專利名稱：數(shù)據(jù)分組交換的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)分組交換。
當一些獨立的設(shè)備需要往公用的數(shù)據(jù)總線進行寫入操作時，需要有一個將總線容量合理分配給各設(shè)備的裝置。有數(shù)據(jù)需要發(fā)送給總線的各設(shè)備會爭奪訪問權(quán)，而對于應(yīng)獲得訪問權(quán)的設(shè)備作出選擇的裝置叫做爭用解析裝置。
在許多情況下，可以訪問總線的設(shè)備群會包括一些具較高訪問優(yōu)先級和可優(yōu)先訪問總線的設(shè)備。在某些情況下可能需要兩個以上的優(yōu)先級，這時訪問權(quán)就應(yīng)按照優(yōu)先級進行安排。
以前的設(shè)施在其公用傳輸總線上已經(jīng)有過爭用解析裝置，即每一個分接到公用爭用解析通路上的設(shè)備只有一個輸入/輸出端口。這種形式的爭用解析裝置必然總是具有這樣的缺點，即優(yōu)先級的順序固定不變(例如由源地址確定)或測不準(例如哪一個設(shè)備首先放棄訪問權(quán)或哪個設(shè)備的時鐘較快)。環(huán)形(環(huán)路或“菊花鏈”)爭用解析裝置(其中各設(shè)備系成環(huán)形圍繞總線配置)就基本上消除了上述缺點。某一設(shè)備訪問完畢之后，環(huán)路中的下一個設(shè)備就取得優(yōu)先權(quán)，如此類推。
這類設(shè)施的例子在SuenshaHandelsbonken的英國專利GB1，250，352中有介紹。
本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)據(jù)分組交換裝置，這種裝置能為各數(shù)據(jù)分組提供一系列優(yōu)先級，從而基本上消除設(shè)備在位置上的異?，F(xiàn)象并提高總的傳輸效率。
根據(jù)本發(fā)明，提供的是一種將數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)接到傳輸通路的數(shù)據(jù)分組交換裝置，該裝置包括用以確定數(shù)據(jù)分組優(yōu)先級并將優(yōu)先標記附于其上的設(shè)備，一個數(shù)據(jù)分組可被附以單個高優(yōu)先標記以確保該分組是下一個待轉(zhuǎn)接到傳輸通路的分組，各個數(shù)據(jù)分組則可按順序附以較低的優(yōu)先標記，而在沒有更高優(yōu)先程度的標記時，數(shù)據(jù)分組就按該順序轉(zhuǎn)接到傳輸通路中，數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)接到傳輸通路時，就解除其優(yōu)先標記。
現(xiàn)在僅以舉例的方式參照附圖介紹本發(fā)明的一個實施例。附圖中

圖1是本發(fā)明訪問總線的設(shè)備的一種配置方式的示意圖;
圖2是圖1所示具有兩個數(shù)據(jù)分組優(yōu)先級的訪問總線的設(shè)備配置方式的狀態(tài)圖;
圖3是圖1所示具有N個數(shù)據(jù)分組優(yōu)先級的訪問總線的設(shè)備方式的狀態(tài)圖;
圖4a和4b是以多路傳送方式操作的一個訪問總線的設(shè)備配置方式的方框圖，其中的傳輸通路是通信鏈路的一個發(fā)送端;
圖5是以多路復(fù)用方式操作的一個訪問總線的設(shè)備配置方式的方框圖，其中的傳輸通路是一個單向環(huán)路;和圖6是圖2所示配置方式的差錯情況一覽表。
參看圖1。線路爭用解析的機理是基于一個通過所有訪問總線的設(shè)備的爭用環(huán)路。環(huán)路帶有N個可加以區(qū)別的標記，其中N個所需要的優(yōu)先級的數(shù)目。環(huán)路中在任何時候都只有由N個標記組成的一組標記，各標記具有不同的含意。一臺設(shè)備可以臨時取一個或一個以上的標記。關(guān)于其作用、設(shè)備的狀態(tài)和所需的訪問優(yōu)先級之間的關(guān)系將以兩個訪問優(yōu)先級為例加以說明。
