專(zhuān)利名稱(chēng)：時(shí)隙環(huán)通信網(wǎng)絡(luò)和操作時(shí)隙環(huán)通信網(wǎng)絡(luò)接口的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理，具體涉及在不同數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)或 者在一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)字處理系統(tǒng)的不同組件之間傳送數(shù)據(jù)的時(shí)隙環(huán)數(shù)據(jù)網(wǎng) 絡(luò)的設(shè)計(jì)和操作。
背景技術(shù)：
在二十世紀(jì)的后半段，開(kāi)始出現(xiàn)一種稱(chēng)為信息革命的現(xiàn)象。雖 然信息革命是范圍比任何事件或機(jī)器都更寬廣的歷史發(fā)展，不過(guò)沒(méi)有 任何單一設(shè)備比數(shù)字電子計(jì)算機(jī)更能代表信息革命。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā) 展無(wú)疑是一場(chǎng)革命。每年，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)變得更快，保存更多數(shù)據(jù)，并 且同它們的用戶(hù)提供更多的應(yīng)用。
現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一種非常復(fù)雜的機(jī)器，通常具有許多元件或子 系統(tǒng)，每個(gè)元件或子系統(tǒng)可協(xié)同地，不過(guò)部分自主地同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同的
功能。 一般來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包含一個(gè)或多個(gè)中央處理器(CPU)，所
述一個(gè)或多個(gè)中央處理器構(gòu)成系統(tǒng)的心臟，并且執(zhí)行包含在計(jì)算機(jī)程
序中的指令。CPU執(zhí)行的程序所需的指令和數(shù)據(jù)被保存在存儲(chǔ)器中，
存儲(chǔ)器通常包含許多異種組件，并且在設(shè)計(jì)上是分級(jí)的，包含基本存 儲(chǔ)器或主存儲(chǔ)器以及一級(jí)或多級(jí)的各種高速緩沖存儲(chǔ)器。在另 一層面， 數(shù)據(jù)還被保存在諸如旋轉(zhuǎn)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、磁帶驅(qū)動(dòng)器之類(lèi)的大容量存儲(chǔ) 裝置中，數(shù)據(jù)可從所述大容量存儲(chǔ)裝置中被取回并裝入存儲(chǔ)器中。系
統(tǒng)還包括與外部世界通信所需的硬件，比如輸入/輸出控制器；與之連 接的I/0裝置，比如鍵盤(pán)、監(jiān)視器、打印機(jī)等；和與其它數(shù)字系統(tǒng)通 信的外部通信裝置。
數(shù)字計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的每個(gè)組件本身是一個(gè)非常復(fù)雜的裝置，具有能
夠模仿系統(tǒng)的分層設(shè)計(jì)的分層設(shè)計(jì)。例如，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器存儲(chǔ)裝置一般
包含一個(gè)或多個(gè)記錄數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)磁盤(pán)，訪(fǎng)問(wèn)磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)的致動(dòng)器或 換能器，執(zhí)行控制該裝置的操作的控制程序的中央控制器，驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn) 磁盤(pán)和機(jī)械致動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)、致動(dòng)器和換能器的各種驅(qū)動(dòng)器， 讀取換能器的檢測(cè)放大電子器件，各個(gè)組件之間的內(nèi)部通信接口，和 與外部世界通信的外部通信接口。在任何這樣的組件內(nèi)，可存在進(jìn)一 步的分層設(shè)計(jì)。
雖然通用計(jì)算機(jī)可被程控執(zhí)行各種不同的任務(wù)，不過(guò)使用計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)和其它數(shù)字設(shè)備的應(yīng)用和環(huán)境的范圍需要不同大小和配置的設(shè) 備。 一些計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要被用作服務(wù)器，其中多個(gè)用戶(hù)(他們?cè)诘乩砩?可以是隔離的，使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的不同混合體)訪(fǎng)問(wèn) 一組集 中應(yīng)用程序和公共數(shù)據(jù)庫(kù)。其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要被用作單用戶(hù)設(shè)備， 其中單一用戶(hù)執(zhí)行用戶(hù)感興趣的一組應(yīng)用程序，本地保存用戶(hù)感興趣
的數(shù)據(jù)，并且可隨意地根據(jù)需要與其它計(jì)算機(jī)通信，以訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)。 另 一些計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可執(zhí)行專(zhuān)門(mén)的功能，比如監(jiān)視和控制物理傳感器、 開(kāi)關(guān)、電動(dòng)機(jī)、閥和其它控制裝置。專(zhuān)用數(shù)字裝置甚至可被或者可不 被視為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，不過(guò)包含通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的許多設(shè)計(jì)屬性。
就存在于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)系統(tǒng)中的所有設(shè)計(jì)層次來(lái)說(shuō)，通常需要在不同 的數(shù)字系統(tǒng)或數(shù)字系統(tǒng)的組件之間傳遞數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通信發(fā)生于不同的
數(shù)字計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間，如在因特網(wǎng)或在局域網(wǎng)中那樣；或者發(fā)生于單 一的數(shù)字計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的不同組件之間；或者甚至發(fā)生在單一的集成電 路芯片的功能單元內(nèi)，所述集成電路芯片本身是更大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的 一個(gè)部分。
支持兩個(gè)以上設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信的一種已知技術(shù)是時(shí)隙環(huán)網(wǎng) 絡(luò)。時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)是一種基于分組的通信網(wǎng)絡(luò)，它包含一組點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信 鏈路，每個(gè)通信鏈路連接在一對(duì)系統(tǒng)、設(shè)備或者其功能組件或子組件 之間(這里一般稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn))，鏈路被安排成形成一個(gè)包括網(wǎng)絡(luò)的 全部節(jié)點(diǎn)的環(huán)。希望向節(jié)點(diǎn)B傳送分組的節(jié)點(diǎn)A把分組傳送給所述環(huán) 上與節(jié)點(diǎn)A緊鄰的節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)隨后沿著所述環(huán)轉(zhuǎn)發(fā)該分組，直到該 分組到達(dá)節(jié)點(diǎn)B為止。網(wǎng)絡(luò)通常是時(shí)分多路復(fù)用的，從而每個(gè)分組在
一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)被傳送給環(huán)上的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，并在連續(xù)的時(shí)間間隔內(nèi) 沿著所述環(huán)被重傳。所述環(huán)在這樣的時(shí)間間隔內(nèi)傳送數(shù)據(jù)分組的能力 被稱(chēng)為時(shí)隙。所述環(huán)具有固定數(shù)目的時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙按照預(yù)先確定的 固定的時(shí)間表圍繞所述環(huán)傳播。時(shí)隙的數(shù)目可以等于環(huán)上的設(shè)備的數(shù)
目，或者可存在數(shù)目更大或者數(shù)目更小的時(shí)隙；例如，如果在一些或 全部節(jié)點(diǎn)中，時(shí)隙延遲一個(gè)或多個(gè)時(shí)間間隔，那么可存在更大數(shù)目的 時(shí)隙。時(shí)隙可以包含數(shù)據(jù)分組，也可不包含數(shù)據(jù)分組，但是無(wú)論如何 都按照相同的預(yù)定時(shí)間表傳播。判優(yōu)和竟?fàn)幈苊庀鄬?duì)簡(jiǎn)單如果一個(gè) 節(jié)點(diǎn)希望傳送，那么它等待空閑時(shí)隙(即，其中不存在需要沿著所述環(huán) 從另一設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)的分組的時(shí)隙)，并在該空閑時(shí)隙中傳送其分組。
時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、利用率高，不存在爭(zhēng)用的優(yōu)點(diǎn)。但是， 關(guān)于時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)復(fù)發(fā)問(wèn)題是饑餓問(wèn)題。當(dāng)節(jié)點(diǎn)A向節(jié)點(diǎn)B傳送 大量的數(shù)據(jù)，有效地阻止網(wǎng)絡(luò)通路上位于A和B之間的節(jié)點(diǎn)C進(jìn)行 傳送時(shí)，會(huì)發(fā)生饑餓。時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)中的饑餓問(wèn)題已為人們所知一段時(shí) 間了，并且已提出或?qū)崿F(xiàn)了各種技術(shù)來(lái)處理饑俄問(wèn)題。 一般來(lái)說(shuō)，這 些技術(shù)伴隨復(fù)雜性增大，和/或降低網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率。
