專利名稱：在交換周期通信系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)電報(bào)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在交換周期通信系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)電報(bào)的方法。此外，本發(fā)明還涉及一種對(duì)應(yīng)的通信系統(tǒng)和這種通信系統(tǒng)的用戶。
背景技術(shù)：
通信系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)理解為具有多個(gè)用戶的系統(tǒng)，這些用戶為了相互交換數(shù)據(jù)或者說(shuō)相互傳輸數(shù)據(jù)的目的而借助網(wǎng)絡(luò)連接相互連接。在此，待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)電報(bào)發(fā)送，也就是說(shuō)，將該數(shù)據(jù)組合成一個(gè)或多個(gè)分組，并以這種形式通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接發(fā)送到相應(yīng)的接收者。因此也稱為數(shù)據(jù)分組。在此，“傳輸數(shù)據(jù)”的概念與上面提到的傳輸數(shù)據(jù)電報(bào)或數(shù)據(jù)分組的概念同義。
通信系統(tǒng)的用戶例如是中央自動(dòng)化設(shè)備，編程、設(shè)計(jì)和操作設(shè)備、諸如輸入/輸出組件的外設(shè)，驅(qū)動(dòng)器，執(zhí)行器，傳感器，存儲(chǔ)可編程控制器(SPS)或其它檢查單元，計(jì)算機(jī)或與其它機(jī)器交換電子數(shù)據(jù)、尤其是處理其它機(jī)器的數(shù)據(jù)的機(jī)器。用戶還可以稱為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)。
控制單元在下面理解為各種類型的調(diào)節(jié)單元或控制單元，但也可以是耦合節(jié)點(diǎn)(所謂的交換機(jī))和/或交換機(jī)控制器。作為通信系統(tǒng)或者說(shuō)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，例如采用交換通信系統(tǒng)，例如交換以太網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng)，尤其是等時(shí)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)。
傳輸速率≥100MB/s的通信系統(tǒng)通常是交換高導(dǎo)電數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，并由具有所謂的活躍節(jié)點(diǎn)或耦合節(jié)點(diǎn)(也稱為交換機(jī))的分別連接在各用戶之間的單個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接組成。每個(gè)耦合結(jié)點(diǎn)一般都具有多個(gè)端口，并因此能根據(jù)端口數(shù)與對(duì)應(yīng)數(shù)目的用戶連接。交換機(jī)一般是獨(dú)立的設(shè)備，也就是本身也可以是用戶，但交換機(jī)被放大地直接集成到所連接的設(shè)備或用戶中。
在分布式自動(dòng)化系統(tǒng)中，例如在驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，特定數(shù)據(jù)必須在特定時(shí)刻到達(dá)對(duì)此特定的用戶，并由該接收者進(jìn)行處理。在此，將其稱為實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)或者說(shuō)是數(shù)據(jù)交換，因?yàn)閿?shù)據(jù)的非實(shí)時(shí)到達(dá)特定地點(diǎn)會(huì)在用戶中引起不期望的后果。
在這種分布式自動(dòng)化系統(tǒng)中，在硬件和軟件中并行使用互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)以及連接到互聯(lián)網(wǎng)或企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)是非常有利的。但是，互聯(lián)網(wǎng)通信是自發(fā)性的通信，也就是說(shuō)一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間和數(shù)據(jù)量是無(wú)法預(yù)先確定的。由此可能發(fā)生的在網(wǎng)絡(luò)連接線(在共享介質(zhì)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中)或在交換機(jī)(交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò))中的沖突/等待狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致非確定性的行為。
交換機(jī)中的不可預(yù)見(jiàn)的延遲有兩個(gè)原因-在進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸不能被中斷。因此在每個(gè)交換機(jī)中，實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)都可能遭遇到正在傳輸?shù)淖畲箝L(zhǎng)度的數(shù)據(jù)電報(bào)。該最壞情況下的延遲時(shí)間在此雖然可以計(jì)算，但由此產(chǎn)生的時(shí)間在具有很多串行連接的交換機(jī)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中是不可接受的。
-在過(guò)載情況下，在存儲(chǔ)器緊缺時(shí)一個(gè)交換機(jī)有時(shí)不能再接收數(shù)據(jù)電報(bào)?？赡芮闆r下甚至?xí)G失數(shù)據(jù)電報(bào)。在這種情況下，對(duì)最壞情況的預(yù)見(jiàn)根本是不可能的。
由此，無(wú)法保證如實(shí)現(xiàn)如很多自動(dòng)化技術(shù)任務(wù)所需要的時(shí)間高度精確的通信。尤其是，不能將這種實(shí)時(shí)通信與其它自發(fā)互聯(lián)網(wǎng)通信混合。
迄今為止公知的方法都以調(diào)度為前提。由此避免了等待狀況。在交換網(wǎng)絡(luò)中，強(qiáng)迫所有交換機(jī)參與該調(diào)度就足夠了。由此可以連接任意終端用戶。為此公知的用于通過(guò)交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(尤其是以太網(wǎng))傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法作為等時(shí)實(shí)時(shí)通信或IRT通信由德國(guó)專利申請(qǐng)DE10058524.8公開(kāi)，其中該系統(tǒng)允許混合運(yùn)行實(shí)時(shí)臨界和非實(shí)時(shí)臨界的、尤其是基于互聯(lián)網(wǎng)或企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信。
在該專利申請(qǐng)中公開(kāi)的系統(tǒng)和方法使得可以在交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中、由例如分布式自動(dòng)化系統(tǒng)的用戶和耦合單元組成的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)周期運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)(RT)臨界和非實(shí)時(shí)(NRT)臨界通信。
實(shí)時(shí)臨界通信要事先計(jì)劃，由此對(duì)于所有要傳輸?shù)膶?shí)時(shí)臨界的數(shù)據(jù)電報(bào)，在數(shù)據(jù)傳輸之前就已知發(fā)送時(shí)刻或轉(zhuǎn)發(fā)該實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)的時(shí)刻，也就是說(shuō)用于傳輸非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)的持續(xù)時(shí)間段自動(dòng)由用于傳輸實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)的持續(xù)時(shí)間段來(lái)確定。
