CN101690020B

CN101690020B - 确定性通信系统

Info

Publication number: CN101690020B
Application number: CN2007800536322A
Authority: CN
Inventors: 布克哈特·海因克; 克里斯蒂安·维泽尔; 马库斯·斯米特
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2007-07-04
Filing date: 2007-07-04
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2027-07-04
Also published as: WO2009003518A1; CN101690020A; JP2010532604A; BRPI0721869A2; CA2691077A1; JP5014489B2; EP2160871B1; US20100158037A1; US7991017B2; EP2160871A1; CA2691077C

Abstract

本发明涉及通信系统以及控制用于在多个末端单元(T1～T3)的每一个之间传送音频数据的通信系统的方法。以便提供具有尽可能低的系统开销的确定性通信协议以及用于实施该协议的系统，该方法的特征在于包括以下步骤：在初始化阶段，所述中央单元(10)检查所述末端单元(T1～T3)的身份；在配置阶段，所述中央单元(10)通过所述主总线(14)传输包括第一同步信号、各末端单元的末端单元地址、有效载荷字段以及第二同步信号的预定数据帧；以及在音频采样时间间隔中，所述多个末端单元(T1～T3)中的一个通过所述数据总线(12)传输音频数据，所述音频采样时间间隔与所述第一同步信号和所述第二同步信号之间的时间间隔相对应。

Description

确定性通信系统

技术领域

本发明涉及确定性通信系统，具体但不唯一地，涉及航空电子设备的应用。

背景技术

根据本发明的系统可以适用于各种飞行器，尤其适用于飞机。本发明主要适用于实时应用，即紧要时间通信(time-criticalcommunication)的系统，并且本发明可以使系统功能具有其性能取决于及时的数据交换的特征。

在基于以太网的非中央的点对点连接的现有技术中，分布的总线访问模块(bus access module)提供了物理层。总线访问是(例如)由公知的CSMA/CD(带有冲突检测的载波侦听多路访问)规程规定的。然而这样的系统不具有实时应用，因为其可能是自闭塞的(self-blocking)并且不是时间确定性的。

在DE 34 24 866 C2和DE 34 26 893 A1中，可知系统包括一条单独的用于所有具有可配置的顺序的共享者的公共总线和多个用于连接的站或末端单元的时隙。在这些系统中提供了第一初始化和请求阶段(request phase)，其中，确定了站的必要配置。这样，可以动态地为数据通信分配时间窗口。

在Hammond，Joseph L.，O’Reilly，Peter的“本地计算机网络的性能分析(Performance Analysis of Local Computer Networks；Reading，Massachusetts，USA，Addison-Wesley Publishing Company，Inc.，1986，Pages 193-196；ISBN 0-201-11530-1)”中，描述了一种轮询网络(poiling network)，该网络包括中央计算机，通过该计算机可以实现以预定顺序对网络上的每个位置或站进行轮询，以提供通道(channel)访问。轮询网络以轮呼轮询(roll-call polling)方式或集线轮询(hub rolling)方式进行操作。对于轮呼轮询方式，中央计算机通过发送轮询消息至所选择的站来发起轮询时序。在由第一个选择的站完成通信之后，中央计算机继续与下一个所选择的站进行通信，以此类推。对于集线轮询方式，中央计算机将轮询信息发送至初始站，并且在由初始站完成通信之后，轮询自动切换至下一个站，而没有主动地涉及中央计算机。

然而，现有技术的缺点在于，由于系统中的数据传输，等待时间周期是不可避免的，因为每个末端单元均必须单独地寻址，以便促使(prompt)其后的数据传输。总的等待时间包括末端单元的反应时间、末端地址传输的确认时间以及(取决于线路的物理长度的)总线自身的延迟时间。

发明内容

本发明的目标在于提供一种具有尽可能低的系统开销的确定性通信协议，以及一种用于实施该协议的系统。

为实现本发明的目的，提供了一种用于在多个末端单元中的每个末端单元之间传送音频数据的通信系统，以及用于分别根据权利要求1和9来控制该通信系统的方法。从属权利要求致力于本发明的优选实施例。

