专利名称：可重组传输端口间流量控制的装置与方法
技术领域：
本发明涉及一种可重组传输端口间流量控制的装置与方法，通过合并传输端口后的额度增加达到流量控制服务的目的。
背景技术：
可重组的传输端口(Re-configurable Transmitting Ports)如图1A与图1B所示，是指数个频宽较小的传输端口(a，b，…，z)，可以软件或自动侦测的方式，合并(merge)为一个频宽较大的传输端口，如图1B所示的合并传输端口A，而此频宽较大的传输端口A，也可分裂(split)为数个频宽较小的传输端口(a，b，…，z)。如此可使作为传输端口出口的实体层单元(Physical layer，PHY)13a，13b，…，13z的使用更具弹性。此外，合并时只需要一组负责控制传输端口的协议电路(protocol circuit)如图1B所示的协议电路11a，所以分裂时用来控制传输端口a，b，…，z)的数组协议电路11a，11b，…，11z，合并时除了以一组统一控制所有的实体层单元13a，13b，…，13z之外，其它的协议电路都是闲置的。图1A所示为复数组传输端口，每一传输端口皆由一协议电路11a，11b，…，11z连接实体层单元13a，13b，…，13z组成分开的各组传输端口，且每一实体层单元连接至相对应的远端传输端口15a，15b，…，15z，可视为远端的传输端口，而图1B则显示因为频宽需求而合并后的应用，合并后第一个协议电路11a连接控制复数个实体层单元13a，13b，…，13z而成为一合并传输端口A，并通过复数个传输线连接频宽大的远端传输端口15。
现有技术中为了以硬件机构支持传输端口流量控制服务(FlowControl Service)，如图2所示，接收端10需设置一接收缓冲器(ReceiveBuffer，RB)24，并且接收端10的协议电路需要以一额度(Credit)报告器21定期地将该接收缓冲器24的剩余空间额度(额度讯号)传给远端传输端20中额度追踪器25，并且接收端10收到数据时会使其可用额度减小，若消耗数据会使额度增大。
远端传输端20的额度追踪器25接收追踪来自接收端10的额度讯号，在收到接收端10的接收缓冲器24的额度大于待传的数据大小时，才能藉其中的数据缓冲器26传出数据，并将额度减去此数据大小，继续同步追踪。一但剩余额度小于待传的大小，远端传输端20就要暂停数据缓冲器26传出数据。所以过小的接收缓冲器24或过长的额度报告周期，将会造成数据传出的间断性节流(throttling)。
如以上所述，足够的接收缓冲器24大小和接收端10传输端口的频宽及额度报告周期加反应时间都成正比，所以当频宽增加时，故可以用增加接收缓冲器24大小，或缩短额度报告周期来避免间断性节流。但缩短额度报告周期有其极限，就算一消耗数据就立刻报告额度，还是有固定的内部处理及外部传输时间。而且产生大量的额度报告封包会占用频宽。所以当频宽以倍数增加时，习知方法以加大接收缓冲器24大小来作流量控制以避免间断性节流。
当流量增大时，可通过合并可重组的传输端口来增大其传输频宽，如图3所示，在此合并时负责控制的协议电路11a，为了倍增的频宽，必须加大接收缓冲器12a大小。但此加大的接收缓冲器12a大小在分裂时的正常使用下是无用而闲置(idle)的。所以，如能使用合并时闲置的协议电路中的接收缓冲器12a，12b，…，12z大小，来增加整体接收缓冲器大小，就可以大量减少硬件的成本。
如图3，为了解决传输端口合并后频宽增加对接收缓冲器的需求，即藉加大协议电路11a连接的接收缓冲器12a记忆容量来应付倍增的频宽，但此接收缓冲器12a增加容量的部分在正常运作时(即各传输端口为分开运作状态)是无用的，且合并运作时，协议电路11a与接收缓冲器12a连接各端口的实体层单元13a，13b，…，13z形成一合并传输端口B。当此接收端接收数据时，由远端传输端口15传送来的数据即通过合并传输端口B传入，且因其中加大的接收缓冲器12a而可避免数据间断性节流的问题。
