JPH09171492A - ネットワークインターフェース - Google Patents

ネットワークインターフェース

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JPH09171492A
JPH09171492A JP8207369A JP20736996A JPH09171492A JP H09171492 A JPH09171492 A JP H09171492A JP 8207369 A JP8207369 A JP 8207369A JP 20736996 A JP20736996 A JP 20736996A JP H09171492 A JPH09171492 A JP H09171492A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パケットをベースとするデータ送信システム
において、フレームモードのすべてが共存でき、最適バ
ッファモード、ダイナミックおよびスタティックチェイ
ニング、ストリーミングを可能にすると共に、チャッキ
ング可能にするネットワークインターフェースを得る。 【解決手段】 フレキシブルな最適化されたブロッキン
グを生じない送信インターフェース、異なるサイズのパ
ケットに適合するよう、バッファを多数のチャンクまた
はセグメントに分割するチャンキングシステムを含む受
信インターフェース、更に、該受信インターフェースは
リンクされたリスト内の第１バッファのためにリンク要
素が不要であるチャンキングをサポートするための最適
化リンクリスト方法を含み、実施の形態では小パケット
を送信する際の相対的オーバーヘッドを減少するように
小パケットフォーマットが与えられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、データパケット
伝送システムにおけるネットワークインターフェースに
関し、より詳細には、パケットから成るデータがフレー
ムを構成し、各フレームはチャンネルの記述を含む状態
で送信機からチャンネルまたはバーチャルサーキットを
介して受信機へ送信するデータ伝送システムにおけるネ
ットワークインターフェースに関する。
【０００２】
【従来の技術】コネクションベースのデータ送信システ
ムは、多数のネットワーク交換機すなわちノードを通る
送信ノードと受信ノードとの間のコネクション、すなわ
ちいわゆるバーチャルチャンネルを通して送信側から受
信側へデータを送信する。データのパケットをこのよう
にして送る際、さらにあるシステムでは、ＡＴＭネット
ワーク内のセルのような構成サブ要素は送信ノードから
受信ノードへの送信のためのバーチャルチャンネルによ
って識別される。
【０００３】他のネットワーク上のコンピュータおよび
データシステムとのデータの送受信をするように装備さ
れたコンピュータでは、ネットワークインターフェース
が例えば銅線、同軸ケーブルまたは光ファイバのような
物理的ネットワーク媒体へホストコンピュータを接続す
る。このホストコンピュータにはネットワークインター
フェースが設けられており、このネットワークインター
フェースは、送信のため、送信すべきパケットデータを
含むホストコンピュータによって与えられるデータバッ
ファを取り込み、これらパケットを送るようになってお
り、ネットワークインターフェースはこれらパケットが
送られたときホストコンピュータに知らせる。
【０００４】ホストコンピュータのネットワークインタ
ーフェースは、受信のため、入力するパケットを記憶で
きる空のデータバッファを提供する。このネットワーク
インターフェースはホストデータバッファをパケットデ
ータで満たし、すべてのパケットの受信が完了したとき
ホストコンピュータに知らせる。
【０００５】これら機能に加えて、ネットワークインタ
ーフェースは、使用されるデータ通信機構に適切な物理
的層およびデータリンク層機能を実現する。物理的層と
は物理的媒体、例えば同軸ケーブルまたはワイヤー等を
通してビットを送るためのプロトコルであり、データリ
ンク層とはネットワークの一端から他端へデータのユニ
ットを伝送するためのプロトコルを意味する。ネットワ
ークインターフェースは、使用されるデータ通信機構に
適切な機能、例えばより小さいデータユニットとなるよ
うにパケットをセグメント化または分割すること、セグ
メント化の逆に再組み立てすること、およびフロー制御
の機能を実行する。
【０００６】送信すべきデータパケットが必要であれ
ば、送信用のより小さい単位に分割され、次にフレーム
を形成するよう適切な制御情報でカプセル状とされる。
この発明の目的のために、データ通信を作動させること
ができる方法は多数あるが、各フレームは、本明細書で
バーチャルチャンネルまたはコネクションと称される送
信ノードと受信ノードとの間の指定チャンネル上で伝送
される。これらのタイプのデータ通信システムではバー
チャルコネクション、すなわちチャンネルの識別子をフ
レーム内で搬送するようになっている。
【０００７】ホストおよびネットワークインターフェー
スは、データ通信およびホストとネットワークインター
フェースとの間の同期のために、一般にリングキューを
使用する。リングキューすなわち円形キューは、キュー
が固定されたサイズのメモリを占めるよう、先入れ先出
し、すなわちＦＩＦＯキューがラップする共通なデータ
構造である。
【０００８】一般に、ネットワークインターフェース内
の送信側にはこれらリングキューのうちの２つが割り当
てられ、受信側には２つが割り当てられる。送信側に関
しては、送信側内のキューのうちの１つが送信すべきフ
レームを表示する。この「送信入力」キュー内の各エン
トリーは１つのフレームを記述する。従って、これらエ
ントリーはフレームデスクリプタ（フレーム識別子）と
して知られている。送信側の第２のキューは送信が完了
したフレームのデスクリプタ（識別子）を含む「送信完
了」キューである。受信側では１つのキューは空のバッ
ファを記述するデスクリプタを含む「フリーバッファ」
キューである。受信側の第２キューは一般に「受信完
了」キューであり、このキューではエントリーは受信の
完了したフレームデータを記述するフレームデスクリプ
タとなっている。
【０００９】一般に、リングキューは、リングキューに
付加的エントリーを加えることができる場所を記述する
「テール」または「イン」ポインタ、およびリングキュ
ーからエントリーを除くことができる場所を記述する
「ヘッド」または「アウト」ポインタを有する。
【００１０】作動中、ホストは送信入力キューのテール
にフレームデスクリプタを挿入し、作用すべきフレーム
デスクリプタがあることをネットワークインターフェー
スに通知する。当然ながら、処理すべきフレームデスク
リプタがあることをネットワークインターフェースに通
知する方法は多数ある。１つの方法は、ヘッド位置にお
けるエントリーを読み出すことにより、ネットワークイ
ンターフェースはホストに応答し、テールポインタを更
新することである。
【００１１】通知の第２の方法は、ホストが他のレジス
タに書き込みをし、リングキューのヘッドに有効エント
リーがあることをネットワークインターフェースに通知
する方法である。この方法と組み合わせてエントリーが
有効であることを表示する現在ビットをリングキューエ
ントリー内に入れることが多い。
【００１２】第３の通知方法は、ネットワークインター
フェースがリングキューのヘッド位置をポーリングし、
この位置を繰り返し読み出すことである。ネットワーク
インターフェースがセットされた現在ビットを通知する
と、エントリーは送信すべきフレームを記述する有効フ
レームデスクリプタを含む。これら前述した方法は、リ
ングキューが空の状態から空でない状態に移行したこと
をネットワークインターフェースに通知するためのプロ
セスを記述する。
【００１３】送信完了キューはデータのフレームの送信
を完了したことを表示するエントリーを有する。かかる
出力キューに対して、リングキューが有効フレームデス
クリプタを含むことをホストに知らせる方法は種々多数
存在する。１つの方法は、ホストにインターラプトし、
ホストにリングキューレジスタを検査させる方法であ
る。別の方法は、現在ビットがセットされていることを
判断し、エントリーが有効フレームデスクリプタを含む
ことを表示するために、ホストに対しリングキューエン
トリーをポーリングすることである。
【００１４】受信側でのキューの機能は次のとおりであ
る。送信側と同じように入力キューと出力キューがあ
る。入力キューとは空のバッファを含む「フリーバッフ
ァ」キューである。このキューは、ホストがこのキュー
における有効なエントリーをネットワークインターフェ
ースに通知するための効率的な手段を有することが重要
でないことを除き、送信入力キューと同じように機能す
る。受信完了キューは送信完了キューと同様な出力キュ
ーであり、ホストへの通知は同じように働く。
【００１５】汎用コンピュータシステムに対し、ネット
ワークインターフェースはネットワークインターフェー
スカード、すなわち入力／出力、Ｉ／Ｏバスによりホス
トコンピュータに電気的かつ物理的に接続するＮＩＣの
形態をしている。多数使用され、よって、パーソナルコ
ンピュータまたはワークステーションコンピュータで重
要なかかるＩ／Ｏバスの一例としては、周辺接続インタ
ーフェース、すなわちＰＣＩバスがある。このＰＣＩバ
スは極めて高速であるが、メモリアクセスよりかなり低
速である。従って、ＰＣＩバスのアクセスが性能上のボ
トルネックとなり得るので、この結果、オペレーショ
ン、例えばフレームの送受信を完了するのに必要な回数
を最小とする条件が生じている。
【００１６】ＰＣＩバスアクセスは２つの目的に必要で
ある。第１の目的は、フレームの実際のデータを転送す
ることであり、第２の目的はリングキュー内にエントリ
ーをロード及び記憶し、さらにバッファデスクリプタを
読み出し及び書き込みすることである。後者の目的は制
御オーバーヘッドであり、これは特にオーバーヘッドが
比較的性能に大きな衝撃を与える小メッセージに対して
最小にすることが望ましい。従って、Ｉ／Ｏバスアクセ
スの回数はオーバーヘッドを構成する。従って、どのネ
ットワークインターフェースでもこれらアクセス、従っ
てオーバーヘッドを最小にすることが望ましい。データ
転送のクリティカルパスにおけるドライバとオペレーテ
ィングシステムとの相互作用を最小にすることも重要で
ある。Ｉ／Ｏバスアクセスおよびドライバとオペレーテ
ィングシステムとの相互作用の双方は、データ転送プロ
セスにおけるオーバーヘッドに寄与する。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】上記のような代表的な
フレームをベースとする通信システムでは、送信側およ
び受信側の双方で大きな問題がある。送信側に関して
は、ネットワークインターフェースの構造で解決しなけ
ればならない問題が少なくとも４つある。第１の問題
は、ネットワークインターフェースに送信すべきデータ
を識別することであり、第２の問題は特定のコネクショ
ン、すなわちバーチャルチャンネルのためのあるフレー
ムが他の接続すなわちチャンネルのためのフレームの送
信をブロックするブロッキングの問題である。第３の問
題は、利用可能なデータを送信できることを高速かつ効
率的にネットワークインターフェースに通知することで
ある。最後に小パケットの送信に対するオーバーヘッド
を低く保証する問題がある。
【００１８】小パケットに対してネットワークインター
フェースおよびドライバの構造に注意を払わない場合、
小パケットの送信に関連したホストまたはオーバーヘッ
ドはネットワーク上でデータを実際に送信する場合の何
倍にもなり得る。小パケットはクライアント−サーバー
計算システムで共通なリクエスト応答スタイルの通信で
特に重要である。従って、ネットワークインターフェー
スの構造が小パケットに適合しながら同時に多量のデー
タ、すなわち多量のデータパケットを処理できることが
重要である。
【００１９】受信側ではネットワークインターフェース
の構造に少なくとも３つの問題がある。第１の問題と
は、到着データを記憶する場所を識別することである。
第２の大きな問題は、ホストによってネットワークイン
ターフェースに与えられる空のバッファを効率的に使用
することに関連する。一般に、受信側はフレーム全体を
受信した後はフレームに関する考えを有していない。こ
れにより、ホスト側での適切なサイズの空のバッファ空
間を探すという問題が生じる。一般的に行われているや
り方は、フレームが到着するごとに大きい空のバッファ
を確保することである。この結果、フレームが到着する
ごとにフレームサイズを無関係にネットワークインター
フェースは１つのバッファを手に入れる。大きなフレー
ムの場合多数のバッファが必要となることもある。
【００２０】いずれの場合でも、一般に、フレームは最
後のバッファを正確に満たすことはないので、この結
果、バッファの一部が使用されない状態となる。小フレ
ームに対してはこのようなフラグメント化はかなりのも
のとなり得るので、この結果、バッファ空間の利用は不
効率となる。６４バイトを含む小フレームおよび２キロ
バイトのバッファサイズに対しては、１９８４バイトが
使用されず、このことは９７％のバッファ空間が使用さ
れないことを示している。従って、ホストは実際のデー
タに必要なバッファ以外に空のバッファを使用するため
により多数のメモリを専用としなければならないことが
ある。一般に、バッファは物理的メモリ内に常駐しなけ
ればならず、従って、不効率なバッファの使用の結果、
メモリのコスト条件が高くなる。第３の問題は、小メッ
セージの受信に対するオーバーヘッドを小さく保証する
ことである。
【００２１】これまで、ネットワークインターフェース
へ送るべきデータの識別に関して、送信側および受信側
から生じたネットワークインターフェースの構造に関す
る問題を説明したが、一般にバッファおよびバッファデ
スクリプタのリンクされたリストが使用される。また、
一般に、かかるリンクされたリストフレームのデスクリ
プタの単一の送信入力キーがある。先に述べたブロッキ
ングの問題はかかる単一リングキューを利用するシステ
ムで生じ得る。
【００２２】このような問題が特定のコネクションのた
めのフレームデスクリプタをリングキューから除くこと
ができない場合に生じる。この理由は、そのコネクショ
ンのためのフレームデスクリプタを記憶する場所が同じ
コネクションのための送信中のフレームを記憶するのに
既に使用されているからである。このようなフレームデ
スクリプタを送信入力キューから除くことができないの
で、キュー内のその後のフレームデスクリプタに対する
アクセスがブロックされ、よって、フレームデスクリプ
タが別のコネクションのためのものであってもこれらを
キューから除くことができない。
【００２３】この問題に対する１つの解決案は、日本の
三菱電機株式会社により現在実現されつつある。三菱電
機は各コネクションのためのフレームデスクリプタおよ
びフレームのリンクされたリストに関連するダイナミッ
クチェイニングと称されるある種の技術を使用してい
る。潜在的にブロッキング状況が生じると、ネットワー
クインターフェースは送信入力キュー内の問題があるフ
レームデスクリプタを除き、これをそのコネクションの
ためのフレームデスクリプタのリンクされたリストへ移
動させる。この結果、先にブロックされたフレームデス
クリプタにアクセスできる。
【００２４】さらに、フレームデスクリプタを除くこの
方法を実現するにあたり、リングキューエントリーがフ
レームデスクリプタをポイントし、次に、そのデスクリ
プタがバッファのリンクされたリストのヘッドをポイン
トするというフレームデスクリプタの不効率なフォーマ
ットを使用している。この方式では、バッファデスクリ
プタと別個にフレームデスクリプタをリンクしており、
構成をかなり複雑としなければならない。さらに、この
ような実現のためのフレームフォーマットはチェイニン
グを可能にするフレキシビリティに欠けている。
【００２５】しかしながら、より重要なこととして、富
士通、テキサスインスツルメンツ社およびデジタル社の
ような会社によって製造されている、これまでのネット
ワークインターフェースには、大きなパケットのための
通知がメッセージの送信の総時間のうちのかなりの部分
を占めないので通知の問題を処理しない。他方、小パケ
ットに対する通知およびオーバーヘッドを処理しなけれ
ばならない。
【００２６】受信側では、富士通およびテキサスインス
ツルメンツ社のネットワークインターフェースは、フリ
ーバッファキューを２つにする（一方を大サイズバッフ
ァ用にし、他方を小サイズバッファ用にする）ことによ
りバッファ空間の問題を処理している。コネクションは
コネクションに到着するすべてのフレームが小さい空の
バッファまたは大きい空のバッファのいずれかを使用し
て受信されるように、統計的に構成されている。コネク
ションと実際のフレームサイズに良好な相関性がある場
合、この方法は満足できるように作動する。しかしなが
ら、この方法は、実際には満足できるものでなく、当然
ながらあらかじめフレームのサイズを予想することはで
きず、従って、メッセージを記憶するサイズを予想する