根据本发明，提供了一种数字通信系统，包括多个末端单元和中央单元。所述末端单元连接至用于数据交换的总线。末端单元之间的总线上的通信过程由该中央单元控制。通过提供附加的总线来改善上述通信系统。因此，末端单元通过主总线(master bus)和数据总线与中央单元相连接。在主总线上，中央单元专用于将指令传输至末端单元。因此，中央单元是主总线上唯一的发送器。然而，在主总线上还可以将数据从中央单元传输到末端单元。在数据总线上，每个末端单元均可以将数据传输至中央单元。因此，中央单元是数据总线上唯一的接收器。末端单元对数据总线的访问是由中央单元通过主总线进行控制的。如果数据将要从一个末端单元传输至另一个用于接收的末端单元，则必须通过中央单元来实现。根据该顺序，在中央单元中提供了交换缓冲器，用于对所接收的数据进行镜像和中继。

总之，中央单元作为主机(master)或者控制器或者控制单元来通过每个系统模块对数据总线的访问进行控制。在数据总线上，使用具有双循环通信的时分复用系统。该时分复用系统优选地基于两条单独总线的标准以太网物理层。该系统专用于航空电子设备，即飞行器应用。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于控制在多个末端单元中的每个末端单元之间传送音频数据的通信系统的方法。该通信系统包括：

多个末端单元，用于缓冲音频数据；

主总线，用于将控制信号传输至该末端单元；

数据总线，用于传输来自该末端单元的音频数据；

中央单元，通过该主总线向所述的多个末端单元请求音频数据，并且通过该数据总线接收音频数据。

该方法的特征在于，包括以下步骤：

在初始化阶段，通过该中央单元检查该末端单元的身份；

在配置阶段，由该中央单元通过该主总线传输包括第一同步信号、各个末端单元的末端单元地址、有效载荷字段和第二同步信号的预定数据帧；并在对应于该第一同步信号和该第二同步信号之间的间隔的音频采样时间间隔内，由所述的多个末端单元中的一个末端单元通过该数据总线传输音频数据。

在根据本发明的方法的优选实施例中，在该配置阶段，该末端单元在识别其自己的地址之后，通过该数据总线传输数据帧。这样，就统一了中央单元向各末端单元请求数据的过程，在中央单元的初始请求与任何随后的数据传递的请求之间不需要有任何差别。

在根据本发明的方法的可选的优选实施例中，所述的多个末端单元中的每个末端单元在预定时间通过该数据总线传输数据帧，其中时间由该中央单元确定。这使得末端单元独立于任何数据请求以及由中央单元发布的传递，从而形成独立的子系统。

优选地，在该有效载荷阶段，所述的多个末端单元的传输顺序预先由该中央单元确定。例如，末端单元传递其数据的顺序可以存储在查询表中，因此离线的用户(即远离实际操作环境并且预先进行)可以对其进行监控甚至可以对其进行编辑。

一般而言，所述同步信号可以由单独的主时钟发生器产生。主时钟发生器可以或者可以不集成在系统中，以及由于稳定性的要求，其可以位于特别的环境中。

优选地，该同步信号是标准信号，具体为符合IEEE 802.3标准的信号。

更为优选地，该末端单元从该同步信号中恢复他们各自的时钟信号。时钟恢复通过使用锁相环来实现。

特别地，通过在中央单元中的交换缓冲器中对所述数据进行镜像来执行末端单元之间的所述的数据交换。这导致了对发送数据至控制单元或另一个已不用的末端单元的通信协议的复杂的编排。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于在多个末端单元中的每个末端单元之间传送音频数据的通信系统。该通信系统包括：

多个末端单元，用于缓冲音频数据；

主总线，用于将控制信号传输至该末端单元；

数据总线，用于传输来自该末端单元的音频数据；以及

该通信系统的特征在于，

在初始化阶段，该中央单元检查该末端单元的身份；

在配置阶段，该中央单元通过该主总线传输包括第一同步信号、各个末端单元的末端单元地址、有效载荷字段和第二同步信号的预定数据帧；以及

在对应于该第一同步信号与该第二同步信号之间的间隔的音频采样时间间隔内，所述的多个末端单元中的一个末端单元通过该数据总线传输音频数据。

在根据本发明的通信系统的优选实施例中，该中央单元包括包含所述的多个末端单元的末端配置单元的列表。换而言之，所有末端单元的身份在系统中列出，且系统中的每个新的末端单元必须通过末端配置单元注册，以便使其获得访问权限。这里使用的术语“身份”为包括(可能在其他术语中)各末端单元的特定的编号(地址)以及其访问公共总线的权限。

