(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6242911
(24)【登録日】2017年11月17日
(45)【発行日】2017年12月6日
(54)【発明の名称】MDIOをSGMII送信に符号化するための装置及び方法
(51)【国際特許分類】
H04L 12/28 20060101AFI20171127BHJP
H04L 29/10 20060101ALI20171127BHJP
【FI】
H04L12/28 200Z
H04L13/00 309Z
【請求項の数】19
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2015-548138(P2015-548138)
(86)(22)【出願日】2012年12月20日
(65)【公表番号】特表2016-500500(P2016-500500A)
(43)【公表日】2016年1月12日
(86)【国際出願番号】CN2012087029
(87)【国際公開番号】WO2014094278
(87)【国際公開日】20140626
【審査請求日】2015年11月24日
(73)【特許権者】
【識別番号】595020643
【氏名又は名称】クゥアルコム・インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】QUALCOMM INCORPORATED
(74)【代理人】
【識別番号】100108855
【弁理士】
【氏名又は名称】蔵田 昌俊
(74)【代理人】
【識別番号】100109830
【弁理士】
【氏名又は名称】福原 淑弘
(74)【代理人】
【識別番号】100158805
【弁理士】
【氏名又は名称】井関 守三
(74)【代理人】
【識別番号】100194814
【弁理士】
【氏名又は名称】奥村 元宏
(72)【発明者】
【氏名】ユ、ホンチュン
(72)【発明者】
【氏名】チェン、ホンル
(72)【発明者】
【氏名】ファン、チ
(72)【発明者】
【氏名】ジャン、ウェンジュン
【審査官】
速水 雄太
(56)【参考文献】
【文献】
米国特許出願公開第2009/0046804(US,A1)
【文献】
米国特許出願公開第2005/0135421(US,A1)
【文献】
特開2011−199761(JP,A)
【文献】
米国特許第07343425(US,B1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H04L 12/28
H04L 29/10
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
イーサネット・メディア・アクセス・コントローラ(MAC)及び物理インターフェース(PHY)の間の通信の方法であって、
直列化非直列化(SERDES)プロトコルに従って、少なくとも1つのシリアル・リンクを介して、前記MAC及び前記PHYの間の通信を確立することと、
データ移動モードにおいて前記少なくとも1つのシリアル・リンクに従って、データを移動することと、
アイドル・モードにおいて、前記少なくとも1つのシリアル・リンクに従って、アイドル時間ギャップの内にアイドル・フレームを移動することと、
キューされたマネージメント・データ入力/出力(MDIO)情報の存在を検出することと、
1つ又は複数のMDIOアイドル・フレーム内に、前記MDIO情報を符号化すること、及び、前記少なくとも1つのシリアル・リンクに従って、前記アイドル時間ギャップの内に、前記1つ又は複数のMDIOアイドル・フレームを移動することによって、前記PHYを管理することと、
ここにおいて、前記アイドル・フレームは、定義されたフレーム構造を有し、前記1つ又は複数のMDIOアイドル・フレームは、前記定義されたフレーム構造を維持しながら構造化される、
を備える方法。
【請求項2】
前記SERDESプロトコルは、シリアル・ギガビット・メディア・インディペンデント・インターフェース(SGMII)である、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記PHYを管理することは、1つまたは複数のPHYレジスタの内容にアクセスするための要求を、1つ又は複数のPHYに発行することを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記PHYを管理することは、PHYレジスタ・アクセスのために1つまたは複数のリード/ライト・コマンドを発行することを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記少なくとも1つのシリアル・リンクは、チャネルを形成するために集められた複数のリンクを備える、請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記SERDESプロトコルは、クアッド・シリアル・ギガビット・メディア・インディペンデント・インターフェース(QSGMII)である、請求項5に記載の方法。
【請求項7】
各MDIOアイドル・フレームは、定義されたキャパビリティの通知を表すビットを送信するためのフィールドを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項8】
集積回路物理レイヤ(PHY)トランシーバとインターフェースするためのメディア・アクセス・コントローラ(MAC)であって、前記MACは、
