CN1208930C - 传送可变同步数据的方法及其设备 - Google Patents

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Abstract

一种传送可变同步数据的方法及其设备，该方法包括步骤：(a)当总线处于空闲状态一个大于同步间隙周期的时间间隔时确定结束同步数据传送；(b)检测具有大于同步间隙的时间间隔和小于子操作间隙的时间间隔的时间间隔的余隙；(c)当在步骤(b)检测到该余隙时，检查用于同步数据传送的带宽是否剩余，和(d)当在步骤(c)确定带宽剩余时传送该同步数据。根据该方法，对于同步数据传送，通过选择地使用剩余带宽可最大限度地进行同步传送，该剩余带宽被分配用于同步数据的传送，而非用于该同步数据的实时传送。

Description

传送可变同步数据的方法及其设备
技术领域
本发明涉及传送可变同步数据的方法及其设备，并且具体涉及使用IEEE1394标准传送可变同步数据(variable isochronous data)的方法。
背景技术
通过IEEE1394串行总线以高速传送数据是可能的。对于多媒体应用而言通过IEEE1394总线执行实时数据传送也是可能的。图1表示根据常规技术的IEEE1394总线的周期配置。在IEEE1394总线中，在P-1394规约中指定了同步传送阶段的最大带宽(100μs)和异步传送阶段的最小带宽(25μs)。一般地，同步传送用于实时数据传送和异步传送用于诸如重放、倒带、暂停和信道改变的各种命令的数据传送。因此，指定了整个同步周期(125μs)最大带宽。
图2示出根据常规技术的IEEE1394总线的间隙时序。参考图2，根据IEEE1394总线的间隙时序，以交错于分组之间的同步间隙传送同步分组，将判优位、数据前缀位和数据结束位加到同步分组(isochronous packet)中。这时，在确认间隙之后能够传送指示确认请求的确认组。
为了解释具有上述间隙时序的分组的同步传送，根据常规技术分配IEEE1394总线中同步带宽的方法的主要步骤示于图3中。根据控制情况管理IEEE1394总线的节点可以是一个同步资源管理器(IRM)。成为IRM的该节点包括可用带宽(BA)寄存器，它管理由IEEE1394总线标准确定的控制和状态寄存器(CSR)中的同步资源。IEEE1394总线中的其他节点读出该IRM的BA寄存器的值以便执行同步传送。接着，确定是否有分配的带宽和当有分配的带宽时执行同步传送。这时，整个可用带宽一般在用于分配带宽的处理中分配。但是，分配的整个带宽在实时同步传送处理中不使用。而且，在IEEE1394总线中，假定根据相应节点应用的传输是以异步传送模式(ATM)的恒定比特率(CBR)的格式分配带宽。因此，当传送是按可变比特率的格式时，就产生了剩余带宽。例如，使用IEC-61833标准的应用在IEEE1394总线应用中被给以更多的负担。在根据IEC-61833标准的音频/视频设备的同步传送方法中，指定当没有数据传送时对一个相应的同步周期只有首部被传送。因此在这种情况下，不使用分配的整个带宽，和存在只在必要时才传送必要数据的情况以便防止数据的重复传送和易于缓冲器的控制。这样，根本不使用相关的分配的带宽。
图4表示根据常规技术在IEEE1394总线中带宽分配和带宽使用之间的关系。参照图4，水平轴表示同步信道的使用度和垂直轴表示可用带宽。因为分配的带宽随着使用信道的增加而增加，空闲带宽相对减少。但是，因为分配的整个带宽在如上所述的实际同步传送期间没有使用，图4所示产生剩余带宽。因此，在根据常规技术的同步数据传送的方法中，带宽没有有效地使用。而且，尽管存在可以在中断点之后使用的带宽，但是没有更多的带宽可以分配。
现在说明在1394总线中支持的同步和异步传送模式如何彼此区别和如何管理用于同步传送的信道和带宽。并且，简单地比较总线1394的同步传送模式的传送业务与异步传送模式(ATM)的传送业务。
总线1394提供两种传送模式，即，同步传送模式和异步传送模式。在同步传送模式中，每个125微秒的同步周期可以传送一个分组以便提供实时传送。同时，在保证数据传送的传送模式的异步传送中，数据传送由一个适当的间隔控制，在该适当间隔中，所有连接的模式可以在该间隔中传送数据一次。传送同步和异步数据作为一个同步周期，该同步周期(isochronous cycle)由从根节点传送起始分组的周期开始。同步传送在异步传送之前。但是，为了防止异步传送由于该同步传送而根本不能执行的情况，只有整个周期的80％可以用于同步传送。即，至少整个周期的20％可以用于异步传送。如果该同步传送不存在，则整个周期可以用于异步传送。
                     表1
特性                                               传送分类
同步                                  异步
读/写 广播写 流信道
保证的时间 是 否 否 否
保证的到达 否 是 否 否
广播 是 否 是 是
共享的信道 未指定     无关的 是
如表1所示，异步读和写，异步广播写，和在P1394a规格中定义的异步流信道可以用在ATM中。这里，通过识别处理的被保证的数据传送可以仅由异步读和写执行。
IEEE1394总线的信道和带宽分别使用在复位总线之后确定的IRM的两个寄存器的值CHANNELS-AVAILABLE(CA)和BANDWIDTH-AVAILABLE(BA)被分配。信道和带宽必须先从该IRM分配到一个应用中，其中同步数据传送希望利用异步锁定处理执行，以便保持资源信息的整体性。因此，一个相关的节点可以使用分配的信道和带宽传送已分配带宽的数据，不管其他节点是否使用总线。即，可以认为使用一个另外的物理信道，该信道具有与分配的带宽一样大的带宽。因为使用在S1600(1.6Gbps)规格中发送4字节的1个quadlet的时间计算该同步带宽的分配单位，BA寄存器的初始值变成4915。4倍于从BA读出值的值必须指定为S400规格中的带宽分配值。在P1394a标准定义的异步流业务的情况下，信道如同在同步业务中一样使用，但是，不分配带宽。因此，异步流业务不能用于实时传送。
1394传送和ATM传送之间的最大差别在于传送单位的大小。具有可变大小的分组用在1394传送中其中与传送速度成比例的确定传送单位的最大尺寸。同时，具有固定的53字节大小的单元用作ATM传送中高速处理的传送单位。另一个差别在于连接交换机的转接线路可以在ATM传送中控制和通过其他节点的总线的使用不能直接地在1394传送中控制。当1394传送与ATM传送一起使用时，由于存在基本差别要想保持一致的传送能力和特性有效地使用带宽是困难的。因此，必须提供减少这些差别的方法。除了同步传送功能外，IEEE1394总线规格与广泛用作局域网的以太网相类似。在表2中简单地比较了1394传送的传送特性和ATM传送的传送特性。
                      表2
传送分类 IEEE1394 ATM
物理介质 共享(多址联接) 专用/交换(点到点)
寻址 操作节点ID(IEEE1212) 固定的地址
数据单元 可变长度分组 固定单元(53字节)
传送率控制 非连接 连接(VPC和VCC)
合理性 基于分组大小的带宽 基于单元率的带宽
实时传送 HN，DAN和CAN LAN，MAN和WAN
ATM传送的QOS特性示在表3中。
                                    表3
特性                          QOS
恒定比特率(CBR) 可变比特率(VBR) 可用比特率(ABR) 未指定的比特率(UBR)
CDV(可变单元延迟) 是 是 否 否
CTD(单元传输延迟) 否 是 否 否
CLR(单元丢失率) 是 是 是 否
准备带宽的变量 未指定 PCR和SCR PCR和MCR 没有(执行最佳效果)
如表3所示，在ATM传送业务中有如表3所示的四种业务，CBR，VBR，ABR和UBR。实时传送可以由这些业务中的业务CBR和VBR执行。
但是，IEEE1394总线的同步传送对应用于处理具有鉴于ATM的特定的比特率的数据的CBR业务。假定最佳效果传送的异步传送除了保证传送特性外与ATM的UBR业务相似。例如，首先把ATM的带宽分配给CBR和VBR业务并且把剩余带宽分配给ABR和UBR业务。ABR业务具有VBR和UBR业务的特性。因此，根据常规的1394标准，不能完全支持ATM的VBR和ABR业务。
发明内容
为解决上述问题，本发明的一个目的是提供利用在分配的信道中不用于传送同步数据的剩余带宽传送同步数据的一个可变同步数据传送方法。
本发明的另一个目的是提供用于实现上述方法的可变同步数据传送设备。
本发明的再一个目的是提供利用在分配的信道中不用于传送同步数据的剩余带宽传送同步数据，和用于支持相应于ABR业务的可变比特率的一个可变同步数据传送方法。
本发明的另一个目的是提供用于实现上述方法的可变同步数据传送设备。
本发明的又一个目的是提供利用在分配的信道中不用于传送同步数据的剩余带宽传送同步数据，用于支持相应于ABR业务的可变比特率(variablebit rate)，和执行实时传送的一个可变同步数据传送方法。
本发明的另一个目的是提供用于实现上述方法的可变同步数据传送设备。
因此，为实现第一个目的，提供在IEEE1394总线的一段预定时间内传送一个预定时间间隔的数据的一种可变同步数据传送方法，包括指示在分配的带宽中存在不用于传送同步数据的剩余带宽，和检测具有一个预定时间间隔的余隙的检测步骤，和在检测步骤中检测到余隙时，确定是否剩余用于同步数据传送的带宽和根据该确定结果传送同步数据的可变同步传送步骤。在检测步骤中检测的余隙的时间间隔大于同步间隙和小于子操作间隙。
而且，可变同步传送步骤包括检测同步复位间隙的第一检测步骤，和当在第一检测步骤中检测到同步复位间隙时确定是否具有用于执行同步数据传送的足够剩余带宽(residual bandwidth)的第二确定步骤。另外，该可变同步传送步骤包括当在第二确定步骤中确定有足够剩余带宽时传送同步分组的步骤，和检测同步复位间隙，当检测到该同步复位间隙时返回处理到第二确定步骤，和当没有检测到该同步复位间隙时进行异步阶段处理的第二检测步骤。
而且，根据本发明的可变同步数据传送方法优选地还包括当在第一检测步骤中检测到该同步复位间隙时在当前的同步复位间隙中确定是否执行数据传送的第一确定步骤。第二确定步骤优选地还包括当在第一确定步骤中确定没有数据传送时确定是否有执行同步传送的足够的剩余带宽的步骤。
根据第一个目的，提供了一种同步数据传送方法，用于在IEEE1394总线上的预定时间间隔内同步地传送数据，其特征是该方法包括步骤：(a)当总线处于一个大于同步间隙的时间间隔的空闲状态时确定结束同步数据传送；(b)检测具有大于同步间隙的时间间隔和小于子操作间隙的时间间隔的一时间间隔的余隙；(c)当在步骤(b)检测到该余隙时，检查足够用于同步数据传送的带宽是否剩余；和(d)当在步骤(c)确定足够用于同步数据传送的带宽剩余时传送该同步数据。
为实现第二个目的，根据本发明提供用于在IEEE1394总线上预定时间内传送预定带宽的数据的一个可变同步数据传送设备，包括用于指示在分配的带宽中具有不用于传送同步数据的剩余带宽和用于检测具有预定时间间隔的余隙的装置，和用于当该检测装置检测到该余隙时确定同步数据传送的带宽是否剩余，和根据该确定结果传送该同步数据的可变同步传送装置。
该余隙(residual gap)检测装置包括用于输出一个预定周期的时钟信号的一个时钟信号发生器，用于检测空闲状态的一个空闲(idle)检测器，用于数字化该时钟信号响应从该时钟输出的该时钟信号的一个计数器，和用于根据该计数器的数字值确定空闲状态的时间间隔的一个解码器。而且，该余隙检测装置包括用于指示同步数据的开始和检测具有第一时间间隔的同步间隙的一个同步间隙检测器，用于指示该剩余带宽开始和检测具有大于第一时间间隔的第二预定时间间隔的余隙的一个余隙检测器，用于指示异步传送阶段开始和检测具有大于第二预定时间间隔的第三预定时间间隔的子操作间隙的一个子操作间隙(subaction gap)检测器，和用于指示请求判优复位和检测具有大于第三预定时间间隔的第四预定时间间隔的判优复位间隙的一个判优复位间隙检测器。
而且，当该同步间隙的时间间隔和该子操作间隙的时间间隔之间的时间间隔是T和大于1的判优整数是N时，从时钟信号发生器输出的时钟信号具有周期T/N。
根据第二个目的，提供了一种同步数据传送方法，用于在IEEE1394总线上的预定时间间隔内同步地传送数据，其特征是该方法包括步骤：(a)检测具有大于同步间隙的时间间隔且小于子操作间隙的时间间隔的时间间隔的一个余隙；(b)当在步骤(a)检测到该余隙时，检查具有大于该余隙的时间间隔且小于该子操作间隙的时间间隔的时间间隔的第一同步复位间隙；(c)当在步骤(b)检测到该第一同步复位间隙时确定是否存在可以执行该同步数据传送的剩余带宽；(d)当在步骤(b)没有检测到该第一同步复位间隙时确认在当前的同步复位间隙中是否执行同步数据传送；(e)当在步骤(c)确定剩余带宽存在时传送同步分组；和(f)检测具有大于该余隙的时间间隔且小于子操作间隙的时间间隔的时间间隔的第二同步复位间隙，当检测到该第二同步复位间隙时返回步骤(c)，和当没有检测到该第二同步复位间隙时结束可变同步数据传送阶段并进行异步阶段的处理。
为了实现本发明的第三目的，提供在包括一个可变同步传送缓冲器(VITF)，一个恒定同步传送缓冲器(CITF)，和一个异步传送缓冲器(ATF)的可变同步数据传送设备中实现的一种同步数据传送方法，用于在IEEE1394总线上预定的时间内同步地传送数据，包括在同步阶段通过CITF传送同步数据，在可变同步阶段中通过VITF传送ABR数据，将对应于通过VITF输出的ABR数据中最小带宽(MBW)部分从VITF移动到CITF和在同步阶段中通过CITF传送对应于MBW的部分，和在异步阶段中通过ATF传送异步数据的步骤。
根据第三个目的，提供了一种同步数据传送设备，用于在IEEE1394总线上的预定时间内按预先指定的时间间隔传送数据，其特征是该设备包括：用于检测余隙、子操作间隙和同步间隙的装置，其中余隙具有大于同步间隙的时间间隔且小于子操作的时间间隙的时间间隔；用于当由该检测装置检测到该余隙时确定是否剩余足够的带宽用于该同步数据的传送的装置；和用于当由该确定装置确定有足够带宽剩余时传送该同步数据的装置。
为了实现本发明的第四个目的，提供用于在IEEE1394总线上一个预定的时间间隔内同步地传送数据的一个同步数据传送设备，包括用于以先进先出(FIFO)方式存储和输出同步数据，以便在同步阶段传送该同步数据的一个恒定同步传送缓冲器(CITF)；用于以FIFO方式存储和输出ABR数据以便在可变同步阶段传送ABR数据的一个可变同步传送缓冲器(VITF)；用于将对应于通过VITF输出的ABR数据中的MBW的部分从VITF移动到CITF和在同步阶段通过CITF传送对应于该MBW的部分的反馈装置；和用于以先进先出(FIFO)方式存储和输出异步数据以便在异步阶段传送异步数据的异步传送缓冲器(AFT)。
根据第四个目的，提供了一种同步数据传送设备，用于在IEEE1394总线上在预定的时间间隔内同步传送数据，其特征是该设备包括：用于检测具有大于同步间隙的时间间隔和小于子操作间隙的时间间隔的时间间隔的余隙的装置；用于当余隙由该检测装置检测到时，检测具有大于余隙的时间间隔和小于子操作间隙的时间间隔的时间间隔的第一同步复位间隙的装置；用于当该第一同步复位间隙由第一同步复位间隙检测装置检测到时检查是否有可以执行同步数据传送的剩余带宽的装置；用于当该第一同步复位间隙没有由第一同步复位间隙检测装置检测到时确定同步数据传送是否在当前的同步复位间隙中执行的装置；用于当由该剩余带宽检测装置确定剩余带宽存在时传送同步分组的装置；和用于检测具有大于该间隙的时间间隔和小于该子操作间隙时间间隔的时间间隔的第二同步复位间隙，当检测到该第二同步复位间隙时激励剩余带宽检测装置，和结束传送可变同步数据操作并且当没有检测到第二同步复位间隙时激励异步传送装置的装置。
为了实现本发明的第五个目的，提供一种可变同步数据传送方法，用于在IEEE1394总线上的一个预定时间内同步传送数据，其特征是该方法包括步骤：(a)当总线在一个大于同步间隙周期的时间间隔内处于空闲状态时，确定结束同步数据传送，和检测至少具有第一预定时间间隔的余隙，该第一预定时间间隔大于该同步间隙的时间间隔和小于子操作间隙的时间间隔；(b)确定该检测到的余隙是否为一个具有第二预定时间间隔的同步复位间隙，该第二预定时间间隔大于第一预定时间间隔和小于该子操作间隙的时间间隔；(c)当在确定步骤中确定检测到的余隙是同步复位间隙时，允许同步判优复位比特；(d)当在确定步骤中确定检测到的余隙不是同步复位间隙时，确定同步判优复位比特是否被允许，并且当同步判优复位比特未被允许时，进行异步阶段的处理；(e)确定实时传送分组是否存在；(f)检查当在步骤(e)实时传送分组存在时的定时，丢弃偏离实时基准的分组，和传送没有偏离实时基准的分组；(g)确定关于其是非实时分组的分组和其是实时分组且不偏离实时基准的分组的带宽是否足够，并且关于不偏离实时基准的实时分组和非实时分组执行判优；(h)当判优成功时传送该不偏离实时基准的实时分组和非实时分组；和(i)将阶段转入异步处理阶段。
为了实现本发明的第六个目的，提供一种同步数据传送设备，用于在IEEE1394总线上的一个预定时间内同步传送数据，其特征是该设备包括：用于当总线在一个大于同步间隙周期的时间间隔内处于空闲状态时，确定结束同步数据传送，和检测至少具有第一预定时间间隔的余隙的装置，该第一预定时间间隔大于该同步间隙的时间间隔和小于子操作间隙的时间间隔；用于确定检测到的余隙是否为一个具有第二预定时间间隔的同步复位间隙的装置，该第二预定时间间隔大于第一预定时间间隔和小于该子操作间隙的时间间隔；用于当由该确定装置确定检测到的余隙是同步复位间隙时，允许同步判优复位比特的装置；用于当由该确定装置中确定检测到的余隙不是同步复位间隙时，确定同步复位比特是否被允许，并且当该同步复位比特不被允许时，驱动异步传送模式的装置；用于确定实时传送分组是否存在的装置；用于检查当实时传送分组存在时的定时，丢弃偏离实时基准的分组，和传送没有偏离实时基准的分组的装置；用于确定关于其是非实时分组的分组和其是实时分组且不偏离实时基准的分组的带宽是否足够的装置；用于当判优成功时传送非实时分组和不偏离实时基准的实时分组的装置；和用于执行异步数据传送的装置。
附图说明
本发明的上述目的和优点通过详细描述参照附图的一个优选实施例会变得更清楚，其中：
图1表示根据常规技术的IEEE1394总线的周期结构；
图2表示根据常规技术的IEEE1394总线的间隙时序；
图3是描述根据常规技术在IEEE1394总线分配同步带宽的方法的流程图；
图4表示根据常规技术在IEEE1394总线中分配的带宽和使用的带宽之间的关系；
图5是表示根据本发明的一个实施例的可变同步数据传送方法的主要步骤的流程图；
图6表示用于描述根据本发明的该实施例的可变同步数据传送方法的IEEE1394总线的间隙时序；
图7是表示根据本发明的可变同步数据传送方法中检测余隙的硬件结构的方框图；
图8表示根据本发明可变同步传送方法中检测余隙的处理；
图9表示根据本发明可变同步数据传送方法中IEEE1394总线的周期结构；
图10表示在根据本发明的可变同步数据传送方法的IEEE1394总线中分配的带宽和使用的带宽之间的关系；
图11描述应用到根据本发明的该实施例的可变同步数据传送方法的ABR业务的流程控制；
图12表示根据本发明的另一个实施例的可变同步数据传送方法中带宽的结构；
图13表示用于将ABR-1394数据传送实现为根据本发明的另一个实施例的可变同步数据传送方法的缓冲器的结构；
图14表示由根据本发明的另一个实施例的可变同步数据传送方法传送数据的处理例子；和
图15是表示根据本发明的另一个实施例的可变同步数据传送方法的主要步骤的方框图。
具体实施方式
图5是表示根据本发明的一个实施例的可变同步数据传送方法的主要步骤的流程图。参照图5，根据本发明的可变同步数据传送方法包括检测余隙(residual gap)的步骤502和可变同步传送步骤52。
在余隙检测步骤502中，通过检查保持空闲状态的时间间隔检测余隙。也就是说，该余隙具有与其他间隙相区别的一个预定的时间间隔，和表示存在在分配的带宽中不用于传送同步数据的剩余带宽。尽管未示出，在正常的同步数据传送步骤500中，当总线处于空闲状态一段大于同步间隙周期的时间时，通过执行确定结束同步数据传送的步骤(未示出)和检查保持空闲状态的时间间隔来检测余隙。
可变同步传送步骤52包括第一检测步骤524，第一和第二确定步骤526和528，一个同步分组传送步骤530，和第二检测步骤532。在第一检测步骤524中检测同步复位间隙。用于设置同步合理性间隔的同步复位间隙具有大于该余隙和小于子操作间隙的时间间隔。即，因为在IEEE1394总线中，距离根节点近的节点占据总线具有很高的可能性，设置同步合理性(fairness)间隔以便使一节点在该间隔仅执行同步传送一次。当在第一检测步骤中检测到该同步复位间隙时，接着在第一确定步骤526确定数据传送是否在现在的同步复位间隙中执行。当确定数据传送没有在第一确定步骤中执行时，在第二确定步骤528中确定是否具有足够的剩余带宽以执行同步传送。当在第二确定步骤中确定有足够的剩余带宽时，传送一个同步分组(530)。在第二检测步骤532中，检测同步复位间隙，当检测到同步复位间隙时，处理返回到第二确定步骤，而当没有检测到同步复位间隙时，处理进到异步阶段。因此，当检测到同步复位间隙时，执行同步数据的传送。当没有检测到同步复位间隙时，检查是否在同步复位间隙中执行了同步数据的传送并且执行该同步数据的传送。在多个节点中的同步数据传送中实现了合理性。
根据本发明的可变同步数据传送方法的各个步骤可以通过输入适当的程序代码到本领域技术人员能够理解的物理(PHY)芯片实现。而且，根据本发明的上面提及的可变同步数据传送方法可以作成由计算机执行和可以由通用数字计算机实现的程序，通用数字计算机操作来自计算机可读介质的程序。该介质包括诸如软盘和硬盘的磁记录介质，诸如光盘CD-ROM和数字视盘(DVD)的光记录介质，和诸如通过因特网载波和传输的存储介质。而且，这些功能程序，代码，和代码段可以由本发明所属技术领域的程序员容易地估计。
图6表示用于描述根据本发明的一个实施例的可变同步数据传送方法的IEEE1394总线的间隙时序。参考图6，根据本发明的该实施例的可变同步数据传送方法的IEEE1394总线的间隙时序被分为正常的同步阶段，可变同步阶段和异步阶段。两个同步分组在正常同步阶段中传送。可变同步阶段由检测到余隙开始。当参照图5的所述条件满足时传送该同步分组。检测例如由另一个节点(未示出)发送的同步复位间隙和通过该总线传送有关的同步分组。通过检测子操作间隙结束该可变同步阶段和通过启动异步阶段由该总线传送该异步分组。确认的分组通过该总线由接收该异步分组的另一个节点传送。
图7是表示检测图6所示的间隙时序的余隙的硬件结构的方框图。参见图7，余隙检测装置包括一个时钟信号发生器702，空闲检测器704，计数器706，解码器708，和间隙检测器710。
时钟信号发生器702输出一个预定周期的时钟信号。空闲检测器704检测空闲状态和输出一个空闲状态检测信号。计数器706数字化该时钟信号的时间间隔以响应该空闲状态检测信号。解码器708通过根据该计数器的数字化的值确定的空闲状态的时间间隔确定哪种间隙被检测到。间隙检测器710根据从解码器708输出的确定值检测有关的间隙。
间隙检测器710优选地包括一个同步间隙检测器712，一个余隙检测器714，一个子操作间隙检测器716，和一个判优复位间隙检测器718。同步间隙检测器712检测同步间隙，该同步间隙指示同步数据的开始和具有第一预定时间间隔。该同步间隙在IEEE1394总线的情况下具有一个40到50ns的时间间隔。该同步间隙的时间间隔被设置为与该确认间隙(acknowledge gap)的时间间隔相同。余隙检测器714检测一个余隙，该余隙指示该剩余带宽的开始和具有大于第一预定时间间隔的第二预定时间间隔。子操作间隙检测器716检测子操作间隙，该子操作间隙指示异步传送阶段的开始和具有大于第二预定时间间隔的第三预定时间间隔。最后，判优复位检测器718检测判优复位间隙，该间隙表示请求判优复位和具有大于第三预定时间间隔的第四预定时间间隔。如上所述，根据本发明的实施例包括该些间隙检测装置的该可变同步数据传送设备通过在该间隙检测器中包括的余隙检测器714用于根据该间隙的时间间隔确定间隙的类型检测余隙，其指示剩余带宽的开始和具有大于该第一预定时间间隔的第二预定时间间隔。
图8表示在根据本发明的可变同步数据传送方法中检测余隙的处理。当在非空闲状态800检测到空闲状态时，例如参照图7描述的计数器706的一个空闲状态计时器被复位和非空闲状态800变换为同步间隙状态802。如果在该第一预定时间间隔中结束该空闲状态并且由该空闲状态计时器测量的有关的间隙的时间间隔被确定为在该第一预定时间内，则检测该同步间隙和该同步间隙状态802被变换为非空闲状态800。当有关间隙的时间间隔超过该第一预定时间间隔，确定该有关间隙非同步间隙和该同步间隙状态802被变换为余隙状态804用于确定该有关间隙是否该余隙。当该有关间隙的时间间隔超过第二预定时间间隔时，该余隙状态804被变换为子操作间隙状态806。当该有关的间隙的时间间隔超过第三预定时间间隔时，子操作间隙状态806被变换为判优复位间隙状态808。因此，可以在大约该时间间隔的长度中检测到具有不同预定时间间隔的间隙。
图9表示在根据本发明可变同步数据传送方法中IEEE1394总线的周期结构。参照图9，在根据常规技术的同步数据传送方法中，考虑使用整个分配的带宽和剩余带宽的符号不出现在IEEE1394总线的周期配置中。但是，根据本发明的可变同步数据传送方法在IEEE1394总线的周期配置中有可能检测该剩余带宽和使用该剩余带宽选择性地传送同步数据。
图10表示在根据本发明的可变同步数据传送方法的IEEE1394总线中分配的带宽和使用的带宽之间的关系。参照图10，即使在中断点的情况下，即，没有更多的同步资源可以分配的点，有可能利用可变同步阶段由剩余带宽执行同步传送。
下面将说明与ATM的ABR业务相似的用于1394(ABR-1394)的新的ABR数据传送方法作为利用由上述可变同步数据传送方法识别的剩余带宽的方法。一些具有可变比特率的多媒体数据可以使用ABR-1394业务有效地传送。为了提供技术理解，将描述ATM的ABR业务。
存在使用的带宽不能在应用中被正确预计的应用。在这些情况下，使用ATM的ABR业务(ABR-ATM业务)。该ABR业务被应用于根据本发明的实施例的可变同步数据传送方法。
图11是说明ABR业务的流程控制的图。参照图11，形成一个附加靠近的端到端的控制环路以便控制ABR-ATM业务中传送数据的流程。用于检查网络通信量的资源管理(RM)单元通过该控制环路传送。通信量信息记录在RM单元和该RM单元通过网络元件传送并且返回到源点。一个RM单元被传送到N个数据单元中的每个。这里，拥塞标记位包括在最简单的方法中用于记录该RM单元中的信息以便控制源的传送率。明确的单元速率被表示在进一步开发的方法中。如果该RM单元没有返回源，则假设其被拥塞并且该源自动地降低传送率。ABR-ATM业务在分配给CBR和VBR业务之后剩下带宽时用于具有高恢复能力的应用，诸如文件传送和诸如TCP/IP，IPX/SPX，和APPN的协议邮件。
而且，必须提供在该应用中使用已区别的剩余带宽的方法。问题是如何提供该方法。VBR和ABR业务在ATM的传送模式的IEEE1394总线标准中不被直接支持。但是，因为VBR业务明显具有更复杂的传送参数和连接许可控制机构，在实现分配协议的IEEE1394总线标准中直接支持VBR业务是困难的。因此，实现了相应于与VBR业务使用的剩余带宽具有公共点的ATM的ABR业务的传送业务。ABR-ATM不适合于多媒体数据的传送，因为在ABR-ATM中不采取实时传送。但是，提供的ABR-1394可以用于多媒体数据的传送，因为使用同步带宽的实时传送可以在ABR-1394中执行。此后，将描述叫做ABR-1394的根据本发明的另一个实施例的可变同步数据传送方法。
图12表示根据本发明的另一个实施例的可变同步数据传送方法中带宽的结构。参照图12，指定必须满足的最小带宽(MBW)和峰值带宽(PBW)，如同使用ABR-1394传送可变比特率数据的应用中的ABR-ATM一样。因为必须满足MBW，所以使用正常的同步带宽分配和传送方法处理MBW。在可变同步阶段(VIP)处理通过从PBW中减去MBW得到的可变带宽(VBW)，因为是否传送该同步数据是根据VBW中当前总线上的负荷确定的。因为动态地改变决定带宽的IEEE1394分组的大小是困难的，所以一旦确定该分组的大小之后，该VBW被设置为MBW的倍数。如果VBW不是MBW的倍数，则包括在VBW中的PBW的倍数被指定为带宽。执行由用户指定的较PBW缩小化的PBW使得不超过保持在该应用中的缓冲器的容量。而且，连接许可只由ABR-1394中的MBW执行。即，如果同步带宽可以由MBW分配，则使用有关的ABR-1394业务是可能的。
现在描述根据本发明的另一个实施例的可变同步数据传送方法。该可变同步数据传送方法是用于实现上面定义的ABR-1394业务。可变同步数据传送方法的核心是构成和管理缓冲器的方法。根据本发明的这个实施例的可变同步数据传送方法，在正常恒定同步传送阶段(CIP)传送以后剩下的可变带宽的分组，是被以分配为ABR-1394中的MBW的可变同步传送阶段(VIP)带宽传送。这时，在该VIP中剩下的分组在该PBW和剩余带宽允许的范围内传送。有必要将常规的同步传输FIFO(ITF)分成两个缓冲器，即，一个恒定同步传送缓冲器(CITF)和一个可变同步传送缓冲器(VITF)。这是因为正常的同步分组传送可以由该ABR的可变带宽防止，在该ABR中，不可能正确预计当用常规的ITF，而不被分开的情况下有多少分组可能被传送。图13表示用于ABR-1394数据传送的缓冲器的结构。参照图13，相应于MBW的部分从VITF移到CITF并且被传送，因为必须保证ABR数据中的MBW通过分开的VITF传送。相应于MBW的部分不能从开始移动到CITF，因为必须保持分组的传送顺序，即，在前面的VIP中传送之后剩下的分组必须在该CIP中传送。在VITF的情况下，分开的缓冲器必须用于各个ABR业务请求。同时，一个公共的CITF用于所有同步请求。这是因为不可能预计包括在每个ABR请求中的VBW的大小，即，各个周期中的分组的个数。
图14表示由根据本发明的另一个实施例的可变同步数据传送方法传送数据的处理的例子。参照图14，由根据本发明这个实施例的可变同步数据传送方法传送数据的步骤对应于按照使用图13单独缓冲器的任意比特率(ABR)节点执行的数据传送实例。当在由一个内部时钟信号发生器计算的剩余带宽中不能接受包括在可变带宽中的该ABR-1394分组时，该ABR-1394分组在下一个周期传送。因为即使剩余带宽量大于该可变带宽，具有大于PBW的带宽的数据传送必定也不能执行，所以只是(N-2)个分组如图12所述被传送。
因为在VIP中传送的同步流分组被传送时没有分配带宽，所以当大负载加到总线上时，可能出现带宽的不足其中对应于可变带宽的数据根本不能由除了具有大节点ID的节点外的其他节点传送。这是由基于节点ID的IEEE1394总线的判优机构所引起。为了解决这个问题，使用用于异步传送的合理性间隔表示法提供关于使用剩余带宽的合理性。为了实现合理性，必须提供关于同步数据传送的记录合理性间隔的开始和合理性间隔的使用方法，如同在异步传送中一样。为此，大于上述定义的余隙且小于在异步阶段中使用的子操作间隙的新间隙，和一个允许位是必需的。该新间隙叫做同步复位间隙和该新位叫做同步判优允许位。因此，图11的VIP可以由该余隙或类似异步阶段的同步传送复位间隙开始。在本发明最近定义的间隙大小和常规间隙的大小之间，得出结论，该关系是，确认间隙＝同步间隙＜余隙＜子操作间隙。ABR-1394业务可以按两种选择使用，实时(RT)和非实时(NRT)。
图15表示根据本发明的另一个实施例的可变同步数据传送方法的主要步骤。在包含实时选择的可变带宽中传送同步分组的处理结合图15表示。当检测到余隙时，阶段变换为可变同步阶段并且确定该检测到的间隙是否该同步复位间隙。当确定该检测到的间隙是同步复位间隙时，同步判优复位比特被允许。当确定该检测到的间隙不是同步复位间隙时，确定该同步复位比特是否被允许。当该同步复位比特不被允许时，处理进入异步阶段。确定实时分组是否存在。当实时分组存在时，执行检查该分组定时的步骤。当存在偏离实时基准的分组时，舍弃该分组。在不偏离实时基准的分组上执行分组传送的步骤。确定该带宽是否对不是实时分组的分组和不偏离实时基准的分组为足够，并且在上述分组执行判优。当判优成功执行时，分组已经被传送，该同步判优复位比特已经被禁止，和传送信道已经改变为任意比特率(ABR)信道，阶段变换为异步阶段。因此，如果不使用实时选择，则不检查定时和不舍弃该分组。
如上所述，必须执行使用RM单元的另外的流控制以便保持最小单元率(MCR)和利用ABR-ATM中的剩余带宽。但是，在根据本发明(ABR-1394)另一个实施例的可变同步数据传送方法中另外的流控制不是必需的，因为MBW由正常的同步传送保证，该剩余带宽被自动识别，和最大化使用剩余带宽。即，ABR-1394应用可以根据总线状态直接控制传送率。在ABR-ATM中指定单元损失率(CLR)和ATM交换机保持CLR。但是，在ABR-1394中，不控制关于包括在可变带宽中的分组的损失率。ABR-1394以与关于剩余带宽使用保持合理性的ABR-ATM相同的方式，保持关于剩余同步带宽使用的合理性。ABR-1394使限制的同步带宽被有效使用和利用MBW相对减少单位信道的大小，这样使更多的同步信道被同时使用。在表4中简单地比较ABR-ATM的特性与ABR-1394的特性。
                                表4
传送业务分类 ABR-ATM ABR-1394
输入变量 PCR，MCR和CLR PBW和MBW
保证的带宽 MCR MBW
使用的带宽 分配的CBR和VBR带宽的剩余带宽 分配的同步和最小异步带宽的剩余带宽
传送率控制 使用RM单元 自控制
合理性 未使用的带宽 未使用的同步带宽
实时传送 不适用的 由实时(RT)选择支持
而且，实时(RT)ABR-1394业务具有通过接收另外数据提供改进质量的优点，同时保持与1394-1995标准的兼容性。
因为确定余隙，同步复位间隙，和同步复位比特以便支持挪用带宽和ABR-1394业务，修改物理层是必需的，即，余隙、同步复位间隙和同步复位比特的PHY芯片。而且，必需修改链路层，因为必需能够使用该节点的时钟计数器计算100μs内的剩余同步剩余带宽。最后，必需修改提供用于ABR-1394业务的新VITF和用于控制VITF的DMA机的结构。
如上所述，在本发明中提供通过带宽挪用技术的同步数据传送方法用于鉴别在IEEE1394总线中不使用的剩余同步带宽。而且，根据该同步数据传送方法提供与ATM(ABR-ATM)的ABR业务相似的用于1394(ABR-1394)的ABR传送业务，通过它能够以VBR形式有效地传送多媒体数据。
如上所述，根据本发明的可变同步数据传送方法，通过选择性地使用剩余带宽能够最大化同步传送，即指用于同步数据的传送，而不是用于该同步数据的实时传送。
而且，对于1394同步传送提供按VBR形式传送多媒体数据的机会，此处只假设按CBR形式的多媒体数据。而且，根据对应ATM中有用的ABR业务提供技术的ABR-1394传送业务，比ABR-ATM更简单和更有效，因为另外提供了实时传送功能并且不必要执行另外的流控制。

Claims (13)

1.一种同步数据传送方法，用于在IEEE1394总线上的预定时间间隔内同步地传送数据，其特征是该方法包括步骤：
(a)当总线处于一个大于同步间隙的时间间隔的空闲状态时确定结束同步数据传送；
(b)检测具有大于同步间隙的时间间隔和小于子操作间隙的时间间隔的一时间间隔的余隙；
(c)当在步骤(b)检测到该余隙时，检查足够用于同步数据传送的带宽是否剩余；和
(d)当在步骤(c)确定足够用于同步数据传送的带宽剩余时传送该同步数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是还包括通过在接收一周期的起始分组之后计数预定时间间隔是否已经过去，以便检测剩余带宽的结束的步骤。
3.一种同步数据传送方法，用于在IEEE1394总线上的预定时间间隔内同步地传送数据，其特征是该方法包括步骤：
(a)检测具有大于同步间隙的时间间隔且小于子操作间隙的时间间隔的时间间隔的一个余隙；
(b)当在步骤(a)检测到该余隙时，检查具有大于该余隙的时间间隔且小于该子操作间隙的时间间隔的时间间隔的第一同步复位间隙；
(c)当在步骤(b)检测到该第一同步复位间隙时确定是否存在可以执行该同步数据传送的剩余带宽；
(d)当在步骤(b)没有检测到该第一同步复位间隙时确认在当前的同步复位间隙中是否执行同步数据传送；
(e)当在步骤(c)确定剩余带宽存在时传送同步分组；和
(f)检测具有大于该余隙的时间间隔且小于子操作间隙的时间间隔的时间间隔的第二同步复位间隙，当检测到该第二同步复位间隙时返回步骤(c)，和当没有检测到该第二同步复位间隙时结束可变同步数据传送阶段并进行异步阶段的处理。
4.如权利要求3的方法，其特征是还包括通过在接收一周期的起始分组之后计数预定时间间隔是否已经过去，以检测剩余带宽的结束的步骤。
5.一种同步数据传送设备，用于在IEEE1394总线上的预定时间内按预先指定的时间间隔传送数据，其特征是该设备包括：
用于检测余隙、子操作间隙和同步间隙的装置，其中余隙具有大于同步间隙的时间间隔且小于子操作的时间间隙的时间间隔；
用于当由该检测装置检测到该余隙时确定是否剩余足够的带宽用于该同步数据的传送的装置；和
用于当由该确定装置确定有足够带宽剩余时传送该同步数据的装置。
6.如权利要求5所述的设备，其特征是还包括通过在接收一周期起始分组之后计数预定时间间隔是否已经过去，以检测剩余带宽的结束的装置。
7.如权利要求5的设备，其特征是该检测装置包括：
一个时钟信号发生器，用于输出一个预定周期的时钟信号；
一个空闲检测器，用于检测空闲状态；
一个计数器，用于响应从该时钟信号发生器输出的该时钟信号和从该空闲检测器输出的空闲状态检测信号以便数字化该时钟信号；
一个解码器，用于根据该计数器的数字化的值确定该空闲状态的时间间隔；
一个同步间隙检测器，用于检测具有第一预定时间间隔的一个同步间隙；
一个余隙检测器，用于检测具有大于第一预定时间间隔的第二预定时间间隔的余隙；
一个子操作间隙检测器，用于检测具有大于第二预定时间间隔的第三预定时间间隔的一个子操作间隙；和
一个判优复位间隙检测器，用于检测具有大于第三预定时间间隔的第四预定时间间隔的一个判优复位间隙。
8.如权利要求7所述的设备，其特征是当该同步间隙的时间间隔和该子操作间隙的时间间隔之间的时间间隔是T时，从该时钟信号发生器输出的时钟信号具有周期T/N，其中N是大于1的一个任意整数。
9.一种同步数据传送设备，用于在IEEE1394总线上在预定的时间间隔内同步传送数据，其特征是该设备包括：
用于检测具有大于同步间隙的时间间隔和小于子操作间隙的时间间隔的时间间隔的余隙的装置；
用于当余隙由该检测装置检测到时，检测具有大于余隙的时间间隔和小于子操作间隙的时间间隔的时间间隔的第一同步复位间隙的装置；
用于当该第一同步复位间隙由第一同步复位间隙检测装置检测到时检查是否有可以执行同步数据传送的剩余带宽的装置；
用于当该第一同步复位间隙没有由第一同步复位间隙检测装置检测到时确定同步数据传送是否在当前的同步复位间隙中执行的装置；
用于当由该剩余带宽检测装置确定剩余带宽存在时传送同步分组的装置；和
用于检测具有大于该余隙的时间间隔和小于该子操作间隙时间间隔的时间间隔的第二同步复位间隙，当检测到该第二同步复位间隙时激励剩余带宽检测装置，和结束传送可变同步数据操作并且当没有检测到第二同步复位间隙时激励异步传送装置的装置。
10.如权利要求9的设备，其特征是该第一同步复位间隙检测装置和该第二同步复位间隙检测装置都包括：
一个时钟信号发生器，用于输出一个预定周期的时钟信号；
一个空闲检测器，用于检测空闲状态；
一个计数器，用于数字化该时钟信号以响应从该时钟信号发生器输出的该时钟信号和从该空闲检测器输出的空闲状态检测信号；
一个解码器，用于根据该计数器的数字化的值确定该空闲状态的时间间隔；
一个同步间隙检测器，用于检测具有第一预定时间间隔的一个同步间隙；
一个余隙检测器，用于检测具有大于第一预定时间间隔的第二预定时间间隔的余隙；
一个同步复位间隙检测器，用于检测具有大于第二预定时间间隔的第三预定时间间隔的一个同步复位间隙；
一个子操作间隙检测器，用于检测具有大于第三预定时间间隔的第四预定时间间隔的一个子操作间隙；和
一个判优复位间隙检测器，用于检测具有大于第四预定时间间隔的第五预定时间间隔的一个判优复位间隙。
11.一种可变同步数据传送方法，用于在IEEE1394总线上的一个预定时间内同步传送数据，其特征是该方法包括步骤：
(a)当总线在一个大于同步间隙周期的时间间隔内处于空闲状态时，确定结束同步数据传送，和检测至少具有第一预定时间间隔的余隙，该第一预定时间间隔大于该同步间隙的时间间隔和小于子操作间隙的时间间隔；
(b)确定该检测到的余隙是否为一个具有第二预定时间间隔的同步复位间隙，该第二预定时间间隔大于第一预定时间间隔和小于该子操作间隙的时间间隔；
(c)当在确定步骤中确定检测到的余隙是同步复位间隙时，允许同步判优复位比特；
(d)当在确定步骤中确定检测到的余隙不是同步复位间隙时，确定同步判优复位比特是否被允许，并且当同步判优复位比特未被允许时，进行异步阶段的处理；
(e)确定实时传送分组是否存在；
(f)检查当在步骤(e)实时传送分组存在时的定时，丢弃偏离实时基准的分组，和传送没有偏离实时基准的分组；
(g)确定关于其是非实时分组的分组和其是实时分组且不偏离实时基准的分组的带宽是否足够，并且关于不偏离实时基准的实时分组和非实时分组执行判优；
(h)当判优成功时传送该不偏离实时基准的实时分组和非实时分组；和
(i)将阶段转入异步处理阶段。
12.如权利要求11的方法，其特征是还包括步骤：
(j)在步骤(h)后禁止同步判优复位比特；和
(k)将信道移动到任意比特率(ABR)信道。
13.一种同步数据传送设备，用于在IEEE1394总线上的一个预定时间内同步传送数据，其特征是该设备包括：
用于当总线在一个大于同步间隙周期的时间间隔内处于空闲状态时，确定结束同步数据传送，和检测至少具有第一预定时间间隔的余隙的装置，该第一预定时间间隔大于该同步间隙的时间间隔和小于子操作间隙的时间间隔；
用于确定检测到的余隙是否为一个具有第二预定时间间隔的同步复位间隙的装置，该第二预定时间间隔大于第一预定时间间隔和小于该子操作间隙的时间间隔；
用于当由该确定装置确定检测到的余隙是同步复位间隙时，允许同步判优复位比特的装置；
用于当由该确定装置中确定检测到的余隙不是同步复位间隙时，确定同步复位比特是否被允许，并且当该同步复位比特不被允许时，驱动异步传送模式的装置；
用于确定实时传送分组是否存在的装置；
用于检查当实时传送分组存在时的定时，丢弃偏离实时基准的分组，和传送没有偏离实时基准的分组的装置；
用于确定关于其是非实时分组的分组和其是实时分组且不偏离实时基准的分组的带宽是否足够的装置；
用于当该确定装置确定有足够带宽时传送非实时分组和不偏离实时基准的实时分组的装置；和
用于执行异步数据传送的装置。
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