專利名稱:用于傳輸數(shù)據(jù)包的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于在以太網(wǎng)自動化網(wǎng)絡中傳輸數(shù)據(jù)包的方法，特別是一種用于傳輸具有不同優(yōu)先級的數(shù)據(jù)包的方法。
背景技術(shù)：
由現(xiàn)有技術(shù)已知了用于傳輸數(shù)據(jù)包的方法。DE 10 2008 039 580A1公開了一種用于在通信網(wǎng)絡中傳輸數(shù)據(jù)包的方法，其中，在通信網(wǎng)絡的發(fā)送器和接收器之間傳輸具有低優(yōu)先級的第一數(shù)據(jù)包，并且其中，優(yōu)選地在發(fā)送器和接收器之間傳輸與第一數(shù)據(jù)包相比具有高優(yōu)先級的第二數(shù)據(jù)包。對于要由發(fā)送器傳輸?shù)浇邮掌魃系牡诙?shù)據(jù)包而言，要檢驗目前是否在傳輸?shù)谝粩?shù)據(jù)包。如果檢驗目前是否在傳輸?shù)谝粩?shù)據(jù)包的結(jié)果為正，則中止或中斷第一數(shù)據(jù)包的傳輸，并隨后傳輸?shù)诙?shù)據(jù)包。在第二數(shù)據(jù)包的傳輸之后，重復進行還未傳輸?shù)牡谝粩?shù)據(jù)包的傳輸，或者進行不完整傳輸?shù)牡谝粩?shù)據(jù)包的剩余部分的傳輸。并行于發(fā) 送過程，每個第一數(shù)據(jù)包都存儲在緩沖寄存器中，并且在完整地將第一數(shù)據(jù)包傳輸?shù)浇邮掌魃虾?，才將其從緩沖寄存器中刪除。
EP I 734 700A1描述了一種在應用以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸路徑的情況下，用于在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡中傳輸數(shù)據(jù)的方法。此處描述了一種用于傳輸數(shù)據(jù)的方法，其中，為了傳輸分配有第二優(yōu)先級的第二數(shù)據(jù)電報，中斷分配有第一優(yōu)先級的第一數(shù)據(jù)電報的傳輸。
W02009/089850A1描述了一種用于運行通信網(wǎng)絡、特別是符合以太網(wǎng)技術(shù)的局域數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的方法。為了縮短在傳輸時間敏感的數(shù)據(jù)幀時的等待時間，根據(jù)發(fā)明所述，由交換機將第一數(shù)據(jù)幀劃分為多個數(shù)據(jù)碎片,第一數(shù)據(jù)幀的至少一個數(shù)據(jù)碎片通過交換機的發(fā)送端口傳輸至另一交換機的接收端口，第一數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)碎片的傳輸被交換機中斷，并且具有與第一數(shù)據(jù)幀相比的較高的優(yōu)先級的至少一個第二數(shù)據(jù)幀通過交換機的發(fā)送端口傳輸至另一交換機的接收端口，隨后繼續(xù)將第一數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)碎片通過交換機的發(fā)送端口傳輸至另一交換機的接收端口，并且由另一交換機根據(jù)接收的數(shù)據(jù)碎片，重建第一數(shù)據(jù)幀。除此之外，當前發(fā)明還涉及交換機以及通信網(wǎng)絡。
發(fā)明內(nèi)容
與此相對，本發(fā)明的目的在于，完成一種改進的用于在以太網(wǎng)自動化網(wǎng)絡中傳輸數(shù)據(jù)包的方法、一種改進的用于以太網(wǎng)自動化系統(tǒng)的發(fā)送器、一種改進的計算機程序產(chǎn)品以及一種改進的自動化系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的通過獨立權(quán)利要求
的特征得以實現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求
中說明本發(fā)明的實施方式。
