(57)【要約】【課題】  ホストシステムと互換性のあるプロトコルを自動的に使用する通信モジュールを提供すること。【解決手段】  ホストインタフェースポート(24)、ネットワーク媒体インタフェースポート(26)、及びプロトコルハンドラ(28)を有する、通信モジュール(12)を開示する。ホストインタフェースポート(24)は、ホストシステム(14)のＭＡＣインタフェース(18)に接続される。ネットワーク媒体インタフェースポート(26)は、ネットワーク媒体(20)に接続される。プロトコルハンドラ(28)は、ホストシステムと互換性を持つ通信プロトコルを識別し、ホストインタフェースポート(24)とネットワーク媒体インタフェースポート(26)の間の通信を、識別された互換通信プロトコルに従って自己設定する。通信モジュール(12)を自己設定させる方法も開示する。【選択図】図１
2005117648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホストシステム（１４）の媒体アクセス制御インタフェース（１８）に接続されたホストインタフェースポート（２４）と、
ネットワーク媒体（２０）に接続されたネットワーク媒体インタフェースポート（２６）と、
前記ホストシステム（１４）と互換性のある通信プロトコルを識別し、該識別した互換プロトコルに応じて、前記ホストインタフェースポート（２４）と前記ネットワーク媒体インタフェースポート（２６）との間の通信を自己設定するように動作するプロトコルハンドラ（２８）と
からなる通信モジュール（１２）。
【請求項２】
前記プロトコルハンドラ（２８）は、前記互換性のある通信プロトコルを前記ホストインタフェースポート（２４）を介して受信した少なくとも１つの信号に基いて識別するように動作する、請求項１に記載の通信モジュール。
【請求項３】
前記プロトコルハンドラ（２８）は、前記ホストインタフェースポート（２４）を介して受信した信号のデータレートを検出するように動作する、請求項２に記載の通信モジュール。
【請求項４】
前記プロトコルハンドラ（２８）は、前記互換性のあるプロトコルを前記ホストインタフェースポート（２４）を介して受信した信号中のパターンを認識することによって識別するように動作する、請求項２に記載の通信モジュール。
【請求項５】
前記プロトコルハンドラ（２８）は、前記ホストシステム（１４）に対し、前記互換性のプロトコルを自動的にネゴシエートするように動作する、請求項１に記載の通信モジュール。
【請求項６】
前記プロトコルハンドラ（２８）は、前記ホストシステム（１４）から初期ハンドシェーク情報を取得するように動作する、請求項５に記載の通信モジュール。
【請求項７】
前記プロトコルハンドラ（２８）は、前記初期ハンドシェーク情報を前記ネットワーク媒体（２０）に接続された前記リンク相手（２２）へ転送するように動作する、請求項６に記載の通信モジュール。
【請求項８】
前記プロトコルハンドラ（２８）は、前記リンク相手（２２）に対し、互換性のあるプロトコルを自動的にネゴシエートするように動作する、請求項７に記載の通信モジュール。
【請求項９】
前記プロトコルハンドラ（２８）は、前記ホストインタフェースポート（２４）と前記ネットワーク媒体インタフェース（２６）の間の通信を、前記ホストシステム（１４）と前記リンク相手（２２）の両方に対して互換性を持つ前記自動的にネゴシエートされた通信プロトコルに従って自己設定するように動作する、請求項８に記載の通信モジュール。
【請求項１０】
ホストシステム（１４）と互換性のあるプロトコルを識別するステップと、
通信モジュール（１２）のホストインタフェースポート（２４）と前記通信モジュール（１２）のネットワーク媒体インタフェースポート（２６）との間の通信を、識別された前記互換のあるプロトコルに従って自己設定するステップと
