傳輸數(shù)據(jù)分組的方法及發(fā)送和接收數(shù)據(jù)分組的通信模塊的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于經(jīng)由將兩個(gè)通信模塊相互連接的傳輸介質(zhì)在這兩個(gè)通信模塊之間傳輸數(shù)據(jù)分組的方法以及對(duì)應(yīng)的通信模塊。本發(fā)明建議在第一數(shù)據(jù)分組傳輸運(yùn)行的情況下進(jìn)行發(fā)送的通信模塊將短期要發(fā)送的第二數(shù)據(jù)分組直接嵌入該運(yùn)行的第一數(shù)據(jù)分組中，將第一數(shù)據(jù)分組的還未傳輸?shù)氖Ｓ嗖糠种虚g存儲(chǔ)并且在傳輸了第二數(shù)據(jù)分組之后傳輸該第一數(shù)據(jù)分組的剩余部分，并且進(jìn)行接收的通信模塊中間存儲(chǔ)所接收的第一數(shù)據(jù)分組的開(kāi)始部分，接收第二數(shù)據(jù)分組并且轉(zhuǎn)發(fā)以便繼續(xù)處理并且在接收了第二數(shù)據(jù)分組之后接收第一數(shù)據(jù)分組的剩余部分，將其與中間存儲(chǔ)的第一數(shù)據(jù)分組的開(kāi)始部分連接并且將完整的第一數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)以便繼續(xù)處理。
【專(zhuān)利說(shuō)明】傳輸數(shù)據(jù)分組的方法及發(fā)送和接收數(shù)據(jù)分組的通信模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于經(jīng)由將兩個(gè)通信模塊相互連接的傳輸介質(zhì)在這兩個(gè)通信模塊之間傳輸數(shù)據(jù)分組的方法。此外本發(fā)明還涉及用于經(jīng)由傳輸介質(zhì)向另一通信模塊發(fā)送數(shù)據(jù)分組的通信模塊，其中所述傳輸介質(zhì)將這兩個(gè)通信模塊相互連接。最后本發(fā)明還涉及用于經(jīng)由傳輸介質(zhì)從另一通信模塊接收數(shù)據(jù)分組的通信模塊，其中所述傳輸介質(zhì)將這兩個(gè)通信模塊相互連接。
【背景技術(shù)】
[0002]由現(xiàn)有技術(shù)已知多種不同類(lèi)型的面向分組的數(shù)據(jù)傳輸。這種數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粋€(gè)例子是借助以太網(wǎng)連接的數(shù)據(jù)傳輸。但是本發(fā)明不局限于以太網(wǎng)通信連接，而是在意義上也適于任意其他面向分組的通信連接。面向分組的通信連接的通信模塊包括發(fā)送/接收裝置(所謂的“分組收發(fā)器”)用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)分組。傳輸段包括用于調(diào)節(jié)對(duì)傳輸介質(zhì)的訪問(wèn)的裝置(所謂的介質(zhì)訪問(wèn)控制器，MAC)。該傳輸介質(zhì)例如可以被構(gòu)造為線纜。但是也可以考慮將傳輸介質(zhì)構(gòu)造為用于光傳輸數(shù)據(jù)分組的光導(dǎo)體或者構(gòu)造為用于經(jīng)由無(wú)線電或光學(xué)連接(例如紅外連接)傳輸數(shù)據(jù)分組的無(wú)線傳輸介質(zhì)。該傳輸介質(zhì)由用于實(shí)現(xiàn)比特傳輸層的裝置(所謂的物理接口，PHY層)來(lái)操作。PHY在MAC側(cè)具有專(zhuān)用的數(shù)據(jù)接口(例如介質(zhì)獨(dú)立接口 MII ;千兆比特介質(zhì)獨(dú)立接口，GMII ;等)并且在朝著傳輸介質(zhì)的側(cè)上具有對(duì)應(yīng)的傳輸接口。在PHY的物理層面上，尤其也可以實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤識(shí)別，在該錯(cuò)誤識(shí)別中PHY向MAC表明在接收數(shù)據(jù)分組時(shí)的錯(cuò)誤。在以太網(wǎng)中，對(duì)于在兩個(gè)數(shù)據(jù)分組之間的最小距離(所謂的幀間間隙)指定確定值。
[0003]MAC在以太網(wǎng)中順序地處理分組。這導(dǎo)致:被分組收發(fā)器以高優(yōu)先級(jí)發(fā)送的數(shù)據(jù)分組只有在傳輸介質(zhì)在發(fā)送方向上空閑時(shí)才被MAC處理。接著帶有所希望的高優(yōu)先級(jí)或者所希望的低傳輸延遲的這樣的數(shù)據(jù)分組被稱(chēng)為“快分組(Fast Paket (FP))”。
[0004]在由現(xiàn)有技術(shù)已知的面向分組的通信連接中，在傳輸介質(zhì)空閑時(shí)立刻傳輸FP并且由進(jìn)行接收的通信模塊對(duì)應(yīng)地?zé)o大的延遲地接收。但是如果恰好發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)分組，則FP的發(fā)送一直延遲到傳輸介質(zhì)又空閑為止。該延遲的持續(xù)時(shí)間基本上取決于:
-恰好被處理(也即傳輸)的數(shù)據(jù)分組的剩余大小，
-經(jīng)由該傳輸介質(zhì)的比特傳輸速率，以及 -FP數(shù)據(jù)分組的長(zhǎng)度(數(shù)據(jù)比特的數(shù)量)。
[0005]數(shù)據(jù)分組的剩余大小在極端情況下可以對(duì)應(yīng)于最大可能的數(shù)據(jù)分組大小。該值越高，F(xiàn)P的發(fā)送(并且從而FP的接收)就被延遲得越長(zhǎng)。例如在以太網(wǎng)(最大分組長(zhǎng)度1522字節(jié))情況下最大延遲時(shí)間在考慮幀間間隙的情況下(在100M比特/秒傳輸速率時(shí))為大約124 μ s或者(在1000Μ比特/秒傳輸速率時(shí))為12.4 μ S。這種相對(duì)長(zhǎng)的延遲時(shí)間恰好對(duì)于經(jīng)常通過(guò)發(fā)生事件而被觸發(fā)的高優(yōu)先級(jí)FP的傳輸來(lái)說(shuō)是不可接受的，因?yàn)樵撌录陌l(fā)生應(yīng)當(dāng)盡可能快速地通知給進(jìn)行接收的通信模塊。
[0006]同樣由現(xiàn)有技術(shù)已知的替換的用于傳輸高優(yōu)先級(jí)FP的方法可以在于，還在正好被發(fā)送的數(shù)據(jù)分組完全傳輸之前就中斷它并且直接地傳輸FP。但是這導(dǎo)致兩個(gè)不希望的效應(yīng):
-正好被發(fā)送的數(shù)據(jù)分組的中斷導(dǎo)致在通信網(wǎng)絡(luò)中有錯(cuò)的分組。實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量可能因此不再能夠被明確地評(píng)估，因?yàn)樵诮邮諅?cè)有錯(cuò)的分組可能不僅僅歸因于通信問(wèn)題。因此如果沒(méi)有附加的信息，傳輸錯(cuò)誤的原因就不能被確定。
-有錯(cuò)的數(shù)據(jù)分組必須被進(jìn)行接收的通信模塊的“分組收發(fā)器”接收并且其傳輸已被中斷的正好被發(fā)送的數(shù)據(jù)分組必須由進(jìn)行發(fā)送的通信模塊又一次地傳輸。由此提高了分組收發(fā)器的負(fù)荷，該分組收發(fā)器必須處理更多的數(shù)據(jù)分組。由于中斷的數(shù)據(jù)分組的重新傳輸，降低了通信連接的可用帶寬，其中很有可能發(fā)生沖突。沖突的數(shù)量取決于FP的頻度和具有正常優(yōu)先級(jí)的分組的頻度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]從所描述的現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的任務(wù)在于:在用于面向分組的數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)分組的盡可能無(wú)延遲的傳輸，而這不會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中有錯(cuò)的數(shù)據(jù)分組的上升，也不會(huì)由此導(dǎo)致有效數(shù)據(jù)傳輸速率的降低。