本發(fā)明涉及一種用于在以太網(wǎng)自動化網(wǎng)絡中傳輸數(shù)據(jù)包的方法。其中，數(shù)據(jù)包由多個數(shù)據(jù)幀組成。數(shù)據(jù)幀的最小尺寸為小于64字節(jié)。由現(xiàn)有技術(shù)已知的以太網(wǎng)網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)幀的最小尺寸為64字節(jié)，這是因為只有超過該最小尺寸，以太網(wǎng)中的沖突檢測才能起作用。以太網(wǎng)中的沖突檢測根據(jù)所謂的載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測(Carrier SenseMultiple Access/Collision Detection (CSMA/CD))方法起作用。對此，64 字節(jié)的最小中貞尺寸是有必要的，以此，發(fā)送器能夠檢測到已發(fā)送幀與另一幀的沖突，并以此得到信息，即該幀沒有正確地被接收器接收。
在一種符合本發(fā)明實施方式的方法中，通過發(fā)送器接收具有第一優(yōu)先級的第一數(shù)據(jù)包。發(fā)送器可以是例如網(wǎng)絡節(jié)點、路由器、交換機或者橋。隨后，啟動從發(fā)送器到接收器的第一數(shù)據(jù)包的發(fā)送過程。在該發(fā)送過程期間，接收具有第二優(yōu)先級的第二數(shù)據(jù)包。其中，第二優(yōu)先級高于第一優(yōu)先級。另外，應將第二數(shù)據(jù)包傳輸至接收器。要注意也可能有更多的優(yōu)先級，而非僅僅只有兩種優(yōu)先級。不同的優(yōu)先級別說明網(wǎng)絡內(nèi)的數(shù)據(jù)包的重要性。例如，實時數(shù)據(jù)具有相對高的或者甚至是最高的優(yōu)先級，而用戶數(shù)據(jù)(例如互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù))具有相對低的或者甚至是最低的優(yōu)先級。通過比較優(yōu)先級，發(fā)送器得到信息，即關(guān)于自動化網(wǎng)絡的作用原理的包有多重要。例如應盡可能快地轉(zhuǎn)發(fā)實時數(shù)據(jù)，這是因為延遲可能會干擾通過自動化網(wǎng)絡實施的自動化過程。
自動化網(wǎng)絡能夠設計為例如工業(yè)自動化網(wǎng)絡?？梢栽O計、設定和/或設置此類工業(yè)自動化網(wǎng)絡，例如用于控制和/或調(diào)節(jié)工業(yè)設備(例如生產(chǎn)設備、輸送設備等)、機器·和/或裝置。特別地，自動化網(wǎng)絡或者說工業(yè)自動化網(wǎng)絡能夠具有實時通信協(xié)議(例如Profinet、Profibus現(xiàn)場總線、實時以太網(wǎng)(Real-Time-Ethernet),用于至少在參與到控制任務和/或調(diào)節(jié)任務的部件之間(例如在控制單元和要控制的設備和/或機器之間)進行通信。同樣地，也能實現(xiàn)通過存儲介質(zhì)完成的數(shù)據(jù)的安全傳輸。
此外，除了實時通信協(xié)議之外，在自動化網(wǎng)絡或者說工業(yè)自動化網(wǎng)絡中，還設置有至少另一個通信協(xié)議(其不需要是實時性的)，例如用于監(jiān)控、設定、重新編程和/或重新參數(shù)化自動化網(wǎng)絡中的一個或者多個控制單元。
自動化網(wǎng)絡能夠包括例如有線連接的通信部件和/或無線的通信部件。另外，自動化網(wǎng)絡能夠包括至少一個自動化裝置。
自動化裝置可以是例如具有控制任務或者說可控制性的計算機、個人電腦和/或控制器。特別地，自動化裝置可以是例如工業(yè)自動化裝置，其可以設計、設定和/或設置為例如專門用于控制和/或調(diào)節(jié)工業(yè)設備。特別地，此類自動化裝置或者說工業(yè)自動化裝置能夠是實時性的，即能夠?qū)崿F(xiàn)實時的控制或者說調(diào)節(jié)。為此，自動化裝置或者說工業(yè)自動化裝置可以包括例如實時操作系統(tǒng)，和/或至少另外支持實時性的、用于通信的通信協(xié)議(例如Profinet、Prifibus現(xiàn)場總線、實時以太網(wǎng))。
自動化網(wǎng)絡包括多個傳感器和執(zhí)行器。執(zhí)行器和傳感器由至少一個控制裝置進行控制。執(zhí)行器、傳感器和至少一個控制裝置相互交換數(shù)據(jù)。為了數(shù)據(jù)交換，應用自動化協(xié)議。至少一個控制裝置這樣控制執(zhí)行器、傳感器和數(shù)據(jù)交換，以便進行機械生產(chǎn)過程，在該過程中生產(chǎn)例如產(chǎn)品。
工業(yè)自動化裝置可以是例如可編程控制器、可編程控制器的模塊或者部件、內(nèi)置在計算機或者個人電腦中的可編程控制器、以及相應的現(xiàn)場用儀表、傳感器和/或執(zhí)行元件、輸入裝置和/或輸出裝置或者類似的用于連接到可編程控制器上的裝置，或者可以包括此類裝置。
