专利名称：具有智能型缆线分析功能的网络实体层及其应用装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种网络实体层(Physical Layer，简称PHY)及其应用装置，且特别涉及一种具有智能型缆线分析(Smart Cable Analyzing，简称SCA)功能的网络实体层及其应用装置。
背景技术：
由于电子科技的发达，计算机及各种信息数字化设备已日益普及，而为了达到资源共享的目的，网络已成为信息交换的必要配置。在各种不同的网络配置中，由于以太网络(Ethernet)具有取得容易、架设方便及传输速度快等特性，使得以太网络有关的设备蓬勃发展，其传输速率也由10Mbps演进至100Mbps甚至1Gbps。
在以太网络设备中，无论是以太网络交换器(Ethernet Switch)或网络卡等网络装置，均是通过提供网络连接端口的网络实体层(PHY)，来传收网络上的封包，以达成信息交换与资源共享的目的。然而，现有网络装置在线路品质不良时，并无法通过智能型分析能力，来分析缆线的品质，以辨别并排除障碍发生的原因，对于使用者而言，十分不便。
发明内容
本发明提供一种具有智能型缆线分析功能的网络实体层及其应用装置，其可于线路品质不良时，提供内建的回返测试(loop back test)模式，来分析缆线的品质，以清楚地辨别并排除障碍发生的原因。
为达到上述及其它目的，本发明提供一种具有智能型缆线分析功能的网络实体层，适用于传收例如是以太网络上的封包，并具有连接媒体存取控制器(Media Access Controller，简称MAC)的存取接口，例如是MII/RMII/SMII/SS-SMII/GMII/RGMII/SGMII/TBI/RTBI等其中之一，当然，此存取接口也包含如MDC/MDIO的管理接口，以供以太网络交换器或以太网络卡等应用此具有智能型缆线分析功能的网络实体层的装置所连接的中央处理器来存取其缓存器。
此具有智能型缆线分析功能的网络实体层包括回返控制单元、传送多任务电路、封包传送单元、封包接收单元、管理封包判别单元及接收多任务电路。其中，回返控制单元用于依据接收的指示命令，来产生管理封包及决定进入回返测试模式的时机。传送多任务电路耦接回返控制单元，用于当回返控制单元欲送出管理封包时，将封包传送路径由存取接口，选择切换至回返控制单元。封包传送单元耦接传送多任务电路，用于将管理封包驱动传送至网络上。而封包接收单元则用于自网络上接收上述的管理封包，并传送至管理封包判别单元，管理封包判别单元会判别自封包接收单元所接收的封包是否为管理封包，以及接收多任务电路则耦接管理封包判别单元及回返控制单元，用于当管理封包判别单元判别为接收到管理封包时，将封包接收路径由上述的存取接口，选择切换至回返控制单元。
本发明的较佳实施例中，假设此具有智能型缆线分析功能的网络实体层使用于交换器中，且当交换器欲发起回返测试时，便通过导通外部的开关来发出指示命令，以通知回返控制单元，而回返控制单元则会产生并送出一要求开始回返测试封包。
当连接此具有智能型缆线分析功能的网络实体层的例如是网络卡的回返控制单元接收到要求开始回返测试封包时，便会设定缓存器的一位值，以供插置网络卡的计算机的中央处理器来读取。
中央处理器读取设定的缓存器的位值后，知道联机的交换器欲发起回返测试，因此通过存取接口来设定缓存器的另一位值，而当缓存器的位值被设定时，回返控制单元便会产生并送出开始回返测试封包，以通知交换器。
当交换器的具有智能型缆线分析功能的网络实体层的回返控制单元接收到开始回返测试封包时，则会切换进入实施回返测试的回返测试模式，且产生并送出一认可开始回返测试封包。在回返测试模式中，回返控制单元会将所接收的封包，通过传送多任务电路传送。
当网络卡的具有智能型缆线分析功能的网络实体层的回返控制单元接收到认可开始回返测试封包时，便会设定缓存器的一位值，以通知插置网络卡的计算机的中央处理器开始传送测试封包。