データ送信モードにおいてデータ・パケットを、アイドル・モードにおいてアイドル・パケットを組み立てるためのパケット・生成論理と、
キューされたマネージメント・データ入力/出力(MDIO)情報の存在を検出すること、及びMDIOアイドル・パケットに前記MDIO情報を符号化することを行うためのMDIOインターフェース論理と、
シリアル・リンクに渡る移動のための1つまたは複数のパケット間ギャップ(IPG)に、前記MDIOパケットまたは前記アイドル・パケットを挿入することの間で選択するための制御信号に反応する選択回路と、
ここにおいて、前記アイドル・パケットは、アイドル・パケット・フレーム・フォーマットに組み立てられ、前記MDIOアイドル・パケットは、前記アイドル・パケット・フレーム・フォーマットに組み立てられる、
を備える、MAC。
【請求項9】
シリアル・インターフェース回路をさらに備え、
ここにおいて、前記シリアル・インターフェース回路は、シリアル・ギガビット・メディア・インディペンデント・インターフェース直列化非直列化(SGMII SERDES)リンク・プロトコルをサポートし、前記シリアル・リンクに結合するためのものである、請求項8に記載のメディア・アクセス・コントローラ(MAC)。
【請求項10】
前記制御信号は、キューされたMDIO情報の指示に基づいて生成される、請求項8に記載のメディア・アクセス・コントローラ(MAC)。
【請求項11】
前記MDIO論理は、前記MDIOアイドル・パケットとして、前記MDIOアイドル・パケットを識別するコードにおいて、各MDIOアイドル・パケット内の少なくとも1つのシンボルを符号化する、請求項8に記載のメディア・アクセス・コントローラ(MAC)。
【請求項12】
受信機回路のための動作の方法であって、前記方法は、
アイドル・パケット・シーケンスを受信することと、
前記受信したアイドル・パケット・シーケンスに基づいてリンク状態を維持することと、
前記受信したアイドル・パケット・シーケンスからMDIOアイドル・シーケンスを検出することと、
前記検出したMDIOアイドル・シーケンスから帯域外のMDIO情報を読み出すことと
を備える方法。
【請求項13】
前記受信したアイドル・パケット・シーケンスは、低電力アイドル・パケット・シーケンスを備える、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
MDIOアイドル・シーケンスを前記検出することは、
前記MDIOアイドル・シーケンス内の符号化されたシンボルを復号すること、前記符号化されたシンボルは、前記MDIO情報を含むこととして前記MDIOアイドル・シーケンスを識別する、
を含む、請求項12に記載の方法。
【請求項15】
前記受信機回路によって検出されないMDIOパケット・シーケンスを受信することと、
前記受信したアイドル・パケット・シーケンスが標準アイドル・パケット・シーケンスである場合、前記MDIOパケット・シーケンスを、標準アイドル・パケット・シーケンスとして処理することと、
前記受信したアイドル・パケット・シーケンスが、低電力アイドル・パケット・シーケンスとして、前記受信機回路によって、検出される場合、前記MDIOパケット・シーケンスを低電力アイドル・パケット・シーケンスとして処理することと
をさらに備える、請求項12に記載の方法。
【請求項16】
物理レイヤ(PHY)集積回路デバイスであって、
シリアル・リンクへ結合するためのシリアル・リンク・インターフェースと、
第1のモードにおいて、前記シリアル・リンクから受信されたアイドル・パケットを検出し、メディア・アクセス・コントローラ(MAC)からMDIO情報を含むこととして、前記アイドル・パケットを識別するために、前記シリアル・リンク・インターフェースへ結合された論理と
を備える、物理レイヤ(PHY)集積回路デバイス。
【請求項17】
前記PHY集積回路デバイスに関連付けられた値を記憶するための記憶回路をさらに備え、
ここにおいて、前記論理は、前記記憶回路へアクセスするために前記MDIO情報に反応する、請求項16に記載の物理レイヤ(PHY)集積回路デバイス。
【請求項18】
前記記憶回路は、複数のレジスタを備える、請求項17に記載の物理レイヤ(PHY)集積回路デバイス。
【請求項19】
データ送信モードにおいてデータ・パケットを、アイドル・モードにおいてアイドル・パケットを組み立てるためのパケット生成論理を含むメディア・アクセス・コントローラ(MAC)と、
複数の記憶レジスタを含む物理レイヤ回路(PHY)と、
前記MACを前記PHYと相互接続し、前記MACと前記PHYの間で、データ/アイドル・パケットを通信するように動作可能であるシリアル・リンクと、ここにおいて、MDIO情報を含むアイドル・パケットは、パケット間ギャップ内の前記シリアル・リンクを渡って移動される、
を備えるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
[0001]本明細書の開示は、一般に通信に関し、例えば、イーサネット(登録商標)通信に関する。
【背景技術】
【0002】