傳輸周期的持續(xù)時(shí)間是可變的，但是應(yīng)當(dāng)在數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)刻之前例如通過(guò)控制計(jì)算機(jī)至少一次性確定，并且對(duì)于交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的所有用戶和耦合單元都是等長(zhǎng)的。
利用在德國(guó)專利申請(qǐng)DE10058524.8中描述的方法，可以建立基于以太網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)，尤其是基于等時(shí)以太網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)，-其節(jié)點(diǎn)在亞微秒范圍內(nèi)是同步工作的，-周期通信恰好在所計(jì)劃的時(shí)刻實(shí)施(等時(shí)實(shí)時(shí)通信或IRT通信)，不依賴于該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其它任何自發(fā)性通信(非實(shí)時(shí)通信或NRT通信)。
但是，所有參與等時(shí)實(shí)時(shí)通信的用戶必須基于特殊的通信硬件，以便-達(dá)到時(shí)間同步性，和-恰好在計(jì)劃的時(shí)刻發(fā)送電報(bào)。
該方法適用于任何拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但需要不僅在參與的終端節(jié)點(diǎn)中，而且在所有參與轉(zhuǎn)發(fā)的交換機(jī)中都存儲(chǔ)確定的通信交換的計(jì)劃數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種改進(jìn)的方法、改進(jìn)的通信系統(tǒng)以及該通信系統(tǒng)的用戶，在不需在所有參與轉(zhuǎn)發(fā)的交換機(jī)中存儲(chǔ)確定的通信交換的計(jì)劃數(shù)據(jù)的情況下允許進(jìn)行確定的數(shù)據(jù)通信。
該技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)一種用于在具有多個(gè)用戶的交換周期通信系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)電報(bào)的方法解決的，多個(gè)用戶借助網(wǎng)絡(luò)連接相互連接，其中每個(gè)用戶配置為數(shù)據(jù)電報(bào)的發(fā)送者和/或接收者，每個(gè)用戶具有至少一個(gè)用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)電報(bào)的緩沖存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)電報(bào)以傳輸周期傳輸，并且每個(gè)傳輸周期具有至少一個(gè)用于傳輸具有實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)電報(bào)的第一區(qū)域，以及至少一個(gè)用于傳輸具有非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)的其它區(qū)域，所述方法具有以下步驟-標(biāo)記包含實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)電報(bào)；-確定一個(gè)傳輸周期的第一區(qū)域在該傳輸周期內(nèi)的時(shí)間開(kāi)始；-確保非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)的傳輸在該傳輸周期的第一區(qū)域的開(kāi)始時(shí)結(jié)束；-在該傳輸周期的第一區(qū)域中傳輸實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)。
作為本發(fā)明基礎(chǔ)的該技術(shù)問(wèn)題同樣也是通過(guò)具有獨(dú)立權(quán)利要求11的特征的通信系統(tǒng)的用戶來(lái)解決的，以及通過(guò)具有獨(dú)立權(quán)利要求24的特征的通信系統(tǒng)來(lái)解決的。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，通信系統(tǒng)是由一個(gè)或多個(gè)分段構(gòu)成的，其中至少一個(gè)分段不具有分支和/或不具有連結(jié)點(diǎn)。對(duì)于這種通信系統(tǒng)，尤其是只由沒(méi)有分支和/或連結(jié)點(diǎn)的分段組成的通信系統(tǒng)，也就是對(duì)于諸如線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，本發(fā)明的方法可以使用得特別有效。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式，用唯一的報(bào)頭來(lái)標(biāo)記包含實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)電報(bào)。由此引入特殊的、例如由硬件識(shí)別的電報(bào)類型，由此可以將包含非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)電報(bào)與實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)區(qū)分開(kāi)來(lái)。
根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施方式，如果在傳輸周期的第一區(qū)域開(kāi)始之前就在用戶中的待發(fā)送的非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)的發(fā)送直到該傳輸周期的第一區(qū)域開(kāi)始時(shí)不能結(jié)束，則不發(fā)送該待發(fā)送的數(shù)據(jù)電報(bào)，而是將其臨時(shí)存儲(chǔ)在該用戶的緩沖存儲(chǔ)器中，并且在該傳輸周期的第一區(qū)域結(jié)束之后才發(fā)送。由此對(duì)于為傳輸實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)而保留的傳輸周期的第一區(qū)域(該第一區(qū)域例如不是一定要直接位于一個(gè)傳輸周期的開(kāi)始)，保證該第一區(qū)域在一固定的預(yù)定時(shí)刻開(kāi)始，并保證該開(kāi)始。這由相應(yīng)的用戶監(jiān)控準(zhǔn)備用于發(fā)送的、上述非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)的數(shù)據(jù)傳輸是否沒(méi)有在第一區(qū)域的時(shí)間段內(nèi)。如果是，則不開(kāi)始有關(guān)非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)的發(fā)送過(guò)程，而是將相應(yīng)的數(shù)據(jù)電報(bào)立即臨時(shí)存儲(chǔ)在該用戶的緩沖存儲(chǔ)器中，并在實(shí)施臨界數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束之后、也就是在第一區(qū)域結(jié)束之后才進(jìn)行發(fā)送。因此保證了，在傳輸周期的第一區(qū)域的時(shí)間段內(nèi)僅僅傳輸相應(yīng)的對(duì)于發(fā)送或轉(zhuǎn)發(fā)具有最高優(yōu)先級(jí)的實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)，并因此忽略其它流控制機(jī)制。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式，傳輸周期的第一區(qū)域的時(shí)間長(zhǎng)度是可以固定設(shè)置的?？梢赃@樣減小發(fā)送實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)所需的、并在這種情況下事先已知的相應(yīng)時(shí)間區(qū)域，使得不出現(xiàn)其中無(wú)法發(fā)送數(shù)據(jù)電報(bào)的不需要的等待時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式，可以借助超時(shí)方法自動(dòng)設(shè)置傳輸周期的第一區(qū)域的時(shí)間長(zhǎng)度。