JP3480558B2 - 媒体アクセス制御装置及びｌａｎ接続装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、媒体アクセス制御
装置（以下「メディアアクセスコントローラ」とい
う。）及びこれを搭載するＬＡＮ接続装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常の電話機が交換機に接続されるのに
対し、インターネット電話機ではコンピュータネットワ
ークに接続される形態を採る。このため、インターネッ
ト電話機には、コンピュータネットワーク接続用のＬＡ
Ｎ（Local Area Network）コネクタが装備されるのが通
常である。

【０００３】ところで、コンピュータが普及した今日に
おいては、特にビジネス環境下においては、一人一台の
パーソナルコンピュータが常識となっている。しかし、
現在の装置では、インターネット電話機用とコンピュー
タ用とで別のＬＡＮケーブルを配線しなければならない
ため、ネットワーク設備が増大する問題があった。

【０００４】このため、電話機とパーソナルコンピュー
タとを１本のＬＡＮケーブルで接続可能とすることが強
く求められている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図２に、かかる接続を
可能とする従来装置の接続例を示す。また、図３に、か
かる接続を可能とする電話機２の内部構成例を示す。電
話機２の特徴は、図３に示すように、集線装置（ＨＵ
Ｂ）に相当する集線回路２Ｉを内蔵する点である。この
集線回路２Ｉは、音声データ及び電話機制御データをパ
ケット化したデータパケットと、パーソナルコンピュー
タ１の送信データをパケット化したデータパケットとを
集線し、スイッチングＨＵＢ３に送出するために用いら
れる。

【０００６】かくして、電話機２とスイッチングＨＵＢ
３とを接続するケーブル上では、電話機２とスイッチン
グＨＵＢ３との間で送受されるパケットである音声デー
タパケット及び電話機制御データパケットと、パーソナ
ルコンピュータ１とスイッチングＨＵＢ３との間で送受
されるパケットであるコンピュータデータパケットとが
伝送される。従って、当該ケーブル上では、コンピュー
タデータと音声データを含むパケットが混在することに
なる。

【０００７】ところで、図３に示す構成の電話機の場
合、集線回路２Ｉは、コーディック２Ｃ側からのパケッ
トとパーソナルコンピュータ１からのパケットとを受信
順に上位のスイッチングＨＵＢ３に送出する構成をとる
ため、パーソナルコンピュータ１の側から大量のパケッ
トデータが送出されると、その間、音声信号を含むコー
ディック側からのパケットが待ち状態となり、結果とし
て通話とぎれが生じてしまう問題があった。

【０００８】そこで、図４に示す構成が考えられる。図
４に示す構成の電話機２は、パーソナルコンピュータ１
側からの信号を内部のメモリ２Ｇに一旦蓄積する構成を
とる。このため、図４の電話機２の場合、コーディック
２Ｃ側からの音声パケットとパーソナルコンピュータ１
側からのパケットの優先順位をＣＰＵ２Ｆが管理でき、
音声パケットを優先して送出するようにできる。

【０００９】しかし、パーソナルコンピュータ１側から
のパケットをメモリ２Ｇに一旦蓄積するため、大規模な
メモリと高速なパケット処理を必要とされるため、製品
化した場合、高価なものとなり、実現性に乏しいという
問題がある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】（Ａ）かかる課題を解決
するため、本発明においては、ネットワーク接続用のイ
ンタフェースと、音声パケット送受信用のインタフェー
スと、コンピュータデータ通信用のインタフェースとを
有する媒体アクセス制御装置において、以下の手段を備
えるようにする。

【００１１】すなわち、音声パケット送受信用のインタ
フェースより入力される送信パケットを、コンピュータ
通信用のインタフェースより入力される送信パケットに
優先させて、ネットワーク接続用のインタフェースに出
力する優先制御回路を備えるようにする。ここで、優先
制御回路は、ネットワーク接続用のインタフェースに出
力する送信パケットの有無確認時、音声パケット送受信
用のインタフェースに接続された送信ＦＩＦＯメモリに
ついてその送信要求の有無を確認し、送信要求がない場
合についてのみ、コンピュータ通信用のインタフェース
に接続された送信ＦＩＦＯメモリについてその送信要求
の有無を確認するものである。（Ｂ）また、本発明にお
いては、かかる媒体アクセス制御装置をＬＡＮ接続装置
に搭載することにする。

