專利名稱：用以傳輸時間驅(qū)動和事件驅(qū)動的以太網(wǎng)信息的通信方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種在分布式實(shí)時系統(tǒng)內(nèi)用作傳輸以太網(wǎng)信息的通信方法，當(dāng)中有多部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計算機(jī)，例如四部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計算機(jī)，每部計算機(jī)包含至少一個通信控制器，并通過包含一條或以上通信信道的通信系統(tǒng)連結(jié)，每一通信信道獲配置一個或以上的智能星形耦合器。
再者，本發(fā)明關(guān)于一種在分布式實(shí)時系統(tǒng)內(nèi)用作傳輸以太網(wǎng)信息的通信系統(tǒng)的星形耦合器，其中包括多部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計算機(jī)，例如四部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計算機(jī)，每部計算機(jī)包含至少一個通信控制器。該通信系統(tǒng)包含一條或以上通信信道，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計算機(jī)通過通信信道互相連接，以及每一通信信道獲配置一個或以上的智能星形耦合器。
下文中提述的文獻(xiàn)列示如下[1]1989年12月12日刊發(fā)的US 5694542備有實(shí)時精確節(jié)點(diǎn)同步的松散耦合分布式計算機(jī)系統(tǒng)。1996年12月18日的EP 0 658 257用以傳輸信息的通信單元和方法。1999年3月23日刊發(fā)的US 5887143時間驅(qū)動的通信控制單元和通信。2000年6月15日的AT 407 582用以防止串?dāng)_“傻子”差錯的備有綜合保護(hù)裝置的信息分布單元。2001年3月15日的AT 408 383分布式實(shí)時電腦系統(tǒng)內(nèi)用于多原件時鐘同步的方法和通信控制單元。2000年10月10日的奧地利專利申請1723/2001號分布式、容錯、實(shí)時系統(tǒng)內(nèi)用以包容輕微偏離規(guī)格錯誤的方法。2001年3月19日的奧地利專利申請429/2001號時間驅(qū)動通信系統(tǒng)內(nèi)用以建立事件信道的通信方法。位于統(tǒng)一資源定位器(URL)HTTP://st andards.ieee.org的電氣與電子工程師學(xué)會(IEEE)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.3。Kopetz，H.(1997).Real-Time Systems，Design Principlesfor Distributed Embedded Applications(分布式嵌入應(yīng)用程式的實(shí)時系統(tǒng)、設(shè)計原理)；ISBN0-7923-9894-7.Boston.Kluwer AcademicPublishers。Sharon，O.，Spratt，M.，“A CSMA/CD compatible MAC forreal-time transmission based on varying collision intervals”(用以基于可變沖突區(qū)間作實(shí)時傳輸?shù)腃SMA/CD兼容MAC)，載于1998年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織信息委員會會議.電氣與電子工程師學(xué)會的電腦和通信學(xué)會聯(lián)席會議第7屆年會.會議紀(jì)錄。電氣與電子工程師學(xué)會，1998年第3期，第3期1265至1272頁。
在過去二十年，電氣與電子工程師學(xué)會(IEEE)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.3[8]獲得廣泛接納，而由于個人電腦領(lǐng)域中以太網(wǎng)控制器擁有龐大市場，以致基于以太網(wǎng)的通信系統(tǒng)價格大幅下降。雖然現(xiàn)有以太網(wǎng)協(xié)定中并無良好的實(shí)時特性，例如最低不穏定性，但由于價格方面的原因，以太網(wǎng)在實(shí)時數(shù)據(jù)處理上的使用亦日益增加。
