用于支持相同的物理连接上的两种不同的协议的系统和方法

用于支持相同的物理连接上的两种不同的协议的系统和方法
【专利摘要】提供支持在具有用时间敏感协议格式化的第一种类型的包和用非时间敏感协议格式化的第二种类型的包的主-从属现场总线网络中在公共网络连接上的通信的系统和方法。从属装置被配置有过滤器，以防止第一种类型的包到达配置器，并且防止第二种类型的包到达主装置。从属装置还被配置有判优器逻辑，以致用时间敏感协议格式化的包被提供有超过用非时间敏感协议格式化的包的优先级。
【专利说明】用于支持相同的物理连接上的两种不同的协议的系统和方 法

【背景技术】
[0001] 本发明的典型实施例针对在主和从属现场总线装置的网络中用于支持相同物理 连接上的两种不同的协议的系统和方法。如在此处所使用的，主和从属现场总线装置是能 够以线形或者环形拓扑结构被连接并且其中协议具有严格的计时要求的那些装置。严格的 计时要求可以归因于在轮询网络中发送请求和接收响应之间的短暂时间流逝或者归因于 在周期网络中用于包的预分配时间间隙。另外，这种装置被配置成有至少一个主装置，并且 该主装置轮询从属装置或者设置周期通信的时间表。
[0002] 在该范畴中已知有几种现场总线通信协议，包括但不局限于EtherCAT(IEC61158 和 IEC61784-2)，SynqNet (例如在美国专利第 7, 969, 985 号、第 7, 460, 471 号、第 7, 406, 354 号、第7, 143, 301号和第7, 024, 257号所公开的）以及Varan (如Varan总线用户组织所指 定的）。这些现场总线都使用以太网物理层（ANSI X3. 263 :1995TP-PMD和IEEE802. 3-2002 的第25.2节）。这些现场总线在现有技术中是总所周知的，将不再进一步详细描述。尽管 以下讨论集中在EtherCAT，但是本发明能够利用任何其它类型的现场总线被实现。
[0003] 图1是常规的主-从属布置的方框图。如图1所示，主装置100经由电缆103被 连接到第一从属装置110,随后从属装置110经由电缆113被连接到中间从属装置120。中 间从属装置120通过电缆123被连接到最终从属装置130。电缆103U13和123可以是携 带现场总线包的常规以太网电缆。如图1所示，每个从属装置具有指示X和Y的两个全双 工、双方向的现场总线端口。因此，主装置100被连接到第一从属装置110的X端口 111，并 且第一从属装置110的Y端口 112被线连接到第二从属装置120的X端口 121，以此类推直 到网络的最后的从属装置130,其中X端口 131被连接到最终从属装置130,而最终从属装 置的Y端口 132是不使用的。为了便于了解，而不是为了限制，图1以及随后的附图仅图解 第一从属装置、中间从属装置和最终从属装置。但是，本领域的技术人员将会认识到这种现 场总线布置可以包括一个以上的中间从属装置，在这种情况下，进一步的中间从属装置的 操作将会与公开的中间从属装置相同。
[0004] 在它们的使用期限期间，尤其是在投入运行期间，现场总线从属装置典型地需要 在网络中被连接的同时进行编程，这个可以使用在本【技术领域】中已知作为配置器的装置来 实现。图2是图解用于使用配置器对现场总线从属装置进行编程的常规布置的方框图。具 体地，每个从属装置包括能够被耦接到以太网开关250的辅助端口 211、221、231。配置器 240也被耦接到以太网开关250,该以太网开关250允许配置器240使用TCP/IP格式的包 对从属装置110U20和130进行编程。这样的布置为编程自现场总线数据的配置提供了分 离的和独特的物理传送路径，其中考虑到现场总线数据利用时间敏感的协议被格式化，现 场总线数据是重要的。
[0005] 图3是图解常规的第一、中间或最终现场总线从属装置的一些内部部件的方框 图。如图 3 所示，X 端口 111、121、131，Y 端口 112、122、132 和辅助端口 211、221、231 具有 相似的结构，包括物理连接器、一对变压器和PHY装置，该PHY装置是传送器和接收器电路。 现场总线逻辑模块311被耦接到X端口 111、121、131和Y端口 112、122、132,以便与现场总 线包相互作用，该现场总线包包括现场总线包的接收、传送和修改（如有必要）。现场总线 逻辑模块311作为现场可编程门阵列（FPGA)或者专用集成电路（ASIC)被典型地实现。为 了便于说明，而不是限制，以下讨论将简单地指的是FPGA。但是，可以使用ASIC作为替代。 图3还显示允许与微控制器312进行TCP/IP通信的辅助端口 211、221、231。在这种情况 下，微控制器本身具有内置的以太网MAC。辅助端口对于以图2的方式连接配置器是至关重 要的，但是由于该发明提出辅助端口是不必要的，因此将从所有进一步的附图中省略。
[0006] 从属装置的全部操作典型地通过微控制器312被控制，该微控制器312经由处理 器总线313被耦接到现场总线逻辑模块311。应该认识到，微控制器312可以是微处理器， 数字信号处理器或类似的装置，其中的任何一种可以被集成到相同的FPGA或者ASIC中作 为现场总线逻辑模块311。处理器总线313可以是常规的并行处理器总线或者诸如SPI的 串行连接，从而微控制器312能够响应经由现场总线传送的命令。为了便于说明，从属装置 的传感器/致动器方面由于本发明并不涉及到这些方面已经被省略。
[0007] 图4是处理现场总线包的常规的第一或者中间从属装置的一些内部部件的方框 图。在EtherCAT的情况下，到达X端口 111、121的现场总线包进入现场总线逻辑模块311 中，包在现场总线逻辑模块311中被修改（如有需要）或者另外起作用，然后经由Y端口 112、122离开，到接下来的下游从属装置。相反，从下游从属装置到达Y端口 112、122的包 经由现场总线逻辑模块311被转发到X端口 111、121。
[0008] 应该认识到，其它的现场总线表现稍有不同。例如，SynqNet也允许从属装置发起 经由X端口正常发送的包。现场总线逻辑模块311的操作中的变化不会对本发明的重要操 作有影响。
