DE102007003634B3 - Hardware-protocol accelerator module for connection safety-protocol level i.e. data link layer, of transceiver, is configured to search data blocks from space to transfer data blocks to bit transmission-protocol level of transmitting unit - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Hardware-Protokollbeschleunigermodul für eine Verbindungssicherungs-Protokollebene eines Senderempfängers. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Senderempfänger mit einem Hardware-Protokollbeschleuniger und einen Sensorknoten mit einem Sensor und einem mit diesem verbundenen Senderempfänger. Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, zur Anwendung im Rahmen des Protokolls IEEE 802.15.3, das die Kommunikation innerhalb von kurzreichweitigen Funknetzwerken mit hoher Übertragungskapazität betrifft.The The invention relates to a hardware protocol accelerator module for a connection backup protocol layer a transceiver. Furthermore, the invention relates to a transceiver with a hardware protocol accelerator and a sensor node with a sensor and a transceiver connected thereto. The The present invention is particularly, but not exclusively, suitable for Application under the protocol IEEE 802.15.3, which is the communication within short-range wireless networks with high transmission capacity.
Das Protokoll IEEE 802.15.3 ermöglicht eine drahtlose Kommunikation in einem Funknetz, bei dem die Knoten des Netzwerks mit Datenraten von 11-55 Mbit/s miteinander kommunizieren. Der genannte Standard beschreibt eine Kurzstrecken-Funktechnik und ist für typische Entfernungen zwischen den Netzwerkknoten zwischen 0,2 und 50 m entwickelt worden.The Protocol IEEE 802.15.3 allows wireless communication in a radio network in which the nodes network with data rates of 11-55 Mbit / s communicate with each other. The above standard describes a short-distance radio technology and is for typical distances between the network nodes between 0.2 and 50 m has been developed.
Für viele Anwendungen steht ein geringer Energieverbrauch der Netzwerkknoten im Vordergrund. So entwickelt die Anmelderin beispielsweise ein drahtloses Kommunikationssystem zur Überwachung des Gesundheitszustandes von Patienten mit Hilfe einer Vielzahl biomedizinischer Sensoren. Dabei handelt es sich um ein körpernahes Funknetz, in dem verschiedene solcher Sensoren verknüpft sind. Die Sensorknoten kommunizieren miteinander um gemeinsam den Gesundheitszustand eines Patienten zu ermitteln. Jeder Sensorknoten enthält einen oder mehrere Sensoren sowie eine Verarbeitungs- und eine Kommunikationseinheit. Die Kommunikationseinheit wird hierin auch als Senderempfänger bezeichnet.For many Applications is low energy consumption of network nodes in the foreground. For example, the Applicant develops one wireless communication system for monitoring health status of patients using a variety of biomedical sensors. It is a close body Radio network in which various such sensors are linked. The sensor nodes communicate with each other about their state of health of a patient. Each sensor node contains one or more sensors and a processing and a communication unit. The communication unit is also referred to herein as a transceiver.
Die Stromversorgung der Sensorknoten eines solchen Netzwerks soll über kleine Batterien über mehrere Wochen oder Monate ohne Batteriewechsel oder -aufladung sichergestellt werden. Die demnach zur Verfügung stehende geringe Energiemenge zur Funkkommunikation stellt sehr hohe Anforderungen an die technische Umsetzung insbesondere des Protokolls auf der Verbindungssicherungsebene.The Power supply of the sensor nodes of such a network is about small Batteries over several weeks or months without battery change or charging be ensured. The thus available small amount of energy for radio communication places very high demands on the technical Implementation of the protocol in particular at the connection assurance level.
