可定標的設備到設備互連的製作方法

2023-08-03 00:25:56

專利名稱：可定標的設備到設備互連的製作方法
背景1.技術領域這裡公開的主題涉及設備之間的接口。具體來說，這裡所公開的主題涉及能夠以多於一個的數據速率來傳送或者接收數據的設備。
2.信息印刷電路板(PCB)上的半導體設備通常通過設備到設備互連(DDI)進行通信。這樣的DDI通常包括在PCB中形成的用於在設備之間傳輸信號的銅跡線(trace)。可以利用焊接連接或者固定到PCB上的設備插座將設備耦合到DDI。
IEEE標準802.3ae-2002的第47款定義了一種10吉比特附接單元接口(XAUI)，用於在數據通道(lane)中的設備之間傳輸數據。每一數據通道通常使用差分信號對(differential signaling pair)來在設備之間傳輸串行數據信號。XAUI通常被耦合到10吉比特介質無關接口(XGMII)，所述接口能夠以每秒10吉比特的數據速率來傳送或者接收數據。此外，XAUI格式可以被用於在Infiniband 4x電纜上傳輸數據，所述Infiniband 4x電纜在IEEE P802.3ak工作組目前正在探討的10GBASE-CX4建議標準中有所描述。


將參考下面的附圖描述本發明的非限制性且非窮舉的實施方案，在附圖中，除非另有規定，否則相同的標號貫穿各圖指示相同的部分。
圖1根據本發明的實施方案示出了利用設備到設備互連(DDI)耦合的設備的原理圖。
圖2根據圖1中所示設備的實施方案示出了利用DDI的四個數據通道耦合的設備的原理圖。
圖3根據圖1中所示設備的實施方案示出了利用DDI的兩個數據通道耦合的設備的原理圖。
圖4根據圖1中所示設備的實施方案示出了利用DDI的一個數據通道耦合的設備的原理圖。
圖5根據圖2到圖4中所示設備的實施方案，示出了能夠基於向DDI活動地(actively)傳送數據或者活動地從DDI接收數據的數據通道的數量來選擇性地改變數據速率的設備的原理圖。
具體實施例方式
貫穿本說明書，提及「一個實施方案」或「實施方案」意指結合該實施方案所描述的特定特徵、結構或特性被包括在本發明的至少一個實施方案中。因此，在說明書中各處，短語「在一個實施方案中」或者「實施方案」的出現不一定全都指同一個實施方案。此外，可以在一個或更多個實施方案中組合所述特定特徵、結構或特性。
這裡所指的「機器可讀」指令涉及可被一個或更多個機器所理解、用於執行一項或更多項邏輯操作的表示形式。例如，機器可讀指令可以包括可被處理器編譯器解釋、用於對一個或更多個數據對象執行一項或更多項操作的指令。但是，這僅僅是機器可讀指令的實施例，並且，本發明的實施方案在這個方面不受限制。
這裡所指的「機器可讀介質」涉及能夠保持可被一個或更多個機器理解的表示形式的介質。例如，機器可讀介質可以包括一個或更多個用於儲存機器可讀指令或數據的儲存設備。這些儲存設備可以包括諸如光學、磁性或半導體儲存介質的儲存介質。但是，這些僅僅是機器可讀介質的實施例，並且，本發明的實施方案在這個方面不受限制。
這裡所指的「邏輯」涉及用於執行一個或更多個邏輯操作的結構。例如，邏輯可以包括基於一個或更多個輸入信號來提供一個或更多個輸出信號的電路。這種電路可以包括接收數字輸入並提供數字輸出的有限狀態機，或者響應於一個或更多個模擬輸入信號提供一個或更多個模擬輸出信號的電路。可以在專用集成電路(ASIC)或者現場可編程門陣列(FPGA)中提供這樣的電路。而且，邏輯可以包括儲存在存儲器中的機器可讀指令以及用於執行這些機器可讀指令的處理電路。但是，這些僅僅是可以提供邏輯的結構的實施例，並且，本發明的實施方案在這個方面不受限制。
這裡所指的「設備到設備互連」(DDI)涉及在設備之間傳輸數據的數據鏈路。例如，可以由電路板上容納(receive)設備的設備插座之間形成的導電跡線來形成DDI。DDI可以經過耦合在背板(backplane)上的兩個設備之間的多個設備，並且包括將設備彼此耦合的導電跡線。在另一個實施例中，DDI可以包括耦合在兩個連接器之間的電纜，所述連接器在電纜的相反兩端。然後每個連接器可以通過導電跡線在所述電纜和耦合到連接器的設備之間傳輸數據。但是，這些僅僅是DDI的實施例，並且，本發明的實施方案在這些方面不受限制。
在DDI中形成的數據鏈路可以包括多個「數據通道(data lane)」，其中每一個數據通道可以獨立於其他數據通道地從源(source)向目的地(destination)傳送數據。數據鏈路中的每一個數據通道可以在傳輸介質中傳送符號，所述符號在目的地處被解碼為數據位(bit)。但是，這僅僅是可以用來在DDI中傳送數據的數據通道的實施例，並且，本發明的實施方案在這些方面不受限制。這裡所指的「成對數據通道」或者「數據通道對」涉及耦合在第一和第二設備之間的兩個數據通道，包括將數據從第一設備傳送到第二設備的第一數據通道和將數據從第二設備傳送到第一設備的第二數據通道。
這裡所指的「數據通道接口」涉及設備的一部分，它能將信號傳送到數據通道或者從數據通道接收信號。例如，數據通道接口可以包括能夠利用釺料鍵合或者設備插座耦合到印刷電路板中形成的數據通道的導電引腳。可替換地，數據通道接口可以包括能夠通過電纜連接器耦合到電纜的導電引腳。但是，這些僅僅是數據通道接口的實施例，並且，本發明的實施方案在這些方面不受限制。
這裡所指的「串行數據信號」涉及包括被編碼為符號串的信息的信號。例如，串行數據信號可以包括在傳輸介質中傳送的符號串，其中，每一個符號被在符號周期內傳送。但是，這些僅僅是串行數據信號的實施例，並且，本發明的實施方案在這些方面不受限制。
這裡所指的「差分對信號」涉及一對用於將編碼數據傳送到目的地的同步信號。例如，差分對可以傳送包括要在目的地處被解碼用於數據恢復的符號的串行數據信號。這樣的差分對可以將每一個符號作為兩個傳輸介質中的每一個上的電壓傳送。但是，這些僅僅是差分對的實施例，並且，本發明的實施方案在這些方面不受限制。
這裡所指的「活動地傳送」涉及數據通道接口在將數據傳送到數據通道時的狀態。例如，數據通道接口可以在耦合到數據通道時活動地傳送串行數據信號，並且，在存在要傳送的數據時至少周期性地將電壓信號施加到數據通道觸點。這裡所指的「活動地接收」涉及數據通道接口在從數據通道接收數據時的狀態。例如，數據通道接口可以在耦合到數據通道時活動地接收串行數據信號，並且，當數據通道正向數據通道接口傳送電壓時至少周期性地從所述數據通道接收一個或更多個電壓信號。但是，這僅僅是何時數據通道接口可以活動地傳送或者活動地接收的實施例，並且，本發明的實施方案在這些方面不受限制。
這裡所指的「8B10B編碼方案」涉及過程，利用所述過程可以將8位數據字節(byte)編碼為10位「碼組(code group)」，或者，利用所述過程可以將10位碼組解碼為8位數據字節。這裡所指的「8B10B編碼器」涉及將8位數據字節編碼為10位碼組的邏輯，並且這裡所指的「8B10B解碼器」涉及從10位碼組解碼8位字節的邏輯。這裡所指的「8B10B編解碼器」涉及8B10B編碼器和8B10B解碼器的組合。
這裡所指的「狀態機」涉及可以定義一個或更多個狀態的邏輯。例如，狀態機可以通過改變其一個或更多個狀態來對輸入作出響應。狀態機可以從源接收數據輸入並將數據輸出提供給目的地，其中所述數據輸出指示狀態機的一個或更多個狀態。可以用特定數據格式和特定數據速率將這樣的數據輸出提供給目的地。但是，這些僅僅是狀態機的實施例，並且，本發明的實施方案在這些方面不受限制。
這裡所指的「介質無關接口」(MII)涉及以與用於傳送數據的特定傳輸介質無關的格式，從源接收所述數據或者將所述數據傳送到目的地的接口。例如，數據收發機可以響應於在MII處接收到的數據，以數據傳輸格式將數據傳送到傳輸介質。而且，數據收發機可以響應於從傳輸介質以數據傳輸格式接收到數據，將數據提供給MII。MII也可以從耦合到DDI中的一個或更多個數據通道的狀態機接收數據或將數據提供給所述狀態機。這裡所指的「吉比特MII」(GMII)涉及能夠以大約每秒一吉比特的數據速率從源接收數據或者將數據傳送到目的地的MII。這裡所指的「10吉比特MII」(XGMII)涉及能夠以大約每秒十吉比特的數據速率從源接收數據或者將數據傳送到目的地的MII。但是，這些僅僅是MII的實施例，並且，本發明的實施方案在這些方面不受限制。
這裡所指的「附接單元接口」(AUI)涉及能夠在連到數據網絡的傳輸介質的附接設備和數據終端設備之間傳送數據的物理介質。這裡所指的「擴展附接單元接口」(XAUI)涉及能夠在MII和數據收發機之間傳送數據的數據鏈路。這裡所指的「10吉比特擴展附接單元接口」(XAUI)涉及能夠在XMII和數據收發機之間傳送數據的擴展附接單元接口。針對例如每秒40或者100吉比特的更高數據速率，可以定義其他的擴展附接單元接口。
簡單地說，本發明的實施方案涉及以一種數據速率將數據傳送到一個或更多個數據通道接口或者從一個或更多個數據通道接口接收數據的設備。每一個數據通道接口均能夠將串行數據信號傳送到設備到設備互連中的數據通道，或從所述數據通道接收串行數據信號。至少可以部分地基於數據通道接口的數量改變所述數據速率，所述數據通道接口將串行數據信號活動地傳送到設備到設備互連或者從設備到設備互連活動地接收串行數據信號。但是，這僅僅是示範性實施方案，並且本發明的其他實施方案在這些方面不受限制。