[0009] 图5是处理现场总线包的常规的最终从属装置的一些内部部件的方框图。如从图 1显然的是，最终从属装置与其它从属装置不同，不具有在它的Y端口 132被连接的下游从 属装置。因此，最终从属装置130中的现场总线逻辑模块311能够使用来自Y端口 132中 的PHY的链接或活动信号来检测什么也没有被附接到它的Y端口 132,并且最终从属装置 130使它本身处于回环（loop-back)模式。在该模式中，另外经由Y端口 132被传送到下游 从属装置的包经由最终从属装置的X端口 131被代替地返回到主装置。因此，如图5中的 Y端口 132的虚线表示所图解的，如果从属装置在链路的末端，则Y端口 132是不使用的。
[0010] 因此，如图6所示，现场总线节点被连接成一直线，最终从属装置130的Y端口 132 被停用。


【发明内容】

[0011] 因为用于现场总线的物理连接使用与标准以太网相同类型的物理连接，所以可以 认为使用最终从属装置的Y端口作为用于配置器的连接点，以避免提供用于此目的的附加 的辅助端口。尽管这似乎是简单的解决方法，但是它本身不足以在配置器与从属装置之间 建立TCP/IP通信。具体地，在EtherCAT的情况下，当配置器在主装置已经初始化现场总线 之前被连接到最终从属装置130的Y端口时，那么因为配置器不是现场总线从属装置并且 在初始化期间不会给出正确的响应，因此现场总线的初始化将失败。但是，如果配置器在主 装置已经初始化现场总线网络之后被连接，则现场总线将继续运行。但是，因为最终从属装 置130的Y端口是不起作用的，因此配置器不会与最终从属装置130通信。在这些情况下， 其它的现场总线可以表现不同，并且例如，可以完全停止运行。
[0012] 因此，当试图使用最终从属装置的Υ端口时，将会遇到很多问题。因此，第一个问 题就是在现场总线已经被初始化之前或之后，当附接配置器时，如何激活用于TCP/IP通信 的最终从属装置的Υ端口。这种动作必须在无论如何也不会干扰现场总线的情况下进行， 也就是说，从现场总线的观点来看，最终从属装置的Υ端口似乎保持未连接。
[0013] 第二个问题涉及TCP/IP配置包与现场总线包的潜在碰撞。如上所述，本发明针对 的现场总线通信具有严格的计时要求并且期望应答包在来自主装置的轮询请求包之后出 现非常短的时间。如果没有接收到应答包，那么应答包晚点被接收到，或者应答包被损坏， 则主装置将这种处理为错误，并且在已经检测到一些数量的这种错误之后，主装置将中止 现场总线通信。相反，用于配置从属装置的TCP/IP协议使用诸如Telnet的确认服务，该确 认服务具有不那么严格的计时要求，并且当需要时通过重新发送包而能够容许丢弃的或损 坏的包。因此，如果TCP/IP包能够被布置成在没有正在发送现场总线包时的时间间隙期间 被发送，则现场总线的计时要求将不会抑制TCP/IP的正确操作。
[0014] 第三个相关的问题涉及对在现场总线上在死区时间期间要被发送的TCP/IP包的 布置。现场总线包的流动可以在当现场总线通信静止时的时间之后利用正被连续传送的几 个包在周期时间表上被组织。
[0015] 第四个问题是通过使得两个网络协议在相同的电缆上运行来避免干扰网络装置。 在现场总线通信中使用的每个从属装置中的硬件和软件必须忽略TCP/IP包，并且相反，在 TCP/IP通信中使用的每个从属装置中的硬件和软件必须忽略现场总线总线包。同样地，主 装置必须不会通过接收TCP/IP包而被干扰，并且配置器必须不会通过接收现场总线包而 被干扰。
[0016] 第五个问题是布置来自配置器的TCP/IP包，以到达其它的从属装置。例如，为了 与第一从属装置110通信，来自配置器的包必须通过最终从属装置130,然后通过中间从属 装置120。类似地，来自第一从属装置110的应答包在到达配置器之前必须通过中间从属装 置120,然后通过最终从属装置130。在正常操作中，现场总线硬件将阻挡非现场总线包的 通道。
[0017] 第六个问题是对于每个从属装置激活与配置器的TCP/IP通信。标准方法涉及当 认识到电缆由于通过Y端口 PHY的符号的接收而已经被插入时，监控Y网络端口并且开始 获取TCP/IP地址的软件处理。因为所有其它的节点由于现场总线的活动而接收它们的Y 端口上的符号，所以标准技术仅在网络中的最终从属装置中是可用的。
[0018] 本发明的典型实施例致力于一个以上的上述问题。具体地，本发明的典型实施例 提供支持在主-从属现场总线网络中的公共网络连接上的利用以时间敏感协议被格式化 的第一种类型的包和以非时间敏感协议被格式化的第二种类型的包的通信的系统和方法。 从属装置被配置有过滤器来防止第一种类型的包到达配置器和防止第二种类型的包到达 主装置。从属装置还被配置有判优逻辑，以便以时间敏感协议被格式化的包被提供有超过 以非时间敏感协议被格式化的包的优先级。这就允许配置器被耦接到网络，以对从属装置 进行编程，而不会干涉现场总线通信。
[0019] 包过滤能够基于诸如以太网类型字段的在包的头部内的字段或者数据负载内的 字段，或者能够基于包的报头的值。在后者情况下，连接配置器的从属装置能够被配置成修 改从配置器接收到的包的报头，以便将该包识别为对于网络中的其它从属装置的非时间敏 感包，并且被配置成不修改从其它从属装置接收到的包，从而包被正常格式化用于配置器。
[0020] 当连同以下附图一起考虑时，本发明的其它目的、优点和新颖性特征将从下文的 本发明的详细描述中变得显而易见。

【专利附图】

【附图说明】
[0021] 图1是常规的主-从属现场总线布置的方框图；
[0022] 图2是用于对从属装置编程的常规布置的方框图；
[0023] 图3是常规的第一、中间或者最终从属装置的一些内部部件的方框图；
[0024] 图4是处理现场总线包的常规的第一或者中间从属装置的一些内部部件的方框 图；
[0025] 图5是处理现场总线包的常规的最终从属装置的一些内部部件的方框图；
[0026] 图6是常规的主-从属布置的方框图；
[0027] 图7是具有根据本发明的第一实施例的配置器布置的示范性的主-从属装置的方 框图；
[0028] 图8是根据本发明的第一实施例的示范性的第一、中间或者最终从属装置的一些 内部部件的方框图；
[0029] 图9是显示根据本发明的第一实施例的现场总线包的流动的示范性的最终从属 装置的一些内部部件的方框图；
[0030] 图10是显示根据本发明的第一实施例的TCP/IP包的流动的示范性的中间或者最 终从属装置的一些内部部件的方框图；
[0031] 图11是显示根据本发明的第一实施例的现场总线包的流动的示范性的第一或者 中间从属装置的一些内部部件的方框图；
[0032] 图12是显示根据本发明的第一实施例的TCP/IP包的流动的示范性的第一从属装 置的一些内部部件的方框图；
