[发明专利]支持实时数据抢占的MAC IP核装置及数据传输方法

权利要求书

1.一种基于以太网模型的介质访问控制知识产权核装置，所述以太网模型，包括：高层、协调层、物理层和MAC层，其特征在于：MAC层设有的介质访问控制知识产权核，包括：

支持抢占MAC模块(1)，用于产生控制请求信号，并将该请求信号发往介质访问控制模块(4)，当控制请求信号的含义为保持时，介质访问控制模块4开启抢占功能，当控制请求信号的含义为释放时，介质访问控制模块4关闭抢占功能；

实时数据帧介质访问控制模块(2)，用于传输实时业务时，将以太网的高层实时业务数据流组帧成输出实时以太网数据帧，并发往介质访问控制模块(4)；在接收实时业务时，接收介质访问控制模块(4)传来的输入实时以太网数据帧，并发往以太网的高层；

非实时数据帧介质访问控制模块(3)，用于传输非实时业务时，将以太网高层的非实时业务数据流组帧成输出非实时以太网数据帧，并发往介质访问控制模块(4)；在接收非实时业务时，接收介质访问控制模块(4)传来的输入非实时以太网数据帧，并发往以太网的高层；

介质访问控制模块(4)，用于验证链路是否支持抢占功能，并根据传输业务的过程中mPacket数据帧的比特流数据对数据流分别进行直接传输和重组帧之后传输，接收来自支持抢占MAC模块(1)的控制请求信号，并根据信号的含义决定开启或关闭抢占功能；接收来自实时数据帧介质访问控制模块(2)的实时以太网数据帧，并直接传输到以太网协调层；接收来自非实时数据帧介质访问控制模块(3)的非实时以太网数据帧，重组帧后传输到以太网协调层；接收来自以太网协调层实时以太网数据帧，并直接传输到实时数据帧介质访问控制模块(2)；接收来自以太网协调层的mPacket数据帧，并重组成非实时以太网数据帧后传输到非实时数据帧介质访问控制模块(3)。

2.根据权利要求1的装置，其特征在于：所述介质访问控制模块(4)，包括：

实时滤波子模块(41)，用于接收来自以太网的协调层的mPacket数据帧的比特流数据，并判断所接收的mPacket数据帧的类型和是否为错误帧，并将数据帧分别发往接收处理子模块(42)、实时数据帧介质访问控制模块(2)和验证子模块(43)；

接收处理子模块(42)，用于接收并处理来自实时滤波子模块(41)的数据帧，并将mPacket数据帧组帧成以太网帧，发往非实时数据帧介质访问控制模块(3)；

验证子模块(43)，用于向以太网的协调层发送验证帧和接收来自以太网协调层的响应帧，并通过接收到的响应帧对链路是否支持抢占功能进行验证；

传输处理子模块(44)，用于将来自实时数据帧介质访问控制模块(2)的实时以太网数据帧直接传输到以太网的协调层，并将非实时数据帧介质访问控制模块(3)的非实时以太网数据帧进行重组成mPacket数据帧后发往以太网的协调层。

3.根据权利要求2所述装置，其特征在于：进行数据传输中所使用的mPacket数据帧，包括以下两种：

第一种帧由第一前导码、第一帧开始符、第一数据和第一帧校验组成；

第二种帧由第二前导码、第二帧开始符、帧顺序符、第二数据和第二帧校验组成；

所述第一前导码，由7个数值为0x55的字节组成，用于接收数据时进行时间同步；

所述第一帧开始符，用于标志接收数据的开始和标志当前mPacket数据帧的类型；

所述第一数据，用于携带当前mPacket数据帧的有效信息；

所述第一帧校验，用于数据帧的校验；

所述第二前导码，由6个数值为0x55的字节组成，用于接收数据时进行时间同步；

所述第二帧开始符，用于标志接收数据的开始和标志当前mPacket数据帧的类型；

所述帧顺序符，用于标志当前mPacket数据帧的顺序；

所述第二数据，用于携带当前mPacket数据帧的有效信息；

所述第二帧校验，用于数据帧的校验。

4.一种利用权利要求3装置进行数据传输的方法，包括以下步骤：

1)验证链路的抢占功能：

发射装置A向接收装置B发送验证帧，接收装置B接收到验证帧后向发射装置A发送响应帧，发射装置A根据收到的响应帧验证链路是否支持抢占功能，如果响应帧正确，则链路支持抢占功能，如果响应帧错误，则链路不支持抢占功能，验证过程结束；

2)根据以太网数据帧的类型，判断发送时是否进行重组帧：

当发送的数据帧为实时以太网数据帧时，则不对数据帧进行重组帧，直接将数据帧传输到以太网的协调层；

当发送的是非实时以太网数据帧时，并且在发送过程中没有实时以太网数据帧进行抢占，则直接将非实时以太网数据帧重组成所述第一种帧，执行步骤4)；

当发送的是非实时以太网数据帧时，并且在发送的过程中有实时以太网数据帧进行抢占，则需要将非实时以太网数据帧重组成所述第一种帧和所述第二种帧，执行步骤5)；

3)根据以太网数据帧的类型，判断接收时是否进行重组帧：

当接收的数据帧为实时以太网数据帧时，则不对数据帧进行重组帧，直接将数据帧传输到实时数据帧介质访问控制模块(2)；

当接收的数据帧为所述mPacket数据帧时，则需要对mPacket数据帧重组帧成非实时以太网数据帧，执行步骤6)；

4)向以太网的协调层发送所述第一种帧的第一前导码、第一帧开始符，再发送去除了前导码、帧开始符的以太网帧的剩余数据，完成所述第一种帧的重组和发送；

5)重组成多个所述mPacket数据帧，并向以太网的协调层发送：

5a)发送所述第一前导码、所述第一帧开始符，执行步骤5c)；

5b)发送所述第二前导码、所述第二帧开始符、所述帧顺序符，执行步骤5c)；

5c)发送去除了前导码、帧开始符的以太网帧的剩余数据，如果此过程中发生了抢占，执行步骤5d)，如果此过程中没有发生抢占，执行步骤5e)；

5d)暂停数据的发送，生成所述第二帧校验并发送，完成所述第二种帧的重组和发送，返回步骤5b)；

5e)发送以太网帧的所有剩余数据，完成所述非实时以太网数据帧的重组和发送；

6)向实时数据帧介质访问控制模块(2)传输以太网帧的前导码和帧开始符，然后根据所述mPacket数据帧的顺序将所述第一数据和第二数据提取出来并传输，最后传输帧校验，完成非实时以太网数据帧的重组和传输。