上述于合并传输端口情况下，除了第一个接收缓冲区12a之外各协议电路11b至11z所连接的接收缓冲区12b至12z则为闲置状态(idle)。
发明内容
本发明的目的是提供一种可重组传输端口间流量控制的装置与方法，该装置与方法于合并时使用各传输端口的协议电路中闲置的接收缓冲器，可大量减少硬件的成本，并可因合并各传输端口的接收缓冲器使额度增加而解决缓冲器容量过小造成的间断性节流现象。
本发明所述的可重组的传输端口(Re-configurable TransmittingPorts)是指复数个频宽较小的传输端口，可以软件或自动侦测的方式，合并为一个频宽较大的传输端口，而此频宽较大的传输端口，也可动态分裂为复数个频宽较小的传输端口。如此可使固定数量的传输线或实体层单元(physical layer)的使用更具弹性。此外，合并时只需要一组负责控制传输端口的协议电路(protocol circuit)统一控制所有的传输线及实体层单元(Physical Layer)，且充分利用其它协议电路中的接收缓冲器来降低硬件使用成本。
为了以硬件机构支持传输端口流量控制服务(Flow ControlService)，传输端口中需设置一接收缓冲器(Receive Buffer，RB)，且为了解决频宽不足的问题，而以合并传输端口方法达成，且为了解决传输数据大时产生的间断性节流(throttling)问题，本发明合并使用各传输端口中的接收缓冲器达到增加接收数据额度(credit)的目的。
为达上述目的，本发明提供的方法如下一种可重组传输端口间流量控制的方法，经可侦测组态的传输端口使其中复数个传输端口能个别运作或合并运作，其特征是，合并时，能共享闲置的复数个接收缓冲器以增加额度，该控制方法步骤包括有侦测复数个传输端口的组态；传送该复数个传输端口的剩余额度讯息，为该复数个传输端口内的复数个接收缓冲器的剩余额度；比较该剩余额度与一传输端的一数据缓冲器中数据的大小；接收自该传输端的数据，直到该接收缓冲器额度不足；以及消耗该数据，并持续将剩余额度讯息传送至该传输端。
为达上述目的，本发明提供的装置如下一种可重组传输端口间流量控制的装置，其特征是，包括复数个协议电路，设置于复数个传输端口内，为可重组的电路；复数个接收缓冲器，设置于复数个传输端口内，并电连接该协议电路；复数个实体层单元，设置于复数个传输端口内，为该传输端口的对外端口；复数个额度报告器，设置于该复数个传输端口内，并电连接该复数个接收缓冲器，以侦测其中额度；合并该复数个传输端口成为一频宽较大的传输端口。
通过上述的装置和方法，本发明于传输端口的协议电路中以一额度报告器定期地将接收缓冲器(RB)的剩余空间额度传给远端传输端口中的额度追踪器，以支持流量控制服务(Flow Control Service)，且可于频宽需要时合并各传输端口，并共享各传输端口的接收缓冲器，使远端传输端口所得到合并后接收缓冲器的额度增加，可避免过小的接收缓冲器或过长的额度报告周期造成数据传出的间断性节流(throttling)的问题。另外，本发明利用共享缓冲器装置的方法有不需设定临界值(threshold)与可避免传输数据时发生前后数据失落(under-run)等优点。
本发明还包括其它重要技术要特征，以完成本发明的目的，以下将根据附图和具体实施例作以详细说明。
图1A为现有技术传输端口与其控制电路示意图；图1B为现有技术传输端口与其控制电路合并后示意图；图2为现有技术传输端口流量控制服务的装置与其周边连结示意图；图3所示为现有技术合并后共享传输端口接收缓冲器的装置示意图；图4A所示为本发明实施例个别传输端口运作的装置示意图；图4B所示为本发明实施例传输端口合并后运作的第一实施例装置示意图；图5所示为本发明实施例传输端口合并后运作的第二实施例装置示意图；图6所示为本发明实施例传输端口合并后运作的第三实施例装置示意图；图7所示为本发明可重组传输端口间流量控制的控制方法步骤流程图；图8所示为本发明各传输端口运作的控制方法步骤流程图。
