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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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FACHGEBIET
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Netzwerkeinrichtung, welche
eine Vorrichtung zum selektiven Konfigurieren der Netzwerkeinrichtung
unter Verwendung eines mehrfach beschreibbaren und löschbaren
Speicherbauteils (EEPROM) aufweist. Im einzelnen ist die Netzwerkeinrichtung
ausgelegt, dynamische Konfigurationseinstellungen in der EEPROM-Schnittstelle
zu verwenden, was die Flexibilität
erhöht,
weniger Beschränkungen
aufweist und eine kostengünstige
Alternative darstellt.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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Es
sind viele Arten von Netzwerkeinrichtungen notwendig, damit ein
Netzwerk geeignet funktioniert. Diese Netzwerkeinrichtungen bestehen
aus Chips, wobei mit diesen Chips die Steuerung und Überwachung
von Daten durch die Netzwerkeinrichtung ermöglicht wird. Chip-Anbieter können vorab
einige Register-Voreinstellungswerte
innerhalb einer Netzwerkeinrichtung festlegen, wie etwa innerhalb eines
Vermittlungs-/Netzknoten-Chips,
um eine kostengünstige
Vermittlungs- und
Netzknoten-Anwendung bereitzustellen. Das bedeutet, dass es für System-Integratoren
nicht notwenig ist, die internen Register-Voreinstellungswerte zu ändern, um
ein arbeitsfähiges
System aufzubauen. Die zuvor konfigurierten Chips ermöglichen
es, dass die Netzwerkeinrichtungen für den größten Anteil der System-Integratoren eingerichtet
sind und schnell funktionieren.
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Es
kann sein, dass in einigen Fällen
diese voreingestellten Register-Voreinstellungswerte für manche
System-Integratoren nicht geeignet sind. Demnach sollten die Chip-Anbieter
Verfahren bereitstellen, mit denen die System-Integratoren einige
Registerwerte ändern
können,
anstatt dass sie die Voreinstellungswerte verwenden müssen. Manche Chip-Anbieter
stellen eine Mikroprozessor-Schnittstelle
(SPI, I2C oder PCI) bereit, um die System-Integratoren in die Lage zu versetzen,
sämtliche
beschreibbaren Register zu ändern.
Allerdings erhöhen die
auf den Chip-Baugruppen eingebauten Mikroprozessoren die Systemkosten
und werden von manchen Anwendern nicht benötigt.
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Ein
anderes alternatives Verfahren, um den Anwender in die Lage zu versetzen,
die Voreinstellungswerte zu ändern,
besteht darin, eine EEPROM-Schnittstelle bereitzustellen (EEPROM
= mehrfach beschreibbarer und löschbarer
Speicherbauteil). Mit einer EEPROM-Schnittstelle kann ein System-Integrator
einige Register-Voreinstellungswerte
unter Verwendung eines sehr kostengünstigen EEPROM-Bauteils ändern.
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In
der Druckschrift US-A-5,794,033 ist ein Verfahren zum erneuten Programmieren
einer Hardware-Logik offenbart, welche ein EEPROM-Bauteil einschießt. Viele
Chip-Anbieter haben
eine EEPROM-Schnittstelle für
eine kostengünstige
Vermittlungs- und Netzknoten-Anwendung bereitgestellt.
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In 1 ist
ein Beispiel eines kostengünstigen,
vorprogrammierten EEPROM-Bauteils gezeigt, der verwendet wird, um
einige Voreinstellungswerte eines Netzwerk-Vermittlungs-/Netzknoten-Chips zu ändern. Wenn
das externe Steuersignal (RESET) in einen inaktiven Zustand übergeht,
startet der Netzwerk-Vermittlungs-/Netzknoten-Chip damit, über ein Download der Inhalte
des EEPROM-Bauteils
einige seiner Register-Voreinstellungswerte zu ändern. Nachdem die Download-Phase
beendet wurde, beginnt der Netzwerk-Vermittlungs-/Netzknoten-Chip mit
seinem normalen Betrieb.
