TWI817914B

TWI817914B - 實體層模組與網路模組

Info

Publication number: TWI817914B
Application number: TW112112026A
Authority: TW
Inventors: 賴俊元
Original assignee: 智原科技股份有限公司
Priority date: 2023-03-29
Filing date: 2023-03-29
Publication date: 2023-10-01
Also published as: US20240330225A1; CN118740949A

Abstract

本發明係為一種實體層模組與網路模組。網路模組包括實體層模組與媒體存取層模組。實體層模組包含：群組解碼器、輸入選擇模組和組件模組。群組解碼器對根據管理資料輸入輸出信號所產生之共用輸入資料信號進行解碼而產生群組選擇信號。輸入選擇模組包含：區分為M個群組的X個輸入電路。X個輸入電路根據共用輸入資料信號與群組選擇信號而產生X個組件輸入資料。組件模組包含：區分為M個群組的K個實體層組件。K個實體層組件自X個輸入電路接收X個組件輸入資料。第m個群組對應於至少一個輸入電路與N[m]個實體層組件。

Description

實體層模組與網路模組

本發明是有關於一種實體層模組與網路模組，且特別是有關於一種依循IEEE 802.3標準中的第22卷(Clause 22)規範而擴充實體層組件數量的實體層模組與網路模組。

管理資料輸入輸出(Management Data Input/Output，簡稱為MDIO)(或稱為序列管理介面(Serial Management Interface，簡稱為SMI)是在十億位元(Gigabit)以太網路(Ethernet)裝置間，利用作為媒體存取層(Media Access Control，簡稱為MAC)和埠實體層(Port Physical Layer，簡稱為PHY)之間的溝通(communication)方式。

MDIO將裝置分為兩類：作為主裝置(master device)的管理實體站(Station Management Entity，簡稱為STA)和做為僕裝置(slave device)的MDIO管理裝置(MDIO Management Device，簡稱為MMD)。其中，管理實體站(STA)用於驅動管理資料時脈信號(Management Data Clock，簡稱為MDC)並發起管理資料輸入輸出信號MDIO的溝通。通常，管理實體站(STA)屬於媒體存取層MAC的一部分，而MDIO管理裝置(MMD)屬於埠實體層PHY的一部分。管理資料輸入輸出信號MDIO匯流排具有兩條信號線(wire)，並以序列方式傳送管理資料時脈信號MDC和管理資料輸入輸出信號 MDIO。其中，管理資料輸入輸出時脈信號MDC維持由管理實體站(STA)驅動故其傳輸方向保持固定，而管理資料輸入輸出信號MDIO的傳輸方向則依據讀取操作READ或寫入操作WRITE的不同而改變。

管理資料輸入輸出信號MDIO最早是被定義於電機電子工程師學會(Institute of Electrical and Electronics Engineers，簡稱為IEEE)802.3標準中的第22卷(Clause 22)。請參見第1圖，其係根據Clause 22規範之管理訊框mngFRM22的格式的示意圖。

依循Clause 22規範的通訊格式包含：開始欄位ST(2個位元)、存取類型欄位OP(2個位元)、實體層位址欄位PHYADR(5個位元)、暫存器位址欄位REGADR(5個位元)、轉換時間(turnaround time)欄位TA(2個位元)，以及資料欄位DATA(16個位元)。表1所列為，媒體存取層MAC和埠實體層PHY之間，根據Clause 22的規範而利用管理資料輸入輸出信號MDIO進行讀取操作READ或寫入操作WRITE的欄位。

如表1所列，在媒體存取層MAC發送管理訊框(management frame)mngFRM22的一開始，先發送一連串的前置(preamble)位元PRE後，再發出代表Clause 22的開始欄位ST(ST=01)。若媒體存取層MAC對埠實體層PHY進行讀取操作READ時，存取類型欄位OP為10(OP=10)；若媒體存取層 MAC對埠實體層PHY進行寫入操作WRITE時，存取類型欄位OP為01(OP=01)。且，媒體存取層MAC發送資料至埠實體層PHY後，將管理資料輸入輸出信號MDIO設為高阻抗(Z)(閒置狀態IDLE)。

根據Clause 22的定義，實體層位址欄位PHYADR的長度為5個位元，代表一個管理資料輸入輸出信號MDIO的介面(interface)可包含32個不同的實體層組件。這32個實體層組件分別對應於一個以5個位元長度所代表的存取位址。只有在實體層位址欄位PHYADR與埠實體層PHY對應的存取位址相符時，埠實體層PHY才會回應媒體存取層MAC的指令。

因Clause 22可包含的實體層組件的數量(32個)過少，後來在第45卷(Clause 45)又定義增強版本的管理資料輸入輸出信號MDIO，可包含65536個不同的實體層組件(physical layer device)。請參見第2圖，其係根據Clause 45規範之管理訊框mngFRM45的格式的示意圖。

依循Clause 45規範的管理訊框mngFRM45包含開始欄位ST(2個位元)、存取類型欄位OP(2個位元)、實體層位址欄位PHYADR(5個位元)、裝置位址欄位DEVADR(5個位元)、轉換時間欄位TA(2個位元)，以及位址欄位ADDR或資料欄位DATA(16個位元)。與Clause 22相較，Clause 45改以裝置位址欄位DEVADR取代暫存器位址欄位REGADR。根據Clause 22的規範，一個管理訊框mngFRM22內同時包含實體層位址欄位PHYADR和資料欄位DATA。但在Clause 45中，媒體存取層MAC可以先利用位址訊框(address frame)傳送實體層位址至MDIO管理裝置(MMD)和暫存器後，再以另一個管理訊框mngFRM45傳送讀取操作READ或寫入操作WRITE的存取類型欄位OP。

簡言之，Clause 22和Clause 45可包含之實體層組件的數量不同的主因為，Clause 22和Clause 45用於存取實體層組件位址的長度不同。Clause 22以5個位元的實體層位址欄位PHYADR代表實體層組件的存取位址，Clause 45以16個位元的位址欄位ADDR代表實體層組件的存取位址。Clause 45雖可解決Clause 22之實體層組件的數量不足的問題，但原本支援Clause 22的實體層組件將無法正確地判讀管理資料輸入輸出信號MDIO的位址欄位。

本發明係有關於一種依循802.3標準中的第22卷(Clause 22)規範而擴充所用之實體層組件的數量的實體層模組與網路模組。

根據本發明之第一方面，提出一種實體層模組。實體層模組透過管理資料輸入輸出信號而被媒體存取層模組存取。實體層模組包含：群組解碼器、輸入選擇模組與組件模組。群組解碼器對根據管理資料輸入輸出信號所產生之共用輸入資料信號進行解碼而產生群組選擇信號。輸入選擇模組電連接於群組解碼器。輸入選擇模組包含：區分為M個群組的X個輸入電路。X個輸入電路根據共用輸入資料信號與群組選擇信號而產生X個組件輸入資料。組件模組電連接於輸入選擇模組。組件模組包含：區分為M個群組的K個實體層組件。K個實體層組件分別自X個輸入電路接收X個組件輸入資料。M個群組中的第m個群組對應於X個輸入電路中的至少一個輸入電路與K個實體層組件中的N[m]個實體層組件。當群組選擇信號對應於第m個群組時，與第m個群組對應的至少一個輸入電路根據共用輸入資料信號與群組選擇信號而輸出至少一個組件輸入資料至N[m]個實體層組件，使N[m]個實體層組件根據至少一個組件輸入資料而選擇性進行存取操作。且，在X個輸入電路中除至少一個輸入電路以外的輸入電路，停止輸出在X個組件輸入資料中除至少一個組件輸入資料以外的組件輸入資料，使未與第m個群組對應的其餘(K-N[m])個實體層組件被禁能。其中，X、M、K、m、N[m]為正整數、K大於N[m]，且m小於或等於M。

根據本發明之第二方面，提出一種網路模組。網路模組包含實體層模組與媒體存取層模組。媒體存取層模組傳送或接收管理資料輸入輸出信號。實體層模組電連接於媒體存取層模組。實體層模組透過管理資料輸入輸出信號而被媒體存取層模組存取。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

