中继装置以及数据传送方法制造方法及图纸

得到一种中继装置，该中继装置能够防止通用网络中延迟抖动的发生，以高优先级且通过固定延迟来传送具有特别的优先级的帧。具有：帧判定部(2)，其基于识别符，将接收帧针对各输出端口而分配为高优先级帧和低优先级帧；固定延迟队列(3)，其使高优先级帧延迟大于或等于能够由后级装置将帧正常地接收而进行传送或者废弃的帧长、以及规定的发送间隔之和的时间而进行发送；低优先级帧储存单元，其储存低优先级帧；发送帧选择部(5)，其进行下述控制，即，在发送高优先级帧的情况下，使低优先级帧的发送中断、进行重发；以及输出控制部(7)，其基于发送帧选择部(5)的控制，选择出向后级装置发送的帧。

Relay device and data transmission method

A relay device is provided which is capable of preventing the occurrence of delay jitter in a general network to transmit a frame having a particular priority with a high priority and a fixed delay. Has a determining part (2), frame based on the identifier, will receive the frame for each output port allocated to high priority frames and low priority frames; fixed delay queue (3), the high priority frame delay is greater than or equal to the level of device will normally receive frames are transmitted or discarded frames long, and the provisions of the sending interval and time of sending low priority frames; the storage unit, the storage of low priority frames; send frame selection unit (5), the following control, that is, to send high priority frames, sending the low priority frames and interrupt retransmission; and an output control section (7), which is based on the transmission frame selection section (5) of the control device, select back level transmitted frames.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种中继装置以及数据传送方法。
技术介绍
当前，在工业领域中，以太网(注册商标)化不断加深，在制造现场构建将PLC(Programmable Logic Controller)、逆变器、传感器等FA(Factory Automation)设备连结的通信网络即FA网络。在FA网络中，为了实现高速且高精度的动作控制，要求中继装置以恒定的延迟时间、即固定延迟来传送对延迟波动敏感的帧。作为需要以固定延迟来传送的固定延迟帧，举出在FA设备间的时刻同步中使用的帧等。在通常的中继装置中，使用对帧整体进行累积后输出的存储&转发(store&forward)方式的传送控制方式。对于存储&转发方式，能够通过使用将传送帧按类(class)进行分类、针对各类而定义出优先级的下述非专利文献1所记载的优先级队列(Priority Queuing)，优先地传送高优先级帧，从而缩短传送延迟时间。但是，对于存储&转发方式，即使使用前述优先级队列，也不能消除延迟抖动。其原因在于，对于存储&转发方式，在发送低优先级帧的过程中输入了高优先级帧的情况下，必须等待至低优先级帧的发送结束为止，导致高优先级帧的传送延迟时间发生波动。在输出端口处，只要发生高优先级帧和低优先级帧的传送冲突，则由低优先级帧的最大帧长和传输速度所决定的延迟抖动可能附加于高优先级帧的传送延迟时间。因此，为了消除高优先级帧的延迟抖动，要求避免输出端口处的高优先级帧和低优先级帧的传送冲突。另外，在存在多个输入端口的解复用置中，可能发生高优先级帧彼此间的传送冲突，还要求避免高优先级帧彼此间的传送冲突。关于降低前述的低优先级帧和高优先级帧的传送冲突时的高优先级帧的延迟抖动的技术，例如在下述专利文献1中公开了如下技术，即，中继装置在发送低优先级帧的过程中被输入了高优先级帧的情况下，通过将高优先级帧插入至低优先级帧之间而进行发送，从而降低高优先级帧的延迟抖动。中继装置在通过插入而发送的高优先级帧的前后附加表示插入位置的控制代码而进行发送。另外，在下述专利文献2中公开了与下述通信装置相关的技术，即，该通信装置在发生了低优先级帧和高优先级帧的传送冲突的情况下，中断低优先级帧的发送，优先地发送高优先级帧。通信装置将低优先级帧与发送并行地储存至重发缓冲器，在发送高优先级帧后重发与传送冲突相伴而中断了发送的低优先级帧。另外，在下述专利文献3中公开了下述技术，即，通过时隙控制，与低优先级帧相比，优先地传送高优先级帧。网络装置为了以低延迟来传送按照预先决定的恒定的周期反复进行传送的高优先级帧，因此在与发送周期同步的定时以恒定的周期设置对高优先级帧进行传送的传送区间，从而以低延迟来传送高优先级帧，在除此以外的空闲时间对低优先级帧进行传送。专利文献1：日本专利第4302014号公报专利文献2：日本专利第5094532号公报专利文献3：日本专利第5302559号公报非专利文献1：Constantinos Dovrolis，et al.”A Case for Relative Differentiated Services and the Proportional Differentiation Model”，IEEE Network September/October 1999，pp.26-34.