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Wenn
das RESET-Signal in den inaktiven Zustand übergeht, startet der Netzwerk-Vermittlungs-/Netzknoten-Chip
damit, von einem externen EEPROM-Bauteil Daten automatisch abzurufen.
Viele der Netzwerk-Vermittlungs-/Netzknoten-Chips werden Daten von der EEPROM-Adresse
00h (Daten von dem ersten Eintrag) abrufen, und in einer Aufeinanderfolge
die anderen Daten abrufen. Um einige der Register-Voreinstellungswerte
zu ändern oder
um die Chip-Konfiguration
einzustellen, stellt der Chip-Anbieter einen Registersatz bereit
(ein Teil einer Chip-Registerdatei),
der von dem EEPROM-Bauteil heruntergeladen werden kann. Jeder Eintrag
des EEPROM-Bauteils
ist vorab festgelegt und wird direkt auf einen oder mehrere Einträge eines
Registersatzes innerhalb des Netzwerk-Vermittlungs-/Netzknoten-Chips
abgebildet, wie es in 2 beschrieben wird.
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Allerdings
können
in diesem Szenario zwei wesentliche Nachteile auftreten. Zunächst kann
es von verschiedenen System-Integratoren erwünscht sein, unterschiedliche
Register zu ändern.
Ferner ist es für
die System-Integratoren
nicht notwendig, sämtliche
heruntergeladenen Register zu konfigurieren. Selbst wenn die System-Integratoren es lediglich wünschen,
einige der Chip-herunterladbaren
Register zu konfigurieren, ist es jedoch nach wie vor notwendig,
in das EEPROM-Bauteil sämtliche
Inhalte der herunterladbaren Registersätze einzuschreiben. An zweiter
Stelle sei erwähnt,
dass einige Register-Voreinstellungswerte des Netzwerk-Vermittlungs-/Netzknoten-Chips über eine
Mikroprozessor-Schnittstelle
veränderbar
sind, allerdings sind sie nicht über
das EEPROM-Bauteil herunterladbar. In diesem Fall liegt für den System-Integrator
die einzige Möglichkeit
darin, einen Mikroprozessor auf dem PCB aufzubauen, anstatt ein
sehr kostengünstiges EEPROM-Bauteil
zu verwenden.
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Demnach
besteht ein Bedarf hinsichtlich eines Mechanismus und eines Prozesses,
welche mit einer Netzwerkeinrichtung verwendet werden, und welche
einen System-Integrator es gestatten, Änderungen hinsichtlich Voreinstellungswerte
der Netzwerkeinrichtung durchzuführen,
wobei dies nicht kostenaufwendig oder mühsam ist. Zusätzlich besteht auch
ein Bedarf hinsichtlich eines Mechanismus, um lediglich bestimmte
Voreinstellungswerte an einer Netzwerkeinrichtung zu ändern, und
zwar ohne die Einschränkungen,
die bei den aus dem Stand der Technik bekannten Prozessen und Einrichtungen auferlegt
werden. Ebenso besteht ein Bedarf hinsichtlich eines Systems, welches
mehrere Eingänge verwendet,
um Änderungen
der Voreinstellungswerte der Netzwerkeinrichtung zu ermöglichen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der Erfindung liegt darin, die Nachteile der zuvor beschriebenen
herkömmlichen Netzwerkeinrichtungen
und Verfahren zu überwinden.
Die vorliegende Erfindung stellt einen neuen Ansatz für Anbieter
von Chips und Netzwerkkomponenten dar, um unter Verwendung eines
kostengünstigen EEPROM-Bauteils
System-Integratoren eine dynamische Konfiguration bereitzustellen.
Mit dieser Lösung
haben die System-Integratoren die Flexibilität, innerhalb einer Netzwerkeinrichtung
die Voreinstellungswerte von sämtlichen
konfigurierbaren Registern zu ändern,
wie etwa innerhalb eines Vermittlungs-/Netzknoten-Chips oder innerhalb
von Komponenten auf einer PC-Baugruppe. Eine Netzwerkeinrichtung
wird in der Lage sein, entweder über
das kostengünstige
EEPROM-Bauteil oder über
eine Mikroprozessor-Schnittstelle die Konfigurations-Einstellungen zu
aktualisieren.