【００１２】

【発明の実施の形態】（Ａ）搭載装置例 図５に、本発明に係るメディアアクセスコントローラ
（ＭＡＣ）を搭載するＬＡＮ接続装置（ＬＡＮボードを
含む。）の機能ブロック構成例を示す。ここでは、図２
に示す接続形態を可能とするため、２つのＬＡＮポート
付きのインターネット電話機に搭載する場合について説
明する。

【００１３】なお、言うまでもないが、メディアアクセ
スコントローラを搭載するＬＡＮ接続装置としては、イ
ンターネット電話機に限られるものでなく、例えばター
ミナルアダプタへの適用も考えられる。

【００１４】また、ＬＡＮポートについても、１０ＢＡ
ＳＥ−Ｔ、１００ＢＡＳＥ−Ｔ等に限られるものでな
く、光ファイバ分散データインタフェース（ＦＤＤＩ：
FiberDistributed Data Interface）系、１００ＶＧ−
ＡｎｙＬＡＮ、ＡＴＭ−ＬＡＮその他のネットワークに
適したポート構成を適用できる。

【００１５】図５に示すインターネット電話機の内部構
成を説明する。コーディック２Ｃは、マイクロホン２Ｂ
から入力される音声信号の符号化と、バス２Ｄを介して
入力される音声データの復号化に用いられる。メモリ２
Ｇは、符号化された音声データの一時蓄積用及び受信さ
れた音声データの一時蓄積用に用いられる。

【００１６】メディアアクセスコントローラ（ＭＡＣ）
２Ｅ'は、各通信プロセスのメディア層における処理を
担当し、バス２Ｄとの間で音声データを含むパケット
（以下「ＣＰＵデータ」という。）を送受し、パーソナ
ルコンピュータ接続用の物理層デバイス２Ｈ２との間で
コンピュータデータパケット（以下「ＰＣデータ」とい
う。）を送受する。

【００１７】すなわち、このメディアアクセスコントロ
ーラ（ＭＡＣ）２Ｅ'は、コンピュータデータパケット
を、図４に示すようにバス経由で送受するのではなく、
物理層デバイス２Ｈ２との間で直接的に送受する。

【００１８】なお、インターネット電話機では、バス２
Ｄとの間で送受されるパケットには音声データが含まれ
るため、図５に示すパケットメディアアクセスコントロ
ーラ（ＭＡＣ）２Ｅ'は、バス２Ｄから入力されるＣＰ
Ｕデータを物理層デバイス２Ｈ２から入力されるＰＣデ
ータに優先して送信するよう構成する。

【００１９】また、パケットメディアアクセスコントロ
ーラ（ＭＡＣ）２Ｅ'と物理層デバイス２Ｈ１及び２Ｈ
２との接続に用いられるインタフェースには、物理層の
構成に依存しない各種構成に共通のインタフェースであ
るＭＩＩインタフェース（Media Independent Interfac
e ）を使用し、コーディック２Ｃとの接続に用いられる
インタフェースにはバスインタフェースを使用するもの
とする。もっとも、全てのインタフェースにＭＩＩイン
タフェースを使用することも可能である。 （Ｂ）メディアアクセスコントローラ２Ｅの実施形態例
（その１） 図１に、メディアアクセスコントローラ（ＭＡＣ）２Ｅ
の第１の実施形態に係る機能ブロック構成を示す。図１
に示すように、メディアアクセスコントローラ（ＭＡ
Ｃ）２Ｅ'は、優先制御回路２Ｅ'１、バスインタフェー
ス２Ｅ'２、第１の先入先出しメモリ（ＦＩＦＯメモ
リ）２Ｅ'３、第１の送受信回路２Ｅ'４、第２の送受信
回路２Ｅ'５、第２の先入先出しメモリ（ＦＩＦＯメモ
リ）２Ｅ'６から構成される。