Geläufige Synonyme für die Verbindungssicherungs-Protokollebene (englisch: data link layer) nach dem OSI-Modell sind die Begriffe Schicht 2, Medienzugriffsebene (engl. medium access layer), Sicherungsschicht, Abschnittssicherungsschicht, Verbindungsebene und Prozedurebene. Die Verbindungssicherungs-Protokollebene stellt eine weitgehend fehlerfreie Übertragung sicher und steuert einen Zugriff auf das Übertragungsmedium (Schicht 1 oder Bitübertragungsschicht). Der Bitdatenstrom wird hierfür in Datenblöcke aufgeteilt. Weiterhin werden üblicherweise Block-Folgenummern und Block-Prüfsummen hinzugefügt. Das Schicht-2-Protokoll ist ebenfalls dafür zuständig, verfälschte oder verloren gegangene Blöcke empfängerseitig durch Quittungs- und Wiederholungsmechanismen erneut anzufordern. Datenblöcke werden auch als Frames oder Rahmen bezeichnet.Common synonyms for the Connection protection protocol level (English: data link layer) according to the OSI model, the terms layer 2, media access level (medium access layer), data link layer, cut-off layer, Connection level and procedure level. The connection backup protocol level is a largely error-free transmission secure and controls access to the transmission medium (layer 1 or physical layer). The bitstream becomes this divided into data blocks. Furthermore, usually Block sequence numbers and block checksums added. The Layer 2 protocol is also responsible for corrupted or lost blocks by the receiver side Reclaim receipt and retry mechanisms. Data blocks are also called frames or frames.
Eine so genannte Flusskontrolle macht es möglich, dass ein Empfänger dynamisch steuert, mit welcher Geschwindigkeit die Gegenseite Datenblöcke senden darf. Nach IEEE enthält die Verbindungssicherungs-Protokollebene zwei Sub- Ebenen, die für eine logische Verbindungssteuerung (LLC, Logical Link Control) bzw. eine Medienzugriffssteuerung (MAC, Media Access Control) zuständig sind.A So-called flow control makes it possible for a recipient to be dynamic Controls the speed with which the far side sends data blocks may. Contains IEEE The Link Backup Log level has two sub-levels that are logical Connection control (LLC, Logical Link Control) or media access control (MAC, Media Access Control) are.
Nachfolgend wird die Verbindungssicherungs-Protokollebene nach dem Protokoll IEEE 802.15.3 näher beschrieben.following becomes the connection backup protocol level after the protocol IEEE 802.15.3 closer described.
Das IEEE 802.15.3 MAC-Protokoll (IEEE Standard 802, "Part 15.3: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for High Rate Wireless Personal Area Networks," 2003.) arbeitet nach folgendem Grundprinzip: In einem Funknetz, das nach diesem Standard arbeitet, gibt es genau einen Koordinator und eine Reihe von assoziierten Geräten . Der Koordinator sendet in exakt regelmäßigen Abständen sogenannte Beacon-Datenblöcke an alle Geräte im Netz. Diese Beacon-Datenblöcke enthalten unter anderem Informationen darüber, wann der nächste Beacon gesendet wird und wie die Geräte in der Zeit bis zu diesem nächsten Beacon auf den Kanal zugreifen dürfen.The IEEE 802.15.3 MAC Protocol (IEEE Standard 802, "Part 15.3: Wireless Medium Access Control (MAC)) and Physical Layer (PHY) Specifications for High Rate Wireless Personal Area Networks, "2003.) works on the following basic principle: In a radio network, the after This standard works, there is exactly one coordinator and one Set of associated devices , The coordinator sends so-called beacon data blocks to all at exactly regular intervals equipment in the web. These beacon data blocks Among other things, information about when the next beacon is sent and how the devices in time until this next one Beacon to access the channel.
Es gibt reservierte Zeitschlitze (time slots), die für genau einen Sender für eine gewisse Dauer exklusiv zur Verfügung stehen. Als Referenzzeitpunkt wird der Beginn der Übertragung des Beacon-Frames benutzt, d. h. die Startzeit der Zeitschlitze wird in Mikrosekunden nach Start des Beacons angegeben. Außerdem kann der Koordinator eine Wettbewerbsphase, die unmittelbar dem Beacon folgt, festlegen. In dieser Wettbewerbsphase dürfen sämtliche Geräte nach einem Backoff-Verfahren auf den Kanal zugreifen.It There are reserved slots (time slots) that are for exact a transmitter for a certain duration exclusively available. As reference time will be the beginning of the transmission of the beacon frame, d. H. the start time of the time slots is specified in microseconds after the start of the beacon. In addition, the Coordinator a competitive phase that follows immediately after the beacon, establish. In this competition phase, all devices may use a back-off procedure access the channel.
Im Protokoll ist festgelegt, dass sämtliche übertragene Datenblöcke mit einem Fehlererkennungscode versehen werden. Dafür wird ein CRC-(Cyclic Redundancy Check) Algorithmus verwendet, der über alle Datenblockdaten eine 32-bit lange Prüfsumme ausrechnet und an das Ende des Datenblocks stellt. Die Empfänger des Datenblocks rechnen ihrerseits die CRC-Prüfsumme über die empfangenen Datenblockdaten aus und vergleichen das Ergebnis mit dem mitgeschickten, vom Sender ermittelten, Wert. Stimmen beide Prüfsummen überein, ist der Datenblock mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit korrekt übertragen worden, ansonsten wird er als fehlerhaft erkannt und verworfen.The protocol specifies that all transmitted data blocks have an error detection code be provided. For this purpose, a CRC (Cyclic Redundancy Check) algorithm is used, which calculates a 32-bit checksum over all data block data and places it at the end of the data block. The receivers of the data block in turn calculate the CRC checksum on the received data block data and compare the result with the sent, determined by the transmitter, value. If both checksums match, the data block has been transferred with a very high probability correctly, otherwise it is recognized as defective and discarded.
Bei der Mehrzahl der definierten Datenblocktypen, insbesondere der Kommando-Datenblöcke, wird vom Sender des Datenblocks erwartet, dass der Empfänger eine Bestätigungsnachricht unmittelbar, d. h. genau 10 Mikrosekunden nach dem Ende des zu bestätigenden Datenblocks, an den Sender überträgt, falls der empfangene Datenblock fehlerfrei empfangen wurde.at the majority of the defined data block types, in particular the command data blocks, is from Sender of the data block expects the recipient to receive a confirmation message directly, d. H. exactly 10 microseconds after the end of the confirmed Data block to transmit to the sender if the received data block was received without errors.
Aus der Veröffentlichung PANIC, G. [u.a.]: A System-on-Chip Implementation of the IEEE 802.11a MAC Layer; in: Proceedings of the Euromicro Symposium an Digital System Design; ISBN: 0-7695-2003-0; 2003, S. 319-324 ist ein Hardware-Protokollbeschleunigermodul bekannt.Out the publication PANIC, G. [supra]: A System-on-Chip Implementation of the IEEE 802.11a MAC layer; in: Proceedings of the Euromicro Symposium on Digital System Design; ISBN: 0-7695-2003-0; 2003, pp. 319-324 is a hardware protocol accelerator module known.
Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein Hardware-Protokollbeschleunigermodul
für eine Verbindungssicherungs-Protokollebene
eines ersten Senderempfängers
vorgeschlagen, das ausgebildet ist,
über eine Bitübertragungs-Protokollebene
einer externen Empfangseinheit von einem externen zweiten Senderempfänger her
eingehende Datenblöcke
im Hinblick auf eine in den Datenblöcken enthaltene Zieladresse zu
filtern und bezüglich
für den
ersten Senderempfänger
bestimmter Datenblöcke
eine Speicheroperation an einem vorbestimmten externen Speicherplatz
des ersten Senderempfängers
zu veranlassen;
für
den ersten Senderempfänger
bestimmte Datenblöcke
auf erfolgreichen Empfang hin zu überprüfen;
einen erfolgreichen
Empfang eines für
den ersten Senderempfänger
bestimmten Datenblocks an einen externen Prozessor des ersten Senderempfängers zu
signalisieren;
nach erfolgreichem Empfang eines für den ersten
Senderempfänger
bestimmten Datenblocks einen für
den zweiten Senderempfänger
bestimmten Bestätigungsdatenblock
innerhalb einer durch das Verbindungssicherungsprotokoll vorgegebenen
Bestätigungszeitspanne
zu erzeugen und auszugeben;
einem empfangenen Beacon-Datenblock
Zeitschlitzinformation über
einen oder mehrere dem ersten Senderempfänger zugewiesene Sendezeitschlitze
zu entnehmen;
eine Warteschlange zu sendender Datenblöcke zu verwalten
und Datenblöcke
der Warteschlange zum Versenden innerhalb des zugewiesenen Sendezeitschlitzes
auszuwählen;
zum
Versenden ausgewählte
Datenblöcke
aus einem aus der Warteschlange bekannten Speicherplatz auszulesen
und an eine Bitübertragungs-Protokollebene
einer externen Sendeeinheit des ersten Senderempfängers zu übergeben.According to a first aspect of the invention, a hardware protocol accelerator module is proposed for a connection assurance protocol level of a first transceiver, which is designed
to filter data blocks incoming via a bit transmission protocol layer of an external receiving unit from an external second transceiver with regard to a destination contained in the data blocks and to initiate a memory operation at a predetermined external memory location of the first transceiver relative to data blocks intended for the first transceiver;
check data blocks destined for the first transceiver for successful reception;
signal successful reception of a data block destined for the first transceiver to an external processor of the first transceiver;
after successfully receiving a data block destined for the first transceiver, generating and outputting a confirmation data block destined for the second transceiver within a confirmation period specified by the connection assurance protocol;
to extract time slot information about one or more transmission time slots assigned to the first transceiver to a received beacon frame;
manage a queue of data blocks to be sent and select data blocks of the queue for transmission within the assigned transmission time slot;
to read out data blocks selected for sending from a memory location known from the queue and to transfer them to a bit transmission protocol level of an external transmission unit of the first transmitter-receiver.
Das Hardware-Protokollbeschleunigermodul des ersten Aspekts der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bestimmte zeitkritische Anforderungen des Protokolls, beispielsweise bei der Übertragung eines Bestätigungsdatenblocks, welcher exakt 10 μs nach Ende des zu bestätigenden Datenblocks ausgesendet werden muss, wie die recht hohe Datenrate, die unterstützt werden muss, einen sehr schnellen Prozessor erfordern würden. Abschätzungen haben ergeben, dass die Taktfrequenz im Bereich oberhalb von 1 GHz liegen müsste.The Hardware Protocol Accelerator Module of the First Aspect of the Invention Based on the knowledge that certain time-critical requirements of the protocol, for example when transmitting an acknowledgment data block, which exactly 10 μs after the end of the confirmation Data block, such as the very high data rate, which supports which would require a very fast processor. estimates have shown that the clock frequency in the range above 1 GHz would have to lie.
Damit ergibt sich jedoch ein sehr hoher Energiebedarf und folglich nur eine äußerst kurze Batterielebensdauer.In order to However, there is a very high energy demand and therefore only an extremely short one Battery life.
Das erfindungsgemäße Hardware-Protokollbeschleunigermodul für die Verbindungssicherungs-Protokollebene ermöglicht im Gegensatz dazu, den Prozessor zu entlasten und insbesondere zeitkritische Funktionalitäten der Verbindungssicherungs-Protokollebene des Senderempfängers auszuüben. Da diese zeitkritischen Protokollfunktionen nicht mehr vom Prozessor ausgeführt werden müssen, kann dieser bei einer niedrigeren Taktrate betrieben werden und somit seinen Energieverbrauch reduzieren.The inventive hardware protocol accelerator module for the In contrast, the Link Backup log level allows the To relieve processor and especially time-critical functionalities of Exercise the connection protection protocol level of the transceiver. There These time-critical protocol functions are no longer available from the processor accomplished Need to become, this can be operated at a lower clock rate and thus reduce its energy consumption.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Hardware-Protokollbeschleunigermoduls beschrieben. Die Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden, soweit nicht ausdrücklich Gegenteiliges erläutert ist.following Be exemplary embodiments the hardware protocol accelerator module according to the invention described. The embodiments can be combined with each other, unless expressly contrary explained is.
Bei einem Ausführungsbeispiel enthält das Hardware-Protokollbeschleunigermodul eine Interrupt-Einheit, die ausgebildet ist, durch Aussenden eines entsprechenden ersten Interruptsignals einen erfolgreichen Empfang eines für den ersten Senderempfänger bestimmten Datenblocks an einen externen Prozessor des ersten Senderempfängers zu signalisieren, und die ausgebildet ist, nach Empfang einer Bestätigungsnachricht von extern über den erfolgreichen Empfang eines vom ersten Senderempfänger versandten Datenblocks ein entsprechendes zweites Interruptsignal an den externen Prozessor zu senden.In one embodiment, the hardware protocol accelerator module includes an interrupt unit configured to signal a successful receipt of a data block destined for the first transceiver to an external processor of the first transceiver by transmitting a corresponding first interrupt signal and configured to be received a confirmation message externally to send a corresponding second interrupt signal to the external processor via the successful receipt of a data block sent by the first transceiver.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist eine Redundanzprüfungseinheit vorgesehen, die ausgebildet ist, unmittelbar nach Empfang eines Datenrahmens nach einem vorbestimmten Algorithmus der zyklischen Redundanzprüfung Prüfsummen eingehender oder ausgehender Datenblöcke oder sowohl eingehender als auch ausgehender Datenblöcke zu berechnen und ein dem Prüfungsergebnis entsprechendes Prüfsignal innerhalb der Bestätigungszeitspanne auszugeben.at a further embodiment is a redundancy check unit provided, which is formed immediately after receiving a Data frame according to a predetermined algorithm of the cyclic redundancy check checksums incoming or outgoing data blocks or both incoming and outgoing data blocks as well as outgoing data blocks to calculate and the test result corresponding test signal within the confirmation period issue.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist das Hardware-Protokollbeschleunigermodul ausgebildet, ein Backoff-Verfahren in einer protokollarisch vorgesehenen Wettbewerbsphase umzusetzen.at another embodiment the hardware protocol accelerator module is formed, a back-off method to be implemented in a protocolled competition phase.
Bevorzugt sind im Hardware-Protokollbeschleunigermodul der vorliegenden Erfindung unterschiedlichen Operationen des Hardware-Protokollbeschleunigermoduls jeweils individuelle Schaltkreise zugeordnet. Die Schaltkreise sind mit einem gemeinsamen Taktgeber verbunden und ausgebildet, im gleichen Taktzyklus, parallel betrieben zu werden. Auf diese Weise kann auch die Taktfrequenz für das Hardware-Protokollbeschleunigermodul niedrig gehalten werden, was eine weitere Energieersparnis ermöglicht.Prefers are in the hardware protocol accelerator module of the present invention different operations of the hardware protocol accelerator module each associated with individual circuits. The circuits are connected to a common clock and trained, in the same Clock cycle to be operated in parallel. That way too the clock frequency for the hardware protocol accelerator module is kept low, which allows for further energy savings.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Hardware-Protokollbeschleunigermodul eine Warteschlangeneinheit auf, die eine Verweisliste auf in einem zum Hardware-Protokollbeschleunigermodul externen Speicher abgelegte und auszusendende Datenblöcke aufweist. Mit dieser Ausbildung der Warteschlangeneinheit entfällt die Notwendigkeit, separaten Speicherplatz für Datenblöcke im Protokollbeschleunigermodul vorzusehen, und wird keine zusätzliche interne Bearbeitungskapazität für das Abspeichern und Auslesen von Daten beansprucht. Die Warteschlangeneinheit ist ausgebildet, die Verweisliste in Form einer Vielzahl von Teil-Verweislisten anzulegen und zu aktualisieren. Jede Teil-Verweisliste nimmt Verweise auf Datenblöcke nur eines Datenblock-Typs auf. Auf diese Weise kann der Zugriff auf die jeweiligen Datenblöcke eines Typs besonders schnell erfolgen.In a further embodiment has the hardware protocol accelerator module a queue unit that has a reference list in one stored to the hardware protocol accelerator module external memory and data blocks to be sent having. With this training the queue unit eliminates the Need to separate space for data blocks in the protocol accelerator module and will not be additional internal processing capacity for the Storing and reading data claimed. The queue unit is formed, the reference list in the form of a variety of partial reference lists create and update. Each partial reference list takes references to data blocks of only one Data block type. In this way, access to the respective data blocks a type very fast.