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Diese
und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden mit einem
Verfahren und mit einer Netzwerkeinrichtung gemäß den beiliegenden Patentansprüche 1 bis
13 gelöst,
und sie werden in der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
beschrieben, oder sie werden von der nachfolgenden Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
ersichtlich sein.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Damit
die vorliegende Erfindung auf einfache Weise verstanden und leicht
ausgeführt
werden kann, werden nun zum Zwecke der Darstellung und nicht als
Einschränkung
bevorzugte Ausführungsformen
in Verbindung mit den nachfolgenden Figuren beschrieben:
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1 zeigt
eine Netzwerkeinrichtung, welche über eine Schnittstelle mit
einem EEPROM-Bauteil gekoppelt ist;
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2 zeigt
die Art und Weise, wie die Inhalte des EEPROM-Bauteils unter Verwendung
der Chip-Register-Zuordnung
in die Registerdatei abgebildet werden;
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3 zeigt
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bei welcher das EEPROM-Bauteil eine
dynamische Konfiguration aufweist;
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4 zeigt
einen Prozess des Veränderns der
Voreinstellungswerte eines Beispiels des Systems der vorliegenden
Erfindung;
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5 zeigt
eine Netzwerkeinrichtung ohne eine EEPROM-Schnittstelle, welche bei einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung anwendbar ist;
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6 zeigt
eine Netzwerkeinrichtung mit einer EEPROM-Schnittstelle gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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7 zeigt
die Inhalte des EEPROM-Bauteils, welches in einer Ausführungsform.
der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und
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8 zeigt
einen Prozess des Veränderns der
Voreinstellungswerte eines Beispiels der Netzwerkeinrichtung der
vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
vorliegende Erfindung ist auf das Abändern der Inhalte des in einer
Netzwerkeinrichtung verwendeten EEPROM-Bauteils zu einem Satz von Konfigurationsanweisungen
anstatt lediglich auf das Abändern
von Konfigurationswerten gerichtet. Jede Konfigurationsanweisung
kann aus einem Adressen-Index und seinem entsprechenden erwünschten Wert
aufgebaut sein. Anstatt des ursprünglichen direkten Zuordnungsverfahrens
wird ein indirekter Zuordnungsmechanismus verwendet, um die Inhalte des
EEPROM-Bauteils zu ihren entsprechenden Registern innerhalb des
Netzwerk-Vermittlungs-/Netzknoten-Chips
zuzuordnen. Außerdem
sollte eine Kopfzeile, die mit einem speziellen Schlüsselwert und
einer Gesamtanzahl der Konfigurationsanweisungen eingekapselt ist,
in dem ersten Eintrag des EEPROM-Inhaltes
eingeschrieben sein. Diese Kopfzeile ist als Identifizierer während eines
EEPROM-Downloadzyklus ausgelegt. Eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist in 3 dargestellt.
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Um
diese flexible Konfigurationsvorrichtung zu erzielen, sollte die
Netzwerkeinrichtung einschließlich
solch eines Vermittlungs-/Netzknoten-Chips innerhalb des Chips eine
eingebaute Schaltung (welche in diesem Beispiel Konfigurations-Anweisungs-Interpretierer
CII genannt wird) aufweisen, um Konfigurationsanweisungen zu interpretieren.