最好提供在多個(gè)數(shù)據(jù)設(shè)備或其組件之間傳遞數(shù)據(jù)的改進(jìn)通信技 術(shù)，所述改進(jìn)通信技術(shù)保持或者接近簡(jiǎn)單時(shí)隙環(huán)的簡(jiǎn)單性和高利用率， 還避免饑俄問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
在時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)(slotted ring network)中，節(jié)點(diǎn)可利用任何未被 預(yù)約的網(wǎng)絡(luò)時(shí)隙傳送不能展期的(non-renewable)時(shí)隙預(yù)約。所述預(yù) 約阻止其它節(jié)點(diǎn)用會(huì)先占預(yù)約節(jié)點(diǎn)的新的數(shù)據(jù)分組再使用該時(shí)隙。當(dāng) 時(shí)隙繞環(huán)返回最初預(yù)約該時(shí)隙的節(jié)點(diǎn)時(shí)，于是該時(shí)隙保證可供使用。
在優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)饑餓狀態(tài)時(shí)傳送預(yù)約?？砂凑崭鞣N方式 中的任意一種發(fā)現(xiàn)饑餓狀態(tài)。在第一種實(shí)現(xiàn)中，當(dāng)?shù)却齻鬏數(shù)墓?jié)點(diǎn)在 預(yù)定數(shù)目的周期之后， 一直不能進(jìn)行傳輸時(shí)，發(fā)現(xiàn)饑俄狀態(tài)。在第二 種實(shí)現(xiàn)中，通過(guò)監(jiān)視在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)隨著時(shí)間的過(guò)去的網(wǎng)絡(luò)通信量，
并假定當(dāng)不可用的時(shí)隙的比例超過(guò)某一閾值時(shí)存在饑餓狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)饑
餓狀態(tài)?？衫脗溥x技術(shù)或者各種技術(shù)的組合發(fā)現(xiàn)饑餓狀態(tài)。
預(yù)約是不能展期的，意味著已預(yù)約的時(shí)隙不能馬上被發(fā)出初始預(yù)
約的相同節(jié)點(diǎn)再次預(yù)約。不可展期性禁止單個(gè)節(jié)點(diǎn)永久地預(yù)約時(shí)隙，
使其它節(jié)點(diǎn)受餓，并且保證如果多個(gè)節(jié)點(diǎn)挨餓，那么可用的預(yù)約最終
將到達(dá)每個(gè)節(jié)點(diǎn)。在優(yōu)選實(shí)施例中，在節(jié)點(diǎn)不能使相同時(shí)隙的預(yù)約展
期的限制條件下，它可預(yù)約連續(xù)的時(shí)隙。在備選實(shí)施例中，還可對(duì)任 意單個(gè)節(jié)點(diǎn)預(yù)約 一 系列時(shí)隙的能力提出另外的限制，例如通過(guò)允許節(jié)
點(diǎn)每隔一個(gè)時(shí)隙地預(yù)約時(shí)隙。
在優(yōu)選實(shí)施例中，預(yù)約是利用時(shí)隙傳送的一位數(shù)據(jù)，指示該時(shí)隙 已被預(yù)約，不過(guò)它并不識(shí)別預(yù)約節(jié)點(diǎn)。預(yù)約節(jié)點(diǎn)必須通過(guò)計(jì)數(shù)自作出 該預(yù)約以來(lái)的周期，或者借助其它適當(dāng)?shù)氖侄?，識(shí)別它預(yù)約的時(shí)隙。 在另一個(gè)可選的實(shí)施例中，預(yù)約識(shí)別預(yù)約該時(shí)隙的節(jié)點(diǎn)。在該可選實(shí) 施例中，環(huán)上的另一節(jié)點(diǎn)能夠在預(yù)約時(shí)隙中自由地傳送新的分組，只 要該新分組將在預(yù)約節(jié)點(diǎn)之前(含預(yù)約節(jié)點(diǎn))到達(dá)其目的地，從而不會(huì) 干擾預(yù)約節(jié)點(diǎn)在預(yù)約時(shí)隙上傳送分組的能力。
在優(yōu)選實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)是單一集成電路芯片內(nèi)的功能單元，時(shí)隙 環(huán)網(wǎng)絡(luò)被用于在相同集成電路芯片內(nèi)的多個(gè)功能單元間進(jìn)行通信。因 而，物理上，時(shí)隙環(huán)的每個(gè)鏈路被實(shí)現(xiàn)成一組并行信號(hào)線(xiàn)，其中至少 一條信號(hào)線(xiàn)被用于指示對(duì)應(yīng)時(shí)隙的預(yù)約。但是，另一方面，根據(jù)本發(fā) 明的時(shí)隙環(huán)可被用于多個(gè)集成電路芯片，或者一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理系統(tǒng) 的其它組件間的通信，或者用于多個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)間的通信。另 一方面，根據(jù)本發(fā)明的時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)可被實(shí)現(xiàn)成一組串行數(shù)據(jù)通信鏈路， 其中分組報(bào)頭或權(quán)標(biāo)的某一位或某幾位被用于指示對(duì)應(yīng)時(shí)隙的預(yù)約。
當(dāng)時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)被大量利用時(shí)，如同這里所述的簡(jiǎn)單預(yù)約技術(shù)能夠 避免饑餓，并且穩(wěn)定地確保訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)資源的公平性。此外，這里公開(kāi) 的技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)利用率的降低極小，并且僅僅以少量的額外硬件和/或軟 件資源即可實(shí)現(xiàn)。
參考附圖，能夠關(guān)于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和操作更好地理解本發(fā)明的細(xì)
節(jié)，附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分。


圖l是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，具體體現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè) 方面的集成電路芯片的高級(jí)方框圖。
圖2是根據(jù)備選實(shí)施例，利用具體體現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面 的網(wǎng)絡(luò)相互通信的數(shù)字設(shè)備的集合的高級(jí)示意圖。
圖3A和3B(這里總稱(chēng)為圖3)是根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例及其一些變化， 表示在時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)的單一時(shí)隙的處理內(nèi)，由時(shí)隙環(huán)通信接口做出的決 定的簡(jiǎn)化決策流程圖。
圖4是根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，表示在一組并行的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路中實(shí)現(xiàn)時(shí) 隙環(huán)通信的接口的一些主要硬件組件的方框圖。
具體實(shí)施方式
網(wǎng)絡(luò)環(huán)境
本發(fā)明涉及數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，尤其是時(shí)隙環(huán)通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè) 計(jì)。在圖1中圖解說(shuō)明的優(yōu)選實(shí)施例中，時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)被用于支持集成 電路芯片的不同組件或功能單元之間的通信。但是，這只是其中可以 采用本發(fā)明的多種可能實(shí)現(xiàn)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)環(huán)境中的一種。另一方面，本 發(fā)明可被用于支持多個(gè)不同的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)之間的通信，如圖2 中所示，或者支持單個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)的多個(gè)組件之間的通信。一 般來(lái)說(shuō)，這里把利用時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)與其它系統(tǒng)、組件、子組件或功能單 元通信的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)，或者其組件、子組件或功能單元稱(chēng)為時(shí) 隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)上的 一 個(gè)"節(jié)點(diǎn)"。雖然這里網(wǎng)絡(luò)被描述成其中"節(jié)點(diǎn)"是相同 集成芯片的功能單元的單片實(shí)現(xiàn)，不過(guò)術(shù)語(yǔ)"節(jié)點(diǎn)，，顯然包含時(shí)隙環(huán)網(wǎng) 絡(luò)的任何上述實(shí)現(xiàn)。
參見(jiàn)附圖，其中在幾個(gè)圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分。 圖l是根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，包含具體體現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的時(shí) 隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)的集成電路芯片101的高級(jí)方框圖。在該優(yōu)選實(shí)施例中，芯