[0002]高速度イーサネット・システムは、マルチプルなトランシーバ・リンク・パートナーがデータ・トラフィックを交換することを可能にするマルチプルなリンク・ポートを、しばしば採用する。各リンクは、メディア・アクセス・コントローラ(MAC)とインターフェースする物理インターフェース回路(PHY)を一般に含む。1つのIEEE標準、より特にIEEE 802.3 22及び45節に関して、各MACとPHYの間のデータ・リンクは、シリアル・ギガビット・メディア・インディペンデント・インターフェース(SGMII)など、直列化・非直列化(SERDES)リンクによって実現される。SGMIIは、送信並びに受信データ、及び、オプションで、対応するクロック信号を搬送するための二つの差動信号経路を採用する。PHYに関して制御及び状態更新は、マネージメント・データ入力/出力(MDIO)インターフェースとして知られる、別個のシリアル・リンクを通して典型的に管理される。MDIO信号は、局管理エンティティ(STA)から各PHYへ別個のマルチ・ドロップ・バスに従って典型的に送られる。
【0003】
[0003]従来型のIEEE802.3標準は、その意図されたアプリケーションのために功を奏する一方、MDIO動作を操作するための別個のインターフェースの使用は、各PHYに余分なピンを一般に含ませ、スピードにおいてしばしば制限されている。これは、回路ピン・カウント、設計、及び性能視点から望ましくないものでありうる。
【発明の概要】
【0004】
[0004]この発明の概要は、発明を実施するための形態において以下にさらに説明される概念のセレクションを簡略化された形態で紹介するために提供される。この発明の概要は、権利主張される主題の重要な特徴または本質的な特徴を識別するように意図されておらず、権利主張される主題の範囲を限定するようにも意図されていない。
【0005】
[0005]イーサネット・メディア・アクセス・コントローラ(MAC)及び物理インターフェース(PHY)間の通信の方法が、開示される。1つの実施形態において、方法は、SERDESプロトコルに従って、第1のシリアル・リンクを介してMAC及びPHY間の通信を確立することを含む。データ移動モードにおいて、データは、第1のシリアル・リンクに従って移動される。アイドル・フレームは、アイドル・モードにおいてリンクに従ってアイドル時間ギャップ内で移動される。PHYは、1つ又は複数のマネージメント・データ入力/出力(MDIO)フレームにおいてMDIO情報を符号化すること、及び第1のシリアル・リンクに従ってアイドル時間ギャップ内で1つ又は複数のMDIOフレームを移動することによって管理される。アイドル時間ギャップにMDIO情報を挿入することによって、PHYは、MAC及びPHY間の別個のMDIOバスを必要とすることなく管理され得る。結果として、それぞれのMAC及びPHYピン・カウントは減らされ、MDIO情報は、より高いレートで通信され得る。
【0006】
[0006]1つの実施形態に関して、集積回路物理レイヤ(PHY)トランシーバとインターフェースするためのメディア・アクセス・コントローラ(MAC)が、開示される。MACは、データ送信モードにおいてデータ・パケットを、アイドル・モードにおいてアイドル・パケットを組み立てるためのパケット生成論理を含む。マネージメント・データ入力/出力インターフェース(MDIO)論理は、MDIO情報をMDIOパケットに符号化する。選択回路は、シリアル・リンクを渡る移動のために1つ又は複数のパケット間ギャップ(IPG)にMDIOパケット又はアイドル・パケットを挿入することの間で選択するための制御信号に反応する。
【0007】
[0007]本実施形態は、例として例示され、添付図面の図によって制限されるように意図されない。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】[0008]
図1は、マルチ・ポートMAC−PHYイーサネット・インターフェースの高レベルブロック図を例示する。
【
図2】[0009]
図2は、
図1内の1つのMAC−PHYインターフェース構造の1つの実施形態のブロック図を例示する。
【
図3a】[0010]
図3aは、IEEE仕様書802.3 22節に従う、MDIOフレームのためのパケット・フレーム構造を示す。
【
図3b】[0011]
図3bは、IEEE仕様書802.3 45節に従う、拡張されたMDIOフレームのためのパケット・フレーム構造を示す。
【
図4】[0012]
図4は、SGMIIアイドル・ギャップ内に組み込むために最適化されたMDIOフレーム構造の1つの実施形態を例示する。
【
図5】[0013]
図5は、帯域外のMDIO情報をSGMIIアイドル・シーケンス送信に組み込むための方法の1つの実施形態の一連のステップを例示する。
【
図6】[0014]
図6は、
図5のアイドル・シンボル・シーケンスの1つの実施形態に関連するさらなる詳細を例示する。
【
図7】[0015]
図7は、
図5及び6に一致する、異なるアイドル・シンボル間の受信及び区別における1つの実施形態に関連するさらなるステップを例示する。
【0009】
[0016]以下の説明では、本開示の完全な理解を提供するために、特定のコンポーネント、回路、およびプロセスの例などの、多数の特定の詳細が説明される。また、以下の説明では、説明の目的で、本実施形態の完全な理解を提供するために、特定の専門用語が記載される。しかしながら、これらの特定の詳細が本実施形態を実現するために必要とされない場合もあることは、当業者にとって明らかであろう。他の事例では、周知の回路およびデバイスは、本開示を不明瞭にすることを避けるために、ブロック図形式で示される。ここで使用される「結合された」という用語は、直接接続されること、または、1つまたは複数の介在するコンポーネントまたは回路を通じて接続されることを意味する。本明細書で説明される様々なバスを通して供給される任意の信号は、他の信号と時間多重されて(time-multiplexed with)、1つまたは複数の共通バスを通して供給されうる。さらに、回路要素またはソフトウェアブロック間の相互接続は、バスまたは単一の信号線として示されうる。各々のバスは、代替として単一の信号線であることができ、各々の単一の信号線は、代替としてバスであることができ、単一の線またはバスは、コンポーネント間の通信のための無数の物理的または論理的なメカニズムのうちの任意の1つまたは複数を表すことができる。本明細書の実施形態は、本明細書で説明される特定の例に限定されるようには解釈されるべきではなく、添付の特許請求の範囲によって定義される全ての実施形態をそれらの範囲内に含むように解釈されるべきである。