Wenn das RESET-Signal in seinen inaktiven Zustand übergeht,
beginnt der CII des Netzwerk-Vermittlungs-/Netzknoten-Chips
damit, die Kopfzeile (den ersten Eintrag) von dem externen EEPROM-Bauteil
automatisch abzurufen, wodurch der Schlüssel erzielt wird. Wenn der
Schlüsselwert
nicht mit der innerhalb der Netzwerkeinrichtung zuvor festgelegten
Nummer übereinstimmt,
zeigt dies an, dass es nicht notwendig ist, irgendeinen Voreinstellungswert
des Chips zu ändern,
und die Download-Abfolge kann abgebrochen werden. Wenn der Schlüsselwert mit
der zuvor festgelegten Nummer übereinstimmt, ruft
der CII von dem EEPROM-Bauteil kontinuierlich Konfigurationsanweisungen
ab und ändert
die entsprechenden (in dem Adressen-Index der Konfigurationsanweisung
definierten) Register-Voreinstellungswerte,
und zwar indem die Anweisungen interpretiert werden. Dieser Prozess
wird so lange wiederholt, bis sämtliche
Anweisungen vollständig
heruntergeladen sind. Da die Anzahl der Voreinstellungswerte, welche
aktualisiert werden müssen,
von dem Start bestimmt wird, ist zusätzlich die Zeit, welche benötigt wird,
um die Aktualisierung durchzuführen,
geringer als die Zeit bei einer äquivalenten
Aktualisierung, die mit den Verfahren und Systemen aus dem Stand
der Technik durchgeführt
wird.
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Dieser
zuvor beschriebene Prozess ist in 4 dargestellt.
In diesem Beispiel prüft
der Prozess ständig,
um zu sehen, ob sich das RESET-Signal in seinem inaktiven Zustand
befindet. Sobald sich das RESET-Signal in seinem inaktiven Zustand
befindet, wird die Kopfzeile des EEPROM-Bauteils ausgelesen. Ein
Schlüssel
wird bestimmt und mit der zuvor festgelegten Nummer innerhalb des
Chips verglichen. Wenn eine Übereinstimmung
existiert, werden Anweisungen von dem EEPROM-Bauteil ausgelesen,
und die entsprechenden Register-Voreinstellungswerte
werden geändert.
Wenn die unmittelbar vorhergehende Anweisung, welche gerade ausgelesen
wurde, die letzte Anweisung war, endet in diesem Beispiel der Prozess.
Wenn die frühere
Anweisung nicht die letzte Anweisung war, wird die nächste Anweisung
von dem EEPROM-Bauteil ausgelesen, und es werden die Voreinstellungswerte
des entsprechenden Registers geändert.
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Mit
dieser neuen Konfigurationsanweisung hinsichtlich des EEPROM-Inhaltes
ist es für
Anbieter der Netzwerkeinrichtung nicht notwendig, einen zuvor festgelegten
herunterladbaren Satz bereitzustellen. Darüber hinaus kann ein System-Integrator
ein kostengünstigeres
EEPROM-Bauteil verwenden, um jedweden herunterladbaren Register-Voreinstellungswert
zu ändern.
Der System-Integrator kann entscheiden, in welchen Registern er
die Voreinstellungswerte ohne zu viele Einschränkungen ändern möchte. Zusätzlich kann auch der System-Integrator entscheiden,
wie viele Register er ändern
möchte. Demnach
kann ein EEPROM-Bauteil mit niedrigerer Kapazität in einem Fall verwendet werden,
wenn nur wenige geänderte
Register-Voreinstellungswerte vorliegen.
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Das
EEPROM-System und Verfahren, welches zuvor beschrieben wurde, erhöht die Einsatzflexibilität der Netzwerkeinrichtungen
im Vergleich zu Einrichtungen ohne EEPROM-Schnittstelle. Ein Abschnitt
einer Netzwerkeinrichtung ohne solch einer EEPROM-Schnittstelle
ist schematisch in 5 dargestellt. Die Netzwerkeinrichtung
dieses Beispiels ist eine kostengünstige Vermittlungsstelle,
die verwendet werden kann, um eine Hochgeschwindigkeits-Vermittlung
durchzuführen,
wobei die Vermittlungsstelle Paket-Zwischenspeicher, Sende-/Empfangseinrichtungen,
Medien-Zugriffssteuerungen, Adressen-Management-Steuerungen
und nicht-sperrende Vermittlungs-Steuerungen aufweist. Andere Konfigurationen
sind möglich
und die vorliegende Erfindung ist nicht auf die in 5 dargestellte Netzwerkeinrichtung
beschränkt.
Da die Netzwerkeinrichtung für
kostenempfindliche ungeführte
Märkte
ausgelegt ist und lediglich eine kostengünstige Mikrosteuerung erfordert,
um die Einrichtung zu initialisieren und zu konfigurieren, ist die
Verwendung des zuvor beschriebenen EEPROM-Bauteils zum Einstellen
von Konfigurationseinstellungen aus praktischer Sicht äußerst attraktiv.