當前發(fā)明意義上的自動化協(xié)議理解為下述各類的協(xié)議，即這些協(xié)議設置用于、適合于和/或設定用于與根據(jù)當前說明書所述的自動化裝置進行通信。此類自動化協(xié)議可以是例如Profibus總線協(xié)議(例如根據(jù)IEC61158/EN50170)、Profibus-DP協(xié)議、Profibus-PA 協(xié)議、Profinet 協(xié)議、Profinet-IO 協(xié)議、根據(jù) AS 接口的協(xié)議、根據(jù) IO-Link的協(xié)議、KNX協(xié)議、根據(jù)多點接口(Multipoint-Interface，MPI)的協(xié)議、用于點對點連接(Point-to-Point,PtP)的協(xié)議、符合S7通信規(guī)格的協(xié)議(其例如設置和設定用于西門子公司的可編程控制器的通信)，或者也可以是工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議、或者實時以太網(wǎng)協(xié)議、或者說其它用于與自動化裝置通信的專門協(xié)議。作為當前說明書意義上的自動化協(xié)議，也可以設置有上述協(xié)議的任意組合。
如果也就是說接收了具有和第一數(shù)據(jù)包相比更高的優(yōu)先級的第二數(shù)據(jù)包，則在第一數(shù)據(jù)包的其中一個數(shù)據(jù)幀內(nèi)，發(fā)送器中止第一數(shù)據(jù)包的發(fā)送過程。在接收第二數(shù)據(jù)包的時刻，中止該發(fā)送過程。也就是說中止了數(shù)據(jù)幀的傳輸，該數(shù)據(jù)幀在接收第二數(shù)據(jù)包的時刻處于發(fā)送過程中。隨后，實現(xiàn)從發(fā)送器到接收器的第二數(shù)據(jù)包的傳輸。
在數(shù)據(jù)幀內(nèi)的發(fā)送過程的中止具有優(yōu)點，即更快地通過發(fā)送器發(fā)送較高優(yōu)先級的 數(shù)據(jù)。相反地，在現(xiàn)有技術(shù)中始終傳輸數(shù)據(jù)幀直至結(jié)束。由此，如果在接收第二數(shù)據(jù)包時，數(shù)據(jù)幀的發(fā)送過程才剛剛開始，則在64字節(jié)的數(shù)據(jù)幀的最小尺寸的情況下(如在以太網(wǎng)中的規(guī)定)，在傳輸速度為100Mbit/s時，產(chǎn)生5微秒的延遲。舉例來說，如果現(xiàn)在第二數(shù)據(jù)包包括實時數(shù)據(jù)，則發(fā)送器可能延遲5微秒后對該實時數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)發(fā)。該延遲在自動化網(wǎng)絡的每個發(fā)送器中都會倍增。因此，總共產(chǎn)生每個網(wǎng)絡節(jié)點5μ s的延遲。這會導致實時數(shù)據(jù)延遲過多，并且在自動化網(wǎng)絡中產(chǎn)生故障。
由于數(shù)據(jù)幀的最小尺寸為小于64字節(jié)，發(fā)送第二數(shù)據(jù)包時的該延遲縮短。例如，如果數(shù)據(jù)幀只有I字節(jié)，則在數(shù)據(jù)傳輸速度為lOOMbit/s時的延遲降至80ns。數(shù)據(jù)幀的最小尺寸能夠減小至I字節(jié)。不得低于這I字節(jié)，以免產(chǎn)生調(diào)準誤差。
如果還未達到數(shù)據(jù)幀的最小尺寸，而在此時在數(shù)據(jù)幀內(nèi)中止了第一數(shù)據(jù)包的發(fā)送過程，則在lOOMbit/s的速度的情況下，發(fā)送第二數(shù)據(jù)包的延遲降至40ns。在這種情況下，也就只必須發(fā)送最后的半字節(jié)。半字節(jié)就是字節(jié)的一半、即4比特。在此，不需要傳輸一個完整的字節(jié)，這是因為調(diào)準誤差沒有本質(zhì)影響。所中止的數(shù)據(jù)幀在接收器處也會被丟棄。在這種情況下，由于中止數(shù)據(jù)幀并且未發(fā)送最后的完整字節(jié)而產(chǎn)生的調(diào)準誤差變得不重要。如果傳輸了第二數(shù)據(jù)包，則必須隨后重新傳輸所中止的數(shù)據(jù)幀。如果所中止的數(shù)據(jù)幀的一部分已被接收器接收，則其在接收器處被丟棄。
最后的半字節(jié)必須完整傳輸，這是因為例如所謂的簡化媒體獨立接口(ReducedMedia Independent Interfaces (RMII))利用半字節(jié)進行工作。小于I個的半字節(jié)(即4比特)的傳輸在此是不可能的。
