数据周期性传输的方法、通信网络及控制单元的制作方法

专利名称：数据周期性传输的方法、通信网络及控制单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于周期地传输数据的方法、通信网络和控制单元，所述数据 确切地i兌呈以太网电才艮的形式。
背景技术：
以太网是数据当前借以以高达每秒100百万位(Mbps)的速率在局域通 信网络(所谓的局域网(LAN))内传输的最普遍技术。LAN是限于某一地理 区域的局域通信网络，且包含至少控制单元和若干工作站(也称作节点)，其 作为参与者通过例如同轴电缆、玻璃光纤电缆或双绞线电缆的传输路径而连 接。
LAN通过网络，搡作系统和统一的网络协议来才喿作。以太网体现潜在的网 络协议，且因此支持各种类型的通信协议，例如TCP/IP协议或IPX协议。在 OSI层模型中，用于网络中数据通信的国际参考模型由包含七层的层堆叠、为 每一层定义的许多协议和将其服务提供给相应下一较高层的协议组成，将以太 网协议指派给第二层(所谓的导体层)。在此导体层中，集中待发送的数据以 形成电报，在所述电报中添加关于相应通信协议的具体信息。在所述网络中， 导体层负责将数据电报从一个参与者传送到另 一者且用于检测错误。
在以太网概念中，导体层分为两个层级，第一层级为数据添加标头(所谓 的起始标识)，其包含接收协议为了实现正确的数据传输而需要的信息。在以 太网协议的第二层级上，接着通过额外的前同步码和结束段(所谓的校验和) 来包封电报，以用于将其在参与者之间传送。通过所述以太网电报，可传输长 度高达1500字节的数据，借此必须在各个以太网电报之间遵守固定的中断间 隔。
对于通过以太网传输路径来发送和接收以太网电报，通常由以太网控制器 来负责，其也称作媒体存取控制器(MAC)，其连接在控制单元与以太网传输路径之间。MAC控制器通常包含发送和接收移位寄存器，以便将以太网传输
路径与控制单元的物理存储器分离。当前以太网控制器通常进一步包含直接存
取物理存储器的可能性(所谓的直接存储器存取(DMA)模式)，通过所述模 式，待发送和待接收的以太网电报可分别以省时的方式直接存储在存储器中或 从存储器检索。
以太网协议主要用于办公室通信网络中。由于以太网概念在使用标准硬件 和软件组件时的优点，而且可能使用简单的网络技术来达到高数据传输速率， 所以以太网通信网络还逐渐用于工业制造中以在工作站之间进行数据交换。当 在自动化中使用以太网协议时，必须确保以太网数据传输的实时能力。在控制 机器时，通常需要进行基本上没有时间变化(即，所谓的抖动)的控制任务的 周期性处理，在可预测回复时间内回应标准要求。
如果将在(例如)运行于以太网网络上的实时应用的框架内周期地传输以 太网电报以便寻址由以太网传输路径连接的传感器和致动器，那么控制单元在 每一控制周期中将相应以太网电4艮传递到其MAC控制器用于传输。因此，在 传递到MAC控制器之前，控制单元自动将以太网传输标准(IEEE 802.3 )中 定义的中断间隔、起始标识、前同步码和校验和添加到待发送的数据。MAC 控制器接着优选通过DMA模式而将以太网电报上载到其传输移位寄存器，且 如果达到传输移位寄存器的特定充电电平，那么MAC控制器开始在以太网传 输路径上传输以太网电^=艮。
快速控制任务在现代制造和处理技术中日益突出。结果，用于工业自动化 的通信网络中的控制单元必须以更快的速度对标准要求作出反应。以此方式， 需要微秒范围内的响应时间以用于控制技术过程，例如在塑料工业中。为了保 护所述快速反应时间，LAN网络中的控制单元必须是高性能处理单元，以便 保证微秒范围内的周期时间，这又导致硬件成本较高。

发明内容
本发明的目标是提供用于传输数据的方法、通信网络和用于所述通信网络 的控制单元，可借此以高频率在数据通信参与者间周期性分布数据。
根据本发明，通过根据权利要求1所述的方法、根据权利要求9所述的通 信网络和根据权利要求17所述的控制单元来满足本目标。在附属权利要求中 指示了其它有利实施例。