從[10]可得悉一項CSMS/CD系統(tǒng)，其中信息劃分為低和高的優(yōu)先性，當(dāng)兩項信息有沖突時，高優(yōu)先性的信息將獲優(yōu)先處理。
然而，以太網(wǎng)協(xié)定的實(shí)時特性在本文建議的程序中不能自行重大改善。
本發(fā)明的一個目的是使以太網(wǎng)信息的傳輸能具有良好的實(shí)時特性。
這目的可利用開端所述類別的方法達(dá)致，當(dāng)中按照本發(fā)明區(qū)分傳統(tǒng)以太網(wǎng)信息(ET信息)和時間驅(qū)動以太網(wǎng)信息(TT信息)，TT信息按傳輸器和接收器之間預(yù)先已知的恒定遞延時間傳送，在ET與TT信息之間有時間沖突時，沖突所涉及的ET信息將會延遲或中止傳送，務(wù)使能夠按恒定遞延時間傳送TT信息。
再者，開端所述的目的可利用開端所述按本發(fā)明作出設(shè)定的星形控制器達(dá)致，用以區(qū)分傳統(tǒng)以太網(wǎng)信息(ET信息)和時間驅(qū)動以太網(wǎng)信息(TT信息)，TT信息按傳輸器和接收器之間預(yù)先已知的恒定遞延時間傳送，就此，在ET與TT信息之間有時間沖突時，沖突所涉及的ET信息將會延遲或中止傳送，務(wù)使能夠按恒定遞延時間傳送TT信息。
相對于[10]所披露的“無優(yōu)先處理”解決方案，按照本發(fā)明可不必等待低優(yōu)先性信息傳輸完畢，而是低優(yōu)先性信息會被中止，以便能夠傳輸高優(yōu)先性的信息(“優(yōu)先處理”)，因此亦不必等待低優(yōu)先性信息的最長運(yùn)行時間，恒定的等待時間亦可維持于短時間之內(nèi)。
通過確保恒定遞延時間，便有可能達(dá)致高度控制的工程精確度，恒定遞延時間因而具有特別的重要性，原因是按時鐘同步理論所得知，遞延時間的變動(即最長與最短遞延時間的差異)會令時鐘同步的精確度減低。在時鐘同步算法中可考慮使用預(yù)先已知的恒定遞延時間，因而不會對時鐘同步的精確度構(gòu)成影響。由于全局時間的伙粒度必須大于時鐘同步的精確度，不精確的時鐘同步將導(dǎo)致差劣的時間基準(zhǔn)。時鐘的伙粒度粗糙，導(dǎo)致事件的時間清晰度不精確。此外，遞延時間的變動亦決定分布式計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)分布行動同步的精確度。
本發(fā)明令致有可能大幅改善通信系統(tǒng)的實(shí)時特性。這種新通信系統(tǒng)支援事件驅(qū)動和時間驅(qū)動以太網(wǎng)信息在單一個通信系統(tǒng)中平行運(yùn)作。在下文內(nèi)，傳統(tǒng)以太網(wǎng)信息稱為ET(事件驅(qū)動)信息，而時間驅(qū)動以太網(wǎng)信息稱為TT(時間驅(qū)動)信息。時間驅(qū)動信息有恒定遞延時間和最低不穏定性。
本發(fā)明帶來下述重大經(jīng)濟(jì)利益。TT信息的最低不穩(wěn)定性，有助制定高度控制工程質(zhì)量的閉環(huán)控制回路。TT信息有助制定高精確度的全局時間。全局時間支援于獲取數(shù)據(jù)時產(chǎn)生精確的本地時間戳，令致有可能改善界面的時間規(guī)格。此外，傳統(tǒng)以太網(wǎng)控制器可無須改裝便可使用。
如恒定遞延時間是根據(jù)星形耦合器的輸出信道可清理以供傳送即將接收的TT信息來選定，則本發(fā)明的方法可以特別簡單地產(chǎn)生。
在一個實(shí)施例中，信息的一個指定段中會指示信息是一項TT信息還是一項ET信息。
再者，TT信息中可包含一個指示信息傳輸時刻的選擇性時間區(qū)段。
在本文中，如經(jīng)已通過預(yù)先規(guī)劃來確立兩項TT信息傳送之間須遵守的時間區(qū)間至少為恒定遞延時間，將會是一項有益之處。
再者，上述目的是使用開端所述的系統(tǒng)達(dá)致，即按本發(fā)明作出設(shè)定，區(qū)分傳統(tǒng)以太網(wǎng)信息(ET信息)和時間驅(qū)動以太網(wǎng)信息(TT信息)，并按傳輸器和接收器之間預(yù)先已知的恒定遞延時間傳送TT信息，就此，在ET與TT信息之間有時間沖突時，沖突所涉及的ET信息將會遞延或中止傳送，務(wù)使能夠按恒定遞延時間傳送TT信息。
