[发明专利]数据通信

说明书

本发明涉及一种从附带于第一个串行总线的源向附带于第二个串行总线的宿传输同步数据的方法。本发明还涉及一种按照该方法运行的通信系统和一种数据总线装置。

同步数据流的要求是它们必须基本上稳定地流动，这通常是因为它们包含以实时方式呈现信息的应用程序将要使用的数据。总线在特定的环境类型和使用模式中具有的优点是：它们提供了连接和通信能力利用的灵活性。这种灵活性容易和同步的流需求发生冲突。

这个问题的一个已知的解决方案就是使这种总线上的时间具有以周期或帧结构形式的节奏。因此对于稳定流的一个符合要求的近似可通过安排使得在每个帧或周期内向总线提供合适大小的信息块来获得。理想情况是，这个块的大小应为精确的常数，但是流数据速率的不可预知性以及对块按比特、字节或者甚至更大数据单元为单位的大小的需求通常会阻碍这一点。因此，实际上，周期与周期之间数据块的大小可能有一些小的变化，但是通常可用简单的装置对由此引入的抖动进行平滑。

为了总线自身管理的目的，通常向数据块增加头标，并且如果需要数据校验，还增加尾标。在这种方式下数据包通常称为分组。对于装置部件之间的连接，以比特串行模式运行的总线具有的优点是：连接电缆有很少的分开的导线。在同步传输很重要的应用领域中更喜好的有线总线倾向于这种类型并且它们以高速运行。同等的无线网络也使用比特串行传输。

在这样一种串行总线上的同步流通信为直通式。源流所需的带宽被转化为每个总线周期的分组净荷大小，这样净荷大小与周期速率的乘积为流速率，带有分组的额外开销的余量和可能采用某些取整以应付离散的数据单元大小。然后进行一些安排以确保每个周期内总线上的相应间隔是可用的。分组被发送装置或源一个周期接一个周期地提供给总线并被目标装置或宿取回，在此进行源流重组。

原则上，可通过将几个这样的总线链接在一起而构成更复杂的网络。连接每个总线上接口装置的链路可能是在一个包括双方参与的接口节点的界限内，或者它们本身就可能是其他跨越相当长距离的通信网络装置的一部分。在理想情况以及任一极端情况下，这些对于控制总线自身内部运行的实体将是不可见的。

如果这样的总线网络将支持同步流的传输，那么端到端连接的所有元素必须提供相同的总保证带宽，而且同时必须能够管理分组和周期或帧结构。对此的已知解决方案是要求所涉及的所有总线的“节奏”被同步以使分组按照适当的规律自然地通过网络。然而这种同步不是一个简单的任务。

本发明的一个目的是使得一个串行数据总线上的源与一个不同串行数据总线上的宿之间能够进行同步数据通信，该不同串行数据总线具有与第一个数据总线近似的周期，而不要求这两个总线同步。

本发明提供了一种从附带于第一个串行总线的源向附带于第二个串行总线的宿传送同步数据的方法，所述的第一个和第二个总线使用近似但不同步的周期循环地运行，该方法包含以下步骤：确定第一个和第二个总线周期间关于频率的容限，将传输数据组装成分组，根据该容限向分组分配一个可变大小的数据净荷，在分组中包含一个用于表示净荷大小的头标，在数据宿接收分组，并使用表示数据净荷大小的分组头标从分组中提取数据净荷。

本发明基于这样的现实情况，即：即使未实现同步也可通过考虑各种总线周期速率的最大容限并制定使分组数据净荷能够适应最慢总线的最大数据传输速率，来确保所有数据在总线间通过。这意味着没有充分利用对于更快总线的数据净荷，但是如果周期速率差别很小，例如当两个或更多个IEEE 1394总线互连时，那么数据传输量的浪费就会较少。应该注意所参考的IEEE 1394仅仅是示范性的，而本发明同样适用于其它有线和无线的总线系统。

该方法可进一步包括以下步骤：在第二个总线接收从第一个总线传输来的数据分组，将接收的分组送入接收分组寄存器，当先入先出(FIFO)存储器中存在足够空间时，将每个接收的分组传递到FIFO存储器，以第二个总线的周期速率从FIFO存储器读出输出的数据分组，该输出分组包含了被选择用以保持FIFO存储器平均容量基本恒定的数据净荷。

这样数据分组被传输给作为附带于第二个总线的宿的目标装置。在第二个总线上，组装的数据分组以依赖于第二个总线周期速率的速率传输。数据净荷的大小被调整为使FIFO的容量尽可能保持接近恒定，结果在目标装置或宿内接收分组的平均速率将与第一个总线上的发送装置或源发送数据的平均速率相同。

本方法可进一步包括在数据净荷中包含一个用以表示含在接收分组中的数据结束的代码的步骤，该接收分组的数据净荷构成输出数据分组的数据净荷的初始部分。