根据本发明，为了在控制单元和若干节点耦合到的传输路径上传输数据， 控制单元在整个传输周期时间内考虑到传输标准以连续方式周期地输出电报 形式的数据到传输路径，其中节点在电报通过期间与电报交换数据。控制单元 因此将传输周期再分为具有相同长度的许多子周期，其中在每一子周期中传输 至少一个通信电々艮，第一节点可在所述至少一个通信电才艮通过时，将用于位于 传输路径下游的第二节点的数据写入到所述至少一个通信电报中。
通过本发明的实施例，电报的连续传输确保了传输过程的精确再现性，且 因此确保电报的无抖动传输。通过将通信网络中的控制单元的传输周期分为具 有相同长度的子周期，而每一子周期包含通信电报，1更可能以长的时钟速率且 因此以低负载来操作控制单元的传输过程，且同时将具有实质上较高频率的数 据分布在每一子周期中，(例如)以便触发快速控制过程。通信系统的控制单 元因此可以显着慢于实时通信原本需要的时钟来操作，因此为控制单元卸除负 载。在控制单元中，接着可释放资源以用于其它任务，或者可用緩慢且因此便 宜的硬件来装备控制单元。通过将控制单元的传输周期再分为子周期，进而可 能在一个传输周期内在连接到控制单元下游的节点之间执行通信，因此以简单 方式达到分布式控制。
根据优选实施例，控制单元在子周期中的固定时间点传输通信电报。此程 序确保实时数据通过通信电报而被传递到节点，因此启用快速控制过程。
根据另一优选实施例，对将在子周期中传输的电报(包括控制单元的通信 电报)的数量和/长度进行调整以便电报在预定传输周期时间的连续传输，以 便在预定子周期时间内连续输出电报到传输路径。通过简单方式，此程序允许 在利用子周期中可用的传输时间的同时连续执行子周期框架内的电报。
根据另一优选实施例，在第一节点中提供第一寄存器数据集，寄存器数据 集包含传输路径上所传输的通信电4艮中的数据区的标识、第 一节点中的相关联 存储区的标识和写入命令，且在第二节点中提供第二寄存器数据集，第二寄存 器数据集包含传输路径上所传输的通信电报中的数据区的标识、第二节点中的 相关联存储区的标识和读取命令，第一和第二节点各自进行正通过传输路径的 电报与相关联寄存器数据集的比较，且基于比较结果而在第一与第二节点之间 通过控制单元所输出的通信电报而发生数据传输。通过此实施例，以简单方式 启用随后连接到传输路径下游的任意节点之间的数据通信，因为在通过期间节 点可通过与所提供的寄存器数据集相比较而分别将期望的用户数据写入到通 信电报或从通信电报中读出期望的用户数据。
进一步优选的是寄存器数据集包含通信电报中的数据的起始地址、所述数 据的结束地址或通信电报中的数据区的长度、节点中相关联数据的起始地址和 作为写入或读取4乘作的数据传输的标识。此程序允许在周期内迅速解译通信电 报且因此用于快速数据处理。寄存器数据集优选在通信网络的预备阶段
(run-upphase)产生于节点中，因此确保通信网络中的高灵活性并以简单方式 使得通信网络可适合于期望的控制要求。
为了能够启动快速控制过程，具体而言是对在传输周期的子周期中传输的 通信电报的切换过程，进而优选的是在通信电报的数据区中提供控制日期，其 可通过第一节点在通信电报的通过期间写入，借此位于传输路径下游的第二节 点读出控制日期并将其与预定日期进行比较，以便在出现特定比较结果时进行 控制操作。通过此程序，可通过节点间通信而进行快速控制机制，例如在塑料 工业中。
将结合附图更详细地解释本发明。


图1A展示本发明的通信网络；
图1B描绘通信网络中的控制单元的本发明的实施例；
图1C展示通信网络中的节点的本发明的实施例；
图2A展示通信电报；
图2B描绘本发明的传输过程；
图3A展示在读取操作期间在本发明的节点中发生的步骤序列的图；和 图3B展示在写入才喿作期间在本发明的节点中发生的步骤序列的图。
具体实施例方式
局域通信网络(LAN)允许以简单方式在参与者(一般是计算机和机器) 之间共享数据和资源。因此，以太网概念是LAN中的最普遍通信标准。用以 太网通信网络为例来解释本发明。然而，以本发明的方式来操作任何LAN通 信网络都是可能的。
以太网通信网络是基于多个参与者通过共享传输路径而彼此连接的LAN 配置，借此待传输的数据以预定格式包封在下文称作以太网电报的数据包中。 因此，以太网由三个区组成，即传输路径和网络接口、控制对以太网传输路径 的接入的许多协议以及以太网电报格式。以太网通信网络基本上是可使用(例 如)星形、总线或树形网络的任何期望网络拓朴的总线系统。
以太网协议已被认可为不仅是办公室通信中而且是工业自动化中的网络 系统的通信标准，因为可使用标准硬件组件和标准软件协议，且此外可达到高 的数据传输速率。
图1A示意性展示用于工业自动化中进行控制任务的以太网网络。所述以 太网网络包含以太网传输路径2，控制单元1通过以太网传输路径2而连接到 若干节点3 (31、…3n-l)。传输路径为(例如)电导体、光纤或无线电电缆。 控制单元1是通信网络中的主动参与者并确定数据通信。所述控制单元1是(例 如)用作制造过程中的过程主计算机的微控制器。控制单元1包含网络接入授 权，且可输出电报到传输路径2和通过传输路径2而接收电报。通信网络中的 节点3表示例如I/0装置、阀、驱动器和转换器的外围机器装置。其不具有其 本身的对通信网络的接入授权，即其不得输出离散电报给网络，而仅可与通过 传输路径2的电报进行数据交换。
在图1A中所描绘的以太网网络中，传输路径2中的参与者经连接以形成 链，借此每一节点3连接到两个相邻装置，其中第一节点31和最后节点3n 连接到控制单元l。数据传输在一个方向上发生，从控制单元l开始到第一节 点31,并从此处继续直到最后节点3n,接着返回控制单元l。在图1A所示的 实施例中，由控制单元l输出到传输路径2上的以太网电报在通过节点3时由 节点3进行处理，且接着从最后节点3n通过所有先前节点反馈回去，如果适 用的话在没有任何进一步处理的情况下返回到控制单元1。
图1B展示用于连接到以太网传输路径2的本发明的控制单元1。为了在
传输路径2上传输以太网电l艮，提供编码单元15,且为了从传输路径2接收 以太网电报，提供解码单元16。经配置为移位寄存器的锁存器13、 14分别连 接到编码单元15或解码单元16，以便分别锁存待发送或待接收的以太网电报。 编码单元15、解码单元16和两个锁存器13、 14形成i某体存取控制器(MAC)。 MAC控制器的传输和接收移位寄存器13、 14优选以物理存储器11可直接通 过所谓的直接存储器存取(DMA)模式来存取的方式而配置。或者可能的是 使数据交换通过控制单元1的中央处理单元(CPU) 12而分别在传输移位寄 存器13或接收移位寄存器14与物理存储器11之间发生。然而，通过DMA 模式的直接存取提供加速的数据交换。
由CPU 12进行控制单元14中的数据交换的控制。CPU 12此外还管理以 太网网络的操作所需的所有过程，即其进行发送和接收过程的管理，并提供对 待以以太网电报形式发送的数据的包封或对来自所接收以太网电报的数据的 解包。实施在控制单元1的CPU 12上的操作系统通常包含层状软件结构，以 便区分协议特定处理与电报或硬件特定处理。因此可能在以太网标准的框架中 使用不同通信协议，而不必进行硬件特定驱动器修改。同时，也可无需额外修 改协议特定软件而用所述方式来改变控制单元的硬件。
图1C描绘以太网传输路径2处的节点3的配置。节点3包含经提供而分 别用于在以太网传输路径2上接收以太网电报或传输以太网电才艮的接收单元 31和传输单元32。传输单元31和接收单元32连接到分配单元33,其在下文 中将称为FMMU (现场总线存储器管理单元)且其中实施相应节点所需的总 线协议的部分。分配单元33控制正在传输路径2上通过的电报与存储在节点 3的数据存储器34中的用户数据之间的数据传递。用户数据可(例如)为用 于进行制造过程的测量数据或控制数据。
图2A示意性描绘通过传输路径2的以太网电报5。所述电报可包含多达 1500个字节，且由以下组成具有起始标识51的标头、识别目标和源地址以 及数据包类型的前同步码52、包含数据的中间部分53和包含校验和的结束部 分34，结束部分用作错误检测机制。
当在工业自动化中使用LAN通信网络时，必须确保实时数据传输。同时， 为了执行快速控制任务，代表外围机器装置的各个节点必须通过分布式LAN
网络接收数据，所述数据具有基本上没有抖动(即，未偏离期望的周期时间) 的在微秒范围内的周期时间。为了确保所述没有抖动的快速周期时间，并同时 卸载通信网络的控制单元或允许减少控制单元所包括的硬件，根据本发明，控 制单元1在整个传输周期时间内考虑到传输标准而周期性且连续输出电净艮5
