[发明专利]时隙环通信网络和操作时隙环通信网络接口的方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字数据处理，具体涉及在不同数字数据处理系统或者在一个数字数字处理系统的不同组件之间传送数据的时隙环数据网络的设计和操作。

背景技术

在二十世纪的后半段，开始出现一种称为信息革命的现象。  虽然信息革命是范围比任何事件或机器都更宽广的历史发展，不过没有任何单一设备比数字电子计算机更能代表信息革命。计算机系统的发展无疑是一场革命。每年，计算机系统变得更快，保存更多数据，并且同它们的用户提供更多的应用。

现代计算机系统是一种非常复杂的机器，通常具有许多元件或子系统，每个元件或子系统可协同地，不过部分自主地同时实现不同的功能。一般来说，计算机系统包含一个或多个中央处理器(CPU)，所述一个或多个中央处理器构成系统的心脏，并且执行包含在计算机程序中的指令。CPU执行的程序所需的指令和数据被保存在存储器中，存储器通常包含许多异种组件，并且在设计上是分级的，包含基本存储器或主存储器以及一级或多级的各种高速缓冲存储器。在另一层面，数据还被保存在诸如旋转磁盘驱动器、磁带驱动器之类的大容量存储装置中，数据可从所述大容量存储装置中被取回并装入存储器中。系统还包括与外部世界通信所需的硬件，比如输入/输出控制器；与之连接的I/O装置，比如键盘、监视器、打印机等；和与其它数字系统通信的外部通信装置。

数字计算机系统的每个组件本身是一个非常复杂的装置，具有能够模仿系统的分层设计的分层设计。例如，磁盘驱动器存储装置一般包含一个或多个记录数据的旋转磁盘，访问磁盘上的数据的致动器或换能器，执行控制该装置的操作的控制程序的中央控制器，驱动旋转磁盘和机械致动器的电动机，电动机、致动器和换能器的各种驱动器，读取换能器的检测放大电子器件，各个组件之间的内部通信接口，和与外部世界通信的外部通信接口。在任何这样的组件内，可存在进一步的分层设计。

虽然通用计算机可被程控执行各种不同的任务，不过使用计算机系统和其它数字设备的应用和环境的范围需要不同大小和配置的设备。一些计算机系统主要被用作服务器，其中多个用户(他们在地理上可以是隔离的，使用计算机系统和应用软件的不同混合体)访问一组集中应用程序和公共数据库。其它计算机系统主要被用作单用户设备，其中单一用户执行用户感兴趣的一组应用程序，本地保存用户感兴趣的数据，并且可随意地根据需要与其它计算机通信，以访问外部数据。另一些计算机系统可执行专门的功能，比如监视和控制物理传感器、开关、电动机、阀和其它控制装置。专用数字装置甚至可被或者可不被视为计算机系统，不过包含通用计算机系统的许多设计属性。

就存在于数字数据系统中的所有设计层次来说，通常需要在不同的数字系统或数字系统的组件之间传递数据。数据通信发生于不同的数字计算机系统之间，如在因特网或在局域网中那样；或者发生于单一的数字计算机系统的不同组件之间；或者甚至发生在单一的集成电路芯片的功能单元内，所述集成电路芯片本身是更大的计算机系统的一个部分。

支持两个以上设备之间的数据通信的一种已知技术是时隙环网络。时隙环网络是一种基于分组的通信网络，它包含一组点对点通信链路，每个通信链路连接在一对系统、设备或者其功能组件或子组件之间(这里一般称为网络的节点)，链路被安排成形成一个包括网络的全部节点的环。希望向节点B传送分组的节点A把分组传送给所述环上与节点A紧邻的节点，该节点随后沿着所述环转发该分组，直到该分组到达节点B为止。网络通常是时分多路复用的，从而每个分组在一个时间间隔内被传送给环上的下一个节点，并在连续的时间间隔内沿着所述环被重传。所述环在这样的时间间隔内传送数据分组的能力被称为时隙。所述环具有固定数目的时隙，每个时隙按照预先确定的固定的时间表围绕所述环传播。时隙的数目可以等于环上的设备的数目，或者可存在数目更大或者数目更小的时隙；例如，如果在一些或全部节点中，时隙延迟一个或多个时间间隔，那么可存在更大数目的时隙。时隙可以包含数据分组，也可不包含数据分组，但是无论如何都按照相同的预定时间表传播。判优和竞争避免相对简单：如果一个节点希望传送，那么它等待空闲时隙(即，其中不存在需要沿着所述环从另一设备转发的分组的时隙)，并在该空闲时隙中传送其分组。