如上文所述，如所選定的恒定遞延時間，致使星形耦合器的輸出信道可在遞延時間內(nèi)清理以供傳送傳入的TT信息，將會是一項有益之處。
此外，可以規(guī)定信息的一個指定區(qū)段中指示信息是一項TT信息還是一項ET信息。
再者，TT信息中可包含一個指示信息傳輸時間的選擇性時間區(qū)段。
在本文中，如經(jīng)已通過預(yù)先規(guī)劃來確立兩項TT信息傳送之間須遵守的時間區(qū)間至少為恒定遞延時間，將會是一項有益之處。
在通信系統(tǒng)的一項實(shí)質(zhì)實(shí)施例中，規(guī)定當(dāng)傳入信息是TT信息時，將會通過一項配置信息向星形耦合器顯示。
在本文中，星形耦合器區(qū)分TT信息和ET信息，并按預(yù)先已知的恒定遞延時間傳送TT信息，當(dāng)ET信息與TT信息有時間衡突時，其將中止衡突所涉及ET信息的傳送，務(wù)使能夠按恒定遞延時間傳送TT信息。
按規(guī)定，TT信息按時傳輸后，星形耦合器將會重新傳輸涉及衡突并被中止的ET信息。
再者，可以規(guī)定星形耦合器利用TT信息內(nèi)包含的時間區(qū)段校準(zhǔn)其本地時鐘。
在本文中，如星形耦合器以容錯方式，利用多項TT信息中包含的時間區(qū)段校準(zhǔn)其本地時鐘，將會是一項特別有益之處。
此外，可規(guī)定星形耦合器與一組網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計算機(jī)中的復(fù)制星形耦合器聯(lián)接，而該聯(lián)接是通過一個專用的單向信道進(jìn)行，在該信道上由星形耦合器傳送的所有TT信息均屬輸出形式。
此外，星形耦合器亦仍然可以按其本地時間基準(zhǔn)，檢查TT信息是否大約在傳輸時刻左右的預(yù)先已知時間窗口內(nèi)到達(dá)，而當(dāng)星形耦合器提早或延遲接收一項TT信息時，會把該信息列為錯入信息，以致所有正確接收器會檢測該信息為一項錯誤。
星形耦合器會把每項TT信息解碼，并基于其本地時間設(shè)定模塊來重新編碼。
星形耦合器閱讀TT信息一個或以上的選定區(qū)段，并于遞延時間內(nèi)檢查該等區(qū)段的內(nèi)容與通過配置信息預(yù)先傳遞至星形耦合器的已知標(biāo)準(zhǔn)是否相符。如不相符，該信息列為錯入信息，以致所有正確接收器會檢測該信息為一項錯誤。
此外亦按本發(fā)明規(guī)定通信控制器利用TT信息內(nèi)包含的時間區(qū)段，校準(zhǔn)其本地時鐘。
通信控制器以容錯方式，利用多項TT信息內(nèi)包含的時間區(qū)段校準(zhǔn)其本地時鐘。
此外，當(dāng)信息的時間區(qū)段內(nèi)指示的傳輸時刻到達(dá)后，經(jīng)已由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)電腦所執(zhí)行的應(yīng)用程式接納的TT信息，即會由通信控制器自動傳輸。
此外，規(guī)定通信控制器區(qū)分ET和TT信息，通信控制器并把ET信息提供給與事件語義相符的本地應(yīng)用程式軟件，作為一項新信息存放于輪候隊列，在其中由應(yīng)用程式軟件以消耗方式閱讀，通信控制器把TT信息提供給與狀態(tài)語義相符的本地應(yīng)用程式軟件，以新的信息替代舊的信息，由本地應(yīng)用程式軟件以非消耗方式閱讀。
最后，通信控制器有兩個或以上通信信道，當(dāng)中提供同一項TT信息的多個完全相同副本，如一項有效TT信息準(zhǔn)時由該等冗余信道其中至少一個接收，該項通信操作即視為成功。
在下文中將參考圖解說明本發(fā)明，所顯示的圖解計有

圖1是分布式電腦系統(tǒng)連同一個星形耦合器的結(jié)構(gòu)，圖2是分布式電腦系統(tǒng)連同兩個星形耦合器的結(jié)構(gòu)，圖3是一項標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的一般以太網(wǎng)信息的結(jié)構(gòu)，圖4是一項標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的擴(kuò)充以太網(wǎng)信息的結(jié)構(gòu)，圖5是一項TT以太網(wǎng)信息的結(jié)構(gòu)，及圖6是TT以太網(wǎng)信息的一項TT參數(shù)區(qū)段的位陣列。