圖2是一設(shè)備爭用解析的狀態(tài)圖，其中有兩個優(yōu)先級。如果我們假設(shè)數(shù)據(jù)輸入被劃分成大小適當?shù)姆纸M，則各分組不一定都需要大小相同不可，但確需有一個最大值，目的是為了防止某一設(shè)備過久地占用數(shù)據(jù)總線從而阻撓其它設(shè)備訪問總線。當某一設(shè)備擁有適當優(yōu)先標記組合時，就使它有權(quán)在公用數(shù)據(jù)總線上傳輸數(shù)據(jù)的一個分組。一臺設(shè)備除非它已具備待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，否則是不可以持有某一標記的。
SO表明一臺設(shè)備爭用端口處于靜止狀態(tài)。在此狀態(tài)下，一設(shè)備只是把所收到的標記傳給爭用解析環(huán)路1中的下一個設(shè)備。收到某一完整的數(shù)據(jù)分組之后，設(shè)備狀態(tài)就轉(zhuǎn)入S1。若該設(shè)備或分組具有較高的優(yōu)先級(PI)，則它就要等待并保有較高的優(yōu)先標記T1，然后它可以將分組進行傳送并放棄標記T1。在某些系統(tǒng)的配置方式中，總線上的數(shù)據(jù)分組前面帶有一個忙/閑的標志，在這種情況下，標記可以在分組被傳輸?shù)倪^程中同時傳過去，這時設(shè)備就要等到現(xiàn)行的分組傳輸完畢之后才傳送等待著的分組(即，該標記表示的不是“行”而是“下一個才輪到你”的意思)。
若該設(shè)備或分組的優(yōu)先級較低(P2)，則它會先奪取和保持T2標記，轉(zhuǎn)到狀態(tài)S2，直到它又持有標記T1(S3)時才將其在總線上傳送。它可能不是同時奪取T1和T2。這一步驟確保在爭用解析總線上優(yōu)先級P1較高的所有等待的分組都具有優(yōu)先在總線上傳輸?shù)臋C會。為確保這一點，具有訪問總線的優(yōu)先級P1(只需要標記T1)的設(shè)備也會持有標記T2并將兩個標記一起放棄，不然的話各標記可能會分離，而在所有的設(shè)備具有訪問優(yōu)選級P1的機會之前就容許具有優(yōu)先級P2的設(shè)備訪問總線。
應(yīng)該理解的是，在環(huán)路中是有若干具有優(yōu)先級P1和P2的設(shè)備同時要求訪問傳輸通路的。
一臺需要優(yōu)先級P1的設(shè)備對T2是置之不理而奪取并保持T1的。若該設(shè)備在獲得T1之后但在它傳輸完畢之前，T2處于可用的狀態(tài)，則該設(shè)備也會同時保有T2。該設(shè)備任務(wù)完成之后就先后棄T1和T2。
一臺需要優(yōu)先級P2的設(shè)備對T1是置之不理而奪取并保持T2的。只有該設(shè)備保有T2時它才能奪取并保持T1，也只有這時它才能訪問數(shù)據(jù)總線。該設(shè)備任務(wù)完畢之后先后棄T2和T1。
可以看出，一臺優(yōu)先級低的設(shè)備只有在環(huán)路中的任何其它具有高優(yōu)先級的設(shè)備有機會訪問數(shù)據(jù)總線之后才能訪問數(shù)據(jù)總線。
本發(fā)明的一個實用實施方案可以是一個在設(shè)備爭用的各端口之間具有異步邏輯設(shè)計的專用總線環(huán)路。單個脈沖在環(huán)路中循環(huán)著，前沿代表T1，后沿代表T2。
一臺需要訪問總線的優(yōu)先級P1的設(shè)備在檢測出低/高轉(zhuǎn)變(標記T1)時它會保持使輸出處于低的狀態(tài)(即“保有”標記)并使用總線。若該設(shè)備在完成任務(wù)之前檢測出高/低轉(zhuǎn)變，它保留低輸出狀態(tài)(即這時“保有”T1和T2)。若該設(shè)備在完成任務(wù)之前沒有檢測出高/低轉(zhuǎn)變，則它傳輸?shù)?高(T1)-暫停-高/低(T2)。