からなる通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク通信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワークには、多数の様々な種類の電子装置が接続される。ネットワーク内での電子装置間のデータ交換を標準化するため、通信プロトコルや通信規格が作成されている。なかでも特に一般的な種類のネットワークプロトコルとしては、イーサネット（Ｒ）、トークンリング、ＦＯＩＲＬ（Fiber Optic Interrepeater Link)、ＣＤＤＩ（Copper Distributed Data Interface）、ＦＤＤＩ（Fiber Distributed Data Interface）などがある。イーサネット（Ｒ）、トークンリング、およびＦＤＤＩなどのプロトコルは、一般にローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）上でのパケットの転送に使用される。ＴＣＰ／ＩＰ、ＳＰＸ／ＩＰＸ、およびＮｅｔＢＩＯＳ／ＮｅｔＢＥＵＩなどの上位層プロトコルは一般に、データの伝送制御とルーティングに使用される。その他の通信プロトコルの例としては、ＡＴＭやＳＳ７などがある。通信プロトコルとは一般に、ネットワーク（すなわちデータを伝送する媒体となるリンク）に送信されるデータの内容や性質を指定するための、何らかのフォーマット、定義、または仕様のことである。プロトコルは一般に、転送レート仕様、有線または無線のリンク仕様、フレームフォーマット、ブロッキングフォーマット、テキストフォーマット、ストップ／スタートインジケータ、フレームインジケータ、ヘッディングインジケータ、フィールド定義、チェックサム値、キャリッジリターン＆ラインフィード（ＣＲ＆ＬＦ）インジケータなどを含む。
【０００３】
データは、マルチモード光ファイバケーブル、シングルモード光ファイバケーブル、および銅線ケーブル（例えばＴｗｉｎａｘケーブルや同軸銅線ケーブル）のような様々な伝送ケーブル技術を用いて、ネットワークを介して転送される。伝送ケーブル媒体とホストシステム内の電子装置（例えばコンピュータや周辺装置など）との間で転送を行なうために、各伝送ケーブル媒体について標準的な通信モジュールがそれぞれ開発されている。例えば、光電子送受信器モジュールを用いると、電気的インタフェースと光データリンクとの間で双方向のデータ転送が可能になる。一方、銅線送受信器モジュールを用いると、二つの電子装置間で双方向のデータ転送が可能になる。通信モジュールは、データを送受信する媒体（例えば光ファイバや銅線）に関係なく、ホストシステムに対し、互換プロトコルに従って標準化された出力を生成する。通信モジュールは、ホストシステムやホストシステムの構成要素（例えば、ネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ））の中に一体に組み込まれる場合もあれば、ホストシステムに対して簡単に着脱可能な独立した装置として構成される場合もある。一般的な通信モジュールとしては、送信器モジュール、受信器モジュール、及び送受信器モジュールなどがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的の一つは、ホストシステムと互換性のある通信プロトコルを自動的に使用する自己設定通信モジュールを提供することである。本発明の他の目的は、通信モジュールを自己設定する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態において、本発明は、ホストインタフェースポート、ネットワーク媒体インタフェースポート、及びプロトコルハンドラを有する通信モジュールを提供する。ホストインタフェースポートは、ホストシステムのＭＡＣインタフェースに接続される。ネットワーク媒体インタフェースポートは、ネットワーク媒体に接続される。プロトコルハンドラは、ホストシステムと互換性のある通信プロトコルを識別し、識別した互換通信プロトコルに従ってホストインタフェースポートとネットワーク媒体インタフェースポートの間の通信を自己設定するように動作する。
【０００６】
本発明はさらに、通信モジュールを自己設定する方法も提供する。
【０００７】
本発明の他の特徴および効果は、下記の説明、図面、および特許請求の範囲の記載から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下の説明では、類似要素の識別に同じ参照符号を使用する。また、図面は例示的実施形態の主要な特徴を概略的に示すことを意図したものである。図面は、実際の実施形態における全機能を描いたものではなく、相対的な寸法を描いたものでも、実寸どおりに描いたものでもない。
【０００９】
図１は、自己設定通信モジュール１２が動作する例示的な使用環境１０を示す。自己設定通信モジュール１２は、ホストシステム１４に組み込まれる。ホストシステム１４は、ホスト通信コントローラ１６とＭＡＣ（媒体アクセス制御）インタフェース１８を有する。自己設定通信モジュール１２は、ホストシステム１４とネットワーク媒体２０との間で変換を行なう働きをする。ネットワーク媒体２０は、ホストシステム１４を１以上のリンク相手２２に接続する。自己設定通信モジュール１２は、ホストシステム１４内に組み込んでもよいし、ホストシステム１４の構成要素（例えばＮＩＣなど）に組み込んでもよい。あるいは、自己設定モジュール１２は、ホストシステム１４に挿入することが可能な独立した構成要素にしてもよい。
【００１０】
ホストシステム１４およびリンク相手２２はそれぞれ、ネットワークに接続される任意の種類の装置またはシステムである（例えば、パーソナルコンピュータ、コンピュータワークステーション、ネットワークハブ、ネットワーク中継器など）。ホスト通信コントローラ１６は、ホストシステム１４がネットワーク媒体２０に対するアクセスを共有できるようにする働きをする。ネットワーク媒体２０は物理的な通信路であり、このネットワーク媒体２０を介して信号がネットワークに送信される。導線、ファイバ、および空気は、ネットワーク媒体の種類の３つの例である。ＭＡＣインタフェース１８は、ホスト通信コントローラ１６を自己設定通信モジュール１２に接続する。ＭＡＣインタフェースの一例としては、ＭＩＩインタフェース("Media Independent Interface":媒体に依存しないインタフェース)がある。ＭＩＩインタフェースは、パラレルホスト通信コントローラ１６に対する通信をサポートするパラレルインタフェースである。ＭＡＣインタフェースのもう一つの例としては、ＩＥＥＥ８０２．０３に準拠する汎用シリアルインタフェース（ＧＰＳＩ）がある。ＧＰＳＩインタフェースは、シリアルホスト通信コントローラ１６に対するシリアル通信をサポートする。
【００１１】
図２は、ホストインタフェースポート２４、ネットワーク媒体インタフェースポート２６、および適応型プロトコルハンドラ２８を有する、自己設定通信モジュール１２の一実施形態を示す。ホストインタフェースポート２４は、ＭＡＣインタフェース１８に接続される。ネットワーク媒体インタフェースポート２６は、ネットワーク媒体２０に接続される。図示の実施形態において、ネットワークインタフェースポート２６は、送受信器３０とネットワーク媒体２０との間の物理的インタフェースとして機能する。例えば、ネットワーク媒体２０が光ファイバ通信媒体である場合、送受信器３０は、ネットワーク媒体２０上の光通信と、ホストシステム１４の構成要素に対する電気通信との間で転送を行なう、光電子送受信器３０にすることができる。ネットワーク媒体２０が電気通信媒体である場合、送受信器３０は、ネットワーク媒体２０上の電気通信と、ホストシステム１４の構成要素に対する電気通信との間で転送を行なう、電気的送受信器３０にすることができる。特定の実施形態に合わせて、電磁妨害（ＥＭＩ）シールドや磁気カプラ等のその他の構成要素をネットワークインタフェースポート２６とネットワーク媒体２０の間に設けることにより、信号結合および電気絶縁の効果を高めても良い。
【００１２】
以下で詳しく説明するように、通信モジュール１２は、ホストシステム１４とネットワーク媒体２０との間の転送に加えて、ホストシステム１４とネットワーク媒体２０との間の通信をホストシステム１４と互換性のある特定の通信プロトコルに従って自己設定する。このようにすると、同じ設計の自己設定通信モジュールを複数の様々な種類のホストシステムで使用することが可能になる。この特徴により、通信モジュールの製造業者にとって、製造業務や広告業務が容易になるだけでなく、顧客にとっても、部品選択の複雑さや、互換性問題が低減され、通信モジュールを購入する際の旧式化のリスクが低減される。