技术实现思路
但是，根据专利文献1，中继装置使用通用网络的标准以外的记号作为表示高优先级帧的插入位置的控制代码。因此，为了在通用网络中予以利用，需要在发送侧及接收侧设置进行高优先级帧的插入和提取的专用装置，不能利用在通用网络中广泛普及的设备来防止延迟抖动的发生。另外，根据专利文献2，通信装置在没有发生与低优先级帧的传送冲突的情况下立刻传送高优先级帧，与此相对，在发生了与低优先级帧的传送冲突的情况下，需要在中断了低优先级帧的传送后空出帧间隔而传送高优先级帧。因此，虽然能够实现高优先级帧的低延迟传送，但是不能消除延迟抖动。另外，根据专利文献3，由于网络装置在高优先级帧和低优先级帧在传送区间以外冲突的情况下以存储&转发方式进行传送，因此不能消除高优先级帧的延迟抖动。另外，由于网络装置在高优先级帧彼此的输入定时冲突的情况下以低延迟来传送能够输出的一方的帧，另一方以存储&转发方式进行传送，因此暂时对帧进行存储。因此，根据帧长的不同，会无法以帧的最小限的延迟抖动进行传送。本专利技术就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种中继装置以及数据传送方法，该中继装置以及数据传送方法能够防止通用网络中延迟抖动的发生，优先地以低延迟且以固定延迟来传送具有特别的优先级的帧。为了解决上述课题，实现目的，本专利技术的特征在于，具有：判定单元，其基于接收帧内定义的识别符，将所述接收帧针对各输出端口而分配为高优先级帧和与所述高优先级帧相比优先级较低的低优先级帧；高优先级队列，其使由所述判定单元所分配的所述高优先级帧延迟大于或等于能够由后级装置将帧正常地接收而进行传送或者废弃的帧长、以及规定的发送间隔之和的时间而进行发送；低优先级帧储存单元，其储存由所述判定单元所分配的所述低优先级帧；发送帧选择单元，其进行下述控制，即，在发送所述高优先级帧时正在发送所述低优先级帧的情况下，使所述低优先级帧的发送中断、进行重发；以及输出控制单元，其基于所述发送帧选择单元的控制，选择出向所述后级装置发送的帧。专利技术的效果本专利技术所涉及的中继装置以及数据传送方法具有下述效果，即，能够防止通用网络中延迟抖动的发生，优先地以低延迟且以固定延迟来传送具有特别的优先级的帧。附图说明图1是表示实施方式1所涉及的中继装置的结构例的图。图2是表示专利文献2所记载的通信装置中的高优先级帧的传送处理的图。图3是表示实施方式1的中继装置中的高优先级帧的传送处理的图。图4是表示实施方式1所涉及的中继装置的数据传送方法的流程图。图5是表示实施方式2所涉及的中继装置的结构例的图。图6是表示实施方式2所涉及的中继装置的高优先级帧的数据传送方法的流程图。图7是表示实施方式2所涉及的中继装置的低优先级帧的数据传送方法的流程图。图8是表示实施方式3所涉及的中继装置的结构例的图。图9是表示实施方式3的中继装置中的高优先级帧彼此的输出定时冲突的情况下的传送处理的图。图10是表示实施方式3所涉及的中继装置的数据传送方法的流程图。图11是表示实施方式4所涉及的中继装置的结构例的图。图12是表示实施方式4的中继装置中的高优先级帧彼此的输出定时冲突的情况下的传送处理的图。图13是表示实施方式4所涉及的中继装置的数据传送方法的流程图。图14是表示实施方式5的中继装置中的高优先级帧彼此的输出定时冲突的情况下先对低延迟传送的高优先级帧进行传送的传送处理的图。图15是表示实施方式5的中继装置中的高优先级帧彼此的输出定时冲突的情况下的传送处理的图，在该传送处理中，先对固定延迟传送的高优先级帧进行传送，并且包括低优先级帧的中断以及重发。图16是表示实施方式5所涉及的中继装置的数据传送方法的流程图。图17是表示硬件结构的图，该硬件结构用于实现中继装置的结构。具体实施方式下面，基于附图，对本专利技术所涉及的中继装置以及数据传送方法的实施方式进行详细说明。此外，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中继装置，其特征在于，具有：判定单元，其基于接收帧内定义的识别符，将所述接收帧针对各输出端口而分配为高优先级帧和与所述高优先级帧相比优先级较低的低优先级帧；高优先级队列，其使由所述判定单元所分配的所述高优先级帧延迟大于或等于能够由后级装置将帧正常地接收而进行传送或者废弃的帧长、以及规定的发送间隔之和的时间而进行发送；低优先级帧储存单元，其储存由所述判定单元所分配的所述低优先级帧；发送帧选择单元，其进行下述控制，即，在发送所述高优先级帧时正在发送所述低优先级帧的情况下，使所述低优先级帧的发送中断、进行重发；以及输出控制单元，其基于所述发送帧选择单元的控制，选择出向所述后级装置发送的帧。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.23 JP PCT/JP2014/0614691.