超時(shí)時(shí)間在傳輸周期的第一區(qū)域開(kāi)始時(shí)或直接在傳輸周期的第一區(qū)域內(nèi)的實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)發(fā)送結(jié)束之后開(kāi)始運(yùn)行，其中如果在該超時(shí)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有開(kāi)始發(fā)送實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)，則該傳輸周期的第一區(qū)域隨著該超時(shí)時(shí)間的運(yùn)行而結(jié)束，或者如果在該超時(shí)時(shí)間內(nèi)開(kāi)始發(fā)送實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)，則該發(fā)送區(qū)域就不結(jié)束。通過(guò)該超時(shí)方法保證能在當(dāng)前傳輸周期內(nèi)分別傳輸所有準(zhǔn)備傳輸?shù)膶?shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)。同時(shí)，只利用那些在一個(gè)傳輸周期內(nèi)的、傳輸實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)所需的時(shí)間段。如果例如在當(dāng)前傳輸周期內(nèi)沒(méi)有發(fā)送實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)，則有關(guān)傳輸周期的第一區(qū)域直接隨著超時(shí)時(shí)間的結(jié)束而結(jié)束。相反，在發(fā)送實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)時(shí)，當(dāng)這種發(fā)送過(guò)程的開(kāi)始位于超時(shí)時(shí)間過(guò)程內(nèi)，也就是在超時(shí)時(shí)間過(guò)程結(jié)束之前時(shí)，該當(dāng)前傳輸周期的第一區(qū)域分別隨著實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)的發(fā)送而延長(zhǎng)。
在實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)的傳輸結(jié)束之后，重新開(kāi)始超時(shí)時(shí)間的運(yùn)行。如果在超時(shí)時(shí)間過(guò)程之前開(kāi)始發(fā)送另一個(gè)實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)，則該當(dāng)前傳輸周期的第一區(qū)域繼續(xù)延長(zhǎng)，直到該發(fā)送過(guò)程結(jié)束為止。此后又開(kāi)始運(yùn)行超時(shí)時(shí)間。該方法一直繼續(xù)下去，直到一個(gè)超時(shí)時(shí)間結(jié)束，并且在該超時(shí)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有開(kāi)始重新發(fā)送一個(gè)實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)。然后，隨著該超時(shí)時(shí)間的結(jié)束，該當(dāng)前傳輸周期的第一區(qū)域結(jié)束，并采用該當(dāng)前傳輸周期的另一個(gè)直到該傳輸周期結(jié)束時(shí)還能利用的區(qū)域來(lái)傳輸非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)，尤其是自發(fā)互聯(lián)網(wǎng)或企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)數(shù)據(jù)交換的非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)。
根據(jù)本發(fā)明一特別有利的實(shí)施方式，可以設(shè)置超時(shí)時(shí)間的持續(xù)長(zhǎng)度?？梢愿鶕?jù)需要匹配所需的持續(xù)時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施方式，為了在相應(yīng)用戶的緩沖存儲(chǔ)器中臨時(shí)存儲(chǔ)實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)，保留空閑的存儲(chǔ)空間，其中，待保留的空閑存儲(chǔ)空間的最大數(shù)量對(duì)應(yīng)于在該用戶中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)電報(bào)的數(shù)量。在此，為了控制在該用戶的緩沖存儲(chǔ)器中的空閑存儲(chǔ)空間的保留，設(shè)置一個(gè)對(duì)應(yīng)于待保留空閑存儲(chǔ)空間的最大量的標(biāo)記。此外，在沒(méi)有超過(guò)由該標(biāo)記表示的該用戶的緩沖存儲(chǔ)器中的待保留空閑存儲(chǔ)空間時(shí)，從該用戶接收實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)和/或控制電報(bào)，或者拒絕和/或丟棄非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)。由此，可能臨時(shí)存儲(chǔ)實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)所需的最大空閑存儲(chǔ)空間總是可供利用，也就是說(shuō)，保證了實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)不會(huì)由于存儲(chǔ)空間問(wèn)題(例如缺乏空閑存儲(chǔ)空間)而丟失，由此避免了對(duì)相應(yīng)通信系統(tǒng)、尤其是分布式自動(dòng)化系統(tǒng)的可能的明顯干擾。
可以在簡(jiǎn)單拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，也就是沒(méi)有分支和/或沒(méi)有連結(jié)點(diǎn)的通信系統(tǒng)(例如通信系統(tǒng)的線形或環(huán)形用戶結(jié)構(gòu))中在本地簡(jiǎn)單地計(jì)算該最大所需的空閑存儲(chǔ)空間。在數(shù)據(jù)傳輸率在各用戶之間的相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)連接段上都相等這個(gè)前提條件下，該最大所需的空閑存儲(chǔ)空間分別對(duì)應(yīng)于相應(yīng)用戶本地存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)電報(bào)的數(shù)量。在此，最壞情況假設(shè)的基礎(chǔ)在于，在待轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)電報(bào)被轉(zhuǎn)發(fā)之前，首先發(fā)送所有本地存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)電報(bào)。該存儲(chǔ)空間必須相應(yīng)地事先保留。為此設(shè)置一個(gè)標(biāo)記，即用于流控制的現(xiàn)有低水位線。所謂的低水位線是對(duì)于相應(yīng)用戶的緩沖存儲(chǔ)器中還可供利用的空閑存儲(chǔ)空間的一種度量。如果沒(méi)有超過(guò)該界限，則該用戶還只能接受、即接收、必要時(shí)臨時(shí)存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)。此外，還只能接收用于流控制的數(shù)據(jù)電報(bào)，而拒絕或丟棄所有其余的數(shù)據(jù)電報(bào)，尤其是非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)。