【００１３】
図３は、ホストシステムに対する通信を自己設定する方法の一例を示す。この方法では、プロトコルハンドラ２８が、通信モジュール１２が組み込まれたホストシステム１４と互換性を持つ通信プロトコルを識別する（ステップ３２）。
【００１４】
プロトコルハンドラ２８は、ホストシステム１４と互換性を持つプロトコルを様々な方法で識別する。例えば、一実施形態においてプロトコルハンドラ２８は、ホストインタフェースポート２４を介して受信した信号から１以上の特徴を検出することにより、互換プロトコルを識別することができる。他の実施形態においてプロトコルハンドラ２８は、ホストインタフェースポート２４の１以上の特定のピンにおいて、特定の通信プロトコルを一意に識別するデータフレームを検出することにより、互換通信プロトコルを識別することができる。さらに他の実施形態においてプロトコルハンドラ２８は、様々な通信プロトコルにそれぞれ対応するテストシーケンスを、ホストシステムと互換性を持つ特定の通信プロトコルが識別されるまで繰り返してもよい。
【００１５】
互換通信プロトコルを識別（ステップ３２）した後、プロトコルハンドラ２８は、識別した通信プロトコルに従って通信モジュール１２を設定する（ステップ３４）。具体的には、プロトコルハンドラ２８は、識別した通信プロトコルに従ってＭＡＣインタフェース１８とネットワーク媒体２０との間の通信を設定する。一実施形態においてプロトコルハンドラ２８は、ホストインタフェース２４とネットワーク媒体インタフェース２６との間の通信を複数のデータパス（すなわちデータチャネル）のうちの特定の一つを通して伝達し、ＭＡＣインタフェースに対して送受信される信号を、識別した通信プロトコルに従って変換する。他の実装形態においてプロトコルハンドラ２８は、ＭＡＣインタフェース１８に対して送受信される信号を、識別した通信プロトコルに従って動的に変換する。
【００１６】
図４に示すように、一実施形態においてプロトコルハンドラ２８は、ホストシステム１４と互換性を持つ通信プロトコルを、ホストインタフェースポート２４を介して受信した少なくとも１つのホストシステム信号をもとにして識別する。このホストシステム信号は、ホストシステムによって生成される所定のアイドル信号、または自動ネゴシエーション開始パターンに対応する。図示の実施形態では、プロトコルハンドラ２８が、ホストシステム信号のデータレートを検出する（ステップ４２）。これに関し、プロトコルハンドラ２８は、ホストシステム信号のパルスをカウントしてデータレートを判定する周波数カウンタベースの周波数検出回路のような、標準的な周波数検出器４０（図２を参照）を含んでもよい。プロトコルハンドラ２８は、検出されたホストシステムのデータレート（ステップ４２）をもとにして、ホストシステム信号に対応するプロトコルを検出する（ステップ４４）。これに関し、プロトコルハンドラ２８は、パターン認識器４６（図２を参照）を含んでもよい。パターン認識器４６は、検出されたデータレートに設定され、１以上の通信プロトコルのそれぞれに対応する１以上の所定のデータパルスパターンを検出するように設定される。パターン認識器４６は、標準的なパターン認識器でよく、ハードウェア、ファームウェアおよびソフトウェアのいずれで実施されるものであってもよい。
【００１７】
図５は、イーサネット（Ｒ）プロトコルに従って形成された信号データフレーム４８を示す。イーサネット（Ｒ）データフレーム４８はプリアンブル５０で始まる。このプリアンブル５０により、プロトコルハンドラ２８はホスト通信コントローラ１６のクロックに同期することが可能になる。プリアンブル５０の後には開始デリミタ５２が続く。開始デリミタ５２は、フレーム４８の始まりをプリアンブル５０から区別するためのデータパターンを含む。プロトコルハンドラ２８は、開始デリミタ５２を用いて自分自身をフレーム４８の始まりに同期させる。プリアンブル５０は交互に並んだ５６個の１と０からなり、開始デリミタは２値パターン「１０１０１０１１」である。