一种中继装置，其特征在于，具有：判定单元，其基于接收帧内定义的识别符，将所述接收帧针对各输出端口而分配为高优先级帧和与所述高优先级帧相比优先级较低的低优先级帧；高优先级队列，其使由所述判定单元所分配的所述高优先级帧延迟大于或等于能够由后级装置将帧正常地接收而进行传送或者废弃的帧长、以及规定的发送间隔之和的时间而进行发送；低优先级帧储存单元，其储存由所述判定单元所分配的所述低优先级帧；发送帧选择单元，其进行下述控制，即，在发送所述高优先级帧时正在发送所述低优先级帧的情况下，使所述低优先级帧的发送中断、进行重发；以及输出控制单元，其基于所述发送帧选择单元的控制，选择出向所述后级装置发送的帧。2.根据权利要求1所述的中继装置，其特征在于，所述低优先级帧储存单元具有：低优先级帧缓冲器，其储存由所述判定单元所分配的所述低优先级帧；以及重发用缓冲器，其储存从所述低优先级帧缓冲器输出的所述低优先级帧，所述发送帧选择单元进行下述控制，即，在发送所述高优先级帧时正在从所述低优先级帧缓冲器发送所述低优先级帧的情况下，继续进行所述低优先级帧向所述重发用缓冲器的储存，并且使所述低优先级帧的发送中断。3.根据权利要求2所述的中继装置，其特征在于，所述发送帧选择单元进行下述控制，即，在所述高优先级帧的发送完成后，将发送被中断而储存于所述重发用缓冲器的所述低优先级帧从帧的起始处起进行重发。4.根据权利要求3所述的中继装置，其特征在于，所述发送帧选择单元在所述重发用缓冲器所储存的所述低优先级帧的发送完成后，指示进行所述重发用缓冲器所储存的所述低优先级帧的释放。5.根据权利要求1所述的中继装置，其特征在于，所述低优先级帧储存单元是低优先级帧缓冲器，该低优先级帧缓冲器储存由所述判定单元所分配的所述低优先级帧，直至所述低优先级帧的发送完成为止储存所述低优先级帧的数据而能够进行重发，所述发送帧选择单元进行下述控制，即，在发送所述高优先级帧时正在从所述低优先级帧缓冲器发送所述低优先级帧的情况下，使所述低优先级帧的发送中断。6.根据权利要求5所述的中继装置，其特征在于，所述发送帧选择单元进行下述控制，即，在所述高优先级帧的发送完成后，将发送被中断而储存于所述低优先级帧缓冲器的所述低优先级帧从帧的起始处起进行重发。7.根据权利要求6所述的中继装置，其特征在于，所述发送帧选择单元在所述低优先级帧缓冲器所储存的所述低优先级帧的发送完成后，指示进行所述低优先级帧缓冲器所储存的所述低优先级帧的释放。8.根据权利要求1至7中任一项所述的中继装置，其特征在于，所述发送帧选择单元进行下述控制，即，在所述低优先级帧和所述高优先级帧的传送冲突时，确认到所述低优先级帧发送了大于或等于能够由所述后级装置将帧正常地接收而进行传送或者废弃的帧长后，使所述低优先级帧的发送中断。9.根据权利要求1至8中任一项所述的中继装置，其特征在于，具有选择单元，在多个所述高优先级帧的传送冲突时，该选择单元基于所述接收帧内定义的识别符、或者预先设定的识别符，对冲突的高优先级帧的优先级进行判别，所述发送帧选择单元进行下述控制，即，基于所述选择单元的判别结果，以固定延迟来发送所述冲突的高优先级帧中优先级最高的帧，废弃余下的冲突的高优先级帧。10.根据权利要求1至8中任一项所述的中继装置，其特征在于，所述高优先级队列进一步针对各输出端口而储存多个高优先级帧，使高优先级帧以固定时间或者动态地指定的时间进行延迟。11.根据权利要求10所述的中继装置，其特征在于，在多个所述高优先级帧的传送冲突时，所述高优先级队列基于所述接收帧内定义的识别符、或者预先设定的识别符，对冲突的高优先级帧的优先级进行判别，所述发送帧选择单元进行下述控制，即，基于所述高优先级队列中的所述高优先级帧的优先级的判别结果、以及动态地变化的识别符信息，以固定延迟来发送所述冲突的高优先级帧中优先级最高的帧，使余下的冲突的高优先级帧进行大于或等于固定延迟的延迟而以优先级从高到低的顺序进行发送。12.根据权利要求10所述的中继装置，其特征在于，在多个所述高优先级帧的传送冲突时，所述高优先级队列基于所述接收帧内定义的识别符、或者预先设定的识别符，对冲突的高优先级帧的优先级及传送类别进行判别，所述发送帧选择单元进行下述控制，即，基于所述高优先级队列中的所述高优先级帧的优先级及传送类别的判别结果、以及动态地变化的识别符信息，按照传送类别优先地发送所述冲突的高优先级帧中优先级最高的帧，以优先级从高到低的顺序按照传送类别来发送余下的冲突的高优先级帧。13.一种数据传送方法，其是中继装置的数据传送方法，该数据传送方法的特征在于，包含：判定步骤，基于接...

【专利技术属性】
技术研发人员：中安俊行，谷口幸子，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP