[發明專利]實時以太網系統及其實現方法

有效

• 申請號: 201010248026.X
• 申請日: 2010-08-06
• 公開（公告）號: CN101908988A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 張建明;馬連川;李開成;袁彬彬;王悉
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H04L12/28
• 分類號: H04L12/28;H04L7/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

1.一種實時以太網系統，其特征在于，包括：若干通信節點、以太網通信網絡和時間同步子系統，各通信節點分別與以太網通信網絡和時間同步子系統連接，所述時間同步子系統用于控制各通信節點進行實時以太網通信。

2.如權利要求1所述的實時以太網系統，其特征在于，所述時間同步子系統包括：實時處理控制器和實時處理通信總線，所述實時處理控制器與實時處理通信總線相連，所述實時處理控制器包括：主實時處理控制單元和若干從實時處理控制單元，

所述主實時處理控制單元通過所述實時處理通信總線與若干從實時處理控制單元連接，用于產生各通信節點進行以太網通信的時間分配信息，并根據各通信節點的通信狀態判斷通信節點是否超時占用通信資源，若超時，向從實時處理控制單元發出對超時通信節點實施復位或切除的命令；

每個所述從實時處理控制單元連接一個通信節點，用于向所述通信節點轉發所述時間分配信息和對超時通信節點實施復位或切除的命令，并向主實時處理控制單元反饋所述通信節點的通信狀態。

3.如權利要求2所述的實時以太網系統，其特征在于，所述主實時處理控制單元包括：定時控制子單元，超時判斷子單元和第一通信控制子單元，

所述定時控制子單元連接第一通信控制子單元，用于產生各通信節點的時間分配信息，并設定對不同實時應用的定時控制方案；

所述超時判斷子單元分別連接所述定時控制子單元和第一通信控制子單元，用于判斷通信節點是否超時，若超時，則產生對超時通信節點實施復位或切除的命令，通過第一通信控制子單元發送；

第一通信控制子單元連接所述定時控制子單元和超時判斷子單元，并連接實時處理通信總線，用于向所述從實時處理控制單元發送所述時間分配信息及對超時通信節點實施復位或切除的命令，并接收所述從實時處理控制單元發來的通信節點的通信狀態。

4.如權利要求2所述的實時以太網系統，其特征在于，所述從實時處理控制單元包括：通信節點控制子單元和與其連接的第二通信控制子單元，

所述第二通信控制子單元連接所述實時處理通信總線，用于接收主實時處理控制單元發來的時間分配信息及對超時通信節點實施復位或切除的命令，并向主實時處理控制單元反饋通信節點的通信狀態；

所述通信節點控制子單元用于接收第二通信控制子單元轉發的時間分配信息和對超時通信節點實施復位或切除的命令，并將獲取的通信節點的通信狀態發送給所述第二通信控制子單元。

5.如權利要求2～4中任一項所述的實時以太網系統，其特征在于，所述主實時處理控制單元和從實時處理控制單元均采用3取2或2取2乘2的冗余結構。

6.如權利要求5所述的實時以太網系統，其特征在于，所述實時處理通信總線為雙冗余模式總線。

7.一種利用權利要求2～4中任一項所述的實時以太網系統的實現方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：所述主實時處理控制單元依次產生各通信節點進行以太網通信的時間分配信息，并將所述時間分配信息發送給對應的從實時處理控制單元；

S2：所述從實時處理控制單元將所述時間分配信息發送到所述通信節點；

S3：所述通信節點接收所述時間分配信息，開始以太網通信；

S4：通信完成后，所述通信節點通知對應的從實時處理控制單元通信完畢。

8.如權利要求7所述的實時以太網系統的實現方法，其特征在于，所述步驟S3和S4之間還包括對超時節點實施復位和切除的步驟：

在通信過程中，所述從實時處理控制單元向所述主實時處理控制單元轉發所述通信節點的以太網通信狀態；

所述主實時處理控制單元根據所述通信狀態判斷所述通信節點是否超時，若是，則發出對該通信節點實施復位或切除的命令，否則，執行步驟S1；

所述從實時處理控制單元接收所述對該通信節點實施復位或切除的命令后，對相應的通信節點進行復位或切除操作，并結束該通信節點的通信。

9.如權利要求7所述的實時以太網系統的實現方法，其特征在于，所述主實時處理控制單元為通信節點分配同步時間的方式為周期分配方式，所述每個周期分成實時控制通信和非實時以太網通信兩個時段或只分成實時控制通信時段。

10.如權利要求9所述的實時以太網系統的實現方法，其特征在于，所述實時控制通信時段包括若干個子時段。