专利名称：网络控制器的制作方法
背景背景信息随着个人计算机(PCs)所有权总费用的增长，对于维护计算机或者至少诊断问题并通过网络提出关于该问题的警告的能力的需求变得更加迫切。在试图建立一个实现这种目的的系统时产生了一个新问题，其包括经该网络发送和接收那些执行、实现或辅助此功能的信号、如信号分组。而且，更进一步需要在甚至主机或类似设备无法工作或无法正常工作时也具有这种能力。因而，对于通过网络提供这种能力的技术的需求是存在的。
概述简言之，依照本发明的一个实施例，网络控制器包括媒体接入控制(MAC)层，物理协议(PHY)层，PCI(外围部件互连)总线接口和辅助总线接口。PCI和辅助总线接口在网络控制器中是相连的，以便经MAC及PHY层把二进制数字信号发送至网络链路或从网络链路接收二进制数字信号，该二进制数字信号形成传输协议顺从分组(compliant packets)。MAC层适合于处理接收的分组的至少一部分并将其导向辅助总线，该辅助总线适合于至少部分地根据所接收的传输协议顺从分组中预定的固定单元中提供的特定的二进制数字信号而与辅助接口相连。
简言之，依照本发明的另一实施例，把在网络控制器中接收到的分组或其一部分导向辅助总线的方法包括以下步骤通过网络控制器接收传输协议顺从分组，该分组是经网络链路传输的；处理所述传输协议顺从分组；以及至少部分地根据所接收的传输协议顺从分组中预定的固定单元中含有的特定的二进制数字信号，把接收到的传输协议顺从分组的至少一部分导向辅助总线。
简言之，依照本发明又一实施例，处理接收到的传输协议顺从信号分组的方法包括下述步骤至少部分地根据接收到的传输协议顺从分组中预定的固定单元中含有的特定的二进制数字信号，将接收到的传输协议顺从信号分组中至少一部分转发给辅助总线。
简言之，依照本发明还有一个实施例，集成电路包括处理接收到的传输协议顺从分组的逻辑电路。该逻辑电路适合于将此分组的至少一些部分转发以致这些部分将沿着辅助总线传输。至少部分地根据此分组中预定的固定单元中提供的特定的二进制数字信号而转发这些部分。
详细描述在以下的详细描述中，陈述了大量特定的细节以便提供对本发明全面的理解。然而，本专业的技术人员会认识到，本发明无须这些特定的细节也能实施。在其他例子中，众所周知的方法、程序、元件和电路未详细说明以免使本发明模糊不清。
正如前面已指出的，人们期望计算机系统可通过网络来维护和\或诊断。在这种情况下，人们期望当计算机系统无法起作用或无法正常起作用时也有可能做到这样。做到这点的途径包括协同处理器或特殊目的的集成电路，诸如专用集成电路(ASIC)，它们不同于用来通过远程管理应用软件管理本地系统的主机系统的主处理器，尽管本发明未限于协同处理器或ASIC的应用范围。如果已经有了这种特殊目的的集成电路或协同处理器，最好能提供一条单独的通信路径，它不同于在主机系统的主操作系统中工作的应用软件所使用的那条路径。这样，即使在主通信路径不可用时，管理协同处理器或ASIC可以使用这条单独的通信路径。在这样的系统中，ASIC或协同处理器可用来监视该系统的工作能力和通过网络控制器发送消息，这些消息可被经网络导向远程管理应用软件以便提示该软件存在或即将发生的问题和/或本地系统的状况。这条连接到网络控制器的单独的通信路径或辅助总线可以从计算机系统的辅助逻辑接收信号分组，该分组将经网络通过链路发送出去。
在一个实施例中，尽管本发明不限于此方面，可能会用到比主总线连接慢得多，然而更便宜的辅助总线。而且，经辅助总线发至网络控制器的信号分组可被引入和成为计算机系统常规网络传输流的一部分。而且，甚至在主处理器和主总线不可用时，例如在预引导期间或系统硬件或软件崩溃后，该总线也可供使用和允许通信。
目前，标准网络通信依赖于主系统处理器和主输入-输出(I/O)总线。因此，如果任一个不能起作用或在主处理器上主操作系统不正常工作，则网络通信不能照旧发生。因此，这种方法的优势是由辅助处理器提供可用于任何目的的可靠通信，后者能够独立于主计算机系统的工作而发生。
