使用共享数据路径的多个以太网端口以及端口类型的制作方法
【专利说明】使用共享数据路径的多个以太网端口以及端口类型
[0001]本申请是2014年2月21提交的美国申请14/186，743的的继续，并要求该美国申请的优先权，以上申请的全部内容通过引用并入于此。
【背景技术】
[0002]以太网包括一组用于局域网(LANs)的计算机联网技术。考虑到其的高度兼容性和高数据速率，以太网已成为通用的计算机联网技术。通常，以太网端口电路包括介质访问控制(MAC)和物理编码子层(PCS)电路二者。
[0003]系统和设备通常通过一个或多个以太网端口连接至网络。传统上，每个单独的以太网端口用其自身单独的专用数据路径和控制逻辑来实现，特别是对于MAC层和PCS的实现。
【发明内容】
[0004]对于以太网技术而言，需要通过减少端口数量来减少互联，端口包括输入端口、输出端口、双向端口和其他类型的端口。为了补偿有限的输入/输出可用性，以太网端口的实现通常使用一个或多个串行器/解串器(SerDes)组件。本方法通过共享用于多个端口的数据路径和/或控制逻辑，进一步减少了在给定的实现中所要求的输入/输出的数量。
[0005]对于以太网端口实现，还存在着对于改善成本和减少集成电路面积的需求。在行业中需要降低和巩固数据路径逻辑和/或控制逻辑。本发明方法通过共享用于多个端口的数据路径和控制逻辑满足了这些需求。
[0006]在一个实施例中，一种接口单元，包括:被配置为传输出口数据的传输管线，和被配置为接收入口数据的接收管线，传输管线和接收管线中的至少一个可以被配置为向多个端口提供共享资源，共享资源可以包括数据路径资源和/或控制逻辑资源。
[0007]在另一个实施例中，接口单元可以包括被配置为使用时分复用来提供共享资源的传输管线和接收管线中的至少一个。共享资源可以包括以下中的至少一个:在介质访问控制(MAC)层处的MAC资源和在物理编码子层(PCS)处的PCS资源。接口单元可以进一步包括公共介质访问控制(MAC)资源单元。
[0008]在接口单元中，传输管线的一部分可以包括一个或多个管线阶段，管线阶段包括以下中的至少一项:数据请求，数据缓冲，信用管理，针对物理编码子层(PCS)泳道标记的插入，长度处理，暂停分组生成，暂停分组插入，介质无关接口(MII)信号生成，分组开始(SOP)转换至控制字符，分组结束(EOP)转换至另一个控制字符，帧校验序列(FCS)生成，链路层处理，以及对接到物理编码子层(PCS)。在接口单元中，接收管线的一部分可以包括一个或多个管线阶段，该管线阶段包括以下中的至少一项:重新排列，协议处理，链路控制器处理，帧处理，长度处理，报头处理，帧校验序列(FCS)验证，层报头提取，数据后处理，错误处理，和对接到物理编码子层(PCS)。
[0009]在接口单元中，传输管线的一部分可以包括一个或多个管线阶段，管线阶段包括以下中的至少一项:解码，空闲随机化，标签插入，报头插入，字符转换，编码，加扰，测试图案生成，奇偶校验生成，对准标记插入，转码，自动协商，泳道引向，以及对接到介质访问控制(MAC)层。在接口单元中，接收管线的一部分包括一个或多个管线阶段，该管线阶段包括以下中的至少一项:解码，对准标记锁定，扭斜(skew)检测，抗扭斜，重排序，奇偶校验，对准标记移除，错误率监视，解扰，测试图案检验，以及对接到介质访问控制(MAC)层。
[0010]在接口单元中，多个端口中的每个端口包括以下中的至少一项:传输端口，其中传输管线被进一步配置为使用传输端口来传输出口数据，以及接收端口，其中接收通道被进一步配置为使用接收端口接收入口数据。在另一个实施例中，多个端口中的端口可以同时传输或接收不同的协议。在接口单元中，每个管线可以被配置为向多个端口中的一些端口但非所有端口提供共享资源。
[0011]在另一个实施例中，本发明方法可以包括一种方法，包括:通过传输管线传输出口数据；通过接收管线接收入口数据；以及通过传输管线和接收管线中的至少一个向多个端口提供共享资源，共享资源包括以下中的至少一个:数据路径资源和控制逻辑资源。