当测试完成而欲停止回返测试时，插置网络卡的计算机的中央处理器会通过连接此具有智能型缆线分析功能的网络实体层的存取接口，来设定缓存器之位值，其中包括回返测试结果位及要求停止测试位，而回返控制单元则依据要求停止测试位的设定，来产生并送出一停止回返测试封包。而在停止回返测试封包中，会连同设定的回返测试结果位一并传送。
当交换器的具有智能型缆线分析功能的网络实体层的回返控制单元接收到停止回返测试封包时，会以上述的回返测试结果位来驱动发光二极管显示，并产生与送出一认可停止回返测试封包，以告知对方。
当网络卡的具有智能型缆线分析功能的网络实体层的回返控制单元接收到认可停止回返测试封包时，则会设定缓存器的一位值，以确认停止测试。
其中，使用的管理封包为长度11字节的非IEEE标准格式的IC+管理封包。
由上述说明中可知，本发明所提供的一种具有智能型缆线分析功能的网络实体层及其应用装置，在发现线路品质可能不良时，可立即进入内建的回返测试模式，来分析缆线的品质，以清楚地辨别并排除障碍发生的原因，对于使用者而言，十分便利。
为使本发明的上述和其它目的、特征、优点能更明显易懂，下文特以较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下
图1是根据本发明较佳实施例的一种网络装置连接示意图；图2是根据本发明较佳实施例的具有智能型缆线分析功能的网络实体层方块示意图；图3是根据本发明较佳实施例的一种管理封包格式；
图4是根据本发明较佳实施例发起回返测试的交谈程序。附图标记说明如下110以太网络交换器111、121、201媒体存取控制器112、122、202存取接口113、123、203具有智能型缆线分析功能的网络实体层115、125、205隔离变压器130计算机210回返控制单元220传送多任务电路230封包传送单元240封包接收单元250管理封包判别单元260接收多任务电路具体实施方式
请参考图1所示，其为根据本发明较佳实施例的一种网络装置连接示意图。此网络可以是以太网络，而以例如是CAT5的电缆线来连接以太网络交换器110与以太网络卡120。以太网络交换器110包括媒体存取控制器111、具有智能型缆线分析功能的网络实体层113及隔离变压器115。而插置于计算机130上的以太网络卡120则包括媒体存取控制器121、具有智能型缆线分析功能的网络实体层123及隔离变压器125。
其中，以太网络交换器110用来交换网络上的封包，以太网络卡120则用来将计算机130欲传送的封包传送至网络上，并接收网络上欲传送至计算机130中的封包。隔离变压器115及125用于隔离网络上的噪声，而计算机130传送与接收封包时，通过其中的中央处理器(未绘示)来处理。此外，媒体存取控制器111与121分别通过例如是MII/RMII/SMII/SS-SMII/GMII/RGMII/SGMII/TBI/RTBI等其中之一的存取接口112与122，来耦接具有智能型缆线分析功能的网络实体层113与123。当然，存取接口112与122也包含如MDC/MDIO之管理接口，以供中央处理器通过MDC/MDIO来存取其中的缓存器。
请参考图2所示，其为根据本发明较佳实施例的具有智能型缆线分析功能的网络实体层方块示意图。图中显示，此具有智能型缆线分析功能的网络实体层203通过存取接口202耦接媒体存取控制器201，并以隔离变压器205来隔离网络上的噪声。其中，媒体存取控制器201可以是图1中的媒体存取控制器111或121，而隔离变压器205则可以是图1中的隔离变压器115或125。
图中，此具有智能型缆线分析功能的网络实体层203包括回返控制单元210、传送多任务电路220、封包传送单元230、封包接收单元240、管理封包判别单元250及接收多任务电路260。回返控制单元210耦接传送多任务电路220与接收多任务电路260，封包传送单元230耦接传送多任务电路220，而管理封包判别单元250则耦接封包接收单元240与接收多任务电路260。