[0033] 图13是根据本发明的以太网包的方框图；
[0034] 图14是处理根据本发明的第一实施例的TCP/IP包的示范性的第一、中间或者最 终从属装置的一些内部部件的方框图；
[0035] 图15、16a和16b是具有根据本发明的第二实施例的配置器布置的示范性的 主-从属装置的方框图；
[0036] 图17是根据本发明的第二实施例的示范性的从属装置的一些内部部件和主要内 部连接的方框图；
[0037] 图18是根据本发明的第二实施例的示范性混合器的一些内部部件的方框图；
[0038] 图19是具有根据本发明的第二实施例的配置器布置的示范性主-从属装置的方 框图；和
[0039] 图20是根据本发明的第二实施例的示范性混合器的一些内部部件的方框图。

【具体实施方式】
[0040] 在详细提出本发明之前，简要说明以太网硬件，以帮助了解该发明。如上所述，每 个X端口和Y端口中的PHY装置包含传送器和接收器。PHY是复合装置并且能够通知附接 电路与附接的网络电缆有关的某些条件。特别地，当电缆被附接并且正在接收符号时，提供 "链接"指示，并且当正在接收包时，提供"活动"指示。如果有包的多于一个的活动源要被 传输，则PHY的传输部分必须在判优器之前。判优器是多路复用器和判优逻辑的组合，多路 复用器将包的选择的源传送到PHY，判优逻辑选择该源。包经由缓冲器被传送到判优器，并 且包的每个源具有关联的缓冲器。选择缓冲器的深度，以便当包从一个缓冲器正在被转发 时，包能够被暂时存储在另一个缓冲器中。缓冲器典型地被实现为具有两个相关联的指针 寄存器的存储块，以指向数据的头部和尾部。当数据被传输时，头指针被减量，并且当数据 被增加时，尾指针被增量。
[0041] 缓冲器使用来自每个缓冲器的逻辑信号与判优器相互作用，以指示各个缓冲器什 么时候具有准备好要被发送的数据。具体地，判优逻辑将信号发送给一个缓冲器发送，请求 该缓冲器传送它的数据，并且将信号发送给所有其它的缓冲器来继续积累数据。判优逻辑 典型地依次发送来自每个缓冲器的数据，跳过那些没有数据要发送的缓冲器一这个系统 被称为"循环"判优，这是简单的公平的存取算法。当判优器已经完成传送来自一个缓冲器 的包时，它在传送来自下一个缓冲器的包之前暂停很短的一段时间。暂停使得空符号被传 送，从而加强包间间隔（如图13所示），这就需要确保PHY装置的正确操作。为了便于了解， 而不是限制，在不参考判优器和缓冲器之间的逻辑控制信号和诸如逻辑时钟和电源的许多 其它的必要元件的情况下，图解和描述本发明的示范性实施例。这些是本领域的技术人员 将会了解如何利用本发明来实现的标准部件。
[0042] 现在返回到图7,本发明的示范性实施例提供了以配置器240能够经由电缆133被 耦接到最终从属装置130的常规不使用的Y端口 132的方式被配置的从属装置。这可以通 过用图8所示的方式配置第一、中间或最终从属装置来实现。如上所述，首先，必需激活用 于TCP/IP通信的从属装置。为了激活用于TCP/IP通信的从属装置，开关812被用于激活 与配置器进行TCP/IP通信的Y端口，还设定某些逻辑模块的操作模式，特别是如下所述的 逻辑模块804、803、809、810、811。当配置器被附接到最终从属装置130的Y端口 132时，开 关 812 应该被设定成断定 ACTIVATE_BACK_D00R 信号 819。ACTIVATE_BACK_D00R 信号 819 通 过图8未图示的连接的方式被传递到现场总线逻辑模块311。该信号使得现场总线逻辑模 块311覆盖来自Y端口 132中的PHY的链接和活动指示，因此模仿没有什么被附接到Y端 口 132的条件，这就反过来使得现场总线逻辑模块回环。因此，开关812激活最终从属装置 130中的，而不是第一或中间从属装置110U20中的后门通信。换句话说，在第一和中间从 属装置中，开关812被维持在适当的位置，从而不断定ACTIVATE_BACK_D00R信号819。
[0043] 象最终从属装置一样，第一和中间从属装置必须被激活用于TCP/IP通信，以便开 始获取IP地址的处理。第一和中间从属装置的配置以不同于最终从属装置的方式被激活 用于TCP/IP通信。正常TCP/IP网络中的标准技术是为结点来监控网络PHY (收发器）并 且基于在所述PHY处的网络活动的开始获取IP地址，例如，当电缆被插入时。通过开关812 被配置的最终从属装置130连同Y端口 PHY使用该标准技术。但是，第一和中间从属装置 110、120由于现场总线活动总是始终看到它们的Y端口 PHY上的网络活动。因此，标准技术 不能被第一和中间从属装置使用。替代地，每个从属装置具有检查在每个从属装置的Y端 口上的进入包的TCP/IP唤醒模块811。
[0044] 通过TCP/IP唤醒模块811的检查能够使用两种可选择的算法中的任一个。在第 一种算法中，模块811寻找TCP/IP包（与现场总线包不同），并且当已经检测到一个TCP/ IP包时，WAKEN信号815被断定成微控制器。如果在某个时间间隔内（大约一百毫秒）还 没有接收到TCP/IP包，则不断定WAKEN信号815。
[0045] 在第二种算法中，由作为真的信号ACTIVATE_BACK_D00R819所确定的在网络的末 端处的最终从属装置130在它的Y端口 PHY检测到网络活动时，周期性从逻辑模块814的上 游发送特定唤醒包。第一和中间从属装置中的TCP/IP唤醒模块811检测该特定唤醒包并 且激活它们各自的WAKEN信号815到微控制器。如果在某个时间间隔内（大约一百毫秒） 还没有接收到特定唤醒包，则逻辑模块811去激活WAKEN信号815。与第一种算法相比，第 二种算法采用更短的包，该更短的包降低网络上的负载，并且需要更少的逻辑门来实现第 二种算法。特定唤醒包具有以下特性：既不是现场总线包，也不是正常的TCP/IP包，并且将 被主装置忽略。预定的但是非常短的包是适当的特定唤醒包，这是由于它能够被容易地认 出，并且如有必要，被过滤。该唤醒包是本领域的那些技术人员将称为'短包'的特殊实例。
[0046] 在所有的中间和最终从属装置中，逻辑模块814试图经由X端口周期性地，例如每 100ms发送特定唤醒包。如果包传送正在从缓冲器813或者缓冲器802进行，则判优器800 可以推迟传送。
[0047] 如果信号ACTIVATE_BACK_D00R819为假，则逻辑模块811监控用于唤醒包的Y端 口。当逻辑模块811检测唤醒包时，WAKEN_Y信号815持续200ms被断定或者被重新断定 为真状态。因此，在第一从属装置110和中间从属装置120中，如果至少每200ms在Y端口 接收唤醒包，则WAKEN_Y信号815被保持为真状态。