在下一節(jié)中，通過一項實(shí)例顯示該新方法的一個實(shí)施例，其中有四部通過兩個重復(fù)星形耦合器聯(lián)接的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計算機(jī)。
圖1顯示連同一個星形耦合器的分布式計算機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含四個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計算機(jī)111、112、113和114，各有一個通信控制器121、122、123和124，每一該等控制器聯(lián)接一條雙向通信信道，并且是通過包含一條通信信道109的通信系統(tǒng)聯(lián)接。這通信信道內(nèi)設(shè)有一個智能星形耦合器101，用作中央控制通信。星形耦合器101可通過一條選擇性的獨(dú)立通信信道141來預(yù)置和觀察。
圖2顯示具有兩個星形耦合器的分布式容錯計算機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含四部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計算機(jī)111、112、113和114，各有一個通信控制器121、122、123和124，每一該等控制器聯(lián)接兩條雙向通信信道，每一該等通信信道聯(lián)接與一個執(zhí)行通信中央控制的智能星形耦合器101和102相連。星形耦合器101可通過信道151把其信息傳輸至星形耦合器102，并可通過獨(dú)立通信信道141來預(yù)置和觀察。星形耦合器102可通過信道152把其信息傳輸至星形耦合器101，并可通過獨(dú)立通信信道142來預(yù)置和觀察。
圖3顯示按照[8]的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的一般以太網(wǎng)信息的結(jié)構(gòu)。位于7個字節(jié)長度的前同步碼301之后，有起動定界符區(qū)段302、目標(biāo)地址303、來源地址304、信息長度或信息類型307、可變數(shù)據(jù)區(qū)段310、用以延長短信息的選擇性附加資料區(qū)段311以及幀檢驗序列312。
圖4顯示按照[8]的標(biāo)準(zhǔn)格式的擴(kuò)充以太網(wǎng)信息的結(jié)構(gòu)。除圖3所述的區(qū)段外，區(qū)段305內(nèi)設(shè)有擴(kuò)充信息的標(biāo)識符，區(qū)段306內(nèi)設(shè)有標(biāo)簽類型區(qū)段。在標(biāo)簽類型區(qū)段內(nèi)，使用者可決定信息的優(yōu)先次序，最高優(yōu)先次序可按照本發(fā)明用作識別TT信息。上述標(biāo)識符與以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)[8]相符。務(wù)須指出的是，在以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，區(qū)段305的編碼容量尚未全面使用，因而此區(qū)段亦可用作識別TT信息。
圖5顯示TT以太網(wǎng)信息的結(jié)構(gòu)。除圖4所述的區(qū)段外，在區(qū)段308引入TT參數(shù)區(qū)段，在區(qū)段309指示TT信息的選擇傳輸時刻。市場上提供的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)控制器閱讀區(qū)段308和309內(nèi)的使用者特定數(shù)據(jù)區(qū)段。在TT參數(shù)區(qū)段308內(nèi)的是有關(guān)TT信息結(jié)構(gòu)和類型的資訊。
圖6顯示TT參數(shù)區(qū)段308的位陣列的內(nèi)容。如該位設(shè)定于區(qū)段601(低排序位)，表示區(qū)段309內(nèi)的傳輸時刻載于TT信息之內(nèi)。如該位設(shè)定于區(qū)段602，表示信息來自備有精確時鐘時間的傳輸器，可用作時鐘同步。
如一部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計算機(jī)(例如111)擬傳輸一項TT信息，其在信息區(qū)段306設(shè)定TT信息的編碼并傳輸信息。另一選項是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計算機(jī)上運(yùn)作的應(yīng)用程式軟件可在信息設(shè)定位601，并在信息的區(qū)段309內(nèi)寫入所擬的傳輸點(diǎn)，隨后即可通過以太網(wǎng)通信控制器精確地于設(shè)定傳輸時刻309自主地開始傳輸。如傳輸器設(shè)定信息位，則信息會載有特別精確的時間指示，可用作其他控制器的時鐘同步。
星形耦合器分析傳入的信息，并利用區(qū)段306決定即將到達(dá)的是一項TT信息還是一項ET信息。如為TT信息，星形耦合器基于區(qū)段303決定所擬的輸出信道，例如于圖1的節(jié)點(diǎn)114。如一項ET信息于此信道直接傳送，則星形耦合器會立即中止這項傳輸操作，并于已知恒定遞延時間內(nèi)清理通往節(jié)點(diǎn)114的信道，以供進(jìn)一步傳送剛到達(dá)的TT信息。所選定的遞延時間必須有充份長時間，以致在每項情況下輸出信道均可在這遞延時間內(nèi)清理，以供傳送TT信息。在TT通信的預(yù)先規(guī)劃內(nèi)，必須確保接續(xù)TT信息之間的區(qū)間大于遞延時間。在個別情況下，星形耦合器精確地觀察開始接收一項TT信息與開始傳輸一項TT信息之間的恒定遞延時間。如星形耦合器已中止傳送涉及沖突的ET信息，其可于準(zhǔn)時傳送TT信息后，重新傳輸被中止的ET信息。星形耦合器亦可如[4]所述承擔(dān)維護(hù)功能，以檢測和分離錯誤信息，藉此防止錯誤傳播。如一項在區(qū)段309的TT信息獲得傳輸時刻，則星形耦合器可檢查信息是否按照[6]大約于傳輸時刻的已知容限區(qū)間內(nèi)到達(dá)，否則信息會被拒絕。另一選項，是通過信道141利用預(yù)先傳輸?shù)呐渲眯畔?，將預(yù)期會接收TT信息的輸入信道和輸入時刻傳達(dá)給星形耦合器。容錯系統(tǒng)內(nèi)這項資訊冗余可防止故障的計算機(jī)節(jié)點(diǎn)錄入不正確的傳輸時間。由于星形耦合器基于其本身的振蕩器和其本身的電源供應(yīng)對輸出的信息編碼，傳輸器對接收器的SOS錯誤傳送[4]會被停止。星形耦合器可根據(jù)量度TT信息開始接收時間首先校準(zhǔn)其本地時鐘，并設(shè)定其時鐘以使其于此接收時刻將會接納全局時間值309，該全局時間值載于信息內(nèi)[5]。
一項持續(xù)的容錯時鐘同步可實(shí)現(xiàn)如下根據(jù)區(qū)段602所標(biāo)記的每項同步信息，星形耦合器會決定其本地時鐘所量度的同步信息接收時刻與該信息區(qū)段309內(nèi)所載的傳輸時刻[5]之間的區(qū)間。
這區(qū)間量度接收器時鐘與傳輸器時鐘的偏差。如有多項該等信息存在，則有可能利用已知的容錯同步算法計算星形耦合器時鐘的改正因數(shù)，如[9]第61頁所述。該項容錯同步方法亦可于星形耦合器的硬件實(shí)現(xiàn)[1]。在一項容錯系統(tǒng)[2、3]中，如當(dāng)中有與圖2相符的重復(fù)通信信道，每一星形耦合器均可通過一個專用聯(lián)接信道(星形耦合器101的為信道151，星形耦合器102的為信道152)把所有TT信息傳送至另一星形耦合器，以使當(dāng)后者本身無輸入信息到達(dá)時，亦可校準(zhǔn)其時鐘。在容錯系統(tǒng)中，星形耦合器可在遞延時間內(nèi)，通過配置信息向其報告的準(zhǔn)則檢查信息數(shù)據(jù)區(qū)段310，以檢測傳輸器的數(shù)據(jù)區(qū)段，被檢測為錯誤的信息不會由星形耦合器傳送。
如接收通信控制器于正到達(dá)的TT信息的區(qū)段309尋得傳輸時間，其可通過量度信息開始接收時間以校準(zhǔn)其本地時鐘，并設(shè)定其時鐘以使其于該接收時刻將已接納信息內(nèi)所載的全局時間值309加上星形耦合器引致的恒定遞延區(qū)間[5]。持續(xù)的容錯時鐘同步可實(shí)現(xiàn)如下根據(jù)區(qū)段602所標(biāo)記的每項同步信息，通信控制器會決定其本地時鐘量度的同步信息接收時刻與區(qū)段309所載傳輸時刻之間的區(qū)間，此區(qū)間將會按星形耦合器的已知遞延區(qū)間而縮短。這經(jīng)縮短的區(qū)間量度接收器時鐘與傳輸器時鐘的偏差。如有多項該等信息存在，則有可能如[9]第61頁所述利用已知的容錯同步算法計算星形耦合器時鐘的改正因數(shù)。該容錯同步方法亦可于接收通信控制器的硬件實(shí)現(xiàn)[1]。如計算機(jī)節(jié)點(diǎn)(例如111)的應(yīng)用程式軟件于信息區(qū)段309內(nèi)錄入所擬的信息傳輸時間，按本發(fā)明的擴(kuò)充通信控制器可精確地于正確的傳輸時間自主地起始傳輸[2、3]。于接收通信控制器(例如121)與應(yīng)用程式軟件之間的界面，擴(kuò)充的通信控制器可分別提供ET信息和TT信息。ET信息一般包含有關(guān)事件的資訊，并必須按照事件語義處理[7]。事件語義規(guī)定到達(dá)的信息須暫時儲存于等候隊列中，并確切地傳送一次至使用者處理程序。TT信息一般包含狀態(tài)數(shù)據(jù)，該等數(shù)據(jù)可按照公用儲存器內(nèi)的狀態(tài)語義提供。新TT信息的接收會以同一名稱蓋寫舊TT信息的儲存值。接收程序會以非消耗方式讀取狀態(tài)數(shù)據(jù)。在提供多項多重獨(dú)立通信信道的容錯系統(tǒng)中，例如按圖2通過兩條信道，信息會以重復(fù)方式傳送。在該種系統(tǒng)中，如至少其中之一個重復(fù)信息副本到達(dá)接收器，該通信即成功。
最后，務(wù)須注意前述有關(guān)在以太網(wǎng)內(nèi)綜合時間驅(qū)動和事件驅(qū)動信息的具體實(shí)施例，僅為本發(fā)明許多可能實(shí)施變化例的其中之一。
舉例而言，有關(guān)一項到達(dá)星形耦合器的信息是否一項TT信息的決定，有可能并非按區(qū)段306或區(qū)段305內(nèi)的信息內(nèi)容作出，而是按星形耦合器接收信息的時刻作出。在此情況下，必須通過項配置信息預(yù)先向星形耦合器報告預(yù)期TT信息將于何時及在那一信道到達(dá)。
此亦可用于通信控制器。
本發(fā)明的一項基本特征，是現(xiàn)時商業(yè)上可供使用的以太網(wǎng)控制器，無須改裝便可傳送和接收時間驅(qū)動的信息。
權(quán)利要求
1.一種在分布式實(shí)時系統(tǒng)內(nèi)用作傳輸以太網(wǎng)信息的通信方法，其特征在于，當(dāng)中有多部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計算機(jī)，例如四部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計算機(jī)(111、112、113、114)，每部計算機(jī)包含至少一個通信控制器(121、122、123、124)，并通過包含一條或以上通信信道的通信系統(tǒng)連結(jié)，每一通信信道獲配置一個或以上的智能星形耦合器(101、102)，其中在傳統(tǒng)以太網(wǎng)信息(ET信息)與時間驅(qū)動以太網(wǎng)信息(TT信息)之間作出區(qū)分，TT信息按傳輸器和接收器之間預(yù)先已知的恒定遞延時間(Δ)傳送，在ET與TT信息之間有時間沖突時，沖突涉及的ET信息將會遞延或中止傳送，務(wù)使能夠按恒定遞延時間(Δ)傳送TT信息。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所選定的恒定遞延時間(Δ)，使得星形耦合器(101、102)的輸出信道可于此遞延時間內(nèi)清理，以供傳送進(jìn)入的TT信息。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中在信息的一個顯著區(qū)段中，有指示說明信息是TT還是ET信息。
4.如權(quán)利要求1至3中之一所述的通信方法，其中TT信息內(nèi)載有選擇性時間區(qū)段(309)，指示信息的傳輸時刻。
5.如權(quán)利要求1至4中之一所述的通信方法，其中通過預(yù)先規(guī)劃來決定兩項TT信息傳送之間須遵守的時間區(qū)間至少為恒定遞延時間(Δ)。