將數(shù)據(jù)幀的最小尺寸減小至小于64字節(jié)是有利的，這是因為必須盡量減少在幀內(nèi)中止第一數(shù)據(jù)包的傳輸?shù)念l率。幀尺寸越小，必須中止發(fā)送過程以傳輸?shù)诙?shù)據(jù)包的情況就越少。數(shù)據(jù)幀的最小尺寸越大，就越頻繁地在第一數(shù)據(jù)包的一個數(shù)據(jù)幀內(nèi)中止第一數(shù)據(jù)包的發(fā)送過程，由此第一數(shù)據(jù)包的整個傳輸時間明顯延遲，這是因為必須始終重新傳輸中斷的數(shù)據(jù)幀。由此，會極其緩慢地通過自動化網(wǎng)絡傳輸具有低優(yōu)先級的數(shù)據(jù)包，因為其數(shù)據(jù)傳輸始終重復地通過具有第二優(yōu)先級的數(shù)據(jù)包中斷。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，在發(fā)送過程期間，緩沖存儲第一數(shù)據(jù)包的每個數(shù)據(jù)幀。如果中止發(fā)送過程，則再一次將其傳輸被中止的數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)骄彌_寄存器上。這會在傳輸了第二數(shù)據(jù)包后進行。
通過數(shù)據(jù)幀的緩沖存儲而實現(xiàn)了，即在發(fā)送過程中斷時，其傳輸被中斷的數(shù)據(jù)幀不會丟失。此類數(shù)據(jù)幀不會正確地被接收器接收。因此，必須再一次將其傳輸?shù)浇邮掌魃稀?br>根據(jù)本發(fā)明的實施方式，第一數(shù)據(jù)包的發(fā)送過程和第二數(shù)據(jù)包的傳輸通過從發(fā)送器到接收器的傳輸路徑實現(xiàn)。該傳輸路徑僅僅被用于在全雙工方法中從發(fā)送器到接收器的數(shù)據(jù)傳輸。換句話說，同時在兩個方向上，在發(fā)送器和接收器之間交換數(shù)據(jù)包，而不會造成數(shù)據(jù)包之間的沖突。通過該特征，避免了通過相同的傳輸路徑在相反的方向上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包之間的沖突。以此也在數(shù)據(jù)幀的最小尺寸小于64字節(jié)時避免了沖突。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，第一數(shù)據(jù)包的傳輸在半字節(jié)的傳輸后中止。半字節(jié)由4比特組成。替換方式是第一數(shù)據(jù)包的傳輸能夠在完整字節(jié)的傳輸后中止。例如對于媒體獨立接口(Media Independent Interfaces (Mil))而言就是這種情況,其中最小可傳輸?shù)膯挝皇亲止?jié)。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，在數(shù)據(jù)幀的第一部分接收完畢后，發(fā)送器立即轉(zhuǎn)發(fā)第一和第二數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)幀的一個數(shù)據(jù)幀。這也可以被稱作所謂的直通式交換(Cut ThroughSwitching)。以此，數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)加速，這是因為不用等到發(fā)送器完全接收數(shù)據(jù)包，就能開始到接收器的發(fā)送。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，第一和第二數(shù)據(jù)包的每個數(shù)據(jù)幀都包括目標地址。該目標地址確定通過發(fā)送器的哪一個網(wǎng)絡接口將相應的數(shù)據(jù)幀傳輸至接收器。換句話說，發(fā)送器的發(fā)送端口由目標地址確定。在發(fā)送端口(其也能被稱作網(wǎng)絡接口)上只連接有接收器。以此保證數(shù)據(jù)包的快速轉(zhuǎn)發(fā)，這是因為通過簡單地讀取目標地址，直接確定了應通過其將相應的數(shù)據(jù)幀傳輸至接收器的網(wǎng)絡接口。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，第二數(shù)據(jù)包包括自動化網(wǎng)絡的實時數(shù)據(jù)。必須盡可能快地轉(zhuǎn)發(fā)自動化網(wǎng)絡的實時數(shù)據(jù)，這是因為其對于自動化網(wǎng)絡內(nèi)的自動化過程的正確運行是必要的。特別地，由于實時數(shù)據(jù)的過度延遲，自動化過程可能會陷入停頓或者只會有故障地運行。因此，有利的是盡可能快地通過發(fā)送器將具有更高優(yōu)先級的第二數(shù)據(jù)包發(fā)送至接收器。