ことはできない。
【００２７】データを送信するためのオーバーヘッドを
低く保証するためにＩ／Ｏバスアクセスおよびドライバ
とオペレーティングシステムとの相互作用を含む非デー
タ転送のオペレーションの回数を最小としなければなら
ない。従来システムのいずれもドライバとオペレーティ
ングシステムの相互作用を解消せず、同時にデータ転送
に必要な回数を越えるＩ／Ｏバスアクセスの回数を最小
にしていない。この結果、従来のシステムではデータの
転送を処理する際のオーバーヘッドの機能を処理してい
ない。
【００２８】従来のシステムがレイテンシー（待ち時
間）の最小化を取り扱っていない理由の１つは、これま
でかかる低レイテンシーを必要とするアプリケーション
がなかったことによる。過去において、低レイテンシー
を必要とするアプリケーションが存在していたが、これ
らアプリケーションはワークステーションおよびパソコ
ンとは異なり、一般にパラレル処理装置で実行されてい
たものである。さらに、リクエスト−応答通信がネット
ワーク上のすべてのトラフィックのうちのかなりの部分
となっているクライアント−サーバー計算が大幅に増加
している。これらの場合、レイテンシーが小さいことは
システム全体の性能に有利となり得る。
【００２９】これまでの記載からネットワークインター
フェースの設計および実現は複雑となり、バッファ空間
の面積とフォーマットの妥協によりかかるシステムの効
率的な実現が困難となることが理解できよう。例えば富
士通は送信側および受信側で複雑かつ非効率的に実現さ
れるモデルＭＢ８６６８６Ａの形態をしたＡＴＭネット
ワーク用のネットワークインターフェースを提供してい
る。ここでは、第１に、ネットワークインターフェース
ローカルメモリ内にリングキューおよびバッファデスク
リプタが常駐しなければならず、これにより、これら構
造を管理するためのホストのアクセスに対するオーバー
ヘッドが高くなり、通知に対するオーバーヘッドも高く
なる。第２に、バッファデスクリプタはテーブルに限定
されており、別個のテーブル内のバーチャルチャンネル
情報をポイントするのにホストによって各バッファデス
クリプタのエントリーをセットアップしなければならな
い。
【００３０】テキサスインスツルメンツ社はアプローチ
が比較的簡単なＡＴＭネットワーク用チップすなわちモ
デルＮＥＴＡ１５６１用チップを製造している。このデ
バイスは各コネクションにリングキューを与えることに
よりブロッキングの問題を解決している。しかしなが
ら、このブロッキングの問題は、わずか２５０のコネク
ションに対応してリングキューの数が２５５に限定され
ている場合に限ってブロッキングの問題が解消されるに
過ぎない。クライアント−サーバーアプリケーション用
のサーバー側では、これよりも多いコネクションに適合
させなければならないことが多い。
【００３１】さらに、フレームの送信のための通知に関
しては、テキサスインスツルメンツ社のシステムは２つ
の理由から不効率なポーリングを使用している。まず、
第１に、ホストがテキサスインスツルメンツ社のインタ
ーフェースでポーリングを開始することはコストが高く
つく。ホストはリングキューのポーリングを可能とする
ための情報を書き込むのにドライバオペレーション、す
なわち高価なオペレーションを実行しなければならな
い。第２に、ネットワークはフレームデータを送るよう
なスケジュールとなっている場合に限りポーリングを行
うので、さらに不効率となる。このことは、キューが空
の場合、そのタイムスロットで他のコネクションがフレ
ームデータを送ることができた場合でも、タイムスロッ
ト中でフレームデータが送られないことを意味してい
る。この結果、送信バンド幅がむだとなる。
【００３２】テキサスインスツルメンツ社のネットワー
クインターフェースの別の問題は、送信側ではフレーム
ストリングがないことである。この結果、データ送信を
開始できるようになる前にリングキュー内にデータの全
フレームをロードしなければならない。受信側ではテキ
サスインスツルメンツ社のネットワークインターフェー
スはチャンキングを行わないと理解される。むしろ、こ
のインターフェースは異なるフレームサイズに適合する
よう、２つの異なるサイズの空のバッファのための別個
のキューを有する。
【００３３】この発明は上述した従来例に係る問題点を
解消するためになされたもので、パケットをベースとす
るデータ伝送システムにおいて、フレームモードのすべ
てが共存でき、最適化されたバッファモード、ダイナミ
ックおよびスタティックチェイニングを可能にすると共
に、ストリーミングを可能とし、受信側でチャンキング
を可能とするネットワークインターフェースを得ること
を目的とする。
【００３４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、この発明に係るネットワークインターフェースは、
ホストコンピュータをネットワークに接続するためのコ
ネクションベースデータ伝送システムにおけるネットワ
ークインターフェースであって、Ｉ／Ｏバスインターフ
ェースと、このＩ／Ｏバスインターフェースに接続され
た受信ブロックおよび送信ブロックと、上記Ｉ／Ｏバス
インターフェースを上記ホストコンピュータに接続する
バスおよび上記送信ブロックと上記受信ブロックを上記
ネットワークに接続するための手段を有するネットワー
クインターフェースカードを備え、上記受信および送信
ブロック内に、上記ホストコンピュータが有する送信入
力ＴＸｉｎおよび送信完了ＴＸｄｏｎｅキューならびに
受信フリーバッファＲＸｆｒｅｅおよび受信完了ＲＸｄ
ｏｎｅキューと、周辺部品相互接続インターフェースと
によって利用されるマルチワードフレームデスクリプタ
フォーマットを実現するための手段を設けたものであ
る。
【００３５】また、上記マルチワードフレームデスクリ
プタフォーマットは、モードＳフォーマットに適合する
ためのフィールドを含むことを特徴とするものである。
【００３６】また、上記マルチワードフレームデスクリ
プタフォーマットは、モードＭフォーマットをサポート
することを特徴とするものである。
【００３７】また、上記マルチワードフレームデスクリ
プタフォーマットは、最適化されたモードＭフォーマッ
トをサポートすることを特徴とするものである。
【００３８】また、上記マルチワードフレームデスクリ
プタフォーマットは、チェイニングをサポートすること
を特徴とするものである。
【００３９】また、上記マルチワードフレームデスクリ
プタフォーマットは、ストリーミングをサポートするこ
とを特徴とするものである。
【００４０】また、上記マルチワードフレームデスクリ
プタフォーマットは、チャンキングをサポートすること
を特徴とするものである。
【００４１】また、上記ネットワークインターフェース
カードは、ローカルメモリを含み、上記複数のキューが
上記ローカルメモリ内に位置し、上記マルチワードフレ
ームデスクリプタは、上記システムが入力キューまたは
出力キューをアドレス指定するか、または上記キューが
上記ホストメモリ内にあるかどうかとは無関係に、フレ
ームデスクリプタに対する同じフォーマットを可能にす
るよう、デュアル現在ビットを有するフィールドを含む
ことを特徴とするものである。
【００４２】また、上記インターフェースは、ＡＴＭイ
ンターフェースであり、上記マルチワードフレームデス
クリプタフォーマットは、ＡＡＬ０およびＡＡＬ５フォ
ーマットの双方に適合するためのフィールドを有するこ
とを特徴とするものである。
【００４３】また、上記ネットワークインターフェース
カードは、ブロッキングを防止するための手段を含むこ
とを特徴とするものである。
【００４４】また、上記受信フリーバッファＲＸｆｒｅ
ｅキューは、フレームデスクリプタを有し、該フレーム
デスクリプタは、バッファポインタおよび上記フレーム
デスクリプタのフォーマットに類似するフォーマットを
有する関連するバッファデスクリプタに対するポインタ
を含むことを特徴とするものである。
【００４５】また、上記受信フリーバッファＲＸｆｒｅ
ｅキューのための上記フレームデスクリプタおよび上記
バッファデスクリプタは、１つのデスクリプタとなるよ
うに組み合わされていることを特徴とするものである。
【００４６】また、この発明に係るネットワークインタ
ーフェースは、１つ以上のバッファと、バッファのリン
クされたリストと、単一バッファまたはバッファの上記
リンクされたリストのヘッドを表示するためのマルチワ
ードフレームデスクリプタを有し、バッファの上記リン
クされたリスト内のバッファの各々が自己のバッファデ
スクリプタを有し、ネットワークを通してホストコンピ
ュータから情報のフレームを送信するものである。
【００４７】また、上記フレームおよびバッファデスク
リプタのフォーマットは、スタティックチェイニング、
ダイナミックチェイニングおよびストリーミング（これ
らはすべて同じデスクリプタフォーマットからのもので
ある）を可能にするものである。
【００４８】また、上記ネットワークを通して送るべき
フレームを識別するための上記フレームデスクリプタを
含む手段を備えるものである。
【００４９】また、上記フレームを識別するための上記
手段は、上記マルチワードフレームデスクリプタを含む
リングキューを備え、上記フレームデスクリプタが上記
バッファに対するポインタまたはバッファの上記リンク
されたリストのヘッドに対するポインタを含むものであ
る。
【００５０】また、上記フレームデスクリプタは、上記
フレームを記述する情報を含み、上記情報がバーチャル
チャンネル番号、ステート情報およびモード表示のうち
の少なくとも１つを含み、フレームデータに対するファ
ットポインタを構成するマルチワードフレームデスクリ
プタを提供するものである。
【００５１】また、上記フレームデスクリプタは、上記
リンクされたリスト内の第１バッファに対するバッファ
デスクリプタをポイントし、さらに、上記リンクされた
リスト内の次のバッファに対する次のバッファデスクリ
プタをポイントするものである。
【００５２】さらに、上記ホストコンピュータは、ドラ
イバおよびオペレーティングシステムを有し、上記ネッ
トワークインターフェースは、送信入力キーを有し、さ
らにフレームデスクリプタを上記送信入力キューに直接
書き込み、上記ドライバまたはオペレーティングシステ
ムによる介入を防止するための手段を含むものである。
【００５３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の具体的な実施の
形態を説明する前に、この発明に係るネットワークイン
ターフェースの要旨について説明する。この発明に係る
ネットワークインターフェースは、上述した従来例に係
る問題を解決するため、チャンネル番号およびモードイ
ンジケータのような記述情報を含む単一バッファまたは
かかるバッファのリンクされたリストのヘッドをフレキ
シブルに表示できるフレームデスクリプタを使用する。
後者の場合、各バッファは自己のバッファデスクリプタ
を有する。フレームおよびバッファデスクリプタのフォ
ーマットは、後述するようなスタティックチェイニン
グ、ダイナミックチェイニングおよびストリーミングを
考慮したものである。
【００５４】より詳細には、ダイレクトアクセスアーキ
テクチャ等で使用するためのネットワークインターフェ
ースを実現するために、この発明では、リングキューが
マルチワードフレームデスクリプタを含むリンクされた
リストのバッファフォーマットを利用することにより、
ネットワークインターフェースへ送るフレームを識別す
るための手段が設けられる。かかる各デスクリプタは、
データバッファに対するポインタ、バッファのリンクさ
れたリストのヘッドに対するポインタ、または両者の組
み合わせのいずれかを含む。フレームデスクリプタ内の
他のワードはフレームを記述する他の情報、例えばバー
チャルチャンネル番号、あるステート情報および種々の
モード表示を含む。
【００５５】従って、基本的にはマルチワードフレーム
デスクリプタはフレームデータに対するいわゆるファッ
トポインタを構成する。通常のモードは１つのフレーム
がバッファのリンクされたリストから成るいわゆるモー
ドＭである。このリンクされたリスト内の各バッファは
バッファデスクリプタによって記述される。フレームデ
スクリプタはリスト内の第１バッファのためのバッファ
デスクリプタをポイントし、このバッファデスクリプタ
は、次に、リンクされたリスト内の次のバッファのため
の次のバッファデスクリプタをポイントし、同様に、次
々にポイントされる。フレームおよびバッファデスクリ
プタのフォーマットはスタティックチェイニング、ダイ
ナミックチェイニングおよびストリーミングをサポート
するようになっている。
【００５６】スタティックチェイニングとは、ホストが
送信入力キュー内にチェインを入れる前にホストにより
同じコネクションのための多数のフレームのリンクされ
たリストの表示を組み合わせることを意味する。この利
点は、多数のフレームを記述するのに１つのフレームデ
スクリプタでよいということである。ダイナミックチェ
イニングとは、スタティックチェイニングプロセスと同
じチェイニングの結果を意味するが、これは同じコネク
ションに対し連続するフレームが到着する際にネットワ
ークインターフェースのオペレーションにより達成され
る。従って、ダイナミックチェイニングは、ブロッキン
グの問題を自動的に解決するための方法を提供する。ス
トリーミングとは、フレームデータのすべてをネットワ
ークインターフェースに与えることができるようになる
前にフレーム送信または受信を廃止することを意味す
る。
【００５７】上記のように、フレームフォーマットには
種々の最適化方法がある。特に、モードＳと称される最
適化方法は、小フレームに対するオーバーヘッドを極め
て低くする。モードＳでは、フレームデスクリプタはバ
ッファを直接ポイントし、従って、フレームデスクリプ
タはこのケースにおけるバッファデスクリプタの２倍に
なる。
【００５８】この発明の別の特徴は、フレームデスクリ
プタを送信入力キューに直接書き込むアプリケーション
により通知を効率的に行っていることである。ネットワ
ークインターフェースは、２つのモード、すなわちポー
リングおよびアイドルモードの一方でよいと解される。
ポーリングモードでは、ネットワークインターフェース
は送信入力キュー内のフレームデスクリプタを迅速に探
し、送信をスタートする。アプリケーションがドライバ
またはオペレーティングシステムの介入を受けることな
く、リングキューに直接書き込みできることからよい効
率性が得られ、ポーリングがイネーブルされる場合には
１回のＩ／Ｏバスオペレーションでよい。送信入力キュ
ーがポーリングモードになっていない場合、アプリケー
ションは特定の期間の間ネットワークインターフェース
がポーリングモードとさせる通知レジスタに書き込みで
きる。
【００５９】受信側では、この発明に係るネットワーク
インターフェースは、バッファの利用効率の増すチャン
キング機能を実行する。チャンキングとは、受信された
フレームを記憶するために使用されるバッファ領域を多
数のチャンクに分割することを意味している。各チャン
クは１つのバッファまたはこれよりもサイズの小さいバ
ッファであり、バッファ内に完全に適合する１つのフレ
ームの一部を含む。従って、小フレームは１つのチャン
クしか必要でないが、大きなフレームはサイズが１つの
バッファよりも小さい第１チャンク、１つのバッファに
等しいチャンク、さらにサイズがフルバッファよりも小
さいチャンクを必要とすることがある。チャンキングす
なわちバッファ空間を分割することにより、異なるサイ
ズのフレームに適合できるので、使用されないバッファ
空間がなくなる。これを行うため、バッファが以前は１
つのフレームによって部分的にしか満たされないと仮定
すると、完全に空のまたは使用されないバッファに記憶
する代わりに、先のフレームの終了部からスタートして
現在のバッファに次に入信するフレームが記憶される。
【００６０】従って、先のフレームの終了部の後の残り
のバッファ領域を他のフレームで満たすものである。必
要であれば、システムは現在フレームの他の部分に対し
別の空のバッファを含む。この後のバッファに対してフ
レームが過度に長いものであると仮定すれば、別の空の
バッファが得られる。従って、チャンキングはネットワ
ークインターフェースを簡素にし、バッファをより効率
的に利用するものである。また、オペレーションによる
チャンキングはフレームの到着毎に新しい空のバッファ
を必要とするオーバーヘッドを不要にするものである。
【００６１】チャンキングを実現するには種々の方法が
ある。特に、ネットワークインターフェースは各チャン
クのためのフレームデスクリプタを書き込み、マルチチ
ャンクフレームに対するストリーミングを使用するか、
フレームのために１つのフレームデスクリプタを書き込
み、チャンクのリンクされたリストを直接発生する。か
かるバッファのリンクされたリストを直接構築するに
は、フリーバッファキューは空のバッファおよびフリー
バッファデスクリプタに対するポインタを含み、フリー
バッファデスクリプタはバッファを共にリンクする際に
使用される。ネットワークインターフェースが空のバッ