图中符号说明传输端口a，b，z协议电路11a，11b，11z实体层单元 13a，13b，13z远端传输端口15，15a，15b，15z合并传输端口A，B，C
接收端10额度报告器21接收缓冲器24传输端20额度追踪器25数据缓冲器26传输端口 a’，b’，z’协议电路 41a，41b，41z接收缓冲区42a，42b，42z实体层单元43a，43b，43z远端传输端口 45a，45b，45z远端传输端口 45传输端口 a”，b”，z”协议电路 51a，51b，51z接收缓冲区52a，52b，52z实体层单元53a，53b，53z远端传输端口 55传输端口 60a，60b，60c，60d协议电路 61a，61b，61c，61d接收缓冲区62a，62b，62c，62d实体层单元63a，63b，63c，63d第一合并实体层单元63第二合并实体层单元63’远端传输端口 具体实施方式
如图4A与图4B所示，为本发明的实施例，分别表示当可重组的传输端口分裂及合并时的装置与接收缓冲器相关的数据路径示意图。其中图4A是复数个分裂后的单传输端口(x1)a’，b’，c’，各协议电路41a，41b，…，41z中的接收缓冲器42a，42b，…，42z负责储存各端口分别由实体层单元43a，43b，…，43z接收的数据。设置于各端口内的额度报告器(credit reporter)(未显示于图中，请参阅现有技术图2)电连接该复数个接收缓冲器，以分别报告对应的接收缓冲器的剩余额度，来维持各端口的流量控制。上述传输端口a’，b’与z’并分别至少包括有协议电路41a，41b，…，41z、接收缓冲器42a，42b，…，42z与实体层单元43a，43b，…，43z。
若传输数据不大于一个单端口的频宽，各端口仅需原有接收缓冲器所提供的传输额度，各端口单独运作，即于远端传输端口45a，45b，…，45z传送的数据，经传输端口a’，b’，…，z’的实体层单元43a，43b，…，43z接收，再由各端口的协议电路41a，41b，…，41z所电性连接控制的接收缓冲器42a，42b，…，42z以有线或无线手段接收。
若传输数据大于各单端口可提供的额度，为了达到流量控制且避免间断性节流问题，如图4B所示，由各端口其中之一协议电路，如41a，电性连接各端口的接收缓冲器42a，42b，…，42z并实体层单元43a，43b，…，43z组成为一合并后的合并传输端口(xN)C。当数据由远端传输端口45传送过来，此合并传输端口C由各实体层单元43a，43b，…，43z藉有线或无线(wireless)手段接收的数据，并由各端口的接收缓冲器42a，42b，…，42z负责储存。此合并传输端口C的额度报告器(并未显示于图中)报告此复数个接收缓冲器的总剩余额度，来维持此合并传输端口C的流量控制。如此，可达成传输端口合并加大传输频宽与增加传输额度的目的，且因为利用了各端口中闲置的接收缓冲器而避免无谓浪费。
而图5所示则为本发明传输端口合并后的实施例示意图，分裂及合并时不同的数据路径，分别以图标中的实线与虚线表示。分裂时，各协议电路51a，51b，…，51z中连接的接收缓冲器52a，52b，…，52z经各实体层单元53a，53b，…，53z以有线或无线手段接收对应的远端传输端口55传送来的数据。而依频宽需求合并频宽时，各传输端口其中之一协议电路，如此实施例的协议电路51a，负责连接控制各端口的接收缓冲器52a，52b，…，52z，则合并后的实体层单元53传来的数据，再传送至使总额度提升的接收缓冲器52a，52b，…，52z，合并后的实体层单元53接收远端较大频宽的远端传输端口55的数据。
于本实施例中，当组态侦测后，决定传输端口个别运作，其数据传输路径以附图中实线表示，其中额度报告器(并未显示于附图中)所报告的额度为单一接收缓冲器的容量。