[0048] 如果信号ACTIVATE_BACK_D00R819为真，则当Y端口处的PHY检测网络活动时，逻 辑模块811持续200ms断定WAKENY_Y信号815。逻辑模块811在Y端口处的200ms的不活 动检测到网络活动之后，逻辑模块811设定WAKENY_Y信号815为假。因此，在最终从属装 置130中，如果每200ms在Y端口接收任何包至少一次，则WAKEN_Y信号815被保持为真状 态。
[0049] 既然已经描述了用于TCP/IP通信的从属装置的激活，那么将结合图9-20描述通 过从属装置的现场总线的线路和TCP/IP包。
[0050] 图9是处理根据本发明的第一实施例的现场总线包的示范性的最终从属装置的 方框图。即使开关812被设定成断定ACTIVATE_BACK_D00R信号819,现场总线逻辑模仿当 什么也没有被附接到Y端口 132时的条件，从而使得现场总线逻辑模块311回环现场总线 包。通过比较图5和图9中的布置可以看出，除了本发明的最终从属装置还使得现场总线 包通过返回路径中的两个附加的逻辑模块800和813之外，最终从属装置内的现场总线包 的路径实质上没有改变。具体地，在X端口 131上接收到的现场总线包通过过滤器801、内 部X端口 817、缓冲器813和判优器800,从而现场总线包回环。
[0051] 图10是处理根据本发明的第一实施例的TCP/IP包的示范性的最终或者中间从属 装置的方框图。微控制器312具有集成的以太网MAC并且能够经由过滤器810接收从Y端 口 122、132接收到的TCP/IP包，并将TCP/IP包经由缓冲器809和判优器808传送到Y端 口 132。在Y端口 122、132上接收到的所有的包被传到模块804、806、810和811。如果包为 TCP/IP包，则它通过过滤器804被转发到缓冲器802,然后经由判优器800被转发到X端口 121、 131 :这是TCP/IP包从Y端口流动到X端口的唯一路径。出现在过滤器810的包只有 在它们为TCP/IP包时才被转发到微控制器312。出现在模块811的包只有在它们为TCP/ IP包时才断定或重新断定信号WAKEN_Y_815。出现在过滤器806的TCP/IP包被阻挡。
[0052] 在X端口 121U31上接收到的所有的包被传到模块801和803。出现在过滤器801 的TCP/IP包被阻挡。出现在过滤器803的包只有在它们为TCP/IP包时才被转发，然后它 们进入缓冲器805,并且经由判优器808进入Y端口 122U23 ;这是TCP/IP包能够从X端口 传到Y端口的唯一路径。微控制器312仅发送TCP/IP包，该TCP/IP包经由缓冲器809和 判优器808传到Y端口 122、132。因此，在TCP/IP包绕过现场总线逻辑模块311的两种情 况下，TCP/IP包从X端口传到Y端口并且从Y端口传到X端口。应该注意，只有从下游装 置，即连接到Y端口的装置接收到的TCP/IP包被传到微控制器312,这是因为这些包包括来 自配置器的编程，而从上游从属装置接收到的TCP/IP包仅用于配置器，类似地，来自微控 制器的TCP/IP包仅经由Y端口通过下游。如图10所示，过滤器801和806防止由X端口 121U31或者Y端口 122U32接收到的TCP/IP包到达现场总线逻辑模块311。
[0053] 过滤器801和806可以被结合到现场总线逻辑模块311中，这是因为该模块在任 何情况下都将必须检查包的以太网类型字段，如图3所示，并且在那个时候能够拒绝非现 场总线包。以这种方式将过滤器结合到现场总线逻辑模块311中非常有效地使用逻辑门。 如果现场总线逻辑模块311通过第三方被供应给FPGA890的设计者作为编码的IP核心，也 就是说，作为"黑盒子"，则设计者只能利用正规的过滤来实现设计，即通过在过滤器801和 806中测验以太网类型字段来实现设计，这个将在下文更详细地描述。
[0054] 尽管图解过滤器810为被实现为FPGA逻辑门，但是微控制器312可以交替地接收 所有的包并且使用软件来过滤现场总线包。但是，在大多数情况下，这将因为将施加的处理 载荷而不可行。而且，如果现在总线通信使用作为它的协议的一部分的TCP/IP，则因为发明 的目的是在配置器240和微控制器312之间建立通信，而不是在主装置100和微控制器312 之间建立通信，所以过滤器810是必要的。这种情况下，下面将更详细地描述的加速过滤器 必须被使用，因为这样能够与来自主装置100的包相比，直接区别来自配置器240的包。
[0055] 图11是处理根据本发明的第一实施例的现场总线包的示范性的第一或者中间从 属装置的方框图。通过比较图4和图11可以看出，现场总线包的路径实质上未改变。差别 在于在图11的布置中，在Y端口 112U22上接收到的现场总线包现在也流向三个进一步的 逻辑模块804、810和811。过滤器804防止上游的现场总线包绕过现场总线逻辑模块311， 以致这些包通过现场总线逻辑模块311的内部Y端口 818。然后，这些包被传到内部X端口 817、缓冲器813和判优器800,以到达X端口 111、121。过滤器810阻挡现场总线包到微控 制器312的通道。因为这些包不是TCP/IP唤醒包，所以忽略到达逻辑811的现场总线包。 类似地，在X端口 111、121上接收到的现场总线包现在也流向过滤器803,这防止现场总线 包绕过现场总线逻辑模块311。代替地，在X端口 111上接收到的现场总线包被传到过滤器 801、内部X端口 817、现场总线模块311、内部Y端口 818和判优器808,以到达Y端口 112、 122。
[0056] 图12是处理根据本发明的第一实施例的TCP/IP包的示范性的第一从属装置的方 框图。除了在X端口没有接收到TCP/IP包以外，图12类似于图10。具体地，在Y端口 112 上接收到的TCP/IP包经由过滤器810被传到微控制器312。微控制器312能够经由缓冲器 809将包传送到Y端口 112。
[0057] 借助于从属装置本地的非易失性存储器（未在图12中图解），过滤器804被配置 成阻挡TCP/IP包。这就防止主装置100接收从配置器240发起的任何包。另外，逻辑模块 814被配置成不向X端口 111发送唤醒包，以致这些包不被传送到主装置100。以这种方式 来配置逻辑模块804和814确保了仅仅现场总线包经由X端口被传送到主装置100。在所 有情况下这些步骤并不是需要的，因为大多数主装置将忽略不是现场总线包的包。如图12 所示，微控制器312仅从Y端口接收TCP/IP包并且仅将TCP/IP包传送到Y端口。
[0058] 因此，能够看出，在每个从属装置处，各个微控制器将接收通过配置器240传送的 所有TCP/IP包，并且通过任何上述微控制器发送的TCP/IP包将到达配置器。同样地，在 每个从属装置节点处的各个微控制器312将响应于在Y端口处接收到的TCP/IP包来参与 TCP/IP通信。还可以看出，在每个从属装置中的现场总线逻辑模块311不接收TCP/IP包， 并且主装置100不接收TCP/IP包。
[0059] 图8-12图解五个包过滤器801、803、804、806、810,这些包过滤器能够实现两种过 滤器方案中的一种：正规的和加速的。正规的过滤方案通过测验包的内容来操作。具体地， 现在参照图13,本发明的示范性实施例通过检查例如头部中的以太网类型字段来区别现场 总线包与TCP/IP包。该字段对于TCP/IPv4被设定成0x0800,而现场总线使用该字段中的 其它值，例如在EtherCAT的情况下，以太网类型被设定成0x88A4。另外，过滤能够基于包的 数据负载中的信息。在正规的过滤方案中，过滤器801、803、804、806、810通过缓冲足够的 进入的包以检查以太网类型字段，然后通过在不是指定通过的类型的情况下丢弃包，来进 行操作。具体地，过滤器801和806过滤TCP/IP包并且使得现场总线包通过，并且过滤器 803、804和810过滤现场总线包并且使得TCP/IP包通过。
[0060] 包过滤器804具有阻挡TCP/IP包流动到主装置100的附加功能，该特征仅在第一 从属装置110中被激活，该第一从属装置110是最接近主装置的从属装置。图12显示阻挡 的流动。在实际的实现中，从属装置将具有诸如EEPR0M或者FRAM(未在图8及以下等等中 显示）的本地的非易失性存储器，该本地的非易失性存储器通过配置器被配置，以致包过 滤器804阻挡所有的包。阻挡TCP/IP包到主装置100的流动来确保通过接收不是现场总 线包的包来不混淆主装置。
[0061] 如上所述，现场总线通信具有严格的计时要求，然而TCP/IP具有较松的计时要 求。因此，有必要防止TCP/IP包与现场总线包碰撞。因此，根据本发明，TCP/IP流量能够 让给现场总线包，这利用判优器800和808以及缓冲器802、805、809、813和814来实现。
[0062] 判优器800是在给定时刻转发从两个缓冲器802和813中的一个缓冲器接收到 的包的装置。如果两个源正在试图同时传送，则缓冲器813取得优先级并且命令缓冲器 802 (为了简明，没有显示控制信号）来缓存数据，从而延迟来自802的传送。
[0063] 缓冲器813是很短的，并且它的主要目的在于，当判优器800将源从缓冲器802切 换到缓冲器813时，允许判优器将短序列的空符号传送到X端口；空符号的序列对应于图 13所示的包间间隔。
[0064] 判优器800必须选择是发送来自缓冲器802或者缓冲器813的包，还是发送来自 缓冲器814的唤醒包。判优器存在于标准的网络开关硬件中，并且在数据通信网络中通用 的是能够配置路由器和开关，以基于它们的类型、源地址或者目的地址来优先考虑某个包， 从而实现服务目标的品质。该优先次序是基于检查包头部或者内容并且通过将它们保持在 缓冲器中来推迟优先级较低的包的传送。
[0065] 这是管理的开关和路由器中的标准技术。但是，这种类型的包检查在该发明是不 可能的，这是因为检查处理将通过传送头部所用的时间加上由检查处理产生的进一步延时 来延迟现场总线包。而且，这些延时将随着每个从属装置积累并且将最终使得现场总线通 信时序违规。代替使用包检查，本发明使用判优器，以通过由现场总线逻辑模块发送的任何 包的流定界符的开始而被触发，来提供现场总线包优先级。判优器一旦从现场总线逻辑模 块接收到包，判优器就会抛弃正处于被传送处理中的任何TCP/IP包，而代替地传送现场总 线包。这里称为"无条件判优"的这个处理与包检查相反仅对现场总线包引起最小的延迟， 包检查在作出决定之前需要接收至少224位。这样与标准网络开关等中存在的常规包判优 是非常不同的，不同之处在于在将优先级让给另一个包之前完成包的传送。
[0066] 判优器808以类似于判优器800的方式进行操作。从现场总线逻辑模块311发起 的包被给定超过来自缓冲器805或者缓冲器809的TCP/IP包的无条件优先级，并且正被传 送的任何TCP/IP包被丢弃。如果没有包通过现场总线逻辑模块311正在被传输，则判优器 808在循环的基础上，或者通过使用给予与缓冲器805和809相等的优先级的另一种算法， 来传送来自缓冲器805或者缓冲器809的TCP/IP包。
[0067] 即使判优器给予现场总线包优先级，它也必须能够保护TCP/IP通信。对于这个问 题有两个方面。第一方面是，当TCP/IP包由于无条件判优而被抛弃时，上游从属装置中的 微控制器（在X端口判优器的情况下）和在下游从属装置中的配置器（在Y端口配置器判 优器的情况下）将接收它们必须忽略的截短包（truncated packet),即，短包。忽略短包是 TCP/IP协议的标准特征并且不需要特殊的测量。其次，TCP/IP包必须被重新发送。如果这 仅是TCP/IP网络，则获得这个的标准方法将是将HALT符号发送到传送的微控制器或者配 置器，以使得所述装置中的TCP/IP固件堆重新传送包。但是，由于在X端口或者Y端口上 发送HALT符号将使得相邻的从属装置的现场总线逻辑模块察觉故障，因此这里不能应用 该标准技术。代替地，缓冲器802、805和809在硬件中执行TCP/IP包的重新传送。
[0068] 缓冲器802、805和809在结构上类似。每个缓冲器是足够大的，以包含至少两个 完整的TCP/IP包。每个缓冲器还具有重试逻辑，从而当相关联的判优器在到达包的末端之 前停止传送TCP/IP包时，缓冲器一获得判优就将试图重新发送相同的TCP/IP包。这是可 能的，这是因为包被保存在存储器中并且头部指针能够返回到其在传送开始之前所具有的 值，以这样的方式，缓冲器能够被"重新转动"。如果包在第二尝试时被丢弃，则重试逻辑能 够进行进一步尝试。但是，重试的最大数量被设定成相当低的限度，例如五个，以确保网络 不被淹没。