従って、一実施形態においてプロトコル検出器２８は、検出されたデータレートに設定された後、プリアンブル５０および開始デリミタ５２のうちの一方または両方の特徴的な２値パターンをもとにしてイーサネット（Ｒ）プロトコルを検出するよう設定される。送信元アドレス５６の後には、イーサネット（Ｒ）フレーム４８の情報が続く。一実施形態においてこの情報は、２バイトの長さフィールド５８、データフィールド６０、およびパディング６２（必要であれば）から成る。データフィールド６０の最小長は、通常４８バイトであり、最大長は１５０２バイトである。それらの長さが、６４バイトの最小フレームサイズと１５１８バイトの最大フレームサイズに変換される。イーサネット（Ｒ）情報の後には、フレームチェックシーケンス６４が続く。データフレーム５８の終わりは、ネットワーク上のキャリア検出信号（ＣＲＳ）の不在によって識別される。
【００１８】
他の実施形態においてプロトコルハンドラ２８は、ホストシステム信号のデータレートの検出と、ホストシステム信号を構成するフレームの１以上のフィールドの認識により、イーサネット（Ｒ）プロトコル以外のプロトコルに従って形成された他のホストシステム信号のプロトコルも同様に検出することができる。
【００１９】
互換通信プロトコルを識別（ステップ４４）した後、プロトコルハンドラ２８は、識別したプロトコルに従って通信モジュール１２を設定する（ステップ６６）。
【００２０】
図６は、プロトコルハンドラによって実施される方法の一実施形態を示す。この方法によれば、ホスト通信コントローラ１６がプロトコルハンドラ２８と自動的にネゴシエートし、互換通信データレートを含む互換通信プロトコルを判定する実施形態が可能になる。この実施形態では、プロトコルハンドラ２８がホスト通信コントローラ１６と自動的にネゴシエートし、ホスト通信コントローラ１６から初期ハンドシェーク情報を取得する（ステップ７０）。例えば、一実施形態において、ホスト通信コントローラ１６およびプロトコルハンドラ２８はいずれも、ＩＥＥＥ８０２．３ｕに規定された技術に従って自動的にネゴシエートし、ハンドシェーク情報を交換するように構成される。例えば、ホスト通信コントローラとプロトコルハンドラ２８が１０００Ｂａｓｅ−Ｘプロトコルに従って互いに自動的にネゴシエートする場合、プロトコルハンドラ２８は、ホスト通信コントローラ１６から設定レジスタベースページを取得する。設定レジスタベースページは、ＦＤ（全二重）、ＨＤ（半二重）、ＰＳ（ＰＡＵＳＥ）、ＰＳ２（ＡＳＭ＿ＤＩＲ）、およびＲＦ（遠隔障害）の各フィールドについて値を指定するビットを有する。
【００２１】
プロトコルハンドラ２８は、ホスト通信コントローラ１６からハンドシェーク情報を取得（ステップ７０）した後、ホスト通信コントローラとのそれ以上のハンドシェークを一時中断する（ステップ７２）。例えば、ホスト通信コントローラ１６が１０００Ｂａｓｅ−Ｘプロトコルに従って動作する場合、プロトコルハンドラ２８は、ホスト通信モジュール１６をアイドル検出状態に維持する。これは、２００２年７月２６日に出願されたアンディ・エンゲル他による「Multiple Protocol Handshaking Between Systems」と題する米国特許出願第１０／２０５，７７３号に記載されているように、リンクが切れたり途絶えたりしたことを示す実際の受信器ステータス信号または、仮想的な受信器ステータス信号を送ることにより、実施することができる。
【００２２】
次に、プロトコルハンドラ２８は、リンク相手２２と自動的にネゴシエートする（ステップ７４）。プロトコルハンドラ２８は、リンク相手２２のＭＡＣコントローラと直接ネゴシエートしてもよいし、あるいはハンドシェークを実行するように構成された通信モジュール（例えば、自己設定通信モジュール１２のように構成された通信モジュールなど）を介してリンク相手２２のＭＡＣコントローラと間接的にネゴシエートしてもよい。一実施形態において、通信モジュール１２およびリンク相手２２の通信モジュールは、２００２年７月２６日に出願されたアンディ・エンゲル他による「Multiple Protocol Handshaking Between Systems」と題する米国特許出願第１０／２０５，７７３号に記載されているように、複数プロトコルのハンドシェークを行なうように構成される。