在另一方面，本發(fā)明涉及一種用于以太網(wǎng)自動化網(wǎng)絡的發(fā)送器，該發(fā)送器用于傳輸數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包由多個數(shù)據(jù)幀組成。數(shù)據(jù)幀的最小尺寸為小于64字節(jié)。發(fā)送器包括用于接收具有第一優(yōu)先級的第一數(shù)據(jù)包的裝置。其可以是例如網(wǎng)絡接口。除此之外，發(fā)送器還包括用于啟動第一數(shù)據(jù)包到接收器的發(fā)送過程的裝置。該發(fā)送過程可以由例如處理器啟動。第一數(shù)據(jù)包能夠通過例如另一網(wǎng)絡接口發(fā)送至接收器。
此外，發(fā)送器包括用于接收具有第二優(yōu)先級的第二數(shù)據(jù)包的裝置。該數(shù)據(jù)包可以通過例如與第一數(shù)據(jù)包相同的網(wǎng)絡接口或者通過另一網(wǎng)絡接口接收。第二優(yōu)先級高于第一數(shù)據(jù)包的第一優(yōu)先級。第二數(shù)據(jù)包同樣應傳輸至接收器。這可以通過例如數(shù)據(jù)包所包括的目標地址確定。目標地址可以由例如處理器讀取。
除此之外，發(fā)送器還包括用于在第一數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)幀的其中一個數(shù)據(jù)幀內(nèi)中止第一數(shù)據(jù)包的發(fā)送過程的裝置。如果在接收第二數(shù)據(jù)包的時刻，有數(shù)據(jù)幀處于發(fā)送過程中，則中止該數(shù)據(jù)幀的發(fā)送過程。當接收具有第二優(yōu)先級的第二數(shù)據(jù)包時，會中止第一數(shù)據(jù)包的發(fā)送過程。除此之外，發(fā)送器還包括用于將第二數(shù)據(jù)包傳輸至接收器的裝置。這可以通過例如與第一數(shù)據(jù)包的發(fā)送過程相同的網(wǎng)絡接口實現(xiàn)。
在另一方面，本發(fā)明涉及一種計算機程序產(chǎn)品，具有能夠通過發(fā)送器執(zhí)行的指令，這些指令在執(zhí)行時促使發(fā)送器實施根據(jù)本發(fā)明的實施方式所述的方法。
在另一方面，本發(fā)明涉及一種自動化網(wǎng)絡，具有至少一個根據(jù)本發(fā)明的實施方式所述的發(fā)送器。
接下來，根據(jù)附圖進一步闡述本發(fā)明的實施方式。圖中示出
圖I由多個數(shù)據(jù)幀組成的數(shù)據(jù)包的示意性視圖；
圖2根據(jù)本發(fā)明的實施方式所述的發(fā)送器的框圖；以及圖3根據(jù)本發(fā)明的實施方式所述的方法的流程框圖。
如果元件的功能一致，則接下來的附圖中的元件用同一參考標號標識。
具體實施方式
圖I是數(shù)據(jù)包100的示意性視圖。數(shù)據(jù)包100由多個幀102-102””’組成。每個數(shù)據(jù)幀102具有小于64字節(jié)的最小尺寸。在通過發(fā)送器(例如網(wǎng)絡節(jié)點、路由器、交換器或者橋)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包100時，能夠在其中一個數(shù)據(jù)幀102-102””’內(nèi)中止數(shù)據(jù)包的發(fā)送過程。在圖I中示例性示出在位置104處中止數(shù)據(jù)幀102’’的傳輸。舉例來說，如果應通過目前發(fā)送該數(shù)據(jù)幀102”的發(fā)送器來發(fā)送比在此顯示的數(shù)據(jù)包100有更高優(yōu)先級的另一數(shù)據(jù)包(圖I未顯示)，則能夠在位置104處中止數(shù)據(jù)幀102”的發(fā)送過程。如果數(shù)據(jù)包100包括用戶數(shù)據(jù)(例如互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù))，而另一在圖I中未顯示的數(shù)據(jù)包包括重要的實時數(shù)據(jù)，這些實時數(shù)據(jù)對自動化網(wǎng)絡的自動化過程十分必要，則會是這種情況。如果現(xiàn)在應將更多的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至相同的接收器，則中止數(shù)據(jù)幀102’’的傳輸，而沒有將數(shù)據(jù)幀102”完整傳輸至接收器。以此，能夠盡可能快地將在此未顯示的更高優(yōu)先級的具有實時數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至接收器。在更高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)包的傳輸后，再一次傳輸所中止的數(shù)據(jù)幀102”，這是因為其因未完整傳輸而不能正確地被接收器接收。