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Die
Bereiche von solch einer in 5 dargestellten
Netzwerk-Schalteinrichtung weisen einen Media-Independent-Interface (MII)-Managementabschnitt
und einen Serial-Peripheral-Interconnect (SPI)-Schnittstellenabschnitt auf. Die Einrichtung sendet
und empfängt
Daten durch diese Schnittstellen und kommuniziert mit der Register-Schnittstelle, um
eine Registerdatei auszulesen und einzuschreiben. Wenn eine Netzwerkeinrichtung
lediglich die Mikroprozessor- Schnittstellen
aufweist, verringert dies, wie zuvor dargelegt, die Einsatzflexibilität und kann die
Kosten erhöhen.
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Alternativ
hierzu kann die Einrichtung eine EEPROM-Schnittstelle aufweisen. Bereiche von solch
einer Netzwerkeinrichtung sind in 6 gezeigt.
Im Hinblick auf die Einrichtung gestattet dies, dass die Voreinstellungswerte
der Netzwerkeinrichtung unter Verwendung von entweder der EEPROM-Schnittstelle
oder der SPI-Schnittstelle aktualisiert werden können. In einer bevorzugten
Ausführungsform
kann die Netzwerk-Vermittlungseinrichtung
nicht gleichzeitig in dem EEPROM-Modus
und in dem SPI-Modus existieren. Die Einzel-Modus-Operation erfordert
nicht die Auflösung
von widersprüchlichen
Anweisungen für
die Registerdatei, was auftreten kann, wenn beide Modi betriebsbereit wären.
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Hinsichtlich
der zuvor dargelegten Ausführungsform
der Netzwerkeinrichtung ist ein Beispiel einer Konfiguration der
EEPROM-Inhalte in 7 dargestellt. Der erste Eintrag
in dem EEPROM-Bauteil enthält
einen Schlüssel,
der die Operation des EEPROM-Bauteils bestimmt. Der erste Eintrag
kann ebenso einen Geschwindigkeits-Auswahlbit enthalten und eine
Gesamtanzahl der Einträge
in dem EEPROM-Bauteil bereitstellen. Als nächstes wird eine Adressenzahl
mit einer speziellen Nummer bereitgestellt, die für eine Änderungsseite
und andere Nummern vorgesehen ist, welche eine Offset-Adresse darstellen.
In diesem Beispiel kann die Daten-Eintragsnummer eine der vier Nummern
sein: 1 für
einen 8-/16-Bitwert, 2 für
einen 24-/32-Bitwert,
3 für einen 40-/48-Bitwert
und 4 für
einen 56-/64-Bitwert, wobei der zuletzt genannte Bitwert ein Maximum
darstellt. Die Daten folgen jeder Adressenkennzeichnung.
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Im
allgemeinen liegt die Netzwerkeinrichtung nicht gleichzeitig in
dem EEPROM- und in dem Mikroprozessor-Modus vor. Demnach wird zu Beginn bestimmt,
welcher Modus für
diese Netzwerkeinrichtung angewandt wird, nachdem das RESET-Signal
in seinen inaktiven Zustand übergeht.
Es ist notwendig, einen anderen Steuer-Sockelstift (der STRAP-Pin genannt werden
kann) zu haben, um anzuzeigen, welcher Konfigurations-Modus ausgewählt ist.
Dieser Prozess ist in 8 dargestellt.
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In 8 prüft die Netzwerkeinrichtung,
um zu Bestimmen, ob das RESET-Signal in seinen inaktiven Zustand
gesetzt wurde. Wenn dies der Fall ist, wird ein Steuer-Sockelstift (Control-Pin)
ausgelesen, um zu bestimmen, ob entweder die EEPROM-Schnittstelle
oder die SPI-Schnittstelle
ausgewählt
ist. Wenn der Control-Pin anzeigt, dass die SPI-Schnittstelle ausgewählt ist,
wartet die Netzwerkeinrichtung auf einen Mikroprozessor, um die
Register über
die SPI-Schrittstelle zu konfigurieren. Wenn andererseits die EEPROM-Schnittstelle
ausgewählt ist,
werden die übrigen
Prozess-Verfahrensschritte ausgeführt. Diese
Verfahrensschritte sind ähnlich
zu den in 4 gezeigten Verfahrensschritten,
und ihre Beschreibung muss nicht wiederholt werden.