[0069] 如果现场总线静止时间预先已知或者如果在操作期间能够被识别，则能够修改该 技术。在这些情况下，TCP/IP将必须让给现场总线包的次数能够被减少，可以为零。这个信 息能够使得被微控制器所知或者能够被微控制器识别，并且然后，可以添加计时器以激活 TCP/IP包的传送。但是，与简单的重试机构相比，以这种方式时间安排TCP/IP包将增加显 著的额外的复杂性。重试机构不能绝对保证递送TCP/IP包，这是因为现场总线静止时间对 于传送全长的TCP/IP包可能不够长。在这种情况下，配置器具有缩短TCP/IP包的选择，该 TCP/IP包使用对于TCP/IP内置的几个机构中的一个来被交换，例如MSS (最大段大小）。
[0070] 正规的包过滤方案的缺点在于，包的长部分，即第一 224位，必须在能够读取以太 网类型字段之前被接收。现场总线包过滤器801和806不能缓存该数据，这是因为这样做 的话，每节点将增加近似10 μ s延迟，这将是无法接受的。因此，现场总线包过滤器801和 806简单地丢弃包的剩余部分，从而短包在网络上被传播。这将导致每当TCP/IP包通过从 属装置节点时，短包被添加到网络。这是严重的问题，因为这些短包浪费了另外将可以用于 发送TCP/IP包的网络带宽，并且实际上，使用正规的过滤技术严重限制了能够在系统中被 连接的从属装置节点的数量。
[0071] 对于用短包堵塞网络的问题的解决方法在于使用加速的过滤技术，从而开发在至 少过滤器803和804中的标准以太网包的报头。再次参照图13,标准以太网包的报头携带对 于现代的以太网实现方式无用的信息，但是对于与更早实现方式的以太网的向后兼容性被 一般地保持。因此，在每个从属装置内，报头能够被用于其它目的，其中报头被恢复到在它 到达主装置100或者配置器240之前的标准内容。如果网络不使用报头，则能够添加报头。 在加速的过滤方案中，通过修改报头，例如通过将报头的第二字节从0x55改变成ΟχΑΑ，给 TCP/IP包加标签。后续的包过滤器仅需要检验包的开头两个字节；如果是0χ55ΑΑ，则假定 为TCP/IP包，并且如果是其它任何情况，则假定为现场总线包。以这样的方式读取报头的 前部仅需要16位被缓存并且仅需要160ns，这比得上电缆的延迟并且不会对现场总线造成 问题。加标签在来自配置器的TCP/IP包进入最终从属装置130处的网络以及来自每个微控 制器的TCP/IP包进入每个从属装置内的网络的点处进行。来自微控制器的加标签的TCP/ IP包在从最终从属装置传到配置器之前，必须被去标签，即报头的开头被恢复到OxAAAA。 另外，TCP/IP包在到达主装置之前可以被去标签，但是较佳的是完全阻挡它们。
[0072] 在图14中图解了在图8的从属装置中的FPGA的逻辑结构中实现加速过滤。已经 添加类似于缓冲器813的缓冲器1402,方框804、803、809和813的功能做出如下修改，并且 添加控制信号1401和1403。
[0073] 从配置器传送到最终从属装置的包永远是TCP/IP包。因此，通过设定后门开关 812被配置用于后门操作的最终从属装置在过滤器逻辑模块804处给所有来自Y端口 132 的进入包加标签。
[0074] 从任何从属装置110、120、130中的微控制器312传送的包永远是TCP/IP包。最 终从属装置130直接传送到配置器240并且不必将加标签的包发送到配置器。因此，仅第 一和中间从属装置110U20在缓冲逻辑模块809处给这些包加标签。
[0075] 在最终从属装置130中，过滤器逻辑模块803被配置成使标签从已经经由X端口 131从其它从属装置110、120接收到的TCP/IP包脱落。
[0076] 通过将标签添加到TCP/IP包，经由网络电缆113和123朝向配置器240流动的这 些包被加标签，但是在最终节点130处出现的脱落确保了通过网络电缆133流向配置器的 TCP/IP包具有标准的、未加标签的报头。
[0077] 类似地，通过电缆113和123朝向第一和中间从属装置110U20流动的TCP/IP包 也被加标签。如之前所述的，所有的TCP/IP包在第一从属装置110中被阻挡，因此不能通 过现场总线103流到主装置100。
[0078] 在第一和中间从属装置110U20中，而非在最终从属装置130中，通过测验报头的 开始来检测出现到它的各自的Y端口的TCP/IP包。如果检测到标签，则包被认为是TCP/IP 包。最终从属装置130通过VATE_BACK_DOOR信号819被指定。在最终从属装置130中，在 Y端口上接收到的所有的包被认为是TCP/IP包。过滤器逻辑模块804使得全部TCP/IP包 传到缓冲器802以等候传送。在检测到标签的时候，过滤器804断定DISCARD_X信号1401。 同时，过滤器逻辑模块806已经将TCP/IP包转发到现场总线逻辑模块311，而现场总线逻辑 模块311又已经将报头转发到X端口缓冲器813。该处理持续直到过滤器806检查以太网 类型字段，因此过滤器逻辑模块806缩短包，从而将短包发送给缓冲器813。如上所述，缓冲 器813仅对创建图13所示的包间间隔是足够长的。当缓冲器813接收到激活的DISCARD_ X信号1401时，它忽视现场总线逻辑模块发送给它的东西而用空符号填满。该动作防止由 过滤器806创建的短包到达X端口。
[0079] 在第一和中间从属装置110、120中，而非在最终从属装置130中，过滤器803、 DISCARD_Y信号1403和缓冲器1402以分别类似于过滤器804、DISCARD_X信号1401和缓 冲器813的方式工作。因此，TCP/IP包从X端口传到Y端口并且由过滤器801创建的短包 被缓冲器1402阻挡。
[0080] 在最终从属装置130中，如图9所示，现场总线包回环，因此没有在过滤器806中 创建短包的可能性。
[0081] 这样的布置能够被修改，从而过滤器801和806不被集成到现场总线逻辑模块311 中，而替代地，DISCARD_X信号1401被连接到过滤器801且DISCARD_Y信号1403被连接到 过滤器806。
[0082] 在第一和中间从属装置110U20中，而非在最终从属装置130中，过滤器逻辑模块 810可以使用加速过滤，该加速过滤检查报头，而不是检查以太网类型字段。在过滤器逻辑 模块810处使用加速过滤的益处只不过是节省逻辑门。在最终从属装置130中，由于从Y 端口进入的TCP/IP包未被加标签，因此过滤器逻辑模块810不能使用加速过滤。但是，由 于到达它的所有的包将为TCP/IP包，因此过滤器逻辑模块810能够被配置成使所有的包通 过。
