專利名稱：以太網流量控制裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種以太網流量控制裝置及方法，應用于通過以太網進行數據傳輸時，特別是涉及一種根據用戶的不同需求，為其提供不同速率等級的以太網傳輸速率的裝置及方法。
背景技術：
我國正在進行規(guī)?？涨暗膶拵ЬW接入建設，其中以太網接入建設是一種重要方式，目前在計算機網絡中被大量使用，例如10/100BaseT等，它最高可以提供10MBPS、100MBPS甚至1GBPS的數據傳輸速率，不僅傳輸速率高，還具有廉價、技術成熟等眾多優(yōu)點，但是無法進行流量控制是以太網在通信領域中使用時存在的最大缺點，這個缺點在很大程度上影響了該項技術在實際中的應用。因為遵循IEEE 802.3標準的IEEE 802.3網絡是一種基于載波幀聽存取和沖突檢測檢測存取協(xié)議(CSMA/CD)的網絡，實際的傳輸速率取決于通信雙方的速率，而終端的速率又取決于PHY層和MAC層的傳輸速率，通常可由MAC層對速率進行配置，如可以配置為10MBPS和100MBPS，所以在實際可以選擇的符合802.3標準的交換芯片中除了10MBPS，100MBPS和1GBPS三個速率等級之外就沒有其它的速率等級，這在某些應用場合就無法滿足實際的需要。
對于現在的整個計算機網絡而言，由于用戶數量很多，骨干網的數據傳輸速率就成為瓶頸，而且現實情況下，不同用戶對帶寬的需求不同，并不是每個用戶都需要10MBPS的傳輸速率，而對于已經采用了以太網接入方式的通訊網絡，就需要在以太網的基礎上對傳輸速率進行更細的帶寬等級劃分，例如分為512KBPS，1MBPS，2MBPS，4MBPS，6MBPS，8MBPS，10MBPS等等，目前技術中可以提供的、使用簡便的以太網流量控制方案還很少，尤其是如何在目前已經大量存在的標準以太網交換芯片基礎上進行流量控制的方案很少，現有技術中即使有某些可以進行流量控制的芯片，但由于其不符合現行標準，勢必會產生很多實際問題，例如芯片的獨家供貨，和其它廠家的設備不兼容等等，這些對產品的批量生產會產生嚴重的影響，如果能在標準的以太網芯片上設計一個輔助電路以達到實現流量控制的目的，就可以解決芯片的采購和兼容的問題。如采用5UTP介質其傳輸距離為100米，因此十分適合于在局域網中使用該種介質進行數據傳輸。但是由于局域網內部使用的計算機數量通常較少，一般不存在明顯的骨干速率阻塞問題，因此沒有必要對各個終端進行帶寬(或傳輸速率)限制，事實上，在802.3標準中也沒有對流量進行控制的具體規(guī)定。
本發(fā)明正是為了克服了現有標準以太網技術中的無法進行流量控制的缺點，針對標準的以太網交換芯片，通過輔助電路實現以太網流量的控制。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種以太網流量控制裝置及方法，以解決上述問題，可根據用戶對網絡帶寬(或傳輸速率)的不同需求，為其提供不同等級的以太網傳輸速率，從而有效控制以太網中的數據流量，并且本發(fā)明是針對標準以太網交換芯片，通過輔助電路來實現以太網數據流量的控制的，因此在實現流量控制的同時，還可與其他以太網芯片兼容，使用方便，成本低。
根據本發(fā)明所提供的以太網流量控制裝置，本發(fā)明所述的以太網流量控制裝置至少包含以下幾部分標準以太網交換芯片、邏輯處理器、標準以太網PHY芯片以及速率選擇電路，所述標準以態(tài)網交換芯片發(fā)送數據到邏輯處理器；所述速率選擇電路將用戶對速率的選擇傳送給所述邏輯處理器；所述邏輯處理器接收所述速率選擇電路的選擇結果，并將處理后的結果傳送至所述標準以態(tài)網PHY芯片；所述標準以態(tài)網芯片與所述標準以態(tài)網PHY芯片之間可用MII接口的其他信號線連接；其中，所述標準太網交換芯片為以太網提供MAC層連接和數據交換，所述邏輯處理器用于完成MAC層和PHY層之間的邏輯判斷和控制，通過對邏輯處理器的控制實現流量控制的目的，所述標準以太網PHY芯片和以太網介質的連接，所述速率選擇電路可以是復雜的CPU系統(tǒng)，也可以是簡單的電阻編程電路，主要是用來選擇不同的以太網速率等級。
本發(fā)明所提供的以太網流量控制方法，至少包含以下步驟根據發(fā)送數據時的指示信號TX_EN的狀態(tài)判斷是否有數據要發(fā)出；讀取用戶的選擇；根據該用戶選擇生成阻斷比例；以及結合所述的阻斷比例對所述指示信號TX_EN的傳輸數據進行阻斷。


圖1為本發(fā)明的邏輯電路連接示意圖；圖2為本發(fā)明的MII接口發(fā)送數據時序圖；圖3為本發(fā)明的流量控制方法步驟流程圖。
具體實施例方式
下面結合實施例及其附圖，對本發(fā)明作進一步詳細說明。
如圖1所示，為本發(fā)明的邏輯電路連接示意圖，首先，外部網絡與標準以太網交換芯片11之間進行數據通訊，標準以太網交換芯片根據發(fā)送數據時的指示信號TX_EN的狀態(tài)判斷是否有數據發(fā)出到邏輯處理器12，而邏輯處理器接收來自用戶速率選擇電路13的信息(如CPU輸出)后，再將邏輯判斷和控制的結果送至以太網PHY芯片14，并根據該結果對TX_EN進行阻斷和控制，以太網PHY芯片通過5UTP介質發(fā)送和接收信號，標準以太網交換芯片MAC層和PHY層之間邏輯的判斷和控制方法主要是依據兩者之間的接口電路邏輯來實現的，通常接口電路類型有MII接口，RMII接口，SMII接口，后面兩個是前者的簡化接口電路，；從圖1可以看到，該邏輯控制電路主要是實現對MII接口信號的處理，也就是對TX_EN信號進行控制，而如何控制TX_EN有無數據發(fā)出是由外部的控制電路(也就是圖1中的速率選擇電路)來判斷的(例如CPU的輸出信號、電阻編程網絡的設置等)，其邏輯轉換通常由CPLD或者FPGA來實現。
如圖2所示，為MII接口從MAC層到PHY層的數據傳輸時序圖，其中TX_CLK是MII的發(fā)送數據時鐘，TX_EN是發(fā)送數據時的指示信號，如果TX_EN為高，則發(fā)送的數據有效，否則無效；CRS用于指示MII接口上是否有數據在傳送，TX±是5UTP介質上的發(fā)送信號，TXD是數據信號；對于MII接口，一共有4個數據信號線，從圖中可以看到，當MAC要發(fā)送數據給PHY時，在TX_CLK的上升沿先把TX_EN置為高電平狀態(tài)，在下一個TX_CLK的上升沿CRS開始置為高電平狀態(tài)，同時開始傳輸數據，當數據傳輸結束以后，先將TX_EN置為低電平狀態(tài)，然后將CRS置為低電平狀態(tài)，并停止數據的傳輸。
如圖3所示，為本發(fā)明的流量控制方法步驟流程圖，首先根據發(fā)送數據時的指示信號TX_EN的狀態(tài)判斷是否有數據發(fā)出(步驟301)，如果該指示信號TX_EN的狀態(tài)為高，表明此時有數據發(fā)出，則讀取用戶的選擇(步驟302)，其通常是指用戶對CPU命令或者外部電路的設置狀態(tài)選擇；根據用戶的選擇，生成阻斷比例(步驟303)，并且根據該阻斷比例對發(fā)送數據時的指示信號TX_EN進行阻斷處理(步驟304)，接著，實際舉一個例子來對本發(fā)明做進一步詳細說明，首先，該阻斷比例是本發(fā)明的關鍵參數，例如對于10MBPS的線路，采用什么樣的阻斷比例可以實現2MBPS的實際傳輸速率，利用現有技術中的以太網技術，是無法精確的完成的，而本發(fā)明通過測試可以得到一個最佳的阻斷比例，例如每N個比特就阻斷其中的一個比特，通過在CPLD(或FPGA)中生成一個計數器，從TX_EN置為高電平狀態(tài)開始，每個TX_CLK計數器增加1，當計數器值到達N時就把TX_EN置為低電平，一個時鐘周期同時計數器置0，如此循環(huán)處理，就可以實現對以太網中實際傳輸流量的控制。
以上所述僅為本發(fā)明其中的較佳實施例而已，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍；凡按照本發(fā)明權利要求所作的均等變化與修飾，均為本發(fā)明權利要求所涵蓋。
權利要求
1.一種以太網流量控制裝置，其特征在于至少包含一標準以太網交換芯片，用以為以太網提供MAC層連接和進行數據交換；一邏輯處理器，用以完成MAC層和PHY層之間的邏輯判斷和控制；所述MAC層到PHY層的數據傳輸的時序控制包括TX_CLK是MII的發(fā)送數據時鐘；TX_EN是發(fā)送數據時的指示信號，如果TX_EN為高電平狀態(tài)，則發(fā)送的數據有效，否則發(fā)送數據無效；CRS用于指示MII接口上是否有數據在傳送；TX±為5UTP介質上的發(fā)送信號；TXD為數據信號；當MAC要發(fā)送數據給PHY層時，在TX_CLK的上升沿先將TX_EN置為高電平狀態(tài)，在下一個TX_CLK的上升沿CRS開始置為高電平狀態(tài)，同時開始傳輸數據，當數據傳輸結束以后，先將TX_EN置為低電平狀態(tài)，然后將CRS置為低電平狀態(tài)，并停止數據傳輸。
2.如權利要求1所述的以太網流量控制裝置，其特征在于該邏輯處理器所采用的接口電路類型為MII接口電路。
3.如權利要求1所述的以太網流量控制裝置，其特征在于該邏輯處理器所采用的接口電路類型為MII接口電路的其他簡化形式RMII接口或者SMII接口。
4.如權利要求1所述的以太網流量控制裝置，其特征在于該速率選擇電路控制電路可以是復雜的CPU系統(tǒng)，也可以是簡單的電阻編程電路。
5.如權利要求1所述的以太網流量控制裝置，其特征在于該速率選擇電路的邏輯轉換由CPLD或FPGA完成。
6.一種以太網流量控制方法，其特征在于至少包含下列步驟根據發(fā)送數據時的指示信號TX_EN的狀態(tài)判斷是否有數據要發(fā)出；讀取用戶的選擇；根據該用戶選擇生成阻斷比例；以及結合所述的阻斷比例對所述指示信號TX_EN的傳輸數據進行阻斷。
7.如權利要求6所述的以太網流量控制方法，其特征在于該指示信號TX_EN為高電平狀態(tài)時，表示有數據送出。
8.如權利要求6所述的以太網流量控制方法，其特征在于該用戶選擇通常是用戶對CPU命令或者外部電路的設置狀態(tài)的選擇。
9.如權利要求6所述的以太網流量控制方法，其特征在于該生成阻斷比例的步驟包括每隔N個比特就對其中一個比特進行阻斷處理；在CPLD(或FPGA)中生成計數器；從TX_EN置為高電平狀態(tài)開始，每個TX_CLK計數器增加1；當計數器值到達N時，將TX EN置為低電平，而一個時鐘周期同時計數器置0；以上過程循環(huán)；以實現對以太網中實際傳輸流量的控制。
全文摘要
一種以太網流量控制裝置及方法，其可提供一種以太網流量控制裝置，該裝置至少包含一標準以太網交換芯片、一邏輯轉換電路、一標準以太網PHY芯片以及一外部控制電路；其還可提供一種以太網流量控制方法，至少包含有下列步驟根據發(fā)送數據時的指示信號TX_EN的狀態(tài)判斷是否有數據要發(fā)出；讀取用戶的選擇；根據該用戶選擇生成阻斷比例；結合所述的阻斷比例對所述指示信號TX_EN的傳輸數據進行阻斷；本發(fā)明不僅可以根據用戶對網絡帶寬的不同需求提供不同等級的以太網傳輸速率，從而有效控制以太網中的數據流量，而且，在實現流量控制的同時，還可與其他以太網芯片兼容，使用方便，成本低。
文檔編號H04L12/28GK1430379SQ0114538
公開日2003年7月16日 申請日期2001年12月29日 優(yōu)先權日2001年12月29日
發(fā)明者韋贊堅 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司上海第二研究所