在復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，保留增大的最大所需存儲(chǔ)空間來(lái)臨時(shí)存儲(chǔ)到達(dá)的數(shù)據(jù)電報(bào)，尤其是在出現(xiàn)連結(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中，因?yàn)樵谶@種連結(jié)點(diǎn)中可能出現(xiàn)回堵(Rueckstau)情況。
如果在用戶中的所有實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)的相應(yīng)存儲(chǔ)時(shí)刻都事先計(jì)劃在通信網(wǎng)絡(luò)中，則在對(duì)應(yīng)用戶的該緩沖存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)空間需求可以下降到取決于實(shí)施的恒定最小值。由此，從通過(guò)兩個(gè)用戶之間的連接段傳輸?shù)膶?shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)量和直到該連接段所需的傳輸時(shí)間中，可以獲得相應(yīng)當(dāng)前傳輸周期的保留時(shí)間段的長(zhǎng)度(在該時(shí)間段內(nèi)保證傳輸所有實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào))。
此外特別有利的是，所公開(kāi)的方法可以用于自動(dòng)化系統(tǒng)，尤其是在包裝機(jī)器、印刷機(jī)、塑料噴射機(jī)、紡織機(jī)、壓力機(jī)、制造機(jī)床、機(jī)器人、處理系統(tǒng)、木材加工機(jī)、玻璃加工機(jī)、陶瓷加工機(jī)以及起重機(jī)。


下面借助附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。其中示出圖1是本發(fā)明的線形通信系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖，圖2是本發(fā)明的環(huán)形通信系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖，圖3是示出傳輸周期以及自動(dòng)確定保留的時(shí)間段原理的框圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出本發(fā)明線形通信系統(tǒng)38的實(shí)施例的框圖。所示通信系統(tǒng)38例如為分布式實(shí)時(shí)臨界的自動(dòng)化系統(tǒng)。該通信系統(tǒng)38還可以是交換通信網(wǎng)絡(luò)，其中該交換通信網(wǎng)絡(luò)是實(shí)時(shí)以太網(wǎng)。該通信系統(tǒng)38是周期工作的系統(tǒng)，也就是說(shuō)，在一個(gè)或多個(gè)傳輸周期或通信周期內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
所示通信系統(tǒng)38由多個(gè)用戶1、2、3、4和5組成，這些用戶同時(shí)作為數(shù)據(jù)電報(bào)的發(fā)送者和接收者。用戶1、2、3、4和5可以例如實(shí)施為計(jì)算機(jī)，其它自動(dòng)化設(shè)備、例如驅(qū)動(dòng)器，或單獨(dú)的耦合單元(也就是交換機(jī))、優(yōu)選實(shí)施為實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)。但是，通信系統(tǒng)38的每個(gè)用戶1、2、3、4、5都可以具有一個(gè)集成在該用戶中的耦合單元，尤其是實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)。為了簡(jiǎn)略顯示，省略了集成交換機(jī)的顯示。交換機(jī)用于存儲(chǔ)和/或接收和/或轉(zhuǎn)發(fā)待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)電報(bào)，尤其是實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)。用戶1、2、3、4、5還稱為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
每個(gè)用戶1、2、3、4、5都具有至少一個(gè)緩沖存儲(chǔ)器，其中為簡(jiǎn)略起見(jiàn)只示出和標(biāo)示了用戶2的緩沖存儲(chǔ)器40。通信系統(tǒng)38的用戶1、2、3、4、5線形設(shè)置，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接6、7、8、9相互連接。
為了將包含實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)電報(bào)和包含非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)電報(bào)區(qū)分開(kāi)來(lái)，實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)例如在存儲(chǔ)時(shí)通過(guò)用戶(例如用戶1)設(shè)置一個(gè)唯一的報(bào)頭標(biāo)識(shí)。由此，每個(gè)用戶或者說(shuō)交換機(jī)可以根據(jù)到達(dá)的數(shù)據(jù)電報(bào)的內(nèi)容來(lái)區(qū)分該到達(dá)的數(shù)據(jù)電報(bào)，并在轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的處理。這是很有必要的，因?yàn)槭侵芷谛缘耐ㄐ畔到y(tǒng)，其中正如已提到的，在一個(gè)或多個(gè)傳輸周期內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)通信周期或傳輸周期在該傳輸周期內(nèi)都具有至少一個(gè)僅為傳輸實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)而保留的第一區(qū)域。該區(qū)域在時(shí)間上例如位于各傳輸周期內(nèi)，從而在該第一區(qū)域開(kāi)始之前和該第一區(qū)域結(jié)束之后還在該傳輸周期內(nèi)提供其它僅為非實(shí)時(shí)臨界通信、也就是例如自發(fā)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換而保留的傳輸區(qū)域。在圖3的描述中可以找到其詳細(xì)解釋。
在通信系統(tǒng)38中，例如用戶1(控制計(jì)算機(jī))向用戶5(例如是任何自動(dòng)化設(shè)備，尤其是驅(qū)動(dòng)器)發(fā)送實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)。用戶5除了從用戶1那里獲得實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)之外，還從用戶2、3、4那里獲得實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)，例如實(shí)時(shí)臨界的外設(shè)圖像。
在實(shí)時(shí)臨界通信系統(tǒng)中，通常所有實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)的存儲(chǔ)時(shí)刻都通過(guò)相應(yīng)用戶或在該用戶中事先計(jì)劃和已知。在簡(jiǎn)單拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，例如在通信系統(tǒng)38的線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，或者圖2的通信系統(tǒng)39的環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，與目前公知的方法相反，根據(jù)本發(fā)明，不需要象德國(guó)專利申請(qǐng)DE10058524.8公開(kāi)的IRT通信方法那樣，必須事先計(jì)劃接收時(shí)刻或由轉(zhuǎn)發(fā)用戶(例如用戶2、3、4)轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)電報(bào)的時(shí)刻。