[0083] 作为如图7所示的将配置器240直接连接到最终从属装置节点130的替代，配置 器240能够使用诸如图15-20中所示的混合器被连接。图15是图解在主装置100附近被 连接的配置器的方框图。如图15所示，被耦接在主装置100和第一从属装置110之间的近 端混合器1501被配置成将配置器240耦接到从属装置。近端混合器接收在它的TCP端口 1504处接收到的TCP/IP包并且将该包转发到Y端口 1503。相反，在近端混合器的Y端口 1503处接收到的TCP/IP包被转发到TCP端口 1504。在它的X端口 1502处接收到的现场 总线包被转发到它的Y端口 1503,并且在它的Y端口 1503处接收到的现场总线包被转发到 它的X端口 1504。
[0084] 对于大多数现场总线，对从属装置110、120和130要求没有变化，但是由于TCP/ IP包目前在上游端口上被接收，因此Y端口必须提供那样的作用，从而图15中的从属装置 110U20和130的X和Y端口与图7相比是反向的。有些现场总线需要进入的包出现在特 定端口，在这种情况下，现场总线逻辑模块311上的内部X端口 817和内部Y端口 818在每 个从属装置内也必须彼此相交换。应该注意，后门开关812在图15的配置中不是必需的， 这是因为TCP/IP唤醒将使用唤醒包在所有节点处进行。
[0085] 可以进一步期望的是，在对从属装置节点不重新配线的情况下，取决于在给定场 合哪个是方便的，而能够将配置器240连接到网络的一端或者网络的另一端，在图16a和 16b中显示了变化的网络。为了达到这个目标，需要TCP/IP包和TCP/IP激活的传送和接收 必须能够出现在X或者Y端口上。这就需要另外的逻辑模块被添加到从属装置节点，如图 17所示。
[0086] 在所有的从属装置中，当TCP/IP包在X端口上被接收到时，逻辑模块WAKE-UP ONTCP/IP X1705断定WAKEN_X信号1706。如果在200ms之内在X端口上没有接收到进一 步的TCP/IP包，则WAKEN_X信号1706返回假。这类似于逻辑模块811相对于Y端口的功 能。
[0087] 在所有的从属装置中，逻辑模块1704试图在周期性的基础上，例如每100ms，经由 Y端口发送特定的唤醒包。如果正在从缓冲器805或者缓冲器809或者缓冲器1402进行包 传送，则判优器808可以推迟传送。这类似于逻辑模块814相对于X端口的功能。
[0088] 如果信号WAKEN_X1706为真，则微控制器多路复用器1702将来自X端口的包传递 到过滤器逻辑模块810。如果信号WAKEN_Y815为真，则微控制器多路复用器1702将来自Y 端口的包传递到过滤器逻辑模块810。应该认识到，对于一些额外的逻辑门的价格，多路复 用器1702可以由判优器和两个输入缓冲器代替，这样将允许微控制器接收来自X端口或者 Y端口甚至同时接收来自两个端口的TCP/IP包。
[0089] 对于Y端口缓冲器809的微控制器被稍微修改成，当配置器从X端口的上游被连 接时，即当WAKEN_X信号1706为真时，仅传送。为了便于图解，WAKEN_X信号1706到缓冲 器809的连接未在图17中被显示。
[0090] 对于Y端口缓冲器1701的微控制器，当配置器从Y端口的下游被连接时，即当 WAKEN_Y信号815为真时，仅传送。为了便于图解，WAKEN_Y信号815到缓冲器1701的连接 未在图17中被显示。
[0091] 比较图17和图14,能够看出，在图14中，微控制器能够仅将TCP/IP包发送到Y端 口并且能够仅从Y端口接收TCP/IP包，然而在图17中，微控制器能够将TCP/IP包发送到 X或者Y端口并且能够从X或者Y端口接收TCP/IP包。但是，这些端口中的仅一个端口可 以是激活的TCP/IP端口。图17的从属装置节点实质上为图14的从属装置节点的对称版 本，并且唯一的非对称方面为ACTIVATE_BACK_D00R信号819激活WAKEN_Y信号815并且仅 Y端口 122起作用。
[0092] 图18是根据本发明的第二实施例的示范性的混合器的方框图。近端混合器被实 现为FPGA中的逻辑模块。图18中的逻辑模块从以上结合图17描述的从属装置节点设计 中被再次使用。现场总线包经由过滤器806从Y端口 1503的上游传到X端口 1502,从而阻 挡TCP/IP包的通道。过滤器806能够使用如上所述的正规的或者加速的过滤技术。现场 总线包经由缓冲器1402和判优器808从X端口 1502的上游传到Y端口 1503,从而给予现 场总线包无限制的优先级，以满足现场总线的计时要求。在Y端口 1503上接收到的TCP/ IP包被转发到过滤器810,然后被转发到TCP端口 1504。因为主装置100被连接到X端口 1502,所以在X端口 1502上没有接收到TCP/IP包。在TCP端口 1504处接收到的TCP/IP 包在经由Y端口 1503被发送到下游之前通过缓冲器809和判优器808。模块1704经由判 优器808和Y端口 1503向下游发送唤醒包。缓冲器809对报头加标签，过滤器810对报头 去标签。
[0093] 如图19所示，再进一步的可能性是用户可能希望在两个从属装置节点之间连接 配置器。在图19的系统中，从属装置节点110U20和130被配置为如图17所示。在图19 的系统中，混合器1901具有既连接到X端口 1902又连接到Y端口 1903的从属装置节点。 因此，混合器1901必须将在TCP端口上接收到的TCP/IP包转发出去到X和Y端口并且能 够将来自X和Y端口的TCP/IP包转发到TCP端口。因此，图18的近端混合器如图20中的 中点混合器的方框图所示地被修改。图20的中点混合器实质上为图18的近端混合器的对 称版本。唯一新的元件是判优器1801，该判优器1801对于在X和Y端口上接收到的TCP/ IP包给予公平且相等的访问。缓冲器809和缓冲器1701给报头加标签，并且过滤器810给 报头去标签。图20的中点混合器是图17的从属装置节点的变化例，缺少现场总线逻辑模 块，多路复用器1702由判优器1801 (具有多路复用和判优性能）替代并且TCP端口 1804 代替微控制器322。
[0094] 显然的是，中点混合器1901可以用作近点混合器1501，只要逻辑模块814和1701 例如通过开关（未显示）是无效的，从而主装置100仅接收现场总线包。
[0095] 尽管图19图解了中点混合器1901被耦接在中间和最终从属装置120、130之间， 但是中点混合器1901也能够被耦接在第一和中间从属装置110U20之间。而且，尽管图15 和19的现场总线在每种情况下都处于线拓扑结构，但是也有可能的是，它可以是环状，例 如通过将最终从属装置130回连到主装置100。环形网络在现场总线网络中也是可以的，例 如EtherCAT和SynqNet兼容的现场总线网络。
[0096] 尽管连同作为TCP/IP的非时间敏感协议已经描述了本发明的示范性实施例，但 是应该认识到本发明并不局限于此。本发明可以采用任何类似类型的网络协议，该网络协 议提供获取网络地址和确认服务的方法，例如具有类似的不严厉的计时要求的Telnet。
[0097] 上述公开仅用于说明本发明，而非用于限定本发明。所述【技术领域】的人结合本发 明的实质和本质可以很容易想到对所公开实施例的修改，所以本发明应该被解释为包括附 加权利要求及其等效替换范围内的所有内容。
【权利要求】
1. 一种从属装置，其特征在于，包含： 上游网络连接端口； 下游网络连接端口； 现场总线逻辑模块，所述现场总线逻辑模块被耦接到所述上游和下游网络连接端口； 微控制器，所述微控制器被耦接到所述现场总线逻辑模块； 第一过滤器，所述第一过滤器被耦接在所述现场总线逻辑模块和所述上游和下游网络 连接端口之间，所述第一过滤器被配置成使从所述上游网络连接端口接收到的现场总线包 传到现场总线逻辑模块并且使从所述下游网络连接端口接收到的现场总线包传到所述现 场总线逻辑模块；和 第二过滤器，所述第二过滤器被耦接在所述下游网络连接端口和所述微控制器之间， 其中所述第二过滤器被配置成使从所述下游网络连接端口接收到的第二种类型的包传到 所述微控制器， 其中，在物理协议层之上的协议层处，所述现场总线包用时间敏感协议被格式化，并且 第二种类型的包用非时间敏感协议被格式化。
2. 如权利要求1所述的从属装置，其特征在于，从所述上游网络连接端口接收到的所 述现场总线包从主装置发起。
3. 如权利要求2所述的从属装置，其特征在于，从所述下游网络连接端口接收到的所 述第二种类型的包从配置器装置发起。
4. 如权利要求1所述的从属装置，其特征在于，所述第二种类型的包的所述协议为传 输控制协议/网际协议（TCP/IP)。
5. 如权利要求1所述的从属装置，其特征在于，所述第一和第二过滤器在现场可编程 门阵列（FPGA)中被实现。
6. 如权利要求1所述的从属装置，其特征在于，所述第一过滤器包括耦接在所述上游 网络连接端口和所述现场总线逻辑模块的上游网络连接端口之间的过滤器，和耦接在所述 下游网络连接端口和所述现场总线逻辑模块的下游网络连接端口之间的过滤器。
7. 如权利要求6所述的电子装置，其特征在于，进一步包含： 耦接在所述现场总线逻辑模块的所述上游网络连接端口和所述从属装置的所述上游 网络连接端口之间的第一判优器；和 耦接在所述现场总线逻辑模块的所述下游网络连接端口和所述从属装置的所述下游 网络连接端口之间的第二判优器。
8. 如权利要求7所述的从属装置，其特征在于，所述第一和第二判优器被配置成对现 场总线包提供超过所述第二种类型的包的优先级，并且其中当所述第一或第二判优器接收 现场总线包同时处理所述第二种类型的包时，所述第一或第二判优器丢弃所述第二种类型 的包。
9. 如权利要求8所述的从属装置，其特征在于，所述第二种类型的包在被所述第一或 第二判优器丢弃之后被重新发送。
10. 如权利要求1所述的从属装置，其特征在于，所述第一和第二过滤器被配置成基于 所述现场总线包或所述第二种类型的包的头部中的值来过滤包。
11. 如权利要求10所述的从属装置，其特征在于，所述值在所述现场总线包或所述第 二种类型的包的所述头部的以太网类型字段。
12. 如权利要求1所述的从属装置，其特征在于，所述第一和第二过滤器被配置成基于 所述现场总线包或所述第二种类型的包的报头中的值来过滤包。
13. 如权利要求12所述的从属装置，其特征在于，进一步包含： 第三过滤器，所述第三过滤器被耦接在所述从属装置的所述下游网络连接端口和所述 上游网络连接端口之间，其中所述第三过滤器被配置成修改在从所述从属装置的所述下游 网络连接端口接收到的所述第二种类型的包的报头中的值。
14. 如权利要求13所述的从属装置，其特征在于，进一步包含： 第四过滤器，所述第四过滤器被耦接在所述从属装置的所述下游网络连接端口和所述 上游网络连接端口之间，其中所述第四过滤器被配置成修改在从所述从属装置的所述上游 网络连接端口接收到的所述第二种类型的包的报头中的值。
15. -种网络，其特征在于，包含： 主装置，所述主装置具有下游网络连接端口； 第一从属装置，所述第一从属装置具有耦接到所述主装置的所述下游网络连接端口的 上游网络连接端口； 中间从属装置，所述中间从属装置具有耦接到所述第一从属装置的下游网络连接端口 的上游网络连接端口； 最终从属装置，所述最终从属装置具有耦接到所述中间从属装置的下游网络连接端口 的上游网络连接端口；和 配置器，所述配置器被耦接到所述第一、中间或者最终从属装置中的一个从属装置的 所述上游或者下游网络连接端口中的一个， 其中所述第一、中间和最终从属装置被配置成在网络上支持现场总线包和第二种类型 的包。
16. 如权利要求15所述的网络，其特征在于，所述配置器被耦接到所述最终从属装置 的下游端口。
17. 如权利要求15所述的网络，其特征在于，进一步包含： 混合器，所述混合器被耦接到所述第一、中间或者最终从属装置中的一个从属装置的 所述上游或者下游网络连接端口中的一个。
18. 如权利要求17所述的网络，其特征在于，所述混合器被耦接在所述主装置的所述 下游网络连接端口和所述第一从属装置的所述上游网络连接端口之间。
19. 如权利要求18所述的网络，其特征在于，所述配置器被耦接到所述混合器。
20. 如权利要求18所述的网络，其特征在于，所述配置器被耦接到所述最终从属装置 的下游端口。
21. 如权利要求17所述的网络，其特征在于，所述混合器被耦接在所述中间和最终从 属装置之间或者被耦接在所述第一和中间从属装置之间。
【文档编号】G06F15/16GK104067256SQ201280055490
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2012年7月6日 优先权日:2011年11月11日
【发明者】朱迪·安妮·米契尔, 罗伯特·皮尔斯, 大卫·克莱恩, 乔治·B·杨特 申请人:寇尔摩根公司