自動ネゴシエーションの際、プロトコルハンドラ２８は、ホスト通信コントローラ１６から取得した初期ハンドシェーク情報をリンク相手２２へ転送する。さらに、プロトコルハンドラ２８およびリンク相手２２は、最適な通信のための設定に合意する。例えば、１０００Ｂａｓｅ−Ｘプロトコルに従って動作する場合、合意した設定は、ＦＤ（全二重）、ＨＤ（半二重）、ＰＳ１（ＰＡＵＳＥ）、ＰＳ２（ＡＳＭ＿ＤＩＲ）、およびＲＦ（遠隔障害）の各フィールドについて値を指定する。
【００２３】
リンク相手２２がホストシステム１４と互換性がないものである（ステップ７６）場合、プロトコルハンドラ２８は、ホストシステムコントローラ１６との間の自動ネゴシエーション処理を終了する（ステップ７８）。リンク相手２２がホストシステム１４と互換性を有する（ステップ７６）場合、プロトコルハンドラ２８は、ホスト通信コントローラ１６との間の自動ネゴシエーション処理を標準的な方法で完了する（ステップ８０）。自動ネゴシエーション処理は、２００２年７月２６日に出願されたアンディ・エンゲル他による「Multiple Protocol Handshaking Between Systems」と題する米国特許出願第１０／２０５，７７３号に記載されているように、リンクが再確立されたことを示す実際の受信器ステータス信号または、仮想的な受信器ステータス信号を送ることにより、再開させることができる。この処理の際、プロトコルハンドラ２８は、プロトコルハンドラ２８とリンク相手２２によって合意された設定を渡す。さらに、プロトコルハンドラ２８は、ネゴシエーションによって決まったプロトコルおよびデータレートに従って通信を設定する（ステップ８２）。最後に、合意した共通の設定に従って、ホストシステム１４とリンク相手２２との間にリンクを確立する。
【００２４】
本願明細書に記載したシステム及び方法は、特定のハードウェアやソフトウェアの構成に限定されない。それらのシステム及び方法は、デジタル電子回路、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアなどを含む、いかなる計算機環境または処理環境で実施されるものであってもよい。また、それらのシステム及び方法は、いかなる特定の通信プロトコル、規格、通信速度、および通信媒体にも限定されない。従って、特許請求の範囲に記載した発明の範囲には、その他の実施形態も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ホスト通信コントローラと、ＭＡＣインタフェースと、ホストシステムとリンク相手との間のデータ信号のやりとりを管理する自己設定通信モジュールとを有するホストシステムのブロック図である。
【図２】図１の通信モジュールの構成要素を示すブロック図である。
【図３】図１の通信モジュールが識別した互換プロトコルに従ってホストシステムとネットワーク媒体の間の通信を自己設定する方法を示すフロー図である。
【図４】図２の方法の一実施形態を示すフロー図である。
【図５】イーサネット（Ｒ）プロトコルに従って通信するためのデータフレーム形式を示すブロック図である。
【図６】図２の方法の一実施形態を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００２６】
１２  自己設定通信モジュール
１４  ホストシステム
１８  ＭＡＣインタフェース
２０  ネットワーク媒体
２２  リンク相手
２４  ホストインタフェースポート
２６  ネットワーク媒体インタフェースポート
２８  適応型プロトコルハンドラ
【図１】
2005117648.tif 000003
【図２】
2005117648.tif 000004
【図３】
2005117648.tif 000005
【図４】
2005117648.tif 000006
【図５】
2005117648.tif 000007
【図６】
2005117648.tif 000008