除此之外，將數(shù)據(jù)幀的最小尺寸減小至小于64字節(jié)是有利的，因為這樣的話，不必像具有更大最小尺寸的數(shù)據(jù)幀一樣，如此頻繁地中止數(shù)據(jù)幀的傳輸。以此，也可靠地以可接受的速度傳輸?shù)蛢?yōu)先級的數(shù)據(jù)。對于數(shù)據(jù)幀102的較大的最小尺寸而言，會頻繁地中止低優(yōu)先級的數(shù)據(jù)幀102的傳輸，這是因為必須傳輸更高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)包。在這種情況下，會明顯延遲低優(yōu)先級的數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。
圖2是具有處理器202、數(shù)據(jù)存儲器204和程序指令206的發(fā)送器200的框圖。處理器202設計為用于執(zhí)行程序指令206。此外，發(fā)送器200包括網(wǎng)絡接口 208-208”。通過網(wǎng)絡接口 208-208”，發(fā)送器200與自動化網(wǎng)絡的其它部件連接。例如，發(fā)送器200能夠通過網(wǎng)絡接口 208與接收器連接，并且通過網(wǎng)絡接口 208’和208”與其它發(fā)送器連接，而發(fā)送器200又從這些發(fā)送器處接收數(shù)據(jù)。換句話說，在這種情況下，發(fā)送器200設計為通過網(wǎng)絡接口 208將通過網(wǎng)絡接口 208’或者208”接收的數(shù)據(jù)包發(fā)出至接收器。
在運行中，通過網(wǎng)絡接口 208’或者208”接收了具有第一優(yōu)先級的第一數(shù)據(jù)包。接著，處理器202讀取第一數(shù)據(jù)包的目標地址，并且啟動第一數(shù)據(jù)包通過網(wǎng)絡接口 208到接收器的發(fā)送過程。在發(fā)送過程期間，通過其中一個網(wǎng)絡接口 208’或者208”接收具有第二優(yōu)先級的第二數(shù)據(jù)包。第二優(yōu)先級高于第一優(yōu)先級。處理器202在此也讀取第二數(shù)據(jù)包的目標地址。該目標地址與第一數(shù)據(jù)包的目標地址一致。換句話說，第二數(shù)據(jù)包同樣也應傳輸至接收器。優(yōu)先級也被處理器分別讀取。通過對比第一優(yōu)先級與第二優(yōu)先級，處理器202具有信息，即相比于數(shù)據(jù)包的發(fā)送過程，第二數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)對于自動化網(wǎng)絡更重要。因此，在第一數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)幀之一內(nèi)中止第一數(shù)據(jù)包的發(fā)送過程。對于在接收第二數(shù)據(jù)包時處于發(fā)送過程中的數(shù)據(jù)幀進行中止。也就會盡可能快地將第二數(shù)據(jù)包發(fā)送至接收器。這減小了對于高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)(例如實時數(shù)據(jù))的延遲時間。在中止了第一數(shù)據(jù)包的發(fā)送過程后，第二數(shù)據(jù)包通過網(wǎng)絡接口 208被傳輸至接收器。如果實現(xiàn)了第二數(shù)據(jù)包的傳輸，則能夠重新開始第一數(shù)據(jù)包的發(fā)送過程。為此，再一次傳輸所中止的數(shù)據(jù)幀，這是因為該數(shù)據(jù)幀在之前無法正確地被接收器接收。包括所中止的數(shù)據(jù)幀的第一數(shù)據(jù)包能夠被存儲到例如數(shù)據(jù)存儲器204或者另一數(shù)據(jù)存儲器中?？梢员４嬲麄€數(shù)據(jù)包，但是也可以只保存一部分。例如，如果第一數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)幀已完整傳輸，則能夠分別對其進行刪除。