[发明专利]一种总线型实时以太网的通信方法

说明书

本发明提供了一种总线型实时以太网的通信方法，该总线型实时以太网具有多个平等并且互相通信连接的节点，每个节点均具有用于进行数据传输的数据链路层，传输的数据包括周期性数据与随机性数据，具有这样的特征：每个节点的数据链路层上设置有一层会话层，该会话层用于协调控制节点之间的数据传输，会话层将通信时间分为持续时间相等并且循环重复的通信循环，每个通信循环均包括依次设置的一个静态段、一个动态段和一个NIT段，静态段分为多个时长相等但编号不同的时隙，用于进行周期性数据的传输，动态段用于进行随机性数据的传输，NIT段为通信循环的结束阶段，用于时钟同步，NIT段内各个节点均不进行数据传输。

技术领域

本发明涉及一种以太网通信方法，具体涉及一种总线型实时以太网的通信方法。

背景技术

传统以太网(Ethernet)是目前应用最为广泛的一种局域以太网通信技术，历经40余年的发展，成为了最成功的网络技术，并且引领了一场信息技术革命，而且随着城域以太网论坛(MEF)不断将以太网技术作为交换技术和传输技术广泛应用于城域网建设，以太网已经不仅仅局限于局域网应用，而是能够更广泛地应用到城域网(MAN)和广域网(WAN)的领域。

传统以太网(Ethernet)的媒体访问控制策略是CSMA/CD(Carrier SenseMultipleAccess with Collision Detection)，即载波监听多路访问/冲突检测。当两个或更多的节点同时发送信息时，就会产生冲突，必须找出解决冲突的办法。CSMA/CD是通过在发送信息之前先进行载波监听、边发送边监听、强化冲突和冲突退避算法来消解冲突。只有在不发生冲突的情况下，这种方法才能通过总线(通信通道)成功地发送信息。显然，这种非确定性的调度方式在负载的高峰期会造成报文的较大延迟，甚至影响关键设备信息的及时传送。因此，系统的行为没有确定性。

然而，以太网本身也存在很多优点，如高带宽，低成本，可扩展性等等，也正是这些优点使得研究人员不愿意因为其通信不确定性就此放弃它，因而，改进以太网的通信方式，使以太网能够实现实时确定的通信，提升其实时性、确定性和通信可靠性已经成了目前以太网开发的迫切需求之一。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种总线型实时以太网的通信方法。

本发明提供了一种总线型实时以太网的通信方法，该总线型实时以太网具有多个平等并且互相通信连接的节点，每个节点均具有用于进行数据传输的数据链路层，传输的数据包括周期性数据与随机性数据，具有这样的特征：每个节点的数据链路层上设置有一层会话层，该会话层用于协调控制节点之间的数据传输，会话层将通信时间分为持续时间相等并且循环重复的通信循环，每个通信循环均包括依次设置的一个静态段、一个动态段和一个NIT段，静态段分为多个时长相等但编号不同的时隙，用于进行周期性数据的传输，动态段用于进行随机性数据的传输，NIT段为通信循环的结束阶段，用于时钟同步，NIT段内各个节点均不进行数据传输，其中，每个时隙通过编号对应一个指定的节点或指定的周期性数据，当节点或周期性数据需要进行定时传输时，在对应的时隙内进行数据传输，动态段的尾段设置有一个保护带，在保护带中，不允许开始新帧的传输，但能够继续发送正在进行传输的帧，动态段中采用帧切割方法：一旦有随机性数据无法在当前的动态段中完整发送，则采用帧切割方法将随机性数据进行帧切片，并补上校验码以验证数据传输的正确性，剩余帧切片在下个通信循环的动态段刚开始时进行传输，周期性数据采用可调度通信，随机性数据采用非调度通信。

在本发明提供的总线型实时以太网的通信方法中，还可以具有这样的特征：其中，静态段采用TDMA方式控制数据传输，动态段采用CSMA/CD协议控制数据传输。

在本发明提供的总线型实时以太网的通信方法中，还可以具有这样的特征：其中，会话层记录有时隙的编号、起止时刻以及每个时隙对应的节点或周期性数据。

在本发明提供的总线型实时以太网的通信方法中，还可以具有这样的特征：其中，会话层还用于记录帧切片大小和收发剩余帧切片。