6.一種在分布式實(shí)時系統(tǒng)內(nèi)用作傳輸以太網(wǎng)信息的通信系統(tǒng)的星形耦合器，其中包括多部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計算機(jī)，例如四部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計算機(jī)(111、112、113、114)，每部計算機(jī)包含至少一個通信控制器(121、122、123、124)。該通信系統(tǒng)包含一條或以上通信信道(109)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計算機(jī)(111、112、113、114)通過通信信道互相連接，每一通信信道獲配置一個或以上的智能星形耦合器(101、102)，其中星形耦合器可區(qū)分傳統(tǒng)以太網(wǎng)信息(ET信息)和時間驅(qū)動以太網(wǎng)信息(TT信息)，并按傳輸器和接收器之間預(yù)先已知的恒定遞延時間(Δ)傳送TT信息，就此，當(dāng)ET信息與TT信息有時間衡突時，沖突涉及的ET信息將遞延或中止傳送，務(wù)使能夠按恒定遞延時間(Δ)傳送TT信息。
7.如權(quán)利要求6所述的星形耦合器，其中所選定的恒定遞延時間(Δ)，使得星形耦合器(101、102)的輸出信道可于此遞延時間內(nèi)清理，以供傳送進(jìn)入的TT信息。
8.如權(quán)利要求6或7所述的星形耦合器，其中在信息的一個指示區(qū)段中，有指示說明信息是TT信息還是ET信息。
9.如權(quán)利要求6至8中之一所述的星形耦合器，其中TT信息內(nèi)載有選擇性時間區(qū)段(309)，指示信息的傳輸時刻。
10.如權(quán)利要求6至9中之一所述的星形耦合器，其中通過預(yù)先規(guī)劃來決定兩項TT信息傳送之間須遵守的時間區(qū)間至少為恒定遞延時間(Δ)。
11.如權(quán)利要求6至10中之一所述的星形耦合器，其中當(dāng)傳入信息是TT信息時，將會通過一項配置信息向星形耦合器顯示。
12.如權(quán)利要求6至11中之一所述的星形耦合器，其中星形耦合器區(qū)分TT信息和ET信息，并按預(yù)先已知的恒定遞延時間(Δ)傳送TT信息和ET信息，當(dāng)ET信息與TT信息有時間衡突時，其將中止涉及衡突的ET信息的傳送，務(wù)使能夠按恒定遞延時間(Δ)傳送TT信息。
13.如權(quán)利要求6至12中之一所述的星形耦合器，其中TT信息按時傳輸后，星形耦合器將會重新傳輸涉及衡突并被中止的ET信息。
14.如權(quán)利要求6至13中之一所述的星形耦合器，其中星形耦合器利用TT信息內(nèi)包含的時間區(qū)段(309)校準(zhǔn)其本地時鐘。
15.如權(quán)利要求6至14中之一所述的星形耦合器，其中星形耦合器以容錯方式，利用多項TT信息中所載的時間區(qū)段(309)校準(zhǔn)其本地時鐘。
16.如權(quán)利要求6至15中之一所述的星形耦合器，其中星形耦合器與一組網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計算機(jī)中的復(fù)制星形耦合器聯(lián)接，而該聯(lián)接是通過一個專用的單向信道(151)進(jìn)行，在該信道上傳送至星形耦合器的所有TT信息均屬輸出形式。
17.如權(quán)利要求6至16中之一所述的星形耦合器，其中就每項TT信息而言，星形耦合器按其本地時間基準(zhǔn)，檢查TT信息是否大約在信息所載傳輸時刻(309)左右的預(yù)先已知時間窗口內(nèi)到達(dá)，而當(dāng)TT信息提早或延遲到達(dá)時，會把該信息列為錯入信息，以致所有正確接收器會檢測該信息為一項錯誤。
18.如權(quán)利要求6至17中之一所述的星形耦合器，其中星形耦合器會把每項TT信息解碼，并基于其本地時間設(shè)定模塊來重新編碼。
19.如權(quán)利要求6至18中之一所述的星形耦合器，其中星形耦合器閱讀TT信息一個或以上的選定區(qū)段，并于遞延時間(Δ)內(nèi)檢查該等區(qū)段的內(nèi)容與通過配置信息預(yù)先傳遞至星形耦合器的已知標(biāo)準(zhǔn)是否相符。如不相符，該信息列為錯入信息，以致所有正確接收器會檢測該信息為一項錯誤。
