[发明专利]一种通信网络中控制数据传输的设备和方法

说明书

本发明涉及一个使用全局总线实现多个处理器间的串行数据传输的通信网络。更具体地说，本发明涉及一种与全局总线有关的网络，这类全局总线具有能增加信道带宽利用率并更稳定地控制整个网络中的误差的性质。

全局总线网络是网络拓扑的一种，它通过连接在网络中的多个处理器构成的全局总线通路使微处理器间串行数据的发送和接收成为可能。同时，在全局总线系统中，在多个处理器间通过总线的串行数据传输，是通过循环调度(Round-Robin scheduing)的令牌进行操作的。

与本发明相关的现有技术可参见美国专利4,608,559，5,249,183和5,299,193。

参阅这里公开的图1，传统的网络的部件包括处理器10、总线控制单元30、和总线故障检测和控制单元20。所述处理器10控制数据传送期间发生的情况的总的状态。所述总线控制单元30能够与处理器10接口并能根据来自处理器10的总线请求信号输入向所述处理器10输出一总线确认信号。另外，所述总线故障检测和控制单元20在收到总线确认信号时检测总线的故障，如检测到故障发生则向处理器10提供一故障确认信号，并同时向所述总线控制单元30发出一总线禁止信号。现参阅图2，在传统的处理器节点(node)中的总线控制单元30包括DMAC(直接存储存取控制器(Direct Memory Access Controller)31、SIO(串行I/O)32、总线驱动器34和一个总线控制模块33。

所述DMAC31能够为快速数据传送高速存取存在处理器10的局部存储器中的数据。SIO32把DMAC31从处理器10的局部存储器中获得的并行数据转换成用于串行数据通信的串行数据。总线驱动器34提供处理器和网络之间的实际连接(Ex，IEEE488)装置。如果认为在收到来自处理器10的总线请求信号时该处理器拥有令牌，则总线控制模块33有向处理器10发出总线确认信号，并能通过总线驱动器34发送来自SIO32的确认的数据。以及由网络(GBI)送到SIO32的数据。下面根据附图解释总线结构的传统网络的通常的工作过程。

在总线结构的网络中要发送数据的处理器10，在收到总线确认信号后，就可以发送数据，总线确认信号的接收意味着允许使用总线。总线故障检测和控制单元20作为计数器电路能和确定总线确认信号同步启动，并能通过在占有总线期间内计数脉冲来控制处理器节点的最大总线确定时间。如果处理器节点占用网络的时间超过预定的最大总线确定时间，总线故障检测和控制单元20就认为这是处理器节点本身发生了某种故障。因此，单元20向处理器10发送一故障确认信号并向总线控制单元30发出一总线禁止信号。结果，处理器节点最终释放总线，然后将最终得到某些恢复。更具体地说，所述处理器数据通信的处理可参考图3进行描述。当处理器有要发的数据时(一处理器确认一个到总线控制模块33的总线请求信号)，确认总线请求步骤101按下面步骤进行：总线控制单元33计数确认同步时钟到一个固定的值(如，FFH)，直到被给予使用总线的机会时(如，令牌)，除非网络未被使用。此时，已请求总线的处理器10判断是否收到总线确认信号(中断信号，图5)。如果中断判断102为“是”，则DMAC/SIO起动103以一个总线确认信号开始。数据传送104以信号103为开始，且作出传送是否完成的判断105。如传送是否完成判断为“是”，则确定总线释放106；如果传送是否完成判断为“否”，则继续数据传送104。在执行106步后，系统返回101步。现参考图1，在总线结构的传统网络的处理器节点中，检测故障的方法限制了最大总线确定时间，以保证网络中连接的每个处理器节点都有相同的使用总线的机会。而且，在这个传统的网络中，故障检测仅在占用网络的处理器节点中进行。因此，传统网络中的系统不能检测通信信道引起的故璋。这种系统还有另一个问题，即不能控制其它的空闲处理器，因为一个处理器和另一处理器之间不能互相监视。特别是当任一空闲处理器工作失常时，会出现很大问题。参看图2和图3，传统网络中的数据传送步骤是这样工作的，即在发出一总线请求信号以启动数据传送处理之后，处理器需等到总线确认信号被接收。因此，在数据传送处理期间就会发生多种延迟；由于总线请求信号在工作规程的任何时刻都会产生，所以由控制总线的传统硬件随机产生总线确认信号，因而控制总线的动作也是随机的；换句话说，总线请求信号和总线确定信号的间隔之间没有规律；需要一段时间来确认总线确认信号；启动DMAC和SIO需要额外的传播延迟。