圖1根據本發明的實施方案示出了利用DDI 14耦合的設備12的原理圖。根據實施方案，DDI 14可以包括在印刷電路板(未示出)的銅跡線中或者耦合在設備12之間的電纜中形成的多個數據通道(未示出)。但是，這僅僅是在DDI中可以如何形成數據通道的實施例，並且本發明的實施方案在這個方面不受限制。每一個數據通道均可以用一個或更多個差分對信號來傳送或者接收數據。但是，這僅僅是在數據通道中可以如何傳送數據的實施例，並且本發明的實施方案在這個方面不受限制。
對於全雙工通信，對應的數據通道對可以採用兩個差分對信號(例如，一個差分對信號用於在第一數據通道上從設備傳送數據，而一個差分信號對用於在第二數據通道上在所述設備處接收數據)。可替換地，單個數據通道可以採用單個差分對信號用於以半雙工工作模式進行通信。但是，這僅僅是可以如何使用差分對信號實施全雙工或者半雙工通信的實施例，並且，本發明的實施方案在這些方面不受限制。
根據實施方案，除了耦合到DDI 14以外，設備12和16還可以耦合到幾個數據通信系統和/或輸入/輸出體系結構中的任何一個中的其他設備。例如，設備12或16中的任何一個均可以包括用於耦合到例如介質訪問控制器(MAC)(未示出)的其他設備的介質無關接口(MII)。這樣的MAC可以將設備12或16耦合到幾個其他的I/O設備中的任何一個，例如復用數據總線、多埠交換結構或背板乙太網交換機(backplane ethernet switch)。MAC還可以將設備12或16耦合到一個或更多個分組(packet)分類設備(例如用於網絡協議處理)，例如網絡處理器或者分組分類ASIC。但是這些僅僅是可以通過MAC耦合到MII的設備的實施例，並且本發明的實施方案在這些方面不受限制。
在另一個實施方案中，設備12或16可以包括耦合到物理層通信設備(未示出)的MII，所述物理層通信設備用於在例如同軸線、光纖或雙絞線電纜的傳輸介質中傳送或者接收數據。但是，這些僅僅是可以用於在MII處傳送或者接收數據的數據傳輸介質的實施例，並且本發明的實施方案在這些方面不受限制。
在替換的實施方案中，設備12或16可以獨立於MII地和MAC或者物理層通信設備集成在一起。例如，設備12或16可以包括獨立於MAC地與MAC或物理層通信設備集成在一起的傳送或接收狀態機。但是，這些僅僅是替換性的實施方案，並且本發明其他的實施方案在這些方面不受限制。
圖2到圖4示出了設備22的使用，設備22能夠從具有兩個、四個或八個數據通道對的DDI傳送或接收數據。設備22還可以包括用於在DDI和另一設備(例如MAC或物理層通信設備，未示出)之間傳送數據的MII(未示出)。可替換地，設備22可以獨立於這樣的MII地和MAC或者物理層通信設備集成在一起。在任一個這樣的實施方案中，設備22均可以以一種數據速率在DDI和其他設備之間傳送數據。在參考圖2到圖4描述的具體實施方案中，每一個數據通道均能夠以例如每秒2.5吉比特(例如，包括開銷大約是每秒3.125吉比特)的設定數據速率全雙工地傳送數據。但是這僅僅是數據通道的示範性數據速率，並且其他的實施方案可以涉及以不同的速率來傳送數據的數據通道。根據實施方案，設備22可以基於用來在DDI中活動地傳送或接收數據的數據通道的數量來改變在所述DDI和另一設備(例如MAC或物理層通信設備，未示出)之間傳送數據的數據速率。
在圖2中，包括四個耦合到設備22的數據通道對28(其中對28中的第一數據通道從設備22傳送第一串行數據信號，並且對28中的第二數據通道從設備22傳送走第二串行數據信號)的DDI 24可以將設備22耦合到根據IEEE標準802.3ae-2002的第47款工作的10吉比特介質無關接口擴展器子層(XGXS)設備26。DDI 24可以提供10吉比特附接單元接口(XAUI)。因此，設備22可以被配置為以大約每秒10吉比特的數據速率將數據傳送到DDI 24或從DDI 24接收數據的XGXS設備。
在圖3中，包括兩個數據通道對38的DDI 34可以將設備22耦合到設備36，設備36能夠以大約每秒5吉比特的數據速率在設備22和36之間傳送數據(例如作為5000BASE-X設備)。因此，設備22可以被配置成以大約每秒5吉比特的數據速率將數據傳送到DDI 34或從DDI 34接收數據。
在圖4中，包括單個數據通道對48的DDI 44可以將設備22耦合到設備46，設備46能夠以大約每秒2.5吉比特的數據速率在設備22和46之間傳送數據(例如作為2500BASE-X設備)。因此，設備22可以被配置成以大約每秒2.5吉比特的數據速率將數據傳送到DDI 44或從DDI 44接收數據。