片101是通用多處理器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用處理器芯片，顯然這只是具有時(shí)
隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)的集成電路芯片的一個(gè)例子，可在具有不同功能的芯片中實(shí)
現(xiàn)這樣的網(wǎng)絡(luò)。芯片101包含四個(gè)獨(dú)立的處理器或處理器"核 心"105A-D(這里一般稱(chēng)為特征105)。每個(gè)處理器105具有與之關(guān)聯(lián)的 相應(yīng)的1級(jí)指令高速緩沖存儲(chǔ)器(L1 I-cache)103A-D(這里一般稱(chēng)為特 征103)， 1級(jí)數(shù)據(jù)高速緩沖存儲(chǔ)器(L1 D-cache)104A-D(這里一般稱(chēng)為 特征104)，和2級(jí)高速緩沖存儲(chǔ)器(L2高速緩沖存儲(chǔ)器)102A-D(這里 一般稱(chēng)為特征102)。芯片IOI還包括用于與一個(gè)或多個(gè)類(lèi)似的處理器 芯片和/或I/O總線(xiàn)接口(未示出)通信的高速外部接口 106，和存儲(chǔ)器 控制器外部接口 107,存儲(chǔ)器控制器外部接口 107是對(duì)于形成通用計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)的全部或部分的主存儲(chǔ)器的一組存儲(chǔ)器芯片的外部接口 。通 用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可包含單一的處理器芯片101，或者可包含聚集在一起 的多個(gè)這樣的芯片。在多個(gè)處理器芯片被聚焦在一起的情況下，每個(gè) 芯片中的存儲(chǔ)器控制器107訪(fǎng)問(wèn)系統(tǒng)的主存儲(chǔ)器的相應(yīng)不同部分。
每個(gè)處理器核心15是能夠保持線(xiàn)程的狀態(tài)并獨(dú)立地執(zhí)行線(xiàn)程的 獨(dú)立處理實(shí)體。例如，每個(gè)處理器包含它自己的記錄正被執(zhí)行的一條
或多條指令的指令狀態(tài)寄存器或指令地址寄存器，指令排序邏輯電路， 指令解碼邏輯電路， 一個(gè)或多個(gè)算術(shù)邏輯單元，數(shù)據(jù)寄存器，以及保
持線(xiàn)程狀態(tài)并執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)線(xiàn)程所需的各種其它組件。 一般來(lái)說(shuō)， 處理器所需的數(shù)據(jù)通過(guò)本地存儲(chǔ)器控制器107，或者通過(guò)不同芯片中 的存儲(chǔ)器控制器，從主存儲(chǔ)器中被裝入對(duì)應(yīng)的L2高速緩沖存儲(chǔ)器(和 Ll I-cache 103或Ll D-cache 14，根據(jù)具體情況而定)中，并通過(guò)高速 外部接口 106傳送給芯片101。
時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)110在芯片101內(nèi)，在各個(gè)功能單元，即L2高速緩 沖存儲(chǔ)器102，高速外部接口 106和存儲(chǔ)器控制器107之間內(nèi)部傳遞 數(shù)據(jù)。時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)IIO包含一組排列成環(huán)形布局，從而連接每個(gè)功能 單元102、 106、 107的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)互連通路或鏈路111A-111F(這里一般稱(chēng) 為特征lll)。每個(gè)內(nèi)部功能單元102、 106、 107包含相應(yīng)的環(huán)形網(wǎng)絡(luò) 接口邏輯112A-F (這里一般稱(chēng)為特征112),所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)接口邏輯
112A-F與對(duì)應(yīng)的功能單元所連接的時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)110的兩條鏈路lll耦 接。在優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)鏈路被實(shí)現(xiàn)成一組并行信號(hào)線(xiàn)，如同在單 片網(wǎng)絡(luò)中的情況那樣；不過(guò)理論上也可把環(huán)形網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)成一組串行通 信鏈路，這樣的實(shí)現(xiàn)更適合于物理分離的設(shè)備之間的通信，如在局域 網(wǎng)中那樣。在優(yōu)選實(shí)施例中，時(shí)隙的數(shù)目等于節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，在每個(gè)連 續(xù)的時(shí)鐘周期中，時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)時(shí)隙沿著網(wǎng)絡(luò)前進(jìn)一個(gè)節(jié)點(diǎn)，所 述時(shí)鐘是芯片101的通用時(shí)鐘。另一方面，也可在每個(gè)節(jié)點(diǎn)中緩存所 述時(shí)隙一個(gè)(或多個(gè))周期，以致沿著所述環(huán)經(jīng)過(guò)每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要兩個(gè)(或 者更多的)周期。這里使用的包含并行鏈路的時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)的"分組"是在 一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，在所述一組并行線(xiàn)路上傳送的數(shù)據(jù)。顯然對(duì)于實(shí)現(xiàn) 成串行鏈路的時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)，"分組"通常被不同地定義。在優(yōu)選實(shí)施例 中，每個(gè)鏈路lll是單向的，數(shù)據(jù)總是沿著相同的方向繞所述環(huán)流動(dòng)。 但是，這樣的時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)易于擴(kuò)展，以便通過(guò)利用兩個(gè)時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)提 供雙向通信， 一個(gè)時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)沿一個(gè)方向流動(dòng)。另外，在相同的方向 上可以釆用多個(gè)時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)，以便增大網(wǎng)絡(luò)帶寬或者處理不同類(lèi)型的 通信量。
圖2是根據(jù)備選實(shí)施例，利用具體體現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面 的時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)相互通信的數(shù)字設(shè)備的集合的高級(jí)示意圖。在圖2的備 選實(shí)施例中，時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)220支持一批不同種類(lèi)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)設(shè)備 201-213之間的通信。圖2中圖解說(shuō)明的典型設(shè)備包括服務(wù)器系統(tǒng)201， 存儲(chǔ)陣列子系統(tǒng)202，打印機(jī)203，與外部網(wǎng)絡(luò)(未示出)耦接的路由器 204，和個(gè)人工作站205-213。顯然圖2中圖解說(shuō)明的該組不同種類(lèi)的 設(shè)備201-213只是可連接在局域網(wǎng)上的數(shù)字設(shè)備的類(lèi)型的一個(gè)簡(jiǎn)單例 子，局域網(wǎng)或者其它時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)可包含除圖2中所示的那些數(shù)字設(shè)備 之外的其它或者另外的設(shè)備。
通過(guò)利用排列成環(huán)形布局，從而連接每個(gè)設(shè)備201-213的點(diǎn)對(duì)點(diǎn) 互連通路221A-221M(下面一般稱(chēng)為特征221)，時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)220在各 個(gè)不同種類(lèi)的設(shè)備201-213之間傳遞數(shù)據(jù)。在局域網(wǎng)環(huán)境中，每個(gè)點(diǎn) 對(duì)點(diǎn)鏈路一般是利用串行數(shù)據(jù)協(xié)議傳遞數(shù)據(jù)的一組導(dǎo)線(xiàn)。 一般來(lái)說(shuō)，
串行數(shù)據(jù)協(xié)議定義關(guān)于數(shù)據(jù)分組的協(xié)議，每個(gè)分組具有一個(gè)首部和一 個(gè)主體。像在并行實(shí)現(xiàn)的情況下，時(shí)隙按照固定的時(shí)間表繞所述環(huán)傳 播，所述時(shí)間表由串行數(shù)據(jù)協(xié)議確定。在任何時(shí)隙內(nèi)只能夠傳送一個(gè) 時(shí)隙?？蛇m用的協(xié)議定義強(qiáng)制執(zhí)行各種設(shè)備之間的時(shí)隙邊界的手段。
像在單片網(wǎng)絡(luò)的情況下，鏈路221可以是單向的或者雙向的。 時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)操作
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，提供一種改進(jìn)時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)中的饑餓問(wèn) 題的機(jī)制，其中網(wǎng)絡(luò)利用每個(gè)時(shí)隙傳送預(yù)約信息。網(wǎng)絡(luò)上的檢測(cè)到其 處于饑餓狀態(tài)的任何節(jié)點(diǎn)能夠預(yù)約未被預(yù)約的時(shí)隙，阻止其它節(jié)點(diǎn)在 該時(shí)隙中傳送新的分組。當(dāng)該時(shí)隙繞所述環(huán)返回時(shí)，所述時(shí)隙保證可 供預(yù)約節(jié)點(diǎn)使用。
在優(yōu)選實(shí)施例中評(píng)述關(guān)于環(huán)和時(shí)隙預(yù)約的一些協(xié)議，尤其是命名 為規(guī)則1-3的至少三種協(xié)議，以及命名為規(guī)則4的可選協(xié)議。