【0010】
[0017]より明確に、一般に直ちに
図1を参照すると、マルチポート・イーサネット・インターフェースの一部が示され、一般に100で指定される。インターフェースは、データ・リンク・レイヤ102及び物理リンク・レイヤ104の間の遷移に対応する。データ・リンク・レイヤは、コンピュータ・ネットワーキングの周知の7階層OSIモデルのLAYER 2に対応し、一方、物理リンク・レイヤは、モデルのLAYER 1に対応する。マルチプルなメディア・アクセス・コントローラ(MAC)106a−106nは、データ・リンク・レイヤの一部を形成し、物理リンク・レイヤに対応する、対応する物理インターフェース回路(PHY)108a−108nと相互作用する。
【0011】
[0018]さらに
図1を参照すると、MAC及びPHY間の結合は、リンク110a−110nを介してポイント・ツー・ポイントの関係において実行される。1つの実施形態において、リンクの各々は、メディア・インディペンデント・インターフェース(MII)プロトコルに従って情報を移動するための、SERDESリンクとしてしばしば称される、高速度シリアル・リンクである。1つの実施形態に関して、シリアル・ギガビット・メディア・インディペンデント・インターフェース(SGMII)プロトコルが採用される。SGMIIプロトコル及びその変異形(クアッドSGMII[QSGMII]を含む)は、従来のパラレル・インターフェースと比較した場合、とても少ないリンク経路に従う、高速度シリアル・データ送信を可能にする。MAC106a及びPHY108aなどの、各相互接続されたMAC及びPHYは、チャネル112を定義する。
【0012】
[0019]
図2は、
図1のMAC106a及びPHY108aに対応する、MAC202及び対応するPHY204を伴う、
図1のチャネル112の1つの実施形態のより詳細な図を例示する。上記で言及されたように、各MAC202は、共有された物理媒体を渡って通信することを可能にする、アドレス指定及びチャネル・アクセス・コントロール機能を提供することを含む、あるOSIデータ・リンク動作を実行するための回路及び関連付けられた機能性を含む。例えば、共有された媒体は、1つ又は複数のツイスト・ペア・ケーブル、プリント回路基板(PCB)上の少なくとも1つの配線、または同種のものでありうる。
【0013】
[0020]さらに
図2を参照すると、MAC202は、シリアル・インターフェース回路206を含む。1つの実施形態において、シリアル・インターフェース回路は、シリアル・ギガビット・メディア・インディペンデント・インターフェース(SGMII)などの、メディア・インディペンデント・インターフェース(MII)回路として実現される。IEEE標準に従って、SGMIIインターフェース回路206は、MAC202及びPHY204間でデータを送信及び受信するための、それぞれの差動送信Tx及び受信Rxシグナリング経路及び関連付けられたクロック経路TxCLK及びRxCLKをサポートするための回路を採用する。SGMIIインターフェース回路206は、送信シグナリング経路Txを渡る移動のためにパケットを直列化するための直列化回路(図示せず)、及び受信シグナリング経路Rxを介して受信されるパケットを非直列化するための非直列化回路を含む。SGMIIインターフェース回路206は、PHY204上に配置された対応するSGMIIインターフェース回路208と相互作用する。
【0014】
[0021]
図2への継続された参照に伴って、SGMIIインターフェース回路206を介して移動及び受信されたパケットは、データ/アイドル論理210によって符号化/復号化され、及び/又はパッケージされ得る。送信動作に関して、データ/アイドル論理210は、適切なパケット・プロトコルに従って、パケットを組み立て、構造化し、生成する。パケットは、標準データ・パケット及びアイドル・パケットの両方を含みうる。アイドル・パケットは、一般に、あるPHY及びそれの同等のリンク・パートナーPHY(図示せず)の間のリンク実現可能性を維持するために、データ移動のない期間の間送信される。アイドル・パケットは、例えば、リンクPHYフィルタ及び他の適応的コンポーネント(図示せず)の集中を維持する、信号遷移を提供するために、「アイドル・ギャップ」として、しばしば言及されるタイム・スロットの間送信され得る。
【0015】
[0022]さらに