20.一種在分布式實(shí)時系統(tǒng)內(nèi)用作傳輸以太網(wǎng)信息的通信系統(tǒng)，其中包括多部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計算機(jī)，例如四部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計算機(jī)(111、112、113、114)，每部計算機(jī)包含至少一個通信控制器(121、122、123、124)。該通信系統(tǒng)包含一條或以上通信信道(109)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計算機(jī)(111、112、113、114)通過通信信道互相連接，每一通信信道獲配置一個或以上的智能星形耦合器(101、102)，以第6至19項權(quán)利要求其中之一所述的星形耦合器為特征。
21.如權(quán)利要求6至20中之一所述的通信系統(tǒng)，其中通信控制器利用一項TT信息內(nèi)所載的時間區(qū)段校準(zhǔn)其本地時鐘。
22.如權(quán)利要求6至21中之一所述的通信系統(tǒng)，其中通信控制器以容錯方式，利用多項TT信息內(nèi)所載的時間區(qū)段(309)校準(zhǔn)其本地時鐘。
23.如權(quán)利要求6至22中之一所述的通信系統(tǒng)，其中當(dāng)信息的時間區(qū)段(309)內(nèi)指示的傳輸時刻到達(dá)后，，通信控制器即會自動傳輸已由在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計算機(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用程式接納的TT信息。
24.如權(quán)利要求6至23中之一所述的通信系統(tǒng)，其中通信控制器區(qū)分ET和TT信息，通信控制器并把ET信息提供給與事件語義相符的本地應(yīng)用程式軟件，作為一項新信息存放于輪候隊列，在其中由應(yīng)用程式軟件以消耗方式閱讀，通信控制器把TT信息提供給與狀態(tài)語義相符的本地應(yīng)用程式軟件，以新的信息取代舊的信息，由本地應(yīng)用程式軟件以非消耗方式閱讀。
25.如權(quán)利要求6至24中之一所述的通信系統(tǒng)，其中通信控制器有兩個或以上通信信道，當(dāng)中提供同一項TT信息的多個完全相同副本，如一項有效TT信息準(zhǔn)時由該等冗余信道其中至少一個接收，該項通信操作即視為成功。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種在分布式實(shí)時系統(tǒng)內(nèi)用作傳輸以太網(wǎng)信息的通信方法，當(dāng)中有多部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計算機(jī)，例如四部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計算機(jī)(111、112、113、114)，每部計算機(jī)包含至少一個通信控制器(121、122、123、124)，并通過包含一條或以上通信信道(109)的通信系統(tǒng)連結(jié)，每一通信信道獲配置一個或以上智能星形耦合器(101、102)。按照本發(fā)明，傳統(tǒng)以太網(wǎng)信息(ET信息)與時間驅(qū)動以太網(wǎng)信息(TT信息)之間會作出區(qū)分，TT信息會按傳輸器與接收器之間預(yù)先已知的恒定遞延時間傳送。當(dāng)ET與TT信息之間有時間沖突時，沖突涉及的ET信息會延遲或中止傳送，務(wù)使能夠按恒定遞延時間傳送TT信息。本發(fā)明進(jìn)一步有關(guān)一種相應(yīng)的通信系統(tǒng)和適用于該種通信系統(tǒng)的一種星形耦合器。
文檔編號H04L12/64GK1663201SQ03814245
公開日2005年8月31日 申請日期2003年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月13日
發(fā)明者赫而曼·高栢茲 申請人:Fts電腦技術(shù)有限公司