一种转发设备、转发方法及转发装置与流程

本发明涉及数据处理，尤其涉及一种转发设备、转发方法及转发装置。

背景技术：

1、大型工控系统拥有大量的拓展io节点或通讯节点，一般使用机架总线方式来连接这些节点，即将所有节点连接到同一条差分线上。该连接方式虽然走线方便成本低廉，但是系统安装的机柜尺寸限制了机架的最大长度，因此无法将所有节点连接到一条机架上。

2、目前，常通过将总线上的数据解码后重新编码为以太网或其他接口协议，然后通过以太网或其他接口对外发送数据。这种方式的传输距离不受总线信号质量和驱动能力的限制，但是编解码会带来较大的延迟，导致系统响应速度下降，从而导致数据转发存在高延迟。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供一种转发设备、转发方法及转发装置，用以连接多条机架总线，实现总线间数据转发，解决现有存在的数据转发存在高延迟的问题。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

3、本发明实施例第一方面示出了一种一种转发设备，所述转发设备包括：第一连接器接口、第二连接器接口、第一接收器、第二发送器、第三发送器、第一总线占用检测器、第一缓存器、总线接口、以及控制器；

4、所述控制器分别与第一连接器接口、第二连接器接口、第一接收器、第二发送器、第一总线占用检测器、第一缓存器、及总线接口通信连接；

5、所述第一连接器接口的一差分线通过第一总线占用检测器与对应的第一接收器连接，所述第一接收器与第一缓存器连接，所述第一接收器为所述第一连接器接口的接收器；

6、所述第二连接器接口的一差分线连接第二发送器，所述第二发送器为所述第二连接器接口的发送器；

7、所述第一缓存器通过所述第三发送器连接至所述总线接口的半双工的差分接口一端，所述总线接口与工控系统机架上的一机架总线连接，所述第三发送器为所述总线接口的发送器；

8、在所述转发设备处于空闲模式下，若所述第一接收器接收到第一数据，所述第一接收器将所述第一数据发送给所述第二连接器接口的所述第二发送器，以经过所述第二发送器发送；

9、所述第一总线占用检测器检测总线电平存在第一状态时，将第一状态发送给所述控制器，所述控制器基于所述第一状态将所述转发设备的空闲模式切换成接收模式；

10、在所述转发设备处于接收模式下，所述第一接收器将所述第一数据存储至对应的所述第一缓存器进行缓冲，并将所述第一缓存器缓冲的所述第一数据通过所述第三发送器发送。

11、可选的，还包括：所述第一发送器和第二接收器；

12、所述第一连接器接口的另一差分线与所述第一发送器连接，所述一发送器为所述第一连接器接口的发送器；

13、所述第二连接器接口的另一差分线与所述第二发送器连接，所述第二接收器为所述第二连接器接口的接收器；

14、在所述第一接收器接收到第一数据，且所述转发设备处于接收模式下，控制器对所述第一发送器和第二接收器执行禁用操作。

15、可选的，还包括：

16、所述第一总线占用检测器检测总线电平存在第二状态时，将所述第二状态发送给所述控制器，所述控制器基于所述第二状态将所述转发设备将所述接收模式切换成过渡模式。

17、可选的，还包括：第二总线占用检测器，第二缓存器，和第三总线占用检测器；

18、所述第二连接器接口的输入端通过所述第二总线占用检测器与对应的第二接收器连接，所述第二接收器与所述第二缓存器连接；

19、第三总线占用检测器和所述总线接口的半双工的差分接口另一端连接；

20、若所述第一总线占用检测器，第二总线占用检测器和第三总线占用检测器在第一预设时间内均未检测到总线电平存在第二状态，将其发送给所述控制器，以便所述控制器将所述过渡模式切换成空闲模式。

21、可选的，还包括：

22、在所述转发设备处于空闲模式下，若所述第二接收器接收到第二数据，所述第二接收器将所述第二数据发送给所述第一连接器接口的所述第一发送器，以经过所述第一发送器发送；