因此，在數(shù)據(jù)存儲器中只會有那些還未被完整傳輸至接收器的第一數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)幀。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施方式所述的方法的流程框圖。在第一步驟SI中，通過發(fā)送器接收具有第一優(yōu)先級的第一數(shù)據(jù)包。接著在步驟S2中，啟動第一數(shù)據(jù)包從發(fā)送器到接收器的發(fā)送過程。在步驟S3中，該發(fā)送過程仍繼續(xù)。在步驟S3中，在一個時刻通過發(fā)送器接收具有第二優(yōu)先級的第二數(shù)據(jù)包，而與此同時，第一數(shù)據(jù)包的發(fā)送過程仍進行。其中，第二優(yōu)先級高于第一優(yōu)先級，并且第二數(shù)據(jù)包同樣應傳輸至與第一數(shù)據(jù)包相同的接收器。
接著，在步驟S4中，在第一數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)幀之一內(nèi)中止第一數(shù)據(jù)包的發(fā)送過程。如果在接收第二數(shù)據(jù)包的時刻，有數(shù)據(jù)幀處于發(fā)送過程中，則中止該數(shù)據(jù)幀的傳輸。也應盡可能快地中止發(fā)送過程。不必等到完整傳輸數(shù)據(jù)幀。接著，在步驟S5中由發(fā)送器將第二數(shù)據(jù)包傳輸至接收器。
如果第二數(shù)據(jù)包的傳輸結(jié)束，則能夠繼續(xù)第一數(shù)據(jù)包的發(fā)送過程。其中，重復傳輸所中止的數(shù)據(jù)幀，這是因為該數(shù)據(jù)幀在之前無法正確地被接收器接收。為此，在第二數(shù)據(jù)包的傳輸過程期間，將第一數(shù)據(jù)包緩沖存儲在發(fā)送器中。例如，能夠緩沖存儲整個第一數(shù)據(jù)包，或者只緩沖存儲尚未完整傳輸至接收器的第一數(shù)據(jù)包的那個相應部分。
權(quán)利要求
1.一種用于在以太網(wǎng)自動化網(wǎng)絡中傳輸數(shù)據(jù)包(100)的方法，其中，所述數(shù)據(jù)包由多個數(shù)據(jù)幀(102)組成，其中，所述數(shù)據(jù)幀(102)的最小尺寸為小于64字節(jié)，并且其中，所述方法包括下列步驟 -通過發(fā)送器(200)接收(SI)具有第一優(yōu)先級的第一數(shù)據(jù)包； -啟動(S2)所述第一數(shù)據(jù)包從所述發(fā)送器到接收器的發(fā)送過程； -在一個時刻通過所述發(fā)送器(200)接收(S3)具有第二優(yōu)先級的第二數(shù)據(jù)包，其中，所述第二優(yōu)先級高于所述第一優(yōu)先級，其中，所述第二數(shù)據(jù)包應傳輸至所述接收器；并且隨后， -在所述第一數(shù)據(jù)包的所述數(shù)據(jù)幀(102)的其中一個數(shù)據(jù)幀(102”)內(nèi)中止(S4)所述第一數(shù)據(jù)包的所述發(fā)送過程，所述第一數(shù)據(jù)包在接收所述第二數(shù)據(jù)包的所述時刻處于所述發(fā)送過程中；并且隨后 -將所述第二數(shù)據(jù)包從所述發(fā)送器(200)傳輸(S5)至所述接收器； 其中，在所述發(fā)送過程期間，所述第一數(shù)據(jù)包的每個數(shù)據(jù)幀(102)都被緩沖存儲在緩沖寄存器中，并且其中，在中止所述發(fā)送過程的情況下，在傳輸了所述第二數(shù)據(jù)包后，再一次從所述緩沖寄存器中傳輸其傳輸被中止的所述數(shù)據(jù)幀(102)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的方法，其中，所述第一數(shù)據(jù)包的所述發(fā)送過程和所述第二數(shù)據(jù)包的所述傳輸，通過從所述發(fā)送器到所述接收器的傳輸路徑實現(xiàn)，并且其中，所述傳輸路徑僅僅用于從所述發(fā)送器(200)到所述接收器的數(shù)據(jù)傳輸。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求
中任一項所述的方法，其中，在傳輸半字節(jié)或者一個字節(jié)后，中止所述第一數(shù)據(jù)包的所述傳輸。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求