ファポインタをキューから除くときはフリーバッファデ
スクリプタもまたポインタをキューから除く。
【００６２】チャンキングの場合、フレームが多数のバ
ッファにわたって広がっており、バッファの境界に第１
チャンクがない場合には問題がある。この場合、ネット
ワークインターフェースは、既に先のチャンクのための
フリーバッファデスクリプタを使用したかもしれない。
従って、ネットワークインターフェースはチャンクを有
するが、リンクリストを形成するバッファデスクリプタ
を有してはいない。この発明では、この問題は最適化さ
れたモードＭと称される最適化されたリンクされたリス
トフォーマットにより解決され、このモードではフレー
ムデスクリプタがリンクされたリスト内の第１チャンク
を直接ポイントし、さらに第２デスクリプタをポイント
し、このバッファデスクリプタは第２チャンクおよびリ
ンクされたリストのバッファデスクリプタをポイントす
る。従って、リンクされたリスト内の第１チャンクに対
してはバッファデスクリプタは不要である。
【００６３】しかしながら、上記方式を使用する際に
は、みなしご状態となったバッファデスクリプタの問題
が生じ得る。ネットワークインターフェースがバッファ
入力キュー内で得られる空のバッファだけを使用し、フ
リーバッファデスクリプタを使用しない場合にみなしご
状態のバッファデスクリプタが生じる。この状況は、バ
ッファ内に１つ以上の短いフレームを記憶し、その後、
多数のバッファを必要とするフレームが続く場合に生じ
る。この場合、短いフレームの各々がバッファデスクリ
プタを必要とせず、むしろ、後述するモードＳバッファ
フォーマットを使用する。マルチバッファフレームは最
適化されたモードＭフォーマットを利用するので、フリ
ーバッファに関連するフリーバッファデスクリタを利用
するフレームはない。従って、バッファデスクリプタが
みなしご状態となる。
【００６４】このみなしご状態のアッパーデスクリプタ
の問題に対する１つの解決案は、空のバッファにおいて
第１チャンクでスタートするフレームに対して常にモー
ドＭフォーマットを使用することである。モードＭは常
にバッファデスクリプタを使用するので、これにより、
常にフリーバッファデスクリプタで使用されることが保
証されるからである。
【００６５】ここで、チャンキングは、次のフォーマッ
ト、すなわちモードＳ、モードＭおよび最適化されたモ
ードＭを必要とする。バッファ内に適合する短いフレー
ムに対してはモードＳが使用され、バッファの境界部で
始まるフレームに対してはモードＭが使用され、バッフ
ァの境界部で開始しないマルチバッファフレームに対し
ては最適化されたモードＭが使用される。
【００６６】この発明の総体的な発明は、これらフレー
ムモードのすべてが共存でき、スタティックチェイニン
グおよびダイナミックチェイニングを可能とし、ストリ
ーミングを可能とし、受信側でチャンキングを可能とす
るための、フレームデスクリプタおよびバッファデスク
リプタに対する統一されたフォーマットにある。
【００６７】要約すれば、パケットをベースとするデー
タ伝送システムは、最適化されたバッファモード、ダイ
ナミックおよびスタティックチェイニング、ストリーミ
ングおよび小パケットフォーマットの利用を含むフレキ
シブルな最適化されたブロッキングしない送信インター
フェースを含む。スタティックチェイニングとは、同一
の送信チャンネル、すなわちバーチャルチャンネルに対
する連続パケットに対し、リンクされたリストを共に接
続することであり、ダイナミックチェイニングとは、ネ
ットワークがこのチェイニングを自動的に実行し、ブロ
ッキングの問題を解消する手段を意味する。
【００６８】送信側では、ストリーミングとは、インタ
ーフェースに対しすべてのパケットデータを提示する前
にパケットデータの送信を開始することを意味する。こ
れにより、バッファ空間のより高速のリサイクリングが
可能となる。受信側では、ストリーミングとは、全パケ
ットを受信する前にパケットデータの処理を開始するこ
とを意味する。パケット送信システムは異なるサイズの
パケットに適合するよう、１つのバッファを多数のチャ
ンクまたはセグメントに分割するチャンキングシステム
を内蔵する受信インターフェースも含む。
【００６９】さらに、この受信インターフェースは、リ
ンクされたリスト内の第１バッファに対してリンキング
要素が不要なチャンキングをサポートするための最適化
されたリンクされたリスト方式を含む。一実施の形態で
は、小パケットの送信時の相対的オーバーヘッドを減少
するように小パケットフォーマットが提供される。別の
実施の形態では、オーバーヘッドを更に減少するため、
送信インターフェースで受信側に関連した最適にされた
バッファモードを使用できる。
【００７０】この発明の上述したおよびそれ以外の特徴
については図面を参照して詳細な説明を読むことにより
理解できよう。 最適でないシステム 一般に、低オーバーヘッド通信を行うための主要な条件
は、データの送受信のクリティカルパス内のオペレーテ
ィングシステムを除くことである。この条件を満たすた
め、ネットワークインターフェースは、ダイレクトアク
セスアーキテクチャに構成することができる。このダイ
レクトアクセスアーキテクチャは多数のダイレクトアク
セスチャンネルを特徴とするものであり、各ダイレクト
アクセスチャンネルには多数のコネクションが割り当て
られる。このシステムではリングキューの専用の組があ
り、各チャンネルは自己の４つのリングキューのセット
を有し、このうち２つのリングキューは送信用であり、
２つのキューは受信用となっている。
【００７１】各ダイレクトアクセスチャンネルには専用
のメモリスペースが割り当てられ、ホストによって指定
されるアドレスが適当な専用メモリスペース内に入り、
ネットワークインターフェースによるオペレーションの
ために物理的アドレスへ変換されるよう保証するための
アドレス変換機構が設けられている。このような構造は
データ転送操作のためのネットワークインターフェース
とアプリケーションとの間のオペレーティングシステム
の相互作用を不要にしている。
【００７２】この発明では、ネットワークインターフェ
ースのハードウェアがダイレクトアクセスアーキテクチ
ャをサポートすると考える。従って、アプリケーション
はメッセージの送りおよび検索を開始するためのリング
キューに直接アクセスする。しかしながら、ダイレクト
アクセスアーキテクチャは、クリティカルパス内のドラ
イバーとオペレーティングシステムとの相互作用を除く
ことによりオーバーヘッドを大幅に減少するが、このよ
うな技術自体はレイテンシー（待ち時間）を最小にする
ものではない。さらに、システムは一般に汎用データ転
送設備を提供するが、この設備はユニバーサルとしなけ
ればならないので、小フレームの転送に対しては最適と
ならない傾向がある。従って、小さいフレームは必要な
オーバーヘッドよりも高いオーバーヘッドを使用する。
【００７３】次に、図１を参照すると、送信側の従来技
術では、ホストメモリ１０はネットワークインターフェ
ースカードを介してネットワークに、またはＩ／Ｏバス
１４を介してネットワークインターフェースカードすな
わちＮＩＣ１２に結合されている。リングキュー１６は
エントリーとしてフレームデスクリプタ２２を含む、Ｔ
Ｘｉｎキューと称される送信入力キューである。フレー
ムデスクリプタ２２は送信すべきデータを含むバッファ
２０および４０を備えたバッファデスクリプタ２４のリ
ンクされたリストをポイントする。１つのフレームの情
報が送信されると、このフレームはバッファデスクリプ
タすなわちＢＤ２４をポイントするフレームデスクリプ
タ２６として、ＴＸｄｏｎｅキューと称される送信完了
キュー１８内へ書き込まれる。このことは、フレームデ
スクリプタおよびそれに関連するバッファデスクリプタ
およびバッファは、もう送信機構では使用しないことを
ホストシステムに示している。
【００７４】作動中、ネットワークインターフェースカ
ードすなわちＮＩＣ１２は「出力」ポインタによって示
されたリングキュー１６内の次のフレームデスクリプタ
入力２２を読み出し、バッファデスクリプタのアドレス
を得る。次に、ネットワークインターフェースは、この
アドレスに対応するバッファデスクリプタ２４からのデ
スクリプタとしてバッファデスクリプタを読み出し、対
応するバッファ、ここではバッファ２０のベースアドレ
スおよびサイズを抽出する。次に、ネットワークインタ
ーフェースは上記アドレスからスタートしてバッファ２
０からデータを読み出したままのデータを送信する。バ
ッファ２０内に保持されたデータが読み出され、送られ
た後、ネットワークインターフェース１２は別のバッフ
ァデスクリプタ３８をポイントするバッファデスクリプ
タ２４内の次のポインタを読み出す。
【００７５】この別のバッファデスクリプタ３８は次に
別のバッファ４０に関連している。バッファデスクリプ
タ３８内のアドレスで開始してバッファ４０内のデータ
が読み出される。バッファデスクリプタおよびバッファ
内のリンクされたリストが終了するまでこのプロセスが
続けられる。このリンクされたリスト内の最終バッファ
デスクリプタは０の次のポインタを有する。１つのフレ
ームのための最終データの送信が完了した後、ネットワ
ークインターフェースはフレームデスクリプタ２２とし
て同じリンクリストをポイントするフレームデスクリプ
タ２６を送信完了キューＴＸｄｏｎｅ１８内へ書き込
む。
【００７６】次に、図２を参照する。受信側では、ネッ
トワークインターフェースカードすなわちＮＩＣ５０に
よってフレームデータが受信され、カード５０はこのデ
ータをＩ／Ｏバス５４を介してホストメモリ５２へ転送
する。ホストメモリ５２は後にＲＸｆｒｅｅと称すフリ
ーバッファリングキュー５６および後にＲＸｄｏｎｅと
称す受信完了リングキュー５８を含むように構成され
る。ＲＸｆｒｅｅキュー５６内の各エントリーはバッフ
ァデスクリプタ、例えばバッファデスクリプタ６０をポ
イントするデスクリプタであり、このバッファデスクリ
プタ６０は次にバッファ６４のようなフリーバッファを
ポイントする。
【００７７】作動中、バーチャルチャンネルのためのフ
レームが到着すると、ＮＩＣ５０は、フリーバッファリ
ングキュー５６を読み出し、フリーバッファデスクリプ
タおよびフリーバッファ、例えばバッファデスクリプタ
６０およびバッファ６４に対するポインタを得る。その
後、同じバーチャルチャンネルのために到着したフレー
ムデータがバッファ６４内の次のロケーションへ転送さ
れる。バッファ６４がフル状態となれば、フリーバッフ
ァリングキュー５６から別のエントリーを読み出し、別
のフリーバッファデスクリプタ、この場合にはバッファ
デスクリプタ６２を得なければならない。
【００７８】ＮＩＣ５０は、バッファデスクリプタ６２
に対するポインタをバッファデスクリプタ６０に書き込
み、バッファ６６に対するフレームの連続性を表示し、
フレームデータをバッファ６６に記憶するように進む。
このプロセスはそのフレーム用のリスト内の第１バッフ
ァデスクリプタへのポインタを含むＲＸｄｏｎｅキュー
５８内にＮＩＣ５０がフレームデスクリプタを書き込む
ポイントで、フレーム表示の終了点を受信するまで続け
られる。これにより、受信側のデータ転送が完了する。
【００７９】次に、包括的なコネクションベースネット
ワークのためのホストネットワークインターフェースに
ついて説明する。この発明は、実質的に包括的なネット
ワークに適用するが、特に、非同期転送モード、すなわ
ちＡＴＭネットワークに限定して説明することとする。
これより、すべての説明ではＡＴＭネットワーク用のホ
スト−ネットワーク間のインターフェースを仮定する。
【００８０】ＡＴＭネットワークでは、データはセルと
して送られる。各セルは、図３に示されるように、５バ
イトのヘッダーと４８バイトのペイロードから成る５３
バイトのサイズとなっている。ヘッダーフォーマットに
ついては周知であり、種々の規格書、例えばTl LB310
“Broadband ISDN ATM Layer Functionality and Speci
fication”（１９９３年１月）に記載されている。簡単
に説明すれば、ヘッダーは４ビットのＧＦＴフィールド
と、バーチャルチャンネルを記載する２４ビットのＶＰ
Ｉ／ＶＣＩフィールドと、４ビットのＰＴＩと、１ビッ
トのＣＬＰと、８ビットのヘッダーチェックサムから成
り、ＧＦＣは包括的なフロー制御に関連し、ＶＰＩ／Ｖ
ＣＩはバーチャルパスインジケータ／バーチャルチャン
ネルインジケータに関連し、ＣＮＰはセル喪失優先度に
関連する。
【００８１】ＡＴＭネットワークを便利に使用できるよ
うにするため、ＡＴＭセル層は、通常、ＡＴＭ適応層、
すなわちＡＡＬにラップされている。データ転送に一般
に使用されるかかる１つのフォーマットとして、ＡＡＬ
５がある。図４はＡＡＬ５フォーマットのダイヤグラム
を示す。このフォーマットについては周知であり、種々
の規格書に記載されている。簡単に説明すれば、ＡＡＬ
５フォーマットでは６５５３５バイトまでのユーザーデ
ータパケットには０のパッドが付けられ、その後、２バ
イトの制御信号、パケットデータサイズを指定する２バ
イトと４バイトのＣＲＣ、すなわち周期的冗長性チェッ
クから成るＡＡＬ５トレーラーが続く。
【００８２】２バイトの制御情報および２バイトのパケ
ットサイズは、共通部分として総合的に発散サブ層、す
なわちＣＰＣＳ ＩＮＦＯに関連する。ここで、フレー
ムと称すフレーム全体がＡＴＭセルペイロードの完全数
となるようにパディングが選択される。ＡＴＭセル内へ
のカプセル化のために、４８バイトのペイロードとなる
ようにＡＡＬ５フレームを分割することをセグメント化
と称す。この反対のＡＴＭセルから４８バイトペイロー
ドを抽出し、１つのフレームを形成することを再アセン
ブリと称す。
【００８３】図１および図２に示された包括的構造のほ
かに、ＡＴＭネットワークインターフェースは、一般
に、ローカルＮＩＣメモリ内での送受信のためにバーチ
ャルチャンネルテーブルまたは別個のテーブルを有す
る。このテーブルの各エントリーは関連するチャンネル
のための入力フレームをセグメント化し送信する現在位
置と、そのチャンネルで受信されたセルを後に受信フレ
ームを含むようにバッファ内に再組み立てする現在位置
を含む、各仮想チャンネルのためのステート情報を含
む。ネットワークインターフェースは、セルヘッダー内
の仮想チャンネル情報に基づき入力セルを適当なテーブ
ルエントリーおよびバッファへ向けるか、またはこれら
をデマルチプレクス化する。
【００８４】以上で入出力キューおよびそれぞれのフレ
ームデスクリプタを利用することにより、情報のセルを
転送し受信するための包括的システムについて説明した
が、送信側にも受信側にもいくつかの問題があることが
理解できよう。送信側での最も重要な問題として、上記
ブロッキングの問題が挙げられる。優先度の高いバーチ
ャルチャンネルのためのフレームデスクリプタの前のバ
ッファ１６に同じバーチャルチャンネルのための多数の
フレームデスクリプタがキュー内に入れられると、ライ
ンのヘッドのブロッキングが生じ得る。
【００８５】一般的なオペレーションでは、ＮＩＣ１２
はＴＸｉｎキュー１６が空となるか、または既にフレー
ムのセグメント化および送信でビジー状態となったバー
チャルチャンネルのためのフレームデスクリプタに遭遇
するまで、ＮＩＣ１２はＴＸｉｎキュー１６からのエン
トリーを検索する。この結果、現在アイドル状態となっ
ているバーチャルチャンネルにその後のエントリーが対
応した場合でも、リングキュー内のその後の全てのエン
トリーは処理されないこととなる。このような意味で、
エントリーはブロックされる。図７を参照して説明する
ように、テキサスインスツルメンツ社のネットワークイ
ンターフェースはキューを１でなくて２５５とすること
により、この問題の可能性を減少させている。
【００８６】図５を参照して後に説明するように、三菱
電機によって開発中のシステムは同じバーチャルチャン
ネルのためのフレームをキューから出し、ダイナミック
にリンクすることによりこのブロッキングの問題を解消
せんとしている。しかしながら、この事実は必要以上に
複雑であり、次のフレームポインタを記憶するのにバッ
ファデスクリプタ内に余分なフィールドを必要とし、別
のポインタを記憶するのにネットワークインターフェー
スを必要とする。送信側の次の問題は送信のためにデー
タを利用できることをＮＩＣに知らせることに関連する
オーバーヘッドの問題である。
【００８７】通知に影響する共通な方法は、アプリケー
ションによりテールポインタレジスタを更新し、リング
キュー内の次にキュー内に入れるエントリーをポイント
することである。この問題は、アプリケーションが直接
リングキュー内に書き込みしたり、テールポインタレジ
スタに書き込みできないことである。むしろ、オペレー
ティングシステムがこのレジスタへの書き込みを行わな
ければならない。かかるオペレーティングシステムの動
作は３０〜１００ミリ秒もの長いオーバーヘッドを必要
とし得る。レイテンシー（待ち時間）を小さくするため
に、かかるオペレーティングシステムのオーバーヘッド
が許容できるアプリケーションもあるが、オペレーティ
ングシステムが関与することにより１つの交換ネットワ