为使协同处理器或ASIC，例如，接收来自远程管理应用程序的消息，网络接口控制器应该具有识别这类消息然后经由辅助总线发送这些消息的能力。当然，一种困难是要遵守遗留传输协议，尽管本发明不限于此方面，而是也可以使用非遗留传输协议。例如，尽管本发明不局限于此方面，但是一些典型网络使用或遵守众所周知的以太网协议或令牌环协议，如实例1。以太网协议的描述见于1996年出版的规范IEEE802.3(下文称之为“以太网规范”)。另一个众所周知的协议是千兆比特以太网(Gigabit Ethernet)协议，其描述见于规范IEEE802.32(下文称之为“千兆比特以太网规范”)。这些规范可从IEEE标准部门得到，版权信息，445hoes lane,P.O.Box 1331,Piscataway,NJ08855-1331。例如，见也可以从IEEE获得的CSMA\CD(载波检测多址/碰撞检测)接入方法标准。
图1是说明依照本发明的网络控制器或网络接口控制器的实施例的框图。尽管本发明不局限于此，但是这个具体的实施例可能例如存在于PC机主板上。另一方面，作为另一个例子，依照本发明的网络控制器实施例可包含于网络接口单元或网络接口卡中。实施例100包括集成电路(IC)芯片120，尽管，在替代的实施例中，示出的元件无需存在于IC中或以单个IC体现。在这个具体实施例中，芯片或IC120包括能提供媒体接入控制(MAC)层功能的元件。例如，如图1所示，IC120包括发送先进先出(FIFO)单元140；接收先进先出单元150；微控制器160；和载波检测多址/碰撞检测(CSMA/CD)或以太网规范顺从接口单元130。而且，IC120包括一个经总线210与PCI接口单元200相连的直接存储器寻址(DMA)单元170，在这个具体实施例中，PCI接口单元200和总线210就是PCI规范顺从接口和总线。PCI局部总线规范2.0或2.1(以下文称之为“PCI规范”)是众所周知的，并且可从PCI专题组获得，其地址是2575NE Kathryn Street#17,Hillsboro,OR97124。当然，本发明不局限于遵守PCI规范的范围。PCI接口200与连接到主机系统的一条总线相连。因此，在本实施例中，遵守PCI规范的信号借助PCI接口200通过PCI总线与主机系统通信。同时，IC120连接到PHY层110，该层可用来经一条沿总线195的网络链路连接到网络。而且，在这个具体实施例中，芯片或IC120包括连接到辅助总线190的辅助总线接口单元180。辅助总线190用来与上述ASIC或协同处理器通信，其由图1中185表示，正如上文所述。
在这个具体实施例中，尽管本发明不局限于此，发送先进先出(FIFO)单元140累积存储若干字节，并且一旦FIFO有了足够数量，在此具体实施例中，所述二进制数字信号被经由网络链路在网上逐比特地发送出去。当然，本发明并不局限于此。同样，当FIFO先进先出单元接收到足够数量的字节时，DMA170试着接入PCI总线以使这些二进制数字信号可被传送到主机系统上可用的缓冲器中。然而，由于PCI总线可能忙于执行其他操作，所以本地系统可能产生中断，以便为发生的这种传输提供机会。因而，先进先出单元(FIFO)提供了在无法立即接入PCI总线期间存储二进制数字信号的能力。
如上所述，在此具体实施例中，辅助总线接口180工作在小于主通信路径如210的频率上。因而，例如，鉴于通信路径210工作在每秒数百兆字节，则辅助总线190可工作在每秒数千兆字节。因此，在这个具体实施例中，尽管本发明不限于此，辅助总线接口单元180含有使DMA170在选定的各周期内不工作的能力。既然DMA170具有高得多的速度，提供这种能力的好处就在于防止DMA170干扰接口单元180执行其操作。
如上所述，在另一个实施例中，专用集成电路ASIC185或替代的处理器、协同处理器等可提供遥控管理能力。例如，尽管本发明不限于此，ASIC185可以具有监视计算机系统工作各方面诸如系统温度、选择电压变化、非法入侵系统及其他功能的能力。例如，尽管本发明不限于此，在一个实施例中，ASIC185可预编程以便以报警信号的形式产生信号分组，然后经辅助总线190、接口单元180及IC120通过网络发送此信号分组至远程管理应用程序。
在这个具体实施例中，尽管本发明不限于此，辅助总线190和接口单元180具有至FIFO140和150内容的与主机系统经PCI总线和PCI接口200所具有的完全一样的接入。然而，在此具体实施例中，这种并行接入是经由低速连接的。当然，为实现这点，接口单元180的一个方面是它这样执行裁决操作，使得由辅助总线190提供的低速连接可成功地与经总线210和PCI接口200提供的高速连接互通。