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Wenn
der EEPROM-Modus ausgewählt
ist, ist der Netzwerkchip ein MASTER und das externe EEPROM-Bauteil
ein SLAVE. Das heißt,
sämtliche Steuersignale
werden von dem Chip zu dem EEPROM-Bauteil geführt. In solch einem Modus sind alle
Register in der Netzwerkeinrichtung konfigurierbar. Wenn der Mikroprozessor-Modus
ausgewählt
ist, ist die Netzwerkeinrichtung ein SLAVE und der externe Mikroprozessor
ist ein MASTER. Das heißt,
sämtliche
Steuersignale werden von dem Mikroprozessor zu dem Chip geführt. Alle
Register in der Netzwerkeinrichtung sind konfigurierbar und lesbar.
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Da
der EEPROM-Modus und der Mikroprozessor- oder SBI-Modus nicht gleichzeitig
existieren, ist es in diesem Beispiel möglich, dass die EEPROM-Schnittstelle
und die SPI-Schnittstelle gemeinsam die gleichen Pins nutzen, um
die Anzahl der Pins gering zu halten. Diese gemeinsame Nutzung der
Pins ist ein anderer Kostenvorteil der Netzwerkeinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Demnach
hat die Netzwerkeinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung viele Vorteilen gegenüber
den aus dem Stand der Technik bekannten Einrichtungen. Die Netzwerkeinrichtung
gestattet es einem System-Integrator, Änderungen hinsichtlich Voreinstellungswerten
der Netzwerkeinrichtung durchzuführen,
wobei dies nicht kostenaufwendig oder mühsam ist. Zusätzlich können nur
bestimmte Voreinstellungswerte an einer Netzwerkeinrichtung geändert werden,
ohne dass die Einschränkungen auftreten,
die mit den aus dem Stand der Technik bekannten Prozessen und Einrichtungen
auferlegt werden. Ebenso gestattet die Netzwerkeinrichtung die Verwendung
von mehreren Eingängen,
um ein Abändern
der Voreinstellungswerte der Netzwerkeinrichtung zu ermöglichen.
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Eine
Konfiguration der Erfindung ist bei einer Ausführungsform auf einem Halbleitersubstrat,
wie etwa Silizium, mit geeigneten Halbleiter-Herstellungstechniken
ausgeführt
und basiert auf einem Schaltungs-Layout, was auf der Basis der zuvor
beschriebenen Ausführungsformen
für einen
Fachmann ersichtlich ist. Ein Fachmann hinsichtlich der Bauweise
und Herstellung von Halbleiterprodukten ist in der Lage, die unterschiedlichen
Module, Schnittstellen und Bauteile etc. der vorliegenden Erfindung auf
einem einzelnen Halbleitersubstrat basierend auf der architektonischen
Beschreibung, die zuvor diskutiert wurde, zu implementieren. Ebenso
fällt in
den Umfang der Erfindung, die offenbarten Elemente der Erfindung
in diskreten elektronischen Bauteilen zu implementieren, wodurch
der Vorteil hinsichtlich der funktionellen Aspekte der Erfindung,
und zwar ohne eine Maximierung der Vorteile durch die Verwendung eines
einzelnen Halbleitersubstrats, ermöglicht wird.
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Obwohl
die Erfindung auf der Basis dieser bevorzugten Ausführungsformen
beschrieben wurde, ist es für
den Fachmann ersichtlich, dass bestimmte Modifikationen, Variationen
und alternative Konstruktionen nahe liegen, während sie innerhalb des Umfanges
der Erfindung fallen. Um die Reichweite und die Grenzen der Erfindung
zu bestimmen, sei von daher auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.