ークに対し１０マイクロ秒以上のアプリケーション間の
全体のレイテンシーが排除される。さらに、ＡＴＭフレ
ームは３ミリ秒ごとに１回到達し得るので、ＡＴＭに対
してはオペレーティングシステムを関与させることは排
除される。
【００８８】効率的なＮＩＣアーキテクチャの点での別
のオーバーヘッドの問題として、必要なＩ／Ｏバスオペ
レーションの回数に関連するオーバーヘッドの問題が挙
げられる。図１から理解できるように、制御に必要なＩ
／Ｏバスの数は、リングキューの読み出しに１つ、バッ
ファデスクリプタの読み出しに１つ、その後のバッファ
につき１つである。バス転送用に必要なＩ／Ｏバスオペ
レーションの数が１である、サイズが１セルの小フレー
ムに対し、制御オーバーヘッドはフレームを送るのに２
回のＩ／Ｏバスオペレーションとなり、送信終了キュー
を更新するのに更に１回のオペレーションとなる。これ
は３００％のオーバーヘッドである。換言すれば、デー
タの１セルを送るための小フレームに対しては、制御の
ためには３回のＩ／Ｏバスオペレーションが必要であ
り、比は３：１となる。
【００８９】受信側の問題に関し、ネットワークインタ
ーフェースに関連した主な問題は、バッファの利用とそ
の後に続くオーバーヘッドの問題である。過去におい
て、受信フレームのサイズに拘わらず１つのバッファが
使用されている。従って、最終バッファのある部分は一
般に使用されない。特に、小フレームの場合、バッファ
スペースのこのようなフラグメント化はかなりのものと
なり得る。これまでにテキサスインスツルメンツ社およ
び富士通から市販されているＡＴＭネットワークインタ
ーフェースチップの双方は、２つのフリーバッファキュ
ーを備えたシステムを利用していた。大きなサイズのバ
ッファに対しては第１のフリーバッファキューを利用
し、小サイズバッファのみに第２キューを利用してい
る。この結果、小さいフリーバッファキューまたは大き
いフリーバッファキューのいずれかを使用して受信する
ようにバッファチャンネルが構成されている。
【００９０】バーチャルチャンネル上のフレームが小サ
イズのバッファまたは大サイズのバッファのいずれによ
っても収容できる均一なサイズを有していると仮定すれ
ば、この方式は満足するように作動する。しかしなが
ら、これら条件は実際にはほとんど当てはまらない。大
きいサイズのフリーバッファキューを使用する結果、小
メッセージに対するフラグメント化が生じ、一方、小サ
イズのフリーバッファキューを使用することにより、各
バッファを処理するための関連するオーバーヘッドを備
えた大きなメッセージのためのバッファが多くなる。
【００９１】受信側でのオーバーヘッドの問題には２つ
の要素がある。すなわち、通知のためのオペレーション
と制御用のＩ／Ｏバスオペレーションとがある。データ
が通知したことをホストに通知するためのネットワーク
インターフェースのためのオプションは、ホストをイン
ターラプトすること、またはホストにステータスロケー
ションをポーリングさせることである。不幸なことに、
従来のネットワークインターフェースではいずれもオペ
レーティングシステムのオーバーヘッドに関連してい
る。さらに、多数のアプリケーションがリングキューを
シェアするので、リングキューに対するすべてのアクセ
スはオペレーティングシステムを介して行わなければな
らず、従って、ＲＸ ｄｏｎｅキューを読み出すのにク
リティカルパス内でオペレーティングシステムのオーバ
ーヘッドが生じる。
【００９２】Ｉ／Ｏバスオーバーヘッドに関しては、受
信側で利用される制御オペレーションの回数はフリーバ
ッファキューの呼び出しに１回、フリーバッファデスク
リプタの呼び出しに１回、バッファデスクリプタの書き
込みに１回、その後、フリーバッファごとに２回、ＲＸ
ｄｏｎｅキューへのデスクリプタの書き込みに１回と
がある。１セルの小フレームに対しては、Ｉ／Ｏバスオ
ペレーションの総回数はデータ転送に対して１回、制御
用オーバーヘッドに対して４回となり、制御比は４００
％となる。
【００９３】図５を参照する。上記ブロッキングの問題
に関し、三菱電機は図１のリングキュー１６内の各エン
トリー６７が図５内に示されたフレームをポイントする
ポインタであるシステムを開発中である。図５内のフレ
ームおよびバッファデスクリプタ６４および６６は全て
同じサイズである。各デスクリプタは関連するバッファ
７０へのポインタ６８および１つのフレームのための次
のバッファデスクリプタへのポインタ７２を含む。各デ
スクリプタは十分なフィールドも含むので、バーチャル
チャンネルおよび送信ステートを含む、フレームに関す
る情報のすべてを記述するためのフレームデスクリプタ
として最初のデスクリプタを使用できる。
【００９４】フレームデスクリプタは同じバーチャルチ
ャンネルのための次のフレームに対するポインタ７４も
含む。ネットワークインターフェースが現在フレームを
送るのにビジー状態となっているバーチャルチャンネル
のためのリングキュー１６内に入れられた新しいフレー
ムを見つけると、ネットワークインターフェースはこの
新しいフレームのためのフレームデスクリプタ７６に対
するポインタを、このフレームデスクリプタ６４のフィ
ールド７４に書き込む。従って、このシステムではリン
グキューからフレームポインタを取り出し、次のフレー
ムにフレームデスクリプタを書き込むことによりブロッ
キングの問題が解消されている。この結果、フレームは
バッファデスクリプタ内にリンクされたリストを構築す
るよう、共にダイナミックにリンクされる。
【００９５】この方式の欠点は、バーチャルチャンネル
のためのかかるフレームのリンクされたリスト内のフレ
ームデスクリプタに対するポインタを、バーチャルチャ
ンネルごとにＮＩＣが維持しなければならないことであ
る。これにより、ネットワークインターフェースがバー
チャルチャンネルごとに維持しなければならない記憶量
が増す。さらに、各バッファデスクリプタはフレーム内
の第１バッファデスクリプタによってしか使用されない
次のフレームポインタフィールドを必要とする。
【００９６】次に図６を参照する。富士通のインターフ
ェースは１つの入力キュー８０を有し、ここでは、８２
のような各エントリーがバッファデスクリプタテーブル
８６内の送信バッファデスクリプタ、例えば８４に対す
る単一ポインタとなる。バッファデスクリプタ８４はバ
ッファ９４に対するポインタであるエントリー９２を有
する。９６および９８で示されるようなテーブル内で送
信バッファデスクリプタがチェイニングされる。オペレ
ーション中にネットワークインターフェースが入力キュ
ー８０内のエントリーを見つけると、このインターフェ
ースはバッファデスクリプタを検査し、バッファをどの
バーチャルチャンネルに送るかを決定する。次に、回路
テーブル内で割り出しをし、送信のためフレームをキュ
ー内に入れる１２の固定レートのキューを決定する。こ
れら１２のキューは参照番号９８Ａ〜９８Ｌで示されて
いる。
【００９７】これにより、送信入力キュー内のエントリ
ーは常に１２の固定レートの送信キューのうちの１つに
除かれるので、先に述べたブロッキングの問題は解決さ
れる。しかしながら、この解決案は、送信レートキュー
の数に制限を加えているため、少数のレート以外のレー
トには一般化されない。また、利用可能なビットレー
ト、ＡＢＲ、システムの場合のように、送信レートがダ
イナミックに変化する状況に拡張できない。すなわち、
同じ固定レートにフレームを最初は入れることができる
が、フレームは異なるバーチャルチャンネルに属し、そ
の後、レートが変更されることがあり得るからである。
ダイナミックなレート変化に適合するため、フレームを
ダイナミックに１つの固定レートキューから別のキュー
へリロケートし、バーチャルチャンネルのためにレート
変化に応答できるようにこれら送信レートキューの実行
をより複雑としなければならない。受信側では、富士通
のシステムは通知の問題を処理していない。このシステ
ムは図６を参照して説明した問題以外のバッファの利用
の問題も処理していない。
【００９８】次に、図７を参照する。テキサスインスツ
ルメンツ社のネットワークインターフェースは、番号９
１で示された２５５個の入力リングキューを含むという
点で図１に示された一般的な方式と大幅に異なってい
る。異なるバーチャルチャンネルのためのフレームは異
なるリングキュー内に入れられる。そのバーチャルチャ
ンネルに割り当てられたリングキュー内の連続するエン
トリー内に入力フレームのための連続するバッファがキ
ューに入れられる。
【００９９】これにより、図１に示されるようなバッフ
ァデスクリプタを使用する別個のリンクされたリストが
不要となる。ここで、現在のビットＰ、その長さ、バッ
ファポインタ、ＡＴＭセルヘッダー情報およびＣＰＣＳ
情報を含むフォーマット９３によりリング９１内のリン
グキュー内の各エントリーのフォーマットが示されてい
る。フォーマット９３内のバッファポインタフィールド
はバッファ９５をポイントする。
【０１００】このような解決法は２５５のバーチャルチ
ャンネルに適合するため、２５５の入力リングキューを
設けることによって上記ブロッキングの問題を解消して
いる。しかしながら、この解決案は２５５の入力リング
キューを管理するためのコストが必要である。また、こ
の解決案は、多数のアクティブな送信チャンネルまで拡
大できない。大きな数の例えば４０９６の送信チャンネ
ルで生じる問題としては、リングキューに必要なスペー
スが大きいこと、およびどのキューがデータの送信準備
を完了しているかをＮＩＣに通知するオーバーヘッドの
問題がある。
【０１０１】テキサスインスツルメンツ社のネットワー
クインターフェースは、受信側では満たしたバッファ毎
にＲＸｄｏｎｅキュー内へエントリーを書き込み、送信
側と同じようにバッファデスクリプタを不要にしてい
る。従って、ホストはバッファのリンクされたリスト内
への多数のバッファフレームを形成しなければならな
い。テキサスインスツルメンツ社のシステムは、通知の
ためにホストオペレーティングシステムを使用してい
る。特に、ネットワークインターフェースが送信入力キ
ューをポーリングしても、ポーリングすべき入力キュー
をＮＩＣに伝えなければならず、オペレーティングシス
テムのオペレーションが必要である。
【０１０２】フレキシブルフレームデスクリプタ 図８を参照する。この発明では、フレームデスクリプタ
およびバッファデスクリプタをフレキシブルなフォーマ
ットとすることにより、上記機能を実行し、上記利点を
得ることが可能となっている。このことが一般にどのよ
うに可能であるかを示すため、ＡＴＭネットワークイン
ターフェースは、ネットワークインターフェースカード
１５０と、ホストコンピュータ１５１とを含む。周辺コ
ンポーネントインターコネクトすなわちＰＣＩバス１５
２を通してホストコンピュータ１５１とネットワークイ
ンターフェースカード１５０との間の通信をするのに、
フレームデスクリプタおよびバッファデスクリプタが使
用される。通信にはリングキューのための制御情報と送
信すべきデータを記述する情報、すなわち受信データを
記述する情報が含まれる。この情報はネットワークイン
ターフェースに属する。フレームデスクリプタおよびバ
ッファデスクリプタを含むリングキューは、一般にホス
トメモリで使用されるが、これらはネットワークインタ
ーフェースのローカルメモリ内にも存在し得る。
【０１０３】理解できるように、ＮＩＣチップ１５４の
一部を形成するＰＣＩインターフェース１５３には、Ｐ
ＣＩバス１５２が結合されている。ＰＣＩインターフェ
ース１５３はチップの他の部分に利用可能な制御および
データ情報を作成する。チップがホストメモリからの情
報を求めると、ＰＣＩインターフェース１５３は必要な
制御信号を発生する。ＰＣＩインターフェース１５３は
ＴＸブロック１５５に接続されており、このブロックは
ホストメモリ１５１内の制御情報のＴＸｉｎおよびＴＸ
ｄｏｎｅ部分が要求したアクションを実行し、現在業界
で標準的なユートピア（ＵＴＯＰＩＡ）インターフェー
スブロック１５６を介してネットワークにセルを入れ
る。
【０１０４】同様に、ホストメモリ１５１内に記憶され
た制御情報のＲＸｆｒｅｅおよびＲＸｄｏｎｅ部分によ
って要求されたアクションを実行するように、受信ＲＸ
ブロック１５７が設けられている。このＲＸブロック１
５７はユートピアインターフェースブロック１５８から
の信号に応じてこれらのアクションを実行する。また、
ローカルバス１６７を介してローカルメモリ１６５にア
クセスするローカルバスインターフェース１５９も設け
られている。このローカルメモリの主たる目的は、受信
ＲＸおよび送信ＴＸブロックによって使用する情報を、
コネクションまたはバーチャルチャンネル毎に記憶する
ことにあり、この情報は１つのセルから次のセルまでの
バーチャルチャンネルを特定するのに使用される。しか
しながら、ローカルメモリにもリングキュー、バッファ
デスクリプタおよび／またはデータを記憶することもで
きる。
【０１０５】上記ブロックのいずれも制御方法のための
一致したフォーマットを使用して通信できるものでなけ
ればならないと解される。この制御情報フォーマットを
使用することにより、ネットワークとの間の情報の転送
のフレキシビリティおよび効率を大きくすることができ
る。種々のモードＡ、モードＳおよび最適にされたモー
ドＭのフォーマットをフレキシブルにする主な理由は、
全てのタイプのネットワークメッセージまたはフレーム
の送信を効率的にできるようにすることである。
【０１０６】ＲＸおよびＴＸブロックは制御情報フォー
マットを特に解読するように設計された回路から構成さ
れている。この意味において、これらブロックではフレ
ームデスクリプタフォーマットおよびバッファデスクリ
プタフォーマットが具現化されている。一実施の形態の
ように、この発明は、これらフォーマットを実現するよ
うに構成されたＲＸ回路およびＴＸ回路にある。
【０１０７】理解できるように、従来の三菱や富士通の
システムと対照的に、本システムでは、図９に示された
リングキューフォーマットでは多数のフィールドを含
む。本システムにおけるすべてのメモリアドレスおよび
ワードは、３２ビット幅とされている。かかるマルチワ
ードデスクリプタによりフレームに関する完全な情報を
１回のＩ／Ｏバスオペレーションでフェッチしたり、記
憶できるようになっている。
【０１０８】Ｉ／Ｏバス、例えばＰＣＩバスでは、１回
のアクセスにおける３２ビットワードまたは１回のアク
セスにおける４つの４３ビットワードのフェッチ／記憶
間の時間差は無視できる。しかしながら、主メモリのホ
ストアクセスと比較して各Ｉ／Ｏバスオペレーションは
比較的高価である。従って、リングキューエントリーが
単一マルチワードエントリーへのデスクリプタオブジェ
クトをポイントする従来の方式をやめることが有効であ
る。基本的にはかかるマルチワードデスクリプタはファ
ットなポインタと見なすことができる。
【０１０９】図９に示されたリングキューエントリーフ
ォーマットはフレームデスクリプタに使用できる。フレ
ームデスクリプタ、すなわちＦＤは特定のバーチャルチ
ャンネル、特にＴＸｉｎキューにフレームを入れるため
のフレームのチェーンのヘッドを示し、ＴＸｄｏｎｅキ
ューにおける送信済みフレームを戻し、ＲＸｄｏｎｅキ
ューにおける受信済みフレームを表示する。ＦＤは次の
一般的なフォーマットを有する。ＦＤが存在するキュー
に応じ、特定のフォーマットには若干の差異が存在す
る。これら差異については後に説明する。
【０１１０】１０１におけるビットＰ１および１０３に
おけるビットＰ２はキューエントリーが有効であるかど
うかを示す現在ビットとなっている。ＦＤの内容を有効
とするために双方の現在ビットをセットしなければなら
ない。ＦＤが入力または出力キューにあるか、ホストメ
モリにあるか、またはＮＩＣローカルメモリにあるかど
うかとは関係なく、現在のデュアルビットはＦＤフォー
マットを同じにすることができる。これについては後に
詳細に説明する。各現在ビットは最大位にあるので、ホ
ストは１つの否定的かどうかのテスト命令で現在ビット
をテストできる。
【０１１１】１０２におけるステートフィールドはＴＸ
ｄｏｎｅおよびＲＸｄｏｎｅキューでのみ有効なＴＸま
たはＲＸステートを表示する７ビット幅である。ＴＸｉ
ｎキュー、すなわちステートの最小位ビットはＣＬＰビ
ット値を示す。このＣＬＰ値はそのフレームに対して送
られるセル毎にセットされる。
【０１１２】１０８におけるＶＰＩ／ＶＣＩフィールド
はＡＴＭヘッダーに対する２４ビットの組み合わされた
ＶＰＩおよびＶＣＩを含む。使用されるフレームモード
に応じてフィールド１０６はデータバッファのスタート
アドレスをポイントするバッファポインタ、同一のＶＰ
Ｉ／ＶＣＩまたはＮＵＬＬに対して送信された先のフレ
ームの終了点へのポインタを含む。データバッファはワ
ードが一致していると見なされる。
【０１１３】使用されるフレームモードに応じ、フィー
ルド１０８は後に説明するバッファデスクリプタをポイ
ントするＢＤポインタまたはＣＰＣＳ制御情報およびパ
ケット長さを含むＣＲＣのないＡＡＬ５トレーラーを含
む。１１０におけるモードフィールドは、後に説明する
フレームモードビットを含む４ビット幅である。