【００２０】このうち、優先制御回路２Ｅ'１が、前述
したＣＰＵデータの優先送信機能を実現する手段として
機能する。優先制御回路２Ｅ'１には、バスインタフェ
ース側のＦＩＦＯメモリ２Ｅ'３から与えられる送信要
求と、パーソナルコンピュータ側のＦＩＦＯメモリ２
Ｅ'６から与えられる送信要求とを監視する機能が設け
られている。

【００２１】優先制御回路２Ｅ'１は、原則として、送
信要求が確認されたとき、確認した送信要求を送信した
ＦＩＦＯメモリから該当する送信データを読み出してス
イッチングＨＵＢ３に送出する動作を実行する。ただ
し、優先制御回路２Ｅ'１は、バスインタフェース側か
らの送信要求とパーソナルコンピュータ側からの送信要
求が競合する場合、バスインタフェース側からの送信要
求を優先し、対応するＦＩＦＯメモリ２Ｅ'３に格納さ
れている送信データを優先的に送信する。

【００２２】なお、当該優先制御回路２Ｅ'１では、図
６に示す判定処理により必要な優先制御機能を実現す
る。

【００２３】続いて、以上の構成を有するメディアアク
セスコントローラ２Ｅ'で実行される優先処理手順の内
容を説明する。

【００２４】バスインタフェース側からの送信データの
出力と、パーソナルコンピュータ側からの送信データの
出力とは、独立の事象として発生する。

【００２５】従って、バスインタフェース側からメディ
アアクセスコントローラ２Ｅ'に対し、ＣＰＵデータの
入力があると（すなわち、送信データの入力がある
と）、当該ＣＰＵデータは、パケットのスタート、エン
ドその他の状態を表すステータスビットと共に対応する
ＦＩＦＯメモリ２Ｅ'３に書き込まれる。

【００２６】同様に、パーソナルコンピュータ側からメ
ディアアクセスコントローラ２Ｅ'に対し、ＰＣデータ
の入力があると（すなわち、送信データの入力がある
と）、当該ＰＣデータは、パケットのスタート、エンド
その他の状態を表すステータスビットと共に対応するＦ
ＩＦＯメモリ２Ｅ'６に書き込まれる。

【００２７】ＦＩＦＯメモリ２Ｅ'３及び２Ｅ'６のそれ
ぞれにおいては、内部に送信すべきパケットが蓄積され
ている場合、その送信を要求する送信要求を優先制御回
路２Ｅ'１に出力する。

【００２８】優先制御回路２Ｅ'１は、まず、第１の送
受信回路２Ｅ'４が送信状態か待機状態かを監視する
（ステップＳ１）。ここで、送信状態であると確認され
た場合（ステップＳ１で否定結果が得られた場合）、優
先制御回路２Ｅ'１は、ＦＩＦＯメモリ２Ｅ'３又は２
Ｅ'６から送信要求が入力されているか確認することな
く（仮に送信要求があったとしても現時点では送信でき
ないため）、第１の送受信回路２Ｅ'４における送信状
態の監視を継続する。

【００２９】これに対し、待機状態であると確認された
場合（ステップＳ１で肯定結果が得られた場合）、優先
制御回路２Ｅ'１は、バスインタフェース側のＦＩＦＯ
メモリ２Ｅ'３から送信要求が入力されていないかを判
定する（ステップＳ２）。先に、当該ＦＩＦＯメモリ２
Ｅ'３の判定を優先させるのは、バスインタフェース側
から入力されるＣＰＵデータの出力を、パーソナルコン
ピュータ側から入力されるＰＣデータに優先させるため
である。

【００３０】ステップＳ２において肯定結果が得られた
場合（このことは、送出すべきＣＰＵデータが存在する
ことを意味する）、優先制御回路２Ｅ'１は、ＦＩＦＯ
メモリ２Ｅ'３に対し送信開始の命令を発し、読み出さ
れるＣＰＵデータを待機状態にある第１の送受信回路２
Ｅ'４に送出する（ステップＳ４）。

