CN1561616A

CN1561616A - 用于处理连续数据组的方法

Info

Publication number: CN1561616A
Application number: CN02819036.XA
Authority: CN
Inventors: 迪特尔·布鲁克纳; 弗朗兹-约瑟夫·戈茨; 迪特尔·克洛茨
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2022-09-19
Also published as: US7320039B2; EP1430669B1; ES2242880T3; US20080091850A1; CN1298150C; ATE295648T1; EP1430669A1; WO2003028321A1; US7818463B2; CA2461500A1; US20040236881A1

Abstract

本发明涉及一种在等时周期通信系统中通过用户的异步应用处理连续数据组的方法。按照本发明，通过将通信存储器(7)和连续性缓冲器(10)、发送缓冲器(12)和接收缓冲器(11)连接，可以使导致延迟的拷贝过程为最小。

Description

用于处理连续数据组的方法

技术领域

本发明涉及一种在等时周期通信系统中通过用户的异步应用处理连续数据组的方法。

背景技术

数据网络由联网的数据网络节点构成，并使得有可能在多个用户之间进行通信。这里通信的含义是在用户之间传输数据。在此，待传输的数据作为数据电报发送，即，数据被按一个或多个分组一同打包并以这种形式通过数据网络发送至相应的接收者。因此也被称为数据分组。在此，数据传输的概念完全和上述数据电报或数据分组的传输同义。

为了进行联网，例如在可开关的高性能数据网络(特别是以太网络)中通过耦合节点将用户相互连接。每个耦合节点可以与多于两个用户相连并且本身也可以是用户。用户例如有计算机、可存储编程控制器(SPS)或者与其它机器交换电子数据的机器，特别是处理电子数据的机器。

在分布式的自动化系统中，例如在传动技术中，必须使确定的数据在确定的时间到达确定的用户并由接收者处理。这里人们称之为实时临界数据或者数据交换，因为，数据不及时到达确定的地点造成在用户处不希望的结果。

同样在现有技术中公知等时周期通信系统的使用。这里，系统被理解为由至少两个用户组成，为了相互交换数据或者相互传输数据这些用户通过一个数据网络相互连接。在此，数据交换周期地按由系统所使用的通信时钟预定的、等距离的通信周期进行。用户执行确定的应用，例如是中心自动化设备、可存储编程控制器、控制单元、计算机、与其它机器交换电子数据的机器、传动装置、执行器或者传感器。在下面将控制单元理解为各种类型的调节或控制单元。为了传送数据使用的通信系统例如有：现场总线、过程现场总线、以太网络、工业以太网络、法尔总线或者PC内部总线系统(PCI)等。其中，将数据电报在预先固定的发送时刻由用户输入数据网络。

在同步应用中数据的处理与通信周期相同步。与此相反，在异步应用中对数据的处理不与通信周期相同步。通过异步应用对数据的读和写可以在任意时刻进行。由此，产生了将异步应用引入到等时周期通信系统中的特殊要求。原则上应该由用户仅仅发送和读取连续数据。连续数据是针对同样的时间间隔的数据。由现有技术中公知的具有异步应用的用户包括一个连续性缓冲器和一个通信存储器。如果该应用要处理来自通信存储器确定地址区域的数据，则首先将该数据拷贝到连续性缓冲器。然后该应用才对连续性缓冲器中的数据进行读访问。因此，在应用处理连续性缓冲器中的连续数据时，在通信存储器中的所有地址可以被覆盖。

应用首先改写连续性缓冲器，而与此同时可以将连续数据从通信存储器发送至其它用户。在由应用的写访问以及数据发送结束之后，同样将所写入的数据从连续性缓冲器拷贝至通信存储器。这里连续数据可供进一步的发送。在此拷贝的过程引起延迟。

图1示出了在现有技术中的一个用于在读访问时处理连续数据块的系统。通信存储器1具有一个接收区域2和一个发送区域3。接收区域2与接收缓冲器4和连续性缓冲器5连接。发送区域3与连续性缓冲器5和发送缓冲器6连接。在连续性缓冲器中有来自应用进行读访问的地址区域AB A的数据组DSA。

图2示出了图1的系统中应用的读访问过程。在该读访问之前将数据组DS A从通信存储器1的接收区域2拷贝至连续性缓冲器5。数据组A是应用在一个读访问期间访问或者可以访问的数据。数据组DS A在读访问期间应该是连续的，并且来源于通信存储器1的接收区域2中的地址区域ABA。

由于应用要求在连续性缓冲器中的连续块数据具有可靠性，还可以将处于连续块地址区域中的、接收缓冲器4新接收的数据存储在通信存储器1的接收区域2中。应用对连续性缓冲器5中数据组DS A的读访问独立于该存储过程进行。在读访问期间可以将数据从接收缓冲器4拷贝至通信存储器1的接收区域2中。

图3示出了在应用的一个写访问期间图1的系统。

图4说明了应用的一个写访问的过程。在应用将数据组DS B写入到连续性缓冲器5的期间，数据从通信存储器1的发送区域3传递至发送区域6。应该将数据组DS B拷贝到通信存储器1的发送区域5的确定地址区域AB B上。在进行该拷贝过程之前，必须将所有来自地址区域AB B的、在从发送区域3向发送缓冲器6的拷贝进行过程中应该到达的数据传递至发送缓冲器6。即，只有在写访问以及对来自地址区域B的数据的传递结束之后，才可以将数据组DS B从连续性缓冲器5拷贝至通信存储器1的发送区域3中。

发明内容

与之相反，本发明要解决的技术问题是，在等时周期通信系统中，使由于具有异步应用的用户处必须的拷贝过程而产生的延迟最小。

上述技术问题是通过一种具有独立权利要求1和2的特征的方法解决的。本发明的优选实施例在从属权利要求中给出。

在按照本发明的方法中，在由异步应用将数据读出之前，优选地不是首先将数据拷贝到连续性缓冲器。应用直接对通信存储器进行读访问。在读访问期间，将指定在通信存储器中一个应用访问或者可以访问的地址区域的数据从接收缓冲器拷贝至连续性缓冲器。仅将这种数据在读访问结束之后从连续性缓冲器拷贝至通信存储器。只有在该读访问期间从接收缓冲器接收了位于一个应用访问或者可以访问的地址区域上的数据，拷贝过程才是有必要的。

在按照本发明的另一方法中，应用直接改写通信存储器。来自应用在写访问期间访问或者可以访问的地址区域的数据，在写访问之前被拷贝至连续性缓冲器中。在这里该数据可被发送，而同时应用改写通信存储器。具有优点的是，只要对保留的地址区域的写访问结束，就可以中断数据从连续性缓冲器至发送缓冲器的传递，而是将当前的数据从通信存储器中传递到发送缓冲器。

附图说明

下面对照附图所示的优选实施方式对本发明作进一步的说明。图中：

图1表示在读访问期间现有技术中系统的框图，

图2表示按照现有技术在读访问期间的状态图，

图3表示在写访问期间现有技术中系统的框图，

图4表示按照现有技术在写访问期间的状态图，

图5表示在读访问期间本发明系统的框图，

图6表示在按照本发明的读访问期间的状态图，

图7表示在写访问期间本发明系统的框图，

图8表示在按照本发明的写访问期间的状态图，

图9表示本发明的读访问的流程图，

图10表示本发明的写访问的流程图。

具体实施方式

图5示出了在读访问期间用于处理连续数据块的本发明的等时周期通信系统的用户系统。本发明的系统同样具有一个具有接收区域8和发送区域9的通信存储器7、一个连续性缓冲器10、一个接收缓冲器11和一个发送缓冲器12。本发明的系统与现有技术的主要区别在于接收缓冲器11和发送缓冲器12与通信存储器7和连续性缓冲器10的连接。借助于多路复用器13既可以建立接收缓冲器11和连续性缓冲器10之间的连接，又可以建立接收缓冲器11和通信存储器7之间的连接。同样，借助于多路复用器14可以选择性地建立发送缓冲器12和通信存储器7或者和连续性缓冲器10之间的连接。任务接口15控制多路复用器13和14。