在上面參考圖2到圖4描述的實施方案中，除了設備22以外，設備26、36或46中的任何一個均可以類似地被配置成在一個、兩個或四個數據通道對上傳送或者接收數據。在這些具體實施方案中，一個、兩個或者四個數據通道對的DDI均可以用來在設備22與設備26、36或46中的任何一個之間傳送數據。這些設備26、36或46中的任何一個也可以具有基於DDI中的數據通道的數量來改變將數據傳送到DDI或從DDI接收數據的數據速率的能力。
圖5根據圖2到圖4中所示設備22的實施方案，示出了能夠基於向DDI活動地傳送數據或者從DDI活動地接收數據的數據通道的數量來選擇性地改變MII 124處數據速率的設備102的原理圖。可以使用邏輯設計領域普通技術人員公知的技術，在一個或更多個半導體設備中形成設備102。可替換地，一個或更多個所示部分可以被實現為可被處理器或者微控制器執行的機器可讀指令。但是這些僅僅是可以如何實現在MII和DDI之間傳送數據的設備的實施例，並且本發明的實施方案在這些方面不受限制。
設備102可以包括能夠將信號傳送到一個或更多個數據通道對112或從一個或更多個數據通道對112接收信號的物理介質相關(PMD)子層區段(section)110，以及能夠將數據傳送到MII 124或從MII 124接收數據的物理編碼子層(PCS)區段106。物理介質附接(PMA)子層區段108被耦合到PMD區段110和PCS區段106，以便響應於來自PMD區段110的信號將並行數據信號傳送到PCS區段106，並響應於來自PCS區段106的並行數據信號將編碼數據信號傳送到PMD區段110。
PMD區段110包括多個數據通道接口(DLI)114和115，其中每一個DLI均可以耦合到相關聯的數據通道112。每一個DLI 114和115均可以包括導電引腳(未示出)，所述導電引腳被調適為利用例如釺料鍵合或設備插座耦合到印刷電路板上的導電元件。可替換地，每一個DLI 114和115均可以通過導電電纜連接器耦合到電纜。每一個DLI均可以包括一組導電引腳，用於將串行數據傳送到相關聯的數據通道112或從相關聯的數據通道112接收串行數據。相關聯的數據通道112可以將串行數據信號作為差分對信號傳送到DDI或從DDI接收作為差分對信號的串行數據信號。
對於PMD區段110中的每一個DLI 115，PMD區段108可以包括時鐘和數據恢復(CDR)及解串器電路116。響應於來自相關聯的DLI 115的差分對信號，CDR部分可以產生串行數據。響應於來自CDR部分的串行數據，解串器部分可以以字節為間隔向PCS區段106提供10位並行數據字(word)。類似地，對於每一個DLI 114，響應於從PCS區段106以字節為間隔接收到10位並行數據字，串行器電路118可以產生串行數據供通過DLI 114傳輸(例如通過印刷電路板跡線，或者通過10GBASE-CX實現中的連接器和電纜)。
對於PMD區段110中的每一個DLI 115，PCS區段106可以包括同步電路122和8B10B解碼器120。從接收自PMA區段108的10位並行數據中，同步電路122可以如IEEE標準802.3ae-2002的第48.2.4.2.1款中所描述的那樣檢測連續的10位「碼組」之間的邊界。然後8B10B解碼器120可以如IEEE標準802.3-2000的第36款中描述的那樣將連續的10位碼組解碼為8位字節，並將解碼的字節提供給對齊和去歪斜(deskew)狀態機130。響應於以字節為間隔從傳送狀態機126接收到8位字節，8B10B編碼器123可以將每一個8位字節編碼為10位碼組，供在相關聯的DLI 114上傳輸。
根據實施方案，在8B10B解碼器120處接收到的碼組包括編碼數據和控制符號，例如指示在數據通道中接收到的數據的時間上的對齊的對齊字符。可以在隨機時刻在數據通道中插入對齊字符。例如，對齊字符的插入可以在幀間間隙期間或空閒周期期間發生，以便降低數據開銷的影響。除了向對齊和去歪斜狀態機130提供解碼的8位字節以外，8B10B解碼器120還可以指示檢測到的對齊字符在解碼的8位字節中的位置。可替換地，對齊和去歪斜狀態機130可以獨立於8B10B解碼器120確定對齊字符的位置。從每一個從數據通道112活動地接收數據的DLI 115接收到解碼的8位字節，對齊和去歪斜狀態機130可以級聯(concatenate)四個對齊的字節形成要提供給接收狀態機128的32位字。如果正從四個數據通道112(如圖2中所示)活動地接收串行數據信號，則對齊和去歪斜狀態機130可以從這四個數據通道的每一個中選擇對齊的字節來形成所述32位字。如果正從恰好兩個數據通道112(如圖3中所示)活動地接收串行數據信號，則對齊和去歪斜狀態機130可以選擇兩個接收自數據通道112的每一個的對齊的字節來形成所述32位字。如果正從恰好1個數據通道112(如圖4中所示)活動地接收串行數據信號，則對齊和去歪斜狀態機130可以組合四個連續的接收字節來形成所述32位字。