【０１１４】フィールド１１２はポイントされたバッフ
ァに関連するバッファデスクリプタオブジェクトを探す
よう、アプリケーションに固有の態様でアプリケーショ
ンが使用できる１１ビットバッファＩＤである。このバ
ッファＩＤフィールドはＮＩＣによっては解読されな
い。バッファサイズ１１４はフィールド１０６によって
ポイントされるバッファのバイトサイズを示す１６ビッ
トフィールドである。ＴＸ方向にはこのサイズはこのバ
ッファから送るデータ量であり、ＲＸ方向にはこのサイ
ズはバッファに書き込まれるデータ量である。サイズは
バイトで示されるが、このサイズはワード的に整合して
いなければならない。後に説明する所定の状況下では、
ＰＴＩおよびＣＬＰビットの代わりにバッファサイズフ
ィールドの最大位ビットが使用される。
【０１１５】ホストのＦＤに対するアクセス、読み出し
または書き込みは、アトミックとすることができないの
で、１０１および１０３における現在ビットが必要であ
る。ストールデータの読み出しを防止するため、生産者
は最後の現在ビットを備えたフィールドを書き込まなけ
ればならず、消費者は最初の現在ビットと共にフィール
ドを読み出さなければならない。
【０１１６】このような制限を実行する最も便利な方法
は、生産者と消費者がデスクリプタを逆の順にアクセス
することである。しかしながら、多くのＩ／Ｏバス、例
えばＰＣＩバスは、デスクリプタに関するマルチワード
バーストアクセスをアドレスの増加する順に制限してい
る。ホストメモリにおける入力キューに対し、デスクリ
プタの最初のワードに現在ビットを入れることにより、
デスクリプタを数の少なくなる順に読み出しながらＮＩ
Ｃが現在ビットを最初に読み出すことは可能となってい
る。同様に、ホストメモリ内の出力キューに対してはデ
スクリプタの最終ワード内に現在ビットを入れることに
より、ＮＩＣが数の少なくなる順にデスクリプタを書き
込みながら、最後に現在ビットを書き込みすることが可
能となっている。テキサスインスツルメンツ社の設計
は、入力キュー内のデスクリプタの第１ワードの最大位
ビット内および出力キュー内のデスクリプタの最終ワー
ドの最大位ビットに単一の現在ビットを有する。
【０１１７】しかしながら、テキサスインスツルメンツ
社によって採用されたこの方法は、リングキューがＩ／
Ｏバスの反対側にあり、よって、ホストが開始したバー
ストの読み出しおよび書き込みが数の小さくなる順に発
生しなければならないＮＩＣローカルメモリ内のリング
キューに対しては不都合である。ホストが最後に現在ビ
ットを書き込み、ＮＩＣがこれを最初に読み出すような
入力キューに対する以前と同じ制限を満たすには、ＮＩ
Ｃが逆の順にデスクリプタフィールドにアクセスする
か、デスクリプタフォーマットを反転しなければならな
い。いずれもＮＩＣを複雑にする。
【０１１８】本システムはデスクリプタに第２の現在ビ
ットを加える。双方のビットはデスクリプタを有効とす
るためにセットしなければならない。本システムでは、
ＮＩＣはＮＩＣローカルメモリ内のデスクリプタにアト
ミックにアクセスする。これら２つの特徴により、デス
クリプタがどのキューに存在するのか、また、キューが
ホストメモリにあるか、またはローカルＮＩＣメモリに
あるかは無関係に、デスクリプタが同じフォーマットを
有することが可能となる。いずれの場合でもＮＩＣは常
に数の少なくなるアドレスの順にデスクリプタを読み書
きし、ＮＩＣが複雑となることを最小にしている。
【０１１９】図８におけるフレームデスクリプタによっ
て記述されるフォーマットにより、ネットワークインタ
ーフェース内に種々の機能を組み込むことが可能となっ
ている。送信側ではモードビット１１０により異なるサ
イズのメッセージに対する特殊フォーマットが可能とな
っている。さらにこのフォーマットは、送信側での性能
全体をスタティックチェイニング、ダイナミクチェイニ
ングおよびストリーミングが改善することを可能にして
いる。後にダイナミクチェイニングおよびスタティック
チェインの双方のみならずストリーミングについても説
明する。後に説明するように、ある特別なフォーマット
により受信側でのチャンキングをサポートする最適モー
ドＭと称される特別なモードがバッファ効率の改善を可
能にしている。
【０１２０】本ネットワークインターフェースの送信側
および受信側の双方では、フレーム内のバッファを共に
リンクするための特殊フォーマットを有するバッファデ
スクリプタＢＤを使用している。図１０は、バッファデ
スクリプタフォーマットを示しており、次のＢＤポイン
タ１１５はＢＤのリンクされたリスト内の次のＢＤをポ
イントする。バッファポインタ１１６はデータバッファ
のうちのスタートアドレスをポイントする。
【０１２１】すべてのバッファは一致した３２ビットワ
ードであり、サイズが多数あるものと見なされる。すべ
てのデータ転送は３２ビットワードを単位として行われ
る。従って、ＮＩＣはバッファポインタフィールドのう
ちの最大位の３０ビットおよびバッファサイズフィール
ドのうちの最大位の１４ビットしか使用しない。ＢＤは
一致したクアッドの３２ビットワードであると見なされ
るので、ＮＩＣはＢＤポインタフィールドのうちの最大
位の２７ビットしか使用しない。
【０１２２】フィールド１１７はＣＲＣのないＡＡＬ５
トレーラー、すなわちＣＰＣＳ情報を含むよう、フレー
ム用の最終ＢＤ内でしか使用されない。ＢＤ内の最終ワ
ードは若干の例外はあるが、ＦＤ内のワードと同じであ
る。ＰビットはストリーミングモードにおけるＴＸｄｏ
ｎｅへＦＤを書き込むことを表示するよう、送信側でし
か使用されない。モードビット１１８はフレーム内の最
終ビットＢＤを表示するのに使用される第３ビットを例
外として、使用されない。バッファＩＤ１１９およびバ
ッファサイズ１２１はＦＤに対しては同一である。
【０１２３】フレームデスクリプタおよびバッファデス
クリプタ用のフォーマットは、後に説明する最適化に必
要とされるフレキシビリティを可能とするように意図的
に同じになっている。これら最適化としては、非ブロッ
ク化のための最適化、小メッセージに合わせるための最
適化、チャンキングをサポートするためのストリーミン
グのための最適化、および上記ブロッキングの問題を解
消するための最も重要な最適化がある。
【０１２４】図１１は、ここでモードＭと称されるフォ
ーマットを説明するものである。モードＭはＭを発生す
る、一般に多数のバッファから成る最も簡単なフォーマ
ットである。ＦＤ１００におけるＢＤポインタ１０８
は、次にＢＤフィールド１１５、バッファポインタ１２
４、バッファＩＤフィールド１１９、バッファサイズフ
ィールド１２１およびＰビットプラスモードフィールド
１２３を有するリンクされたリスト内の最初のＢＤ１２
０をポイントし、この場合、バッファデスクリプタ１２
０はバッファ１３２をポイントするバッファポインタ１
２４を有する。フレーム用のリンクされたリスト内の最
終ＢＤ１２５はＣＰＣＳ情報１１７を含む。フレーム用
のリンクされたリスト内の最終ＢＤはフィールド１２３
内の第３モードビット内の０によって表示される。
【０１２５】ＮＩＣとの間でモードＭフレームを転送す
るには、ＦＤに対して１回のＩ／Ｏバスオペレーション
と、ＢＤプラスデータトランスファ当たり１回のＩ／Ｏ
バスオペレーションが必要である。従って、モードＭフ
レームのためのＩ／Ｏバスオペレーションにおける制御
オーバーヘッドは１にバッファの数を加えた回数とな
り、ここでモードＭではバッファとＢＤ間は１：１の対
応関係となる。
【０１２６】次に図１２を参照すると、単一バッファが
バッファ１３２である単一バッファのケースでは、フレ
ームデスクリプタ１００とバッファデスクリプタ１２０
が使用される。１つのバッファしか有しないフレームの
場合、かつそのフレームに他のフレームがチェイニング
されていない場合には、次のＢＤポインタは不要であ
り、モードＭフレーム内のＢＤを最適にすることがで
き、ＦＤおよびＢＤフォーマットはＦＤ内に必要なＢＤ
フィールドを記憶できるようになっている。
【０１２７】図１３は、単一バッファを強調するための
モードＳと称される圧縮モードの一例を示す。図１３に
おけるフレームデスクリプタ１３０はバッファデスクリ
プタ１２０およびフレームデスクリプタ１００内の、図
１２からのすべての必要な情報を含む。これによりフレ
ームを含む単一バッファをフレームデスクリプタが直接
ポイントする、ここでモードＳフォーマットを称される
フォーマットが発生する。モードＳは小フレームに特に
適し、制御オーバーヘッドはフレームデスクリプタの読
み出しに１回のオペレーションおよび同様なフレームデ
スクリプタを、ＴＸｄｏｎｅキューに書き込むのに１回
のオペレーションとなる。１セルから成る小フレームに
対しては、これは２回のバスオペレーションの制御オー
バーヘッドとなり、このオーバーヘッドは従来のこれま
で説明したシステムの３００％に比較して２００％のオ
ーバーヘッドとなる。更にこれは達成可能な最小制御オ
ーバーヘッドである。第１モードビット１３３はモード
ＳとモードＭのフレームを区別する。
【０１２８】図１４は、フレームデスクリプタ１００が
リンク内の第１バッファ、すなわちバッファ１３２を直
接ポイントし、同時にＢＤポインタ１０８が第２ＢＤ１
４０および残りのバッファのリンクされたリストをポイ
とする最適モードＭフォーマットを示す。この最適モー
ドＭフォーマットはＢＤがＮＩＣによってレディ状態と
なっていないので、第１バッファのためのＢＤを不要に
する。第２モードビット１３４はＦＤ内のＢＤポインタ
がフレーム内の第１ＢＤをポイントしているのか、第２
ＢＤをポイントしているのかを表示している。データト
ランスを無視すれば、最適モードＭフレームはバッファ
の数に等しい数の制御オペレーションを必要とする。極
めて小さいすべてのフレームに対しては、このことはＰ
ＣＩバスオペレーションの数においてモードＭから大幅
に減少するものではない。しかしながら、この最適化に
よって後に説明するような受信側でのチャンキングが可
能となる。
【０１２９】図１５は、送信側およびＴＸｉｎキュー１
６０を備えた本システムのための別のフレームフォーマ
ットを示す。フレームデスクリプタ１６２は最適にされ
ていないモードＭを示す。ＢＤポインタ１６３はバッフ
ァデスクリプタ１６４をポイントし、バッファポインタ
１６６は一部が満たされたバッファ１６８をポイントす
る。
【０１３０】フレームデスクリプタ１７０は、図示する
ように、バッファポインタ１７２がバッファ１７４をポ
イントし、ＢＤポインタ１７６が第２バッファデスクリ
プタ１７８をポイントし、バッファデスクリプタ１８２
からの次のＢＤポインタ１８０がバッファデスクリプタ
１７８をポイントする状態の最適化されたモードＭを示
す。最後に、フレームデスクリプタ１８４はバッファポ
インタ１９０が部分的に満たされたバッファ１９２をポ
イントする状態のモードＳを示す。
【０１３１】フレームフォーマットで特に重要なのはモ
ードビットである。最適化モードＭのためのモードビッ
トは参照番号２００で示されており、モードＭフォーマ
ットのためのモードビットは２０２で示され、モードＳ
フォーマットのためのモードビットは２０４で示されて
いる。
【０１３２】モードビットフィールドの各々では第１ビ
ットはフレームデスクリプタがモードＭフレームを記述
するか、またはモードＳフレームを記述するかを表示す
る。次のビットはモードＭフレームの場合、バッファデ
スクリプタポインタがバッファのリンクされたリスト内
の第１バッファデスクリプタをポイントするのか、また
はこのフレームのためのバッファのリンクされたリスト
内の第２バッファデスクリプタをポイントするのかを示
す。前者の場合は、通常のモードＭフォーマットを示す
が、後者の場合は、最適にされたモードＭフォーマット
を表示する。
【０１３３】次のビットはストリーミングに使用され
る。ここで、このビットは、フレームデスクリプタがそ
のフレームのための最終フレームデスクリプタであるの
か、または最終でないフレームデスクリプタであるのか
を表示する。後者の場合は、１つ以上のフレームセグメ
ントのストリーミングがフレームを含むことを示す。
【０１３４】最終モードビットは送信フレームがＡＡＬ
５フレームであるのか、またはＡＡＬ６フレームである
のかを表示する。従って、フレームデスクリプタに利用
されるフォーマットは利用フォーマットを特定し、かつ
チェイニングを適用するのか、またはストリーミングを
適用するのかを特定する。従って、フレームデスクリプ
タフォーマットはネットワークインターフェースとの間
でフレームを送受信するように、かなりのフレキシビリ
ティを与える。例えば、フレームデスクリプタフォーマ
ットは極めてバッファデスクリプタフォーマットに類似
するので、例えばモードＳフォーマットではフレームデ
スクリプタ内にバッファデスクリプタ１１４が押し込ま
れ、よって小メッセージに対する最適化を行い、効率的
にすることができる。
【０１３５】後に説明するように、図１５に示されたフ
レームデスクリプタのフォーマットはチェイニングをサ
ポートする。送信側では、ＢＤの１つの長いリンクされ
たリスト内のＴＸｉｎ内の同じＦＤの後方で同一ＶＣの
ための多数のフレームをチェイニングできる。フレーム
のための最初のＢＤはＶＰＩ／ＶＣＩステートを除き、
フレームを記述するのに必要なすべてを含む。ＦＤは同
じバーチャルチャンネルのためのフレームごとに同じＶ
ＰＩ／ＶＣＩを含む。１フレームのうちの終了点の次の
ＢＤポインタは、次のフレーム内の最初のＢＤポインタ
をポイントする。モードビットはフレームのうちの終了
点、すなわちフレーム内の最終ＢＤを表示する。
【０１３６】図１６は、送信入力キュー内のフレームを
キューに入れる前にホストがフレームをチェイニングす
るスタティックフレームチェイニングをフレームおよび
バッファデスクリプタフォーマットがどのようにサポー
トするかを示している。かかるチェイニングの主な目的
は、ホストシステムが単一リクエストにおけるいくつか
のフレームをＮＩＣへ送信できるようにすることであ
る。かかるチェイニングもブロッキングの可能性を減少
する。
【０１３７】特に、スタティックチェイニングは、先に
述べたように、フレームデスクリプタ１６２がバッファ
デスクリプタ１６４をポイントするＢＤポインタ１６３
を有する同じモードＭフォーマットでの利用を行う。次
のＢＤポインタ２０６は次のフレームの第１バッファデ
スクリプタをポイントし、この場合、バッファポインタ
１８０がバッファ１７４および番号２１８で示されたよ
うな１にセットされた第３モードビットをポイントす
る。このようにして、多数のフレームをリンクすること
ができる。
【０１３８】この結果、多数のフレームを含むバッファ
デスクリプタの長いリストが得られる。フレーム用のバ
ッファのリンクされたリスト内の最終バッファには、モ
ードビット２１６および２２０に対して示された０にセ
ットされた第３モードビットでマークされている。フレ
ームのチェインのためのバッファのリンクされたリスト
は、バッファデスクリプタ２２６内に示される次のＢＤ
ポインタのためのゼロ値２２１で終了される。ここで、
チェイン内の第１フレームは最適モードＭとすることが
できるが、チェイン内の次のすべてのフレームをモード
Ｍとしなければならないことに留意されたい。更に、フ
レームチェインはＢＤのリストのヘッドでは１つのＦＤ
しか有しないことにも留意されたい。
【０１３９】図１６に関連するスタティックフレームチ
ェイニングは、図１７に示されるようなダイナミックフ
レームチェイニングシステムまで増加できる。ダイナミ
ックフレームチェイニングは、一般にスタティックチェ
イニングのケースで達成されるのと同じ結果を得るため
に、フレームのネットワークインターフェースチェイニ
ングに関連する。スタティックフレームチェイニングは
送信入力キュー内にフレームデスクリプタであるフレー
ムのリンクされたリストのヘッドを挿入する前にホスト
によって実行しなければならない。これと対照的に、ダ
イナミックフレームチェイニングは送信入力キューから
のマルチフレームデスクリプタを消費し、ネットワーク
インターフェースはこれらをリンクし、スタティックフ
レームチェイニングと同じ目的を達成する。
【０１４０】このようにすることにより、これまで説明
したブロッキングの問題は完全に解決される。先に述べ
たように、既に送信中の仮想チャンネルのための送信入
力キューからはフレームデスクリプタを除くことができ
ないので、ブロッキングの問題が生じる。これと対照的
に、ネットワークインターフェースはダイナミックフレ
ームチェイニングにより送信入力キューからフレームを
除き、バーチャルチャンネルのために送信中のバッファ
のリンクされたリストの後方に除いたフレームをチェイ
ニングできる。
【０１４１】ダイナミックチェイニングのための作動中
に、ドライバ／アプリケーションは次のことを実行す
る。まず、第１に、アプリケーションは、バーチャルチ
ャンネルのために最新にキュー内へ入れられたモードＭ
／最適モードＭフレームのためのリンクされたリスト内
の最終バッファデスクリプタに対し、ポインタ、プレブ
ポインタまたは最後のＢＤポインタを維持する。次に、
ドライバ／アプリケーションは、モードＭ内のその後の