的形式的数据到传输路径2。因此，控制单元将传输周期再分为具有相同长度 的许多子周期，借此在每一子周期中传输至少一个通信电报，第一节点3可将 用于连接到传输路径2下游的第二节点3的数据写入到所述至少一个通信电报 中。通过在控制单元1的传输周期中连续传输电报，确保传输过程的精确再现 性且因此确保电报的无抖动传输。通过将控制单元1的传输周期再分为子周 期，每一子周期含有包含待分布到各个节点的数据的至少一个通信电报，在所 述子周期内节点也可彼此交换数据，可能用为控制单元卸除负载且不需要任何 复杂硬件的緩慢传输周期时钟(例如，用微秒范围内的传输周期时钟)来操作 控制单元，且同时通过子周期中包含的通信电报在实时条件下进行具有非常快 的控制时间(例如，在微秒范围内)的控制任务。
图2B描绘控制单元1的传输周期的本发明的配置的实例。包含0.6毫秒 的传输周期再分为三个子周期a200毫秒。对于每一子周期，提供两个通信电 报501,其包含待分布于位于下游的节点中的数据。在通信电报501中，第一 节点可接着在电报通过期间写入用于在传输方向上位于传输路径2下游的另 一节点的数据。两个通信电报501由控制单元在子周期中的固定时间点传输， 在图2的实施例中为第一和第二位置。在已发送两个通信电报501之后，可在 子周期中或由"空"电报503传输包含用于节点的额外数据的其它电报502, "空"电报503仅用作占位符以便填充传输周期。图2B展示第一子周期中的 两个额外数据电报502a、 502b，第二子周期中的占位符电报503和第三子周 期中的三个其它数据电l艮502c、 502d、 502e。在各个电报之间遵守根据传递 协议所需要的中断间隔。
以太网电报在传输路径2上的传输过程由控制单元1以如下方式而执行 CPU 12中所用的软件驱动器将待发送的数据转换为以太网电报，所述电报在 控制单元3以DMA模式操作的情况下存储在物理存储器11中。传输移位寄 存器接着存取所存储的以太网电报以便将以太网电报5上载到移位寄存器中。
在图2B中所示的电报序列中，首先将第一子周期的两个通信电报501a、 501b， 接着第一子周期的两个其它数据电报502a、 502b，接着第二子周期的两个通 信电报501c、 501d和占位符电报503,接着第三子周期的两个通信电报501e、 501f且最终第三子周期的三个数据电报502c、 502d、 502e传递到传输移位寄 存器13中。以相同方式，其它传输周期的电报集接着存储在传输移位寄存器 13中。如果充分的以太网电报已在CPU 12的软件驱动器控制下从物理存储器 11传递到传输移位寄存器13以便执行连续的传输过程，那么传输移位寄存器 13通过编码单元15而输出锁存的以太网电报到以太网传输路径2。然而，以 太网传输仅在以太网网络安静时发生。此外，通常在以太网传输路径2上额外 提供冲突防止机制。
如果控制单元1要实时地控制连接到以太网传输路径2的作为其它节点的 传感器和致动器，那么需要子周期中的以太网电报5的无抖动传输序列。然而， 在发送以太网电报时，出现若干受抖动影响的过程，且在最坏情形下，抖动增 加。在实现以太网电报时，由于控制单元1和软件驱动器的操作系统中断等待 时间波动而产生第一抖动。此外，运行时间中的波动出现在数据码中，所述数 据码一直运行到以太网电报被传输为止。在具备高速緩冲存储器的现代控制单 元中，进而在同一数据码中出现波动，因为视高速緩沖存储器内容而定，用于 所请求存储器的等待时间可能会变化。其它抖动另外由于传递以太网电报到传 输移位寄存器13而产生。
为了补偿抖动，根据本发明，控制单元l的CPU12以将以太网电报5无 中断地发送出传输移位寄存器13的方式而编程。因此，以如下方式控制传输 移位寄存器13和所连接的编码单元15:在传输以太网电报之后，直接传输下 一以太网电才艮，并遵守以太网传输标准中定义的中断间隔。
CPU 12计算必须用多长时间传输多少以太网电报以便准确遵守预定子周期时 间。根据以太网传输标准，CPU将待发送的数据53转换为相应长度的以太网 电报5并将其存储在物理存储器11中，以太网电报5包含起始标识51、前同 步码52和校验和54。传输移位寄存器13接着存取这些以太网电报5并将其 锁存。只要传输移位寄存器13已达到某一充满水平，传输过程就开始，连续
