[发明专利]按优先级排序的串行通信

说明书

一种用于通过通信链路传输具有不同优先级的串行通信消息的电气系统。待传输的数据被安排在包括分组开始(SOP)符号和数据符号的串行通信消息中。如果在第一消息已经完成之前发送第二消息的SOP符号，则中断正在进行的该第一消息传输。仅在该第二消息已经被发送之后才继续传输该第一消息。

技术领域

本发明涉及数字数据传输。更具体地，本发明涉及对具有不同优先级的串行通信消息的传输。

背景技术

在许多电气设备中，需要在系统的多个部件之间以不同的反应时间进行通信。例如，诸如频率转换器等电力电子转换器通常包括可以具有在不同优先级下同时相互串行链路通信的控制部件和电力部件。例如，可以以低优先级(即，以较低反应时间)发送来自电力单元的状态消息，但是必须尽可能快地(即，以高优先级)发送与例如输出电流的过冲相关的警报消息。

可以通过针对每个速度使用自己的通信信道来安排不同反应时间的通信。出于成本的原因，优选的安排是仅在首先传输较高优先级消息之后才传输较低优先级消息的公共信道。在这种安排中，较高优先级消息仍然必须等待直到完成较低优先级消息的传输，这可能过多地延迟关键消息并强制到单独的信道安排。

信号发送部件与信号接收部件之间的电势差有时需要例如通过使用光耦合器进行信号隔离。隔离增加了成本，并且因此有助于具有尽可能少的单独通信信道的安排的优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种新颖的通信方法和安排，用于需要在系统部件之间以不同优先级进行同时相互通信的电气系统。根据本发明，公共通信信道可以用于具有不同优先级的消息，同时在没有延迟的情况下仍然能够传输高优先级消息。以下是发明内容，以便提供对本发明各实施例的一些方面的基本理解，稍后给出了对例示实施例的更详细描述。本发明的目标由独立权利要求中陈述的内容实现，其他优选实施例在从属权利要求中被披露。

根据本发明，经由公共物理信道来发送具有不同优先级的消息。以下协议规则适用于通信：

-由如例如在所谓的8b/10b线路码中的一组所谓符号组成的消息，以分组开始(SOP)符号开始、接着是不同数量的数据符号(DATA)并且以分组结束(EOP)符号结束。在一些实施例中，关于消息中的数据符号的数量的信息可以包括在消息的第一符号中。在这种情况下，可以省略EOP符号。为了简洁起见，为了突出本发明的思想，EOP符号仍包括在以下描述和附图中。

-如果在第一消息已经完成之前发送作为第二消息传输开始的指示的SOP符号，则中断正在进行的该第一消息传输。

-仅在第二消息已经被完全发送之后才继续传输第一消息，这可以由EOP符号指示或者通过确定已经发送了所有DATA符号来指示。

根据以上规则，传输第二消息(相应的较高优先级)可以在任何时间开始，并且尽管第一消息(相应的较低优先级)处于发送阶段，但仍完全无延迟地传输该第二消息。因此，较高优先级的消息在其传输持续的很长时间内预留通信信道的整个容量，这意味着该消息以信道允许的最大速度发送。协议规则还允许嵌套优先级，即，第三消息的SOP可以中断第二消息的发送等。

在通信链路的传输端，根据本发明的方法包括将以上协议规则实施成发送的数字信号流。在通信链路的接收端，该方法进一包括基于接收的SOP符号和EOP符号/完成数量的DATA符号来识别不同消息。

根据本发明，用于传输具有不同优先级的串行通信消息的安排包括：在通信链路的传输端处，能够根据以上数据传输协议规则对消息进行编码的(多个)数字逻辑电路。对应地，在通信链路的接收端处的安排包括：能够从根据以上数据传输协议规则编码的信号流中解码消息帧的(多个)数字逻辑电路。在通信链路的传输端和接收端两者处的安排可以基于具有预设功能的(多个)数字逻辑电路，例如CPLD(复杂可编程逻辑设备)，或者它们可以基于具有可下载软件的(多个)数字逻辑电路，例如可编程微处理器。