図2を参照すると、MAC202は、MDIO情報を含むMDIOパケットを生成するMDIO論理212を含む。MDIO論理212は、周期的なリード及びライト・コマンドを生成及び発行することにより、PHYレジスタ内容を更新するプロセスを一般に管理する。1つの実施形態において、MDIO論理は、PHY204の状態をモニタするための他の制御信号を生成もする。MDIO論理は、データ・パケットの送信の間、MDIOコマンドを一時的に記憶するキュー213を含む。セレクタ215は、データ/アイドル論理210の出力を受信するための第1の入力、及びMDIO論理出力を受信するための第2の入力を含む。セレクタ215は、論理210からのデータ/アイドル・パケット又は論理212からのMDIOパケットのいずれかを、インターフェース回路206へ通すための制御信号(CTL)へ応答しうる。より十分に以下に説明されるように、MDIOパケットは、セレクタ215によって、選択されたアイドル・ギャップに挿入される。より十分に以下に説明されるであろうように、MDIOパケット、又はフレームは、従来型のアイドル・パケットと同様に構造化され、PHY204によってそのように処理される。
【0016】
[0023]さらに
図2を参照すると、PHY204の1つの実施形態は、PHY側のSGMIIインターフェース回路208に結合されたステート・マシン214を含む。ステート・マシン214は、MAC202から受信されたデータ及びアイドル・パケットを解釈し、予め定義されたステート・マシン基準に従って作動する。PHY204は、他のリンク関連状態情報のためのストレージを含みもしうる、PHYレジスタ218内の予め定義された基準のいくつかを記憶する。MDIOスレーブ216は、ステート・マシン214に結合し、アイドル・ギャップの間、MDIO情報が通過されているときを検出する。いくつかの実施形態において、MDIOスレーブ216は、迂回され、ステート・マシン214は、MDIOコマンド/データ情報にアクセスするための経路219を介してPHYレジスタ218と直接的に相互作用しうる。標準データ・パケット及び/又はアイドル・パケットは、PHY204をパートナーPHY(図示せず)へリンクするデータ送信媒体への経路221に従って、PHY204によって転送される。PHY204は、ツイスト・ペア・ケーブル又はPCB配線などのような、データ送信媒体220へのネットワーク物理インターフェースを一般に提供する、集積回路PHYトランシーバとして実現されえ、接続の他の終端におけるリンク・パートナーPHY(図示せず)と相互作用する。
【0017】
[0024]
図3aは、IEEE仕様書802.3ae、22節に従って、一般に300で指定された、MDIOフレームに関するパケット・フレーム構造の一実施形態を例示する。フレームは、PHYレジスタ218(
図2)の1つ又は複数にアクセスするためのリード又はライト・コマンドを規定する、スタートSTビット304及びアクセス・タイプOPビット306を含む制御ビットによって後続されるプリアンブル「PRE」フィールド302を含む。レジスタ・アドレスは、別のアドレス・フィールドREGAD310中で与えられる一方、PHYアドレスは、アドレス・フィールドPHYAD308中で与えられる。データは、アイドル・フィールドIDLE316によって後続される、データ・フィールドDATA314中で与えられる。「22節」MDIOパケット構造化は、5ビットアドレスを介して32個までのPHYデバイスのアドレスにアクセスすることを可能にする。
【0018】
[0025]より多くのレジスタにアクセスするために、65,536までのレジスタがアクセスされ得るように、IEEE仕様書802.3aeの「45節」は、16ビット・レジスタ・アドレッシングを可能にする。45節に従って、一般に320で指定された、拡張されたMDIOフレーム構造の例を、
図3Bは例示する。45節フレームのためのフィールドの多くは、22節フレーム構造と同様であるが、22節のレジスタ・アドレス・フィールドは、デバイス・アドレス・フィールドDEVAD322に対して代用され、組み合されたアドレス/データ・フィールドADDR/DATA324は、複数のフレーム送信を通して指定されたレジスタの拡張されたアドレスを規定するために与えられる。
【0019】
[0026]上記で指し示されたように、各MAC及びPHY間のMDIO情報を通信するための別個のMDIOインターフェースの利用を避ける一方、MDIOパフォーマンスを改善しようと努力して、1つの実施形態が
図4で示される、修正されたMDIOフレーム構造又はシンボルが採用され得る。MDIOフレーム構造は、帯域外MDIO情報が、MAC SGMIIインターフェース回路206及びPHY SGMIIインターフェース208間のSGMIIリンクを渡る帯域内SGMIIパケット送信内に組み込まれることを可能にする。1つの実施形態において、MDIOフレームは、通信のアイドル期間の間で移動され、特定のリード又はライト動作のスタートを指し示すスタート/動作ST,OPフィールド402を含む。随意に、例示的な実施形態内ではなく、MDIOフレーム400は、アクセスすべき特定のPHYを規定するビットを含む、PHY又は部分アドレスPHYAD/PRTADフィールド404を含みうる。しかしながら、例えば、(特定用途のために取っておかれたチャネルは、特定用途のために取っておかれたPHYをアドレス指定するであろうから)P2P動作のせいで、PHYAD/PRTADフィールド404は、MDIOフレーム400から除外され得る。レジスタ・アドレス情報は、レジスタ・アドレスREGAD/DEVADフィールド406内に含まれる。データ・フィールドADDR/DATA408は、アドレス指定されたレジスタから書き込まれるべき又は読み取られるべきデータを与える。
【0020】
[0027]さらに