具体地，该末端配置单元优选地与产生该数据帧的传输单元相连接。通过将数据帧产生与监控(supervisory)任务(比如由末端配置单元执行的身份检查)分离，使得系统更为灵活，并且由于其模块式设计，因此可以更容易地识别故障，这就又增强了系统的可靠性。

具体地，通信系统的所述的多个末端单元中的每个末端单元包括用于从该同步信号进行时钟恢复的锁相环。因此，每当需要时，每个末端单元均可以使其时钟同步，即使中央单元发出公共同步脉冲，也不会有任何另外引起的延迟。

因此，作为所述中央单元的一部分，交换缓冲器优选地用于末端单元之间的数据交换，该交换缓冲器能够对所接收的数据进行镜像，并且能够将其转发至该中央单元的收发器单元。

本发明相对于现有技术具有如下有点。由于根据本发明的通信系统允许由中央控制单元控制的确定性总线访问，所以实现了通信的高可靠性。为了进一步改善系统的可靠性，优选地以冗余方式设计系统。在这种情况下，两个中的第一中央单元是运行的，而另一个处于“热备用”(hot-stand-by)状态。如果当前运行的单元出现故障，则另一个单元接管。因此该系统对于具有快速控制(切换)数据和数字化模拟信号的航空电子设备(即飞行器应用)来说特别地有用，尤其是对于音频数据的快速传输。此外，根据本发明的系统允许对数据总线的更有效的组织，这是因为使用了两条与多个末端单元相连接的分离的总线线路。中央单元仅将主总线用作控制总线，以将数据从中央单元传输到末端单元。所连接的末端单元可以在共享总线(即数据总线)上发送其数据。另外，本发明提供了通信系统的一种简单的模块式结构，并且在单个的末端单元故障的情况下，整个数据传输不再有被阻塞的风险。

附图说明

通过下面参考附图对本发明的实施例的描述，将以实例的方式更详细地描述本发明。

图1示出了根据本发明的通信系统的第一实施例的示意图。

图2示出了图1的通信系统中根据本发明的末端单元的实施例的功能框图。

图3示出了图1的通信系统中根据本发明的中央单元的实施例的功能框图。

图4A示出了根据本发明的配置阶段的从中央单元到末端单元的数据传输的数据帧的实施例。

图4B示出了根据本发明的配置阶段的从末端单元到中央单元的数据传输的数据帧的实施例。

图5A示出了根据本发明的有效载荷阶段的从中央单元到末端单元的数据传输的数据帧的实施例。

图5B示出了根据本发明的有效载荷阶段的从末端单元到中央单元的数据传输的数据帧的实施例。

图6示出了与末端单元之间的数据交换相关的本发明的实施例。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的通信系统的实施例的框图。一方面，中央单元10通过数据总线(共享总线)12连接至多个末端单元T的发送器单元TX，每个末端单元分别表示为T1、T2以及T3。另一方面，中央单元10通过主总线14连接至该末端单元T的接收器单元RX。中央单元10只是主总线14上的发送器，即末端单元T只作为被动元件从中央单元10接收数据。数据总线12用于从末端单元T1、T2、T3到中央单元10的多路数据传输。末端单元T访问总线12的顺序由中央单元10控制。

图2示出了图1中的末端单元T的框图。每个末端单元T包括接收器RX和发送器TX。此外，配备有地址识别单元21、接收状态控制器22、具有主时钟的帧-PLL 23、循环计数器(loop counter)24、数据输入缓冲器25、I/O装置接口26、数据输出缓冲器27以及传输控制器28。