按照規(guī)則1，假定正在環(huán)上傳輸?shù)囊粋€(gè)分組具有高于某一節(jié)點(diǎn)中 等待傳送的數(shù)據(jù)的重傳優(yōu)先權(quán)，以致一旦某一分組從其始發(fā)節(jié)點(diǎn)被傳 送，那么它將在與待經(jīng)過(guò)的鏈路的數(shù)目相等的固定數(shù)目的周期中到達(dá) 其目的地。
按照規(guī)則2，預(yù)約時(shí)隙的節(jié)點(diǎn)并不能當(dāng)所述預(yù)約已繞所述環(huán)返回， 并且該時(shí)隙可用于傳輸時(shí)就立即預(yù)約同一時(shí)隙。允許節(jié)點(diǎn)重新預(yù)約同 一時(shí)隙只會(huì)使一個(gè)節(jié)點(diǎn)獨(dú)占預(yù)約，把饑餓問(wèn)題變成預(yù)約問(wèn)題。
規(guī)則3控制預(yù)約的效果，備選的實(shí)現(xiàn)方案有兩種。在規(guī)則3的第 一種備選實(shí)現(xiàn)中，預(yù)約禁止除預(yù)約節(jié)點(diǎn)外的任何節(jié)點(diǎn)在所述環(huán)上傳送 新的數(shù)據(jù)分組。即，每個(gè)節(jié)點(diǎn)將繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)分組，直到它到 達(dá)其目的地為止，但是之后任何節(jié)點(diǎn)(除預(yù)約節(jié)點(diǎn)外)都不能發(fā)起預(yù)約 時(shí)隙上的新數(shù)據(jù)分組的傳輸，該時(shí)隙將空閑地繞所述環(huán)而行，直到它 到達(dá)預(yù)約節(jié)點(diǎn)為止。由于分組決不會(huì)環(huán)游整個(gè)環(huán)，因此在時(shí)隙繞環(huán)一 周并返回節(jié)點(diǎn)之前，時(shí)隙保證是空閑的。這種備選方案相對(duì)易于實(shí)現(xiàn)， 并且只要求利用每個(gè)時(shí)隙額外傳輸一個(gè)比特來(lái)指示所述預(yù)約。
但是，會(huì)觀察到規(guī)則3的第一種備選實(shí)現(xiàn)會(huì)不必要地抑制一些數(shù)
據(jù)分組的傳輸。作為第二種備選方案，只有當(dāng)新的數(shù)據(jù)分組將經(jīng)過(guò)預(yù) 約節(jié)點(diǎn)時(shí)，預(yù)約才禁止節(jié)點(diǎn)傳輸新的數(shù)據(jù)分組。即，如果新的數(shù)據(jù)分 組在預(yù)約節(jié)點(diǎn)之前(含預(yù)約節(jié)點(diǎn))到達(dá)其目的地，那么新的數(shù)據(jù)分組的
傳輸不會(huì)干擾初始預(yù)約，這樣的傳輸不會(huì)被禁止。這種情況下，當(dāng)時(shí) 隙返回預(yù)約節(jié)點(diǎn)時(shí)，該時(shí)隙仍然保證可用，但是該時(shí)隙至少可用于其 它節(jié)點(diǎn)的有限傳輸。從而，第二種備選方案獲得所述環(huán)的容量的更高 利用率。但是，第二種備選方案實(shí)現(xiàn)起來(lái)更復(fù)雜，要求預(yù)約節(jié)點(diǎn)的標(biāo) 識(shí)符與所述預(yù)約一起被傳送。如果能夠無(wú)序地傳送分組，以致如果在 非預(yù)約節(jié)點(diǎn)的輸出緩沖器中，多個(gè)分組正在等待傳輸，那么所述非預(yù) 約節(jié)點(diǎn)可選擇不會(huì)干擾所述預(yù)約的分組(即使該分組可能位于輸出緩 沖器的隊(duì)列最前面的分組)，從而能夠獲得按照第二種備選方案的最佳 環(huán)利用率。這種無(wú)序地傳輸分組的能力會(huì)進(jìn)一 步增大支持邏輯的復(fù)雜 性。
可選的規(guī)則4可用于使傳輸?shù)耐话l(fā)性較低。按照該可選規(guī)則，禁 止節(jié)點(diǎn)預(yù)約連續(xù)的時(shí)隙或者一組連續(xù)時(shí)隙中的某一數(shù)目以上的時(shí)隙。 通常這會(huì)被實(shí)現(xiàn)成禁止預(yù)約兩個(gè)連續(xù)的時(shí)隙，以致節(jié)點(diǎn)能夠每隔一個(gè) 時(shí)隙地預(yù)約時(shí)隙。另一方面，可選規(guī)則4可被實(shí)現(xiàn)成只允許每隔N個(gè) 時(shí)隙的預(yù)約，其中N是一個(gè)相當(dāng)小的整數(shù)。作為另一種備選方案，可 選規(guī)則4可被實(shí)現(xiàn)成禁止預(yù)約M個(gè)連續(xù)時(shí)隙中的N個(gè)以上時(shí)隙(例如， 每8個(gè)時(shí)隙中的4個(gè)時(shí)隙)。這里公開(kāi)的基本協(xié)議穩(wěn)態(tài)地提供公平性， 不論可選規(guī)則4是否被使用，因?yàn)榧词构?jié)點(diǎn)能夠預(yù)約連續(xù)的時(shí)隙，它 能夠預(yù)約的時(shí)隙的數(shù)目也被規(guī)則2限制為環(huán)上的節(jié)點(diǎn)的數(shù)目。如果假 定網(wǎng)絡(luò)負(fù)載沉重，那么節(jié)點(diǎn)將預(yù)約數(shù)目與環(huán)上的節(jié)點(diǎn)數(shù)相等的時(shí)隙， 并將把該權(quán)利依次傳給環(huán)上的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，依次類(lèi)推?？蛇x規(guī)則4只 是使傳輸?shù)耐话l(fā)性較低。
圖3A和3B(下面總稱(chēng)為圖3)是根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例及其一些變化， 表示在時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)的單一時(shí)隙的處理期間，由時(shí)隙環(huán)通信接口 112做 出的決定的簡(jiǎn)化決策流程圖。該決策流程解說(shuō)明上面的規(guī)則1-3 的實(shí)現(xiàn)，并且表示規(guī)則3的變化以及可選規(guī)則4。常規(guī)的無(wú)預(yù)約的"貪
心，，算法(其中每當(dāng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有供傳輸?shù)姆纸M和可用時(shí)隙時(shí)，該節(jié)點(diǎn)
就進(jìn)行傳輸)單獨(dú)由步驟301-303、 312、 313和320表示；圖解所示的
所有其余步驟實(shí)現(xiàn)根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例及其一些變化的預(yù)約方案。在時(shí)隙 環(huán)網(wǎng)絡(luò)的操作的每個(gè)相應(yīng)周期(時(shí)隙)中，每個(gè)接口 112代表其對(duì)應(yīng)節(jié) 點(diǎn)采取一組獨(dú)立的動(dòng)作。顯然圖3是意圖表示由接口實(shí)現(xiàn)的決策的決 策流程圖；它并不必定表示接口執(zhí)行的一系列實(shí)際步驟。在優(yōu)選實(shí)施 例中，接口完全用硬件實(shí)現(xiàn)，圖3中描述的決策由同時(shí)或者并行行動(dòng) 的硬件元件做出。但是，另一方面，也可利用執(zhí)行控制程序的可編程 控制器實(shí)現(xiàn)所述接口，這種情況下，控制程序的指令可很好地執(zhí)行如 圖3中描述的一系列步驟，或者等同的一系列步驟。
參見(jiàn)圖3，如果可用的時(shí)隙包含輸入數(shù)據(jù)分組，那么從步驟301 選取'Y，分支。如果輸入數(shù)據(jù)分組的目的地是當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，即，正在進(jìn)行 這些決定的接口的節(jié)點(diǎn)(步驟302的'Y，分支)，那么輸入分組數(shù)據(jù)被放 入當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的輸入緩沖器中(步驟303)。這種情況下，假定輸入緩沖器 具有有效容量。如同時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中已知那樣，定義了獨(dú)立的流控 制協(xié)議，以確保輸入緩沖器不會(huì)溢出，這些流控制協(xié)議的說(shuō)明對(duì)理解 本發(fā)明來(lái)說(shuō)不是必需的。如果輸入數(shù)據(jù)分組的目的地不是當(dāng)前節(jié)點(diǎn)(步 驟302的'N，分支)，那么輸入數(shù)據(jù)分組將從當(dāng)前節(jié)點(diǎn)被重發(fā)給環(huán)上的 下一個(gè)節(jié)點(diǎn)(步驟320)。
如果不存在輸入分組，或者輸入分組的目的地是當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，那么
該時(shí)隙可能可用于傳輸新的分組。接口確定該時(shí)隙是否被預(yù)約(步驟 304)，如果被預(yù)約，那么確定是否被當(dāng)前節(jié)點(diǎn)預(yù)約(步驟305)。
如果時(shí)隙未被預(yù)約(步驟304的'N，分支)，那么當(dāng)前節(jié)點(diǎn)可能希望 預(yù)約該時(shí)隙。要預(yù)約該時(shí)隙，必須滿(mǎn)足由步驟306、 309和310表示的 兩個(gè)(或者可選地三個(gè))測(cè)試(l)在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的輸出緩沖器中，足夠數(shù) 目的分組正在等待傳輸；(2)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)處于饑餓狀態(tài)；和(3)最后的時(shí)隙 未被預(yù)約(可選)。只有當(dāng)所有適用的條件被滿(mǎn)足時(shí)，時(shí)隙才在步驟311 被預(yù)約；如果任意條件未被滿(mǎn)足，那么繞過(guò)步驟311。
步驟306表示的第一測(cè)試是當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的輸出緩沖器中的等待傳輸
分組的數(shù)目必須比當(dāng)前節(jié)點(diǎn)先前產(chǎn)生的，并且還未繞所述環(huán)返回的預(yù)
約("飛行預(yù)約"或者說(shuō)IFR)的數(shù)目大一個(gè)以上。該測(cè)試阻止當(dāng)前節(jié)點(diǎn) 為已被保證一個(gè)開(kāi)放時(shí)隙(open slot)的分組預(yù)約時(shí)隙。理想地，輸出緩 沖器中的數(shù)目應(yīng)超過(guò)IFR—個(gè)以上，因?yàn)橐粋€(gè)分組將在相同的周期中 被發(fā)送(步驟313)。對(duì)于實(shí)現(xiàn)邏輯來(lái)說(shuō)，省略或簡(jiǎn)化該測(cè)試是可接受的， 盡管由于過(guò)度預(yù)約的緣故，會(huì)導(dǎo)致輕微的低效率。