ST:開始欄位

OP:存取類型欄位

PHYADR:實體層位址欄位

REGADR:暫存器位址欄位

TA:轉換時間欄位

DATA:資料欄位

ADDR:位址欄位

DEVADR:裝置位址欄位

GROUP:群組選擇欄位

REG0~REG31:暫存器

111,STA:管理實體站

131,MMD:MDIO管理裝置

S411,S413,S415,S417,S421,S423,S425,S603,S605,S607,S609,S610,S611,S605a,S605c,S605e,S605g,S605i,S605k,S605m:步驟

gsSTG:群組選擇階段

acSTG:存取階段

1:電子裝置

18:網路

10:網路模組

12:控制模組

14:功能模組

16:收發模組

11,MAC:媒體存取層模組

mac_Tx,phy_Tx:傳送器

mac_Rx,phy_Rx:接收器

MDC:管理資料時脈信號

MDIO:管理資料輸入輸出信號

13,PHY:實體層模組

131a,21:緩衝模組

131c,23,33:群組解碼器

131e,25,35:輸入選擇模組

131g,27,37:組件模組

131i,29,39:輸出選擇模組

211,213:緩衝電路

211a,213a:襯墊

211c,213c,213e:緩衝閘

mdc_in:時脈輸入端

mdio_in:資料輸入端，管理介面輸入信號

gpDEC:群組選擇輸出端

inClk:輸入時脈信號

inDAT_cmn:共用輸入資料信號

gsSIG[1],gsSIG[S]:群組選擇信號

251a,252a:反相器

251b,252b,253a,254a:輸入及閘

291,292,293,294:輸出及閘

gsSIGb[1]:反相群組選擇信號

inCkt(GP1,1),inCkt(GP1,2),inCKT(GP2,1),inCKT(GP2,2),inCkt(GP1),inCkt(GPm),inCkt(GPM):輸入電路

devID1-1,devID1-2,devID2-1,devID2-2:組件輸入資料

inGP1,inGP2:輸入群組

pDEV(GP1,1),pDEV(GP1,2),pDEV(GP2,1),pDEV(GP2,2),pDEV(GP1,n[1]),pDEV(GP1,N[1]),pDEV(GPm, 1),pDEV(GPm,n[m]),pDEV(GPm,N[m]),pDEV(GPM,1),pDEV(GPM,n[M]),pDEV(GPM,N[M]):實體層組件

out:資料輸出端

outEN:輸出資料致能端

devOD1-1,devOD1-2,devOD2-1,devOD2-2:原始組件輸出資料

devOE1-1,devOE1-2,devOE2-1,devOE2-2:組件輸出致能信號

in1,in2,in3,in4:輸入端

outDAT1-1,outDAT1-2,outDAT2-1,outDAT2-2:致能後組件輸出資料

outD_phy:實體層輸出資料

outEN_phy:實體層輸出致能信號

29a,29b:或閘

第1圖，其係根據Clause 22規範之管理訊框mngFRM22的格式的示意圖；第2圖，其係根據Clause 45規範之管理訊框mngFRM45的格式的示意圖；第3圖，其係根據本揭露構想而提出之群組選擇訊框gpFRM的格式之示意圖；第4A圖，其係採用本揭露構想之網路模組以管理資料輸入輸出信號MDIO進行管理實體站(STA)與MDIO管理裝置(MMD)之溝通的流程圖；第4B圖，其係採用本揭露構想之網路模組的實施例的電子裝置的方塊圖；第5圖，其係將本揭露構想之MDIO管理裝置(MMD)區分為2個組件存取群組GP1、GP2，且組件存取群組GP1、GP2各自包含2個實體層組件之示意圖；第6圖，其係本揭露構想之MDIO管理裝置(MMD)的另一種實施例的示意圖；第7圖，其係本揭露構想之MDIO管理裝置(MMD)的流程圖；及第8圖，其係群組解碼器判斷輸入訊框inFRM的類型的流程圖。

請參見第3圖，其係根據本揭露構想而提出之群組選擇訊框gpFRM的格式之示意圖。根據本揭露構想的群組選擇訊框gpFRM包含：開始欄位ST(2個位元)、存取類型欄位OP(2個位元)、實體層位址欄位PHYADR(5個位元)、暫存器位址欄位REGADR(5個位元)、轉換時間欄位TA(2個位元)，以及群組選擇欄位GROUP(16個位元)。在群組選擇訊框gpFRM中，轉換時間欄位TA的值固定為”0b10”。

請同時參見第1、3圖。根據本揭露的構想，群組選擇訊框gpFRM的欄位大致與Clause 22的管理訊框mngFRM22的欄位相同，兩者的差異為，群組選擇訊框gpFRM的最後16個位元被定義為群組選擇欄位GROUP，但Clause 22的管理訊框mngFRM22的最後16個位元被定義為資料欄位DATA。在群組選擇訊框gpFRM中，存取類型欄位OP固定為OP=01，即，對應於Clause 22的寫入操作WRITE的存取類型欄位OP的數值。此外，根據本揭露的構想，埠實體層PHY並不會對群組選擇訊框gpFRM的實體層位址欄位PHYADR進行判讀。是故，媒體存取層MAC可在群組選擇訊框gpFRM的實體層位址欄位PHYADR的5個位元任意填入數值。

在群組選擇訊框gpFRM中，暫存器位址欄位REGADR用於表示一個預選暫存器presetREG。在群組選擇訊框gpFRM中的暫存器位址欄位REGADR的位置(第10~14位元)和位元數(5個位元)，與根據Clause 22的定義之管理訊框mngFRM22的暫存器位址欄位REGADR的位置(第10~14位元)和位元數(5個位元)相符。

根據Clause 22的定義，管理訊框mngFRM22的暫存器位址欄位REGADR可定址32個暫存器(REG0~REG31)。在這32個暫存器(REG0~REG31)中，暫存器REG2、REG3、REG5、REG6、REG8、REG10、REG12的屬性為唯讀(read only)。請參見表2，其係根據Claus 22定義且具唯讀屬性的暫存器之列表。

根據本揭露的構想，管理實體站(STA)發出群組選擇訊框gpFRM時，將群組選擇訊框gpFRM中的存取類型欄位OP設為與寫入操作WRITE對應的值(OP=01)。且，管理實體站(STA)在群組選擇訊框gpFRM中，將暫存器位址欄位REGADR設為唯讀屬性的暫存器。例如，PHY識別碼暫存器REG2(暫存器位址欄位=0b00010)、REG3(暫存器位址欄位=0b00011)、自動協調鏈結夥伴基準分頁能力暫存器REG5(暫存器位址欄位=0b00101)、自動協調擴展暫存器REG6(暫存器位址欄位=0b00110)、自動協調鏈結夥伴所接收的次頁暫存器REG8(暫存器位址欄位=0b01000)、主-從狀態暫存器REG10(暫存器位址欄位=0b01010)、功率來源設備狀態暫存器REG12(暫存器位址欄位=0b01100)其中的至少一者。

根據Clause 22的定義，屬性唯讀的暫存器僅能被讀取，並不會被寫入。也就是說，根據Clause 22定義的管理訊框mngFRM22，屬性唯讀的暫存器REG並不會搭配寫入操作WRITE的存取類型欄位OP=01使用。因此，透過將寫入操作WRITE的存取類型欄位OP=01搭配唯讀屬性的暫存器的方式，MDIO管理裝置(MMD)可以得知目前由管理實體站(STA)傳送的輸入訊框inFRM並非基於Clause 22定義的管理訊框mngFRM22，而是群組選擇訊框gpFRM。據此，MDIO管理裝置(MMD)可依照群組選擇訊框gpFRM中的群組選擇欄位GROUP而選取組件存取群組GP1~GPM。

由於本揭露的群組選擇訊框gpFRM中，除了群組選擇欄位GROUP外的各個欄位的格式，均與Clause 22的規範一致。且，本揭露透過在群組選擇訊框gpFRM中，使用Clause 22規範中看似矛盾的存取類型欄位 OP和暫存器的組合，讓MDIO管理裝置(MMD)得以識別群組選擇訊框gpFRM所夾帶的附加資訊(即，群組選擇欄位GROUP)。

請參見第4A圖，其係採用本揭露構想之網路模組以管理資料輸入輸出信號MDIO進行管理實體站(STA)與MDIO管理裝置(MMD)之溝通的流程圖。在此圖式中，由上而下代表時間的經過(步驟的先後順序)。第4A圖的左側為管理實體站(STA)111進行的步驟，右側為MDIO管理裝置(MMD)131進行的步驟。

根據本揭露的構想，網路模組將管理實體站(STA)與MDIO管理裝置(MMD)利用管理資料輸入輸出信號MDIO溝通的過程分為兩個階段：群組選擇階段gsSTG與存取階段acSTG。網路模組將待群組選擇階段gsSTG結束後，再進入存取階段acSTG。

在群組選擇階段gsSTG中，管理實體站(STA)111選擇擬使用之實體層組件所在的組件存取群組(GPm)(步驟S411)，並傳送群組選擇訊框gpFRM(步驟S413)。接著，MDIO管理裝置(MMD)131對群組選擇訊框gpFRM進行剖析(parse)並選擇組件存取群組GPm(步驟S415)。輸入選擇模組致能組件存取群組GPm的實體層組件pDEV(GPm,1)~pDEV(GPm,N[m])(步驟S417)。

在存取階段acSTG中，管理實體站(STA)111根據Clause 22的規範，準備並傳送管理訊框mngFRM22至第m個組件存取群組GPm內的N[m]個實體層組件pDEV(GPm,1)~pDEV(GPm,N[m])(步驟S421、S423)。其中，管理訊框mngFRM22的內容對應於管理實體站(STA)111針對第m個組件存取群組GPm所選取的某個擬進行存取的實體層組件pDEV(GPm,n)。

其後，實體層組件pDEV(GPm,n)根據管理訊框mngFRM22進行資料存取(步驟S425)。實體層組件pDEV(GPm,n)包含剖析器(parser)，用於剖析管理訊框mngFRM22的各個欄位(請參見第1圖)。經過剖析後，實體層組件pDEV(GPm,n)將根據存取類型欄位OP而執行寫入操作WRITE或讀取操作READ，或是根據暫存器位址欄位REGADR而讀取或設定內部的暫存器等。關於實體層組件pDEV(GPm,n)如何基於Clause 22而運作與其內部設計，此處不予詳述。

根據本揭露的構想，在群組選擇階段gsSTG，管理實體站(STA)111根據第3圖傳送群組選擇訊框gpFRM。在存取階段acSTG，管理實體站(STA)111根據第1圖傳送基於Clause 22定義的管理訊框mngFRM22。根據本揭露的構想，只有在管理實體站(STA)111後續欲存取的實體層組件pDEV與原本進行存取的實體層組件pDEV分屬不同的組件存取群組GP1~GPM時，管理實體站(STA)111才需要再次傳送群組選擇訊框gpFRM至MDIO管理裝置(MMD)131。因此，當管理實體站(STA)111先後欲存取的實體層組件均屬於同一個組件存取群組GPm的時候，網路模組持續處於存取階段acSTG。也就是說，在實際應用時，步驟S421、S423、S425可能重複執行多次後，才再次執行步驟S411、S413、S415、S417。

請參見第4B圖，其係採用本揭露構想之網路模組的實施例的電子裝置的方塊圖。電子裝置1包含控制模組12、功能模組14、網路模組10與收發模組16。控制模組12電連接於功能模組14與網路模組10。收發模組16電連接於網路模組10，且收發模組16信號連接於網路18。其中，控制模組12用於協調各個模組間的運作，功能模組14的運作則依電子裝置1的用途不同而異。

網路模組10包含彼此電連接的媒體存取層模組(MAC)11與實體層模組(PHY)13。其中，媒體存取層模組(MAC)11電連接於控制模組12，且實體層模組(PHY)13電連接於收發模組16。媒體存取層模組(MAC)11進一步包含：管理實體站(STA)111、傳送器mac_Tx、接收器mac_Rx。實體層模組(PHY)13進一步包含：MDIO管理裝置(MMD)131、傳送器phy_Tx、接收器phy_Rx。其中，管理實體站(STA)111和MDIO管理裝置(MMD)131彼此電連接；傳送器mac_Tx和接收器phy_Rx彼此電連接；且，接收器mac_Rx和傳送器phy_Tx彼此電連接。

為便於說明，本文以不同的大寫變數(M、K、S、N[m]、X)代表元件/信號的數量，或以小寫變數(m、n)指稱同類元件/信號其中的一者。其中，M、K、m、n、N[m]為正整數，S為大於或等於1的整數。m小於或等於M、n小於或等於N[m]、S小於M，且M小於K。

媒體存取層模組(MAC)的管理實體站(STA)和實體層模組(PHY)13的MDIO管理裝置(MMD)131之間透過管理資料時脈信號MDC和管理資料輸入輸出信號MDIO進行溝通。MDIO管理裝置(MMD)131進一步包含：緩衝模組131a、群組解碼器131c、輸入選擇模組131e、組件模組131g與輸出選擇模組131i。其中，組件模組131g包含K個支援Clause 22的實體層組件(pDEV[1]~pDEV[K])。其中，K為正整數，且K

2⁽¹⁶⁺⁵⁾。

根據本揭露的構想，可將K個實體層組件(pDEV[1]~pDEV[K])區分為M個組件存取群組GP1~GPM。組件存取群組 GP1~GPM分別包含N[1]~N[M]個實體層組件。其中，K=N[1]+N[2]+...+N[M]。各組件存取群組GP1~GPM對應於一個以群組選擇欄位GROUP表示的群組存取位址。其中，在同一個組件存取群組GPm的N[m]個實體層組件pDEV(GPm,1)~pDEV(GPm,N[m])，則以實體層位址欄位PHYADR區別。在組件存取群組GPm的N[m]個實體層組件pDEV(GPm,1)~pDEV(GPm,N[m])中，僅有一個實體層組件(例如，實體層組件pDEV(GPm,n))的組件位址和實體層位址欄位PHYADR相符。這個實體層組件pDEV(GPm,n)即為被選取實體層組件。

因此，在組件存取群組GPm中，僅實體層組件pDEV(GPm,n)會根據管理訊框mngFRM22的內容而進行相關的操作。另一方面，同屬組件存取群組GPm的其餘(N[m]-1)個實體層組件pDEV(GPm,1)~pDEV(GPm,(n-1))、pDEV(GPm,(n+1))~pDEV(GPm,N[m])，則因組件位址和實體層位址欄位PHYADR不符而無視(ignore)或捨棄(drop)管理訊框mngFRM22的內容。

由於實體層位址欄位PHYADR的長度為5個位元，各個組件存取群組GP1~GPM所包含之實體層組件的數量N[1]~N[M]的最大值為32(2⁵=32)。實際應用時，各個組件存取群組GP1~GPM所包含之實體層組件的數量N[1]~N[M]的最大值需視應用而決定。例如，實體層位址欄位PHYADR的長度雖為5個位元，但媒體存取層模組(MAC)僅使用其中的兩個位元表示組件存取群組GP1~GPM所包含之實體層組件的數量N[1]~N[M]時，則，每個組件存取群組GP1~GPM可包含4個(2²=4)實體層組件。

此外，為簡化控制，可假設各個組件存取群組GP1~GPM所包含之實體層組件的數量N[1]~N[M]相等，即，N[1]=N[2]=...=N[M]。實際應用時，組件存取群組GP1~GPM各自包含之實體層組件的數量N[1]~N[M]可以不等。

因應管理實體站(STA)所發出的群組選擇訊框gpFRM，本揭露於實體層模組設置相關的輔助用電路，搭配既有之，僅支援Clause 22的實體層組件使用。這些輔助用電路包含：群組解碼器131c、輸入選擇模組131e與輸出選擇模組131i。

當管理實體站(STA)傳送輸入訊框inFRM至MDIO管理裝置(MMD)時，這些輔助用電路可用於分析該輸入訊框inFRM的類型為群組選擇訊框gpFRM或依循Clause 22規範的管理訊框mngFRM22。當輔助用電路分析輸入訊框inFRM的類型後，判斷該輸入訊框inFRM屬於群組選擇訊框gpFRM時，代表管理實體站(STA)擬對組件存取群組GP1~GPM中的某個組件存取群組GPm內的實體層組件進行相關操作。此時，輔助用電路將透過群組選擇信號gsSIG[1]~gsSIG[S]致能組件存取群組GPm，以及，透過群組選擇信號gsSIG[1]~gsSIG[S]禁能組件存取群組GP1~GP(m-1)、GP(m+1)~GPM。

當輔助用電路分析訊框的類型後，判斷輸入訊框inFRM屬於管理訊框mngFRM22時，則將輸入訊框inFRM傳送至組件模組131g。此時，在組件存取群組GPm中的實體層組件pDEV(GPm,1)~pDEV(GPm,N[m])將依循Clause 22的規範對輸入訊框inFRM進行剖析，並依據剖析的結果判斷是否依照輸入訊框inFRM進行後續操作。關於實體層組件pDEV(GPm,1)~pDEV(GPm,N[m])如何依循Clause 22的規範剖析並判斷是否進行後續操作的細節，本文不予詳述。

由於MDIO管理裝置(MMD)131無法預知由管理實體站(STA)111傳出的輸入訊框inFRM的類型的關係，輔助用電路將持續監控管理資料輸入輸出信號MDIO的內容以便判斷輸入訊框inFRM的格式，進而根據輸入訊框inFRM的類型而及時反應。為進一步說明輔助用電路如何監控管理資料輸入輸出信號MDIO的內容並判斷輸入訊框inFRM的格式，第5圖的例子將假設MDIO管理裝置(MMD)區分為2個組件存取群組GP1、GP2，且組件存取群組GP1、GP2各自包含2個實體層組件的情況。

請參見第5圖，其係將本揭露構想之MDIO管理裝置(MMD)之示意圖。在此實施例中，假設MDIO管理裝置(MMD)包含M=2個組件存取群組GP1、GP2，且各個組件存取群組GP1、GP2包含2個的實體層組件(N[1]=N[2]=2)。以下，將基於此假設，分別說明緩衝模組21、群組解碼器23、輸入選擇模組25、組件模組27與輸出選擇模組29的內部元件和連接關係。為便於說明元件與信號的屬性和位置，本文以座標格式(GPm,n)標示元件所屬的組件存取群組(GPm)和在組件存取群組中的位置(n)，且以連接號格式GPm-n標示部分元件。其中，GPm代表與元件或信號對應的組件存取群組GP1、GP2；n代表元件或信號在該組件存取群組所對應的實體層組件pDEV。

緩衝模組21包含：緩衝電路211、213。緩衝電路211包含彼此電連接的襯墊(pad)211a與緩衝閘211c。襯墊211a自管理實體站(STA)接收管理資料時脈信號MDC後，由緩衝閘211c傳送輸入時脈信號inClk至群組解碼器23與輸入選擇模組25。

緩衝電路213包含襯墊213a與緩衝閘213c、213e。其中，襯墊213a電連接於緩衝閘213c的輸入端與緩衝閘213e的輸出端。緩衝電路213傳送管理資料輸入輸出信號MDIO至管理實體站(STA)，或自管理實體站(STA)接收管理資料輸入輸出信號MDIO。緩衝閘213e的輸入端接收實體層輸出資料outD_phy，且緩衝閘213e根據實體層輸出致能信號outEN_phy而致能或禁能。當緩衝閘213e被實體層輸出致能信號outEN_phy致能時，213a接收緩衝閘213e的輸出，且緩衝閘213a傳送管理資料輸入輸出信號MDIO至管理實體站(STA)。當緩衝閘213e被實體層輸出致能信號outEN_phy禁能時，緩衝電路213自管理實體站(STA)接收管理資料輸入輸出信號MDIO，且緩衝閘213c輸出共用輸入資料信號inDAT_cmn至群組解碼器23與輸入選擇模組25。

群組解碼器23的時脈輸入端mdc_in電連接於緩衝閘211c、資料輸入端mdio_in電連接於緩衝閘213c。此外，群組解碼器23的群組選擇輸出端gpDEC產生S個群組選擇信號gsSIG[1]~gsSIG[S]。因此處假設M=2的緣故，第5圖的群組選擇信號gsSIG的數量S=1。表3進一步彙整群組解碼器23的群組選擇信號gsSIG[1]和與組件存取群組GP1、GP2之間的對應關係。

輸入選擇模組25包含輸入群組inGP1、inGP2，分別對應於組件存取群組GP1、GP2。輸入群組inGP1包含輸入電路inCkt(GP1,1)、inCkt(GP1,2)；輸入群組inGP2包含輸入電路inCKT(GP2,1)、inCkt(GP2,2)。

在輸入群組inGP1中，輸入電路inCkt(GP1,1)包含反相器251a和輸入及閘(AND gate)251b；且，輸入電路inCkt(GP1,2)包含反相器252a和輸入及閘252b。其中，反相器251a、252a均接收群組解碼器23所發出的群組選擇信號gsSIG[1]並產生反相群組選擇信號gsSIGb[1]。輸入及閘251b、252b的輸入端in1均自緩衝閘213c接收共用輸入資料信號inDAT_cmn，且輸入及閘251b、252b的輸入端in2分別自反相器251a、252a接收反相群組選擇信號gsSIGb[1]。輸入及閘251b對輸入端in1、in2進行及(AND)運算後產生組件輸入資料devID1-1，且輸入及閘252b對輸入端in1、in2進行AND運算後產生組件輸入資料devID1-2。因輸入電路inCkt(GP1,1)、inCkt(GP1,2)的內部元件相似(均包含一個輸入及閘與一個反相器，且反相器的輸出端電連接於輸入及閘的其中一個輸入端)，且輸入電路inCkt(GP1,1)、inCkt(GP1,2)均接收群組選擇信號gsSIG[1]和共用輸入資料信號inDAT_cmn。因此，輸入電路inCkt(GP1,1)產生的組件輸入資料devID1-1，與輸入電路inCkt(GP1,2)產生的組件輸入資料devID1-2實質相等。

在輸入群組inGP2中，輸入電路inCKT(GP2,1)包含輸入及閘253a；且，輸入電路inCkt(GP2,2)包含輸入及閘254a。輸入及閘253a、254a的輸入端in1均自緩衝閘213c接收共用輸入資料信號inDAT_cmn，且輸入及閘253a、254a的輸入端in2均自群組解碼器23接收群組選擇信號gsSIG[1]。輸入及閘253a對輸入端in1、in2進行AND運算後產生組件輸入資料devID2-1，且輸入及閘254a對輸入端in1、in2進行AND運算後產生組件輸入資料devID2-2。因輸入電路inCkt(GP2,1)、inCkt(GP2,2)的內部元件相似(均包含一個輸入及閘)，且輸入電路inCkt(GP2,1)、inCkt(GP2,2)均接收群組選擇信號gsSIG[1]和共用輸入資料信號inDAT_cmn。因此，輸入電路inCkt(GP2,1)產生的組件輸入資料devID2-1與輸入電路inCkt(GP2,2)產生的組件輸入資料devID2-2實質相等。

表4進一步彙整在輸入選擇模組25中的元件、輸出入信號和與組件存取群組GP1、GP2之間的對應關係。實際應用時，輸入電路inCkt內部的元件配置，與群組選擇信號gsSIG[1]~gsSIG[S]的數量，以及輸入電路inCkt和群組解碼器23之間的接線方式相關，並不需要加以限定。

組件模組27包含：實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)、pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)。實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)、pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)均為基於Clause 22規範而設計的實體層組件。實體層組件pDEV(GP1,1)~pDEV(GP2,2)各自具有時脈輸入端mdc_in、資料輸入端mdio_io、資料輸出端out、輸出資料致能端outEN。

其中，實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)對應於組件存取群組GP1；實體層組件pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)對應於組件存取群組GP2。實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)、pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)的時脈輸入端mdc_in均接收輸入時脈信號inClk。實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)、pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)的資料輸入端mdio_in分別電連接於輸入電路inCkt(GP1,1)、inCkt(GP1,2)、inCkt(GP2,1)、inCkt(GP2,2)的輸出端。實體層組件pDEV(GP1,1)的資料輸出端out、輸出資料致能端outEN電連接於輸出及閘291；實體層組件pDEV(GP1,2)的資料輸出端out、輸出資料致能端outEN電連接於輸出及閘292；實體層組件pDEV(GP2,1)的資料輸出端out、輸出資料致能端outEN電連接於輸出及閘293；實體層組件pDEV(GP2,2)的資料輸出端out、輸出資料致能端outEN電連接於輸出及閘294。

根據本揭露的構想，實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)、pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)因應存取類型欄位OP所代表的操作而進行寫入操作WRITE(OP=01)或讀取操作READ(OP=10)的方式，隨著實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)、pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)所屬之組件存取群組GP1、GP2而不同。以下分別說明寫入操作WRITE(OP=01)或讀取操作READ(OP=10)的情況。

管理實體站(STA)擬進行寫入操作WRITE(OP=01)時，若先前傳送的群組選擇訊框gpFRM中，群組選擇欄位GROUP的內容對應於組件存取群組GP1時，僅屬於組件存取群組GP1的實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)接收組件輸入資料devID1-1、devID1-2；屬於組件存取群組GP2 的實體層組件pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)被禁能(不接收組件輸入資料devID2-1、devID2-2)。反之，管理實體站(STA)擬進行寫入操作WRITE(OP=01)時，若先前傳送的群組選擇訊框gpFRM中，群組選擇欄位GROUP的內容對應於組件存取群組GP2時，屬於組件存取群組GP1的實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)被禁能(不接收組件輸入資料devID1-1、devID1-2)；僅屬於組件存取群組GP2的實體層組件pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)接收組件輸入資料devID2-1、devID2-2。

管理實體站(STA)擬進行讀取操作READ(OP=10)時，若先前傳送的群組選擇訊框gpFRM中，群組選擇欄位GROUP的內容對應於組件存取群組GP1時，在屬於組件存取群組GP1的實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)中，與實體層位址欄位PHYADR對應的實體層組件的輸出資料致能端outEN=1；另一個未與實體層位址欄位PHYADR對應的實體層組件的輸出資料致能端outEN=0。且，屬於組件存取群組GP2的實體層組件pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)的輸出資料致能端outEN=0。

例如，若先前傳送的群組選擇訊框gpFRM中，群組選擇欄位GROUP的內容對應於組件存取群組GP1，且實體層位址欄位PHYADR=0b00000時，將實體層組件pDEV(GP1,1)的輸出資料致能端outEN設為1(outEN=1)，以及，將實體層組件pDEV(GP1,2)的輸出資料致能端outEN設為0(outEN=0)。此外，在屬於組件存取群組GP2的實體層組件pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)的輸出資料致能端outEN均設為0(outEN=0)。

同理，管理實體站(STA)擬進行讀取操作READ(OP=10)時，若先前傳送的群組選擇訊框gpFRM中，群組選擇欄位GROUP的內容對應於組件存取群組GP2時，屬於組件存取群組GP1的實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)的輸出資料致能端outEN=0。且，在屬於組件存取群組GP2的實體層組件pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)中，組件位址與實體層位址欄位PHYADR相符的實體層組件的輸出資料致能端outEN=1；另一個組件位址與實體層位址欄位PHYADR不符的實體層組件的輸出資料致能端outEN=0。

根據前述說明可以得知，在管理實體站(STA)擬進行讀取操作READ時，與群組選擇欄位GROUP的內容對應之組件存取群組GPm所包含的N[m]個實體層組件pDEV(GPm,1)~pDEV(GPm,N[m])中，僅有一個實體層組件pDEV(GPm,n)的輸出資料致能端outEN被設為1，其餘的(N[m]-1)個實體層組件pDEV(GPm,1)~pDEV(GPm,n-1)、pDEV(GPm,n+1)~pDEV(GPm,N[m])的輸出資料致能端outEN被設為0。且，對屬於其他未與群組選擇欄位GROUP的內容對應之(M-1)個組件存取群組GP1~GP(m-1)、GP(m+1)~GPM所包含的N[1]~N[m-1]、N[m+1]~N[M]個實體層組件pDEV而言，其輸出資料致能端outEN亦均被設為0。

換言之，在組件存取群組GPm所包含的N[m]個被致能的實體層組件pDEV(GPm,1)~pDEV(GPm,N[m])中，只有組件位址符合管理訊框mngFRM22中的實體層位址欄位PHYADR內容的實體層組件pDEV(GPm,n)，才視為被管理實體站(STA)選定。且，該被選定的實體層組件pDEV(GPm,n)將根據存取類型欄位OP的內容而進行寫入操作WRITE或讀取操作READ。

若進行寫入操作WRITE時，該被選定的實體層組件pDEV(GPm,n)可透過其資料輸入端mdio_in接收管理實體站(STA)利用管理訊框mngFRM22中的資料欄位DATA所傳送的內容。對其他(K-1)個未被選定的實體層組件而言，其資料輸入端mdio_in接收的管理介面輸入信號mdio_in會根據所屬之組件存取群組GP1~GPM而分為兩類。

第一類未被選定的實體層組件為，與被選定的實體層組件pDEV(GPm,n)分屬於不同的組件存取群組GP1~GP(m-1)、GP(m+1)~GPM的(K-N[m])個實體層組件。因與被選定的實體層組件pDEV(GPm,n)分屬於不同的組件存取群組GP1~GP(m-1)、GP(m+1)~GPM的(K-N[m])個實體層組件的資料輸入端mdio_in所接收的管理介面輸入信號mdio_in維持等於0(mdio_in=0)，此類實體層組件相當於被禁能。

第二類未被選定的實體層組件為，與被選定的實體層組件pDEV(GPm,n)屬於相同組件存取群組GPm的實體層組件pDEV(GPm,1)~pDEV(GPm,n-1)、pDEV(GPm,n+1)~pDEV(GPm,N[m])。這些與被選定的實體層組件pDEV(GPm,n)屬於相同組件存取群組GPm的實體層組件pDEV(GPm,1)~pDEV(GPm,n-1)、pDEV(GPm,n+1)~pDEV(GPm,N[m])的資料輸入端mdio_in仍然會收到接收管理實體站(STA)利用管理訊框mngFRM22中的資料欄位DATA所傳送的內容。因此，與被選定的實體層組件pDEV(GPm,n)屬於相同組件存取群組GPm的實體層組件pDEV(GPm,1)~pDEV(GPm,n-1)、pDEV(GPm,n+1)~pDEV(GPm,N[m])仍然被致能。但，此類實體層組件pDEV(GPm,1)~pDEV(GPm,n-1)、pDEV(GPm,n+1)~pDEV(GPm,N[m])具有判讀實體層位址欄位PHYADR的功能，故可根據實體層位址欄位PHYADR和與自己對應(分配)的組件位址的比較，得知管理訊框mngFRM22的內容與自己無關而不進行後續處理。

若進行讀取操作READ時，該被選定的實體層組件pDEV(GPm,n)透過其資料輸出端out，以管理訊框mngFRM22中的資料欄位DATA將資料傳送至管理實體站(STA)。另一方面，與被選定的實體層組件pDEV(GPm,n)屬於相同組件存取群組GPm但未被選定的(N[m]-1)個實體層組件的輸出資料致能端outEN均等於0，連帶使與其相連之輸出及閘維持輸出0而不至於影響或閘29a的行為。再者，與被選定的實體層組件pDEV(GPm,n)分屬於不同的組件存取群組GP1~GP(m-1)、GP(m+1)~GPM的(K-N[m])個實體層組件均未被致能，故屬於組件存取群組GP1~GP(m-1)、GP(m+1)~GPM的(K-N[m])個實體層組件的輸出資料致能端outEN為浮接(floating)狀態。據此，實體層輸出資料outD_phy的內容僅由輸出資料致能端outEN等於1的實體層組件pDEV(GPm,n)決定，其餘(K-1)個未被選定的實體層組件的資料輸出端out均不至於影響實體層輸出資料outD_phy的內容。

表5進一步彙整在組件模組27中的各個實體層組件pDEV(GP1,1)~pDEV(GP2,2)、輸出入信號和與組件存取群組GP1、GP2之間的對應關係。

輸出選擇模組29包含：輸出及閘291、292、293、294與或閘(OR gate)29a、29b。其中，輸出及閘291、292、293、294分別對應於實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)、pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)。或閘29a、29b同時對應於實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)、pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)。以下說明輸出及閘291、292、293、294與或閘29a、29b的連接關係。

輸出及閘291的輸入端in1、in2分別接收實體層組件pDEV(GP1,1)在資料輸出端out產生的原始組件輸出資料devOD1-1與在輸出資料致能端outEN產生的組件輸出致能信號devOE1-1。且，輸出及閘291對輸入端in1、in2接收的信號進行及(AND)運算。輸出及閘291產生的致能後組件輸出資料outDAT1-1傳送至或閘29a的輸入端in1。若組件輸出致能信號devOE1-1=1時，經AND運算後產生的致能後組件輸出資料outDAT1-1等於實體層組件pDEV(GP1,1)輸出的原始組件輸出資料devOD1-1(outDAT1-1=devOD1-1)。若組件輸出致能信號devOE1-1=0時，經AND運算後產生的致能後組件輸出資料outDAT1-1維持等於0(outDAT1-1=0)。

輸出及閘292的輸入端in1、in2分別接收實體層組件pDEV(GP1,2)在資料輸出端out產生的原始組件輸出資料devOD1-2與在輸出資料致能端outEN產生的組件輸出致能信號devOE1-2。且，輸出及閘292對輸入端in1、in2接收的信號進行AND運算。輸出及閘292產生的致能後組件輸出資料outDAT1-2傳送至或閘29a的輸入端in2。若組件輸出致能信號 devOE1-2=1時，經AND運算後產生的致能後組件輸出資料outDAT1-2等於實體層組件pDEV(GP1,2)輸出的原始組件輸出資料devOD1-2(outDAT1-2=devOD1-2)。若組件輸出致能信號devOE1-2=0時，經AND運算後產生的致能後組件輸出資料outDAT1-2維持等於0(outDAT1-2=0)。

輸出及閘293的輸入端in1、in2分別接收實體層組件pDEV(GP2,1)在資料輸出端out產生的原始組件輸出資料devOD2-1與在輸出資料致能端outEN產生的組件輸出致能信號devOE2-1。且，輸出及閘293對輸入端in1、in2接收的信號進行AND運算。輸出及閘293產生的致能後組件輸出資料outDAT2-1傳送至或閘29a的輸入端in3。若組件輸出致能信號devOE2-1=1時，經AND運算後產生的致能後組件輸出資料outDAT2-1等於實體層組件pDEV(GP2,1)輸出的原始組件輸出資料devOD2-1(outDAT2-1=devOD2-1)。若組件輸出致能信號devOE2-1=0時，經AND運算後產生的致能後組件輸出資料outDAT2-1維持等於0(outDAT2-1=0)。

輸出及閘294的輸入端in1、in2分別接收實體層組件pDEV(GP2,2)在資料輸出端out產生的原始組件輸出資料devOD2-2與在輸出資料致能端outEN產生的組件輸出致能信號devOE2-2。輸出及閘294對輸入端in1、in2接收的信號進行AND運算。且，輸出及閘294產生的致能後組件輸出資料outDAT2-2傳送至或閘29a的輸入端in4。若組件輸出致能信號devOE2-2=1時，經AND運算後產生的致能後組件輸出資料outDAT2-2等於實體層組件pDEV(GP2,2)輸出的原始組件輸出資料 devOD2-2(outDAT2-2=devOD2-2)。若組件輸出致能信號devOE2-2=0時，經AND運算後產生的致能後組件輸出資料outDAT2-2維持等於0(outDAT2-2=0)。

或閘29a的輸入端in1、in2、in3、in4分別接收輸出及閘291、292、293、294所產生的致能後組件輸出資料outDAT1-1、outDAT1-2、outDAT2-1、outDAT2-2。或閘29a的輸出端電連接於緩衝閘213e。或閘29a對致能後組件輸出資料outDAT1-1、outDAT1-2、outDAT2-1、outDAT2-2進行或(OR)運算後，產生作為緩衝閘213e之輸入的實體層輸出資料outD_phy。

或閘29b的輸入端in1、in2、in3、in4分別接收實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)、pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)產生的組件輸出致能信號devOE1-1、devOE1-2、devOE2-1、devOE2-2。或閘29b的輸出端電連接於緩衝閘213e。或閘29b對組件輸出致能信號devOE1-1、devOE1-2、devOE2-1、devOE2-2進行OR運算後，產生用於致能或禁能緩衝閘213e的實體層輸出致能信號outEN_phy。表6進一步彙整在輸出選擇模組29中的元件、信號和組件存取群組GP1、GP2之間的對應關係。

根據第5圖的實施例可以推知，在實際應用中，輸出選擇模組包含K個輸出及閘與兩個或閘。各該K個輸出及閘的輸入端in1自相對應的實體層組件pDEV(GP1,1)~pDEV(GPM,N[M])接收原始組件輸出資料devOD1-1~devODM-N[M]，且各該K個輸出及閘的in2自相對應的實體層組件pDEV(GP1,1)~pDEV(GPM,N[M])接收組件輸出致能信號devOE1-1~devOEM-N[M]。

輸出選擇模組內的兩個或閘均具有K個輸入端in1~inK。其中一個或閘的K個輸入端in1~inK分別自該K個輸出及閘接收其輸出後，產生實體層輸出資料outD_phy。基於第5圖的說明可以得知，由此或閘產生的實體層輸出資料outD_phy，會根據實際被選取之實體層組件pDEV(GPm)所輸出的原始組件輸出資料devODm-n而改變。

另一個或閘的K個輸入端in1~inK分別自該實體層組件pDEV(GP1,1)~pDEV(GPM,N[M])接收組件輸出致能信號devOE1-1~devOEM-N[M]後，產生實體層輸出致能信號outEN_phy。基於第5圖的說明可以得知，由此或閘產生的實體層輸出致能信號outEN_phy，會在實體層組件pDEV(GP1,1)~pDEV(GPM,N[M])中的任一者產生組件輸出致能信號devOE1-1~devOEM-N[M]時等於1。此時，緩衝模組21裡的緩衝器被實體層輸出致能信號outEN_phy致能，且緩衝模組21輸出管理資料輸入輸出信號MDIO。

請再次參見第3圖，在實際應用時，可假設共有M個組件存取群組GP1~GPM，以群組選擇欄位GROUP其中的S個位元代表可使用的組件存取群組的數量。因此，1

S

16且1

M

2^S。當S=1時，媒體存取層模組(MAC)可將群組選擇欄位GROUP的數值設為0x0或0x1，此時MDIO管理裝置(MMD)可選取M=2^S=2¹=2個組件存取群組。又如，當S=16時，群組選擇欄位GROUP的數值可為0x0~0xFFFF，此時MDIO管理裝置(MMD)可選取M=2^S=2¹⁶=65536個組件存取群組。

實際應用時，媒體存取層模組(MAC)可根據組件存取群組GP1~GPM的數量(M)而決定群組選擇欄位GROUP的內容。例如，假設S=1時，媒體存取層模組(MAC)可將群組選擇欄位GROUP的數值維持設定為0x0。即，媒體存取層模組(MAC)不使用0x1設定群組選擇欄位GROUP的數值。此時，MDIO管理裝置(MMD)僅提供M=1個組件存取群組GP1。

同理，假設S=3時，雖然M的最大值可為2³=8，但MDIO管理裝置(MMD)可能僅提供M=6個組件存取群組GP1~GP6。則，媒體存取層模組(MAC)仍可透過將群組選擇欄位GROUP的數值設定在0x0~在0x5的範圍的方式，存取MDIO管理裝置(MMD)的M=6個組件存取群組GP1~GP6。

另請留意，當S<16時，自群組選擇欄位GROUP選取的S個位元的位置亦不需加以限定，只要媒體存取層模組(MAC)和實體層模組 (PHY)之間設定一致即可。例如，當S=1時，可選擇使用群組選擇欄位GROUP的最高有效位元(Most Significant Bit，簡稱為MSB)或最低有效位元(Least Significant Bit，簡稱為LSB)代表所選定的組件存取群組。關於此種應用上的變化，此處不予詳述。

此處以變數m代表任一個組件存取群組GPm，其中1

m

M。此外，組件存取群組GPm可包含N[m]個實體層組件pDEV。組件存取群組GPm包含之實體層組件的數量N[m]取決於實體層位址欄位PHYADR中，實際用於對實體層組件進行組件定址的位元數。

因實體層位址欄位PHYADR的長度可為5位元，因此組件存取群組GPm包含之實體層組件的數量N[m]的最大值可為32(2⁵=32)。惟，實際應用時，組件存取群組GPm可包含之實體層組件的數量N[m]可在進行電路設計時，基於MDIO管理裝置(MMD)所包含之實體層組件的數量(pDEV[1]~pDEV[K])、組件存取群組GP1~GPM的數量(M)，以及整體的電路規劃等考量而決定。在第5圖中，假設組件存取群組GP1、GP2所包含之實體層組件的數量N[1]、N[2]均為2個。即，N[1]=N[2]=2。另請留意，不同的組件存取群組GP1、GP2所包含之實體層組件的數量N[1]、N[2]亦可不相等。

進一步假設群組解碼器23傳送群組選擇信號gsSIG[1]=1的情況。當群組選擇信號gsSIG[1]=1時，屬於組件存取群組GP1的輸入電路inCkt(GP1,1)、inCkt(GP1,2)的輸入及閘251b、252b的輸入端in2等於0(in2=0)。因此，實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)透過資料輸入端mdio_in所接收的管理介面輸入信號mdio_in維持等於0(mdio_in=0)。也因此，當群組選擇信號gsSIG[1]=1時，實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)的資料輸出端out不會隨共用輸入資料信號inDAT_cmn改變。是故，實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)相當於被禁能。

另一方面，當群組選擇信號gsSIG[1]=1時，與組件存取群組GP2對應的輸入電路inCkt(GP2,1)、inCkt(GP2,2)的輸入及閘253a、254a的輸入端in2等於1(in2=1)。因此，組件輸入資料devID2-1、devID2-2取決於輸入端in1所接收的共用輸入資料信號inDAT_cmn。即，與實體層組件pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)對應的管理介面輸入信號mdio_in等於共用輸入資料信號inDAT_cmn(mdio_in=inDAT_cmn)。因此，當群組選擇信號gsSIG[1]=1時，實體層組件pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)的資料輸出端out會隨共用輸入資料信號inDAT_cmn改變。是故，實體層組件pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)相當於被致能。

進一步假設群組解碼器23傳送群組選擇信號gsSIG[1]=0的情況。當群組選擇信號gsSIG[1]=0時，與組件存取群組GP1對應的輸入電路inCkt(GP1,1)、inCkt(GP1,2)的輸入及閘251b、252b的輸入端in2等於1(in2=1)。因此，組件輸入資料devID1-1、devID1-2取決於輸入端in1所接收的共用輸入資料信號inDAT_cmn。即，與實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)對應的管理介面輸入信號mdio_in等於共用輸入資料信號inDAT_cmn(mdio_in=inDAT_cmn)。因此，群組選擇信號gsSIG[1]=0時，實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)的資料輸出端out會隨著共用輸入資料信號inDAT_cmn改變。是故，實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)相當於被致能。

另一方面，當群組選擇信號gsSIG[1]=0時，屬於組件存取群組GP2的輸入電路inCkt(GP2,1)、inCkt(GP2,2)的輸入及閘253a、254a的輸入端in2等於0(in2=0)。因此，與實體層組件pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)對應的管理介面輸入信號mdio_in維持等於0(mdio_in=0)。也因此，當群組選擇信號gsSIG[1]=0時，實體層組件pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)的資料輸出端out不會隨共用輸入資料信號inDAT_cmn改變。是故，實體層組件pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)相當於被禁能。

承上，群組選擇信號gsSIG[1]用於致能或禁能組件存取群組GP1、GP2。當組件存取群組GP1被群組選擇信號gsSIG[1]致能時，組件存取群組GP2被群組選擇信號gsSIG[1]禁能，反之亦然。據此，屬於被群組選擇信號gsSIG[1]禁能的組件存取群組內的實體層組件並不會對媒體存取層模組(MAC)11後續所發送之管理訊框mngFRM22進行任何操作。

在此實施例中，假設組件存取群組GP1~GPM的數量為2個(M=2)。因此，此處的群組選擇信號gsSIG[1]僅具有一條信號線(S=1)。當組件存取群組GP1~GPM的數量(M)增加時，群組選擇信號gsSIG[1]~gsSIG[S]的位元數(S)亦隨著增加(1

S

16)。群組選擇信號gsSIG[1]~gsSIG[S]的位元數S可表示為，S=ceil(log₂(M))。例如，當組件存取群組GP1~GPM的數量M=13時，群組解碼器23需要S=ceil(log₂(13))=ceil(3.7)=4個位元代表群組選擇信號gsSIG[1]~gsSIG[S]。根據前述計算可以看出，變數S和變數M之間亦滿足2^S

M的關係。

從第5圖可以看出，與組件存取群組GP1對應的輸入電路inCkt(GP1,1)、inCkt(GP1,2)的內部電路與輸入端所接收的信號均相同，且與組件存取群組GP2對應的輸入電路inCkt(GP2,1)、inCkt(GP2,2)的內部電路與輸入端所接收的信號均相同。因此，基於簡化設計的考量，在同一個輸入群組inGP內，可以僅設置單一個輸入電路inCkt。例如，在輸入群組inGP1內，僅設置輸入電路inCkt(GP1)。且，與輸入群組inGP1對應之組件存取群組GP1中的實體層組件pDEV(GP1,1)~pDEV(GP1,N[1])，均共同電連接於輸入群組inGP1內的輸入電路inCkt(GP1)，如第6圖所示。

請參見第6圖，其係本揭露構想之MDIO管理裝置(MMD)的另一種實施例的示意圖。MDIO管理裝置包含：緩衝模組、群組解碼器33、輸入選擇模組35、組件模組37與輸出選擇模組39。在此圖式中，群組解碼器33、組件模組37與輸出選擇模組39的架構和連接關係均與第5圖相似，此處不再重述。另一方面，在此圖式中，輸入選擇模組35僅包含M個輸入電路inCkt(GP1)~inCkt(GPM)。也就是說，每個輸入群組inGP1~inGPM僅包含一個輸入電路inCkt(GP1)~inCkt(GPM)。

如第6圖所示，輸入電路inCkt(GP1)根據輸入時脈信號inClk、共用輸入資料信號inDAT與群組選擇信號gsSIG[1]~gsSIG[S]而產生組件輸入資料devID-GP1。且，輸入電路inCkt(GP1)同時提供組件輸入資料devID-GP1作為與組件存取群組GP1對應的N[1]個實體層組件pDEV(GP1,1)~pDEV(GP1,N[1])對應的管理介面輸入信號mdio_in。

同理，輸入電路inCkt(GPm)根據輸入時脈信號inClk、共用輸入資料信號inDAT與群組選擇信號gsSIG[1]~gsSIG[S]而產生組件輸入資料devID-GPm。且，輸入電路inCkt(GPm)同時提供組件輸入資料devID-GPm作為與組件存取群組GPm對應的N[m]個實體層組件pDEV(GPm, 1)~pDEV(GPm,N[m])對應的管理介面輸入信號mdio_in。關於輸入電路inCkt(GP1)、inCkt(GPm)、inCkt(GPM)的設計可參考第5圖的說明，此處不再詳述。

承上所述，輸入選擇模組所包含之輸入電路的數量(X個)，至少為M個(如第6圖所示，分別對應於M個組件存取群組GP1~GPM)，最多為K個(如第5圖所示，分別對應於實體層組件(pDEV[1]~pDEV[K])。其中，X為正整數。實際應用時，亦可能僅有部份存取群組對應於一個輸入電路，其餘的存取群組則對應於多個(例如，與該存取群組所包含之實體層組件數量相等之)輸入電路的情形。因此，M

X

K。

請參見第7圖，其係本揭露構想之MDIO管理裝置(MMD)的流程圖。首先，MDIO管理裝置(MMD)判斷是否收到輸入訊框inFRM(步驟S603)。若步驟S603的判斷結果為否定，則持續進行輸入訊框inFRM的偵測。若步驟S603的判斷結果為肯定，則群組解碼器131c器進一步判斷輸入訊框inFRM是否為群組選擇訊框gpFRM(步驟S605)。

若步驟S605的判斷結果為肯定時，群組解碼器131c發出與群組選擇欄位GROUP對應的群組選擇信號gsSIG[1]~gsSIG[S](步驟S607)。且，輸入選擇模組131e根據群組選擇信號gsSIG[1]~gsSIG[S]致能群組選擇欄位GROUP所代表的組件存取群組GPm，並將其餘的(M-1)個組件存取群組GP1~GP(m-1)、GP(m+1)~GPM所包含的N[1]~N[m-1]、N[m+1]~N[M]個(即，K-N[m]個)實體層組件全部禁能(步驟S609)。

關於如何執行步驟S609的細節，可同時參見第5圖的實施例。在第5圖中，若群組選擇信號gsSIG[1]=0時，反相群組選擇信號 gsSIGb[1]=1。此時，由輸入及閘251b、252b產生的輸出會因輸入端in2=1的緣故而隨輸入端in1所接收的共用輸入資料信號inDAT_cmn改變；且，由輸入及閘253a、254a產生的輸出則因輸入端in2=0的緣故而維持0。因此，自輸入及閘251b、252b輸出之，與組件存取群組GP1對應之組件輸入資料devID1-1、devID1-2將隨著共用輸入資料信號inDAT_cmn改變；且，自輸入及閘253a、254a輸出之，與組件存取群組GP2對應之組件輸入資料devID2-1、devID2-2維持為0(devID2-1=devID2-2=0)。

因此，與組件存取群組GP1內的實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)對應的管理介面輸入信號mdio_in等於共用輸入信號inDAT_cmn(mdio_in=inDAT_cmn)，故組件存取群組GP1內的實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)可隨著共用輸入資料信號inDAT_cmn的內容而選擇性進行操作。另一方面，組件存取群組GP2內的實體層組件pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)的資料輸入端mdio_in持續接收組件輸入資料devID2-1=devID2-2=0，使實體層組件pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)被禁能。

反之，若群組選擇信號gsSIG[1]=1時，反相群組選擇信號gsSIGb[1]=0。此時，由輸入及閘251b、252b產生的輸出會因輸入端in2=0的緣故而維持0；且，由輸入及閘253a、254a產生的輸出則因輸入端in2=1的緣故而隨輸入端in1所接收的共用輸入資料信號inDAT_cmn改變。因此，自輸入及閘251b、252b所輸出之，與組件存取群組GP1對應之組件輸入資料devID1-1、devID1-2維持為0(組件輸入資料devID1-1=devID1-2=0)；且，自輸入及閘253a、254a所輸出之，與組件存取群組GP2對應之組件輸入資料devID2-1、devID2-2隨著共用輸入資料信號inDAT_cmn而改變。

因此，組件存取群組GP1內的實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)的資料輸入端mdio_in持續接收組件輸入資料devID1-1=devID1-2=0作為管理介面輸入信號，使實體層組件pDEV(GP1,1)、pDEV(GP1,2)被禁能。另一方面，自組件存取群組GP2內的實體層組件pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)的資料輸入端mdio_in接收的管理介面輸入信號mdio_in等於共用輸入資料信號inDAT_cmn(mdio_in=inDAT_cmn)，故組件存取群組GP2內的實體層組件pDEV(GP2,1)、pDEV(GP2,2)可因應共用輸入資料信號inDAT_cmn的內容而選擇性進行操作。

另一方面，若步驟S605的判斷結果為否定時，先前已經被致能的組件存取群組GPm中，與實體層位址欄位PHYADR對應的實體層組件pDEV(GPm,n)，將判斷該輸入訊框inFRM是否為依循Clause 22規範的管理訊框mngFRM22(步驟S610)。若步驟S610的判斷結果為否定，則忽略輸入訊框inFRM而不處理。若步驟S610的判斷結果為肯定，則依循Clause 22對管理訊框mngFRM22的規範(請參見第1圖)對輸入訊框inFRM進行剖析與存取操作(步驟S611)。關於步驟S611的相關細節，本文不予詳述。

請參見第8圖，其係群組解碼器判斷訊框類型的流程圖。第7圖的流程為，第7圖之步驟S605的進一步說明。請同時參見第1、3、8圖。

首先，群組解碼器131c內的剖析器自輸入訊框inFRM擷取與開始欄位ST(訊框內的位元1~2)、存取類型欄位OP(訊框內的位元3~4)、暫存器位址欄位REGADR(訊框內的位元5~9)，和(第1圖的)資料欄位DATA或(第3圖)群組選擇欄位GROUP(訊框內的位元17~32)對應的內容(步驟S605a)。

接著，群組解碼器131c判斷在輸入訊框inFRM中，與開始欄位ST對應的內容(訊框內的位元1~2)是否符合Clause 22定義的開始欄位ST的內容(”01”)(步驟S605c)。若步驟S605c的判斷結果為否定，群組解碼器131c確認該輸入訊框inFRM並非群組選擇訊框gpFRM(步驟S605m)。

其後，群組解碼器131c判斷在輸入訊框inFRM中，與存取類型欄位OP對應的內容是否代表Clause 22的寫入操作WRITE(即，存取類型欄位OP是否等於”01”)(步驟S605e)。若步驟S605e的判斷結果為否定，群組解碼器131c確認該輸入訊框inFRM並非群組選擇訊框gpFRM(步驟S605m)。

若步驟S605e的判斷結果為肯定，群組解碼器131c將進一步判斷在輸入訊框inFRM中，與暫存器位址欄位REGADR對應的內容是否為預選暫存器presetREG(步驟S605g)。根據本揭露的構想，預選暫存器presetREG可為暫存器REG2、REG3、REG5、REG6、REG8、REG10、REG12其中的至少一個。若預先限定預選暫存器presetREG為暫存器REG2、REG3、REG5、REG6、REG8、REG10、REG12其中的特定一者時，可簡化設計群組解碼器131c時的複雜度。若步驟S605g的判斷結果為否定，群組解碼器131c確認輸入訊框inFRM並非群組選擇訊框gpFRM(步驟S605m)。

根據本揭露的構想，將同時符合步驟S605e與步驟S605g的輸入訊框inFRM稱為，符合預設條件的輸入訊框inFRM。換言之，當輸入訊框inFRM符合預設條件時，輸入訊框inFRM的存取類型欄位(OP)對應於寫入操作，且輸入訊框inFRM的暫存器位址欄位(REGADR)對應於任一個預選暫存器(presetREG)的暫存器位址。

最後，群組解碼器131c判斷在輸入訊框inFRM中，與群組選擇欄位GROUP對應的內容是否屬於組件存取群組GP1~GPM的其中一者(步驟S605i)。步驟S605i可避免媒體存取層模組(MAC)選錯組件存取群組的情況。例如，假設實體層模組(PHY)13僅設置組件存取群組GP1、GP2，但媒體存取層模組(MAC)傳送的群組選擇欄位GROUP卻代表要選取組件存取群組GP3時，便可透過步驟S605i排除此種例外情況。若步驟S605i的判斷結果為否定，群組解碼器131c確認輸入訊框inFRM並非群組選擇訊框gpFRM(步驟S605m)。若步驟S605i的判斷結果為肯定，群組解碼器131c確認輸入訊框inFRM為群組選擇訊框gpFRM(步驟S605k)。

根據前述說明可以得知，本揭露藉由在實體層模組(PHY)設置群組解碼器131c、輸入選擇模組131e與輸出選擇模組131i，並於媒體存取層模組(MAC)11發送群組選擇訊框gpFRM的方式，讓實體層模組(PHY)13內所設置之實體層組件的數量可達K=2¹⁶*2⁵=2²¹個。此外，本揭露的網路模組10可直接沿用既有之依循Clause 22規範所設計的實體層組件模組131g的電路。

根據本揭露的構想，媒體存取層模組(MAC)先發送群組選擇訊框gpFRM至實體層模組(PHY)。據此，媒體存取層模組(MAC)可利用群組選擇訊框gpFRM的群組選擇欄位(GROUP)通知實體層模組(PHY)所欲選用的組件存取群組GPm。後續，媒體存取層模組(MAC)再接續發送根據Clause 22定義的管理訊框mngFRM22至實體層模組(PHY)。據此，媒體存取層模組(MAC)可利用管理訊框mngFRM22的實體層位址欄位(PHYADR)通知實體層模組(PHY)在組件存取群組GPm所包含的N[m]個實體層組件中，所欲選取的實體層組件pDEV(GPm,n)。

由於媒體存取層模組(MAC)通常以軟體的方式實現管理資料輸入輸出信號MDIO的驅動，因此媒體存取層模組(MAC)可發送根據Clause 22或Clause 45定義的管理訊框mngFRM22、mngFRM45至實體層模組(PHY)，或是發送根據本揭露構想的群組選擇訊框gpFRM至實體層模組(PHY)。當媒體存取層模組(MAC)根據Clause 45定義發送管理訊框mngFRM45作為輸入訊框inFRM至實體層模組(PHY)時，群組解碼器33可從輸入訊框inFRM的開始欄位ST識別其類型，進而略過(bypass)此類根據Clause 45發送的輸入訊框inFRM的內容。

綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。