其中，回返控制单元210用于依据接收的指示命令，来产生管理封包及决定进入回返测试模式的时机。传送多任务电路220用于当回返控制单元210欲送出管理封包时，将封包传送路径由存取接口202，选择切换至回返控制单元210。封包传送单元230用于将管理封包驱动传送至网络上。而封包接收单元240则用于自网络上接收管理封包，并传送至管理封包判别单元250，管理封包判别单元会判别自封包接收单元240所接收的封包是否为管理封包，且当管理封包判别单元250判别为接收到管理封包时，将封包接收路径由存取接口202，选择切换至回返控制单元210。
为了在发现网络电缆线的品质可能不良时，可由图1的以太网络交换器110或以太网络卡120来主动发起内建的回返测试功能，以便分析网络电缆线的品质，此具有智能型缆线分析功能的网络实体层203内部，也规划了可供中央处理器设定，以便发出指示命令与显示此具有智能型缆线分析功能的网络实体层203的状态的缓存器(未绘示)如下缓存器B位0设定为1则指示发出开始回返测试命令位1设定为1则代表已发出开始回返测试命令位2设定为1则指示发出停止回返测试命令位3设定为1则代表已发出停止回返测试命令位4设定为1则代表测试结果良好，0为不良位5设定为1则指示发出要求开始回返测试命令位6～7保留缓存器C位0设定为1则代表收到要求开始回返测试命令位1设定为1则代表收到认可开始回返测试命令位2设定为1则代表收到认可停止回返测试命令位3～7保留以上缓存器的位值，均可于被读取后自动清除。
当中央处理器设定缓存器的值，以指示此具有智能型缆线分析功能的网络实体层203发出指示命令时，此具有智能型缆线分析功能的网络实体层203，以产生并送出长度11字节的非IEEE标准格式的IC+管理封包来响应。管理封包的格式如图3所示共包含11个字节，第1字节”55”为前导(preamble)字节，第2字节”5D”为讯框启始分界(StartFrame Delimiter，简称STD)，第3至8字节为”00”的填空位，第9字节CMD为命令字节，在本实施例中其分配情形如下位0保留位1设定为1则代表要求开始回返测试命令位2设定为1则代表认可停止回返测试命令位3设定为1则代表停止回返测试命令位4设定为1则代表认可开始回返测试命令位5设定为1则代表开始回返测试命令位6、7保留第10字节STS为状态字节，在本实施例中仅位0为1时，代表测试结果为缆线良好，为0则代表测试结果为缆线不良，其它位均保留未使用，而第11字节则为循环侦错码。为了更易于明了起见，以下将参考图1与图2及上述的缓存器与管理封包，来详细说明此具有智能型缆线分析功能的网络实体层203的回返测试功能。
首先，假设欲由以太网络交换器110来发起回返测试，此时，可通过导通外设的开关或由以太网络交换器110的处理器来设定缓存器B的位5，以发出指示命令。网络实体层113的回返控制单元210收到此指示命令后，便产生并送出内含要求开始回返测试命令，亦即管理封包的第9字节CMD的位1设定为1的要求开始回返测试封包。
此要求开始回返测试封包将经网络传送至以太网络卡120，当以太网络卡120的网络实体层123的回返控制单元210接收到此要求开始回返测试封包时，便会设定缓存器C的位0。此时，可设定发出中央处理器的一中断要求，或由中央处理器来轮询(polling)缓存器的值。
当计算机130的中央处理器读取缓存器C时，便可知道以太网络交换器110欲发起回返测试，因此通过存取接口122来设定缓存器B的位0，而当缓存器B的位0被设定时，以太网络卡120的回返控制单元210便会产生并送出内含开始回返测试命令，亦即管理封包的第9字节CMD的位5设定为1的开始回返测试封包，以通知以太网络交换器110，同时并设定缓存器B的位1，以供中央处理器读取确认。当然，如以太网络卡120欲主动发起回返测试时，也可通过设定缓存器B的位0的程序来达成。
当以太网络交换器110的网络实体层113的回返控制单元210接收到开始回返测试封包时，则会切换进入实施回返测试的回返测试模式，且产生并送出内含认可开始回返测试命令，亦即管理封包的第9字节CMD的位4设定为1的认可开始回返测试封包。
当以太网络卡120的网络实体层123的回返控制单元210接收到认可开始回返测试封包时，便会设定缓存器C的位1。同样地，此时亦可设定发出中央处理器的一中断要求，或由中央处理器来轮询缓存器之值。