23、所述第二总线占用检测器检测总线电平存在第一状态时，将所述第一状态发送给所述控制器，所述控制器基于所述第一状态将所述转发设备的空闲模式切换成接收模式；

24、在所述转发设备处于接收模式下，所述第二接收器将所述第二数据存储至对应的所述缓存器进行缓冲，并将所述缓存器缓冲的所述第二数据通过所述总线接口发送。

25、可选的，还包括：

26、若所述第二接收器接收到第二数据，且所述转发设备处于空闲模式下，控制器对所述第一接收器和第二发送器执行禁用操作。

27、可选的，还包括：第三接收器，第三缓存器和多路选择器；

28、所述总线接口与工控系统机架上的一机架总线连接，所述的总线接口的半双工的差分接口一端连接第三发送器，以及所述总线接口的半双工的差分接口另一端连接第三总线占用检测器；

29、所述第一缓存器与第二缓存器分别通过多路选择器连接所述第三发送器，所述第三总线占用检测器通过所述第三缓存器与所述第三接收器连接，所述第三接收器为所述总线接口的接收器；

30、所述第三接收器分别与所述第一发送器和所述第二发送器连接；

31、在所述转发设备处于空闲模式下，若所述第三接收器接收到第三数据，且第三总线占用检测器检测到总线电平存在第一状态时，将所述第一状态发送给所述控制器，所述控制器基于所述第一状态将所述转发设备的空闲模式切换成发送模式；

32、在所述转发设备处于发送模式下，所述第三接收器将所述第三数据通过所述第一发送器和所述第二发送器发送。

33、可选的，还包括：

34、若所述第三接收器接收到第三数据，且所述转发设备处于空闲模式下，控制器对所述第一接收器、第二接收器和第三发送器执行禁用操作。

35、本发明实施例第二方面示出了一种转发方法，适用于本发明实施例第一方面示出的转发设备，所述转发设备包括第一连接器接口、第二连接器接口、第一接收器、第二发送器、第三发送器、第一总线占用检测器、第一缓存器、总线接口、以及控制器，所述方法包括：

36、在所述转发设备处于空闲模式下，若所述第一接收器接收到第一数据，所述第一接收器将所述第一数据发送给所述第二连接器接口的所述第二发送器，以经过所述第二发送器发送；

37、所述第一总线占用检测器检测总线电平存在第一状态时，将第一状态发送给所述控制器，所述控制器基于所述第一状态将所述转发设备的空闲模式切换成接收模式；

38、在所述转发设备处于接收模式下，所述第一接收器将所述第一数据存储至对应的所述第一缓存器进行缓冲，并将所述第一缓存器缓冲的所述第一数据通过所述第三发送器发送。

39、本发明实施例第三方面示出了一种转发装置，包括本发明实施例第一方面所述的转发设备，所述转发设备的数量为多个；

40、所述转发设备通过总线接口连接工控系统的机架上一机架总线；

41、每一所述转发设备通过所述第一连接器接口或所述第二连接器接口进行环网连接。

42、基于上述本发明实施例提供的一种转发设备、转发方法及转发装置，所述转发设备包括：第一连接器接口、第二连接器接口、第一接收器、第二发送器、第三发送器、第一总线占用检测器、第一缓存器、总线接口、以及控制器；所述控制器分别与第一连接器接口、第二连接器接口、第一接收器、第二发送器、第一总线占用检测器、第一缓存器、及总线接口通信连接；所述第一连接器接口的一差分线通过第一总线占用检测器与对应的第一接收器连接，所述第一接收器与第一缓存器连接，所述第一接收器为第一连接器接口的接收器；所述第二连接器接口的一差分线连接第二发送器，所述第二发送器为第二连接器接口的发送器；所述第一缓存器通过所述第三发送器连接至总线接口的半双工的差分接口一端，所述总线接口与工控系统机架上的一机架总线连接，所述第三发送器为总线接口的发送器；在所述转发设备处于空闲模式下，若第一接收器接收到第一数据，所述第一接收器将所述第一数据发送给第二连接器接口的所述第二发送器，以经过第二发送器发送；所述第一总线占用检测器检测总线电平存在第一状态时，将第一状态发送给所述控制器，所述控制器基于所述第一状态将所述转发设备的空闲模式切换成接收模式；在所述转发设备处于接收模式下，所述第一接收器将所述第一数据存储至对应的所述第一缓存器进行缓冲，并将所述第一缓存器缓冲的所述第一数据通过所述第三发送器发送。在本发明实施例中，若第一接收器接收到数据，将通过无延迟的方式从第二发送器，以及经过第一缓存器缓冲后，通过第三发送器发送，以具备延迟较低稳定，进而不受距离控制，以可支持远距离传输。