发送以太网电才艮持续控制单元1的整个传输周期，如图2B所示。
通过传输移位寄存器13，由CPU 12在控制单元1的物理存储器11中提 供以太网电报与以太网电报的传输时间点分离，使得潜在抖动得以补偿。由于 传输过程的定时完全取决于控制单元1和位于传输路径2下游的传输物理组 件，以太网电报5被连续发送出传输移位寄存器13,所以精确的再现性且因 此无抖动传输是可能的。
当计算待于传输周期中传输的以太网电报的数量和长度时，控制单元1 的CPU 12将用于传输路径2上的波特率以及当包封待发送数据时自动添加的 数据均考虑在内，所述待添加数据即起始标识51、前同步码52和校验和54 以及待在以太网电报之间遵守的中断间隔。这些额外信号在以太网标准IEEE 802.3中定义，且包含用于IOO基带TX以太网的8位，即具有用于起始标识 的100兆波特、用于前同步码的56位、用于校验和的32位和用于中断间隔的 69位的快速以太网。
由传输单元1通过编码单元15输出的电报在通过时由传输路径2所连接 的节点3来解译。通过将传输周期再分为子周期，子周期包含位于固定位置(优 选在第一位置)的用于控制实时过程的通信电报，可能由于较高频率而起始快 速控制过程。因此，节点3通过子周期中的通信电报而在传输周期内彼此通信 或交换控制过程所需的过程数据是可能的。其以如下方式进行在通信电报通 过时，先前节点将用于下游节点的数据写入到通信电l艮，所写入数据可在之后 读出，且产生相应的控制过程。节点与通信电报之间的数据交换优选以如下解 释的方式进行。
为了使相应节点3的FMMU单元33从通信电报501中提取与其相关联的 数据或将所述数据传递到传输路径2, FMMU单元33包含具有若干寄存器数 据集的寄存器单元331,其使通过的通信电报501与包含相关联数据的相应节 点中的数据存储器34相关。每一寄存器数据集331因此包含以下描述通信电 报501中的所连接存储区的寄存器通信电报中的数据区的起始地址；通信电 报中的存储区的结束地址；节点3的数据存储器34中的数据区的起始地址； 数据传输的类型写入或读取。
每一寄存器数据集331因此指示与相应节点相关联的通信电报501中的数据的起始。通过确定寄存器集中的数据结束，因此确定与相应节点相关联的通
信电报501中的数据的长度。代替结束地址，寄存器数据集331因此还可包含 关于通信电报501中的相关联数据区的长度的信息。寄存器数据集331中包含 的关于节点的数据存储器34中的数据集的起始的信息用于将通信电报中包含 的数据分配到节点中的数据。寄存器集中的数据传输的类型随后确定是否将进 行节点与通信电报之间的写入或读取过程。
在预备阶段产生节点3的FMMU单元33中的寄存器数据集331。在传输 路径2上的周期数据传递期间，通过的通信电报501接着通过FMMU单元33 的比较单元34而各自与FMMU单元33的寄存器数据集331进行比较，且在 一致的情况下，通过FMMU单元33的存取单元35从通信电报中读取相应数 据或将相应数据插入到通信电报中。
图6描绘节点3的FMMU单元33在接收读取电报时的处理序列。在传输 路径2上循环的通信电报501的头段511、 521与FMMU单元33中的所存储 寄存器数据集331进行比较。如果此比较展示通信电报的数据段531包含待与 节点相关联的区，那么这些数据区从节点的数据存储器34读出或插入到传输 路径2上的通信电报501中，并重新计算校验和541。
图7展示节点3的FMMU单元33在接收写入电报时的处理序列。因此， 传输路径2上的通信电报501的头段511、 521再次与寄存器数据集331进行 比较。在一致的情况下且如果寄存器数据集指示将执行写入操作，那么从通信 电报501中读出相应数据531并将其存储在节点的数据存储器34中。