当计算机130的中央处理器读取缓存器C时，便可开始传送测试封包，以进行测试。此时，因以太网络交换器110的网络实体层113的回返控制单元210，已设定进入回返测试模式，故会将接收自网络上的封包传送回以太网络卡120，而计算机130即可统计产生代表缆线良好与否的回返测试结果，并将回返测试结果写入缓存器B的位4。
当测试完成而欲停止回返测试时，计算机130的中央处理器会通过存取接口122，来设定缓存器B的位2，而网络实体层123的回返控制单元210，则会产生并送出内含停止回返测试命令，亦即管理封包的第9字节CMD的位3设定为1的停止回返测试封包。且在停止回返测试封包中，第10字节STS的位0即代表回返测试结果。
当以太网络交换器110的网络实体层113的回返控制单元210接收到停止回返测试封包时，会参考停止回返测试封包中，第10字节STS的位0来驱动发光二极管，以显示回返测试结果，并将回返测试结果存入缓存器中，然后产生与送出内含认可停止回返测试命令，亦即管理封包的第9字节CMD的位2设定为1的认可停止回返测试封包，以告知对方。
当以太网络卡120的网络实体层123的回返控制单元210接收到认可停止回返测试封包时，则会设定缓存器C的位2，以供计算机130确认测试停止。
以上交谈程序可参考图4所示，以更进一步了解其运作原理。当然，图4所示以由以太网络交换器主动发起回返测试为例，如欲由以太网络卡主动发起回返测试，则以太网络卡无须等待图中的要求开始回返测试命令，而可直接主动发起开始回返测试命令，其后的程序则与图4均相同。
综上所述，本发明至少具有如下优点1.当发现线路品质可能不良时，可立即发起内建的回返测试功能，来分析缆线的品质。
2.可以清楚地辨别并排除障碍发生的原因，以利于使用者的使用。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用于限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求书界定的范围为准。
权利要求
1.一种具有智能型缆线分析功能的网络实体层，适用于传收一网络上的封包，并具有连接媒体存取控制器的一存取接口，其特征在于，所述网络实体层包括一回返控制单元，用于依据一指示命令，来产生一管理封包及决定进入一回返测试模式的时机；一传送多任务电路，耦接该回返控制单元，用于当该回返控制单元欲送出该管理封包时，将封包传送路径由该存取接口，选择切换至该回返控制单元；一封包传送单元，耦接该传送多任务电路，用于将该管理封包驱动传送至该网络；一封包接收单元，用于自该网络上接收该管理封包；一管理封包判别单元，耦接该封包接收单元，用于判别自该封包接收单元所接收的封包是否为该管理封包；以及一接收多任务电路，耦接该管理封包判别单元及该回返控制单元，用于当该管理封包判别单元判别为接收到该管理封包时，将封包传送路径由该存取接口，选择切换至该回返控制单元。
2.如权利要求1所述的具有智能型缆线分析功能的网络实体层，其特征在于当欲发起回返测试时，可通过导通一开关来发出该指示命令，该回返控制单元则以一要求开始回返测试封包来响应。
3.如权利要求2所述的具有智能型缆线分析功能的网络实体层，其特征在于当该回返控制单元接收该要求开始回返测试封包时，会设定缓存器的一位值。
4.如权利要求1所述的具有智能型缆线分析功能的网络实体层，其特征在于当欲发起回返测试时，可通过该存取接口来设定缓存器的一位值，而该回返控制单元则以一开始回返测试封包来响应。
5.如权利要求4所述的具有智能型缆线分析功能的网络实体层，其特征在于当该回返控制单元接收该开始回返测试封包时，会切换进入该回返测试模式，并以一认可开始回返测试封包来响应。
6.如权利要求5所述的具有智能型缆线分析功能的网络实体层，其特征在于当该回返控制单元接收该认可开始回返测试封包时，会设定缓存器的一位值。
7.如权利要求1所述的具有智能型缆线分析功能的网络实体层，其特征在于当欲停止回返测试时，可通过该存取接口设定缓存器的一位值，而该回返控制单元则以一停止回返测试封包来响应。