在示出的情况下，应用16从通信存储器7的接收区域8中连续块KB C的地址区域AB C读取数据，同时将数据组DS C从接收缓冲器11传递至实际被指定用于地址区域AB C的连续性缓冲器10。为了保证由应用读出的数据的连续性，将数据组DS C拷贝至连续性缓冲器。任务接口15控制多路复用器13，从而在接收缓冲器11和连续性缓冲器10之间建立起连接。读访问不影响数据从发送区域9至发送缓冲器12的传递。因此，发送区域9通过多路复用器14与发送缓冲器12连接。

因此，只是因为数据组DS C指定在应用16访问或者可以访问的地址区域AB C，在读访问期间连续性缓冲器10的使用才有必要。否则的话，可以直接将数据从接收缓冲器11传递至通信存储器7的接收区域8。这样，任务接口15可以在接收缓冲器11和接收区域8之间建立连接。

图6说明按照本发明的读访问的过程，在应用对通信存储器7的接收区域8读访问期间，将指定在连续块KB C的地址区域AB C的数据组DS C从接收缓冲器11拷贝至连续性缓冲器10。在读访问结束之后，将数据组DS C从连续性缓冲器10拷贝至通信存储器7的接收区域8。数据的接收和发送独立于读访问进行。

图7示出在写访问期间图5的系统。连续块KB D的地址区域直接由应用16在通信存储器7的发送区域9中改写。来自连续块KB D的地址区域的数据组DS D处于连续性缓冲器10中。优选的是，在发送缓冲器12中“保有”用于发送的数据17的一完整数组。在此，完整指的是该数组包括所有在下一个发送过程中应当被发送的数据。

图8说明在图7的系统中按照本发明的写访问的过程。在应用16的写访问之前，将来自连续块KB D的、应用在写访问期间改写或者可以改写的地址区域AB D的数据组DS D，从通信存储器7的发送区域9拷贝至连续性缓冲器10。在写访问期间可以将来自数据组DS D的连续数据从连续性缓冲器10发送至发送缓冲器12。为此，任务接口15将连续性缓冲器10与发送缓冲器12进行连接。

如果应用16的写访问在将数据组DS D从连续性缓冲器10拷贝至发送缓冲器12的拷贝过程结束之前完成，则中断该拷贝过程。因此，为了保证发送来自发送缓冲器12的完整的数据组，必须在该发送缓冲器中保有一个数据组17。

在写访问之后可以将来自地址区域AB D的数据重新从通信存储器7的发送区域9传递至发送缓冲器12。也可以在写访问期间将不在地址区域AB D的数据从通信存储器7的发送区域9传递至发送缓冲器12。可以独立于写访问在接收端口接收数据并在发送缓冲器12发送。

图9示出本发明的读访问的流程图。首先，用一个连续块KB C占用在通信存储器的接收区域中的一地址区域AB C(步骤18)。在这种关联中的“用一个连续块占用”意思是，数据既不能从接收端口拷贝至由连续块占用的地址区域，又不能从由连续块占用的地址区域拷贝至发送缓冲器。该地址区域C包括应用在一个读访问期间访问或者可以访问的地址。

在下一个步骤(步骤19)中进行应用对通信存储器中的连续块KB C的读访问。同时将位于连续块KB C的地址区域AB C的地址上的数据组DS C从接收缓冲器拷贝至连续性缓冲器。

在该读访问结束之后释放连续块KB C(步骤20)。地址区域AB C此时又可以用来自发送缓冲器的数据进行改写了。

最后，可以将读访问期间在连续性缓冲器中写入的数据拷贝至通信存储器的地址区域AB C中(步骤21)。

图10示出了本发明的写访问的流程图。首先，将在通信存储器的发送区域9的、应用在写访问期间改写或者可以改写的地址区域AB D中的数据组DS D拷贝至连续性缓冲器10中(步骤22)。