但盡管如此，與此無(wú)關(guān)地需要一方面不丟失實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)，另一方面每個(gè)實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)都能在正確時(shí)刻到達(dá)正確的接收者。通過(guò)由用戶1、2、3、4向用戶5提供或轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)，可能在相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)用戶2、3、4中發(fā)生等待情況。由于這個(gè)原因，在各用戶1、2、3、4、5中，根據(jù)本發(fā)明設(shè)置了至少一個(gè)緩沖存儲(chǔ)器，其中為簡(jiǎn)略起見(jiàn)只在圖1中示出用戶2的緩沖存儲(chǔ)器40。通過(guò)在該緩沖存儲(chǔ)器中臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)電報(bào)，可以防止丟失實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)。
在此，在每個(gè)緩沖存儲(chǔ)器中，尤其是用戶2的緩沖存儲(chǔ)器40中，分別需要一個(gè)最大空閑存儲(chǔ)空間，其中也可以實(shí)際臨時(shí)存儲(chǔ)所有待轉(zhuǎn)發(fā)的實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)。在簡(jiǎn)單拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，例如在通信系統(tǒng)38的用戶1、2、3、4、5的線形結(jié)構(gòu)中，可以在本地簡(jiǎn)單計(jì)算該所需的最大存儲(chǔ)空間。如果具有這樣的前提條件，即數(shù)據(jù)傳輸率在用戶1和2之間的相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)連接線6上、在用戶2和3之間的網(wǎng)絡(luò)連接線7上、在用戶3和4之間的網(wǎng)絡(luò)連接線8以及用戶4和5之間的網(wǎng)絡(luò)連接線9上都分別相等，則該最大所需的空閑存儲(chǔ)空間分別對(duì)應(yīng)于由各用戶本地存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量或數(shù)據(jù)電報(bào)量。在此，最壞情況假設(shè)的基礎(chǔ)是，在允許繼續(xù)發(fā)送準(zhǔn)備轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)電報(bào)之前，首先發(fā)送所有本地存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)電報(bào)。該存儲(chǔ)空間必須相應(yīng)地事先在每個(gè)用戶中進(jìn)行保留。
為此，根據(jù)本發(fā)明，在各用戶的緩沖存儲(chǔ)器中(尤其是用戶2的緩沖存儲(chǔ)器40)設(shè)置一個(gè)相應(yīng)的標(biāo)記，該標(biāo)記對(duì)應(yīng)于流控制所需的現(xiàn)有低水位線。該所謂的低水位線是對(duì)相應(yīng)用戶的緩沖存儲(chǔ)器中(尤其是用戶2的緩沖存儲(chǔ)器40)還可供利用的空閑存儲(chǔ)空間的一種度量。如果沒(méi)有超過(guò)該界限，則用戶、尤其是用戶2還只能接受或接收和轉(zhuǎn)發(fā)、或在轉(zhuǎn)發(fā)之前在該緩沖存儲(chǔ)器中臨時(shí)存儲(chǔ)實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)。該規(guī)則的唯一例外是用于流控制的數(shù)據(jù)電報(bào)。該數(shù)據(jù)電報(bào)同樣可以被接收，而拒絕或丟棄所有其余的數(shù)據(jù)電報(bào)，尤其是例如在自發(fā)互聯(lián)網(wǎng)交換中出現(xiàn)的非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)。由于在每個(gè)用戶中設(shè)置的標(biāo)記，也就是低水位線對(duì)應(yīng)于要保留的空閑存儲(chǔ)空間的最大值，因此總是為可能的實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)的臨時(shí)存儲(chǔ)提供了最大所需的空閑存儲(chǔ)空間，也就是說(shuō)，可以保證不會(huì)由于存儲(chǔ)空間問(wèn)題而丟失實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)，由此防止出現(xiàn)對(duì)相應(yīng)通信系統(tǒng)38的明顯干擾。
圖2示出本發(fā)明環(huán)形通信系統(tǒng)39的另一個(gè)實(shí)施例的框圖。該通信系統(tǒng)39由用戶10、11、12、13、14組成，這些用戶通過(guò)連接用戶10和用戶11的網(wǎng)絡(luò)連接線15、連接用戶11和用戶12的網(wǎng)絡(luò)連接線16、連接用戶12和用戶13的網(wǎng)絡(luò)連接線17、連接用戶13和用戶14的網(wǎng)絡(luò)連接線18以及連接用戶14和用戶10的網(wǎng)絡(luò)連接線19連接，并由此構(gòu)成一個(gè)閉合的環(huán)。在該簡(jiǎn)單拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，在該情況下是通信系統(tǒng)39的環(huán)形結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明，為每個(gè)用戶10、11、12、13、14分別提供了至少一個(gè)緩沖存儲(chǔ)器，其中為簡(jiǎn)略起見(jiàn)只畫出了用戶10的緩沖存儲(chǔ)器41。
在圖2中，例如用戶10(控制計(jì)算機(jī))向用戶13(例如同樣是自動(dòng)化設(shè)備，尤其是驅(qū)動(dòng)器)發(fā)送實(shí)時(shí)臨界的數(shù)據(jù)，此外，其余用戶11、12、14也向用戶13發(fā)送實(shí)時(shí)臨界的數(shù)據(jù)，尤其是實(shí)時(shí)臨界的外設(shè)圖像。線形通信系統(tǒng)38的、根據(jù)圖1描述的實(shí)施也同樣適用于通信系統(tǒng)39用戶的環(huán)形結(jié)構(gòu)。
圖3示出借助超時(shí)方法示出傳輸周期31以及自動(dòng)確定保留時(shí)間段、即第一區(qū)域20的原理的框圖。
通信周期或傳輸周期31示例性地在圖3中分為3個(gè)區(qū)域，其中第一區(qū)域20用于傳輸實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)，其它區(qū)域34和35用于傳輸非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)。在此，另一個(gè)區(qū)域34在時(shí)間上設(shè)置在第一區(qū)域20之前，而另一個(gè)區(qū)域35與第一區(qū)域20相接。
傳輸周期31的第一區(qū)域20用于傳輸包含實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)電報(bào)，并通過(guò)時(shí)間上的開(kāi)始21以及結(jié)束22來(lái)界定。在所示例中，這樣劃分通過(guò)時(shí)間上的開(kāi)始32和結(jié)束33來(lái)相應(yīng)地在時(shí)間上界定的傳輸周期31，使得另一個(gè)用于傳輸非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)、尤其是自發(fā)式互聯(lián)網(wǎng)交換的區(qū)域34隨著傳輸周期31的開(kāi)始而開(kāi)始，具有時(shí)間開(kāi)始21的第一區(qū)域20與該區(qū)域34相接，該第一區(qū)域20是為傳輸實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)而保留的，另一個(gè)區(qū)域35與第一區(qū)域20的結(jié)束22連接，在該另一個(gè)區(qū)域35中又可以傳輸非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)，尤其是自發(fā)式互聯(lián)網(wǎng)交換。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選在開(kāi)始時(shí)，例如在第一傳輸周期開(kāi)始前至少一次確定一個(gè)傳輸周期31的第一區(qū)域20的時(shí)間開(kāi)始21。根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)通信系統(tǒng)的用戶保證，該時(shí)間開(kāi)始21在每另一個(gè)傳輸周期中同樣發(fā)生在該當(dāng)前傳輸周期內(nèi)的同一時(shí)刻。這意味著，所保留的時(shí)間段，即一個(gè)傳輸周期的第一區(qū)域20，在每個(gè)傳輸周期中在每個(gè)用戶那里都發(fā)生在同一時(shí)刻。同時(shí)，由每個(gè)用戶確保，在達(dá)到傳輸周期31的第一區(qū)域20的時(shí)間開(kāi)始21之前，完全結(jié)束傳輸應(yīng)當(dāng)在第一區(qū)域20之前的傳輸周期31的另一個(gè)區(qū)域34中傳輸?shù)姆菍?shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)36和37。也就是說(shuō)，該有關(guān)用戶檢查，在達(dá)到時(shí)間開(kāi)始21之前，是否可以完全結(jié)束例如非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)37的傳輸。這可以毫無(wú)問(wèn)題的由該用戶計(jì)算，因?yàn)橛嘘P(guān)數(shù)據(jù)電報(bào)37的大小以及傳輸速度對(duì)該用戶是已知的。如果發(fā)送過(guò)程真的在時(shí)間開(kāi)始21之前可以結(jié)束，則還可以發(fā)送非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)37。在另一種情況下，則不啟動(dòng)數(shù)據(jù)電報(bào)37的發(fā)送過(guò)程，而是將相應(yīng)的數(shù)據(jù)電報(bào)臨時(shí)存儲(chǔ)在該用戶的緩沖存儲(chǔ)器中，并在第一區(qū)域20的結(jié)束22之后才向?qū)?yīng)的接收者轉(zhuǎn)發(fā)，前提是在該用戶的緩沖存儲(chǔ)器中有足夠的空閑存儲(chǔ)空間。否則就拒絕和/或丟棄數(shù)據(jù)電報(bào)37。
由此，第一區(qū)域20的時(shí)間開(kāi)始21可以總是在固定的預(yù)定時(shí)刻開(kāi)始，并且由于該用戶相應(yīng)地監(jiān)控，上述待發(fā)送的非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)37是否沒(méi)有在第一區(qū)域20的時(shí)間段內(nèi)，因此也可以保證該開(kāi)始。如果達(dá)到第一區(qū)域20的結(jié)束，則在另一個(gè)區(qū)域35內(nèi)直到該傳輸周期31結(jié)束33為止都可以傳輸其它非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)26。
第一區(qū)域20的時(shí)間長(zhǎng)度可以固定設(shè)置，但優(yōu)選還可以例如借助超時(shí)方法自動(dòng)設(shè)置該時(shí)間長(zhǎng)度。例如，超時(shí)時(shí)間27隨著傳輸周期31的第一區(qū)域20的時(shí)間開(kāi)始21而開(kāi)始。這可以通過(guò)在各用戶中實(shí)現(xiàn)的定時(shí)器實(shí)現(xiàn)，或者通過(guò)其它軟件或硬件技術(shù)的解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些解決方案相應(yīng)地與傳輸周期的時(shí)間狀況進(jìn)行適當(dāng)?shù)鸟詈?。這種超時(shí)時(shí)間27的持續(xù)長(zhǎng)度在此是可以參數(shù)化并且是相應(yīng)可調(diào)的。如果在運(yùn)行的超時(shí)時(shí)間27內(nèi)例如出現(xiàn)待發(fā)送的實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)23，則發(fā)送該實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)23，并且隨著該發(fā)送過(guò)程的結(jié)束重新開(kāi)始運(yùn)行超時(shí)時(shí)間28。超時(shí)時(shí)間28在此優(yōu)選具有與超時(shí)時(shí)間27相等的時(shí)間長(zhǎng)度。如果在超時(shí)時(shí)間28運(yùn)行之前出現(xiàn)待發(fā)送的另一個(gè)實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)24，則發(fā)送該數(shù)據(jù)電報(bào)并繼續(xù)延長(zhǎng)第一區(qū)域20的時(shí)間長(zhǎng)度。在該數(shù)據(jù)電報(bào)24的發(fā)送過(guò)程結(jié)束之后重新開(kāi)始運(yùn)行超時(shí)時(shí)間29，后者優(yōu)選地也具有與相應(yīng)的超時(shí)時(shí)間27和28相等的時(shí)間長(zhǎng)度。如果在運(yùn)行超時(shí)時(shí)間29之前又出現(xiàn)待發(fā)送的實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)25，則也發(fā)送該數(shù)據(jù)電報(bào)25，并繼續(xù)延長(zhǎng)傳輸周期31的第一區(qū)域20，也就是為傳輸實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)而保留的區(qū)域。在實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)25的發(fā)送過(guò)程結(jié)束之后，重新開(kāi)始運(yùn)行超時(shí)時(shí)間30，其同樣具有與超時(shí)時(shí)間27、28、29相同的時(shí)間長(zhǎng)度。如果例如直到超時(shí)時(shí)間30運(yùn)行完為止都沒(méi)有出現(xiàn)待發(fā)送的其它實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)，則第一區(qū)域20隨著超時(shí)時(shí)間30的結(jié)束而終止，從而第一區(qū)域20的結(jié)束22與超時(shí)時(shí)間30的結(jié)束重合。由此，第一區(qū)域20的時(shí)間長(zhǎng)度可自動(dòng)調(diào)整。如果存在其它實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)電報(bào)需要轉(zhuǎn)發(fā)和/或傳輸，則相應(yīng)地繼續(xù)延長(zhǎng)第一區(qū)域，直到必要時(shí)達(dá)到傳輸周期31的結(jié)束33。在這種情況下不存在另一個(gè)區(qū)域35，從而不能傳輸其它非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)。在另一種情況下，如果在超時(shí)時(shí)間27運(yùn)行時(shí)沒(méi)有出現(xiàn)待傳輸?shù)闹T如實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)23的實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)，則傳輸周期31的第一區(qū)域20就隨著超時(shí)時(shí)間27的結(jié)束而立即終止，從而相應(yīng)地?cái)U(kuò)展了用于傳輸非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)的另一個(gè)區(qū)域35。
根據(jù)本發(fā)明，在轉(zhuǎn)發(fā)用戶中的轉(zhuǎn)發(fā)期間，諸如數(shù)據(jù)電報(bào)23、24、25的實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)的發(fā)送和接收時(shí)刻不是象在IRT方法中那樣需要事先計(jì)劃。只有諸如數(shù)據(jù)電報(bào)23、24、25的實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)在通信系統(tǒng)中的相應(yīng)存儲(chǔ)時(shí)刻才必須事先計(jì)劃。當(dāng)根據(jù)IRT方法在所有參與的用戶中事先對(duì)實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)的所有發(fā)送和接收時(shí)刻進(jìn)行計(jì)劃時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的方法當(dāng)然也適用。但是，在這種情況下，這種計(jì)劃在應(yīng)用本發(fā)明方法時(shí)正如所述的那樣不是必需的。
總而言之，本發(fā)明涉及一種在交換周期通信系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)電報(bào)的方法，該通信系統(tǒng)例如是具有線形或環(huán)形用戶設(shè)置的通信系統(tǒng)38、39。在該方法中，在一個(gè)傳輸周期31的保留的第一區(qū)域20中傳輸實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)，而無(wú)需在轉(zhuǎn)發(fā)的用戶中事先計(jì)劃其發(fā)送和接收時(shí)刻，其中由所有用戶在所有傳輸周期中通過(guò)監(jiān)控保證一個(gè)傳輸周期31的第一區(qū)域20的時(shí)間開(kāi)始21。一個(gè)傳輸周期31的第一區(qū)域20的持續(xù)時(shí)間在此例如可以固定地預(yù)先給定或設(shè)置，但優(yōu)選的可以例如采用超時(shí)方法來(lái)自動(dòng)設(shè)置。
權(quán)利要求
1.一種用于在具有多個(gè)用戶(1，2，3，4，5)的交換周期通信系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)電報(bào)的方法，所述多個(gè)用戶借助網(wǎng)絡(luò)連接(6，7，8，9)相互連接，其中每個(gè)用戶(1，2，3，4，5)被配置為數(shù)據(jù)電報(bào)的發(fā)送者和/或接收者，以及每個(gè)用戶(1，2，3，4，5)具有至少一個(gè)用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)電報(bào)的緩沖存儲(chǔ)器(40)，其中，所述數(shù)據(jù)電報(bào)以傳輸周期傳輸，并且每個(gè)傳輸周期(31)具有至少一個(gè)用于傳輸具有實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)電報(bào)的第一區(qū)域(20)，以及至少一個(gè)用于傳輸具有非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)的另一個(gè)區(qū)域(34，35)，所述方法具有以下步驟-標(biāo)記包含實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)電報(bào)；-確定一個(gè)傳輸周期(31)的第一區(qū)域(20)在該傳輸周期(31)內(nèi)的時(shí)間開(kāi)始；-確保非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)(26，36，37)的傳輸在該傳輸周期(31)的第一區(qū)域(20)的開(kāi)始時(shí)結(jié)束；-在該傳輸周期(31)的第一區(qū)域(20)中傳輸實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)(23，24，25)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信系統(tǒng)(38，39)是由一個(gè)或多個(gè)分段構(gòu)成的，其中至少一個(gè)分段不具有分支和/或不具有連結(jié)點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，用唯一的報(bào)頭標(biāo)識(shí)來(lái)標(biāo)記包含實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)電報(bào)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，如果在所述傳輸周期(31)的第一區(qū)域開(kāi)始(21)之前在用戶(1，2，3，4，5)中出現(xiàn)的待發(fā)送的非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)(26，36，37)的發(fā)送直到該傳輸周期(31)的第一區(qū)域(20)開(kāi)始(21)時(shí)不能結(jié)束，則不發(fā)送該待發(fā)送的數(shù)據(jù)電報(bào)(26，36，37)，而是將其臨時(shí)存儲(chǔ)在該用戶(1，2，3，4，5)的緩沖存儲(chǔ)器(40)中，并且在該傳輸周期(31)的第一區(qū)域(20)結(jié)束(22)之后才發(fā)送。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述傳輸周期(31)的第一區(qū)域(20)的時(shí)間長(zhǎng)度可以固定設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述傳輸周期(31)的第一區(qū)域(20)的時(shí)間長(zhǎng)度可以借助超時(shí)方法自動(dòng)設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，超時(shí)時(shí)間(27)在所述傳輸周期(31)的第一區(qū)域(20)開(kāi)始(21)時(shí)或在一個(gè)實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)(23)發(fā)送結(jié)束之后開(kāi)始運(yùn)行，其中，如果在該超時(shí)時(shí)間(27)內(nèi)沒(méi)有開(kāi)始發(fā)送實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)(23)，則該傳輸周期(31)的第一區(qū)域(20)隨著該超時(shí)時(shí)間(27)的運(yùn)行而結(jié)束，或者如果在該超時(shí)時(shí)間(27)內(nèi)開(kāi)始發(fā)送實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)，則該第一區(qū)域(20)不結(jié)束。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述超時(shí)時(shí)間(27)的持續(xù)長(zhǎng)度可以設(shè)置。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，為了在一個(gè)用戶(1，2，3，4，5)的緩沖存儲(chǔ)器(40)中臨時(shí)存儲(chǔ)實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)(23，24，25)而保留空閑存儲(chǔ)空間，其中，保留的空閑存儲(chǔ)空間的最大量對(duì)應(yīng)于在該用戶(1，2，3，4，5)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)電報(bào)的數(shù)量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，為了控制在所述用戶(1，2，3，4，5)的緩沖存儲(chǔ)器(40)中對(duì)空閑存儲(chǔ)空間的保留，設(shè)置一個(gè)對(duì)應(yīng)于待保留空閑存儲(chǔ)空間的最大量的標(biāo)記。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，在沒(méi)有超過(guò)由所述標(biāo)記表示的所述用戶(1，2，3，4，5)緩沖存儲(chǔ)器(40)的保留空閑存儲(chǔ)空間時(shí)，從各用戶(1，2，3，4，5)接收實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)(23，24，25)和/或控制電報(bào)，或者拒絕和/或丟棄非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)(26，36，37)。
12.一種用于由一個(gè)或多個(gè)分段組成的交換周期通信系統(tǒng)(38，39)的用戶，其中至少一個(gè)分段沒(méi)有分支和/或沒(méi)有連結(jié)點(diǎn)，其中所述用戶(1，2，3，4，5)配置為數(shù)據(jù)電報(bào)的發(fā)送者和/或接收者，并具有至少一個(gè)用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)電報(bào)的緩沖存儲(chǔ)器(40)，其中所述數(shù)據(jù)電報(bào)以傳輸周期傳輸，并且每個(gè)傳輸周期(31)具有至少一個(gè)用于傳輸具有實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)電報(bào)的第一區(qū)域(20)，以及至少一個(gè)用于傳輸具有非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)的另一個(gè)區(qū)域(34，35)，所述用戶具有-用于標(biāo)記包含實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)電報(bào)的裝置；-用于確定一個(gè)傳輸周期(31)的第一區(qū)域(20)在該傳輸周期(31)內(nèi)的時(shí)間開(kāi)始的裝置；-用于確保非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)(26，36，37)的傳輸在該傳輸周期(31)的第一區(qū)域(20)的開(kāi)始時(shí)結(jié)束的裝置；-用于在該傳輸周期(31)的第一區(qū)域(20)中傳輸實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)(23，24，25)的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用戶，其特征在于，所述用戶(1，2，3，4，5)用唯一的報(bào)頭標(biāo)識(shí)來(lái)標(biāo)記包含實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)電報(bào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的用戶，其特征在于，如果在所述傳輸周期(31)的第一區(qū)域開(kāi)始(21)之前在用戶(1，2，3，4，5)中出現(xiàn)的待發(fā)送的非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)(26，36，37)的發(fā)送直到該傳輸周期(31)的第一區(qū)域(20)開(kāi)始(21)時(shí)不能結(jié)束，則所述用戶(1，2，3，4，5)不發(fā)送該待發(fā)送的數(shù)據(jù)電報(bào)(26，36，37)，而是將其臨時(shí)存儲(chǔ)在該用戶(1，2，3，4，5)的緩沖存儲(chǔ)器(40)中，并且在該傳輸周期(31)的第一區(qū)域(20)結(jié)束(22)之后才發(fā)送。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一項(xiàng)所述的用戶，其特征在于，所述用戶(1，2，3，4，5)固定設(shè)置所述傳輸周期(31)的第一區(qū)域(20)的時(shí)間長(zhǎng)度。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一項(xiàng)所述的用戶，其特征在于，所述用戶(1，2，3，4，5)借助超時(shí)方法自動(dòng)設(shè)置所述傳輸周期(31)的第一區(qū)域(20)的時(shí)間長(zhǎng)度。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的用戶，其特征在于，所述用戶(1，2，3，4，5)使得超時(shí)時(shí)間(27)在所述傳輸周期(31)的第一區(qū)域(20)開(kāi)始(21)時(shí)或在一個(gè)實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)(23)發(fā)送結(jié)束之后開(kāi)始運(yùn)行，其中如果在該超時(shí)時(shí)間(27)內(nèi)沒(méi)有開(kāi)始發(fā)送實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)(23)，則所述用戶(1，2，3，4，5)隨著該超時(shí)時(shí)間(27)的運(yùn)行而結(jié)束該傳輸周期(31)的第一區(qū)域(20)，或者如果在該超時(shí)時(shí)間(27)內(nèi)開(kāi)始發(fā)送實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)，則所述用戶(1，2，3，4，5)不結(jié)束該第一區(qū)域(20)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的用戶，其特征在于，所述用戶(1，2，3，4，5)設(shè)置所述超時(shí)時(shí)間(27)的持續(xù)長(zhǎng)度。
19.根據(jù)權(quán)利要求12至18中任一項(xiàng)所述的用戶，其特征在于，所述用戶(1，2，3，4，5)為了在緩沖存儲(chǔ)器(40)中臨時(shí)存儲(chǔ)實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)(23，24，25)而保留空閑存儲(chǔ)空間，其中，保留的空閑存儲(chǔ)空間的最大量對(duì)應(yīng)于在該用戶(1，2，3，4，5)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)電報(bào)的數(shù)量。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的用戶，其特征在于，所述用戶(1，2，3，4，5)為了控制在緩沖存儲(chǔ)器(40)中的空閑存儲(chǔ)空間的保留，設(shè)置一個(gè)對(duì)應(yīng)于待保留的空閑存儲(chǔ)空間的最大量的標(biāo)記。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的用戶，其特征在于，所述用戶(1，2，3，4，5)在沒(méi)有超過(guò)由所述標(biāo)記表示的緩沖存儲(chǔ)器(40)的保留空閑存儲(chǔ)空間時(shí)，接收實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)(23，24，25)和/或控制電報(bào)，或者拒絕和/或丟棄非實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)(26，36，37)。
22.根據(jù)權(quán)利要求12至21中任一項(xiàng)所述的用戶，其特征在于，所述用戶(1，2，3，4，5)是具有集成的耦合單元的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的用戶，其特征在于，所述集成的耦合單元是實(shí)時(shí)以太網(wǎng)交換機(jī)。
24.根據(jù)權(quán)利要求12至23中任一項(xiàng)所述的用戶，其特征在于，所述用戶(1，2，3，4，5)是自動(dòng)化設(shè)備。
25.一種具有多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求12至24中任一項(xiàng)所述用戶的通信系統(tǒng)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述通信系統(tǒng)是自動(dòng)化系統(tǒng)。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述通信系統(tǒng)由線形或環(huán)形的用戶設(shè)置組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在交換周期通信系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)電報(bào)的方法，該通信系統(tǒng)例如是具有線形或環(huán)形用戶設(shè)置的通信系統(tǒng)(38、39)。在該方法中，在一個(gè)傳輸周期(31)的保留的第一區(qū)域(20)中傳輸實(shí)時(shí)臨界數(shù)據(jù)電報(bào)，而無(wú)需在轉(zhuǎn)發(fā)的用戶中事先計(jì)劃其發(fā)送和接收時(shí)刻，其中由所有用戶在所有傳輸周期中通過(guò)監(jiān)控保證一個(gè)傳輸周期(31)的第一區(qū)域(20)的時(shí)間開(kāi)始(21)。一個(gè)傳輸周期(31)的第一區(qū)域(20)的持續(xù)時(shí)間在此例如可以固定地預(yù)先給定或設(shè)置，但優(yōu)選的可以例如采用超時(shí)方法來(lái)自動(dòng)設(shè)置。
文檔編號(hào)H04L12/64GK1682504SQ03822368
公開(kāi)日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2003年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月20日
發(fā)明者卡爾-海因茨·克勞斯, 卡爾·韋伯, 迪特爾·布呂克納, 迪特爾·克洛茨 申請(qǐng)人:西門子公司