[0008]為了解決該任務(wù)，從開(kāi)始描述的用于傳輸數(shù)據(jù)分組的方法出發(fā)建議:在第一數(shù)據(jù)分組的傳輸運(yùn)行的情況下進(jìn)行發(fā)送的通信模塊將短期要發(fā)送的第二數(shù)據(jù)分組直接嵌入該運(yùn)行的第一數(shù)據(jù)分組中，將第一數(shù)據(jù)分組的還未傳輸?shù)氖Ｓ嗖糠种虚g存儲(chǔ)并且在傳輸?shù)诙?shù)據(jù)分組之后傳輸該第一數(shù)據(jù)分組的剩余部分，并且進(jìn)行接收的通信模塊中間存儲(chǔ)所接收的第一數(shù)據(jù)分組的開(kāi)始部分，接收第二數(shù)據(jù)分組并且轉(zhuǎn)發(fā)以便繼續(xù)處理并且在接收了第二數(shù)據(jù)分組之后接收第一數(shù)據(jù)分組的剩余部分，將該剩余部分與中間存儲(chǔ)的第一數(shù)據(jù)分組的開(kāi)始部分連接并且將完整的第一數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)以便繼續(xù)處理。
[0009]利用本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)，在面向分組的網(wǎng)絡(luò)中將緊急或者高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)分組(所謂的快分組，F(xiàn)P)立刻實(shí)時(shí)地從一個(gè)用戶(hù)(進(jìn)行發(fā)送的通信模塊)向另一個(gè)用戶(hù)(進(jìn)行接收的通信模塊)傳輸，而同時(shí)FP的運(yùn)行時(shí)間分散(Laufzeitstreuung)(所謂的抖動(dòng))的最小。運(yùn)行時(shí)間分散在此與按照相應(yīng)的協(xié)議規(guī)范的“正常的”數(shù)據(jù)分組傳送無(wú)關(guān)，在該網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)分組根據(jù)該協(xié)議規(guī)范被傳輸。
[0010]如果例如將以太網(wǎng)作為傳輸系統(tǒng)，則對(duì)于帶有2字節(jié)有用數(shù)據(jù)的FP的傳輸?shù)玫较旅娴膫鬏敃r(shí)間:
-以太網(wǎng)比特率100M比特/秒:大約0.8 μ S，
-以太網(wǎng)比特率1000Μ比特/秒:大約0.4 μ S。
[0011]作為對(duì)實(shí)時(shí)性的質(zhì)量度量的運(yùn)行時(shí)間分散與傳輸時(shí)間無(wú)關(guān)并且例如為:
-以太網(wǎng)比特率100Μ比特/秒:大約0.12 μ S (與此相比在現(xiàn)有技術(shù)中:123.4 μ S)，
-以太網(wǎng)比特率1000Μ比特/秒:大約0.024 μ s (現(xiàn)有技術(shù):12.4 μ S)。
[0012]這些說(shuō)明適用于“快分組”的一次性傳輸。對(duì)于帶有同樣特性的后面的“快分組”的傳輸，優(yōu)選作出下面的約定:兩個(gè)“快分組”的出現(xiàn)具有時(shí)間間隔，所述時(shí)間間隔至少對(duì)應(yīng)于一個(gè)“快分組”的傳輸時(shí)間，因?yàn)榉駝t第二“快分組”的傳輸時(shí)間會(huì)由于第一“快分組”的正好進(jìn)行的傳輸而延長(zhǎng)。對(duì)于具有例如2字節(jié)有用數(shù)據(jù)的快分組由此得到大約0.8 μ S (在100Μ比特/秒的以太網(wǎng)中)或者大約0.4μ s (在1000Μ比特/秒的以太網(wǎng)中)的、兩個(gè)“快分組”的最小間隔。但是這種約定在大多數(shù)情況下不是限制并且因此可以針對(duì)許多應(yīng)用來(lái)作出。為了實(shí)現(xiàn)該約定，隨著另外的FP的傳輸簡(jiǎn)單地等待如此長(zhǎng)時(shí)間，直到在前的FP的傳輸結(jié)束。
[0013]由此另一方面也得到，對(duì)于應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)盡可能高的FP分組頻率的情況FP應(yīng)該盡可能小，以便將兩個(gè)這種FP的可能的時(shí)間間隔保持得盡可能小。
[0014]由于通過(guò)傳輸“快分組”而中斷的第一數(shù)據(jù)分組的中間存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了:正常數(shù)據(jù)分組的傳輸不被干擾。這些數(shù)據(jù)分組的傳送不必被中斷。這些數(shù)據(jù)分組也不必在傳輸FP之后被重新完整傳輸。由此，傳輸介質(zhì)的全部帶寬可以被用于“正?！狈纸M和FP的傳輸。
[0015]“正常分組”這里是指不是高優(yōu)先級(jí)的、要直接傳輸?shù)摹翱旆纸M”的所有數(shù)據(jù)分組。
[0016]但是本發(fā)明方法例如不僅僅允許下面的經(jīng)由以太網(wǎng)的應(yīng)用，其中出現(xiàn)的事件(所謂的Events)作為FP傳輸:
-檢測(cè)在通信模塊中的事件，以FP形式向一個(gè)或多個(gè)接收器傳輸這些事件。接收器位于一個(gè)或多個(gè)其他模塊中。由此在所述一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)中觸發(fā)活動(dòng)(例如測(cè)量數(shù)據(jù)檢測(cè))。在多個(gè)連接的接收器中可以同時(shí)觸發(fā)該活動(dòng)(在所說(shuō)明的運(yùn)行時(shí)間分散的范圍中)。利用本發(fā)明，可以將事件的出現(xiàn)從進(jìn)行發(fā)送的通信模塊實(shí)時(shí)傳輸給進(jìn)行接收的通信模塊，而不必為此存在附加的、單獨(dú)的線路。更確切地，使用例如以太網(wǎng)連接形式的無(wú)論如何現(xiàn)有的傳輸介質(zhì)來(lái)通知該事件的出現(xiàn)。
-傳輸請(qǐng)求，對(duì)于所述請(qǐng)求，發(fā)送器(進(jìn)行發(fā)送的通信模塊)期望快速的應(yīng)答。以同樣的方法將該應(yīng)答從接收器(進(jìn)行接收的通信模塊)傳輸給發(fā)送器。
-周期性地傳輸事件，其中可以從事件優(yōu)先級(jí)中導(dǎo)出速率，這最終對(duì)應(yīng)于頻率傳輸。這例如可以被用于，將接收器(進(jìn)行接收的通信模塊)中的時(shí)鐘與發(fā)送器(進(jìn)行發(fā)送的通信模塊)的時(shí)鐘以如下方式進(jìn)行同步，即以接收的速率時(shí)鐘(或者由此導(dǎo)出的參量)來(lái)對(duì)接收器的時(shí)鐘繼續(xù)計(jì)數(shù)并且使用該事件的數(shù)據(jù)，以便例如傳輸時(shí)間信息。
[0017]本發(fā)明的有利的實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中提出。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]下面借助附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)。但是本發(fā)明不局限于在附圖中所示的實(shí)施例。更確切地，權(quán)利要求的范圍中的本發(fā)明也延伸到這樣的實(shí)施例，即其僅僅具有在圖中所示實(shí)施例的一些特征和優(yōu)點(diǎn)和/或包括各種實(shí)施例的組合的特征和優(yōu)點(diǎn)。其中:
圖1示出用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的雙向的面向分組的通信連接的框圖；
圖2示出用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的裝置作為圖1的通信連接的進(jìn)行發(fā)送的通信模塊和/或進(jìn)行接收的通信模塊的組成部分；
圖3示出按照優(yōu)選的實(shí)施方式的、用于經(jīng)由圖1的通信連接發(fā)送“快分組”的流程的例
子;
圖4示出按照另一優(yōu)選的實(shí)施方式的、用于經(jīng)由圖1的通信連接發(fā)送“快分組”的流程的例子；
圖5示出按照優(yōu)選的實(shí)施方式的、用于經(jīng)由圖1的通信連接接收“快分組”的流程的例
子； 圖6示出本發(fā)明的實(shí)際的應(yīng)用例子；
圖7示出由現(xiàn)有技術(shù)已知的雙向的面向分組的通信連接的框圖；
圖8示出按照?qǐng)D7的用于傳輸數(shù)據(jù)分組的已知通信連接上的流程；
圖9示出了經(jīng)由按照?qǐng)D7的由現(xiàn)有技術(shù)已知的通信連接的“快分組”的傳輸?shù)臅r(shí)間特性的例子；以及
圖10示出了按照IEEE802.3的由現(xiàn)有技術(shù)已知的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)塊格式以太網(wǎng)II的例子。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面參照以太網(wǎng)通信連接進(jìn)一步闡述本發(fā)明。然而本發(fā)明不局限于此。更確切地，本發(fā)明可以用于任何類(lèi)型的面向分組的通信連接，尤其是考慮本發(fā)明在GPRS網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)、IP網(wǎng)絡(luò)和ATM網(wǎng)絡(luò)或其他分組交換的網(wǎng)絡(luò)范圍中的使用。
[0020]典型的由現(xiàn)有技術(shù)已知的以太網(wǎng)連接在圖7中被示出。該示圖和后面的示圖和描述意義上也適用于其他面向分組的通信連接。該通信連接包括進(jìn)行發(fā)送的通信模塊I以及進(jìn)行接收的通信模塊2，它們經(jīng)由傳輸介質(zhì)3相互連接。通信模塊1、2這里僅僅為了闡述的目的而被稱(chēng)為進(jìn)行發(fā)送和進(jìn)行接收的。當(dāng)然，通信模塊2也可以發(fā)送數(shù)據(jù)分組，而通信模塊I也可以接收數(shù)據(jù)分組。在所示的實(shí)施例中，傳輸介質(zhì)3被構(gòu)造為線纜。當(dāng)然，傳輸介質(zhì)3也可以被構(gòu)造為光學(xué)連接或被構(gòu)造為無(wú)線連接(例如無(wú)線電或IR連接)。
[0021]通信模塊1、2分別擁有發(fā)送-接收裝置4 (所謂的分組收發(fā)器)用于發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)分組。傳輸段包括用于調(diào)節(jié)對(duì)傳輸介質(zhì)3的訪問(wèn)的裝置(所謂的介質(zhì)訪問(wèn)控制器，MAC)。傳輸介質(zhì)3由用于實(shí)現(xiàn)比特傳輸層的裝置6(所謂的物理接口，PHY)操作。用于接收或發(fā)送數(shù)據(jù)分組的分組接口在分組收發(fā)器4和MAC5之間通過(guò)虛線7來(lái)表示。PHY6在MAC側(cè)上具有專(zhuān)用的數(shù)據(jù)接口 8，該數(shù)據(jù)接口例如被構(gòu)造為Mil、GMII等等。在傳輸介質(zhì)3那側(cè)，PHY6具有對(duì)應(yīng)的傳輸接口 9。在PHY6的物理層面上尤其是還可以實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤識(shí)別，利用該錯(cuò)誤識(shí)別PHY6可以向MAC5表明在接收數(shù)據(jù)分組時(shí)的錯(cuò)誤。
[0022]在以太網(wǎng)情況下，對(duì)于在兩個(gè)數(shù)據(jù)分組10、11、12之間的最小間距(參見(jiàn)圖8)、即所謂的幀間間隙(IFG)，指定了定義的預(yù)先給的值。在圖8中，用參考標(biāo)記13來(lái)表示在兩個(gè)相繼的數(shù)據(jù)分組10、11、12之間的IFG或最小間距。
[0023]MAC5順序地處理數(shù)據(jù)分組。這導(dǎo)致，被分組收發(fā)器4發(fā)送的數(shù)據(jù)分組只有在傳輸介質(zhì)3在發(fā)送方向上空閑時(shí)才被MAC 5處理。這也特別適用于具有高發(fā)送優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)分組。在圖9中，具有所希望的高優(yōu)先級(jí)或者所希望的低傳輸延遲的這樣的數(shù)據(jù)分組被稱(chēng)為快分組(FP)14。在傳輸介質(zhì)3空閑時(shí)，F(xiàn)P 14立刻被傳輸并且被對(duì)應(yīng)部位(進(jìn)行接收的通信模塊2)對(duì)應(yīng)地及時(shí)(zeitnah)接收。
[0024]但是如果正好發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)分組，例如分組11，由此傳輸介質(zhì)3被占用，則FP 14的發(fā)送被延遲到該傳輸介質(zhì)3又空閑為止(參見(jiàn)圖9，上部)。在那里，F(xiàn)P 14準(zhǔn)備發(fā)送的時(shí)刻用tFP表不，由于被占用的傳輸介質(zhì)3的延遲用Td表不。延遲Td基本上取決于:
-正好處理的數(shù)據(jù)分組11的剩余大小，
-經(jīng)由傳輸介質(zhì)3的比特傳輸速率，和 -FP 14的長(zhǎng)度(數(shù)據(jù)比特的數(shù)量)。[0025]數(shù)據(jù)分組11的剩余大小在極端情況下可以對(duì)應(yīng)于最大可能的分組大小。該值越大，F(xiàn)P 14的發(fā)送(以及由此接收)就被延遲得越長(zhǎng)。例如在傳統(tǒng)以太網(wǎng)(數(shù)據(jù)分組的最大大小為1522字節(jié))情況下，該最大延遲為大約123.4μ s (在100Μ比特/秒時(shí))或者為大約
12.4 μ s (在1000Μ比特/秒時(shí))。
[0026]同樣由現(xiàn)有技術(shù)已知的用于發(fā)送高優(yōu)先級(jí)FP 14的替換方法可以在于，不完全地中斷正好發(fā)送的“正?！钡臄?shù)據(jù)分組11并且(在保持對(duì)IFG 13的請(qǐng)求情況下，只要被應(yīng)用的傳輸協(xié)議要求IFG 13)緊跟著該中斷的并且僅僅不完全發(fā)送的數(shù)據(jù)分組11*來(lái)傳輸FP 14(參見(jiàn)圖9下部)。在圖9中下部用tFP表示FP 14被形成并且由此可用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)刻。但是在圖9中下部所示的替換方法具有兩個(gè)明顯缺點(diǎn):
-數(shù)據(jù)分組11*的中斷導(dǎo)致在網(wǎng)絡(luò)中有錯(cuò)的數(shù)據(jù)分組。實(shí)際的傳輸?shù)馁|(zhì)量由此不再能夠明確地被確定，因?yàn)樵诮邮諅?cè)(在進(jìn)行接收的通信模塊2中)有錯(cuò)的數(shù)據(jù)分組不能僅僅歸因于通信問(wèn)題。