【００３１】これに対し、ステップＳ２において否定結
果が得られた場合（このことは、送出すべきＣＰＵデー
タが存在しないことを意味する）、優先制御回路２Ｅ'
１は、パーソナルコンピュータ側のＦＩＦＯメモリ２
Ｅ'６から送信要求が入力されていないか判定する（ス
テップＳ３）。

【００３２】このステップＳ３において肯定結果が得ら
れた場合（このことは、送出すべきＰＣデータが存在す
ることを意味する）、優先制御回路２Ｅ'１は、ＦＩＦ
Ｏメモリ２Ｅ'６に対し送信開始の命令を発し、読み出
されるＰＣデータを待機状態にある第１の送受信回路２
Ｅ'４に送出する（ステップＳ５）。

【００３３】なお、当該ステップＳ３でも否定結果が得
られた場合、又は、ステップＳ４若しくはＳ５における
送信データの送信が完了した場合、優先制御回路２Ｅ'
１は、ステップＳ１の判定処理に戻り、再度、第１の送
受信回路２Ｅ'４が送信状態か待機状態かを監視する。

【００３４】以上の動作が、優先制御回路２Ｅ'１（イ
ンターネット電話機）に対する電源の供給開始後又はリ
セット後、繰返し実行される。

【００３５】このように、第１の実施形態に係るメディ
アアクセスコントローラ（ＭＡＣ）２Ｅ'の場合には、
バスインタフェース側からの送信データ（すなわち、Ｃ
ＰＵデータ）とパーソナルコンピュータ側からの送信デ
ータ（すなわち、ＰＣデータ）との送信要求が競合する
場合にも、優先順位の高いバスインタフェース側からの
送信データが優先的に送出できる。

【００３６】かくして、実時間性の高い音声データの送
信がＰＣデータの送信待ちとなり、通話途切れが発生す
るおそれをなくすことができる。

【００３７】また、第１の実施形態に係るメディアアク
セスコントローラ（ＭＡＣ）２Ｅ'の場合には、従来装
置（図４）のように、内部メモリへのＰＣデータの蓄積
を必要としないので、大規模なメモリを必要とせず、装
置の小型化を実現できる。

【００３８】同様に、内部メモリへのＰＣデータの蓄積
を必要としないので、メディアアクセスコントローラ
（ＭＡＣ）２Ｅ'を構成するＣＰＵ２Ｆにかかる負担を
従来装置（図４）に比して軽減できる。 （Ｃ）メディアアクセスコントローラ２Ｅの実施形態例
（その２） 図７に、メディアアクセスコントローラ（ＭＡＣ）２Ｅ
の第２の実施形態に係る機能ブロック構成を示す。図７
には、図１との対応部分に同一符号を付して示してい
る。

【００３９】メディアアクセスコントローラ（ＭＡＣ）
２Ｅ"は、優先制御回路２Ｅ'１、バスインタフェース２
Ｅ'２、第１の先入先出しメモリ（ＦＩＦＯメモリ）２
Ｅ'３、第１の送受信回路２Ｅ'４、第２の送受信回路２
Ｅ'５、第２の先入先出しメモリ（ＦＩＦＯメモリ）２
Ｅ'６、送信フローコントロール部２Ｅ"７、受信フロー
コントロール部２Ｅ"８から構成される。

【００４０】第２の実施形態と第１の実施形態との違い
は、送信フローコントロール部２Ｅ"７及び受信フロー
コントロール部２Ｅ"８を新たに追加した点である。

【００４１】これは以下の理由による。一般に、アップ
リンク側のポートで衝突（コリジョン）が多発している
場合やパーソナルコンピュータ１側のポートで衝突（コ
リジョン）が多発している場合、いずれも、第２のＦＩ
ＦＯメモリ２Ｅ'６でオーバーフローが生じる原因とな
る。

【００４２】そこで、第２の実施形態では、送信フロー
コントロール部２Ｅ"７及び受信フローコントロール部
２Ｅ"８を設けることにより、送信ＦＩＦＯ２Ｅ'６１及
び受信ＦＩＦＯ２Ｅ'６２の状態を監視し、その監視結
果に基づいて、オーバーフローの回避を実現する。

【００４３】続いて、以上の構成を有するメディアアク
セスコントローラ２Ｅ"で実行されるフロー制御手順の
内容を説明する。なお、ＣＰＵデータ（音声データ）の
優先送信機能に係る動作については第１の実施形態と同
じため、説明は省略する。

【００４４】まず、パーソナルコンピュータ１側から受
信したパケットをアップリンク側に送信する場合のフロ
ー制御について説明する。

【００４５】アップリンク側で衝突（コリジョン）が発
生し、送信待ち状態となっているにもかかわらず、パー
ソナルコンピュータ１側からのパケットが次々に受信さ
れている場合、ＦＩＦＯメモリ２Ｅ'６（より具体的に
は、送信ＦＩＦＯ２Ｅ'６１）は、オーバーフローを引
き起こすおそれがある。

【００４６】このため、送信フローコントロール部２
Ｅ"７は、送信ＦＩＦＯ２Ｅ'６１の空き容量情報及びア
ップリンク側の送受信回路２Ｅ'４の送信待ち状態情報
（バックオフタイマカウント中）等を常に監視し、オー
バーフローが発生するおそれがないか未然に予測する動
作を実行する。

【００４７】そして、オーバーフローが発生するおそれ
がある場合、送信フローコントロール部２Ｅ"７は、パ
ーソナルコンピュータ側の送受信回路２Ｅ'５にフロー
制御信号を与えることにより、パーソナルコンピュータ
１のパケット送信を停止させ、送信ＦＩＦＯ２Ｅ'６１
のオーバーフローを回避する。

【００４８】なお、ここでのフロー制御は、半二重通信
におけるフロー制御であるため、ダミーデータを送信
し、パーソナルコンピュータ側のポートにも強制的に衝
突（コリジョン）を発生させることにより行う。

【００４９】因みに、全二重通信時においては、ポーズ
パケットの送出という手段があるが、全二重通信時にお
いては、衝突（コリジョン）が発生しないため、ＦＩＦ
Ｏメモリ２Ｅ'６１も発生しない。

【００５０】次に、アップリンク側から受信したパケッ
トをパーソナルコンピュータ側に送信する場合のフロー
制御について説明する。

【００５１】この場合も、パーソナルコンピュータ側で
衝突（コリジョン）が発生し、送信待ち状態となってい
るにもかかわらず、アップリンク側からのパケットが次
々に受信されている場合、ＦＩＦＯメモリ２Ｅ'６（よ
り具体的には、受信ＦＩＦＯ２Ｅ'６２）は、オーバー
フローを引き起こすおそれがある。

【００５２】このため、受信フローコントロール部２
Ｅ"８は、受信ＦＩＦＯ２Ｅ'６２の空き容量情報及びパ
ーソナルコンピュータ側の送受信回路２Ｅ'５の送信待
ち状態情報（バックオフタイマカウント中）等を常に監
視し、オーバーフローが発生するおそれがないか未然に
予測する動作を実行する。

【００５３】そして、オーバーフローが発生するおそれ
がある場合、受信フローコントロール部２Ｅ"８は、ア
ップリンク側の送受信回路２Ｅ'４にフロー制御信号を
与えることにより、アップリンク側で送信しているスイ
ッチングＨＵＢ３やホストマシンなどの送信を停止さ
せ、受信ＦＩＦＯ２Ｅ'６２のオーバーフローを回避す
る。

【００５４】以上の動作が、第１の実施形態で説明した
ＣＰＵデータの優先制御と並行して、常時実行される。

【００５５】このように、第２の実施形態に係るメディ
アアクセスコントローラ（ＭＡＣ）２Ｅ"の場合には、
第１の実施形態の効果に加え、半二重通信時におけるＦ
ＩＦＯメモリ２Ｅ'６のオーバーフローを確実に回避で
きる。

【００５６】また、かかる機能を追加したことにより、
ＦＩＦＯメモリ２Ｅ'６の容量（深さ）を小さくするこ
とができ、ＦＩＦＯメモリをゲートアレイに内蔵するこ
ともできる。

【００５７】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る媒体アクセ
ス制御装置によれば、優先制御回路によって、音声パケ
ット送受信用のインタフェースより入力される送信パケ
ットが、コンピュータ通信用のインタフェースより入力
される送信パケットに優先されて、ネットワーク接続用
のインタフェースに出力されるため、音声パケットの送
信がコンピュータ通信用のパケットの送信待ちとなる事
態を回避することができ、通話途切れの発生を有効に回
避できる。

【００５８】また、本発明に係る媒体アクセス制御装置
によれば、コンピュータデータ通信用の送信パケット
は、直接、媒体アクセス制御装置に入力されるため、内
部メモリを介してパケットを処理する場合に比して、内
部メモリの小型化と内部処理回路にかかる負担の軽減と
を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】優先制御機能付きＭＡＣの内部構成を示すブロ
ック図である。

【図２】インターネット電話機の接続例を示す図であ
る。

【図３】インターネット電話機の従来例（その１）を示
すブロック図である。

【図４】インターネット電話機の従来例（その２）を示
すブロック図である。

【図５】優先制御機能付きＭＡＣの適用例を示す図であ
る。

【図６】優先制御回路の判定処理手順を示すフローチャ
ート図である。

【図７】フロー制御機能付きＭＡＣの内部構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１…パーソナルコンピュータ、２…電話機、２Ｃ…コー
ディック、２Ｄ…バス、２Ｅ、２Ｅ１、２Ｅ２、２
Ｅ'、２Ｅ"…メディアアクセスコントローラ、２Ｅ'１
…優先制御回路、２Ｅ'２…バスインタフェース、２Ｅ'
３、２Ｅ'６…ＦＩＦＯメモリ、２Ｅ'４，２Ｅ'５…送
受信回路、２Ｅ"７、２Ｅ"８…フローコントロール、２
Ｆ…ＣＰＵ、２Ｇ…メモリ、２Ｉ…集線回路、３…スイ
ッチングＨＵＢ。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｌ 29/10 Ｈ０４Ｌ 13/00 ３０９Ｃ Ｈ０４Ｍ 11/06 Ｈ０４Ｑ 11/04 Ｒ Ｈ０４Ｑ 11/04 (72)発明者 田中 真 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−251313（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 29/06 H04L 12/28 H04L 12/46 H04L 12/56 H04L 13/08 H04L 29/10 H04M 11/06 H04Q 11/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ネットワーク接続用のインタフェース
   と、音声パケット送受信用のインタフェースと、コンピ
   ュータデータ通信用のインタフェースとを有する媒体ア
   クセス制御装置において、 音声パケット送受信用のインタフェースより入力される
   送信パケットを、コンピュータ通信用のインタフェース
   より入力される送信パケットに優先させて、ネットワー
   ク接続用のインタフェースに出力する優先制御回路を有
   し、 上記優先制御回路は、ネットワーク接続用のインタフェ
   ースに出力する送信パケットの有無確認時、音声パケッ
   ト送受信用のインタフェースに接続された送信ＦＩＦＯ
   メモリについてその送信要求の有無を確認し、送信要求
   がない場合についてのみ、コンピュータ通信用のインタ
   フェースに接続された送信ＦＩＦＯメモリについてその
   送信要求の有無を確認する ことを特徴とする媒体アクセ
   ス制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の媒体アクセス制御装置
   において、 上記優先制御回路は、コンピュータ通信用のインタフェ
   ースに接続される送信用及び受信用それぞれのＦＩＦＯ
   メモリについてその空き容量を監視すると共に、各ＦＩ
   ＦＯメモリに蓄積されたパケットの送信先となるインタ
   フェースの衝突状態を監視し、オーバーフローの発生し
   得るＦＩＦＯメモリに対応する送信元のインタフェース
   にフロー制御信号を与えるフロー制御部をさらに備える
   ことを特徴とする媒体アクセス制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の媒体アクセス制
   御装置を備えることを特徴とするＬＡＮ接続装置。