図4を参照すると、組み合されたST,OPデータ・フィールド402は、データ運搬エンティティに依存して、MIIフレーム又はMDIO管理可能なデバイス(MMD)フレームとして分類され得るMDIOフレームのマルチプルなタイプを定義しうる。1つの実施形態において、MII駆動動作は、ライト・データなどのような、データが、PHYへMACによって駆動される、それらを含む。MMD駆動動作は、リード・データなどのような、データが、MACへ(MMDとして称される)PHYによって駆動される、それらとしてみなされ得る。例えば、フレーム・タイプは、動作がライト動作であるかどうかに関連しうる。1つの実施形態において、動作がリードである場合、その後、リンク・パートナー側は、REGAD及び組み込まれたデータで、リード・バックMDIOフレーム(ST,OPフィールドとは異なる)で応答する。1つの実施形態において、ST,OPフィールドは、(Q)SGMII自動ネゴシエーションを置換するためのリンク状態などのような、少なくとも1つの特定の機能、決定された結果の機能に関連づけられるフロー制御、及び低電力動作がサポートされている又は可能にされているか否か、等を通知するための動作の分類として定義され得る。
【0021】
[0028]
図5は、組み込まれたMDIO情報を含み得る、一般に500で指定された、フレーム又はシンボルのアイドル・シーケンスを考慮する追加の詳細の1つの実施形態を提供する。アイドル・シーケンスは、IEEE 802.3に従って標準化される、従来型のノーマル及び低電力アイドル・シーケンスへの構造化及び構造において同様であり得る。1つの実施形態において、MDIOコマンド及びデータ送信は、一般に500で指定された、12のシンボル・シーケンスにおいて完結され得る。シーケンスは、シーケンスの開始をシグナルする、「エンド・オブ・パケット」(EOP)のペアで始まり、ここにおいて、1つの実施形態において、シーケンスは、データ・シーケンスにすぐに後続することを始める(標準において、及びアイドル・シンボル・シーケンスの如何なる他のタイプに同様に定義されるように)。1つの実施形態において、シーケンスが、データ・シーケンスの後すぐに開始しなく、かつMDIOコマンドの前にMDIOアイドル・シーケンスがある場合、シーケンスは、以下のように説明された、シーケンス500のフィールドを使用してMDIOアイドル・シーケンスから開始するであろう。504において、シンボルの次のセットは、フレーム境界同期シンボルSYNC、及び、MDIOアイドル・シーケンスとしてアイドル・シーケンスを識別するために符号化されたデータ・シンボルDATAを包含する。コマンド/データ・シンボル及び対応する同期シンボルの3つのセットは、その後、512において、アイドル・シンボル・セットによって後続される、506、508及び510において移動される。アイドル・シンボル・セット512は、シンボル・シーケンスにおける如何なる連続しているぶつかり合いに対処し、したがって、如何なる後続するデータ・パケットに関する連続しているぶつかり合いに用意させる。
【0022】
[0029]上述された、MDIOアイドル・シンボル・シーケンスは、標準化されたアイドル・シーケンス及び低電力アイドル・シーケンスを受信する現行のレガシーPHYステート・マシンと功を奏する。シンボル構造は、レガシー・アイドル構成と同様であるので、ステート・マシン動作は、受信されたMDIOアイドル・シーケンスから組み込まれたMDIO情報を抽出する間、正常に機能できる。
【0023】
[0030]1つの実施形態において、MAC及びPHY間の動作は、
図6において一般に説明されるステップに従って、双方向データ・パケット移動、アイドル・パケット移動及びMDIO情報移動を含む。MACからPHYへのデータ移動に関して、データは、データ/アイドル論理210及び602において生成されたデータ移動要求パケットによって組み立てられ、及びパッケージ化される。パッケージ化されたデータは、その後、604において、SGMIIインターフェース回路206によって直列化され、606において、送信経路Txに従ってPHY204へ移動される。PHYにおいて、直列化されたデータは、PHY SGMIIインターフェースによって受信され、PHYから、リンクされたパートナーPHY(図示せず)への移動のためにより適したパラレル・データへ非直列化される。ステート・マシン214は、データ・パケットを検出し、リンク・パートナーPHYへシーケンスを転送する。PHY204からMAC202へのデータ移動は、同様の方式で処理される。
【0024】
[0031]1つ又は複数のデータ移動の完了において、PHYが、PHYレジスタ218からの状態リード要求、レジスタ更新又は同様のものの形式で任意の管理を必要とするかどうか、608において、決定がなされる。決定は、任意のMDIO制御情報が、PHYへの移動のためにキューされているかどうかを含む。少しもMDIO情報がキューされていない場合、その後、標準アイドル・パケットは、610において、生成される。612において、PHYへの又はからの移動のためのデータが用意ができている場合、新しいデータ移動要求は、602において生成され、上述された処理ステップは、繰り返し適用される。少しもデータが移動のために準備ができていない場合、キュー内でMDIO情報が検出されるか、又はデータが移動のために準備ができているかのいずれかまで、データの代わりに、アイドルは、移動される。
【0025】
[0032]608において、MDIO情報がキューされる場合、その後、614において、MACからPHYへのSGMIIリンクに従う、MDIO情報の移動を指し示すために、MDIOアイドル・パケットが生成される。実際のMDIO情報は、その後、618において、PHYへの移動のために、616において、1つ又は複数のアイドル・ギャップ内に、符号化、及び、セットされる。MAC202及びPHY204を相互接続するSGMIIリンクにMDIO情報を符号化することによって、PHYは、PHY上に追加のMDIO特有のピンを必要とすることなく、MDIO制御シグナルによって管理され得る。さらに、上記特徴は、IEEE 802.3azをサポートするPHYが、アイドルを低電力アイドルとして解釈できる一方、レガシーPHYが、MDIOアイドルを標準アイドルとして解釈するであろうように実装され、ここにおいて、MDIOアイドル・パケットが、ノーマル・アイドルに組み込まれるのであれば、その後、MDIOアイドル・パケットは、受信機側のSGMII PCSによってノーマル・アイドルとして処理され、MDIOアイドル・パケットが、低電力アイドルに組み込まれるのであれば、その後、MDIOアイドル・パケットが、受信機側のSGMII PCSによって低電力アイドルとして処理される。
【0026】
[0033]
図7は、組み込まれたMDIO情報を含みうるシンボルのアイドル・シーケンスを受信するときのステート・マシン214の動作に関するさらなる詳細の1つの実施形態を与える。一般に、所与のデータ又はアイドル・パケットの終了は、パケット又はフレームの終了を指し示すために、1つ又は複数の「パケットの終了」EOPビットを含む。702において、ステート・マシンがEOPビットを検出し、及び、704において、アイドル・パケットを受信し得る。ステート・マシンは、その後、706において、送信されているアイドルのタイプを決定し得る。例えば、アイドル・パケット内のシンボルの特定の符号化を識別することによって、決定はなされ得る。例えば、いわゆる「コンマ・シンボル」と一致するシンボル符号化は、所与のアイドル・パケットを標準アイドル、低電力アイドル、又は、MDIOアイドルとして識別するために使用され得る。706において、MDIOアイドルが検出された場合、その後、ステート・マシンは、708において、組み込まれたMDIOコマンド/データ情報を抽出するために動作し、例えば、PHYレジスタ218へアクセスするためのリード又はライト動作の形式で情報を渡す。MDIO情報が、ステート・マシン214によって検出されない場合、その後、次のレベルの決定が、710において、アイドルが低電力アイドルであるかどうかに応じて実行される。1つの実施形態において、上述されたように、MDIOアイドル・パケットが、ノーマル・アイドルに組み込まれる場合、その後、MDIOアイドル・パケットは、受信機側のSGMII PCSによってノーマル・アイドルとして処理され、MDIOアイドル・パケットが、低電力アイドルに組み込まれるのであれば、その後、MDIOアイドル・パケットは、受信機側のSGMII PCSによって低電力アイドルとして処理される。MDIOアイドルが、他のLPアイドルに含まれる場合、その後、ステート・マシンは、712において、MDIOアイドルをLPアイドルとして処理する。MDIOアイドルが、他の標準アイドルに含まれる場合、その後、アイドルは、714において、標準アイドルとして処理される。
【0027】
[0034]当業者は、本明細書で説明された実施形態によって提供される利益および利点を理解するであろう。所与のMAC及びPHYを相互接続する高速度シリアル・リンクを渡るMDIO情報を構造化及び移動することによって、特定用途のために取っておかれたMDIOバスは、チャネル構造から除かれ得る。これは、それぞれのMAC及びPHY集積回路が、ピンの減少された数を有することを可能にする。さらに、シリアル・リンクを渡ってMDIO情報を通信することは、シリアル・リンクの高速性によるパフォーマンス向上を提供しうる。
【0028】
[0035]前述の明細書では、本実施形態は、その特定の例示的な実施形態に関して説明された。それゆえに、本明細書および図面は、限定的な意味ではなく、例示的な意味において考慮されるべきである。
以下に本願発明の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[C1]
イーサネット・メディア・アクセス・コントローラ(MAC)及び物理インターフェース(PHY)の間の通信の方法であって、
直列化非直列化(SERDES)プロトコルに従って、少なくとも1つのシリアル・リンクを介して、前記MAC及び前記PHYの間の通信を確立することと、
データ移動モードにおいて前記少なくとも1つのシリアル・リンクに従って、データを移動することと、
アイドル・モードにおいて、前記少なくとも1つのシリアル・リンクに従って、アイドル時間ギャップの内にアイドル・フレームを移動することと、
1つ又は複数のマネージメント・データ入力/出力(MDIO)フレーム内に、MDIO情報を符号化すること、及び、前記少なくとも1つのシリアル・リンクに従って、前記アイドル時間ギャップの内に、前記1つ又は複数のMDIOフレームを移動することによって、前記PHYを管理することと
を備える方法。
[C2]
前記SERDESプロトコルは、シリアル・ギガビット・メディア・インディペンデント・インターフェース(SGMII)である、C1に記載の方法。
[C3]
前記PHYを管理することは、1つまたは複数のPHYレジスタの内容にアクセスするための要求を、1つ又は複数のPHYに発行することを含む、C1に記載の方法。
[C4]
前記PHYを管理することは、PHYレジスタ・アクセスのために1つまたは複数のリード/ライト・コマンドを発行することを含む、C1に記載の方法。