Vorzugsweise ist die Warteschlangeneinheit zusätzlich ausgebildet ist, jedem Eintrag in eine Teil-Verweisliste neben dem erwähnten Verweis auf einen Datenblock zusätzlich einen zweiten oder dritten Verweis auf entweder einen nachfolgenden bzw. einen vorangehenden Eintrag in der betreffenden Teil-Verweisliste zuzuweisen. In einer Ausführungsform werden zumindest einem Teil der Einträge in eine jeweilige Teil-Verweisliste beide genannten zusätzlichen Verweise zugewiesen.Preferably The Queue Unit is additionally designed to suit everyone Entry in a partial reference list next to the mentioned reference to a data block additionally a second or third reference to either a subsequent one or a previous entry in the relevant sub-reference list assign. In one embodiment be at least part of the entries in a respective sub-reference list both mentioned additional Assigned references.
Das Hardware-Protokollbeschleunigermodul hat in einem weiteren Ausführungsbeispiel eine Übertragungsdauerberechnungseinheit, welche ausgebildet ist, anhand einer vorgegebenen Datenblocklänge und einer vorgegebenen Datenrate die Dauer der Übertragung eines Datenblocks zu berechnen. Die Übertragungsdauerberechnungseinheit ist mit dem Scheduler und der Warteschlangeneinheit verbunden.The Hardware protocol accelerator module has in a further embodiment a transmission duration calculation unit, which is formed, based on a predetermined data block length and a predetermined data rate, the duration of the transmission of a data block to calculate. The transmission duration calculation unit is connected to the scheduler and the queue unit.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Senderempfänger mit einem Hardware-Protokollbeschleunigermodul gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung oder einem seiner hierin genannten Ausführungsbeispiele vorgeschlagen. Der Senderempfänger des zweiten Aspekts der Erfindung teilt die Vorteile des Hardware-Protokollbeschleunigermoduls des ersten Aspekts der Erfindung.According to one second aspect of the invention is a transceiver with a hardware protocol accelerator module according to the first Aspect of the invention or one of its embodiments mentioned herein proposed. The transceiver of the second aspect of the invention shares the advantages of the hardware protocol accelerator module of the first aspect of the invention.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Sensorknoten mit einem Sensor und einem mit diesem verbundenen Senderempfänger gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung vorgeschlagen. Der Sensorknoten des zweiten Aspekts der Erfindung teilt die Vorteile des Hardware-Protokollbeschleunigermoduls des ersten Aspekts der Erfindung.According to one third aspect of the invention is a sensor node with a sensor and a transceiver associated therewith according to the second aspect of the invention proposed. The sensor node of the second aspect of the invention shares the benefits of the hardware protocol accelerator module of the first aspect of the invention.
