[發明專利]以太網MAC子層控制器及其控制方法

在審

• 申請號: 201610070046.X
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105634957A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 陳弟虎;朱偉東;衣楊
• 申請（專利權）人: 廣東順德中山大學卡內基梅隆大學國際聯合研究院;中山大學
• 主分類號: H04L12/741
• 分類號: H04L12/741;H04L12/801
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 黃曉慶

技術領域

本發明涉及互聯網通信技術領域，特別是涉及一種以太網MAC子層控制器 及其控制方法。

背景技術

進入21世紀，互聯網的應用從傳統的PC(personalcomputer)機應用，開 始逐步應用到物聯網，當前，隨著物聯網的快速發展，物聯網設備對尺寸、功 耗、硬件規模的要求越來越高，對于嵌入式設備的需求越來越大。物聯網目前 主要依靠以太網成熟的技術，但是在實現過程中，發明人發現傳統技術中至少 存在如下問題：

傳統的以太網MAC(MediaAccessControl)子層控制芯片，不再適合于物 聯網設備的應用，因為它以芯片的形式存在，易造成硬件體積的浪費，并且在 以太網的連接中靈活性非常差。另外，傳統的應用在嵌入式設備中的以太網MAC 子層控制器數量少，并且基本以收費的IP(intellectualpropertycore)核格式存 在，其主要缺點在于其設計并不單單只針對于嵌入式的應用，所以消耗資源較 多，整個設計結構較復雜，放在嵌入式設備中工作，浪費資源，功耗較大，工 作處理速度相對緩慢，不易于集成。

發明內容

基于此，有必要針對傳統技術中以太網MAC子層控制芯片靈活性差且不易 集成的問題，提供一種以太網MAC子層控制器及其控制方法。

為了實現上述目的，本發明技術方案的實施例為：

一方面，提供了一種以太網MAC子層控制器，包括總線接口、分別連接總 線接口的發送FIFO模塊和接收FIFO模塊、連接接收FIFO模塊和發送FIFO模 塊的流量控制模塊、分別連接流量控制模塊的發送端模塊和接收端模塊以及連 接發送端模塊和接收端模塊的GMII/MII介質無關接口，

總線接口包括第一總線接口和第二總線接口；第一總線接口、第二總線接 口通過第一輸出選擇器連接發送FIFO模塊，通過第一輸入選擇器連接接收FIFO 模塊；

流量控制模塊包括全雙工流量控制模塊和半雙工流量控制模塊；全雙工流 量控制模塊、半雙工流量控制模塊通過第二輸出選擇器連接發送FIFO模塊，通 過第二輸入選擇器連接接收FIFO模塊，通過流量控制選擇器連接發送端模塊和 接收端模塊；

發送端模塊接收流量控制模塊發送的第一數據包，將第一數據包轉換為第 一數據幀，并將第一數據幀發送給GMII/MII介質無關接口；同時根據第一數據 包的類型，確定以太網MAC子層控制器當前的通信狀態；以及在偵聽到所述總 線接口正在接收數據且確定以太網MAC子層控制器處于半雙工通信狀態時，輸 出偽隨機數，并根據偽隨機數獲取等待時間處理信道沖突；其中，通信狀態包 括半雙工通信狀態和全雙工通信狀態；

接收端模塊接收GMII/MII介質無關接口傳輸的第二數據幀，對第二數據幀 進行檢測和校驗，獲取第二數據幀的地址類型；根據地址類型對第二數據幀進 行解幀，得到第二數據包，并通過接收FIFO模塊將第二數據包傳輸給網絡層。

另一方面，提供了一種以太網MAC子層控制器的控制方法，接收端模塊的 工作流程包括步驟：

接收GMII/MII介質無關接口傳輸的第二數據幀，并對第二數據幀的前同步 碼進行檢測，獲得檢測的結果；

在檢測的結果符合第一預設條件時，對第二數據幀進行目的地址檢查，獲 取并發送第二數據幀的地址類型；

對第二數據幀進行校驗，在第二數據幀的校驗結果符合第二預設條件時， 根據接收到的地址類型對第二數據幀進行解幀，得到第二數據包，并將第二數 據包傳輸給網絡層。

上述技術方案具有如下有益效果：

本發明以太網MAC子層控制器及其控制方法，其結構設計是利用硬件設計 的基本思路，自上到下的設計方法，把一個大型的電路劃分為多個有相互聯系 的功能單元模塊，每一個功能單元模塊都有相對獨立的功能行為，使本發明能 夠在不同速率、不同通信狀態之間自適應轉換，同時能通過進行無限次的程序 修改達到目標效果，而普通MAC子層控制芯片已經成型，封裝，無法改動已經 定型的硬件產品，所以本發明比普通MAC子層控制芯片有更好的靈活性。由于 具有了很好的靈活性，在對硬件的裁剪方面，更加靈活，所以能夠減少硬件面 積的開銷。此外本發明的MAC子層控制器能夠實現與系統緊密的連接，保證信 號的完整性，具有非常高的穩定性，能夠提高數據的傳輸正確率。

附圖說明