然后，用连续块KB D占用地址区域AB D(步骤23)。即，不再可以将来自地址区域AB D的数据传递至发送缓冲器。

但是，在写访问期间可以将数据组DS D的数据从连续性缓冲器传递至发送缓冲器(步骤24)。

在写访问结束之后释放连续块KB D(步骤25)。又可以将来自地址区域AB D的数据传递至发送缓冲器。

如果将数据组DS D的数据从连续性缓冲器至发送缓冲器的拷贝过程在写访问完成之前还没有结束，则中断该拷贝过程，并由来自通信存储器的当前数据替代(步骤26)。

然后，将当前的数据组从连续块KB D的地址区域AB D拷贝至发送缓冲器(步骤27)。

Claims

1.一种在等时周期通信系统中通过用户的异步应用(16)处理连续数据组的方法，所述用户具有一个发送缓冲器(12)、一个接收缓冲器(11)、一个通信存储器(7)和一个连续性缓冲器(10)，其中，所述通信存储器(7)具有一个接收区域(8)和一个发送区域(9)，所述方法具有如下步骤：

-通过一个连续块占用在所述通信存储器(7)的接收区域(8)中的第一地址区域；

-所述应用(16)对所述第一地址区域进行读访问；

-使用所述连续性缓冲器(10)代替在所述通信存储器(7)的接收区域(8)中的第一地址区域，用于存储来自接收缓冲器(11)的第一数据组；

-在所述读访问结束后释放所述连续块；

-将所述第一数据组从连续性缓冲器(10)拷贝到所述第一地址区域中。

2.一种在等时周期通信系统中通过用户的异步应用(16)处理连续数据组的方法，所述用户具有一个发送缓冲器(12)、一个接收缓冲器(11)、一个通信存储器(7)和一个连续性缓冲器(10)，其中，所述通信存储器(7)具有一个接收区域(8)和一个发送区域(9)，所述方法具有如下步骤：

-从所述通信存储器(7)的发送区域(9)中的第二地址区域中拷贝第二数据组；

-通过一个连续块占用所述第二地址区域；

-所述应用(16)对所述第二地址区域进行写访问；

-在所述写访问结束后释放所述连续块。

3.根据权利要求2所述的方法，具有下列其它步骤：

-在所述应用(16)的写访问期间开始将所述第二数据组的数据从所述连续性缓冲器(10)拷贝至所述发送缓冲器(12)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，对于将所述第二数据组的数据从所述连续性缓冲器(10)拷贝至所述发送缓冲器(12)在所述写访问结束时没有结束的情况，所述方法具有下列其它步骤：

-中断将所述第二数据组的数据从所述连续性缓冲器(10)拷贝至所述发送缓冲器(12)；

-将数据从所述第二地址区域拷贝至所述发送缓冲器(12)。

5.一种用户，具有一个应用(16)、一个发送缓冲器(12)、一个接收缓冲器(11)、一个通信存储器(7)、一个连续性缓冲器(10)和一个任务接口(15)，其中，所述任务接口具有下列装置用于：

-通过所述应用(16)读取所述第一地址区域；

-使用所述连续性缓冲器(10)代替所述第一地址区域，用于存储来自接收缓冲器(11)的第一数据组；

-在通过所述应用(16)的读访问结束后释放所述连续块；

6.一种用户，具有一个应用(16)、一个发送缓冲器(12)、一个接收缓冲器(11)、一个通信存储器(7)、一个连续性缓冲器(10)和一个任务接口(15)，其中，所述任务接口具有下列装置用于：

-通过一个连续块占用所述第二地址区域；

-通过所述应用(16)改写所述第二地址区域；

-在所述写访问结束后释放所述连续块。

7.根据权利要求6所述的用户，该用户具有一种用于将所述第二数据组从所述连续性缓冲器(10)拷贝至所述发送缓冲器(12)的装置。

8.根据利要求7所述的用户，该用户具有一种用于将数据从所述第二地址区域拷贝至所述发送缓冲器(12)的装置。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的用户，其中，所述发送缓冲器(12)总是保有一个用于发送的完整的数据组。

10.一种具有至少一个根据权利要求5至8中任一项所述用户的等时周期通信系统。