步驟309表示的第二測(cè)試是當(dāng)前節(jié)點(diǎn)處于饑餓狀態(tài)。用于確定當(dāng) 前節(jié)點(diǎn)中饑餓狀態(tài)的存在的任意各種算法或技術(shù)可被用于作出步驟 309表示的決定。這里公開(kāi)兩種例證實(shí)現(xiàn)，顯然另一方面可以使用其 它實(shí)現(xiàn)。在第一種例證實(shí)現(xiàn)中，接口只是計(jì)數(shù)連續(xù)的阻塞周期的數(shù)目。 即，當(dāng)在輸出緩沖器中， 一個(gè)分組可供傳輸，但是由于時(shí)隙被另一分 組占據(jù)或者被留給另一節(jié)點(diǎn)而不能被傳輸時(shí)，接口啟動(dòng)計(jì)數(shù)器，并且 對(duì)于該分組被阻塞的每個(gè)周期遞增計(jì)數(shù)器。如果計(jì)數(shù)器超過(guò)某一閾值， 那么認(rèn)為該節(jié)點(diǎn)是"饑餓的"，并將預(yù)約一個(gè)或多個(gè)時(shí)隙(如果可能的 話(huà))。閾值可以是固定的，或者可以是可變的，取決于某些環(huán)境考慮因 素。這是一種實(shí)現(xiàn)起來(lái)相當(dāng)簡(jiǎn)單的方案，閾值可被設(shè)置成高到足以避 免過(guò)度預(yù)約。但是，這意味著分組必須等待，直到所述閾值被超過(guò)為 止，隨后等待供所述預(yù)約環(huán)游所述環(huán)的多個(gè)額外周期。傳輸?shù)却龝r(shí)間 會(huì)相當(dāng)長(zhǎng)。在第二種例證實(shí)現(xiàn)中，在存在可供傳輸?shù)姆纸M之前，接口 監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)最近的行為，比如其中沒(méi)有任何輸入分組或者其中 存在用于傳輸分組的空閑時(shí)隙(即，沒(méi)有輸入分組，和時(shí)隙未被某一節(jié) 點(diǎn)預(yù)約(這會(huì)阻止傳輸))的周期的比例，確定是否存在饑餓狀態(tài)。盡管 實(shí)現(xiàn)起來(lái)稍微更復(fù)雜，不過(guò)第二種實(shí)現(xiàn)被認(rèn)為最適合于多數(shù)環(huán)境，因 為它避免了第一種實(shí)現(xiàn)的可能較長(zhǎng)的前置時(shí)間。另一方面，也可完全 省去步驟309表示的測(cè)試，只要輸出緩沖器具有可供傳輸?shù)奈窗l(fā)送分 組就允許預(yù)約。盡管其優(yōu)點(diǎn)在于響應(yīng)簡(jiǎn)單和迅速，不過(guò)它會(huì)導(dǎo)致在網(wǎng) 絡(luò)上發(fā)出過(guò)多的預(yù)約，這實(shí)際上會(huì)降低網(wǎng)絡(luò)利用率，為此并不認(rèn)為最 適合于多數(shù)環(huán)境。
可選步驟310表示的第三測(cè)試是上面說(shuō)明的可選規(guī)則4的實(shí)現(xiàn)。
如果最后的時(shí)隙被當(dāng)前節(jié)點(diǎn)預(yù)約(或者如果最后M個(gè)時(shí)隙中的N個(gè)時(shí) 隙被預(yù)約)，那么禁止當(dāng)前節(jié)點(diǎn)預(yù)約當(dāng)前時(shí)隙。在不實(shí)現(xiàn)可選的第四規(guī) 則的情況下，那么總是選擇可選步驟310的'Y，分支。
如果所有三種可用測(cè)試都被滿(mǎn)足，那么當(dāng)前節(jié)點(diǎn)在環(huán)上傳輸它自 己的預(yù)約，并遞增飛行預(yù)約的計(jì)數(shù)(或者以其它方式調(diào)整飛行預(yù)約的記 錄)。接口可借助被遞增和遞減的簡(jiǎn)單計(jì)數(shù)器跟蹤飛行預(yù)約，或者可以 使用位移寄存器， 一位對(duì)應(yīng)于每個(gè)相應(yīng)的時(shí)隙，或者使用其它適當(dāng)?shù)?裝置。這里使用的"遞增"或"遞減"飛行預(yù)約要被理解為包括任何這些 裝置。
決策隨后進(jìn)入步驟312和313。如果在輸出緩沖器中存在至少一 個(gè)等待傳輸?shù)姆纸M(步驟312的'Y，分支)，那么所述至少一個(gè)分組,皮傳 送給環(huán)上的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)(步驟313)。
在步驟304，如果時(shí)隙已被預(yù)約，那么不可能預(yù)約該時(shí)隙，選擇 步驟304的'Y，分支，繞過(guò)步驟306、 309、 310和311。如果該預(yù)約是 當(dāng)前節(jié)點(diǎn)作出的(步驟305的'Y，分支)，那么不可能重新預(yù)約該時(shí)隙， 但是該時(shí)隙可用于傳輸發(fā)源于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的一個(gè)新數(shù)據(jù)分組。這種情況 下，接口遞減IFR(步驟307)，從而反映飛行預(yù)約減少了一個(gè)，決策進(jìn) 入步驟312和313，傳送來(lái)自輸出緩沖器的一個(gè)分組(如果存在一個(gè)可 供傳輸?shù)姆纸M的話(huà))。
另一方面，如果當(dāng)前時(shí)隙已被另一節(jié)點(diǎn)預(yù)約(步驟305的'N，分 支)，那么預(yù)先存在的預(yù)約被重傳給環(huán)上的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)(步驟308)。預(yù) 先存在的預(yù)約限制當(dāng)前節(jié)點(diǎn)從其輸出緩沖器進(jìn)行傳輸?shù)哪芰?，盡管該 時(shí)隙是空閑的。此時(shí)，存在兩種可能的實(shí)現(xiàn)，取決于用于實(shí)現(xiàn)上面的 規(guī)則3的備選方案。這兩種可能的實(shí)現(xiàn)由可選步驟314表示。在第一 種實(shí)現(xiàn)中，不采取任何動(dòng)作；所述第一種實(shí)現(xiàn)等同于總是選擇決策步 驟314的'N，分支。在第二種實(shí)現(xiàn)中，如果在輸出緩沖器中存在準(zhǔn)備好 傳輸?shù)囊粋€(gè)分組，并且該分組的目的地不在預(yù)約節(jié)點(diǎn)之后，那么選擇 'Y，分支，從輸出緩沖器傳送該分組(步驟313)。如果任意一個(gè)條件不 被滿(mǎn)足，那么選擇步驟314的'N，分支，不采取任何動(dòng)作。
在收到以另一節(jié)點(diǎn)為目的地的輸入分組的情況下(由經(jīng)由步驟
301和302到步驟320的路徑表示)，規(guī)則1要求收到的分組具有優(yōu)先 權(quán)，并且必須被重傳給環(huán)上的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)(步驟320)。盡管不能從輸出 緩沖器傳送分組，不過(guò)仍然能夠預(yù)約一個(gè)時(shí)隙。如果當(dāng)前時(shí)隙已被預(yù) 約(步驟321的'Y，分支)，那么不能為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)預(yù)約該時(shí)隙；這種情況 下，在和步驟320傳送的數(shù)據(jù)分組相同的周期中，現(xiàn)有預(yù)約被重傳給 下一個(gè)節(jié)點(diǎn)(步驟322)，不執(zhí)行任何進(jìn)一步的動(dòng)作。如果該時(shí)隙未被預(yù) 約(步驟321的'N，分支)，那么為了預(yù)約該時(shí)隙，與上面說(shuō)明的步驟306、 309和310表示的那些測(cè)試類(lèi)似的一系列測(cè)試必須被滿(mǎn)足。
如果在輸出緩沖器中等待的分組的數(shù)目沒(méi)有超過(guò)IFR，那么選擇 步驟323的'N，分支，不執(zhí)行任何進(jìn)一步的動(dòng)作。盡管類(lèi)似于在步驟 306執(zhí)行的測(cè)試，該測(cè)試與在步驟306執(zhí)行的測(cè)試并不相同，因?yàn)樵?該周期中不發(fā)送任何分組。如果該測(cè)試被滿(mǎn)足，那么選擇步驟323的 'Y，分支。在步驟324和325執(zhí)行的測(cè)試分別與在步驟309和310執(zhí)行 的測(cè)試相同。如果所有測(cè)試都被滿(mǎn)足，那么選擇步驟325的'Y，分支， 代表當(dāng)前節(jié)點(diǎn)傳送關(guān)于該時(shí)隙的預(yù)約(步驟326)。同時(shí)，飛行預(yù)約的數(shù) 目被遞增。
并行鏈路硬件實(shí)現(xiàn)
圖4是根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，用一組并行的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路lll實(shí)現(xiàn)時(shí)隙 環(huán)通信的接口 112的某些主要硬件組件的方框圖。參見(jiàn)圖4，輸入點(diǎn) 對(duì)點(diǎn)通信鏈路111的一部分407被表示成進(jìn)入接口 112的接收寄存器 401。接收寄存器401包括用于保存數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)部分402(表示成 RCV一DATA)，所述數(shù)據(jù)形成正被傳送的分組的主體，保存分組的目 的地的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符的目的地部分403(表示成RCV一DEST)，保存指示 時(shí)隙是否包含有效數(shù)據(jù)分組的單一比特的數(shù)據(jù)有效位部分404(表示成 RCV一V),和保存指示時(shí)隙是否被預(yù)約的單一比特的預(yù)約部分405(表 示成RCV—R)?？蛇x的是，接收寄存器包括保存預(yù)約時(shí)隙的節(jié)點(diǎn)的節(jié) 點(diǎn)標(biāo)識(shí)符的預(yù)約節(jié)點(diǎn)部分406(表示成RCV一RN)。構(gòu)成鏈路部分407 的信號(hào)線(xiàn)和寄存器401可包含另外的控制位或其它數(shù)據(jù)(為了清楚起
見(jiàn)，省略了所述另外的控制位或其它數(shù)據(jù))。操作上，在每個(gè)環(huán)周期，
形成輸入鏈路的并行信號(hào)線(xiàn)的內(nèi)容被記錄到寄存器401中，不論分組 是否實(shí)際上已被發(fā)送給接收節(jié)點(diǎn)。有效位404確定被記錄到寄存器401 中的數(shù)據(jù)是否構(gòu)成有效的數(shù)據(jù)分組。
接口 112驅(qū)動(dòng)用于向另一節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)妮敵鳇c(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信鏈路，其一 部分被表示成特征408。輸出鏈路包含一組并行鏈路，包括數(shù)據(jù)部分 431(表示成SND_DATA)，目的地部分432(表示成SND_DEST),數(shù)據(jù) 有效位433(表示成SND—V)，預(yù)約位434(表示成SND—R)，可選的是， 還包括預(yù)約節(jié)點(diǎn)部分435(表示成SND_RN)，它對(duì)應(yīng)于輸入鏈路407 的類(lèi)似部分。選擇器411、 412選擇輸出鏈路408的數(shù)據(jù)線(xiàn) 431(SND—DATA)和目的地線(xiàn)432(SND—DEST)的值；分組控制邏輯驅(qū) 動(dòng)輸出鏈路408的有效線(xiàn)433(SND_V);預(yù)約控制邏輯414驅(qū)動(dòng)輸出 鏈路408的預(yù)約線(xiàn)434(SND—R)和預(yù)約節(jié)點(diǎn)線(xiàn)435(SND—RN)。
