[发明专利]多分组接口

说明书

发明领域

本发明总体上涉及远程通信(telecommunication)领域。更具体的，本发明涉及用于链路层-物理层接口的方法和设备。

背景技术

现代远程通信依赖于许多传输和复用数据的协议。而且，使用了许多不同的传送媒介，例如，铜线、光纤、无线电信号等等。人们希望不同的协议能够使用不同的媒介。远程通信媒介和协议通常被设想为“层”。虽然对于应该存在多少个层存在一些争议，但是大多数协议套件共享至少三个层的概念：媒介、传输和应用。媒介层可以被分为两层：物理层和链路层。物理层涉及实际的信号传送和用于信号的媒介，例如串行数据链路(RS-232)、10兆比特以太网(10BASE-T)以及同步光网络(SONET)等等。链路层涉及寻址机制，诸如媒体访问控制(MAC)、异步传输模式(ATM)、高级数据链路控制(HDLC)、光纤信道(FC)、通用成帧过程(GFP)等等。协议层通过“接口”互相通信。流行的链路层-物理层接口包括ATM通用测试和操作物理接口(UTOPIA)、SONET物理层上的分组(POS-PHY)、系统分组接口(SPI)等等。

链路层协议及其相关联的物理层接口采用不同的协议数据单元(PDU)。例如，ATM和UTOPIA接口采用53字节信元。基本SONET帧是810字节。然而，SONET带宽通过使用虚拟级联组(virtual concatenated gropu VCG)而被调整。其他协议使用可变长度分组。许多不同的链路层协议都适于通过上述各种接口而使用SONET物理层。

通用成帧过程采用可变长度的PDU，并要求在PDU的开头指明PDU的长度。当通过使用GFP进行重传的链路层协议来接收数据时，这些数据在能够被重传之前必须被缓冲，直到接收到完整分组(并且由此得知分组长度)为止。而且，当通过使用SONET信号进行重传的链路层协议来接收数据时，经常必须对不同的时钟域进行补偿。这需要缓冲器和某种流控信令。

在构建SONET交换设备时，人们希望在单芯片上提供尽可能多的功能。然而，芯片的实际空间(real estate)是有限的。尽管人们可能希望在单芯片上提供多个链路层协议的功能时，但是通常，没有足够的空间。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种最适用于GFP的链路层-PHY层接口。

本发明的又一个目的是提供一种使对缓冲器的需求最小化的链路层-PHY层接口。

本发明的另一个目的是提供用于在单芯片上支持多个链路层协议的方法和设备。

根据这些将在下面进行详细讨论的目的，本发明提供了一种多分组接口(multipacket interface MPI)，(在发送和接收方向这两个方向上)包括32位数据路径、5位信道标识符、分组放弃(abort)/错误信号、帧开始信号、帧结束信号、数据有效信号以及接口时钟。在发送方向，该接口还包括1位数据请求信号和16位PDU长度指示器。在接收方向，该接口还包括1位服务器信号失败信号。所有的接收侧信号都是物理层侧的输出和链路层侧的输入。除了作为物理层侧的输出和链路层设备的输入的时钟、信道号和数据请求之外，所有的发送侧信号都是物理层设备的输入和链路层设备的输出。支持该接口所需的管脚总数是117(55个用于接收部分，62个用于发送部分)。

根据本发明的接口提供对PDU封装(成帧)信道的直接访问，相应的SONETVCG经由适当的适配层适于任意种类的基于标准的或者专有的链路层-PHY层接口。如果在PHY层和链路层都实现本发明的接口，则不需要适配层。

在PHY层设备上不需要时钟适配缓冲器，因为该接口使用适配层设备上的缓冲器，或者如果在PHY层和链路层都实现该接口，则使用链路层设备上的适配缓冲器。在PHY层上执行信道轮询，PHY层作为计时主方。背压(backpressure)数据请求信号由PHY层控制。

5位的信道标识符支持最多32个信道(尽管目前优选的实施例使用24个信道)或者“端口”，它们在四字节宽的数据路径上被时分复用。信道标识符与数据请求信号是一起使用的。这保证了一个信道上的线路阻塞的头部不会反过来影响其他信道。5位带外信道ID允许更大的带宽和更高的速度。

使用带外净载荷长度指示器允许在PDU上进行GFP成帧，而不用缓冲净载荷和增加等待时间(latency)。现有的链路层-PHY层接口都不能实现这一点；但是根据本发明的接口允许对GFP进行这种优化。因此，在本文情境下下，该接口允许相对于已经缓冲了净载荷的外部网络处理器进行最优操作。