接收器RX适用于对数据信号、时间信号和地址信号进行区分。在地址识别模块21中，对地址进行滤波：在收到适当的地址后仅促使各末端单元T的反应；否则不予处理所接收的数据。

从所接收的时间信号恢复帧-PLL 23中的主时钟，其中从中央单元10提供主时钟。来自主时钟23的时间信号被末端单元T的所有组件共享。将再生的时钟馈送(feed)到循环计数器24中，以对各末端单元T的下一个总线访问的时间进行确定。总线访问的细节存储在接收状态控制器22中。另外，将来自发生器23的主时钟以及来自循环计数器24的时钟分频率(divided clock rate)提供给数据输入缓冲器25。

根据数据中传送的内容处理末端单元T的接收单元RX从主总线14接收的数据帧。接收器状态控制器22监控通过接收器RX所接收的数据流。将其连接至传输控制器28以及输入/输出接口26以及循环计数器24。如果由接收器RX接收的每个数据帧中的数据对于与其他系统和系统模块的通信是相关的，则在输入数据缓冲器25中为每个总线帧缓冲数据。数据输入缓冲器25由I/O接口26控制。输入/输出接口26可以包括DA转换器、扬声器以及其他控制单元。

如果数据将要从一个末端单元T传输至另一单元T或至中央单元10，则这些数据在数据输出缓冲器27中缓冲，然后这些数据从输出缓冲器转移至发送器装置TX。以其中数据在数据帧中传输的顺序的方式，在数据输出缓冲器27中为每个总线帧缓冲数据。通过末端单元T自身中的发送控制器28，以合适的处理步骤处理至发送器TX的这些数据的传递。

通常，末端单元T专用于特定的功能。然而可能使用具有等同功能的多个末端单元T。

如果总线12、14是以太网连接，则可以依照IEEE 802.3标准设计接收器单元RX。

图3示出了图1中的中央单元10的框图。中央单元10包括末端单元配置控制器31、发送器数据存储器32、发送器33、系统时钟发生器34、接收器35、接收器数据存储器36、交换缓冲器37、数据切换控制矩阵(matrix)38、接收器数据配置模块39以及主总线相位控制器40。末端单元配置控制块31包括与中央单元10相连接的末端单元T的列表。通过例如从连接的主控制器输入新数据可以容易地编排该列表，或者将其编排以符合改进的操作条件。配置控制块31连接至发送器数据存储器32，而存储器32又连接至发送器单元33。另外，配置控制块31确定来自发送器数据存储器32的哪些数据当前将被转移至发送器单元33。

在主总线14上，发送器单元33产生完整的数据帧，包括对所有末端单元T都有效的同步信号。同步信号自身可以由连接至发送器单元33的系统时钟发生器34控制或者确定。

接收器模块35读取并监控从末端单元T接收的数据。将该数据发送至用作缓冲存储器的接收器数据存储器36。将接收器配置单元39分配给接收器数据存储器36。在建立了多个末端单元T之间的通信链路的情况下，数据可以通过交换缓冲器37直接传输至发送器数据存储器32。通过数据切换控制阵列38控制并监控交换缓冲器37。

可以区分以下的在总线12和14上的三个通信阶段：

1、初始化阶段；

2、配置阶段；

3、有效载荷数据阶段。

这些阶段由主总线控制单元40控制。

通过这样的布置，可以编排和优化分别连接至总线的末端单元T的数据容量。在初始化阶段，中央单元10监控当前或者在预定时间哪个末端单元T访问总线12。其还监控总线12上需要哪些数据。具体地，如果同时存在对所连接的末端单元T的多个请求，则中央单元10可以收集这些请求并区分优先级。

图4A示出了用于在主总线14上将数据从中央单元10传输到末端单元T的数据帧，而图4B示出了用于在配置阶段在数据总线12上将数据从末端单元T传输到中央单元10的的数据帧。在下面的图中，通过双箭头指示周期的长度。

总线14上的每个数据帧50以同步(Sync)信号51开始。优选地，该信号来源于或对应于与符合IEEE802.3标准的较高级别同步相关(higher level synchronization)的协议。

Sync信号51和同步序列，分别由7字节长的“前导”和1字节长“开始帧序列”构成。长“开始帧序列”的尾端位(trailing endbit)(按照IEEE 802.3“11”)将用于精确的总体同步。这就确定了系统的用户音频采样率的帧时间，在以下参考图4A的描述中其将变得清楚。为了实现简单方式的音频数据传输，两个Sync信号之间的距离对应于系统音频采样时间。这意味着，连接至(例如)末端单元的A/D或者D/A转换器的采样频率对于整个系统来说都是有效的。也就是说，系统中的所有的末端单元T通过同一时钟进行控制。

在配置阶段，中央单元10传输上述的以Sync序列51开始的固定的数据帧。该Sync序列51用作整个系统的主同步。使用附加的PLL，以便重新同步音频采样处理，并且为所有的末端单元提供精确的定时信息(timing information)，而不借助于额外时钟线或者类似装置。(应该注意的是，与IEEE 802.3相比，仅提供了单个位定时。)这样，可以方便地改变Sync序列51，即可以以类似抖动的(jitter-like)方法动态地改变整个系统的频率或者时间帧。这样，就改善了整个总线系统1的EMI行为。

供各帧使用的特定末端单元T的地址(ADDR)52在Sync信号51之后。系统1中预留了专用的地址，其不分配给真实物理末端单元T。这些地址字用作广播地址，而随后的配置数据(CONFIG)53确定这里连接的所有末端单元T的行为。

这样，可以将有效载荷数据的某些容量预留为(例如)音频数据，然后将音频数据作为多通道广播从中央单元10连续地发送到末端单元T。在想要的地址属于系统中存在的单独的末端单元的情况下，可以通过配置数据53改变该末端单元T的设置。随后的有效载荷数据(PAYLOAD)54可以包括，例如各单元的切换数据。

每个数据帧50以用于数据有效性的检查(CHECK)序列55结束。检查序列可以是，例如简单的CRC检查序列。然后通过再次以Sync序列51开始来重复上述数据帧50。然后通过Sync序列51的一端到随后的Sync序列51的一端的距离确定相应的音频采样时间。根据本发明的系统具有如下优点：当同一物理线路上存在来自不同发送器T的通信量时，在主总线14上没有用于卸载进程的时间间隙。在字段55和字段51之间，可能提供间隙(GAP)56，以使帧50的总的帧长度适用于实际系统的需要。

在通过图4A中的帧确定音频采样时间之后，下面将参考图4B解释从末端单元T中的一个到中央单元10的数据帧。在配置阶段，末端单元T通过在共享总线上发送单个数据帧60来对其自己的地址的接收之后做出反应。该回答通过地址识别电路发布。优选地，按照IEEE 802.3标准，数据帧60也是以Sync序列61开始，然而，其不用于系统同步。根据IEEE 802.3标准的Sync序列61的配置受益于可以利用标准以太网模块和接收器的事实。来自末端单元T的标识符字段(IDENT)62在Sync序列61之后。标识符字段62包含末端单元T的单独的地址，以及有效载荷数据所需的容量。用于数据有效性的检查序列64又在末端单元数据帧的有效载荷数据字段63之后。与从中央单元10到末端单元T的帧50类似，从末端单元T到中央单元10的帧60以第二sync字段61结束，其中如果有必要，在sync字段61与检查序列64之间存在间隙65。帧时间取决于实际系统配置。

在末端单元T中的一个的传输结束之后，中央单元10可以寻址同一个或者另一个末端单元T。在该过程中，在数据总线上没有通信，直到随后的地址分别被中继并且识别。

在配置阶段，中央单元10确定对末端单元T进行寻址的顺序。该顺序不必是连续的顺序。因此，每个末端单元T必须存储单独的计数器值，通过末端单元T从配置数据字段53中检索该计数器值。

然后，中央单元10可以以预定末端单元地址(然而其不再通过总线传输)和专用的配置数据字段开始有效载荷数据阶段。这意味着，在下一个Sync序列之后，启动了所有末端单元T的内部循环计数器24。由于存储在每个末端单元T中的单独的计数器值，每个单元T将在预定时间在共享总线12上发送其自己的数据帧。对总线的访问顺序由中央单元10借助于存储在每个末端单元T中的各计数器值来设定。

有效载荷阶段在上述配置阶段之后。总线12和14上的有效载荷阶段帧分别不同于配置阶段中相应的帧，因为他们不再加载任何地址开销(address overhead)。图5A和图5B示出了总线12和14上的各帧。图5A中的从中央单元10到任意一个末端单元T的帧70仅包括sync序列和有效载荷序列。如果有必要，则以检查序列和sync位(其间具有插入的间隙)结束。两个随后的sync位列(bittrain)之间的周期确定音频采样时间。因此，图5B中从末端单元T到中央单元10的数据帧80也仅包括sync序列和有效载荷序列，如果有必要，以检查序列和sync位(其间具有插入的间隙)结束。两个随后的sync位队列之间的周期根据系统配置确定帧时间。

因此，由于在配置阶段和有效载荷阶段中的不同布置，数据帧70，80分别不同于在主总线14和共享总线12上的对应的帧50和60。由于总线访问的顺序是固定的，所以仅由来自中央单元的Sync信号的数量确定共享总线上的总线访问。这意味着，在数据帧内不再有协议开销，而且几乎整个总线访问时间用于有效载荷数据。

对于实现本发明，可以使用根据IEEE 802.3(物理层IEEE802.3)的组件。

对于安全相关应用，可以提供多路主总线14而不是一条。

对于快速音频数据传输，主时钟恢复可以通过同步于sync信号的尾端位的音频PLL实现。根据IEEE 802.3(物理层IEEE 802.3)，sync信号的位定时信息可以从集成的标准PLL中得到。

连接到系统1的末端单元T之间的数据交换可以通过对数据容量定标来完成。

根据确定地触发的协议，通过对交换缓冲器37中的各数据进行镜像可以容易地完成末端单元T之间的数据交换。

总之，根据本发明的通信系统即航空电子系统具有模块式结构，其中在故障的情况下，数据传输不再被单个的末端单元阻塞。由于分离的总线结构标准，以太网组件可以用于物理层，例如根据用于10Mb/s CSMA/CD局域网的10BASE-T：IEEE 802.3物理层说明书，IEEE 802.3第14条；用于100Mb/s CSMA/CD局域网的100BASE-T：IEEE 802.3物理层说明书，没有自动冲突检测的IEEE802.3第22和28条，因为其对单总线系统是必要的。

另外，双总线结构允许从中央单元到各末端单元的连续数据广播，并且可以为容易地适用于自动数据传输的同步通信系统配置的简单装置。

另外，各末端单元之间的数据交换是可行的。这将在下文中参考示出了多路双循环通信系统的图6来解释。其中央组件是上述数据切换控制矩阵38，包括在其输入侧的可扩展交换缓冲器37以及在其输出侧的可扩展交换缓冲器37。提供所述数据切换控制矩阵38以用于末端单元T之间的直接通信。数据带宽是可扩展的并且取决于分配给末端单元T对的数据帧的数量。可用数据帧的数量是固定的，并且应用于假设参与通信的所有末端单元T对。末端单元T之间将要交换的有效载荷数据的量由中央单元10的主CPU(未示出)来设定。根据确定的总线系统的更新率，开启具有保证传输率的数据通道。然后可以将末端单元处的实际输出数据馈送至具有较低更新率的其他数据链路，如“CAN”、“RS485”、“RS232”等等，在图6中示例为末端单元接口91。数据切换控制矩阵38优选地是硬件，即不涉及任何软件组件。因此快速数据传输是行得通的；具有固定帧结构的数据交换允许具有输入和输出缓冲器的数据切换控制矩阵38的全部基于硬件的设计。两个末端单元T之间的数据的传输时间可以降至某些帧持续的长度。

可选地，使用中央单元10作为末端单元T的现有网络的访问点是可行的。在这种情况下，中央单元10的接口可以由飞行器应用的特定协议来管理，如AFDX(航空电子设备全双工X切换以太网)，也被认为是编号为664的ARINC标准，以及涉及两个飞行器单元之间通信的计算机网络和协议。其基于具有附加的“服务质量”(QoS)和确定性路径限定的以太网。该接口在图6中示例为中央单元接口92。

参考编号

10 中央单元

12 数据总线(共享总线)

14 主总线

21 地址识别模块

22 接收器状态控制单元

23 主时钟

24 循环计数器

25 数据输入缓冲器

26 I/O接口

27 输出数据缓冲器

28 传输控制

31 末端单元配置控制块

32 发送器数据存储器

33 发送器单元

34 系统时钟发生器

35 接收器模块

36 接收器数据存储器

37 交换缓冲器

38 数据切换控制阵列

39 接收器配置单元

40 主总线控制单元

50 配置阶段的数据帧

51 同步(Sync)信号

52 地址

53 配置数据

54 有效载荷数据

55 检查序列

56 间隙

60 配置阶段的数据帧

61 sync字段

62 标识符字段

63 有效载荷数据字段

64 检查序列

65 间隙

70 有效载荷阶段的数据帧

80 有效载荷阶段的数据帧

91 末端单元接口

92 中央单元接口

RX 接收器单元

T、T1、T2以及T3 末端单元

Claims

1.一种用于控制在多个末端单元中的每一个之间传送音频数据的通信系统(1)的方法，其中，所述通信系统(1)包括：

多个末端单元(T；T1、T2、T3)，用于缓冲音频数据；

主总线(14)，用于将控制信号传输至所述末端单元(T；T1、T2、T3)；

数据总线(12)，用于传输来自所述末端单元(T；T1、T2、T3)的音频数据；以及

中央单元(10)，通过所述主总线(14)向所述多个末端单元(T；T1、T2、T3)请求音频数据，并且通过所述数据总线(12)接收音频数据；

其特征在于，包括以下步骤：

在初始化阶段，所述中央单元(10)检查所述末端单元(T；T1、T2、T3)的身份；

在配置阶段，所述中央单元(10)通过所述主总线(14)传输包含第一同步信号、各末端单元(T；T1、T2、T3)的末端单元地址(52)、有效载荷字段(54)以及第二同步信号的预定数据帧；以及

在对应于所述第一同步信号和所述第二同步信号之间的间隔的音频采样时间间隔中，所述多个末端单元(T；T1、T2、T3)中的一个末端单元通过所述数据总线(12)传输音频数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述配置阶段，所述末端单元(T；T1、T2、T3)在识别其自身的地址之后，通过所述数据总线(12)传输数据帧(60)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个末端单元(T；T1、T2、T3)的每一个在预定时间通过所述数据总线(12)传输数据帧，其中，该预定时间由所述中央单元(10)确定。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述第一同步信号和所述第二同步信号由主时钟发生器(34)产生。

5.根据前述权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述第一同步信号和所述第二同步信号是标准的IEEE 802.3信号。

6.根据前述权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述末端单元(T；T1、T2、T3)使用锁相环(PLL)从所述第一同步信号或所述第二同步信号中执行时钟恢复。

7.根据前述权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，通过在所述中央单元(10)中的交换缓冲器(37)中对所述音频数据进行镜像来执行末端单元(T；T1、T2、T3)之间的音频数据交换。

8.一种通信系统(1)，用于在多个末端单元中的每一个之间传送音频数据，其中，所述通信系统(1)包括：

多个末端单元(T；T1、T2、T3)，用于缓冲音频数据；

其特征在于，

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述中央单元(10)包括末端配置单元(31)，所述末端配置单元包括所述多个末端单元(T；T1、T2、T3)的列表。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述末端配置单元(31)连接至用于产生所述数据帧的传输单元(33)。

11.根据权利要求8至10中的任一项所述的系统，其特征在于，所述多个末端单元(T；T1、T2、T3)中的每一个均包括用于从所述第一同步信号或所述第二同步信号中执行时钟恢复的锁相环。

12.根据权利要求8至10中的任一项所述的系统，其特征在于，在所述中央单元(10)中提供交换缓冲器(37)，用于在末端单元之间进行的数据交换，所述交换缓冲器能够对接收的数据进行镜像，并能够将经镜像的数据转发至所述中央单元(10)的收发器单元。