寄存器401的選擇內(nèi)容提供給選擇器411、 412，分組控制邏輯 413，預(yù)約控制邏輯414，饑餓探測(cè)邏輯415，目的地解碼邏輯416和 輸入緩沖門(mén)417的輸入。輸出緩沖器420包含等待在環(huán)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。 輸出緩沖器420包括用于保存等待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組的主體的數(shù)據(jù)部分 421(表示成OUTBUFF_DATA)，保存數(shù)據(jù)的目的地的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符的目 的地部分422(表示成OUTBUFF一DEST)，和指示在緩沖器中是否存在 有效數(shù)據(jù)分組的有效位部分423(表示成OUTBUFF_V)。
為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，輸出緩沖器420被表示成單一寄存器；但是，輸 出緩沖器一般包含排列成隊(duì)列的多個(gè)寄存器(未示出)，寄存器420可 被看作所述隊(duì)列的頭部。在這里的邏輯函數(shù)的討論中，為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)， 假定待傳送的分組總是來(lái)自于所述隊(duì)列的頭部，不過(guò)在一些實(shí)現(xiàn)中， 可以從輸出緩沖器無(wú)序地傳送分組。
操作上，目的地解碼邏輯416對(duì)接收寄存器401的目的地部分403 和有效位404的內(nèi)容解碼，以確定目的地是否與接口位于的節(jié)點(diǎn)匹配， 即確定分組是否是打算給當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的分組。如果是，那么產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的 信號(hào)Packet_In，以啟動(dòng)輸入緩沖門(mén)417把數(shù)據(jù)部分402(即，接收的
數(shù)據(jù)分組)的內(nèi)容接收到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的輸入緩沖器中。該信號(hào)還被輸入饑
餓探測(cè)邏輯415、預(yù)約控制邏輯414和分組控制邏輯413。
饑餓探測(cè)邏輯415被用于發(fā)現(xiàn)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是否缺乏環(huán)資源。如前所 述，可以使用各種饑餓技術(shù)中的任意一種。作為一種可能的實(shí)現(xiàn)，饑 餓探測(cè)邏輯包含一個(gè)N位飽和計(jì)數(shù)器，即，把計(jì)數(shù)器遞增到其極限之 上會(huì)導(dǎo)致計(jì)數(shù)器保持最大值2N 1，把計(jì)數(shù)器遞減到零以下同樣會(huì)導(dǎo)致 計(jì)數(shù)器保持為0的值。饑餓探測(cè)邏輯還包含可配置的遞增寄存器和遞 減寄存器。對(duì)于其中分組到達(dá)，并且必須在環(huán)上被傳遞(或者另一方面， 其中或者分組到達(dá)或者時(shí)隙被預(yù)約)的每個(gè)周期，計(jì)數(shù)器被增大遞增寄 存器中的數(shù)量。對(duì)于其中沒(méi)有這樣的分組到達(dá)(或者另一方面，其中沒(méi) 有分組到達(dá)，并且時(shí)隙未被預(yù)約)的每個(gè)周期，計(jì)數(shù)器被減小遞減寄存 器中的數(shù)量。通過(guò)評(píng)估下面的邏輯函數(shù)確定遞增/遞減條件
RCV一V AND(國(guó)Packet一In) (1)
在函數(shù)(l)評(píng)估為"真，，的情況下，計(jì)數(shù)器被遞增。饑餓信號(hào) (Starved)是計(jì)數(shù)器的最高階位的值，即，如果計(jì)數(shù)器的值至少為2(N 1)，那么Starved評(píng)估為"真"。
會(huì)觀察到只要環(huán)的最近歷史表現(xiàn)出足夠高的利用率(由遞增寄存 器與遞增寄存器和遞減寄存器之和的比值確定)，如上所述的饑餓邏輯 探測(cè)單元將會(huì)發(fā)現(xiàn)饑餓狀態(tài)。從而，可調(diào)整寄存器的值以獲得所需的 比值。例如，如果希望只要75%以上的時(shí)隙傳送必須經(jīng)過(guò)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的 數(shù)據(jù)分組(從而使得當(dāng)前節(jié)點(diǎn)不能傳送任何分組)，就發(fā)現(xiàn)饑餓狀態(tài)， 那么遞增寄存器應(yīng)包含為1的值，遞減寄存器應(yīng)包含為3的值。
預(yù)約控制邏輯414被用于產(chǎn)生當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的預(yù)約或者重傳收到的預(yù) 約，于是在輸出鏈路上把信號(hào)SND—R434輸出給下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。另外， 預(yù)約控制邏輯414隨意地輸出識(shí)別作出該預(yù)約的節(jié)點(diǎn)的多位預(yù)約節(jié)點(diǎn) 標(biāo)識(shí)符SND一RN 435(取決于上面的規(guī)則3的實(shí)現(xiàn))。可以下面的邏輯 函數(shù)(2)和(3)的邏輯或的形式產(chǎn)生SND—R:
RCV—R AND (Reservation—by一another一node) (2)
畫(huà)RCV一R AND Starved AND (Out一Buff一Packets〉IFR) (3)在表達(dá)式(2)中，當(dāng)收到的輸入預(yù)約(RCV一R)最初由不同于當(dāng)前節(jié) 點(diǎn)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)作出時(shí)，即，當(dāng)收到的輸入預(yù)約(RCV一R)是必須沿著環(huán) 被轉(zhuǎn)發(fā)的預(yù)約時(shí)，邏輯值(ReservationJby—another—node)評(píng)估為"真"。 這可由RCV一RN的值(如果存在的話(huà))，或者由預(yù)約控制邏輯中的移位 寄存器，或者由其它邏輯裝置確定，所述移位寄存器包含與每個(gè)時(shí)隙 一一對(duì)應(yīng)的位，所述位指示該時(shí)隙是否被當(dāng)前節(jié)點(diǎn)預(yù)約。當(dāng)當(dāng)前節(jié)點(diǎn) 正在環(huán)上發(fā)出新的預(yù)約時(shí)，表達(dá)式(3)評(píng)估為"真"。在表達(dá)式(3)中，只 要在輸出緩沖器中等待的分組的數(shù)目(在考慮了可在當(dāng)前周期中傳送 的分組之后)超過(guò)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的飛行預(yù)約的數(shù)目，子表達(dá)式 (Out—Buff-Packets〉IFR)就評(píng)估為真。
如果實(shí)現(xiàn)了可選規(guī)則4，那么上面的表達(dá)式(3)可被進(jìn)一步修改， 以限制在前一時(shí)隙也被預(yù)約的情況下傳送新的預(yù)約，即，表達(dá)式(3)會(huì) 改為變成
-RCV一R AND Starved AND (Out_Buff_Packets>IFR) AND (Previous_Slot_Not_Reserved_By_This—Node) (4) 在使用多位預(yù)約節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符的情況下，如果上面的表達(dá)式(2)評(píng)估 為"真"，那么SND_RN的輸出等于輸入RCV一RN，如果表達(dá)式(3)(或 者表達(dá)式(4)，如果可用的話(huà))評(píng)估為"真，，，那么輸出SND一RN被設(shè)置 成當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符。如果表達(dá)式(2)既不評(píng)估為"真"，可用的表 達(dá)式(3)或表達(dá)式(4)也不評(píng)估為"真"，那么不發(fā)送任何預(yù)約(SND一R為 假)。適用的協(xié)議可指定這種情況下SND_RN的恰當(dāng)值，或者對(duì)于一 些協(xié)議來(lái)說(shuō)，可輸出任何任意值。
選擇器411選擇接收寄存器401的數(shù)據(jù)部分402的內(nèi)容，或者輸 出緩沖器420的數(shù)據(jù)部分421的內(nèi)容，供在環(huán)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路上傳送給 環(huán)上的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。類(lèi)似地，選擇器412選擇接收寄存器401的目的 地部分403的內(nèi)容或者輸出緩沖器420的目的地部分422的內(nèi)容供傳 輸。換句話(huà)說(shuō)，選擇器411、 412或者重傳收到的分組，或者從輸出緩 沖器獲得供傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。按照分組控制邏輯413產(chǎn)生的控制信號(hào)D一Sel 進(jìn)行選擇。分組控制邏輯還產(chǎn)生供在環(huán)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有效輸出信號(hào)
(SND一V)433，以指示時(shí)隙是否包含有效的數(shù)據(jù)分組。
當(dāng)上面的邏輯表達(dá)式(l)評(píng)估為"真"時(shí)，分組控制邏輯413將產(chǎn)生 控制選擇器411、 412選擇接收寄存器401的數(shù)據(jù)部分402和目的地部 分403的D一Sel信號(hào)。當(dāng)不存在待轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)分組，不存在待轉(zhuǎn)發(fā)的 預(yù)約，和存在在輸出緩沖器中等待的數(shù)據(jù)時(shí)，它將產(chǎn)生選擇輸出緩沖 器420的數(shù)據(jù)部分421和目的地部分422的D—Sel信號(hào)。即，當(dāng)表達(dá) 式(l)評(píng)估為"假"，表達(dá)式(2)評(píng)估為"真，，并且OUTBUFF_V為真時(shí)， 它將產(chǎn)生D一Sel信號(hào)，表述成
<formula>formula see original document page 22</formula>
(NOT(RCV一R AND (Reservation—by一another一node))) AND OUTBUFF一V (5) 表達(dá)式(2)分量或者識(shí)別預(yù)約是否由當(dāng)前節(jié)點(diǎn)作出的信號(hào)可從預(yù) 約控制邏輯414獲得。如果使用規(guī)則3的可選實(shí)現(xiàn)，那么上面的表達(dá) 式(5)的表達(dá)式(2)分量會(huì)更復(fù)雜，因?yàn)橹辽僭谝恍┣闆r下，盡管時(shí)隙已 被預(yù)約，還是能夠傳送分組的。這種情況下，當(dāng)下述表達(dá)式評(píng)估為"真" 時(shí)，D一Sel將選擇輸出緩沖器420的數(shù)據(jù)部分和目的地部分。 (NOT(RCV一V AND (國(guó)Packet一In))) AND
((NOT(RCV一R AND (Reservation—by—another—node))) OR (RCV一R AND (Reservationby一another一node)AND (RCV一RN—does一not一precede一OUTBUFF一DEST)) AND OUTBUFF_V (6) 分組控制邏輯413產(chǎn)生的數(shù)據(jù)有效輸出信號(hào)(SND一V)是表達(dá)式(l) 與表達(dá)式(5)或表達(dá)式(6)的邏輯或，取決于是使用表達(dá)式(5)還是表達(dá)式 (6)(取決于實(shí)現(xiàn)哪個(gè)版本的規(guī)則3)。在表達(dá)式(l)既不為真，適用的表 達(dá)式(5)或(6)也不為真的情況下，不發(fā)送任何分組。這種情況下，適用 的協(xié)議可指定數(shù)據(jù)線(xiàn)和目的地線(xiàn)上的適當(dāng)輸出，或者在一些協(xié)議中， 可使用任何任意值。
上面描述的邏輯表達(dá)式意圖解釋為了便于理解，用硬件實(shí)現(xiàn)的各 種條件。要認(rèn)識(shí)到發(fā)產(chǎn)生實(shí)際硬件時(shí)，邏輯優(yōu)化函數(shù)能夠產(chǎn)生上面的
表達(dá)式的某些優(yōu)化。另外要明白圖4是根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的接口的某些 主要組件的簡(jiǎn)化表示，為了清楚起見(jiàn)，省略了對(duì)于本發(fā)明的理解來(lái)說(shuō) 并非必要的某些特征。特別地，接口可包含用于初始程序裝入、診斷 和差錯(cuò)恢復(fù)，狀態(tài)監(jiān)視等等的附加邏輯和內(nèi)部數(shù)據(jù)通路。最后，圖4 只是如何可在接口中實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)的一個(gè)簡(jiǎn)單例子，可以使用所述邏 輯函數(shù)的備選方案來(lái)實(shí)現(xiàn)相同或等同的結(jié)果。 備選方案
這里公開(kāi)了本發(fā)明的特定實(shí)施例和備選方案。另外，已公開(kāi)優(yōu)選 實(shí)施例的某些方面可不同地實(shí)現(xiàn)，而不必詳細(xì)地描述每種可能的備選 實(shí)現(xiàn)。除了上面公開(kāi)的任何變化或備選方案外，在本發(fā)明的范圍內(nèi)， 下述備選方案或變化都是可能的。
如前所述，根據(jù)本發(fā)明的時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)可被實(shí)現(xiàn)成一組并行或串行 通信鏈路。在使用串行鏈路的情況下，顯然將采用適合于串行數(shù)據(jù)的 使用的等同和/或備選機(jī)構(gòu)。例如，可以移位寄存器的形式或者利用其 它適當(dāng)裝置構(gòu)成輸入寄存器。由于串行數(shù)據(jù)通常較慢，因此通常能夠 用軟件執(zhí)行上面所述的邏輯函數(shù)。即，串行實(shí)現(xiàn)一般包括一個(gè)可編程 控制器，它實(shí)現(xiàn)由分組控制邏輯413、預(yù)約控制邏輯414和飽和探測(cè) 邏輯415執(zhí)行的各種邏輯函數(shù)，不過(guò)也可用硬件或硬件和軟件的組合 實(shí)現(xiàn)所述串行實(shí)現(xiàn)。
在優(yōu)選實(shí)施例中，假定時(shí)隙的數(shù)目等于環(huán)上的節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，在每 個(gè)連續(xù)周期中，每個(gè)時(shí)隙沿所述環(huán)移動(dòng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)。但是，環(huán)可具有比 節(jié)點(diǎn)多的時(shí)隙，例如當(dāng)一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)緩存時(shí)隙時(shí)，或者可具有比節(jié) 點(diǎn)少的時(shí)隙，例如當(dāng)一個(gè)時(shí)隙的長(zhǎng)度為幾個(gè)周期時(shí)。環(huán)也可以是雙向 的，包含沿兩個(gè)方向移動(dòng)的時(shí)隙。
雖然這里硬件實(shí)施例被描述成優(yōu)選實(shí)施例，不過(guò)另一方面，這里 描述的功能顯然可用軟件實(shí)現(xiàn)成一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序，稱(chēng)為計(jì)算機(jī) 程序產(chǎn)品，不論是被實(shí)現(xiàn)成操作系統(tǒng)的一部分，還是被實(shí)現(xiàn)成具體的 應(yīng)用程序、程序、對(duì)象、模塊或指令序列。程序一般包含指令，所述 指令當(dāng)被符合本發(fā)明的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的設(shè)備或系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)處
理器讀取和執(zhí)行時(shí)，使這些設(shè)備或系統(tǒng)完成執(zhí)行或產(chǎn)生具體體現(xiàn)本發(fā) 明的各個(gè)方面的步驟或元件所需的步驟。此外，雖然已在并且下面將 在全功能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的語(yǔ)境下說(shuō)明本發(fā)明，不過(guò)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例 能夠以各種形式分布成一個(gè)程序產(chǎn)品，并且本發(fā)明同樣適用，與實(shí)際 用于所述分布的特殊類(lèi)型的計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)承載介質(zhì)無(wú)關(guān)。信號(hào)承栽 介質(zhì)的例子包括(但不限于)易失性和非易失性存儲(chǔ)裝置，軟盤(pán)，硬盤(pán)
驅(qū)動(dòng)器，CD-ROM， DVD，磁帶等。此外，本發(fā)明適用于任意形式的 信號(hào)承載介質(zhì)，與數(shù)據(jù)是否通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)從一種形式的信號(hào)承載介質(zhì) 交換到另一種形式的信號(hào)承載介質(zhì)無(wú)關(guān)。信號(hào)承載介質(zhì)的例子在圖1 中被圖解表示成半導(dǎo)體高速緩沖存儲(chǔ)器102、 103、 104,在圖2中被 圖解表示成存儲(chǔ)陣列202。
雖然公開(kāi)了本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例和一些備選方案，不過(guò)本領(lǐng) 域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到在下述權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可在形式和細(xì)節(jié)方 面做出另外的變化。
權(quán)利要求
1、一種時(shí)隙環(huán)通信網(wǎng)絡(luò)，包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口；多個(gè)通信鏈路，每個(gè)鏈路連接在所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的相應(yīng)一對(duì)節(jié)點(diǎn)之間，所述多個(gè)通信鏈路形成連接所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)；其中所述網(wǎng)絡(luò)接口同時(shí)繞所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)傳送多個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙能夠運(yùn)送單個(gè)數(shù)據(jù)分組和一個(gè)預(yù)約；其中每個(gè)相應(yīng)的所述網(wǎng)絡(luò)接口轉(zhuǎn)發(fā)其間收到數(shù)據(jù)分組的時(shí)隙中，由相應(yīng)的所述網(wǎng)絡(luò)接口收到、并且以另一節(jié)點(diǎn)為目的地的每個(gè)數(shù)據(jù)分組；其中通過(guò)在第一時(shí)隙中傳送預(yù)約，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的任意節(jié)點(diǎn)可預(yù)約第一時(shí)隙，所述第一時(shí)隙是以前未被預(yù)約的時(shí)隙，所述預(yù)約以第一時(shí)隙繞所述環(huán)行進(jìn)，并且保證當(dāng)?shù)谝粫r(shí)隙繞所述環(huán)返回預(yù)約第一時(shí)隙的節(jié)點(diǎn)時(shí)，第一時(shí)隙將可用于運(yùn)送起源于預(yù)約該第一時(shí)隙的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)分組；和其中所述預(yù)約不能被預(yù)約第一時(shí)隙的節(jié)點(diǎn)展期。
2、 按照權(quán)利要求1所述的時(shí)隙環(huán)通信網(wǎng)絡(luò)，其中在所述第一時(shí) 隙中傳送的所述預(yù)約禁止除預(yù)約第一時(shí)隙的節(jié)點(diǎn)外的每個(gè)節(jié)點(diǎn)在第一 時(shí)隙中傳送起源于進(jìn)行傳送的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)分組。
3、 按照權(quán)利要求1所述的時(shí)隙環(huán)通信網(wǎng)絡(luò)，其中在所述第一時(shí) 隙中傳送的所述預(yù)約禁止除預(yù)約第一時(shí)隙的節(jié)點(diǎn)外的每個(gè)節(jié)點(diǎn)在第一 時(shí)隙中傳送起源于進(jìn)行傳送的節(jié)點(diǎn)、并且其目的地在預(yù)約第一時(shí)隙的 節(jié)點(diǎn)之后的數(shù)據(jù)分組。
4、 按照權(quán)利要求1所述的時(shí)隙環(huán)通信網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)所述節(jié)點(diǎn) 包含相應(yīng)的饑餓探測(cè)機(jī)構(gòu)，用于探測(cè)節(jié)點(diǎn)是否處于饑餓狀態(tài)，其中只 有當(dāng)相應(yīng)的饑俄探測(cè)機(jī)構(gòu)探測(cè)到節(jié)點(diǎn)處于饑餓狀態(tài)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)才可預(yù) 約時(shí)隙。
5、 按照權(quán)利要求4所述的時(shí)隙環(huán)通信網(wǎng)絡(luò)，其中所述饑餓探測(cè) 機(jī)構(gòu)探測(cè)其中節(jié)點(diǎn)被阻止進(jìn)行傳送的時(shí)隙的數(shù)目超過(guò)預(yù)定的閾值。
6、 按照權(quán)利要求4所述的時(shí)隙環(huán)通信網(wǎng)絡(luò)，其中所述饑餓探測(cè) 機(jī)構(gòu)探測(cè)運(yùn)送(a)數(shù)據(jù)分組和(b)預(yù)約至少之一的最近時(shí)隙的比例超過(guò) 預(yù)定閾值。
7、 按照權(quán)利要求1所述的時(shí)隙環(huán)通信網(wǎng)絡(luò)，其中所述時(shí)隙環(huán)網(wǎng) 絡(luò)體現(xiàn)在單一的集成電路芯片中，從而提供集成電路芯片的多個(gè)功能 單元間的芯片內(nèi)通信。
8、 按照權(quán)利要求1所述的時(shí)隙環(huán)通信網(wǎng)絡(luò)，其中所述時(shí)隙環(huán)網(wǎng) 絡(luò)體現(xiàn)為連接一組異種數(shù)字設(shè)備的多個(gè)鏈路，所述一組異種數(shù)字設(shè)備 包括至少一個(gè)數(shù)字計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
9、 按照權(quán)利要求1所述的時(shí)隙環(huán)通信網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)所述通信 鏈路包含同時(shí)傳送單個(gè)數(shù)據(jù)分組和預(yù)約數(shù)據(jù)的多個(gè)并行信號(hào)傳輸介 質(zhì)。
10、 一種操作具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)的第一節(jié)點(diǎn)中的時(shí)隙環(huán) 通信網(wǎng)絡(luò)接口的方法，所述接口在所述網(wǎng)絡(luò)的輸入鏈路上接收連續(xù)時(shí) 隙，并在所述網(wǎng)絡(luò)的輸出鏈路上重傳連續(xù)時(shí)隙，所述方法關(guān)于在輸入 鏈路上接收的每個(gè)連續(xù)時(shí)隙包括下述步驟如果第一時(shí)隙包含以所述網(wǎng)絡(luò)的另一節(jié)點(diǎn)為目的地的數(shù)據(jù)分組，那么重傳第一時(shí)隙中的數(shù)據(jù)分組；如果第一時(shí)隙包含所述網(wǎng)絡(luò)的另一節(jié)點(diǎn)作出的預(yù)約，那么重傳第 一時(shí)隙中的預(yù)約；如果第一節(jié)點(diǎn)具有等待在所述網(wǎng)絡(luò)上傳送的起源于所述笫一節(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)分組，那么(a) 如果第一時(shí)隙既不包含以另一節(jié)點(diǎn)為目的地的數(shù)據(jù)分組，又不 包含禁止第一節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳送的預(yù)約，那么在第一時(shí)隙中傳送等待傳送 的起源于所述第一節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)分組；和(b) 如果第一時(shí)隙包含以另一節(jié)點(diǎn)為目的地的數(shù)據(jù)分組，但是不包 含預(yù)約，那么在至少一些條件下，代表所述第一節(jié)點(diǎn)在第一時(shí)隙中傳 送預(yù)約，所述預(yù)約以第一時(shí)隙繞環(huán)行進(jìn)，并且保證當(dāng)?shù)谝粫r(shí)隙繞所述 環(huán)返回所述第 一節(jié)點(diǎn)時(shí)，第 一 時(shí)隙將可用于運(yùn)送起源于所述第 一節(jié)點(diǎn) 的數(shù)據(jù)分組，所述預(yù)約不能被所述第一節(jié)點(diǎn)展期。
11、 按照權(quán)利要求10所述的操作時(shí)隙環(huán)通信網(wǎng)絡(luò)接口的方法，其中在所述第一時(shí)隙中傳送的預(yù)約禁止除預(yù)約第一時(shí)隙的節(jié)點(diǎn)外的每 個(gè)節(jié)點(diǎn)在第一時(shí)隙中傳輸起源于進(jìn)行傳送的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)分組。
12、 按照權(quán)利要求10所述的操作時(shí)隙環(huán)通信網(wǎng)絡(luò)接口的方法， 其中在所述笫一時(shí)隙中傳送的預(yù)約禁止除預(yù)約第一時(shí)隙的節(jié)點(diǎn)外的每 個(gè)節(jié)點(diǎn)在第一時(shí)隙中傳送起源于進(jìn)行傳送的節(jié)點(diǎn)、并且其目的地在預(yù) 約第一時(shí)隙的節(jié)點(diǎn)之后的數(shù)據(jù)分組。
13、 按照權(quán)利要求10所述的操作時(shí)隙環(huán)通信網(wǎng)絡(luò)接口的方法， 還包括下述步驟監(jiān)視所述網(wǎng)絡(luò)，以探測(cè)所述第一節(jié)點(diǎn)是否處于饑俄狀態(tài)； 其中只有當(dāng)所述接口確定所述第一節(jié)點(diǎn)處于饑餓狀態(tài)時(shí)，才執(zhí)行 步驟(b)。
14、 按照權(quán)利要求13所述的操作時(shí)隙環(huán)通信網(wǎng)絡(luò)接口的方法， 其中探測(cè)饑餓狀態(tài)包含探測(cè)其中第 一 節(jié)點(diǎn)被阻止進(jìn)行傳送的時(shí)隙的數(shù) 目超過(guò)預(yù)定閾值。
15、 按照權(quán)利要求13所述的操作時(shí)隙環(huán)通信網(wǎng)絡(luò)接口的方法， 其中探測(cè)饑餓狀態(tài)包含探測(cè)運(yùn)送(a)數(shù)據(jù)分組和(b)預(yù)約至少之一 的最 近時(shí)隙的比例超過(guò)預(yù)定閾值。
16、 一種包含記錄在信號(hào)承載介質(zhì)上的多條計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的 計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品執(zhí)行按照權(quán)利要求10所述的方 法。
17、 一種數(shù)字設(shè)備用集成電路芯片，包含多個(gè)功能單元，每個(gè)單元具有通過(guò)時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)與所述多個(gè)功能單 元中的其它單元通信的相應(yīng)接口，所述時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)包含多個(gè)通信鏈路， 每個(gè)鏈路運(yùn)行在相應(yīng)的一對(duì)所述功能單元之間；其中所述接口繞所述時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)同時(shí)傳送多個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙能 夠運(yùn)送單個(gè)數(shù)據(jù)分組和一個(gè)預(yù)約； 其中每個(gè)相應(yīng)的所述網(wǎng)絡(luò)接口轉(zhuǎn)發(fā)其間收到數(shù)據(jù)分組的時(shí)隙中， 由相應(yīng)的所述網(wǎng)絡(luò)接口收到、并且以另 一功能單元為目的地的每個(gè)數(shù)據(jù)分組；其中通過(guò)在第一時(shí)隙中傳送預(yù)約，所述功能單元的所述多個(gè)接口 中的任意一個(gè)接口可預(yù)約第一時(shí)隙，所述第一時(shí)隙是以前未被預(yù)約的 時(shí)隙，所述預(yù)約以第一時(shí)隙繞所述環(huán)行進(jìn)，并且保證當(dāng)?shù)谝粫r(shí)隙繞所 述環(huán)返回預(yù)約第一時(shí)隙的功能單元時(shí)，第一時(shí)隙將可用于運(yùn)送起源于 預(yù)約第一時(shí)隙的功能單元的數(shù)據(jù)分組；和其中所述預(yù)約不能被預(yù)約第一時(shí)隙的功能單元展期。
18、 按照權(quán)利要求17所述的集成電路芯片，其中在所述第一時(shí) 隙中傳送的所述預(yù)約禁止除預(yù)約第一時(shí)隙的功能單元外的每個(gè)功能單 元在第一時(shí)隙中傳送起源于進(jìn)行傳送的功能單元的數(shù)據(jù)分組。
19、 按照權(quán)利要求17所述的集成電路芯片，其中在所述第一時(shí) 隙中傳送的所述預(yù)約禁止除預(yù)約第一時(shí)隙的功能單元外的每個(gè)功能單 元在第一時(shí)隙中傳送起源于進(jìn)行傳送的功能單元、并且其目的地在預(yù) 約第一時(shí)隙的功能單元之后的數(shù)據(jù)分組。
20、 按照權(quán)利要求17所述的集成電路芯片，其中每個(gè)所述功能 單元包含相應(yīng)的饑餓探測(cè)機(jī)構(gòu)，用于探測(cè)功能單元是否處于饑餓狀態(tài)， 其中只有當(dāng)相應(yīng)的饑餓探測(cè)機(jī)構(gòu)探測(cè)到功能單元處于饑餓狀態(tài)時(shí)，該 功能單元才可預(yù)約時(shí)隙。
全文摘要
在時(shí)隙環(huán)網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)可利用任何未被預(yù)約的時(shí)隙傳送不能展期的時(shí)隙預(yù)約。所述預(yù)約限制其它節(jié)點(diǎn)在該時(shí)隙中傳輸新的分組。當(dāng)時(shí)隙繞環(huán)返回預(yù)約節(jié)點(diǎn)時(shí)，該時(shí)隙將是可用的。最好，響應(yīng)可用各種方法中的任意一種探測(cè)的預(yù)約節(jié)點(diǎn)中的饑餓狀況作出預(yù)約。在可選的增強(qiáng)中，預(yù)約識(shí)別預(yù)約節(jié)點(diǎn)，環(huán)上的另一節(jié)點(diǎn)可以在預(yù)約時(shí)隙中自由傳送新的分組，如果新分組將在預(yù)約節(jié)點(diǎn)之前(含預(yù)約節(jié)點(diǎn))到達(dá)其目的地，從而不會(huì)干擾所述預(yù)約的話(huà)。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101098274SQ200710105078
公開(kāi)日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2007年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月27日
發(fā)明者斯蒂文·P.·范德維爾, 杰弗里·R.·薩莫斯, 蒂莫西·H.·海爾, 邁克爾·S.·西格爾 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司