すべてのフレームをキュー内に入れ、バッファデスクリ
プタを割り当て、これを使用することによりモードＳお
よび最適モードＭをモードＭに変換する。この場合、フ
レームデスクリプタの第２フィールドはそのバーチャル
チャンネルのための先のフレーム内の最終ＢＤに対する
プレブポインタを含む。
【０１４２】図１７はドライバ／アプリケーションがＴ
Ｘｉｎキュー１６０内にかかるフレームデスクリプタを
入れた直後の状況を示す。ボックス２３０はネットワー
クインターフェースの内部作動レジスタを示す。この場
合、２３２はネットワークインターフェースがバッファ
デスクリプタ２３５をポイントするＢＤポインタ２３４
と共にバーチャルチャンネル＃１のためのフレームを現
在送信中であることを示し、バッファデスクリプタ２３
５は、次に、現在送信中のバッファ２３６をポイントす
る。
【０１４３】因みに、ホストは同じバーチャルチャンネ
ルのための点線２４２によって示されたフレームを記述
する情報をフレームデスクチプタ２４０に挿入したとこ
ろである。２４０で表示されるエントリーが除かれない
場合、送信キューからバーチャルチャンネル＃２のため
の次のフレームデスクリプタ２４４を送信から除くこと
ができず、バーチャルチャンネル＃２が現在アイドル状
態でも送信できないのでブロッキングが生じることとな
る。
【０１４４】このダイナミックフレームチェイニングを
実行するためにネットワークインターフェースが次の機
能を実行する。まず、第１に、バーチャルチャンネルが
アイドル状態となっていればバーチャルチャンネルがビ
ジー状態に表示され、通常のセグメント化が行われる。
バーチャルチャンネルがビジー状態であれば、よって、
フレームデスクリプタがモードＭのフレームデスクリプ
タでないか、またはフレームＰＴＩ／ＣＬＰが現在フレ
ームのものと異なっていれば、フレームをダイナミック
にチェイニングできない。
【０１４５】この点で２つの選択案が存在する。まず、
第１の選択案では、ＮＩＣが送信入力キューを中止する
か、利用可能なネットワークインターフェーススペース
にフレームデスクリプタを記憶できるか、またはエラー
フレームデスクリプタを書き込むことも可能である。そ
れ以外の場合、インターフェースネットワークはフレー
ムデスクリプタから先のポインタ、すなわち矢印２５２
で示されたような先のフレームにおける最終バッファデ
スクリプタをポイントする先の最終ＢＤポインタ２５０
を読み出す。
【０１４６】ネットワークインターフェースは、先のフ
レームに対して働いており、現在のバッファデスクリプ
タポインタ２３４が先の最終バッファデスクリプタポイ
ンタ２５０に等しくなければ、ネットワークインターフ
ェースは先の最終ＢＤポインタ２５０によってポイント
された最終バッファデスクリプタ内の次のＢＤポインタ
フィールドにＢＤポインタ２５４を書き込み、よって、
先のフレームの終了部にフレームをチェイニングする。
この場合、ＢＤポインタフィールド２５４はＢＤ２３５
の現在のゼロフィールド２５６にコピーされる。
【０１４７】上記以外の場合、ネットワークインターフ
ェースが先のフレームの最終バッファデスクリプタに作
用している場合、ネットワークインターフェースはバッ
ファデスクリプタポインタ２３４にバッファデスクリプ
タポインタ２５４を書き込む。
【０１４８】次に、送信側のストリーミングについて説
明する。ストリーミングとは、一連のフレームセグメン
トとしてネットワークインターフェースとの間でフレー
ムを送受信できるようにすることである。送信側では、
各フレームセグメントはＴＸｉｎキュー内にフレームデ
スクリプタを備えたモードＭフォーマットにおける１つ
以上のバッファである。受信側では、各フレームセグメ
ントは受信ＴＸｄｏｎｅキューにおけるフレームデスク
リプタを備えたモードＳの１つのバッファまたはモード
Ｍの２つ以上のバッファである。
【０１４９】フレームセグメント当たりのバッファ数は
レジスタのセグメントサイズによって制御される。これ
らフレームセグメントの１つ以上がフレーム全体を構成
する。フレームデスクリプタにおけるモードビットはフ
レーム内のかかる最終セグメント内にフレームセグメン
トがあるかどうかを表示する。存在する場合、このモー
ドビットはＡＡＬ５情報を含む。
【０１５０】ストリーミングにより一連のフレームセグ
メントとしてネットワークインターフェースとの間でフ
レームを送受信することが可能となるので、これによ
り、送信側ではすべてのセグメントを発生する前に１つ
のフレームの送信をスタートでき、受信側ではフレーム
全体を受信する前にフレームの処理をスタートできるの
で、フレームの処理のレイテンシーを短くすることに役
立つ。また、送信側でもストリーミングによりフレーム
の終了前にバッファをリサイクルできる。
【０１５１】図１８は送信側のストリーミングを示す。
送信入力キュー１６０がバッファの１つ以上のモードＭ
のフォーマットリンクリストを含み、各々のバッファは
フレームのうちの１セグメントを発生する。図１８にお
ける点線２６０は、モードＭのバッファのリンクされた
リストのフレームセグメントを示す。フレームデスクリ
プタにおける第３モードビット２６２はこのビットがフ
レームのうちの最終フレームセグメントでないことを示
す。点線２６４で示されるように、最終フレームセグメ
ントが続くフレームセグメントの０またはそれ以上のこ
れらタイプが存在し得る。これはモードＭフォーマット
のバッファの完全なリンクされたリストである。
【０１５２】しかしながら、第３モードビット２６６
は、これがこの特定のバーチャルチャンネルに対するフ
レームの最終セグメントであることを表示している。こ
のような特定のケースでは、最終バッファデスクリプタ
２６８はフィールド２７０におけるＣＰＣＳ情報を含
む。作動中、ＴＸ側のストリーミングは大きな装置を必
要としない。むしろモードＭフレームにおけるバッファ
の変化の検出とダイナミックフレームのチェイニングを
うまく利用している。ストリーミングは、ダイナミック
フレームチェイニングの若干の変更とバッファのリサイ
クリングを可能とするよう、フレームデスクリプタを書
き込むための加算を必要とする。
【０１５３】フレームの終了部まで、または現在バッフ
ァ内のデータが４８バイトよりも少なくなるまでセグメ
ント化が進められる。セグメント化を進めるには、デー
タのフル状態のセルペイロードを取得しなければならな
い。非ストリーミングケースではＮＩＣは次のＢＤポイ
ンタを読み出し、Ｉ／Ｏバスオペレーションを２回実行
する。１回は現在バッファからの最終部分セルの読み出
しであり、１回は新しいバッファからのセルの残りの読
み出しである。
【０１５４】ストリーミングの場合、次のＢＤポインタ
が０であればＴＸｉｎ内に次のフレームセグメントが生
じるまでセグメント化を中止する。この理由は、バーチ
ャルチャンネルのための次のフレームセグメントをロー
ドするまで、ＮＩＣにより現在セグメントの最終部分セ
ルをフェッチできないからである。次のフレームセグメ
ントが生じ、ＴＸｉｎからフェッチされると、ＦＤから
の次のＢＤポインタがＶＣエントリー内の次のＢＤポイ
ンタフィールドに記憶される。この点で、この状況はバ
ッファの変更に対しては同じであり、セグメント化を再
開できる。
【０１５５】フレームセグメントは、フレームに対する
のと同じようにダイナミックにチェイニングできる。し
かしながら、わずかな問題が生じる。ＮＩＣが第１チェ
インの最終バッファをセグメント化している際に２つの
完全なフレームがチェイニングされると、第１フレーム
の最終ＢＤのメモリ内の次のＢＤフィールドを更新する
ことが現実には不要となる。ＶＣテーブル内の次のＢＤ
フィールドにそのＢＤポインタを記憶させるだけでよ
い。しかしながら、これら状況下で同じフレームのため
の２つのセグメントをチェイニングする場合、ＴＸｄｏ
ｎｅに書き込まれたＦＤによってヘッドとされたリスト
内に第２セグメントがリンクされることはない。従っ
て、バッファが失われた状態となり得る。この解決案は
極めて簡単である。このセグメントがフレーム内の最後
のセグメントでないときは、いつもメモリ内に次のＢＤ
フィールドを更新すればよい。
【０１５６】上記高速バッファのリサイクリングの利点
をストリーミングによって得られるようにするため、Ｂ
Ｄの最終ワードにおける最大位ビット、すなわちＰビッ
トをＴＸｄｏｎｅへのＦＤの書き込みを表示するように
セットできる。バッファの変更を完了し、バッファの境
界と交差するセルの送り出しを完了した後、ＮＩＣはこ
のビットをチェックし、セットされている場合、最終で
ないフレームセグメントビットを備えたＦＤをこのポイ
ントに送られたバッファのためのＴＸｄｏｎｅへ書き込
み、ＶＣテーブルエントリー内のヘッドポインタを更新
する。ＢＤはちょうど読み出されたところであるので、
作動レジスタにこのビットおよび新しいヘッドポインタ
を記憶することができ、新しいＶＣテーブルエントリー
フィールドは不要である。
【０１５７】図１９はゼロ適応層または未加工セルとし
ても知られるＡＡＬ０フォーマットをサポートするよ
う、図１５に示されたフォーマットに関する若干の変化
を示す。ＡＴＭセル内に直接含まれる４バイトユニット
にアプリケーションが寄与するかかる未加工セルモード
を可能にする２つの理由がある。かかる未加工モードセ
ルを可能にする第１の理由は、ペイロードのトランスペ
アレンシーにある。ペイロードのトランスペアレンシー
はペイロードにおけるデータのためのフォーマット、す
なわち不要のＡＡＬ５フォーマットを可能にすることに
関連する。このフォーマットはアプリケーションで直接
使用できる。
【０１５８】かかる未加工モードセルを可能にする第２
の理由は、セルトランスペアレンシーにある。このセル
トランスペアレンシーはセルヘッダーのみならずセルペ
イロードにおけるＰＴＩ、ＣＬＰおよびＧＦＣのための
任意の値に関連する。ＰＴＩはペイロードタイプのイン
ディケータフィールドに関連し、ＣＬＰはセルの喪失優
先度に関連し、ＧＦＣは包括的なフロー制御に関連し、
これらのいずれも図３に示されたようなＡＴＭセルヘッ
ダー内にある。
【０１５９】ＡＡＬ５およびシェープされたＡＡＬ０モ
ードの作動はできるだけ同じとされる。双方のモードは
同じキュー、すなわちＴＸｉｎキュー、ＴＸｄｏｎｅキ
ュー、ＲＸｆｒｅｅキューおよびＲＸｄｏｎｅキューを
使用する。図１９は送信側でＡＡＬ５フォーマットに可
能な種々のモードおよびフレームデスクリプタおよびバ
ッファデスクリプタフォーマットを示す。フレームデス
クリプタの第４モードビット２８０はＡＡＬ５フォーマ
ットに対するＡＡＬ０フォーマットの関係を制御する。
従って、フレームデスクリプタはＡＡＬ５フォーマット
をサポートするフィールドを乱すことなく必要なフレキ
シビリティでＡＡＬ０モードまたはＡＡＬ５モードのい
ずれかを記述できる。
【０１６０】例えばこれにより単一バーチャルチャンネ
ルに対しＡＡＬ５およびＡＡＬ０フレームを散在させる
ことができる。フレーム内の最初の３２ビットフィール
ドの最大位バイトがＣＬＰの他にＰＴＩを含むという点
でのみ、フレームデスクリプタフォーマットはＡＡＬ５
フォーマットに対するフォーマットと異なっている。Ａ
ＴＭセルヘッダーにおけるＧＦＣフィールドは通常０で
ある。必要な場合、フレームデスクリプタ内にＧＦＣフ
ィールドをエンコードするための種々のオプションが存
在している。例えば、バッファＩＤの最小位の４ビット
でＧＦＣビットをエンコードできる。ＴＸｄｏｎｅキュ
ーにおけるフレームデスクリプタ内には、ＰＴＩ、ＣＬ
ＰおよびＧＦＣ値が戻されることはない。
【０１６１】ＡＡＬ５モードの各々では所定のバッファ
を４８バイトユニットにセグメント化し、個々のＡＡＬ
０セルとして送る。これらセルのすべてには同じＧＦ
Ｃ、ＰＴＩおよびＣＬＰが添えられる。後に理解できる
ように、これは送信側のチャンキングに対応する。組み
合わされたバッファサイズが４８バイトの倍数でない場
合、セルの送信を終了し、フレームデスクリプタ内に表
示されたエラーステータスを２８２として表示されたＴ
Ｘｄｏｎｅキューに書き込む。
【０１６２】図２０は本システムによって可能な異なる
バッファモードと共に、ＲＸｆｒｅｅキュー３００およ
びＲＸｄｏｎｅキュー１０２を含む受信側を示す。ＲＸ
ｆｒｅｅキュー３００におけるエントリーは、２つの現
在ビットを含むフレームデスクリプタに極めて類似した
構造を備えた番号３０３で示されたフリーＢＤデスクリ
プタＦＢＤである。各ＦＢＤ３０３はフリーバッファ３
０８およびフリーバッファデスクリプタ３１０をそれぞ
れポイントするポインタ３０４および３０６を含む。こ
のユニークな組織化は必要なバッファごとに入進フレー
ムに対して必要なフリー構造を提供するのに１つのリン
グキューしか必要でなく、１回のＩ／Ｏバスアクセスし
か必要でないことを意味している。ＲＸｆｒｅｅキュー
における実際のエントリーはリングキューで直接割り当
てられたＦＢＤであるので、これらはリンクリストを構
成するのに使用できない。
【０１６３】フレーム１２は受信側で可能な種々のフォ
ーマットを示す。バッファデスクリプタ３１２はモード
Ｍフォーマットを示す。このデスクリプタは、バッファ
デスクリプタのリンクされたリストをポイントし、その
うちの１つがバッファ３１６をポイントするデスクリプ
タとして番号３１４で示されている。フレームデスクリ
プタ３２０はモードＳを示す。フレームデスクリプタ３
２０はバッファ３２２をポイントする。フレームデスク
リプタ３２４は最適化されたモードＭを示し、ＦＤ３２
４はバッファ３２８における最初のバッファをポイント
するバッファポインタ３２６を有する。
【０１６４】ＢＤポインタ３３０はバッファデスクリプ
タ３３２をポイントし、このデスクリプタは次に第２バ
ッファ３３３をポイントする。ここには図示されていな
いが、ＢＤ３３２は別のＢＤもポイントすることができ
る。バッファ３２８として同じＲＸｆｒｅｅバッファデ
スクリプタエントリーから得られたバッファデスクリプ
タ３３４は使用されないことに留意されたい。これによ
り、チャンキングを参照して後に説明する利点が得られ
る。
【０１６５】理解できるように、図２０はバッファチャ
ンキングを有しないＡＡＬ５フレームに対する３つのフ
ォーマットのすべて、すなわちモードＭ、モードＳおよ
び最適にされたモードＭを示す。新しいフレームが到着
すると、ネットワークインターフェースはＲＸｆｒｅｅ
キュー３００からフレームバッファデスクリプタを除
き、ＦＢＤ３４０からフリーバッファデスクリプタ３１
０へフリーバッファポインタ３０４およびポインタ３０
６を抽出する。
【０１６６】フレームが単一バッファに適合する場合、
フリーバッファデスクリプタ３１０を無視し、フレーム
デスクリプタが直接バッファをポイントし、モードＳフ
レームを発生させる。フレームが単一バッファに適合し
ない場合、フリーバッファデスクリプタを使用して多数
のバッファをリンクし、フレームデスクリプタがリスト
内の最初のバッファデスクリプタをポイントする。この
結果、得られるフレームはバーチャルチャンネルイネー
ブル美とに応じてモードＭまたは最適化されたモードＭ
のいずれかとすることができる。モードＳおよび最適に
されたモードＭの廃棄されたフリーバッファデスクリプ
タは、後に説明するように、再生する必要がある。
【０１６７】従来のネットワークインターフェースで
は、新しいフレームが到着した時、または受信したフレ
ームが現在のバッファを満たす場合に、新しい場合を検
索する。受信されたフレーム内の最終場合はほとんど空
の状態となる場合がある。これとは対照的に、バッファ
チャンキングを行うと、バッファが満たされた場合に限
り、検索された新しいバッファと共にバッファ内に多数
のフレームを記憶できる。受信されたフレームを記憶す
るために使用されるバッファ領域はチャンクと称される
領域に分割される。各チャンクはサイズがバッファ以下
であり、バッファ内に完全に適合するフレームの一部を
含む。小フレームは１つのチャンクしか必要としないこ
とがあり得るが、大きなメッセージフレームはサイズが
バッファよりも小さい第１チャンク、すなわちフルバッ
ファに等しいチャンク、さらにサイズがフルバッファよ
りも小さいチャンクを必要とすることがある。
【０１６８】図２１はバッファチャンキングを備えたＡ
ＡＬ５のための同一の３つのフレームフォーマットを示
す。ネットワークインターフェースに新しいフレームが
到着すると、先のバッファにスペースが残されていない
場合に限り、ネットワークインターフェースはＲＸｆｒ
ｅｅキュー３００からＦＢＤ３０３を除く。生じるケー
スは２つある。第１のケースとは、バッファがまだ使用
されていない場合で、例えばＦＢＤがキューから除かれ
たケースである。使用されていないバッファ内の第１チ
ャンクは参照番号３５０で示されている。
【０１６９】ここで、選択案は１つある。すなわちチャ
ンク３５０をポイントするバッファデスクリプタ３１４
をバッファデスクリプタポインタ３５４がポイントする
３５２に示されているように、モードＭを使用してフレ
ーム内の第１チャンクを表示できる。これとは別に、モ
ードＳを使用して第１チャンクを表示し、低オーバーヘ
