传输数据分组的方法及发送和接收数据分组的通信模块技术

本发明专利技术涉及一种用于经由将两个通信模块相互连接的传输介质在这两个通信模块之间传输数据分组的方法以及对应的通信模块。本发明专利技术建议在第一数据分组传输运行的情况下进行发送的通信模块将短期要发送的第二数据分组直接嵌入该运行的第一数据分组中，将第一数据分组的还未传输的剩余部分中间存储并且在传输了第二数据分组之后传输该第一数据分组的剩余部分，并且进行接收的通信模块中间存储所接收的第一数据分组的开始部分，接收第二数据分组并且转发以便继续处理并且在接收了第二数据分组之后接收第一数据分组的剩余部分，将其与中间存储的第一数据分组的开始部分连接并且将完整的第一数据分组转发以便继续处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于经由将两个通信模块相互连接的传输介质在这两个通信模块之间传输数据分组的方法。此外本专利技术还涉及用于经由传输介质向另一通信模块发送数据分组的通信模块，其中所述传输介质将这两个通信模块相互连接。最后本专利技术还涉及用于经由传输介质从另一通信模块接收数据分组的通信模块，其中所述传输介质将这两个通信模块相互连接。
技术介绍
由现有技术已知多种不同类型的面向分组的数据传输。这种数据传输的一个例子是借助以太网连接的数据传输。但是本专利技术不局限于以太网通信连接，而是在意义上也适于任意其他面向分组的通信连接。面向分组的通信连接的通信模块包括发送/接收装置（所谓的“分组收发器”）用于发送和接收数据分组。传输段包括用于调节对传输介质的访问的装置（所谓的介质访问控制器，MAC）。该传输介质例如可以被构造为线缆。但是也可以考虑将传输介质构造为用于光传输数据分组的光导体或者构造为用于经由无线电或光学连接（例如红外连接）传输数据分组的无线传输介质。该传输介质由用于实现比特传输层的装置（所谓的物理接口，PHY层）来操作。PHY在MAC侧具有专用的数据接口（例如介质独立接口MII；千兆比特介质独立接口，GMII；等）并且在朝着传输介质的侧上具有对应的传输接口。在PHY的物理层面上，尤其也可以实现错误识别，在该错误识别中PHY向MAC表明在接收数据分组时的错误。在以太网中，对于在两个数据分组之间的最小距离（所谓的帧间间隙）指定确定值。MAC在以太网中顺序地处理分组。这导致：被分组收发器以高优先级发送的数据分组只有在传输介质在发送方向上空闲时才被MAC处理。接着带有所希望的高优先级或者所希望的低传输延迟的这样的数据分组被称为“快分组（Fast Paket （FP））”。在由现有技术已知的面向分组的通信连接中，在传输介质空闲时立刻传输FP并且由进行接收的通信模块对应地无大的延迟地接收。但是如果恰好发送一个数据分组，则FP的发送一直延迟到传输介质又空闲为止。该延迟的持续时间基本上取决于：-恰好被处理（也即传输）的数据分组的剩余大小，-经由该传输介质的比特传输速率，以及-FP数据分组的长度（数据比特的数量）。数据分组的剩余大小在极端情况下可以对应于最大可能的数据分组大小。该值越高，FP的发送（并且从而FP的接收）就被延迟得越长。例如在以太网（最大分组长度1522字节）情况下最大延迟时间在考虑帧间间隙的情况下（在100M比特/秒传输速率时）为大约124μs或者（在1000M比特/秒传输速率时）为12.4μs。这种相对长的延迟时间恰好对于经常通过发生事件而被触发的高优先级FP的传输来说是不可接受的，因为该事件的发生应当尽可能快速地通知给进行接收的通信模块。同样由现有技术已知的替换的用于传输高优先级FP的方法可以在于，还在正好被发送的数据分组完全传输之前就中断它并且直接地传输FP。但是这导致两个不希望的效应：-正好被发送的数据分组的中断导致在通信网络中有错的分组。实际数据传输的质量可能因此不再能够被明确地评估，因为在接收侧有错的分组可能不仅仅归因于通信问题。因此如果没有附加的信息，传输错误的原因就不能被确定。  -有错的数据分组必须被进行接收的通信模块的“分组收发器”接收并且其传输已被中断的正好被发送的数据分组必须由进行发送的通信模块又一次地传输。由此提高了分组收发器的负荷，该分组收发器必须处理更多的数据分组。由于中断的数据分组的重新传输，降低了通信连接的可用带宽，其中很有可能发生冲突。冲突的数量取决于FP的频度和具有正常优先级的分组的频度。
技术实现思路
从所描述的现有技术出发，本专利技术的任务在于：在用于面向分组的数据传输的网络中实现高优先级数据分组的尽可能无延迟的传输，而这不会导致网络中有错的数据分组的上升，也不会由此导致有效数据传输速率的降低。为了解决该任务，从开始描述的用于传输数据分组的方法出发建议：在第一数据分组的传输运行的情况下进行发送的通信模块将短期要发送的第二数据分组直接嵌入该运行的第一数据分组中，将第一数据分组的还未传输的剩余部分中间存储并且在传输第二数据分组之后传输该第一数据分组的剩余部分，并且进行接收的通信模块中间存储所接收的第一数据分组的开始部分，接收第二数据分组并且转发以便继续处理并且在接收了第二数据分组之后接收第一数据分组的剩余部分，将该剩余部分与中间存储的第一数据分组的开始部分连接并且将完整的第一数据分组转发以便继续处理。利用本专利技术能够实现，在面向分组的网络中将紧急或者高优先级的数据分组（所谓的快分组，FP）立刻实时地从一个用户（进行发送的通信模块）向另一个用户（进行接收的通信模块）传输，而同时FP的运行时间分散（Laufzeitstreuung）（所谓的抖动）的最小。运行时间分散在此与按照相应的协议规范的“正常的”数据分组传送无关，在该网络中数据分组根据该协议规范被传输。如果例如将以太网作为传输系统，则对于带有2字节有用数据的FP的传输得到下面的传输时间：-以太网比特率100M比特/秒：大约0.8μs，-以太网比特率1000M比特/秒：大约0.4μs。作为对实时性的质量度量的运行时间分散与传输时间无关并且例如为：-以太网比特率100M比特/秒：大约0.12μs（与此相比在现有技术中：123.4μs），-以太网比特率1000M比特/秒：大约0.024μs（现有技术：12.4μs）。这些说明适用于“快分组”的一次性传输。对于带有同样特性的后面的“快分组”的传输，优选作出下面的约定：两个“快分组”的出现具有时间间隔，所述时间间隔至少对应于一个“快分组”的传输时间，因为否则第二“快分组”的传输时间会由于第一“快分组”的正好进行的传输而延长。对于具有例如2字节有用数据的快分组由此得到大约0.8μs（在100M比特/秒的以太网中）或者大约0.4μs（在1000M比特/秒的以太网中）的、两个“快分组”的最小间隔。但是这种约定在大多数情况下不是限制并且因此可以针对许多应用来作出。为了实现该约定，随着另外的FP的传输简单地等待如此长时间，直到在前的FP的传输结束。由此另一方面也得到，对于应当实现尽可能高的FP分组频率的情况FP应该尽可能小，以便将两个这种FP的可能的时间间隔保持得尽可能小。由于通过传输“快分组”而中断的第一数据分组的中间存储，实现了：正常数据分组的传输不被干扰。这些数据分组的传送不必被中断。这些数据分组也不必在传输FP之后被重新完整传输。由此，传输介质的全部带宽可以被用于“正常”分组和FP的传输。“正常分组”这里是指不是高优先级的、要直接传输的“快分组”的所有数据分组。但是本专利技术方法例如不仅仅允许下面的经由以太网的应用，其中出现的事件（所谓的Events）作为FP传输：-检测在通信模块中的事件，以FP形式向一个或多个接收器传输这些事件。接收器位于一个或多个其他模块中。由此在所述一个或多个接收机中触发活动（例如测量数据检测）。在多个连接的接收器中可以同时触发该活动（在本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于经由将两个通信模块（1，2；30，32，33）相互连接的传输介质（3）在这两个通信模块（1，2；30，32，33）之间传输数据分组（10，11，12；14）的方法，其特征在于，在第一数据分组（11）的传输运行的情况下进行发送的通信模块（1；32）将短期要发送的第二数据分组（14）直接嵌入该运行的第一数据分组（11）中，将第一数据分组（11）的还未传输的剩余部分（11.2，11.3，……）中间存储并且在传输了第二数据分组（14）之后传输该第一数据分组（11）的剩余部分（11.2，11.3，……），并且进行接收的通信模块（2）中间存储所接收的第一数据分组（11）的开始部分（11.1），接收第二数据分组（14）并且转发以便继续处理，并且在接收了第二数据分组（14）之后接收第一数据分组（11）的剩余部分（11.2，11.3，……），将第一数据分组（11）的剩余部分（11.2，11.3，……）与中间存储的第一数据分组（11）的开始部分（11.1）连接并且将完整的第一数据分组（11）转发以便继续处理。