-有錯(cuò)的數(shù)據(jù)分組11*必須由在接收側(cè)2的分組收發(fā)器4接收并且數(shù)據(jù)分組11必須由發(fā)送側(cè)(進(jìn)行發(fā)送的通信模塊I)又一次地完整傳輸。由此，提高了必須處理更多數(shù)據(jù)分組11*的分組收發(fā)器4的負(fù)荷。由于數(shù)據(jù)分組11*，11的重復(fù)傳輸，降低了通信連接的可用帶寬，其中很有可能發(fā)生沖突。沖突的數(shù)量取決于FP 14出現(xiàn)的頻度和具有“正?！眱?yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)分組10、11、12的頻度。
[0027]在圖9中示意性示出的數(shù)據(jù)分組的傳輸在圖7中在發(fā)送模塊I中或在接收模塊2中在MAC5和PHY6之間進(jìn)行。
[0028]在面向分組的通信連接中等待傳輸?shù)摹罢！睌?shù)據(jù)分組10、11、12的例子在圖10中借助以太網(wǎng)分組被進(jìn)一步闡述。在其他傳輸協(xié)議中使用的數(shù)據(jù)分組可以與此不同。以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀(所謂的以太網(wǎng)幀(Ethernet-Frame))與前置的前導(dǎo)(例如7字節(jié))和所謂的開(kāi)始幀分界符(SFD)(例如I字節(jié))一起得到以太網(wǎng)分組。以太網(wǎng)分組總是以前導(dǎo)開(kāi)始，該前導(dǎo)由多個(gè)具有值0x55的字節(jié)和具有值0xD5的SFD字段構(gòu)成。該以太網(wǎng)幀包括標(biāo)識(shí)應(yīng)當(dāng)接收數(shù)據(jù)分組的通信模塊2的目標(biāo)MAC地址(例如6字節(jié)或48比特)。源MAC地址(例如6字節(jié)或48比特)標(biāo)識(shí)進(jìn)行發(fā)送的通信模塊I。在根據(jù)IEEE 802.1q的所謂的加標(biāo)簽MAC幀中附加地跟隨著4個(gè)字節(jié)作為VLAN (虛擬局域網(wǎng))標(biāo)簽。接著的類(lèi)型字段(例如2字節(jié))給出關(guān)于在有用數(shù)據(jù)內(nèi)部下一個(gè)較高層所使用的協(xié)議的消息。接著的是有用數(shù)據(jù)，其中每個(gè)數(shù)據(jù)分組可以傳輸最多1500字節(jié)的有用數(shù)據(jù)。這些有用數(shù)據(jù)由在類(lèi)型字段中說(shuō)明的協(xié)議來(lái)解釋。接著有用數(shù)據(jù)的是所謂的PAD填充字段，其被使用來(lái)在需要時(shí)將以太網(wǎng)幀帶到64字節(jié)的最小大小上。在此，在確定所需的最小幀長(zhǎng)度時(shí)不將前導(dǎo)和SFD (8字節(jié))計(jì)算在內(nèi)，但是可能將可能存在的VLAN標(biāo)簽計(jì)算在內(nèi)。因此當(dāng)作為有用數(shù)據(jù)要傳輸少于46或者42字節(jié)(沒(méi)有或者帶有802.1q-VLAN-標(biāo)簽)時(shí)，需要PAD字段。最后在以太網(wǎng)分組的末尾處，設(shè)置有幀校驗(yàn)序列(FCS)，其包含CRC校驗(yàn)和(例如4字節(jié))。所述CRC校驗(yàn)和在實(shí)際幀上被計(jì)算，也即以目標(biāo)MAC地址開(kāi)始并且以PAD填充字段結(jié)束。前導(dǎo)、SFD和FCS本身不在CRC校驗(yàn)和中被考慮。原則上，對(duì)于在其他傳輸協(xié)議中的數(shù)據(jù)傳輸可以應(yīng)用與所描述的以太網(wǎng)分組不同地構(gòu)建的數(shù)據(jù)分組。
[0029]與在圖7中所示的、由現(xiàn)有技術(shù)已知的面向分組的通信連接不同，圖1中的本發(fā)明通信連接的通信模塊1、2分別具有布置在MAC5和PHY6之間的附加的功能塊“快分組發(fā)射器/接收器”20。該功能塊20具有與用MAC*表示的功能塊21的另外的接口，該另外的接口例如是用于調(diào)節(jié)對(duì)傳輸介質(zhì)3的訪問(wèn)的附加裝置。功能塊20邏輯上被看作MAC層的一部分，但是該功能塊20另一方面也可以不被明確地分配。功能塊21可以構(gòu)造為MAC5的組成部分或者與MAC5分離地構(gòu)造。此外，本發(fā)明的通信模塊1、2分別具有附加的發(fā)送-接收裝置4’(所謂的分組收發(fā)器)用于發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)分組，該發(fā)送-接收裝置經(jīng)由用于接收或發(fā)送數(shù)據(jù)分組的分組接口 7與附加的MAC*21連接。每個(gè)通信模塊1、2的兩個(gè)分組收發(fā)器4，4’可以實(shí)施為一個(gè)單元或者彼此分離。但是這里為了后面的闡述和更好地理解，對(duì)于附加的MAC’ 21和附加的分組收發(fā)器4’示出完全單獨(dú)的路徑。
[0030]本發(fā)明方法的前提是，在本發(fā)明意義上參與數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬蓚€(gè)通信模塊1、2具有相同的功能擴(kuò)展(“快分組發(fā)射器/接收器” 20，“MAC*” 21和“分組收發(fā)器”4’)。由此可以在通信模塊1、2之間實(shí)現(xiàn)雙向的連接。但是當(dāng)然也可以設(shè)想，例如在單向運(yùn)行的情況下僅僅設(shè)置在發(fā)送側(cè)I上的“快分組發(fā)射器”和在接收側(cè)2上的“快分組接收器”。
[0031]MAC5在發(fā)送器方向上尤其是負(fù)責(zé)針對(duì)PHY6的數(shù)據(jù)的序列化。其又在發(fā)送方向上按照為數(shù)據(jù)傳輸所使用的通信協(xié)議建立要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組并且建立——只要按照所使用的協(xié)議規(guī)范規(guī)定——用于錯(cuò)誤校正/錯(cuò)誤識(shí)別的CRC校驗(yàn)和。
[0032]MAC*21基本上具有與MAC5相同的功能。但是重要的區(qū)別在于，MAC*21不一定生成按照為數(shù)據(jù)傳輸所使用的協(xié)議規(guī)范、例如按照以太網(wǎng)規(guī)范的數(shù)據(jù)分組。更確切地，由MAC*21生成的FP 14也可以是專(zhuān)有格式的。出于該原因，也要求:進(jìn)行接收的通信模塊2具有相同的MAC*21或者與其兼容的MA021，因?yàn)檫M(jìn)行接收的通信模塊2可能對(duì)應(yīng)地處理進(jìn)入的FP14。
[0033]出于該原因也有意義的是，在中斷數(shù)據(jù)分組11的運(yùn)行的傳輸以立刻傳輸高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)分組FP14之前，進(jìn)行發(fā)送的通信模塊I首先檢驗(yàn)進(jìn)行接收的通信模塊2在硬件上是否完全能夠?qū)嵤┍景l(fā)明方法。優(yōu)選只有當(dāng)參與的通信模塊1、2、尤其是進(jìn)行接收的通信模塊2能夠?qū)嵤┰摲椒〞r(shí)，才實(shí)施本發(fā)明所建議的用于傳輸高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)分組FP14的方法。如果進(jìn)行發(fā)送的通信模塊I確定，進(jìn)行接收的通信模塊2不能實(shí)施該方法(例如由于其具有非兼容的MAC*21)，則進(jìn)行發(fā)送的通信模塊I促使高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)分組FP 14以開(kāi)始描述的、由現(xiàn)有技術(shù)已知的傳統(tǒng)方式和方法進(jìn)行傳輸。這種已知的數(shù)據(jù)傳輸雖然有開(kāi)始所述的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，但至少可以實(shí)現(xiàn)在通信模塊1、2之間的規(guī)則數(shù)據(jù)傳輸。如果要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被指定用于能夠?qū)嵤┰摲椒ǖ倪M(jìn)行接收的通信模塊2，則為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法而構(gòu)造的進(jìn)行發(fā)送的通信模塊I可以以本發(fā)明的方式和方法傳輸高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)分組FP 14。