[0012]该方法可以包括传输管线和接收管线中的至少一个使用时分复用来提供共享资源。共享资源可以包括以下中的至少一项:在介质访问控制(MAC)层处的MAC资源和在物理编码子层(PCS)处的PCS资源。共享资源可以进一步包括公共介质访问控制(MAC)资源单元。
【附图说明】
[0013]通过下文对本发明示例实施例更具体的描述，可使前述内容更为清晰，如在附图中所示，在附图中相似的参考字符贯穿不同的视图指代相同的部分。附图未必按比例绘制，相反重点在于说明本发明的实施例。
[0014]图1图示了包括一组以太网端口的接口单元的示例实施例。
[0015]图2图示了与图1关联的MAC接口单元和其关联的管线的示例实施例。
[0016]图3图示了与图1关联的PCS接口单元的示例实施例。
[0017]图4图示了与图3的PCS接口单元关联的传输和接收管线。
【具体实施方式】
[0018]本发明的示例实施例描述如下。
[0019]以太网端口可以包括介质访问控制(MAC)层和物理层。在一个实施例中，可以使用由电气与电子工程师协会(IEEE)802.3标准所定义的以太网协议。实施例可支持各种数据速率，包括但不限于从1Mbps至10Gbps的数据速率。实施例还可以支持对于每个速度的各种介质类型。MAC层协议对于所有的速度和类型都是通用的。物理层可以包括多个子层，包括但不限于协调子层(reconciliat1n)、物理编码子层(PCS)、前向纠错(FEC)子层、物理介质连接(PMA)子层、物理介质相关(PMD)子层和其他子层。可以针对每个子层定义一个或多个协议来支持各种端口速度和介质类型。
[0020]如下述附图所示，图1中的接口单元100可以包括被配置为传输出口数据的传输管线，以及被配置为接收入口数据的接收管线。传输管线和接收管线中至少一个可以被配置为向多个端口提供共享资源。共享资源可以包括以下中的至少一个:数据路径资源和控制逻辑资源。
[0021]图1图示了包括一组端口的接口单元(BGX) 100的示例实施例。如图1所示，该实施例可以包括到SerDes的一个或多个接口，如由4_SerDes端口块101所示。接口单元100可以包括支持一个或多个具有各种链路速度的逻辑MAC(LMAC)的以太网输入输出(I/O)接口块。各种链路速度可以包括但不限于1Mbps至40Gbps的范围。
[0022]除了其他特征之外，BGX块100支持IEEE 802.3标准(包括IEEE802.3ba标准)的MAC和PCS层功能，并且可以驻留于四通道模块(QLM)和到其它电路110、111、112、113的分组接口(可选地包括但不限于到存储器的接口)之间，该四通道模块可以包括在PAD侧上的一个或多个SerDes模块101。
[0023]超级MAC单元(SMU) 105可以通过接口(包括但不限于40千兆介质独立接口，也称为XLGMII)与超级PCS单元(SPU) 103对接，并通过另一个接口与公共MAC资源(CMR) 106对接。SMU可以支持以交错或时域复用(TDM)的方式同时运行的逻辑MAC(LMAC)环境(如图1的非限制性示例所示的1-4个)。
[0024]对于非限制性示例，超级PCS单元(SPU) 103子块提供多达四个以1Gbps及以上的速率运行的逻辑PCS (LPCS)环境的功能。SPU103通过PCS Mux (PMUX)子块102与一个或多个端口的SerDeslOl对接。SPU103还通过接口与超级MAC单元(SMU) 105子块对接，接口可以包括但不限于40千兆介质独立接口(XLGMII)。
[0025]备选地，如图1所示，PCS单元103和MAC单元105的功能可以被组合以形成千兆MAC 和 PCS(GMP)单元 104。
[0026]接口单元100可以包括公共MAC资源(CMR) 106。CMR可以为接口单元的每个接口处理公共MAC资源。公共MAC资源可以包括但不限于TX/RX MAC缓冲器，统计，目的地MAC(DMAC)地址过滤，和反压/流控制状态。CMR可对接至分组接口 110、111、112、113。
[0027]BGX 内的块可以包括但不限于 SMU 105，SPU 103，GMP 104，PMUX 102 和 CMR 106。BGX内的每个块可以拥有其自身的控制/状态寄存器(CSR)块，该控制/状态寄存器(CSR)块可以通过寄存器从属