根據實施方案，在設備102和通過一個或更多個數據通道112耦合到設備102的遠程設備(未示出)之間的位置處可以檢測到在進入(inbound)或接收路徑(path)上接收到的「本地鏈路故障」。而且，在檢測到本地鏈路故障以後，可以在遠程設備以遠(beyond)的位置檢測到輸出或傳送路徑上提供的「遠程鏈路故障」。接收狀態機128可以從遠程設備接收指示這種本地或者遠程鏈路故障的鏈路故障信號。類似地，傳送狀態機126可以將指示本地鏈路故障或遠程鏈路故障(例如在MAC 104以遠的位置檢測到的鏈路故障)的鏈路故障信號傳送到遠程設備。
根據實施方案，如果四個數據通道對(通道0到3)正活動地傳送數據(即四個DLI 114中的每一個均在數據通道112中傳送串行數據信號，並且四個DLI 115中的每一個均在從數據通道112接收串行數據信號)，則鏈路故障信號可以被接收狀態機128接收，或者被傳送狀態機126傳送，如IEEE標準802.3ae-2002第46.3.4款中規定的那樣。這裡，四個對齊的字節，即在四個數據通道的每一個上傳送/接收的一個字節，可以提供鏈路故障信號(例如通道0中的順序控制字符、通道1和2中的數據字符0x00，和通道3中的數據字符0x01來指示本地故障，或者和通道3中數據字符0x02來指示遠程鏈路故障)。如果單個數據通道對正活動地傳送數據(即單個DLI 114正在數據通道112中傳送串行數據信號，並且單個DLI 115正從數據通道112接收串行數據信號)，則連續地傳送/接收的四個字節可以提供鏈路故障信號(例如傳送順序控制字符、兩個數據字符0x00，和數據字符0x01來指示本地鏈路故障，或者和數據字符0x02來指示遠程鏈路故障)。可替換地，可以在兩個串行字節中傳送/接收鏈路故障信號(例如數據字符0x01跟隨著順序控制字符指示本地鏈路故障，或者數據字符0x02跟隨著順序控制字符指示遠程鏈路故障)。
如果恰好兩個數據通道對正活動地傳送數據(即兩個DLI 114中的每一個正在數據通道112中傳送串行數據信號，並且兩個DLI 115中的每一個正從數據通道112接收串行數據信號)，則鏈路故障信號可以作為四個字節傳送/接收，在第二字節間隔中傳送的兩個對齊的字節跟隨著在第一字節間隔中傳送的兩個對齊的字節。例如，前兩個對齊的字節可以包括順序控制字符和數據字符0x00。後兩個對齊的字節可以包括數據字符0x00和指示本地鏈路故障的數據字符0x01或指示遠程鏈路故障的數據字符0x02。作為對在第一字節間隔中傳送兩個對齊的字節，跟著在第二字節間隔中傳送兩個對齊字節的替換，可以在單個字節間隔中傳送兩個對齊的字節，其中第一對齊的字節提供順序控制字符，並且第二字節提供數據字符0x01以指示本地鏈路故障或者提供數據字符0x02以指示遠程鏈路故障。
一旦從對齊和去歪斜狀態機128接收到32位字，接收狀態機128可以格式化該32位字，供作為32位信號數據信號在MII 124中傳輸。例如，在MII 124包括如IEEE標準802.3ae-2002的第46款中描述的XGMII所規定的信號格式的情況下，可以將該32位字格式化，供作為信號RXD31:0與控制字RXC3:0一起傳輸。因此，接收狀態機128可以以時鐘信號RX_CLK的間隔，例如在時鐘信號RX_CLK的上升沿或下降沿，將格式化為RXD31:0的32位字傳送到MII 124。類似地，傳送狀態機126可以以時鐘信號TX_CLK的間隔，例如在時鐘信號TX_CLK的上升沿或下降沿，從MII 124與控制字TXC3:0一起接收格式化為例如XGMII信號TXD31:0的32位字。MAC 104可以產生和控制這樣的時鐘信號TX_CLK。
對於從MII 124接收到的每一個32位字，傳送狀態機126可以在正活動地傳送數據的數據通道112間分割該32位字(例如，如果四個數據通道正活動地傳送，則每個數據通道112一個字節；如果兩個數據通道正活動地傳送，則每個數據通道112兩個字節；如果一個數據通道正活動地傳送，則單個數據通道112上4個字節)。然後，每一個活動地傳送的數據通道112的相關聯8B10B編解碼器120可以將每一個字節編碼為相應的10位碼組，供通過PMA區段108和PMD區段110傳輸到數據通道112。