一臺需要訪問總線的優(yōu)先級為P2的設(shè)備在檢測出高/低(T2)時，會保持輸出處于高的狀態(tài)(即、“保持”T2)。在檢測出低/高(T1)時，該設(shè)備就使用總線。完成任務(wù)之后，它傳輸高/低(T2)-暫停-低-高(T1)。
有了這種專用的信號線路就有可能進行不計時或“自行計時”的操作。這具有這樣的好處，即減少了各標記通過各節(jié)點的傳播延遲時間，因為邏輯電路不是按外部時鐘的速率而是按自身最佳的速率工作的，在這種場合下計時時間間隔按“最壞情況”的傳播時延而設(shè)定。
在這種情況下需要防止因信號兩邊緣之間不論在兩個方向的任一方向上的間隔降到零而可能引起的累計性和變化著的傳插時延。這是通過在各節(jié)點上加設(shè)延遲電路來完成，這樣可以使輸出信號各正負邊緣之間和負正邊緣之間的間隔達到最小程度?？偟恼f來對爭用信號環(huán)路的影響是將邊緣之間的最小間隔調(diào)整到其容許限度范圍的上端有一延遲電路的節(jié)點的最小間隔。
本發(fā)明的另一實施方案是用在一個二進制位多路復(fù)用系統(tǒng)，其中其它數(shù)據(jù)都在一公用通信數(shù)據(jù)總線上。但這就要求對各信號進行計時。
多路復(fù)用最適用于當多個節(jié)點爭用訪問一個可能是通信通路的單向環(huán)路或發(fā)送端的公用傳輸媒體或數(shù)據(jù)總線的情況。
爭用信號糜泄嬖虻爻魷衷詮么忻教逡閻恢蒙系牡ジ齠莆槐硎盡５ジ鱟刺恢卸系刂馗純梢越饈透米刺中爻魷幀 圖3中例示了具有采用N個標記的N個訪問優(yōu)先級的布局的狀態(tài)圖。圖3的布局與圖2的類似。擁有最高優(yōu)先級的各設(shè)備奪取最高優(yōu)先標記T1，而且若存在較低的優(yōu)先標記T2、T3…TN時就保持這些優(yōu)先標記直到其數(shù)據(jù)已被傳輸為止。擁有次高優(yōu)先級的各設(shè)備奪取優(yōu)先標記T2且當存在較低優(yōu)先標記T3…TN時就保持該標記，同時最高優(yōu)先標記T1被傳送到環(huán)路中的下一個設(shè)備。對于其余各標記，情況類似。
通信通路發(fā)送端的情況如圖4a和4b所示。數(shù)據(jù)傳輸通過各個節(jié)點，不發(fā)生任何變化，盡管一個作為已建立了訪問的節(jié)點可以向該數(shù)據(jù)上附加。爭用信號二進制位如前所述是通過爭用解析邏輯電路在該節(jié)點上進行處理的?？梢园褷幱眯盘柡蛿?shù)據(jù)看作是偶然在同一個總線上發(fā)生的完全互相分離的通信。為防止同樣的數(shù)據(jù)不斷地循環(huán)，發(fā)送終端設(shè)備可以將兩個通信過程分開，將數(shù)據(jù)發(fā)送并將爭用信號循環(huán)回第一節(jié)點上。在某些新的數(shù)據(jù)僅僅是重寫在舊的數(shù)據(jù)上的體系結(jié)構(gòu)中，則該特殊措施不一定需要。
圖5是單向環(huán)路的情況。在此情況下，數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送是在各節(jié)點上進行的，爭用信號和前面一樣處理。數(shù)據(jù)可以按照所采用的環(huán)路協(xié)議加以刪除或就那么留著并重寫于已建立訪問的發(fā)送節(jié)點處。
環(huán)路是單向環(huán)路時，還存在著對若干通信通路進行多路復(fù)用的可能性，各通信通路在同一個支座(bearer)上具有自己的爭用信號。這種環(huán)路有時叫做“開槽環(huán)路”(slottedring)。