通过上述程序，如果先前节点在通信电报通过时将数据写入到通信电报中 以用于下游节点，可能以简单方式在传输路径2上接连地连接的任意节点之间 进行数据通信。为了触发快速控制过程，具体而言是借助在传输周期的子周期 中传输的通信电报的切换过程，通信电报的数据区优选包含相应控制日期，其 优选由先前节点在通信电报通过期间以图6中所述的方式写入。将进行控制操 作的下游节点接着优选根据图7所述的方式而读出控制日期，且将其与存储在 数据存储器中的日期进行比较，以便在出现特定比较结果的情况下(例如，控 制日期大于所存储日期)执行控制过程(例如，使用控制日期作为新的控制值)。 通过此程序，快速控制操作由于其(例如)在塑料工业中必需而可通过节点间
通信以简单方式进行。
本发明是针对以太网协议描述的，但也可能使用本发明的方法来重新配置 其它网络协议，以便允许沿着传输路径的快速节点间通信。
权利要求
1.一种用于在与控制单元(2)和若干节点(3)连接的传输路径(2)上传输数据的方法，所述控制单元(1)周期性地输出电报(5)形式的数据到所述传输路径(2)，因此控制传输过程，以便在整个传输周期时间期间考虑到传输标准而连续输出电报，和所述节点(3)在所述电报通过时与所述电报交换数据，所述方法的特征在于所述控制单元(1)将所述传输周期再分为具有相同长度的许多子周期，所述控制单元在每一子周期中传输至少一个通信电报(501)，第一节点可在所述至少一个通信电报通过时将用于位于所述传输路径下游的第二节点的数据写入到所述通信电报中。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于由所述控制单元(1 )在所述 子周期中的固定时间点传输所述通信电报(501 )。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了在预定传输周期时 间连续传输所述电报，由所述控制单元(1)来调整待在子周期中发送的包括 所述至少一个通信电报(501)的所述电报(5)的数量和/或长度，以便在所 述整个预定传输周期时间内连续地输出电报到所述传输路径(2 )。
4. 根据权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其特征在于在所述第 一节点中产生第一寄存器数据集，所述第一寄存器数据集包含所述传输路径上 所传输的所述通信电报中的数据区的标识、所述第 一节点内的相关联存储区的 标识和写入命令，且特征在于在所述第二节点中产生第二寄存器数据集，所述 寄存器数据集包含所述传输路径上所传输的所述通信电报中的所述数据区的 所述标识、所述第二节点中的相关联存储区的标识和读取命令，所述第一节点 和所述第二节点各自进行正通过所述传输路径的所述电报与所述相关联寄存 器数据集之间的比较，且基于所述比较结果而在所述第一节点和所述第二节点 之间通过所述控制单元所发送出的所述通信电报而发生数据传递。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述寄存器数据集包含所述通 信电报中的所述数据的起始地址、所述数据的结束地址或所述通信电报中的数据区的长度、所述节点内所述相关联数据的起始地址和作为写入或读取操作的 所述数据传输的标识。
6. 根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于在预备阶段期间在所述节 点内产生所述寄存器数据集。
7. 根据权利要求4至6中任一权利要求所述的方法，其特征在于所述通信 电报中的所述数据区包含控制日期，所述控制日期由所述第一节点在所述通信 电报的所述周期内写入，其中位于所述传输路径下游的所述第二节点读出所述 控制日期，并将其与预定日期进行比较，以便在出现特定比较结果时进行控制 操作。
8. 根据权利要求1至7中任一权利要求所述的方法，其特征在于所述数据 以以太网电报的形式传输。
9. 一种包含与控制单元(1 )和若干节点(3 )连接的传输路径的通信网络， 所述控制单元(1 )周期性地输出电报(5 )形式的数据到所述传输路径(2 ),因此控制传输过程以便在整个传输周期时间内考虑到传输标准而连续输出电 报，和所述节点(3)在所述电报通过时与所述电报交换数据， 所述通信网络的特征在于所述控制单元(1)将所述传输周期再分为具有相同长度的许多子周期， 所述控制单元(1)在每一子周期中传输至少一个通信电报(501),第一节点 可在所述至少一个通信电报通过时将用于位于所述传输路径下游的第二节点 的数据写入到所述通信电报中。