根據實施方案，設備102可以保持兩個時鐘域，第一時鐘域用於控制傳送狀態機126和接收狀態機128處(例如還有MII 124處)的數據速率，並且第二時鐘域用於控制各個數據通道112處的數據傳輸和接收。時鐘信號TX_CLK或RX_CLK可以參考控制第一時鐘域的第一公共時鐘信號。第一公共時鐘信號還可以控制傳送狀態機126和接收狀態機128的執行。通過提高或者降低第一公共時鐘信號的頻率，可以提高或者降低傳送狀態機126將數據傳送到數據通道112的數據速率以及接收狀態機128將數據提供給MAC 104的數據速率。例如，通過改變第一公共時鐘信號的頻率，時鐘信號TX_CLK或RX_CLK(參考第一公共時鐘信號)可以具有大約156.25MHz的頻率，以便將MII 124處的數據速率保持在大約每秒10吉比特(例如如果四個數據通道112正活動地傳送數據並且四個數據通道112正活動地接收數據)，時鐘信號TX_CLK或RX_CLK可以具有大約78.12MHz的頻率以便將MII 124處的數據速率保持在大約每秒5吉比特(例如如果兩個數據通道112正活動地傳送數據並且兩個數據通道112正活動地接收數據)，以及時鐘信號TX_CLK或RX_CLK可以具有大約39.06MHz的頻率以便將MII 124處的數據速率保持在大約每秒2.5吉比特(例如如果一個數據通道112正活動地傳送數據並且一個數據通道112正活動地接收數據)。
根據實施方案，第二公共時鐘信號可以控制CDR及解串器電路116、同步電路122和正從相關聯的數據通道112活動地接收串行數據信號的8B10B解碼器120。類似地，第二公共時鐘信號可以控制串行器電路118和正在相關聯的數據通道112中活動地傳送串行數據信號的8B10B解碼器123。根據實施方案，第二公共時鐘信號可以獨立於控制第一時鐘域的公共時鐘信號的變化，控制以固定的數據速率(例如大約每秒3.215吉比特)把串行數據傳送到數據通道112或者從數據通道112接收串行數據。
根據實施方案，可以使用普通技術人員公知的時鐘分頻(clock dividing)電路從第一和第二公共時鐘信號中較快的來產生第一和第二公共時鐘信號中較慢的。根據實施方案，可以基於對正將串行數據信號活動地傳送到數據通道112的DLI 115的數量或者正從數據通道112活動地接收串行數據信號的DLI 114的數量的指示來控制第一時鐘域的第一公共時鐘信號。在一個實施方案中，PMD區段110可以給PCS區段106提供指示哪個DLI 114正從相關聯的數據通道112接收信號的四位信號signal-detect3:0(例如如IEEE P802.3ak第54.6.5款中規定的那樣，其中PMD signal detect n指示數據通道n是否正接收數據)。可替換地，PCS區段106可以在如IEEE標準802.3ae-2002的第45款中規定的管理數據輸入/輸出(「MDIO」)接口的寄存器中接收數據。但是，這些僅僅是PCS區段可以如何檢測正在將數據傳送到數據通道或者從數據通道接收數據的DLI的數量的實施例，並且本發明的實施方案在這些方面不受限制。基於正從數據通道112接收串行數據信號或者正將串行數據信號傳送到數據通道112(例如四個、兩個或一個數據通道112)的DLI的數量，可以設定第一公共時鐘信號的頻率以便相應地控制MII 124的數據速率。
雖然圖5中所示的實施方案包括MII 124，但是應該理解，在其他實施方案中，傳送狀態機(例如傳送狀態機126)和接收狀態機(例如接收狀態機128)可以獨立於MII地和MAC或物理層通信設備一起集成在單個設備中。因此，傳送狀態機可以用至少部分地基於活動地傳送串行數據信號的數據通道的數量的數據速率，將數據從所述集成設備傳送到DDI。類似地，接收狀態機可以用至少部分地基於活動地傳送串行數據信號的數據通道的數量的數據速率，將數據傳送到所述集成設備。
雖然已經示出並描述了當前被認為是本發明的示範性實施方案的內容，但是本領域的技術人員將理解，不偏離本發明的真正範圍，可以作出各種其他的修改，並且可以用等同物替換。此外，不偏離這裡所描述的中心發明概念，可以作出很多修改，以便使得特定情況適應本發明的教導。因此，期望本發明不限於所公開的具體實施方案，而是包括落入所附權利要求書的範圍內的所有實施方案。
權利要求
1.一種系統，包括介質訪問控制器(MAC)；以及通信設備，所述設備包括耦合到所述MAC的介質無關接口(MII)，所述介質無關接口用於進行以一數據速率傳送數據和接收數據中的至少一項；多個數據通道接口，每一個數據通道接口均能夠進行將串行數據信號傳送到設備到設備互連中的數據通道和從設備到設備互連中的數據通道接收串行數據信號中的至少一項；以及邏輯，所述邏輯至少部分地基於將串行數據信號活動地傳送到所述設備到設備互連或從所述設備到設備互連活動地接收串行數據信號的所述數據通道接口的數量來改變所述數據速率。
2.如權利要求1所述的系統，其中，所述系統還包括耦合到所述MAC的交換結構。
3.如權利要求1所述的系統，其中，所述系統還包括耦合到所述MAC的分組分類設備。
4.一種設備，包括介質無關接口(MII)，所述介質無關接口用於進行以一數據速率傳送數據和接收數據中的至少一項；多個數據通道接口，每一個數據通道接口均能夠進行將串行數據信號傳送到設備到設備互連中的數據通道和從設備到設備互連中的數據通道接收串行數據信號中的至少一項；以及邏輯，所述邏輯至少部分地基於將串行數據信號活動地傳送到所述設備到設備互連或從所述設備到設備互連活動地接收串行數據信號的所述數據通道接口的數量來改變所述數據速率。
5.如權利要求4所述的設備，其中，每一個數據通道接口和用於傳送串行數據信號的第一差分對以及用於接收串行數據信號的第二差分對相關聯。
6.如權利要求5所述的設備，其中，所述多個數據通道接口能夠將數據傳送到10吉比特附接單元接口和從10吉比特附接單元接口接收數據。
7.如權利要求4所述的設備，其中，所述設備還包括多個8B10B解碼器，每一個8B10B解碼器均和所述數據通道接口其中之一相關聯，每一個8B10B解碼器均能夠以第一時鐘信號的第一間隔解碼來自差分對的一個八位字節；接收狀態機，所述接收狀態機用於以第二時鐘信號的第二間隔向所述MII提供固定長度數據信號；以及邏輯，所述邏輯基於從所述設備到設備互連活動地接收串行數據的所述數據通道接口的數量來改變所述第二間隔。
8.如權利要求4所述的設備，其中，所述設備還包括傳送狀態機，所述傳送狀態機用於以第一時鐘信號的第一間隔從所述MII接收固定長度數據信號；多個8B10B編碼器，每一個8B10B編碼器均和所述數據通道接口其中的一個相關聯，每一個8B10B編碼器均能夠以第一時鐘信號的第一間隔對所述固定長度的數據信號的一個八位字節進行編碼，用於傳輸到差分對；以及邏輯，所述邏輯基於將串行數據活動地傳送到所述設備到設備互連的所述數據通道接口的數量來改變所述第二間隔。
9.如權利要求4所述的設備，其中，所述設備到設備互連包括印刷電路板跡線。
10.如權利要求4所述的設備，其中，所述設備到設備互連包括電纜。
11.一種方法，包括進行以一數據速率將數據傳送到介質無關接口(MII)和從介質無關接口接收數據中的至少一項；進行將串行數據信號傳送到設備到設備互連中的一個或更多個數據通道和從設備到設備互連中的一個或更多個數據通道接收串行數據信號中的至少一項，每一個數據通道均通過相關聯的數據通道接口耦合到所述MII；以及至少部分地基於將串行數據信號活動地傳送到所述設備到設備互連或從所述設備到設備互連活動地接收串行數據信號的所述數據通道接口的數量來改變所述數據速率。
12.如權利要求11所述的方法，所述方法還包括在第一差分對信號中將一個或更多個串行數據信號傳送到所述設備到設備互連；以及在第二差分對信號中從所述設備到設備互連接收一個或更多個串行數據信號。
13.如權利要求12所述的方法，所述方法還包括將數據傳送到10吉比特附接單元接口和從10吉比特附接單元接口接收數據。
14.如權利要求11所述的方法，其中，所述方法還包括在一個或更多個數據通道接口處從所述設備到設備互連接收串行數據信號；根據8B10B解碼方案對所述串行數據信號進行解碼，以便以字節為間隔提供八位字節；以具有一頻率的時鐘信號的間隔向所述MII提供固定長度的數據信號；以及基於從所述設備到設備互連活動地接收串行數據信號的所述數據通道接口的數量，改變所述時鐘信號的所述頻率。
15.如權利要求11所述的方法，其中，所述方法還包括以具有一頻率的時鐘信號的間隔，從所述M11接收固定長度的數據信號，所述固定長度的數據信號具有多個八位字節；根據8B10B編碼方案，將每一個八位字節編碼為十位碼組；將所述碼組通過一個或更多個數據通道接口傳送到所述設備到設備互連；以及至少部分地基於將串行數據活動地傳送到所述設備到設備互連的數據通道接口的數量，改變所述時鐘信號的所述頻率。
16.如權利要求11所述的方法，其中，所述設備到設備互連包括印刷電路板跡線。
17.如權利要求11所述的方法，其中，所述設備到設備互連包括電纜。
18.一種系統，包括物理層通信設備，用於以一數據速率在傳輸介質和介質無關接口(MII)之間傳送數據；以及通信設備，所述通信設備包括多個數據通道接口，每一個數據通道接口均能夠進行將串行數據信號傳送到設備到設備互連中的數據通道和從設備到設備互連中的數據通道接收串行數據信號中的至少一項；以及邏輯，所述邏輯至少部分地基於將串行數據信號活動地傳送到所述設備到設備互連或從所述設備到設備互連活動地接收串行數據信號的所述數據通道接口的數量來改變所述數據速率。
19.如權利要求18所述的系統，其中，所述物理層通信設備被調適為在所述MII和光纜之間傳送數據。
20.如權利要求20所述的系統，其中，所述物理層通信設備被調適為在所述MII和雙絞線電纜之間傳送數據。
21.一種設備，包括狀態機，所述狀態機用於進行以一數據速率傳送數據和接收數據中的至少一項；多個數據通道接口，每一個數據通道接口均能夠進行將串行數據信號傳送到設備到設備互連中的數據通道和從設備到設備互連中的數據通道接收串行數據信號中的至少一項；以及邏輯，所述邏輯至少部分地基於將串行數據信號活動地傳送到所述設備到設備互連或從所述設備到設備互連活動地接收串行數據信號的所述數據通道接口的數量來改變所述數據速率。
22.如權利要求21所述的設備，其中每一個數據通道接口和用於傳送串行數據信號的第一差分對以及用於接收串行數據信號的第二差分對相關聯。
23.如權利要求22所述的設備，其中，所述多個數據通道接口能夠將數據傳送到10吉比特附接單元接口和從10吉比特附接單元接口接收數據。
24.如權利要求21所述的設備，其中，所述數據速率由第一時鐘信號的頻率控制，並且其中，所述設備還包括多個8B10B解碼器，每一個8B10B解碼器均和所述數據通道接口其中之一相關聯，每一個8B10B解碼器均能夠以由第二時鐘信號的頻率控制的速率解碼來自差分對的一個八位字節；以及邏輯，所述邏輯至少部分地基於從所述設備到設備互連活動地接收串行數據的所述數據通道接口的數量來改變所述第一時鐘信號的所述頻率。
25.如權利要求21所述的設備，其中，所述數據速率由第一時鐘信號的頻率控制，並且其中，所述設備還包括多個8B10B編碼器，每一個8B10B編碼器均和所述數據通道接口其中的一個相關聯，每一個8B10B編碼器均能夠以由第二時鐘信號控制的速率對所述固定長度的數據信號的一個八位字節進行編碼，用於傳輸到差分對；以及邏輯，所述邏輯至少部分地基於將串行數據活動地傳送到所述設備到設備互連的所述數據通道接口的數量來改變所述第一時鐘信號的所述頻率。
26.如權利要求21所述的設備，其中，所述設備還包括MAC，用於進行以所述數據速率將數據傳送到所述狀態機和從所述狀態機接收數據中的至少一項。
27.如權利要求21所述的設備，其中，所述設備還包括物理層通信設備，用於進行以所述數據速率將數據傳送到所述狀態機和從所述狀態機接收數據中的至少一項。
28.如權利要求21所述的設備，其中，所述設備到設備互連包括印刷電路板跡線。
29.如權利要求21所述的設備，其中，所述設備到設備互連包括電纜。
30.一種方法，包括進行以一數據速率將數據傳送到狀態機和從狀態機接收數據的中的至少一項；進行將串行數據信號傳送到設備到設備互連中的一個或更多個數據通道和從設備到設備互連中的一個或更多個數據通道接收串行數據信號其中的至少一項，每一個數據通道均通過相關聯的數據通道接口耦合到所述狀態機；以及至少部分地基於將串行數據信號活動地傳送到所述設備到設備互連或從所述設備到設備互連活動地接收串行數據信號的所述數據通道接口的數量來改變所述數據速率。
31.如權利要求30所述的方法，所述方法還包括在第一差分對信號中將一個或更多個串行數據信號傳送到所述設備到設備互連；以及在第二差分對信號中從所述設備到設備互連接收一個或更多個串行數據信號。
32.如權利要求31所述的方法，所述方法還包括將數據傳送到10吉比特附接單元接口和從10吉比特附接單元接口接收數據。
33.如權利要求30所述的方法，其中，所述方法還包括根據時鐘信號的頻率控制所述數據速率；在一個或更多個數據通道接口處從所述設備到設備互連接收串行數據信號；根據8B10B解碼方案對所述串行數據信號進行解碼，以便以字節為間隔提供八位字節；以及基於從所述設備到設備互連活動地接收串行數據信號的所述數據通道接口的數量改變所述時鐘信號的所述頻率。
34.如權利要求30所述的方法，其中，所述方法還包括在所述狀態機處以由具有一頻率的時鐘信號控制的速率接收固定長度的數據信號，所述固定長度的數據信號具有多個八位字節；根據8B10B編碼方案，將每一個八位字節編碼為十位碼組；將所述碼組通過一個或更多個數據通道接口傳送到所述設備到設備互連；以及至少部分地基於將串行數據活動地傳送到所述設備到設備互連的數據通道接口的數量，改變所述時鐘信號的所述頻率。
全文摘要
所描述的是用於將數據傳送到一個或更多個數據通道接口或者從一個或更多個數據通道接口接收數據的設備和系統。每一個數據通道接口均能將串行數據信號傳送到設備到設備互連中的數據通道和從設備到設備互連中的數據通道接收串行數據信號。至少可以部分地基於將串行數據信號活動地傳送到所述設備到設備互連或從所述設備到設備互連活動地接收串行數據信號的所述數據通道接口的數量來改變實際的數據速率。
文檔編號H04L12/40GK1871817SQ200480030896
公開日2006年11月29日 申請日期2004年8月18日 優先權日2003年8月20日
發明者布拉德利·布思, Q·勒 申請人:英特爾公司