若经组态侦测后，因频宽需求而进行流量控制，决定以传输端口合并方式运作，数据传输路径以虚线表示，则传输端口协议电路51b至51z，经由各自闲置的接收缓冲器52a，52b，…，52z，接收合并后实体层单元53由远端传输端口55接收的数据。相对协议电路中的额度报告器对远端传输端口所发送的额度增加，因远端的额度追踪器所追踪的额度增大，故可避免因额度不足产生的间断性节流问题，进而达到本发明支持流量控制服务(Flow Control Service)的目的。实作上，各个协议电路中的接收缓冲器也可能集中放置于一处，但并不影响前述各控制电路控制方法。
本发明具结合性，请参阅图6所示传输端口合并后运作的实施例装置示意图，当可重组的选择愈复杂时，接收缓冲器共享的数据路径也会愈复杂。如图中为4端口合并与2端口合并的实作例，依实际流量控制与额度的需要，各协议电路可藉不同弹性的传输路径选择而有不同的传输端口合并结果。各传输端口60a，60b，60c与60d分别以其中的实体层单元(physical unit)63a，63b，63c与63d作为对外连接传输的端口。
如图6所示，以合并四个传输端口成为合并传输端口为例，其数据传输路径以粗实线表示。即各实体层单元63a，63b，63c，63d合并为第一合并实体层单元63，以第一组协议电路61a为主要控制电路，而其余各端口协议电路62b，62c，62d则为闲置，协议电路61a电性连接各端口中的接收缓冲器62a，62b，62c，62d，以利用其合并后的额度，藉增加缓冲器容量解决现有频宽需要增加时因额度不足而产生的间断性节流问题。
因频宽需要，四个端口合并后，数据由远端传输端口65传送过来，数据以有线或无线手段由第一合并实体层单元63接收，再由其中的接收缓冲器62a，62b，62c，62d接收。
当调整以两个传输端口60c，60d合并成另一合并传输端口时，其数据传输路径以虚线表示。选择第三组传输端口60c的协议电路61c为主要控制电路，合并后频宽较大的第二合并实体层单元63’接收自远端传输端口65传送来的数据，再传至接收缓冲器62c与62d中。达到弹性应运并充分利用可能闲置的接收缓冲器的目的，并因合并后接收缓冲器使额度增大，亦达到本发明流量控制的目的。
本发明可重组传输端口间流量控制方法步骤可参看图7所示的步骤流程图，经可侦测组态的传输端口使其中复数个传输端口能个别运作或合并运作，该控制方法步骤包括有步骤S71步骤开始，即侦测传输端口的组态；步骤S72针对各传输端口与频宽需求而判断以复数个传输端口个别运作(split)或是合并运作(merge)的组态；步骤S73经组态确定后，本发明的接收端中的额度报告器将其中接收缓冲器的剩余额度讯息传送至传输端，传输端中设置的额度追踪器则可随时掌握接收端的额度大小，并与自身数据缓冲器内容大小比较，以判断是否续传数据；步骤S74传输端通过额度追踪器追踪接收端的剩余额度，并比较接收端的剩余额度与传输端的数据缓冲器中数据的大小，若剩余额度小于传输端的数据大小，则传输端的数据暂停不传；步骤S75由传输端以有线或无线手段传送数据；步骤S76因接收的数据经过运用后会消耗掉，并空出额度，持续藉额度报告器将情况传送至传输端的额度追踪器。
上述步骤S71与步骤S72侦测与判断传输端口组态的步骤中，若为各传输端口各自运作的组态，其控制方法即通过各传输端口内的额度报告器将其中的接收缓冲器的剩余额度信息传送至传输端，当接收端额度大于(或等于)传输端的数据，则进行传输，过程中通过额度追踪器判断剩余额度。
若侦测与判断为各传输端口合并运作的组态，本发明则藉共享各传输端口的接收缓冲器，达到避免因为接收缓冲器太小造成的间断性节流问题，其传输端口合并与各接收缓冲器的运用步骤如下步骤S81经软件或自动侦测决定传输端口的组态为合并的组态，造成传输端口的各实体层单元合并，以增加频宽，并以其中之一协议电路电连接各端口的接收缓冲器，利用合并传输时闲置的接收缓冲器来增加额度，接收自传输端经合并后的实体层单元的数据；步骤S82将合并后的剩余额度藉额度报告器传送至传输端的额度追踪器；步骤S83传输端藉额度追踪器追踪剩余额度，并比较剩余额度与传输端的数据大小，比较剩余额度是否大于(或等于)传输端的数据缓冲器内数据大小？若剩余额度小于传输端的数据，则将数据缓冲器内的数据暂停不传；步骤S84由其中一协议电路控制合并后的传输控制与各闲置的接收缓冲器的数据传输路径，以有线或无线手段接收来自传输端的数据，并将数据传送至各个传输端口的闲置的接收缓冲器；步骤S85因接收的数据经过运用后会消耗掉，并空出额度，持续藉额度报告器将情况传送至传输端的额度追踪器。