8.如权利要求7所述的具有智能型缆线分析功能的网络实体层，其特征在于当该回返控制单元接收该停止回返测试封包时，会以一认可停止回返测试封包来响应。
9.如权利要求8所述的具有智能型缆线分析功能的网络实体层，其特征在于当该回返控制单元接收该认可停止回返测试封包时，会设定缓存器的一位值。
10.如权利要求7所述的具有智能型缆线分析功能的网络实体层，其特征在于该停止回返测试封包包括一回返测试结果位，该回返控制单元则以该回返测试结果位来驱动一发光二极管显示。
11.如权利要求1所述的具有智能型缆线分析功能的网络实体层，其特征在于该管理封包为长度11字节的非IEEE标准格式的封包。
12.如权利要求1所述的具有智能型缆线分析功能的网络实体层，其特征在于该网络为以太网络。
13.如权利要求1所述的具有智能型缆线分析功能的网络实体层，其特征在于该存取接口为MII/RMII/SMII/SS-SMII/GMII/RGMII/SGMII/TBI/RTBI等其中之一。
14.一种网络装置，适用于传收及处理一网络上的封包，其特征在于，所述网络装置包括一网络实体层，用于传收该网络上的封包，并可依据一指示命令，来产生一管理封包，且可判别所接收的封包是否为该管理封包，当接收到该管理封包时，则依据该管理封包来响应与决定进入一回返测试模式的时机；一媒体存取控制器，通过一存取接口耦接该网络实体层，用于处理与传送接收的封包；以及一隔离变压器，耦接该网络实体层，用于隔离该网络上的噪声。
15.如权利要求14所述的网络装置，其特征在于当欲发起回返测试时，可通过导通一开关来发出该指示命令，该网络实体层则以一要求开始回返测试封包来响应。
16.如权利要求15所述的网络装置，其特征在于当该网络实体层接收该要求开始回返测试封包时，会设定缓存器的一位值。
17.如权利要求14所述的网络装置，其特征在于当欲发起回返测试时，可通过该存取接口来设定缓存器的一位值，而该网络实体层则以一开始回返测试封包来响应。
18.如权利要求17所述的网络装置，其特征在于当该网络实体层接收该开始回返测试封包时，会切换进入该回返测试模式，并以一认可开始回返测试封包来响应。
19.如权利要求18所述的网络装置，其特征在于当该网络实体层接收该认可开始回返测试封包时，会设定缓存器的一位值。
20.如权利要求14所述的网络装置，其特征在于当欲停止回返测试时，可通过该存取接口来设定缓存器的一位值，而该网络实体层则以一停止回返测试封包来响应。
21.如权利要求20所述的网络装置，其特征在于当该网络实体层接收该停止回返测试封包时，会以一认可停止回返测试封包来响应。
22.如权利要求21所述的网络装置，其特征在于当该网络实体层接收该认可停止回返测试封包时，会设定缓存器的一位值。
23.如权利要求20所述的网络装置，其特征在于该停止回返测试封包包括一回返测试结果位，该网络实体层则以该回返测试结果位来驱动一发光二极管显示。
24.如权利要求14所述的网络装置，其特征在于该管理封包为长度11字节的非IEEE标准格式的封包。
25.如权利要求14所述的网络装置，其特征在于该网络为以太网络，该网络装置则为以太网络交换器。
26.如权利要求14所述的网络装置，其特征在于该网络为以太网络，该网络装置则为以太网络卡。
27.如权利要求14所述的网络装置，其特征在于该存取接口为MII/RMII/SMII/SS-SMII/GMII/RGMII/SGMII/TBI/RTBI等其中之一。
全文摘要
一种具有智能型缆线分析功能的网络实体层及其应用装置，在发现连接网络实体层的缆线品质可能不良时，运用回返控制单元来控制进入内建的回返测试模式，以分析缆线的品质，辅助使用者排除障碍的原因。
文档编号H04L12/26GK1531279SQ03120739
公开日2004年9月22日 申请日期2003年3月17日 优先权日2003年3月17日
发明者刘祖俊, 柯捷元, 陈忠正, 蔡典儒, 李俊明, 钟昆哲 申请人:九旸电子股份有限公司, 九 电子股份有限公司