依照本发明的网络控制器的这个具体实施例的一个方面涉及识别经网络链路接收到的信号分组，使得该分组被沿辅助总线190转发至ASIC185，而不是经总线210和PCI总线接口200转发给主计算机系统。同样地，最好接收到的信号分组是遵守传输协议的，以便它可如其他任何经网络传输发送的信号分组一样被处理。
尽管本发明不限于此图2中示出一个实施例。这个具体的实施例遵守先有的传输协议，在本具体实施例中是以太网协议，尽管本发明并不限于此。使用先有协议的好处是在提供上述能力的同时存在一种遗留系统并且避免或减少现有系统及网络升级的费用。在此实施例中，由于这种遗留或先有的传输-顺从协议并非为提供这种具体功能或能力而设计，所以包含一种用来恰当处理接收到的传输协议顺从分组的逻辑电路。通过此逻辑电路，这样处理信号分组，使得该分组的至少一些部分可以沿辅助总线如总线190转发。
如图2所示，对于此具体的实施例，信号分组格式包括目的地址410，源地址420，分组类型430，有效负荷450和循环冗余校验(CRC)460。在此具体实施例中，如图3所示，分组类型包括各种用于此具体实施例的其他信息。具体来说，帧类型表示此分组为因特网协议(IP)分组。在此具体实施例中，由十六进制数800来表示，如图3所示。同样地，在此实施例中，信号分组或者使用传送控制协议TCP或者使用更新协议UPD。在此具体实施例中，由于协议类型由位于信号分组信头中固定存储单元字段表示，所以目的端口用来向网络控制器表示该分组应经辅助总线转发。例如，在此具体实施例中，接收到的其至少一些部分被转发的信号分组的目的端口是十进制的623，无论所指示的协议是TCP或UDP，尽管本发明不限于此。
在此具体实施例中，当网络控制器接收到具有信头的信号分组、后者符合或提供上述二进制数字信号时，该分组被识别为特殊管理信号分组。在此实施例中，将不把该分组向计算机系统上主系统软件报告。代之以例如经由连接至管理协同处理器或ASIC的辅助总线来发送该分组。在此具体实施例中，通过此技术，即使在主系统或操作系统无法使用时，诸如预启动或操作系统崩溃后，管理协同处理器或ASIC可经辅助总线接收信号分组，例如接收重新启动崩溃后的计算机的指示。在另一个实施中，尽管本发明不限于此，网络控制器也可另外校验信号分组的IP目的地址和收信人机器的IP地址。然而，与典型的主计算机相反，最需要在计算机中执行路由选择功能。
本发明的这个具体实施例的一个方面是使用以太网协议顺从信号分组的信头中的目的端口地址。典型地，在信号分组的信头中提供了固定的预定地址的这些地址用于更高级的软件，诸如通信栈的插座层。此处不同的是，网络控制器可以代之以按照硬件水平检查这些在以太网信号分组的信头中固定的预定地址是否有特定的二进制数字，以便决定是否为信号分组或其一些部分选择路由或重新定向，使得例如最终经辅助总线发送出去。如前面指出的，这提供如下优点此类信令有反向兼容性或遵守遗留系统，并且，因而减少或避免了将现有系统升级的费用，同时实现了信令期望的结果，即接收到的传输协议顺从分组或其一些部分被发往或转发至辅助总线接口或其他存储单元，使得信号分组或其一些部分最终沿辅助总线发送出去。因此先有传输协议的这种使用利用不同于主处理器的处理器或ASIC为计算机提供独立的通信路径。因而，这样的独立通信路径将提供以前未有的执行操作和遥控管理及服务的能力，例如，以遥控方式引导计算机，以便终止其运行、诊断或维护主机上的软件以及其他当主机在常规操作系统下运行时难以或不可能执行的操作。另一种能力，尽管本发明不限于此，是当主处理器或主计算机系统置于睡眠状态时，为ASIC或协同处理器产生“心跳”信号分组。这向遥控管理应用程序发出信号，使计算机系统以适当的方式工作，同时将其保持在低耗状态。
虽然此处说明及描述了本发明某些特征，但是，对于本专业的技术人员来说，将会出现许多修改、替换、变化或等效代换。因此，显然，后附的权利要求书用来涵盖属于本发明的真正精神的所有此类修改和变化。
权利要求