ッドの利点を得ることができる。これは、アクセスする
バッファデスクリプタがないからである。モードＳの場
合にはフレームデスクリプタ３５６がチャンク３５８を
直接ポイントする。しかしながら、後に説明するよう
に、これには廃棄したフリーバッファデスクリプタを再
生しなければならないという欠点がある。バーチャルチ
ャンネル内のビットはチャンキングが可能であるかどう
か、上記選択案のいずれを使用すべきかを表示する。
【０１７０】第２ケースとは、バッファ３１６内のチャ
ンク３５０によって表示されるような先のフレームに対
しバッファの一部が既に使用されている場合である。新
しいフレームが単一のチャンクに適合する場合、フリー
バッファデスクリプタは不要である。この場合、フレー
ムデスクリプタに対応するＲＸｄｏｎｅキュー３０２内
にバッファデスクリプタを直接割り当て、チャンクを直
接ポイントし、モードＳフレームを発生する。ここで、
モードＭフォーマットはある場所からの別のフリーバッ
ファデスクリプタを必要とするので、モードＳは強制的
であることに留意されたい。
【０１７１】３６２で示されるように、残りのバッファ
エリアに新しいフレームが適合しない場合は、フリーバ
ッファデスクリプタを使用して多数のチャンクをリンク
する。この場合、第１チャンクは最適モードＭを使用し
なければならない。その後、ネットワークインターフェ
ースはチャンク毎にＦＢＤをキューから除き、フリーバ
ッファおよびフリーバッファデスクリプタを得なければ
ならない。その後、ＮＩＣはバッファデスクリプタのリ
ンクされたリスト内の連続するバッファデスクリプタに
対しフリーバッファデスクリプタを使用する。
【０１７２】例えば、フレームデスクリプタ３６６は第
１チャンク３６２およいＢＤ３６４をポイントする。こ
のＢＤは第２チャンク３６０をポイントする。先に述べ
たように、使用されないバッファデスクリプタのスペー
スの再生が重要である。ＲＸｆｒｅｅキュー内のバッフ
ァごとに１つのフリーバッファデスクリプタが供給され
る。先に述べたように、バッファデスクリプタが不要の
ケースもある。これらみなしご状態となったフリーバッ
ファデスクリプタを再生し、これらをリサイクルできる
ようにしなければならない。
【０１７３】みなしご状態になったバッファデスクリプ
タを再生する１つの方法は、フレームデスクリプタ内と
同じバッファポインタを備えたバッファデスクリプタを
探すことである。チャッキングでないモードに対して
は、モードＳフレームは関連するみなしご状態のバッフ
ァデスクリプタを有する。チャッキングモードに対して
はＲＸｄｏｎｅキュー内のフレームにバッファの最終チ
ャンクが生じるまで、ドライバ／アプリケーションが待
機する。これにより、総使用量を維持しなければなら
ず、これはいかなる場合でもチャンクの再組み合わせ部
分として行わなければならない。この点で、ドライバ／
アプリケーションはバッファ内にチャンクを再結合でき
る。
【０１７４】このバッファに関連したバッファデスクリ
プタは以前と同じように発見できる。この方式で、デー
タ構造はバッファアドレスからバッファデスクリプタに
変換される。一実施の形態では、バッファがページ的に
整合し、小レンジのアドレスにわたって広がっている場
合には、ハッシュテーブルまたは簡単なテーブルとなっ
ている。ＲＸｆｒｅｅキューを共用するマルチバーチャ
ルチャンネルの場合、各バーチャルチャンネルはそのバ
ーチャルチャンネルのためのチャンクに全バッファを取
り出さなければならない。みなしご状態のバッファデス
クリプタを再生する別の方法は、バッファデスクリプタ
アドレスの表に対するインデックスとしてフレームデス
クリプタ内のバッファＩＤフィールドを使用することで
ある。
【０１７５】受信側でのストリーミングに関して、ＲＸ
側はバーチャルチャンネルごとにバーチャルチャンネル
テーブルエントリーを有し、バッファすなわちバッファ
デスクリプタの数に換算してフレームセグメントサイズ
を指定する。この数のバッファが満たされるか、フレー
ムの終了部に達するか、またはＲＸｄｏｎｅキューへフ
レームデスクリプタが書き込まれるまで再組み立てが進
む。セグメントに対し最適モードＭが使用される場合、
フレームセグメント用フレームデスクリプタの書き込
み、またはバッファ変更のためのバッファデスクリプタ
の書き込み時にオーバーヘッドには差はない。
【０１７６】図２２は受信側がどのようにＡＡＬ０モー
ドをサポートするかを示す。受信方向では、各バーチャ
ルチャンネルには常にＡＡＬ０モードまたはＡＡＬ５モ
ードと表示されている。ＡＡＬ０モードの場合、バッフ
ァおよびセルヘッダーを含むモードＳフレームデスクリ
プタにそのバーチャルチャンネルのための各入進セルが
書き込まれ、ＲＸｄｏｎｅキューにＡＡＬ０ビットセッ
トが書き込まれる。非チャンキングモードまたはチャン
キングモードのいずれも使用できる。
【０１７７】受信側でのＡＡＬ０モードとＡＡＬ５モー
ドとの唯一の差は、図２０に示されたバッファフィルサ
イズエントリー３８０が３８２で表示された最終セルの
ヘッドからのＰＴＩおよびＣＬＰフィールドで置換され
た上部の４ビットを有する。この結果、ＡＡＬ５モード
とＡＡＬ０モードのフォーマットの差はＡＡＬ０モード
では最終セルのヘッダーからのＰＴＩおよびＣＬＰフィ
ールドの４ビットの連鎖をＲＸｄｏｎｅキュー内のフレ
ームデスクリプタ内のバッファ側のフィールドの最大位
バイトへ書き込むことである。ＡＡＬ０モードではバッ
ファサイズは４８ビットよりも大きくなることはないの
で、競合はない。所望すれば、ＧＦＣフィールドをフレ
ームデスクリプタ内に含めることもできる。これを行う
には種々の方法がある。１つの方法はＰＴＩおよびＣＬ
Ｐに隣接するバッファサイズフィールドの４ビットに入
進セルからのＧＦＣフィールドを記憶することである。
【０１７８】後に説明するように、上記機能を達成する
ためのアルゴリズムについて示す。送信側では、ＮＩＣ
はバーチャルチャンネル毎に少なくとも次の情報を維持
する。 モードビット 現在バッファポインタ 残されているバッファサイズ 現在ＢＤポインタ フレームセグメント内の最初のＢＤに対するポインタ
【０１７９】データを送るのに関連するオペレーション
は一般に次のとおりである。 １．ドライバ／アプリケーションがＢＤのリンクされた
リストにメッセージを記憶する。 ａ．フリーバッファを探し、データで満たす。 ｂ．第１バッファを満たした後、バッファごとにフリー
ＢＤを探し、これをバッファデスクリプタで満たす（バ
ッファとＢＤをペアとして管理すると都合がよい）。 ２．ドライバ／アプリケーションがＴＸｉｎのキューに
エントリーを入れる。すなわちモードＭでＦＤを、モー
ドＳで（第１フィールド内のＶＰＩ／ＶＣＩと共に）第
１ＢＤのコピーを、または最適モードＭでＦＤをキュー
に入れる。 ３．ドライバ／アプリケーションは（ＮＩＣポーリング
により、または直接書き込み通知ステータスレジスタに
より、可能な方法を）ＮＩＣに知らせる。
【０１８０】４．ＮＩＣはＴＸｉｎからＦＤエントリー
を除きＦＤ情報を記憶する。 ５．モードＳの場合、ＮＩＣはバッファを読み出す。モ
ードＭの場合、ＮＩＣはＢＤを読み出し、次にバッファ
を読み出す。（ＢＤ内の最終フィールドによって示され
るように）最終バッファが送られるまで必要なだけ繰り
返す。次のＢＤポインタが０でなければ、このポインタ
が同じＶＣに対するフレームセグメントの別フレームの
第１ＢＤをポイントする。次のＢＤポインタが０となる
までフレーム／セグメントの処理を続ける。最適モード
Ｍの場合、ＮＩＣはまずバッファを読み出し、その後、
モードＭに対する手続きに従う。 ６．ＮＩＣは送られる各フレームセグメント毎にＴＸｄ
ｏｎｅ内のエントリーもキューに入れる。 ａ．チェイン状態となっていない場合、またはチェイン
内に第１フレームがある場合、（ＴＸｉｎ内のＦＤから
セーブした情報に基づき）ＴＸｄｏｎｅにＦＤを書き込
み、ステートを、更新する。 ｂ．チェイン状態になっている場合、モードＭのＦＤを
ＴＸｄｏｎｅに書き込む。
【０１８１】７．ドライバ／アプリケーションはＴＸｄ
ｏｎｅからＦＤを除き、バッファおよびＢＤを再生す
る。受信側ではＮＩＣは各バーチャルチャンネルのため
に少なくとも次の情報を維持する。 モードビット 現在バッファ位置 現在バッファ内の現在チャンク位置を示すチャンクポイ
ンタ （このポインタはバッファのチャンキング、すなわち同
じバッファからの連続チャンク内の連続フレームに記憶
装置を割り当てるのに使用される） 残されているバッファサイズ
【０１８２】データを受信するのに関連するオペレーシ
ョンは一般に次のとおりである。 ０．（事前に）ドライバ／アプリケーションは充分な数
のＦＤＢをキューに入れることによりＲＸｆｒｅｅを作
成する。実際にはＦＤＢをキューに入れるためにホスト
はメモリ内の１つのフリーＢＤを関連するバッファで満
たす。 １．第１セルまたはフレームが到着するとＮＩＣはＶＣ
テーブルエントリーを検査する。 ２．チャンクポインタが０またはチャンキングが不能で
ある場合、ＮＩＣはＲＸｆｒｅｅからＦＢＤを除きＦＢ
Ｄ内のバッファポインタに対するチャンクポインタを更
新する。
【０１８３】３．ＮＩＣはチャンクポインタによって表
示されたバッファとなるように、入進フレームを再組み
立てする。 ａ．現在バッファにデータを記憶する。 ｂ．フレーム終了（モードＳ）であればＲＸｄｏｎｅに
ＦＤを巻き込む。オプションとして非チャンキングモー
ドである場合、またはチャンキングモードでバッファ内
に第１チャンクがある場合には、モードＭのＦＤを書き
出す。 ｃ．フレームが終了していなければ（バッファはフィル
状態）（最適モードＭ）、
【０１８４】ｉ．ＲＸｆｒｅｅから新しいＦＢＤをキュ
ーから取り出し、新しいバッファおよびフリーＢＤポイ
ンタを得る。 ｉｉ．新しいバッファ内にデータを記憶する。 ｉｉｉ．ＢＤを新しいフリーＢＤポインタ内のロケーシ
ョンに書き込む際にフレームが完了していれば、バッフ
ァポインタをバッファポインタにセットし、次のＢＤポ
インタを０にセットする。 ｉｖ．そうでない場合、一時的レジスタ「セーブされた
ＢＤ」にフリーＢＤポインタを記憶する。一時的レジス
タ「セーブされたバッファポインタ」内に第１バッファ
に対するポインタを記憶する。 ｖ．ＲＸｆｒｅｅから新しいＦＢＤをキューから取り出
し、新しいバッファおよびフリーＢＤポインタを得る。 ｖｉ．セーブされたＢＤ内のロケーションにＢＤを書き
込み、バッファポインタをセーブされたバッファポイン
タにセットし、次のポインタを新しいＢＤポインタにセ
ットし、 ｖｉｉ．（ｉｉ）へ進む。
【０１８５】選択案 非チャンキングモードの場合、またはチャンキングモー
ドであってバッファ内に第１チャンクがある場合は、モ
ードＭのＦＤの書き込みが可能である。 ４．ＮＩＣはＦＤをＲＸｄｏｎｅに書き込む。 ５．ＮＩＣはドライバ／アプリケーションに通知する
（インターラプトまたはドライバ／アプリケーションポ
ーリングによる方法が可能である）。 ６．ドライバ／アプリケーションはＲＸｄｏｎｅからＦ
Ｄを取り出し、フレームを処理する。
【０１８６】ダイナミックチェイニングのためのオペレ
ーションは次のとおりである。ドライバ／アプリケーシ
ョンおよびＮＩＣは次の役割を果たす。ドライバ／アプ
リケーションは次のことを行う。 １．ＶＣのための最新にキューへ入れられたモードＭフ
レームのためのリンクされたリスト内の最終ＢＤにポイ
ンタ、すなわちプレブポインタを維持する。 ２．プレブポインタを含むＦＤの第２フィールドと共
に、（モードＳをモードＭに変換するのにＢＤを割り当
て、これを使用する）モードＭですべてのフレームをキ
ュー内に入れる。
【０１８７】ＮＩＣは次のことを行う。 １．ＶＣチャンネルがアイドル状態であれば、ＶＣをビ
ジー状態と表示し、通常のセグメント化を実行する。 ２．ＶＣチャンネルがビジー状態であれば、 ａ．ＦＤがモードＭでないか、またはフレームＧＦＣ／
ＰＴＩ／ＣＬＰが現在フレームのものと異なっている
か、ＦＤ内のポインタが０である場合、フレームをダイ
ナミックにチェイニングできない。この場合、ＶＣチャ
ンネルのための現在のセグメント化が完了し、ブロッキ
ングの可能性が生じるまでＴＸｉｎの更なる処理を中止
する（別の可能性はエラーを表示するＦＤと共にＴＸｄ
ｏｎｅへフレームを書き込むことである）。
【０１８８】ｂ．上記以外の場合で、 ｉ．先のフレームに対して働いており、かつ現在のＢＤ
ポインタが先の最終ＢＤポインタに等しくないか、また
はＶＣテーブルエントリーが最終フレームセグメントビ
ットを有していないかのいずれかの場合、先のフレーム
内の最終ＢＤ内の次のＢＤフィールドにＦＤからのＢＤ
ポインタを書き込む（よって先のフレームの終了部にフ
レームをチェイニングする）。 ｉｉ．先のフレームの最終ＢＤに作動中であるか、また
は先のフレームと共に完了している場合、ＶＣテーブル
エントリーの次のＢＤフィールドにＢＤポインタを記憶
する。 ３．１つのフレームを完了するとＶＣテーブルエントリ
ー内の次のＢＤフィールドをチェックする。ゼロでなけ
れば次のＢＤは次のチェイニングされたフレーム内の第
１ＢＤであり、これをロードし、処理する。 以上で、この発明の好ましい実施例について説明した
が、当業者であればこの発明の要旨の範囲内で変形例お
よび代替例を実施できよう。従って、この発明の範囲は
特許請求の範囲によって定義されるものである。
【０１８９】
【発明の効果】以上のように、この発明に係るネットワ
ークインターフェースによれば、ホストコンピュータを
ネットワークに接続するためのコネクションベースデー
タ伝送システムにおけるネットワークインターフェース
であって、Ｉ／Ｏバスインターフェースと、このＩ／Ｏ
バスインターフェースに接続された受信ブロックおよび
送信ブロックと、上記Ｉ／Ｏバスインターフェースを上
記ホストコンピュータに接続するバスおよび上記送信ブ
ロックと上記受信ブロックを上記ネットワークに接続す
るための手段を有するネットワークインターフェースカ
ードを備え、上記受信および送信ブロック内に、上記ホ
ストコンピュータが有する送信入力ＴＸｉｎおよび送信
完了ＴＸｄｏｎｅキューならびに受信フリーバッファＲ
Ｘｆｒｅｅおよび受信完了ＲＸｄｏｎｅキューと、周辺
部品相互接続インターフェースとによって利用されるマ
ルチワードフレームデスクリプタフォーマットを実現す
るための手段を設けたので、パケットをベースとするデ
ータ伝送システムにおいて、フレームモードのすべてが
共存でき、最適化されたバッファモード、ダイナミック
およびスタティックチェイニングを可能にすると共に、
ストリーミングを可能とし、受信側でチャンキングを可
能にすることができる。
【０１９０】また、上記マルチワードフレームデスクリ
プタフォーマットは、モードＳフォーマットに適合する
ためのフィールドを含むので、バッファ内に適合する短
いフレームに対してはモードＳが使用され、みなしご状
態となったバッファデスクリプタの問題が解決され、小
フレームに対するオーバーヘッドを極めて低くすること
ができる。
【０１９１】また、上記マルチワードフレームデスクリ
プタフォーマットは、モードＭフォーマットをサポート
するので、バッファの境界部で始まるフレームに対して
はモードＭが使用され、みなしご状態となったバッファ
デスクリプタの問題が解決され、小フレームに対するオ
ーバーヘッドを極めて低くすることができる。
【０１９２】また、上記マルチワードフレームデスクリ
プタフォーマットは、最適化されたモードＭフォーマッ
トをサポートするので、バッファの境界部で開始しない
マルチバッファフレームに対しては最適化されたモード
Ｍが使用され、みなしご状態となったバッファデスクリ
プタの問題が解決され、小フレームに対するオーバーヘ
ッドを極めて低くすることができる。
【０１９３】また、上記マルチワードフレームデスクリ
プタフォーマットは、チェイニングをサポートするの
で、ブロッキングの問題を解消することができる。
【０１９４】また、上記マルチワードフレームデスクリ
プタフォーマットは、ストリーミングをサポートするの
で、バッファ空間のより高速なリサイクリングが可能と
なる。
【０１９５】また、上記マルチワードフレームデスクリ
プタフォーマットは、チャンキングをサポートするの
で、ネットワークインターフェースを簡素にし、バッフ
ァの効率的な利用を可能にする。
【０１９６】また、上記ネットワークインターフェース
カードは、ローカルメモリを含み、上記複数のキューが
上記ローカルメモリ内に位置し、上記マルチワードフレ
ームデスクリプタは、上記システムが入力キューまたは
出力キューをアドレス指定するか、または上記キューが
上記ホストメモリ内にあるかどうかとは無関係に、フレ
ームデスクリプタに対する同じフォーマットを可能にす
るよう、デュアル現在ビットを有するフィールドを含む
ので、デスクリプタを逆の順にアクセスすることを可能
にすることができる。
【０１９７】また、上記インターフェースは、ＡＴＭイ
ンターフェースであり、上記マルチワードフレームデス
クリプタフォーマットは、ＡＡＬ０およびＡＡＬ５フォ
ーマットの双方に適合するためのフィールドを有するの
で、ＡＡＬ０およびＡＡＬ５フォーマットの双方をサポ
ートするフィールドを乱すことなく必要なフレキシビリ
ティでＡＡＬ０およびＡＡＬ５フォーマットのいずれか
を記述でき、単一バーチャルチャンネルに対しＡＡＬ０
およびＡＡＬ５フレームを散在させることができる。
【０１９８】また、上記ネットワークインターフェース
カードは、ブロッキングを防止するための手段を含むの
で、ブロッキングの問題を解消することができる。
【０１９９】また、上記受信フリーバッファＲＸｆｒｅ
ｅキューは、フレームデスクリプタを有し、該フレーム
デスクリプタは、バッファポインタおよび上記フレーム
デスクリプタのフォーマットに類似するフォーマットを
有する関連するバッファデスクリプタに対するポインタ
を含むので、フレームデスクリプタ内にバッファデスク
リプタを押し込み、小フレームに対する最適化を行い、
効率的なものとすることができる。
【０２００】また、上記受信フリーバッファＲＸｆｒｅ
ｅキューのための上記フレームデスクリプタおよび上記
バッファデスクリプタは、１つのデスクリプタとなるよ
うに組み合わされているので、フレームデスクリプタ内
と同じバッファポインタを備えたバッファデスクリプタ
を探すことによりみなしご状態となったバッファデスク
リプタを再生して、リサイクルするのを容易にすること
ができる。
【０２０１】また、この発明に係るネットワークインタ
ーフェースは、１つ以上のバッファと、バッファのリン
クされたリストと、単一バッファまたはバッファの上記
リンクされたリストのヘッドを表示するためのマルチワ
ードフレームデスクリプタを有し、バッファの上記リン
クされたリスト内のバッファの各々は自己のバッファデ
スクリプタを有し、ネットワークを通してホストコンピ
ュータから情報のフレームを送信するようにしたので、
キューがマルチワードフレームデスクリプタを含むリン
クされたバッファフォーマットを利用することにより、
ネットワークインターフェースへ送るフレームを識別で
き、ダイレクトアクセスアーキテクチャ等で使用するた
めのネットワークインターフェースを実現できる。
【０２０２】また、上記フレームおよびバッファデスク
リプタのフォーマットは、スタティックチェイニング、
ダイナミックチェイニングおよびストリーミング（これ
らはすべて同じデスクリプタフォーマットからのもので
ある）を可能にするので、フレームデスクリプタはリス
ト内の第１バッファのためのバッファデスクリプタをポ
イントし、このバッファデスクリプタは次にリンクされ
たリスト内の次のバッファのための次のバッファデスク
リプタをポイントし、同様に次々にポイントすること
で、フレームおよびバッファデスクリプタのフォーマッ
トは、スタティックチェイニング、ダイナミックチェイ
ニングおよびストリーミングをサポートすることができ
る。
【０２０３】また、上記ネットワークを通して送るべき
フレームを識別するための上記フレームデスクリプタを
含む手段を備えるので、ネットワークインターフェース
へ送るフレームを識別できる。
【０２０４】また、上記フレームを識別するための上記
手段は、上記マルチワードフレームデスクリプタを含む
リングキューを備え、上記フレームデスクリプタが上記
バッファに対するポインタまたはバッファの上記リンク
されたリストのヘッドに対するポインタを含むので、ネ
ットワークインターフェースへ送るフレームを識別でき
る。
【０２０５】また、上記フレームデスクリプタは、上記
フレームを記述する情報を含み、上記情報がバーチャル
チャンネル番号、ステート情報およびモード表示のうち
の少なくとも１つを含むので、フレームデータに対する
ファットポインタを構成するマルチワードフレームデス
クリプタを提供することができる。
【０２０６】また、上記フレームデスクリプタは、上記
リンクされたリスト内の第１バッファに対するバッファ
デスクリプタをポイントし、さらに、上記リンクされた
リスト内の次のバッファに対する次のバッファデスクリ
プタをポイントするようにしたので、スタティックチェ
イニング、ダイナミックチェイニングおよびストリーミ
ングをサポートすることができる。
【０２０７】さらに、上記ホストコンピュータは、ドラ
イバおよびオペレーティングシステムを有し、上記ネッ
トワークインターフェースは、送信入力キーを有し、さ
らにフレームデスクリプタを上記送信入力キューに直接
書き込み、上記ドライバまたはオペレーティングシステ
ムによる介入を防止するための手段を含むので、アプリ
ケーションがドライバおよびオペレーティングシステム
の介入を受けることなく、リングキューに直接書き込み
できるから効率性がよく、ポーリングがイネーブルされ
る場合には１回のＩ／Ｏバスオペレーションでよく、送
信入力キューがポーリングモードになっていない場合、
アプリケーションは特定の期間の間ネットワークインタ
ーフェースがポーリングモードとさせる通知レジスタに
書き込みできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ホストメモリ内に２つのリングキュー（一方
の入力リングキーは送信すべきフレームのためのＴＸｉ
ｎと表示されたものであり、他方の出力リングキューは
送信を完了したフレームのためのＴＸｄｏｎｅと表示さ
れたものである）を有するネットワークインターフェー
スカード、すなわちＮＩＣの送信側をブロックで示す略
図である。
【図２】 ホストメモリ内に２つのリングキュー（一方
の入力リングキューは空のバッファのためのフリーバッ
ファキューと表示されたものであり、他方の出力キュー
は受信されたバッファのフレームのためのＲＸｄｏｎｅ
と表示されたものである）を有するネットワークインタ
ーフェースの受信側をブロックで示す略図である。
【図３】 ＡＴＭセルの略図である。
【図４】 ＡＡＬ５フレームの略図である。
【図５】 各リングキューエントリーはフレームデスク
リプタに関するポイントであり、フレームデスクリプタ
がフレームのリンクされたリストのみならずフレームを
含むバッファのリンクされたリストをポイントする、三
菱電機によって開発された従来のネットワークインター
フェースアーキテクチャの略図である。
【図６】 富士通によって製造された従来システムの送
信側構造の略図である。
【図７】 テキサスインスツルメンツ社によって製造さ
れた従来システムの送信側構造の略図である。
【図８】 この発明に係るもので、サブジェクトフレー
ムデスクリプタおよびバッファデスクリプタを使用する
ネットワークインターフェースカード上のＡＴＭネット
ワークインターフェースチップを示すブロック図であ
る。
【図９】 フレームデスクリプタがバッファデスクリプ
タポインタと、次のバッファデスクリプタに対するポイ
ンタと、バーチャルチャンネルまたはコネクションを識
別し、データの伝送のモードを識別し、パラメータ、例
えばバッファサイズを識別するリングキュー内の有効エ
ントリーとして表示するための付加的フィールドとを有
するサブジェクトフレームデスクリプタの略図である。
【図１０】 第１ワード内を除き、バッファデスクリプ
タおよびフレームデスクリプタが同一のフォーマットを
有するサブジェクトバッファデスクリプタの略図であ
る。
【図１１】 フレームデスクリプタが多数のバッファモ
ードＭフォーマットを示す本システムの略図である。
【図１２】 単一バッファから成るモードＭのフォーマ
ットフレームの略図である。
【図１３】 ショートフレームを収容するよう、単一バ
ッファから成るモードＳフレームの略図である。
【図１４】 フレームデスクリプタがリンクされたリス
ト内で第１バッファデスクリプタとして働き、受信側で
チャンキングをサポートする最適モードＭフォーマット
を発生するモードＭフォーマットのための付加的な最適
化の略図である。
【図１５】 通常のモードＭ、最適化されたモードＭお
よびモードＳフォーマットをサポートするフレーム変化
および送信側のキューの略図である。
【図１６】 フレームのスタティックチェイニングの略
図である。
【図１７】 ダイナミックチェイニングを示す略図であ
る。
【図１８】 送信側でのダイナミックフレームストリー
ミングを示す略図である。
【図１９】 ＡＡＬ０変化のための送信側での種々のフ
レームフォーマットの該ようを示す略図である。
【図２０】 ＲＸｆｒｅｅと表示されたフリーバッファ
キューを備えたＡＡＬ５のための受信側での種々のフレ
ームフォーマットの略図である。
【図２１】 図２０に示されたシステムと同じタイプの
フレキシビリティを示し、チャンキングにも適合したＡ
ＡＬ５フォーマットのためのチャンキングに適用するた
めの受信側での変更の略図である。
【図２２】 チャンキングを備えたＡＡＬ０フォーマッ
トのための受信側の略図である。
【符号の説明】 １５０ ネットワークインターフェースカード、１５１
ホストコンピュータ、１５２ ＰＣＩバス、１５３
ＰＣＩインターフェース、１５４ ＮＩＣチップ、１５
５ 送信ＴＸブロック、１５７ 受信ＲＸブロック、１
５８ ユートピアインターフェースブロック、１５９
ローカルバスインターフェース、１６５ローカルメモ
リ、１６７ ローカルバス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 595151497 201 ＢＲＯＡＤＷＡＹ， ＣＡＭＢＲＩ ＤＧＥ， ＭＡＳＳＡＣＨＵＳＥＴＴＳ 02139， Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ジョン・エイチ・ホワード アメリカ合衆国、マサチューセッツ州、ケ ンブリッジ、コウクスウェル・アベニュー ８ (72)発明者 ロス・ティー・キャスレイ アメリカ合衆国、カリフォルニア州、パ ロ・アルト、ロマ・ヴェルデ・アベニュー 994 (72)発明者 ダグラス・ジェイ・ハーン アメリカ合衆国、カリフォルニア州、エ ル・セリート、ベルモント・アベニュー 3242

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ホストコンピュータをネットワークに接
    続するためのコネクションベースデータ伝送システムに
    おけるネットワークインターフェースであって、 Ｉ／Ｏバスインターフェースと、このＩ／Ｏバスインタ
    ーフェースに接続された受信ブロックおよび送信ブロッ
    クと、上記Ｉ／Ｏバスインターフェースを上記ホストコ
    ンピュータに接続するバスおよび上記送信ブロックと上
    記受信ブロックを上記ネットワークに接続するための手
    段を有するネットワークインターフェースカードを備
    え、 上記受信および送信ブロック内に、上記ホストコンピュ
    ータが有する送信入力ＴＸｉｎおよび送信完了ＴＸｄｏ
    ｎｅキューならびに受信フリーバッファＲＸｆｒｅｅお
    よび受信完了ＲＸｄｏｎｅキューと、周辺部品相互接続
    インターフェースとによって利用されるマルチワードフ
    レームデスクリプタフォーマットを実現するための手段
    を設けたネットワークインターフェース。
  2. 【請求項２】 上記マルチワードフレームデスクリプタ
    フォーマットは、モードＳフォーマットに適合するため
    のフィールドを含むことを特徴とする請求項１記載のネ
    ットワークインターフェース。
  3. 【請求項３】 上記マルチワードフレームデスクリプタ
    フォーマットは、モードＭフォーマットをサポートする
    ことを特徴とする請求項１記載のネットワークインター
    フェース。
  4. 【請求項４】 上記マルチワードフレームデスクリプタ
    フォーマットは、最適化されたモードＭフォーマットを
    サポートすることを特徴とする請求項１記載のネットワ
    ークインターフェース。
  5. 【請求項５】 上記マルチワードフレームデスクリプタ
    フォーマットは、チェイニングをサポートすることを特
    徴とする請求項１記載のネットワークインターフェー
    ス。
  6. 【請求項６】 上記マルチワードフレームデスクリプタ
    フォーマットは、ストリーミングをサポートすることを
    特徴とする請求項１記載のネットワークインターフェー
    ス。
  7. 【請求項７】 上記マルチワードフレームデスクリプタ
    フォーマットは、チャンキングをサポートすることを特
    徴とする請求項１記載のネットワークインターフェー
    ス。
  8. 【請求項８】 上記ネットワークインターフェースカー
    ドは、ローカルメモリを含み、上記複数のキューが上記
    ローカルメモリ内に位置し、上記マルチワードフレーム
    デスクリプタは、上記システムが入力キューまたは出力
    キューをアドレス指定するか、または上記キューが上記
    ホストメモリ内にあるかどうかとは無関係に、フレーム
    デスクリプタに対する同じフォーマットを可能にするよ
    う、デュアル現在ビットを有するフィールドを含むこと
    を特徴とする請求項１記載のネットワークインターフェ
    ース。
  9. 【請求項９】 上記インターフェースは、ＡＴＭインタ
    ーフェースであり、上記マルチワードフレームデスクリ
    プタフォーマットは、ＡＡＬ０およびＡＡＬ５フォーマ
    ットの双方に適合するためのフィールドを有することを
    特徴とする請求項１記載のネットワークインターフェー
    ス。
  10. 【請求項１０】 上記ネットワークインターフェースカ
    ードは、ブロッキングを防止するための手段を含むこと
    を特徴とする請求項１記載のネットワークインターフェ
    ース。
  11. 【請求項１１】 上記受信フリーバッファＲＸｆｒｅｅ
    キューは、フレームデスクリプタを有し、該フレームデ
    スクリプタは、バッファポインタおよび上記フレームデ
    スクリプタのフォーマットに類似するフォーマットを有
    する関連するバッファデスクリプタに対するポインタを
    含むことを特徴とする請求項１記載のネットワークイン
    ターフェース。
  12. 【請求項１２】 上記受信フリーバッファＲＸｆｒｅｅ
    キューのための上記フレームデスクリプタおよび上記バ
    ッファデスクリプタは、１つのデスクリプタとなるよう
    に組み合わされていることを特徴とする請求項１１記載
    のネットワークインターフェース。
  13. 【請求項１３】 １つ以上のバッファと、バッファのリ
    ンクされたリストと、単一バッファまたはバッファの上
    記リンクされたリストのヘッドを表示するためのマルチ
    ワードフレームデスクリプタを有し、バッファの上記リ
    ンクされたリスト内のバッファの各々が自己のバッファ
    デスクリプタを有する、ネットワークを通してホストコ
    ンピュータから情報のフレームを送信するためのネット
    ワークインターフェース。
  14. 【請求項１４】 上記フレームおよびバッファデスクリ
    プタのフォーマットは、スタティックチェイニング、ダ
    イナミックチェイニングおよびストリーミング（これら
    はすべて同じデスクリプタフォーマットからのものであ
    る）を可能にするようになっている、請求項１３記載の
    ネットワークインターフェース。
  15. 【請求項１５】 上記ネットワークを通して送るべきフ
    レームを識別するための上記フレームデスクリプタを含
    む手段を備える請求項１３記載のネットワークインター
    フェース。
  16. 【請求項１６】 上記フレームを識別するための上記手
    段は、上記マルチワードフレームデスクリプタを含むリ
    ングキューを備え、上記フレームデスクリプタが上記バ
    ッファに対するポインタまたはバッファの上記リンクさ
    れたリストのヘッドに対するポインタを含む請求項１５
    記載のネットワークインターフェース。
  17. 【請求項１７】 上記フレームデスクリプタは、上記フ
    レームを記述する情報を含み、上記情報がバーチャルチ
    ャンネル番号、ステート情報およびモード表示のうちの
    少なくとも１つを含み、フレームデータに対するファッ
    トポインタを構成するマルチワードフレームデスクリプ
    タを提供する請求項１６記載のネットワークインターフ
    ェース。
  18. 【請求項１８】 上記フレームデスクリプタは、上記リ
    ンクされたリスト内の第１バッファに対するバッファデ
    スクリプタをポイントし、さらに、上記リンクされたリ
    スト内の次のバッファに対する次のバッファデスクリプ
    タをポイントする請求項１７記載のネットワークインタ
    ーフェース。
  19. 【請求項１９】 上記ホストコンピュータは、ドライバ
    およびオペレーティングシステムを有し、上記ネットワ
    ークインターフェースは、送信入力キーを有し、さらに
    フレームデスクリプタを上記送信入力キューに直接書き
    込み、上記ドライバまたはオペレーティングシステムに
    よる介入を防止するための手段を含む請求項１３記載の
    ネットワークインターフェース。
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