始傳送端口及一終止接收端口；給予該起始傳送端口一測試封包；及進行一封包來源地址學習程序，以將該測試封包輾轉(zhuǎn)地從該起始傳送端口向該終止接收端口傳遞。10.如權利要求9所述的測試方法，其特征是還包括輸入該測試封包至該交換器中。11.如權利要求9所述的測試方法，其特征是還包括在該交換器中產(chǎn)生該測試封包。12.如權利要求9所述的測試方法，其特征是還包括在該終止接收端口后驗證該測試封包變化。13.如權利要求12所述的測試方法，其特征是還包括輸出該測試封包變化至該交換器外。14.如權利要求9所述的測試方法，其特征是該學習程序包括將一接收封包的目的地址定為下一端口。全文摘要一種單晶片乙太網(wǎng)絡交換器及其雛菊環(huán)測試法，該交換器包括一實體層，具復數(shù)個端口；一地址表，供寫入及讀出關于操作該復數(shù)個端口的資訊；一功能手段，以切換該交換器至一雛菊環(huán)測試模式；及一地址解析控制邏輯，含有一測試引擎；該雛菊環(huán)測試法的主要步驟為將該復數(shù)個端口的每一端口連接一被動式回路回接裝置；從該復數(shù)個端口中選擇一起始傳送端口及一終止接收端口；給予該起始傳送端口一測試封包；及進行一封包來源地址學習程序，以將該測試封包輾轉(zhuǎn)地從該起始傳送端口向該終止接收端口傳遞；根據(jù)本發(fā)明，對于晶片制造商而言，其晶片測試的時間及成本皆大幅降低，而且只需要數(shù)字測試器。文檔編號H01L27/00GK1472932SQ02127090公開日2004年2月4日申請日期2002年7月29日優(yōu)先權日2002年7月29日發(fā)明者陳韻琪申請人:旺宏電子股份有限公司