Nicht nur aus Gründen der Energieeffizienz, sondern auch zugunsten des Tragekomforts eines Patienten wird eine hohe Integration eines Sensorknotens ermöglicht, der im Idealfall als Ein-Chip-Lösung realisiert werden kann. Dieser Chip wird im folgenden als Sensorknotenplattform bezeichnet. Eine Sensorknotenplattform wird beispielsweise einen Prozessor enthalten, der für die Abarbeitung einer Anwendungssoftware und auch von nicht zeitkritischen Teilen des Verbindungssicherungs-Protokolls des Senderempfängers zuständig ist.Not only for reasons energy efficiency, but also in favor of the wearing comfort of a Patients will be able to achieve high integration of a sensor node ideally as a one-chip solution can be realized. This chip is referred to below as a sensor node platform designated. For example, a sensor node platform becomes a Processor included for the processing of an application software and also of non-time critical Sharing the connection backup protocol of the transceiver is responsible.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen des Sensorknotens ist der Sensor ausgebildet, eine einem Blutdruckwert eines Trägers des Sensors entsprechende Größe zu erfassen, ein Elektrokardiogramm eines Trägers des Sensors zu erfassen, oder eine andere Größe, die einen physiologischen Zustand oder Prozesses beschreibt, zu erfassen und ein dem Wert der Größe entsprechendes Signal auszugeben.at preferred embodiments the sensor node is the sensor, a blood pressure value a carrier to capture the size of the sensor, an electrocardiogram of a vehicle of the sensor, or another size that is physiological State or process describes to capture and a value the size corresponding Output signal.
Nachfolgend werden weitere Ausführungsbeispiele anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:following become further embodiments explained with reference to the figures. Show it:
Eine
Sensorknotenplattform
Der
Sensorknoten
Die
Aufgaben des Protokollbeschleunigers
- – Datenblöcke von
der Bitübertragungsschicht
154 entgegen zu nehmen (Empfangsrichtung), zu filtern, die CRC-Prüfsumme auszurechnen und über direkten Speicherzugriff an einer vorher angegebenen Stelle im Speicher abzulegen, - – den
Prozessor
110 zu benachrichtigen (per Interrupt), wenn ein Datenblock erfolgreich empfangen wurde, sodass der Prozessor die Datenblockauswertung übernehmen kann, - – empfangene Datenblöcke, für die eine Bestätigung (Immediate Acknowledgement Datenblock) gesendet werden muss, nach 10 Mikrosekunden zu bestätigen,
- – einen Beacon-Datenblock, und zwar sowohl das gesendete im Falle, dass das Gerät PNC (Piconet-Controller) ist, als auch das empfangene, hinsichtlich der reservierten Zeitschlitze auszuwerten,
- – eine Warteschlange mit notwendigen Information über abzusendende Datenblöcke zu verwalten,
- – entsprechend der verstrichenen Zeit seit Start des Beacon-Datenblocks und der im Beacon festgelegten Zeitschlitze zur vorgesehenen Zeit ein Datenblock aus der Warteschlange zum Absenden zu wählen,
- – das Backoff-Verfahren in der Wettbewerbsphase umzusetzen,
- – die Datenblockdaten über direkten Speicherzugriff zu holen, die CRC-Prüfsumme zu berechnen, an die Bitübertragungsschicht zu übergeben, ggf. auf die Bestätigung zu warten und den Prozessor per Interrupt über den Erfolg der Datenblockübertragung zu informieren.
- - Data blocks from the physical layer
154 to receive (receive direction), to filter, to calculate the CRC checksum and store it in memory via a direct memory access at a previously specified location, - - the processor
110 to notify (via interrupt) if a data block has been successfully received so that the processor can take over the data block evaluation, - - to acknowledge received data blocks for which an acknowledgment (Immediate Acknowledgment Data Block) must be sent, after 10 microseconds,
- A beacon data block, both the one sent in the event that the device is PNC (piconet controller), and the one received, with regard to the reserved time slots,
- To manage a queue with necessary information about blocks of data to be sent,
- According to the elapsed time since the start of the beacon data block and the time slots defined in the beacon at the designated time to select a data block from the queue for sending,
- - implement the back-off procedure in the competitive phase,
- To fetch the data block data via direct memory access, to calculate the CRC checksum, to pass it to the physical layer, if necessary to wait for the acknowledgment and to notify the processor by means of an interrupt about the success of the data block transmission.