【技术特征摘要】
2012.11.14 DE 102012220784.81.用于经由将两个通信模块（1，2；30，32，33）相互连接的传输介质（3）在这两个通信模块（1，2；30，32，33）之间传输数据分组（10，11，12；14）的方法，其特征在于，在第一数据分组（11）的传输运行的情况下进行发送的通信模块（1；32）将短期要发送的第二数据分组（14）直接嵌入该运行的第一数据分组（11）中，将第一数据分组（11）的还未传输的剩余部分（11.2，11.3，……）中间存储并且在传输了第二数据分组（14）之后传输该第一数据分组（11）的剩余部分（11.2，11.3，……），并且进行接收的通信模块（2）中间存储所接收的第一数据分组（11）的开始部分（11.1），接收第二数据分组（14）并且转发以便继续处理，并且在接收了第二数据分组（14）之后接收第一数据分组（11）的剩余部分（11.2，11.3，……），将第一数据分组（11）的剩余部分（11.2，11.3，……）与中间存储的第一数据分组（11）的开始部分（11.1）连接并且将完整的第一数据分组（11）转发以便继续处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在实现该方法之前，首先检验参与的通信模块（1，2；30，32，33）在硬件上是否完全能够实施该方法，并且只有当参与的通信模块（1，2；30，32，33）能够实施该方法时，才实施该方法。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，以预先给定的延迟（T_V）转发所接收的完整的第一数据分组（11）以便继续处理。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，第一数据分组（11）的要传输的剩余部分（11.2，11.3，……）由进行发送的通信模块（1；32）配备有用于表示作为部分分组的标识字段（27；28），并且进行接收的通信模块（2；30，33）借助所述标识字段（27，28）的内容来识别：所接收的数据是具有第一数据分组（11）的剩余部分（11.2，11.3，……）的部分分组。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，根据以太网规范来构建数据分组（10，11，12）并且经由所述传输介质（3）来传输所述数据分组。
6.根据权利要求4和5所述的方法，其特征在于，该标识字段（27；28）具有至少部分与以太网数据分组的传统前导不同的值。
7.用于经由传输介质（3）向另一通信模块（2；30，33）发送数据分组（10，11，12；14）的通信模块（1；32），其中所述传输介质将这两个通信模块（1，2；30，32，33）相互连接，其特征在于，进行发送的通信模块（1）具有用于中间存储要发送的第一数据分组（11）或该第一数据分组（11）的还未传输的剩余部分（11.2）的中间存储器（25）和布置在中间存储器（25）和传输介质（3）之间的复用器（23），所述复用器用于将要施加到传输介质（3）上来传输的数据在被中间存储在该中间存储器（25）的第一数据分组（11）或该第一数据分组（11）的被中间存储的还未传输的剩余部分（11.2）与短期要发送的第二数据分组（14）之间进行切换。
8.根据权利要求7所述的通信模块（1；32），其特征在于，该通信模块（1；32）具有用于数据分组（4）的发送装置、用于调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：M弗罗纳，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：