中任一項所述的方法，其中，在所述數(shù)據(jù)幀的第一部分接收完畢后，所述發(fā)送器(200)立即轉(zhuǎn)發(fā)所述第一和所述第二數(shù)據(jù)包的所述數(shù)據(jù)幀(102)的一個數(shù)據(jù)幀。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求
中任一項所述的方法，其中，所述第一和所述第二數(shù)據(jù)包的每個所述數(shù)據(jù)幀(102)都包括目標地址，其中，所述目標地址確定通過所述發(fā)送器(200)的哪一個網(wǎng)絡接口將相應的所述數(shù)據(jù)幀傳輸至所述接收器。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求
中任一項所述的方法，其中，所述第二數(shù)據(jù)包包括所述自動化網(wǎng)絡的實時數(shù)據(jù)。
7.一種用于以太網(wǎng)自動化網(wǎng)絡的發(fā)送器(200)，所述發(fā)送器用于傳輸數(shù)據(jù)包，其中，所述數(shù)據(jù)包由多個數(shù)據(jù)幀(102)組成，其中，所述數(shù)據(jù)幀(102)的最小尺寸為小于64字節(jié)，所述發(fā)送器具有 -裝置(208’ ；208”)，用于接收具有第一優(yōu)先級的第一數(shù)據(jù)包； -裝置(202 ；206 ;208)，用于啟動所述第一數(shù)據(jù)包到接收器的發(fā)送過程； -裝置(208 ;208”)，用于接收具有第二優(yōu)先級的第二數(shù)據(jù)包，其中，所述第二優(yōu)先級高于所述第一優(yōu)先級，并且其中，所述第二數(shù)據(jù)包應傳輸至所述接收器； -裝置(202 ;206)，用于在所述第一數(shù)據(jù)包的所述數(shù)據(jù)幀(102)的其中一個數(shù)據(jù)幀內(nèi)中止所述第一數(shù)據(jù)包的所述發(fā)送過程，所述第一數(shù)據(jù)包在接收所述第二數(shù)據(jù)包的時刻處于所述發(fā)送過程中； -裝置(202 ；206 ;208)，用于將所述第二數(shù)據(jù)包傳輸至所述接收器；-緩沖寄存器，所述緩沖寄存器設計用于，在所述發(fā)送過程期間存儲所述第一數(shù)據(jù)包的每個數(shù)據(jù)幀(102)，并且其中，在中止所述發(fā)送過程的情況下，在傳輸了所述第二數(shù)據(jù)包后，再一次從所述緩沖寄存器中傳輸其傳輸被中止的所述數(shù)據(jù)幀(102)。
8.一種計算機程序產(chǎn)品(204)，具有能夠通過發(fā)送器(200)執(zhí)行的指令(206)，所述指令(206)在執(zhí)行時促使所述發(fā)送器(200)實施根據(jù)權(quán)利要求
I至6中任一項所述的方法。
9.一種具有至少一個根據(jù)權(quán)利要求
7所述的發(fā)送器(200)的自動化網(wǎng)絡。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種用于在以太網(wǎng)自動化網(wǎng)絡中傳輸數(shù)據(jù)包(100)的方法，其中，數(shù)據(jù)包由多個數(shù)據(jù)幀(102)組成，其中，數(shù)據(jù)幀(102)的最小尺寸為小于64字節(jié)，并且其中，該方法包括下列步驟通過發(fā)送器(200)接收(S1)具有第一優(yōu)先級的第一數(shù)據(jù)包；啟動(S2)第一數(shù)據(jù)包從發(fā)送器到接收器的發(fā)送過程；在一個時刻通過發(fā)送器(200)接收(S3)具有第二優(yōu)先級的第二數(shù)據(jù)包，其中，第二優(yōu)先級高于第一優(yōu)先級，其中，第二數(shù)據(jù)包應傳輸至接收器；并且隨后，在該第一數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)幀(102)的其中一個數(shù)據(jù)幀(102’’)內(nèi)中止第一數(shù)據(jù)包的發(fā)送過程，第一數(shù)據(jù)包在接收第二數(shù)據(jù)包的時刻處于發(fā)送過程中；并且隨后，將第二數(shù)據(jù)包從發(fā)送器(200)傳輸至接收器。
文檔編號GKCN102843288SQ201210213834
公開日2012年12月26日 申請日期2012年6月25日
發(fā)明者弗朗茨-約瑟夫·格茨, 京特·施泰因德爾 申請人:西門子公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan