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SPI-4.2 프로토콜을 사용한 PHY-LINK 계층간의 데이터 전송 성능평가
The Performance Evaluation for PHY-LINK Data Transfer using SPI-4.2 원문보기

한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences, v.8 no.3, 2004년, pp.577 - 585  

박노식 (한신대학교 정보통신학과) ,  손승일 (한신대학교 정보통신학과) ,  최익성 (한국전자통신연구원) ,  이범철 (한국전자통신연구원)

초록
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시스템 패킷 인터페이스 4레벨 2단계(System Packet Interface Leve14 Phase 2)는 10Gbps 이더넷 응용 뿐만아니라, OC-192 대역폭ATM 및 POS를 통한 패킷 또는 셀 전송을 위한 물리계층과 링크계층 소자간의 인터페이스이다. 본 논문에서는 시스템 패킷 인터페이스 4레벨 2단계(SPI-4.2)에 대한 연구와 C언어를 이용한 인터페이스 모듈의 성능평가를 실시하였다. SPI-4.2 인터페이스 모들은 512워드의 FIFO를 사용할 경우 랜덤 유니폼 트래픽에서는 97%까지, 버스트 길이 32를 갖는 버스트 트래픽에서는 94% 까지의 offered load에 대해 적응이 가능하다. 그리고 14 바이트 미만의 작은 크기 패킷을 대규모로 수신할 경우, 오버헤드로 인한 성능 저하가 발생한다는 것을 확인하였다. SPI-4.2 인터페이스 모듈은 기가비트/테라비트 라우터, 광학 크로스바 스위치 및 SONET/SDH 기반의 전송 시스템에서 라인카드로 사용할 경우 적합할 것으로 사료된다.

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System Packet Interface Level 4 Phase(SPI-4.2) is an interface for packet and cell transfer between a physical layer(PHY) device and a link layer device, for aggregate bandwidths of OC-192 ATM and Packet Over Sonet/SDH(POS), as well as 10Gbps Ethernet applications. In this paper, we performs the res...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 전송 부의 역순으로 컨트롤 워드를 분석하여, 데이터를 재조립하여 링크 계층으로 전송한다. FIFO상태 생성기는 링크계층의 FIFO 상태를 생성해주는 모듈로서 FIFO 상태의 생성은 가득 찬 상태와 비어있는 상태를 이용하여 생성하게 하였다. 데이터의 전송은 FIFO 상태정보가 싱크모듈에서 수신후 데이터를 전송하게 된다.
  • SPI-4.2 모듈에 포함되어야할 파라미터 정보의 효율적인 적용과 내부 FIFO의 크기값에 대한 도출과 효율적인 하드웨어 설계를 위하여 C언어를 이용하여 설계모듈을 성능평가 하였다. 그림 6은 성능평가를 위한 시스템 블록도를 보여주고 있다.
  • 2는 연속적으로 들어오는 데이터 버스트의 일정한 크기가 지났을 경우 자동적으로 PCW를 생성하여 일정한 간격으로 데이터 버스트의 사이에 입력한다. SPI-4.2 성능평가 프로그램에 데이터 버스트 크기가 각각 32바이트, 64바이트일때 PCW를 삽입하게 하여 성능평가를 하였다. 이때에 DATA_ MAX_T값은 256으로 설정하였다.
  • c언어를 이용해 설계된 SPI-4.2 모듈의 내부 FIFO 적응도를 판별하기 위하여 입력되는 트래픽에 Offered Load를 주어 각 Offered Load 에 의 한 FIFO 크기 변화를 확인하였다. 입력되는 트래픽은 8개의 다른 포트 주소를 할당하여 시뮬레이션 하였는데, 6개의 입력 포트는 IGb/s의 대역폭을, 그리고 2개의 입 력 포트는 2Gb/s의 대 역폭을 할당하여 총 10Gb/s의 대역폭을 유지하여 시뮬레이션 하였다.
  • 수행하게 蔔어있다. 각각 DATA_MAX _T값의 변화에 따른 FIFO 크기의 변화를 측정하였다. 그림 15, 16, 17은 DATA_MAX_T 값을 64, 128, 256으로 하였을 때의 FIFO 크기 변화를 보여주고 있다.
  • 입력되는 트래픽은 8개의 다른 포트 주소를 할당하여 시뮬레이션 하였는데, 6개의 입력 포트는 IGb/s의 대역폭을, 그리고 2개의 입 력 포트는 2Gb/s의 대 역폭을 할당하여 총 10Gb/s의 대역폭을 유지하여 시뮬레이션 하였다. 그리고 패킷크기의 변화에 따른 FIFO의 변화량을 확인하였다.
  • 본 논문에서는 시스템 패킷 인터페이스 4레벨 2 단계(SPL4.2)에 대한 연구와 모듈을 C언어로 구현하여 패킷 크기의 변화에 따른 SPI4.2의 성능 측정을 하였다. SPI-4.
  • 본 연구에서는 OC-192 ATM과 POS (Packet Over SONET/SDH), 그리고 10Gb/s 이더넷을 통한 패킷 또는 셀 전송을 위한 물리계층소자와 링크계층소자 간의 인터페이스인 시스템 패킷 인터페이스(SPI-4.2)에 대한 연구와 SPI-4.2 인터페이스 모듈을 C언어를 이용하여 성능평가와 최적화를 실시하였고, 향후 본 연구에서 도출된 SPI-4.2 모듈을 추후 VHDL 언어를 이용하여 설계하여 구현하고자 한다.
  • 2 모듈의 내부 FIFO 적응도를 판별하기 위하여 입력되는 트래픽에 Offered Load를 주어 각 Offered Load 에 의 한 FIFO 크기 변화를 확인하였다. 입력되는 트래픽은 8개의 다른 포트 주소를 할당하여 시뮬레이션 하였는데, 6개의 입력 포트는 IGb/s의 대역폭을, 그리고 2개의 입 력 포트는 2Gb/s의 대 역폭을 할당하여 총 10Gb/s의 대역폭을 유지하여 시뮬레이션 하였다. 그리고 패킷크기의 변화에 따른 FIFO의 변화량을 확인하였다.
  • 확인하고자 하는 FIFO는 입력단에 패킷의 처리를 기다리는 FIFO로서 내부인터페이스 모듈의 컨트롤 워드의 생성, 트래닝 시퀀스에 의해 대기 패킷이 생겨 FIFO의 크기를 변화시키게 되는데 이를 확인하였다. 그림 12는 패킷 크기별 FIFO 크기 변화를 보여주고 있다.
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참고문헌 (11)

  1. 'The Voice of the Future : Next Generation Networks', ATM Form, Jul. 2002 

  2. 'Common Switch Interface Specification-Ll', ATM Form, Aug. 2001 

  3. 'System Packet Interface Level 4 (SPI-4) Phase 2 : 0C-192 System Interface for Physical and Link Layer Devices.', OIF, Jan. 2001 

  4. 'Streaming Interface(NPSI) Implementation Agreement,' NPF, Oct. 2002 

  5. 'OIF Electrical Interfaces', OIF, 2001 

  6. 'CoreEI SPI-4 Phase 2 Interface Core(CC 401)', Paxonet Communications, Inc., May 2003 

  7. 'SPI-4.2(PL4) Core V6.1' Xilinx Inc., Feb. 2004 

  8. 'POS-PHY Level 4 MagaCore Optimization for the Intel IXP2800 Network Processor' White Paper, April 2003 

  9. 'SPI-4.2 Interoperability with the Intel IXF 1110 in Stratix GX devices', Altera Corp., May 2003 

  10. 'SPI-4.2 Interoperability with PMC-Sierra X ENON Family in Stratix GX devices', Altera Corp., May 2003 

  11. 'ORCA 0RSPI4 - Dual SPI4 Interface and High-Speed SERDES FPSC', Lattice Semiconductor Corp., Jan. 2004 

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