1．一种网络控制器包括媒体接入控制(MAC)层，物理协议(PHY)层，PCI总线接口，以及辅助总线接口；所述PCI和辅助总线接口在所述网络控制器中这样连接，以便经所述MAC或PHY层向网络链路发送二进制数字信号或从所述网络链路接收所述二进制数字信号，所述二进制数字信号组成传输协议顺从信号分组；其中所述MAC层适合于处理和将所接收的信号分组的至少一部分引导至辅助总线，所述辅助总线适合于至少部分地根据在所述接收到的传输协议顺从分组中固定的预定单元提供的特定的二进制数字信号而与所述辅助总线接口相连。
2．权利要求1的网络控制器，其特征在于所述传输协议包括先有的传输协议。
3．权利要求2的网络控制器，其特征在于所述先有的传输协议包括以太网协议。
4．权利要求3的网络控制器，其特征在于所述固定的预定单元包括以太网协议顺从分组信头中的单元。
5．权利要求3的网络控制器，其特征在于所述固定的预定单元包括用于以太网协议顺从分组中目标端口的目的地单元。
6．权利要求1的网络控制器，其特征在于还包括个人计算机(PC)主板；所述网络控制器包含所述主板并且适合于和所述主板元件中的至少一些元件一起工作。
7．权利要求6的网络控制器，其特征在于还包括网络接口单元；所述网络接口单元适合于与所述网络控制器一起工作。
8．一种将在网络控制器中接收的信号分组或其一些部分导向辅助总线的方法，所述方法包括接收传输协议顺从分组，所述分组在经网络链路传输后被所述网络控制器接收；处理所述传输协议顺从分组；以及至少部分地根据所述接收到的传输协议顺从分组中固定的预定单元中包含的特定的二进制数字信号，将所述接收到的传输协议顺从分组中至少一些部分导向辅助总线。
9．权利要求8的方法，其特征在于所述传输协议包括先有的传输协议。
10．权利要求9的方法，其特征在于所述先有的传输协议包括以太网协议。
11．权利要求10的方法，其特征在于所述固定的预定单元包括以太网协议顺从分组信头中的单元。
12．权利要求11的方法，其特征在于所述固定的预定单元包括用于以太网协议顺从分组中目标端口的目的地单元。
13．一种处理接收到的传输协议顺从信号分组的方法，所述方法包括至少部分地根据所述接收到的传输协议顺从分组中固定的预定单元中含有的特定的二进制数字信号将所述接收到的传输协议顺从信号分组中至少一些部分转发至辅助总线。
14．权利要求13的方法，其特征在于所述传输协议包括先有传输协议。
15．权利要求14的方法，其特征在于所述先有传输协议包括以太网协议。
16．权利要求15的方法，其特征在于所述固定的预定单元包括以太网协议顺从分组的信头中的单元。
17．权利要求16的方法，其特征在于所述固定的预定单元包括用于以太网协议顺从分组中目标端口的目的地单元。
18．一种集成电路包括处理接收到的传输协议顺从分组的逻辑电路；所述逻辑电路适合于转发所述信号分组的至少一些部分，使得其将沿辅助总线发送；至少部分地根据所述信号分组中固定的预定单元提供的特定的二进制数字信号转发这些部分。
19．权利要求18的集成电路，其特征在于所述传输协议包括先有传输协议。
20．权利要求19的集成电路，其特征在于所述先有传输协议包括以太网协议。
21．权利要求20的集成电路，其特征在于所述固定的预定单元包括以太网协议顺从分组信头中的单元。
22．权利要求21的集成电路，其特征在于所述固定的预定单元包括关于以太网协议顺从分组中目标端口的目的地的单元。
23．权利要求18的集成电路，其特征在于还包括个人计算机(PC)主板；所述集成电路包含所述主板，并且适合于与至少一些网络控制器元件一起工作。
24．权利要求23的集成电路，其特征在于还包括网络接口单元；所述网络接口单元适合于与所述网络控制器一起工作。
全文摘要
网络控制器(100)包括媒体接入控制(MAC)层,物理协议(PHY)层(110),PCI总线接口(200),和辅助总线接口(180)。PCI和辅助总线接口与所述网络相连以便经MAC和PHY层向网络链路发送二进制数字信号和从网络链路接收二进制数字信号。MAC层适合于处理所述数字信号并将其至少一些部分导向辅助总线接口。
文档编号H04L12/407GK1323480SQ99812185
公开日2001年11月21日 申请日期1999年5月25日 优先权日1998年8月19日
发明者S·D·威廉斯, A·兹纳蒂, C·W·史密斯, G·普拉特 申请人:英特尔公司