[發(fā)明專利]一種實時優(yōu)先級以太網控制器實現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310055929.X
• 申請日: 2013-02-21
• 公開（公告）號: CN103095607A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設計）人: 龐吉耀
• 申請（專利權）人: 南京磐能電力科技股份有限公司
• 主分類號: H04L12/865
• 分類號: H04L12/865
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

1.一種實時優(yōu)先級以太網控制器實現(xiàn)方法，其特征是步驟如下：?

1）構建包括發(fā)送部件、接收部件、MII管理邏輯、MCU總線接口單元構成的MAC控制器；其中發(fā)送部件包含發(fā)送控制邏輯、發(fā)送描述符控制器、發(fā)送報文描述符隊列、發(fā)送緩沖，接收部件包括接收控制邏輯、接收描述符隊列和接收緩沖組成；通過MCU總線接口單元對整個MAC控制器進行狀態(tài)查詢、命令寫入和收發(fā)數(shù)據的讀入和發(fā)送；?

2）在發(fā)送部件中構建兩組容納發(fā)送報文描述符和發(fā)送數(shù)據塊的環(huán)形數(shù)據隊列，分別存儲兩個優(yōu)先級的數(shù)據和發(fā)送報文描述符(其中實時優(yōu)先級稱LV1,普通優(yōu)先級稱為LV0)，在發(fā)送描述符中包含發(fā)送數(shù)據塊的長度、數(shù)據塊地址、定時預算等信息；?

3）在發(fā)送部件中通過描述符控制器用來管理描述符隊列和數(shù)據發(fā)送，所述描述符控制器包含發(fā)送狀態(tài)機、一個內部輸出比較定時器和一個外部觸發(fā)信號輸入端口；外部觸發(fā)信號或內部輸出比較定時器的輸出都可以控制狀態(tài)機進行狀態(tài)轉換，所述描述符控制器在發(fā)送狀態(tài)機控制下按下面的步驟檢查描述符隊列和發(fā)送數(shù)據：?

(a).當外部信號或內部輸出比較定時器的觸發(fā)脈沖到達時，若LV1描述符隊列不空則讀取描述符,配置發(fā)送邏輯并轉步驟(e)發(fā)送LV1數(shù)據，否則進入步驟(b)；?

(b).檢查LV0描述符隊列,若LV0隊列空則轉步驟(c)，否則轉步驟(d)檢查發(fā)送窗口；?

(c).檢查發(fā)送窗口，若小于最小發(fā)送窗口則轉步驟(g)，否則轉步驟(b)檢查發(fā)送LV0描述符隊列；?

(d).讀取LV0描述符并檢查發(fā)送窗口，若窗口足夠則配置發(fā)送邏輯并轉步驟(e)發(fā)送數(shù)據，否則轉步驟(g)；?

(e).發(fā)送當前選中的數(shù)據報，更新相應描述符隊列和數(shù)據隊列讀指針；?

(f).延時等待最小以太網幀間隙后轉步驟(b)；?

(g).原地等待，當LV1數(shù)據觸發(fā)信號到達之后轉步驟(a)。?

2.根據權利要求1所述的實時優(yōu)先級以太網控制器實現(xiàn)方法，其特征是:MAC的發(fā)送部件包含發(fā)送控制邏輯、發(fā)送描述符控制器、發(fā)送描述符隊列、發(fā)送緩沖區(qū)組成，通過描述符控制器內部的狀態(tài)機管理描述符隊列和數(shù)據發(fā)送，狀態(tài)機可以由外部信號或內部具有輸出比較功能硬件定時器觸發(fā)狀態(tài)轉換，優(yōu)先檢查和發(fā)送實時優(yōu)先級數(shù)據。?

3.根據權利要求1所述的實時優(yōu)先級以太網控制器實現(xiàn)方法，其特征是：實時優(yōu)先級報文可以由外部信號或內部輸出比較定時器硬件觸發(fā)啟動，普通優(yōu)先級報文由軟件啟動發(fā)送。?

4.根據權利要求1所述的實時優(yōu)先級以太網控制器實現(xiàn)方法，其特征是：普通優(yōu)先級報文由硬件插在實時優(yōu)先級報文的間隙發(fā)送。?

5.根據權利要求1所述的實時優(yōu)先級以太網控制器實現(xiàn)方法，其特征是：普通優(yōu)先級報文在啟動前檢查當前發(fā)送窗口，如果發(fā)送窗口不足則暫停發(fā)送，等待下一個實時優(yōu)先級報文間隙，保證實時報文在確定的時刻發(fā)出，具有最小的發(fā)送抖動。?

6.根據權利要求3所述的實時優(yōu)先級以太網控制器實現(xiàn)方法，其特征是：周期性傳送的緊急報文可由外部硬件定時器(通過外部信號SYN)觸發(fā)傳輸。?

7.根據權利要求3所述的實時優(yōu)先級以太網控制器實現(xiàn)方法，其特征是：當采用外部周期信號觸發(fā)時，LV1描述符<D15,…,D0>含義為外部信號的觸發(fā)周期，發(fā)送控制器依此估算當前LV0報文發(fā)送窗口。?

8.根據權利要求3所述的實時優(yōu)先級以太網控制器實現(xiàn)方法，其特征是：對非周期的緊急報文由一個具有輸出比較功能的定時器完成內部觸發(fā)；每當發(fā)送描述符控制器消耗一個LV1描述符時，就提取該描述符中的<D15,…,D0>作為增量，按下式重新計算發(fā)送窗口和輸出比較寄存器新的參考時刻；?

nTime=cTime+pTime?

式中：nTime---輸出比較寄存器下一次觸發(fā)時刻?

??????cTime---自由運行的定時器當前時間?

??????pTime--由描述符<D15,…,D0>指定的下一個幀發(fā)送間隔?

當所述定時器的值和比較寄存器的值一致時觸發(fā)一次實時數(shù)據傳輸。?