從圖6可以看到，某些情況是一些差錯情況。差錯(1)意味著爭用解析環(huán)路中有一個以上的T1，設(shè)備應(yīng)刪除所檢測出的標記。差錯(2)意味著環(huán)路中有一個以上的T2，所檢測出的標記應(yīng)刪除。差錯(3)意味著設(shè)備本身出了差錯，因為在狀態(tài)S2的情況下，訪問優(yōu)先級不可能為P1。
各設(shè)備對差錯1和2所采取的行動將確保能消除雙重訪問情況，盡管爭用解析環(huán)路中的一個軟差錯(softerror)可能會使某一信息在校正之前就為雙重訪問情況所破壞。這種同時發(fā)生的可能性會是非常小，而且不可能引起什么問題。
爭用解析環(huán)路中有軟差錯時可能會導(dǎo)致一個或一個以上標記的丟失。為控制住這種情況并進行起動，各設(shè)備將對各標記逐次到達的時間間隔進行計時。若該時間間隔超過各設(shè)備在環(huán)路中發(fā)送一分組所需要的時間，則設(shè)備會引入一個新的標記。鑒于所有的設(shè)備將對時間間隔計時，因而可以加多個標記;在這種情況下，由上述差錯情況將會除去多余的標記。
應(yīng)該理解的是，通信通路或總線可以是時分多路復(fù)用(TDM)系統(tǒng)中的一個時隙，也可以是一根固定的線路電纜。此外應(yīng)該指出的是，在T2標記必須按與T1標記有關(guān)的分組加以發(fā)送的同時，T1標記可以獨立地環(huán)繞環(huán)路傳送。
還應(yīng)該理解的是，數(shù)據(jù)總線可以是任何傳輸通路。
權(quán)利要求
1.一種將數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)接到傳輸通路中的數(shù)據(jù)分組交換裝置，其特征在于，該裝置包括確定數(shù)據(jù)分組優(yōu)先級并將優(yōu)先標記附到其上去的設(shè)備，在單個高優(yōu)先標記可附到數(shù)據(jù)分組上，以確保該分組是下一個應(yīng)轉(zhuǎn)接到傳輸通路中去的分組，還有至少一個按順序可附到各數(shù)據(jù)分組上去的較低優(yōu)先標記，并且在工作時其它分組上不附有更高優(yōu)先級的標記，那些相應(yīng)的數(shù)據(jù)分組按所述順序轉(zhuǎn)接到傳輸通路中，且當某一數(shù)據(jù)分組被轉(zhuǎn)接到該傳輸通路中時，其優(yōu)先標記就被解除。
2.如權(quán)利要求1所述的交換裝置，其特征在于，具有單個低優(yōu)先標記。
3.如權(quán)利要求1或2所述的交換裝置，其特征在于傳輸通路包括時多路復(fù)用(T.D.M.)通信系統(tǒng)中的一個時隙。
4.如權(quán)利要求1或2所述的交換裝置，其特征在于，傳輸通路包括一固定的電纜。
5.如權(quán)利要求2、3或4所述的交換裝置，其特征在于，各標記由一標記信號的前沿和后沿組成。
6.如以上任一權(quán)利要求所述的交換裝置，其特征在于，設(shè)置有傳輸數(shù)據(jù)分組的最大時隙。
7.基本如上并參照附圖所述的交換裝置。
全文摘要
一種數(shù)據(jù)分組交換裝置，其中各數(shù)據(jù)分組按優(yōu)先級轉(zhuǎn)接到傳輸通路上。數(shù)據(jù)分組的優(yōu)先級是在一環(huán)路中確定，并由此產(chǎn)生優(yōu)先標記。高優(yōu)先標記確保當存在下一次機會時其數(shù)據(jù)分組被轉(zhuǎn)接到傳輸通路上。較低的優(yōu)先標記由相應(yīng)的各分組所保有，直到所有的數(shù)據(jù)分組優(yōu)先級已確定下來且沒有更高的優(yōu)先級產(chǎn)生為止，這樣每當下一次時，相應(yīng)的一個數(shù)據(jù)分組就被轉(zhuǎn)接到傳輸通路上。
文檔編號H04L12/417GK1035218SQ89100768
公開日1989年8月30日 申請日期1989年2月10日 優(yōu)先權(quán)日1988年2月10日
發(fā)明者約翰·斯潘塞·阿諾德 申請人:普列斯海外有限公司