10. 根据权利要求9所述的通信网络，其特征在于所述控制单元(1)在所 述子周期中的固定时间点传输所述通信电报(501 )。
11. 根据权利要求9或IO所述的通信网络，其特征在于为了在预定传输周 期时间连续传输所述电报，所述控制单元(1)调整待在子周期内传输的包括 所述至少一个通信电报(501)的所述电报(5)的数量和/或长度，以便在所 述整个预定传输周期时间内连续地输出电报到所述传输路径(2 )。
12. 根据权利要求9至11中任一权利要求所述的通信网络，其特征在于在 所述第一节点中存在第一寄存器数据集，所述第一寄存器数据集包含所述传输路径上所传输的所述通信电报中的数据区的标识、所述第 一节点内的相关联存 储区的标识和写入命令，且特征在于在所述第二节点中存在第二寄存器数据 集，所述第二寄存器数据集包含所述传输路径上所传输的所述通信电报中的所 述数据区的所述标识、所述第二节点中的相关联存储区的标识和读取命令，所 述第一节点和所述第二节点各自进行正通过所述传输路径的所述电报与所述 相关联寄存器数据集之间的比较，且基于所述比较结果而发生数据传递。
13. 根据权利要求12所述的通信网络，其特征在于所述寄存器数据集包含 所述通信电报内的所述数据的起始地址、所述数据的结束地址或所述通信电报 中的所述数据区的长度、所述节点中所述相关联数据的起始地址和作为写入或 读取操作的所述数据传输的标识。
14. 根据权利要求12或13所述的通信网络，其特征在于在预备阶段期间 在所述节点中产生所述寄存器数据集。
15. 根据权利要求12至14中任一权利要求所述的通信网络，其特征在于 所述通信电报中的所述数据区包含控制日期，所述控制日期由所述第一节点在 所述通信电才艮的所述通过期间写入，位于所述传输;洛径下游的所述第二节点读 出所述控制日期，并将其与预定日期进行比较，以便在出现特定比较结果时进 行控制操作。
16. 根据权利要求12至15中任一权利要求所述的通信网络，其特征在于 所述数据以以太网电报的形式传输。
17. —种用于通信网络的控制单元(1),所述通信网络包含与控制单元和 多个节点(3 )连接的传输路径(2 )，所述控制单元(1 )包含处理单元(12 ), 其用于根据传输标准将待发送的数据转换为电报；和传输单元(15)，其用于 在所述传输路径(2)上周期性传输所述提供的电才艮，所述处理单元(15)控 制所述传输单元的所述传输操作，以便在整个传输周期时间内考虑到所述传输 标准而连续输出电才艮，所述控制单元(1 )的特征在于所述处理单元(12)将所述传输周期再分为具有相同长度的许多子周期， 且在每一子周期中提供至少一个通信电报(501 ),第一节点可在所述至少一个 通信电报通过时将用于位于所述传输路径下游的第二节点的数据写入到所述通信电报中。
18. 根据权利要求17所述的控制单元，其特征在于所述处理单元(12 )在 所述子周期中的固定时间点发送出所述通信电报(501 )。
19. 根据权利要求17或18所述的控制单元，其特征在于为了在预定传输 周期时间连续传输所述电报，所述处理单元(12)调整待在子周期中发送的包 括所述至少一个通信电报(501)的所述电报(501)的数量和/或长度，以便 在所述整个预定传输周期时间内连续地输出电报到所述传输路径(2 )。
20. 根据权利要求17至19中任一权利要求所述的控制单元，其特征在于 所述数据以以太网电^t艮的形式传输。
全文摘要
为了在与控制单元和若干节点连接的传输路径上传输数据，所述控制单元在整个传输周期时间内通过考虑到传输标准而以连续方式周期性输出电报形式的数据到所述传输路径上，所述节点在所述电报通过时与所述电报交换数据。所述控制单元将所述传输周期再分为具有相同长度的许多子周期。在每一子周期中发送至少一个通信电报，第一节点可在所述至少一个通信电报通过时，将用于位于所述传输路径下游的第二节点的数据写入到所述至少一个通信电报中。
文档编号H04L12/40GK101341450SQ200680047125
公开日2009年1月7日 申请日期2006年12月13日 优先权日2005年12月15日
发明者翰斯·贝克赫夫, 迪克·杰森 申请人:贝克赫夫机械公司