综上所述，本发明为一可重组传输端口间流量控制的装置与方法，以组态侦测来决定传输端口单独运作或是合并运作，并于合并运作时利用闲置的接收缓冲器以减少硬件成本浪费，藉以增加接收端的额度，解决缓冲器容量过小造成的间断性节流现象，达到流量控制的目的，实为一不可多得的发明物品，及具产业上的利用性、新颖性及进步性，完全符合发明专利申请要件，依法提出申请。
以上所述，仅为本发明的较佳可行实施例，非因此即限制本发明的专利范围，故举凡运用本发明说明书及图标内容所为的等效结构变化，均同理包含于本发明的范围内，合予陈明。
权利要求
1.一种可重组传输端口间流量控制的装置，其特征是，该装置包括有复数个协议电路，设置于复数个传输端口内，为可重组的电路；复数个接收缓冲器，设置于复数个传输端口内，并电连接该协议电路；复数个实体层单元，设置于复数个传输端口内，为该传输端口对外的端口；复数个额度报告器，设置于该复数个传输端口内，并电连接该复数个接收缓冲器，以侦测其中额度；藉合并该复数个传输端口成为一频宽较大的传输端口，且能藉闲置的该复数个接收缓冲器增加额度。
2.如权利要求1所述的可重组传输端口间流量控制的装置，其特征是，该实体层单元以有线或无线手段接收数据。
3.如权利要求1所述的可重组传输端口间流量控制的装置，其特征是，该额度报告器将该接收缓冲器的额度传送至一传输端的额度追踪器。
4.如权利要求1所述的可重组传输端口间流量控制的装置，其特征是，于该复数个传输端口合并的状态时，藉该复数个协议电路中之一电连接该复数个接收缓冲器。
5.如权利要求1所述的可重组传输端口的流量控制装置，其特征是，当可重组的选择愈复杂时，该数据路径具结合性。
6.一种可重组传输端口间流量控制的方法，经可侦测组态的传输端口使其中复数个传输端口能个别运作或合并运作，其特征是，合并时，能共享闲置的复数个接收缓冲器以增加额度，该控制方法步骤包括有侦测复数个传输端口的组态；传送该复数个传输端口的剩余额度讯息，为该复数个传输端口内的复数个接收缓冲器的剩余额度；比较该剩余额度与一传输端之一数据缓冲器中数据的大小；接收自该传输端的数据，直到该接收缓冲器额度不足；以及消耗该数据，并持续将剩余额度讯息传送至该传输端。
7.如权利要求6所述的可重组传输端口间流量控制的方法，其特征是，该侦测复数个传输端口的组态步骤判断以该复数个传输端口个别运作或是合并运作。
8.如权利要求6所述的可重组传输端口间流量控制的方法，其特征是，该传送该复数个传输端口的剩余额度讯息的步骤，藉该传输端口中之一额度报告器将其中的接收缓冲器的剩余额度讯息传送至该传输端。
9.如权利要求6所述的可重组传输端口间流量控制的方法，其特征是，该传输端中设置一额度追踪器，可随时掌握该传输端口的额度大小。
10.如权利要求6所述的可重组传输端口间流量控制的方法，其特征是，于该比较该剩余额度与该传输端的数据缓冲器中数据大小的步骤中，若该剩余额度小于该传输端的数据大小，则该传输端的数据暂停不传。
全文摘要
本发明为一种可重组传输端口间流量控制的装置与方法，于传输端口的协议电路中以一额度报告器定期地将接收缓冲器的剩余空间额度传给远端传输端口中的额度追踪器，以支持流量控制服务，且可于频宽需要时合并各传输端口，并共享各传输端口的接收缓冲器。故，远端传输端口得到合并后，接收缓冲器的额度增加，可避免过小的接收缓冲器或过长的额度报告周期造成数据传出的间断性节流的问题，更可达到弹性使用与减少硬件成本的目的。
文档编号H04L12/24GK1750506SQ20041007857
公开日2006年3月22日 申请日期2004年9月15日 优先权日2004年9月15日
发明者徐日明 申请人:矽统科技股份有限公司