[0034]圖1中的沒(méi)有被明確闡述并且具有與圖7中的對(duì)應(yīng)功能塊相同參考標(biāo)記的那些功能塊被相同地構(gòu)造并且具有相同的功能。參考關(guān)于圖7的對(duì)應(yīng)的闡述。
[0035]功能塊“快分組發(fā)射器/接收器”20在圖2中被詳細(xì)示出。功能塊20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在發(fā)送方向上包括控制單元22 (控制邏輯)、數(shù)據(jù)復(fù)用器(Mux)23并且在接收方向上包括數(shù)據(jù)解復(fù)用器(DeMux) 24。在與MAC5的分組接口上設(shè)置有兩個(gè)中間存儲(chǔ)器25、26 (“存儲(chǔ)器收發(fā)器MT”或“存儲(chǔ)器接收器MR”)。
[0036]原則上，MAC5可以由控制單元22控制以用于減少在發(fā)送路徑中的MAC帶寬(參見(jiàn)在圖2中從控制單元22至MAC5的虛線箭頭)。這例如當(dāng)應(yīng)當(dāng)發(fā)送大量FP 14并且應(yīng)當(dāng)中斷從MAC5到中間存儲(chǔ)器25的數(shù)據(jù)分組流時(shí)可以是必須的。由此可以保持兩個(gè)彼此相繼的FP 14之間的時(shí)間間隔。該間隔例如可以至少相應(yīng)于一個(gè)FP14的傳輸時(shí)間。由此，可以通過(guò)正好進(jìn)行的第一 FP的傳輸來(lái)阻止第二 FP14的傳輸時(shí)間的延長(zhǎng)。
[0037]用于實(shí)現(xiàn)比特傳輸層的裝置6 (PHY)在發(fā)送分組時(shí)通過(guò)控制邏輯22被控制為，使得數(shù)據(jù)分組10，11，12、部分分組11*和快分組FP14可以由接收器區(qū)分開(kāi)來(lái)。為此可以?xún)?yōu)選使用MII/GMII接口的信號(hào)TX_EN，以便表明新的分組10，11，12、部分分組11*或FP14的開(kāi)始并且由此使得對(duì)于接收器可以識(shí)別部分分組。
[0038]功能塊20優(yōu)選以硬件實(shí)施并且例如以所謂的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。特別優(yōu)選的，至少控制單元22、復(fù)用器23和解復(fù)用器24以硬件、尤其是作為FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)。功能塊20的以硬件實(shí)現(xiàn)的部分可以作為集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)或者作為可編程硬件來(lái)實(shí)施。功能塊20原則上也可以以軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0039]控制單元22尤其是具有下面的任務(wù):
-由MAC*21立刻傳輸?shù)群騻鬏數(shù)臄?shù)據(jù)分組FP14，
-控制內(nèi)部元件、也即尤其是復(fù)用器23、解復(fù)用器24、中間存儲(chǔ)器25和中間存儲(chǔ)器26
以及
-控制至MAC5和從MAC5來(lái)的分組流以及至MAC*21和從MAC*21來(lái)的分組流。
[0040]下面，首先詳細(xì)闡述本發(fā)明通信連接的發(fā)送機(jī)制。在此，原則上可以區(qū)分兩種情況:
1.(在FP14的完成和其準(zhǔn)備用于傳輸?shù)臅r(shí)刻tFP)不進(jìn)行另外的數(shù)據(jù)分組傳輸(參見(jiàn)圖3)。于是FP14可以立刻被傳輸。如果在傳輸FP14期間正常的數(shù)據(jù)分組由MAC5來(lái)放置(例如在圖3中的數(shù)據(jù)分組11)，則該正常的數(shù)據(jù)分組11首先被記錄(eingetaktet)在中間存儲(chǔ)器25中。中間存儲(chǔ)器25優(yōu)選作為FIFO (先進(jìn)先出)存儲(chǔ)器工作。只要該高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)分組FP14 —傳輸完畢，該控制單元22就負(fù)責(zé)將正常的數(shù)據(jù)分組11從中間存儲(chǔ)器25讀出并且將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給PHY6以用于經(jīng)由傳輸介質(zhì)3進(jìn)行傳輸。在此可以設(shè)想，在FP 14和數(shù)據(jù)分組11之間不設(shè)置幀間間隙(IFG) 13。
[0041]在圖3中，除了所示的數(shù)據(jù)分組10、11、12和14之外還說(shuō)明了帶圓圈的不同數(shù)字，這些數(shù)字應(yīng)當(dāng)涉及并且說(shuō)明圖1的帶圓圈的對(duì)應(yīng)數(shù)字，在那里在通信連接中或者通過(guò)其功能塊提供并且傳輸各個(gè)數(shù)據(jù)分組。
[0042]2.在第二種情況中，F(xiàn)P 14在正常數(shù)據(jù)分組(例如數(shù)據(jù)分組11)的目前進(jìn)行的傳輸期間被傳輸(參見(jiàn)圖4)。在該情況下14由控制單元22立刻嵌入到運(yùn)行的正常數(shù)據(jù)分組11中。用參考標(biāo)記11.1來(lái)表示數(shù)據(jù)分組11的在該時(shí)刻已經(jīng)被發(fā)送的那個(gè)部分。在FP 14的嵌入期間，將數(shù)據(jù)分組11的剩余部分(用參考標(biāo)記11.2表示)記錄到中間存儲(chǔ)器25中。在完成嵌入并且傳輸了 FP 14之后，數(shù)據(jù)分組11的剩余部分11.2從存儲(chǔ)器25中被提取出來(lái)并且經(jīng)由PHY6輸出到傳輸介質(zhì)3上。
[0043]可以設(shè)想，在正常數(shù)據(jù)分組11的剩余部分11.2中又嵌入FP 14(在圖4中未被示出)，由此于是形成另外的分組部分(例如可以用11.3來(lái)表示)。后面的分組部分(也即11.2，11.3等)在經(jīng)由傳輸介質(zhì)3傳送時(shí)在部分分組開(kāi)始處添加了標(biāo)識(shí)字段，以便對(duì)于進(jìn)行接收的通信模塊2來(lái)說(shuō)可以將部分分組11.2，11.3等識(shí)別為數(shù)據(jù)分組11的部分分組。這在后面還進(jìn)一步被闡述。
[0044]FP 14的嵌入和另外的部分分組的添加(例如部分分組11.2，11.3等)被控制單元22控制為，使得可以在在接收側(cè)2的PHY6和MAC5之間將各個(gè)部分分組11.2，11.3識(shí)別為獨(dú)立的塊。由此，例如在使用以太網(wǎng)情況下在發(fā)送器I中的控制單元22必須負(fù)責(zé)使在接收側(cè)2上能夠根據(jù)對(duì)信號(hào)RX_DV的規(guī)范IEEE 802.3區(qū)分部分分組11.2，11.3等。接收的數(shù)據(jù)涉及何種類(lèi)型分組的差別在(部分)分組10、11、12或者11.1,11.2,11.3等中用標(biāo)識(shí)字段
來(lái)表示。