[C5]
前記少なくとも1つのシリアル・リンクは、チャネルを形成するために集められた複数のリンクを備える、C1に記載の方法。
[C6]
前記SERDESプロトコルは、クアッド・シリアル・ギガビット・メディア・インディペンデント・インターフェース(QSGMII)である、C5に記載の方法。
[C7]
前記アイドル・フレームは、定義されたフレーム構造を有し、前記1つ又は複数のMDIOフレームは、前記定義されたフレーム構造を維持しながら構造化される、C1に記載の方法。
[C8]
各MDIOフレームは、定義されたキャパビリティの通知を表すビットを送信するためのフィールドを含む、C1に記載の方法。
[C9]
集積回路物理レイヤ(PHY)トランシーバとインターフェースするためのメディア・アクセス・コントローラ(MAC)であって、前記MACは、
データ送信モードにおいてデータ・パケットを、アイドル・モードにおいてアイドル・パケットを組み立てるためのパケット・生成論理と、
マネージメント・データ入力/出力(MDIO)パケットにMDIO情報を符号化するためのMDIOインターフェース論理と、
シリアル・リンクに渡る移動のための1つまたは複数のパケット間ギャップ(IPG)に、前記MDIOパケットまたは前記アイドル・パケットを挿入することの間で選択するための制御信号に反応する選択回路と
を備える、MAC。
[C10]
シリアル・インターフェース回路をさらに備え、
ここにおいて、前記シリアル・インターフェース回路は、シリアル・ギガビット・メディア・インディペンデント・インターフェース直列化非直列化(SGMII SERDES)リンク・プロトコルをサポートし、前記シリアル・リンクに結合するためのものである、C9に記載のメディア・アクセス・コントローラ(MAC)。
[C11]
前記制御信号は、キューされたMDIO情報の指示に基づいて生成される、C9に記載のメディア・アクセス・コントローラ(MAC)。
[C12]
前記アイドル・パケットは、アイドル・パケット・フレーム・フォーマットに組み立てられ、前記MDIOパケットは、前記アイドル・パケット・フレーム・フォーマットに組み立てられる、C9に記載のメディア・アクセス・コントローラ(MAC)。
[C13]
前記MDIO論理は、MDIOパケットとして、前記MDIOパケットを識別するコードにおいて、各MDIOパケット内の少なくとも1つのシンボルを符号化する、C12に記載のメディア・アクセス・コントローラ(MAC)。
[C14]
受信機回路のための動作の方法であって、
前記方法は、
アイドル・パケット・シーケンスを受信することと、
前記受信したアイドル・パケット・シーケンスに基づいてリンク状態を維持することと、
前記受信したアイドル・パケット・シーケンスからMDIOアイドル・シーケンスを検出することと、
前記検出したMDIOアイドル・シーケンスから帯域外のMDIO情報を読み出すことと
を備える方法。
[C15]
前記受信したアイドル・パケット・シーケンスは、低電力アイドル・パケット・シーケンスを備える、C14に記載の方法。
[C16]
MDIOアイドル・シーケンスを前記検出することは、
前記MDIOアイドル・シーケンス内の符号化されたシンボルを復号すること、前記符号化されたシンボルは、前記MDIO情報を含むこととして前記MDIOアイドル・シーケンスを識別する、
を含む、C14に記載の方法。
[C17]
前記受信機回路によって検出されないMDIOパケット・シーケンスを受信することと、
前記受信したアイドル・パケット・シーケンスが標準アイドル・パケット・シーケンスである場合、前記MDIOパケット・シーケンスを、標準アイドル・パケット・シーケンスとして処理することと、
前記受信したアイドル・パケット・シーケンスが、低電力アイドル・パケット・シーケンスとして、前記受信機回路によって、検出される場合、前記MDIOパケット・シーケンスを低電力アイドル・パケット・シーケンスとして処理することと
をさらに備える、C14に記載の方法。
[C18]
物理レイヤ(PHY)集積回路デバイスであって、
シリアル・リンクへ結合するためのシリアル・リンク・インターフェースと、
第1のモードにおいて、前記シリアル・リンクから受信されたアイドル・パケットを検出し、メディア・アクセス・コントローラ(MAC)からMDIO情報を含むこととして、前記アイドル・パケットを識別するために、前記シリアル・リンク・インターフェースへ結合された論理と
を備える、物理レイヤ(PHY)集積回路デバイス。
[C19]
前記PHY集積回路デバイスに関連付けられた値を記憶するための記憶回路をさらに備え、
ここにおいて、前記論理は、前記記憶回路へアクセスするために前記MDIO情報に反応する、C18に記載の物理レイヤ(PHY)集積回路デバイス。
[C20]
前記記憶回路は、複数のレジスタを備える、C19に記載の物理レイヤ(PHY)集積回路デバイス。
[C21]
データ送信モードにおいてデータ・パケットを、アイドル・モードにおいてアイドル・パケットを組み立てるためのパケット生成論理を含むメディア・アクセス・コントローラ(MAC)と、
複数の記憶レジスタを含む物理レイヤ回路(PHY)と、
前記MACを前記PHYと相互接続し、前記MACと前記PHYの間で、データ/アイドル・パケットを通信するように動作可能であるシリアル・リンクと、ここにおいて、MDIO情報を含むアイドル・パケットは、パケット間ギャップ内の前記シリアル・リンクを渡って移動される、
を備えるシステム。