Das
in der
Über einen
in
Der
Sendedatencontroller
Eine
Beacon-Analyseeinheit
Weiterhin
führt das
Hardware-Protokollbeschleunigungsmodul
Um
die Funktionsweise des Protokollbeschleunigers und das Zusammenwirken
seiner Komponenten näher
zu erläutern,
wird nachfolgend der Ablauf des Absenden eines Datenblocks dargestellt.
Dabei wird angenommen, dass als Datenblock ein Datenpaket, nachfolgend
auch kurz als Paket bezeichnet, gesendet wird. Die Beschreibung
nimmt Bezug auf das Protokoll IEEE 802.15.3, in dessen Rahmen der
Protokollbeschleuniger
Der
Protokollbeschleuniger
Ähnliches
geschieht im Sendedaten-Controller
In
der Beacon-Analyseeinheit
Der
Scheduler
Gibt
es ein passendes Paket in der Sendewarteschlange
Eine
zusätzliche Übertragungsdauerberechnungseinheit
Die
Zeitsteuerung durch den Timer
Nachfolgend
wir die Funktionsweise der Sendewarteschlange
Das
im Protokollbeschleuniger
Die
für den
Einsatz im Protokollbeschleuniger
Beispielsweise
kann die Sendewartenschlange
Es
ergibt sich die in der nachfolgenden Tabelle 1 zusammengefasste
Struktur der Tabelleneinträge, die
neben den eigentlichen Paketdaten auch Listenverwaltungsfelder enthält.
Tabelle 1: In jedem Tabelleneintrag der Sendewarteschlange enthaltene InformationenTable 1: In each table entry the Send Queue Information
In T. H. Meng, B. McFarland, D. Su, and J. Thomson, "Design and implementation of an all-CMOS 802.11a wireless LAN chipset," IEEE Commun. Mag., vol. 41, no. 8, pp. 160-168, Aug. 2003 ist in einem anderen Zusammenhang die Verwendung von Paketdeskriptoren erwähnt. Daraus ist es jedoch nicht bekannt, eine Sendewarteschlange in Paketlisten für unterschiedliche Pakettypen zu unterteilen.In T. H. Meng, B. McFarland, D. Su, and J. Thomson, "Design and implementation of all-CMOS 802.11a wireless LAN chipset, "IEEE Commun. Mag., vol. 41, no. 8, pp. 160-168, Aug. 2003 is the use in another context mentioned by package descriptors. However, it is not known from this, a send queue in package lists for different Subdivide package types.
Um
den Hardware-Entwurf des Protokollbeschleunigers
Außerdem gibt
es ein Register
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007003634A DE102007003634B3 (en) | 2006-09-14 | 2007-01-19 | Hardware-protocol accelerator module for connection safety-protocol level i.e. data link layer, of transceiver, is configured to search data blocks from space to transfer data blocks to bit transmission-protocol level of transmitting unit |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006043779 | 2006-09-14 | ||
DE102006043779.9 | 2006-09-14 | ||
DE102007003634A DE102007003634B3 (en) | 2006-09-14 | 2007-01-19 | Hardware-protocol accelerator module for connection safety-protocol level i.e. data link layer, of transceiver, is configured to search data blocks from space to transfer data blocks to bit transmission-protocol level of transmitting unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102007003634B3 true DE102007003634B3 (en) | 2008-04-24 |
Family
ID=39198650
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102007003634A Active DE102007003634B3 (en) | 2006-09-14 | 2007-01-19 | Hardware-protocol accelerator module for connection safety-protocol level i.e. data link layer, of transceiver, is configured to search data blocks from space to transfer data blocks to bit transmission-protocol level of transmitting unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102007003634B3 (en) |
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