[0045]本發(fā)明的重要的方面在于，本發(fā)明通信模塊1、2的功能塊MAC5工作得正好與由現(xiàn)有技術(shù)已知的通信模塊中一樣。該功能塊MAC5傳輸完整的數(shù)據(jù)分組11。該功能塊MAC5不經(jīng)歷將數(shù)據(jù)分組11分成部分分組11.1和11.2。因此本發(fā)明方法對(duì)于MAC5在發(fā)送方向上是完全透明的。對(duì)應(yīng)的自然也適用于在接收方向。分組收發(fā)器4和MAC5沒(méi)有發(fā)現(xiàn)本發(fā)明方法，因此可以像之前一樣完全正常發(fā)送和像以前一樣接收。
[0046]下面，進(jìn)一步闡述在進(jìn)行接收的通信模塊2中的接收機(jī)制。在此，考慮上面借助圖4闡述的第二種情況，在該第二種情況中數(shù)據(jù)分組11被劃分為兩個(gè)部分分組11.1和11.2。為了闡述接收機(jī)制，參考圖5。進(jìn)行接收的通信模塊2的控制單元22通過(guò)對(duì)應(yīng)地操控解復(fù)用器24負(fù)責(zé)使數(shù)據(jù)分組部分11.1和11.2等被輸送給中間存儲(chǔ)器26并且FP 14被提取并且被傳輸給MAC*21。這里中間存儲(chǔ)器26具有密鑰角色，該中間存儲(chǔ)器26同樣可以實(shí)施為FIFO。控制單元22借助(部分)分組的已傳輸?shù)臉?biāo)識(shí)字段來(lái)識(shí)別:接收的數(shù)據(jù)是新數(shù)據(jù)分組10、11、12的開(kāi)始還是數(shù)據(jù)分組11的另外的數(shù)據(jù)分組部分11.2，在該數(shù)據(jù)分組11中已經(jīng)接收了數(shù)據(jù)分組部分11.1。由此控制單元22能夠?qū)⒔邮盏牟糠址纸M11.1U1.2等寫(xiě)入到中間存儲(chǔ)器26中并且能夠?qū)⒔邮盏臄?shù)據(jù)分組11完整地傳輸給MAC5用于繼續(xù)處理。
[0047]按照本發(fā)明的一種可能的擴(kuò)展方案，中間存儲(chǔ)器26附加地還實(shí)現(xiàn)延遲功能。這例如可以通過(guò)具有延遲功能的FIFO來(lái)實(shí)現(xiàn)。在此，進(jìn)入的數(shù)據(jù)分組不是立刻轉(zhuǎn)發(fā)給MAC5，而是在延遲時(shí)間Tv之后(參見(jiàn)圖5)才開(kāi)始轉(zhuǎn)發(fā)。存儲(chǔ)器26的大小由所需的延遲時(shí)間Tv得到。通過(guò)該延遲能夠?qū)崿F(xiàn)，將數(shù)據(jù)分組11無(wú)中斷地、也即完整地轉(zhuǎn)發(fā)給MAC5。延遲時(shí)間Tv補(bǔ)償可能已傳輸?shù)腇P 14的出現(xiàn)。在此根據(jù)所希望的系統(tǒng)設(shè)置來(lái)確定時(shí)間Tv的大小。對(duì)于Tv所需的值從FP 14的最大可能頻度和其長(zhǎng)度中來(lái)確定。對(duì)于具有1000M比特/秒的傳輸速率的以太網(wǎng)通信連接的確定大小的例子說(shuō)明如下:
-正常以太網(wǎng)分組的最大大小例如為1500字節(jié)。由此得到傳輸持續(xù)時(shí)間為12 μ S。
-發(fā)送器(MAC*21)具有在12 μ s期間四個(gè)FP 14的最大可能發(fā)送特性。
-FP 14由最多10字節(jié)構(gòu)成。由此，MAC分組在接收器側(cè)2的延遲必須被設(shè)計(jì)為≥40字節(jié)(4FPX10字節(jié))，也即中間存儲(chǔ)器26必須能夠容納至少40字節(jié)。由此得到320ns的延遲時(shí)間Tv (40字節(jié)X8比特X Ins)。
[0048]在接收器側(cè)2的MAC5將數(shù)據(jù)分組11在發(fā)送器側(cè)I劃分成部分分組11.1、11.2并且在接收器側(cè)2不與什么組合。在接收器側(cè)2的MAC5從功能塊20獲得整塊的完整數(shù)據(jù)分組11。本發(fā)明的方法這里對(duì)于在接收器側(cè)2的MAC5也完全是透明的。
[0049]為了能夠在接收器側(cè)區(qū)別FP 14和非FP (所謂的“正?！睌?shù)據(jù)分組10、11、12)，F(xiàn)P優(yōu)選包含F(xiàn)P標(biāo)識(shí)。在以太網(wǎng)分組(參見(jiàn)圖10)的例子中，F(xiàn)P標(biāo)識(shí)例如可以如下地構(gòu)造:以太網(wǎng)分組總是以前 導(dǎo)(0x55 )和SFD字段(0xD5 )開(kāi)始。在一個(gè)或多個(gè)第一字節(jié)、或者在第一字節(jié)的一部分中與此不同的值可以被用來(lái)標(biāo)識(shí)FP 14。以太網(wǎng)分組的第一(替換地也可以第二、第三等)字節(jié)因此可以被用作FP 14的標(biāo)識(shí)字段。[0050]沒(méi)有因?yàn)榍度氲腇P 14而被劃分的正常數(shù)據(jù)分組一例如數(shù)據(jù)分組10、12——在先前描述的例子中優(yōu)選保持不變。由MAC5發(fā)送并且由于嵌入一個(gè)或多個(gè)FP 14而被劃分的正常數(shù)據(jù)分組，例如被劃分成部分分組11.1、11.2等等的數(shù)據(jù)分組11可以為了表示而例如進(jìn)行如下改變:
-部分?jǐn)?shù)據(jù)分組11.1:不變，
-部分?jǐn)?shù)據(jù)分組11.2和所有后面的部分?jǐn)?shù)據(jù)分組:該部分分組11.2等等可以在前導(dǎo)的第一字節(jié)27 (參見(jiàn)圖10)中設(shè)置有唯一識(shí)別符(或者也在第一兩個(gè)或更多個(gè)字節(jié)27、28中)。該識(shí)別符在此優(yōu)選與0x55、0xD5并且與用于FP 14的識(shí)別符相區(qū)別。由此，進(jìn)行接收的通信模塊2能夠?qū)⑦@些部分分組11.2等等又分配給確定的部分?jǐn)?shù)據(jù)分組11.1或數(shù)據(jù)分組11，使得于是該數(shù)據(jù)分組11可以在由不同部分?jǐn)?shù)據(jù)分組11.1、11.2等等進(jìn)行組合之后作為整體被輸送給MAC5。
[0051]高優(yōu)先級(jí)FP 14可以包括任意數(shù)據(jù)。高優(yōu)先級(jí)FP 14尤其是可以對(duì)應(yīng)于以太網(wǎng)格式或者例如模擬CAN消息。
[0052]在圖6中，示出了本發(fā)明的具體應(yīng)用例子。在此，用“FP端口”31或者34來(lái)表示按照本發(fā)明來(lái)構(gòu)建的以太網(wǎng)連接端。用“FP分組源”36來(lái)表示用于生成FP 14的單元。相應(yīng)地，用“FP分組阱”37來(lái)表示用于接收FP14的單元。本發(fā)明方法涉及的所有功能塊以硬件/FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0053]第一模塊30具有多個(gè)FP端口 31并且對(duì)于正常以太網(wǎng)分組10、11、12擁有以太網(wǎng)交換機(jī)35。第二和第三模塊32、33分別具有FP端口 34并且由此也可以理解為終端設(shè)備。正常以太網(wǎng)數(shù)據(jù)分組10、11、12經(jīng)由終端設(shè)備32、33的各自的MAC5來(lái)發(fā)送/接收。處于其后面的、使用接收的FP 14的內(nèi)容或者確定發(fā)送的FP 14的內(nèi)容的基礎(chǔ)設(shè)施在圖6中未被示出。但是例如在那里可以連接至少一個(gè)計(jì)算設(shè)備(CPU)。在該第一模塊30中的FP分組交換機(jī)38可以在如下意義上被實(shí)施為可配置的:根據(jù)接收的FP 14的內(nèi)容將該FP14轉(zhuǎn)發(fā)給FP端口 31的一個(gè)或多個(gè)或者也轉(zhuǎn)發(fā)給FP分組阱37。
[0054]按照第一可能的實(shí)施例，本發(fā)明被使用于檢測(cè)在模塊——例如第一模塊30——中的事件(所謂的Events)，并且被使用于將這些事件傳輸給一個(gè)或多個(gè)接收器——例如第二模塊32和/或第三模塊33。接收器32、33分別位于一個(gè)或多個(gè)模塊中。在該一個(gè)或多個(gè)接收器32、33中，通過(guò)接收的事件來(lái)觸發(fā)活動(dòng)，例如測(cè)量數(shù)據(jù)檢測(cè)。在多個(gè)連接的接收器32、33中可以同時(shí)觸發(fā)該活動(dòng)(在說(shuō)明的運(yùn)行時(shí)間分散的范圍中)。在此一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)是，不必為事件的傳輸而在模塊30、32、33之間設(shè)置單獨(dú)的線路，而是可以一同使用無(wú)論如何存在的以太網(wǎng)連接3。
[0055]第一模塊30例如具有按鍵(在圖6中未被示出)。如果該按鍵被使用者按壓，則這對(duì)應(yīng)于事件的出現(xiàn)，并且FP 14的遞送(“現(xiàn)在檢測(cè)測(cè)量數(shù)據(jù)”)被觸發(fā)。FP分組交換機(jī)38可以被配置為，使得其接收所述FP 14，經(jīng)由所有FP端口 31發(fā)送而使得該FP 14 (在所說(shuō)明的運(yùn)行時(shí)間分散的范圍中)同時(shí)被所有連接的模塊——例如第二和第三模塊32、33——接收。這能夠?qū)崿F(xiàn)在這些模塊32、33中同時(shí)檢測(cè)測(cè)量數(shù)據(jù)。
[0056]如果在第一模塊30和第三模塊33之間還中間連接有第一模塊30類(lèi)型的、將FP14轉(zhuǎn)發(fā)給第三模塊33的另一模塊(在圖6中未示出)，則第三模塊33會(huì)比第二模塊32晚地接收到FP 14。FP 14的運(yùn)行時(shí)間由于這種附加的中間連接的模塊而非常小并且最多處于一位數(shù)的μ s范圍。盡管運(yùn)行時(shí)間不是可忽略的，但是其可以被保證。通過(guò)本發(fā)明建議的方法還可以越過(guò)多個(gè)模塊非常準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)并且保證在進(jìn)行接收的通信模塊2中——例如
在圖6的第三模塊33中-的針對(duì)FP 14的接收時(shí)間。如果例如考慮FP14在一個(gè)模塊
中的延遲為5μ s并且取六個(gè)這種串聯(lián)連接的模塊，則直至最遠(yuǎn)點(diǎn)的傳送持續(xù)時(shí)間最大為30 μ S0該值可以被保證。
[0057]按照另一建議的實(shí)施例，可以利用本發(fā)明借助一個(gè)或多個(gè)FP 14來(lái)傳輸任務(wù)或請(qǐng)求，進(jìn)行發(fā)送的通信模塊I對(duì)于這些任務(wù)或請(qǐng)求希望快速應(yīng)答。所述應(yīng)答根據(jù)本發(fā)明方法可以同樣作為高優(yōu)先級(jí)FP 14從進(jìn)行接收的通信模塊2傳輸給進(jìn)行發(fā)送的通信模塊I。
[0058]如果例如第一模塊30想非?？焖俚貦z測(cè)其他模塊32、33的狀態(tài)，則第一模塊30為此可以同時(shí)發(fā)送FP 14 (“讀狀態(tài)”)給第二模塊32和第三模塊33。模塊32、33在其“FP分組阱”37上接收所述FP 14并且可以在自己一側(cè)直接將FP 14 “狀態(tài)=ΧΥ”發(fā)送回該第一模塊30。通過(guò)功能塊21、31或34、36、37、38以硬件/FPGA實(shí)現(xiàn)，可以將應(yīng)答時(shí)間保持得小。
[0059]按照另一可能的實(shí)施例，可以借助本發(fā)明實(shí)現(xiàn)事件的周期性傳輸，其中可以由事件周期性導(dǎo)出速率，這最終對(duì)應(yīng)于頻率傳輸。這例如可以被用于以如下方式將在進(jìn)行接收的通信模塊2中的時(shí)鐘與發(fā)送器I的時(shí)鐘同步:接收器2的時(shí)鐘以接收的速率時(shí)鐘(或者以從中導(dǎo)出的時(shí)鐘)來(lái)繼續(xù)計(jì)數(shù)并且使用所述事件的數(shù)據(jù)，以便傳輸時(shí)間信息。
[0060]這里，例如第二模塊32是系統(tǒng)的時(shí)間發(fā)生器。模塊32周期地發(fā)送FP14“TimeSync”。為此的邏輯被實(shí)現(xiàn)為硬件/FPGA并且被連接到FP分組源36。FP 14的傳輸周期可以由模塊32的本地時(shí)鐘來(lái)推導(dǎo)。FP 14 “TimeSync”的一個(gè)或多個(gè)可以包括附加的有用數(shù)據(jù)，例如時(shí)間信息。第一模塊30和第三模塊33的FP分組阱37上的接收邏輯可以從FP 14的接收時(shí)刻中導(dǎo)出第二模塊32的時(shí)鐘的速率，使得模塊30、33由此控制其自己的時(shí)鐘并且必要時(shí)進(jìn)行校正并且由此可以保證，自己的時(shí)鐘與第二模塊32的時(shí)鐘同步地運(yùn)行。在FP 14的有用數(shù)據(jù)中附加的包含的時(shí)間信息于是可以被用于，調(diào)節(jié)第一模塊30或第三模塊33的時(shí)鐘時(shí)間。因此通過(guò)在FP 14中包含的有用數(shù)據(jù)，接收模塊30、33的時(shí)鐘時(shí)間可以被設(shè)定到絕對(duì)值，相反通過(guò)FP 14的接收時(shí)刻或者由其導(dǎo)出的時(shí)鐘可以進(jìn)行時(shí)鐘時(shí)間的相對(duì)校正。替換地，第二模塊32也可以?xún)H僅操控第一模塊30，第三模塊33于是可以由第一模塊30來(lái)操控。
[0061]除了對(duì)于時(shí)鐘同步的特定應(yīng)用之外，周期性事件適于各種任務(wù):例如看門(mén)狗、周期地檢測(cè)測(cè)量數(shù)據(jù)等等。
【權(quán)利要求】
1.用于經(jīng)由將兩個(gè)通信模塊(1，2;30，32，33)相互連接的傳輸介質(zhì)(3)在這兩個(gè)通信模塊(1，2 ;30，32，33)之間傳輸數(shù)據(jù)分組(10，11，12 ；14)的方法，其特征在于，在第一數(shù)據(jù)分組(11)的傳輸運(yùn)行的情況下進(jìn)行發(fā)送的通信模塊(I ;32)將短期要發(fā)送的第二數(shù)據(jù)分組(14)直接嵌入該運(yùn)行的第一數(shù)據(jù)分組(11)中，將第一數(shù)據(jù)分組(11)的還未傳輸?shù)氖Ｓ嗖糠?11.2，11.3，……)中間存儲(chǔ)并且在傳輸了第二數(shù)據(jù)分組(14)之后傳輸該第一數(shù)據(jù)分組(11)的剩余部分(11.2，11.3，……)，并且進(jìn)行接收的通信模塊(2)中間存儲(chǔ)所接收的第一數(shù)據(jù)分組(11)的開(kāi)始部分(11.1)，接收第二數(shù)據(jù)分組(14)并且轉(zhuǎn)發(fā)以便繼續(xù)處理，并且在接收了第二數(shù)據(jù)分組(14)之后接收第一數(shù)據(jù)分組(11)的剩余部分(11.2，11.3，……)，將第一數(shù)據(jù)分組(11)的剩余部分(11.2，11.3，……)與中間存儲(chǔ)的第一數(shù)據(jù)分組(11)的開(kāi)始部分(11.1)連接并且將完整的第一數(shù)據(jù)分組(11)轉(zhuǎn)發(fā)以便繼續(xù)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在實(shí)現(xiàn)該方法之前，首先檢驗(yàn)參與的通信模塊(1，2 ;30，32，33)在硬件上是否完全能夠?qū)嵤┰摲椒ǎ⑶抑挥挟?dāng)參與的通信模塊(1，2 ;30，32，33)能夠?qū)嵤┰摲椒〞r(shí)，才實(shí)施該方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，以預(yù)先給定的延遲(T_V)轉(zhuǎn)發(fā)所接收的完整的第一數(shù)據(jù)分組(11)以便繼續(xù)處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，第一數(shù)據(jù)分組(11)的要傳輸?shù)氖Ｓ嗖糠?11.2，11.3，……)由進(jìn)行發(fā)送的通信模塊(I ;32)配備有用于表示作為部分分組的標(biāo)識(shí)字段(27 ;28)，并且進(jìn)行接收的通信模塊(2 ;30，33)借助所述標(biāo)識(shí)字段(27，28)的內(nèi)容來(lái)識(shí)別:所接收的數(shù)據(jù)是具有第一數(shù)據(jù)分組(11)的剩余部分(11.2，11.3，……)的部分分組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，根據(jù)以太網(wǎng)規(guī)范來(lái)構(gòu)建數(shù)據(jù)分組(10，11，12)并且經(jīng)由 所述傳輸介質(zhì)(3)來(lái)傳輸所述數(shù)據(jù)分組。
