[发明专利]集成电路装置和执行直通转发的方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路装置和执行分组数据的直通转发的方法。

背景技术

在计算机网络领域中，直通转发，也被称为直通交换，是一种用于分组交换系统的交换方法，其中网络交换机在整个帧被网络交换机接收之前开始转发帧(或分组)。在目的地地址被处理后，这种转发操作通常尽可能早被执行。以这种方式，直通转发显著降低了通过交换机的等待时间。使用直通转发是分组导向的确定性自动化系统的重要特征。此外，这种系统的实施在工业市场中不断拓展，并且该项技术也日益渗透到家庭、医疗和汽车应用的解决方案。

直通转发系统通常要求严格控制交换机的等待时间(即在交换机接收的数据和该数据随后被交换机传输(转发)之间的延迟)和抖动(即连续帧的传输之间时间段的方差)以确保确定的行为和可伸缩性。通常，这种等待时间/抖动要求在不同的直通“模式”(例如不同的数据分组交换协议)之间是不同的。例如，这种直通模式可能包括，例如EtherNet 协议，诸如EtherCAT(控制自动化技术的EtherNet)、ProfiNET、Ethernet/IP、DLR(装置级环网技术)或IP业务的直通交换。控制等待时间和抖动对于包括EtherNet帧等等的直通转发模式特别重要，其中帧不可预知地被间隔并且可以是按秒间隔或背靠背，这有别于有可预知帧间隔的IP语音(VoIP)。为了使直通交换机在市场上更有竞争力，它必须能够在多个直通交换模式中支持这种确定性的行为和可伸缩性。

传统上，等待时间和抖动的紧密控制是由专用硬件块提供的，其被布置成满足特定等待时间和抖动要求。在单一的装置上使用这种专用硬件块导致了相对昂贵和不灵活的解决方案。特别是，为了使给定交换机能够满足一个以上的直通模式的要求，每个直通模式就需要分离的专用硬件块，从而对于交换机来说，导致了显著的成本增加、功耗以及不动产需求。

发明内容

正如附属权利要求中所描述的，本发明提供了一种集成电路装置和一种执行分组数据的直通确定性转发的方法。

本发明的具体实施例在附属权利要求中被陈述。

根据下文中描述的实施例，本发明的这些或其它方面将会很明显并且被阐述。

附图说明

根据附图，仅仅通过举例的方式，本发明的进一步细节、方面和实施例将被描述。在附图中，类似的符号被用于表示相同的或功能相似的元素。为了简便以及清晰，附图中的元素不一定按比例绘制。

图1显示了分组交换系统的例子的简化方框图。

图2显示了直通转发模式的例子的简化方框图。

图3显示了直通转发模式中的线程调度的简化例子。

图4-图8说明了一种执行分组数据的直通转发的方法的例子的一部分的简化流程图。

具体实施方式

现在将参照直通转发模式的例子描述本发明的例子，例如可以在分组交换系统中实施的直通转发模式。然而，本发明不限定于参照附图所描述的特定指令直通转发体系结构，并且可以同样适用于替代体系结构。例如，对于所说明的例子，直通转发模式被说明为包括用于控制直通转发操作的单一的、一元化的控制器单元。然而，本发明所描述的控制器的功能可以同样地在多个这种控制器之间被提供，和/或这种控制器的功能可以平等地分布于多个功能模式。此外，由于本发明说明的实施例可能大部分是通过使用本领域所属技术人员所熟知的电子元件和电路被实施，细节不会在比上述所说明的认为有必要的程度大的任何程度上进行解释。对本发明基本概念的理解以及认识是为了不混淆或偏离本发明所教之内容。

现在参照图1，图1说明了直通转发可以在其中被实施的分组交换系统100的例子的简化方框图。正如图1所说明的，分组数据通常在系统主装置110、115之间传输。在顶部数据流例子中，要发送的数据被布置成数据分组，或源主装置110的“帧”，然后通过分组交换系统100传输到目的地主装置115。数据帧通过从属交换模块120通过分组交换系统100路由/转发。为了降低分组交换系统100内的等待时间(即在数据被源主装置110传输和该数据被目的地主装置115接收之间的时间)，在从属装置120内实施直通转发是众所周知的。