6.根據(jù)權(quán)利要求4和5所述的方法，其特征在于，該標(biāo)識(shí)字段(27;28)具有至少部分與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)分組的傳統(tǒng)前導(dǎo)不同的值。
7.用于經(jīng)由傳輸介質(zhì)(3)向另一通信模塊(2;30，33)發(fā)送數(shù)據(jù)分組(10，11，12 ;14)的通信模塊(I ;32)，其中所述傳輸介質(zhì)將這兩個(gè)通信模塊(1，2 ;30，32，33)相互連接，其特征在于，進(jìn)行發(fā)送的通信模塊(I)具有用于中間存儲(chǔ)要發(fā)送的第一數(shù)據(jù)分組(11)或該第一數(shù)據(jù)分組(11)的還未傳輸?shù)氖Ｓ嗖糠?11.2)的中間存儲(chǔ)器(25)和布置在中間存儲(chǔ)器(25)和傳輸介質(zhì)(3)之間的復(fù)用器(23)，所述復(fù)用器用于將要施加到傳輸介質(zhì)(3)上來(lái)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在被中間存儲(chǔ)在該中間存儲(chǔ)器(25)的第一數(shù)據(jù)分組(11)或該第一數(shù)據(jù)分組(11)的被中間存儲(chǔ)的還未傳輸?shù)氖Ｓ嗖糠?11.2)與短期要發(fā)送的第二數(shù)據(jù)分組(14)之間進(jìn)行切換。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的通信模塊(I;32)，其特征在于，該通信模塊(I ;32)具有用于數(shù)據(jù)分組(4)的發(fā)送裝置、用于調(diào)節(jié)對(duì)傳輸介質(zhì)(3)的訪問(wèn)的裝置(5)和用于實(shí)現(xiàn)比特傳輸層的裝置(6)，其中該中間存儲(chǔ)器(25)和該復(fù)用器(23)布置在用于調(diào)節(jié)對(duì)傳輸介質(zhì)(3)的訪問(wèn)的裝置(5 )和用于實(shí)現(xiàn)比特傳輸層的裝置(6 )之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的通信模塊(I;32)，其特征在于，該通信模塊(I ;32)具有用于數(shù)據(jù)分組(10，11，12)的 發(fā)送-接收裝置(4)、用于要發(fā)送的數(shù)據(jù)分組(10，11，12)的中間存儲(chǔ)器(25)和用于接收的數(shù)據(jù)分組(10，11，12)的另外的中間存儲(chǔ)器(26)以及用于要發(fā)送的數(shù)據(jù)的復(fù)用器(23)和用于接收的數(shù)據(jù)的解復(fù)用器(24)。
10.用于經(jīng)由傳輸介質(zhì)(3)從另一通信模塊(I;32)接收數(shù)據(jù)分組(10，11，12 ;14)的通信模塊(2 ;30，33)，其中該傳輸介質(zhì)將這兩個(gè)通信模塊(1，2 ;30，32，33)相互連接，其特征在于，進(jìn)行接收的通信模塊(2 ;30，33)具有用于中間存儲(chǔ)接收的第一數(shù)據(jù)分組(11)的中間存儲(chǔ)器(26)和布置在傳輸介質(zhì)(3)和中間存儲(chǔ)器(26)之間的解復(fù)用器(24)，所述解復(fù)用器用于將經(jīng)由傳輸介質(zhì)(3)接收的數(shù)據(jù)在用于第一數(shù)據(jù)分組(11)的中間存儲(chǔ)器(26)與用于繼續(xù)處理短期經(jīng)由傳輸介質(zhì)(3)發(fā)送的并且由所述通信模塊(2 ;30，33)接收的第二數(shù)據(jù)分組(14)的裝置(21)之間進(jìn)行切換。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的通信模塊(2;30，33)，其特征在于，該通信模塊(2 ;30，33)具有用于數(shù)據(jù)分組(10，11，12)的接收裝置(4)、用于調(diào)節(jié)對(duì)傳輸介質(zhì)(3)的訪問(wèn)的裝置(5)和用于實(shí)現(xiàn)比特傳輸層的裝置(6)，其中該中間存儲(chǔ)器(26)和該解復(fù)用器(24)布置在用于調(diào)節(jié)對(duì)傳輸介質(zhì)(3)的訪問(wèn)的裝置(5)和用于實(shí)現(xiàn)比特傳輸層的裝置(6)之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的通信模塊(2;30，33)，其特征在于，用于繼續(xù)處理短期經(jīng)由傳輸介質(zhì)(3)發(fā)送的并且由所述通信模塊(2 ;30，33)接收的第二數(shù)據(jù)分組(14)的裝置(21)是用于調(diào)節(jié)對(duì)傳輸介質(zhì)(3)的訪問(wèn)的裝置(5)的集成的組成部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的通信模塊(2;30，33)，其特征在于，用于繼續(xù)處理短期經(jīng)由傳輸介質(zhì)(3)發(fā)送的并且由所述通信模塊(2 ;30，33)接收的第二數(shù)據(jù)分組(14)的裝置(21)是用于數(shù)據(jù)分組(10，11，12)的接收裝置(4)的集成的組成部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13之一所述的通信模塊(2;30，33)，其特征在于，該通信模塊(2;30，33)具有用于數(shù)據(jù)分組(10，11，12)的發(fā)送-接收裝置(4)、用于要發(fā)送的數(shù)據(jù)分組(10，11，12)的中間存儲(chǔ)器(25)和用于接收的數(shù)據(jù)分組(10，11，12)的另外的中間存儲(chǔ)器(26)以及用于要發(fā)送的數(shù)據(jù)的復(fù)用器(23)和用于接收的數(shù)據(jù)的解復(fù)用器(24)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14 之一所述的通信模塊(2;30，33)，其特征在于，所述通信模塊(2 ；30,33)以硬件、可編程硬件、尤其是以現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA的形式或以軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11至15之一所述的通信模塊(2;30，33)，其特征在于，用于實(shí)現(xiàn)比特傳輸層的裝置(6)和通信模塊(2 ;30，33)的計(jì)算設(shè)備集成在一個(gè)電子部件中，該計(jì)算設(shè)備尤其是中央處理單元CPU形式。
【文檔編號(hào)】H04L12/865GK103812797SQ201310569420
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月14日
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