CN102255796A - 利用以以太网编码违例区分的帧和分组结构在以太网传输线上传递不同类型的流数据和分组数据的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了利用以以太网编码违例区分的帧和分组结构在以太网传输线上传递不同类型的流数据和分组数据的系统和方法。可以通过以菊花链方式连接端口来设置网络，以实现环型体系结构或拓扑。网络根据特定网络协议来转发数据，而网络中的节点可以使用从比特流恢复的时钟来驱动发送器并且创建同步网络，即便网络可以接收通常被定位用于异步网络的以太网分组。

Description

利用以以太网编码违例区分的帧和分组结构在以太网传输线上传递不同类型的流数据和分组数据的系统和方法

本申请是国际申请号为PCT/US2007/062328、国际申请日为2007年2月16日、进入中国国家阶段的申请号为200780005885.2、发明名称为“利用以以太网编码违例区分的帧和分组结构在以太网传输线上传递不同类型的流数据和分组数据的系统和方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及通信系统，更具体地，涉及以菊花链(daisy chain)互连的节点的同步通信系统，每个节点具有至少两个端口，用于通过以太网传输线(即双绞线导体或者CAT5)来传递信息，以便形成虚拟环型网，其中每个节点可以提供主时钟，或者可以恢复来自网络的时钟，以形成在由以太网编码违例指示的帧和分组(packet)结构所区分的复用信道中发送的各种类型数据的同步传递。每个节点内的端口可以适应遵循网络所使用的特定协议的数据(即“依从性数据(compliant data)”)，或者所述端口可以适应非依从性数据，比如基于异步以太网的分组数据和/或Sony/Philips数字接口格式(“SPDIF”)数据。

背景技术

通信系统通常被认为是允许由传输线互连的节点之间通信的系统。通过传输线，每个节点可以传送信息，或者可以传送和接收信息。互连节点的通信系统可以以各种拓扑来组织，比如总线型、环型、星型或树型拓扑。

总线型拓扑网络通常被视为是线性的，其中从一个节点的传输传播传输线的长度，并且由连接到该总线的所有其它节点接收。然而，环型拓扑网络通常由通过单向传输链路彼此连接的一系列节点组成，以形成单个闭合环路。在IEEE 802.5以及光纤分布数据接口(FDDI)中描述了环型网的例子。

节点之间的传输线可以是有线的或者是无线的。优选的是传输线适应不同类型的数据。遗憾的是，网络的特定部分可以被设计成发送突发数据，比如以太网上的TCP/IP，而其它部分可以在发送流数据比如音频和视频数据时被访问。期望的是引入一种网络，其可以在该网络上以任何形式传递两种类型的信息。而且，期望的是将例如铜线、光纤或者无线传输介质用于所选择的传输线。

以太网和IEEE 802.03规定了特定协议，数据分组可以以该特定协议在计算系统之间发送。以太网可以侦测多个访问冲突，并且可以仲裁哪个源设备将获得在传输线上的主控权。以太网工作在OSI参考模型的最低级，通常为数据链路和物理链路层保留。以太网协议规定了特定的帧结构：前同步码，接着是目的地址和源地址，然后是数据净荷。在数据通过同轴电缆或双绞线传输线被发送之前，数据通常以4B/5B或者8B/10B编码结构被编码。

在以太网帧内发送的编码分组数据通常相对于彼此没有时间关系。例如，计算机可以以若干连续帧发送突发数据，然后在下一突发数据被发送之前，可能过去了大量的时间。突发或分组数据不需要作为实时或者时间相关数据被发送，因为分组通常稍后才由目的设备存储和使用。

相反地，流数据通常在从源端口产生到网络上的采样之间具有时间关系。这种所述采样之间的关系必需通过传输线维持，以避免可察觉的错误，比如间隙或者改变的频率。时间关系的丢失将导致目的地的接收者遭受抖动、回声，或者在更糟糕的情况下，遭受音频和视频流的间歇性空白。

例如放置在以太网帧中的分组TCP/IP数据不需要维持该数据的采样速率或者时间关系，并且发送分组数据的网络通常以源设备工作的任何速率来发送该数据。因此，转发分组数据的网络通常被认为是异步网络。相反地，转发流数据的网络通常是同步的，其中每个源和目的节点以与该网络同步的速率进行采样。

尽管流数据通常通过网络同步地被传送，但是也可能有以下情况：节点本地的采样速率(fs)与传输线的帧同步速率(FSR或者FSY)的频率不同。如果情况是这样，则来自源设备的数据流可以经采样速率转换，然后通过网络被同步地发送。替选地，数据可以通过网络等时地被发送。

有各种市售的采样速率转换器。例如，Analog Devices公司提供部件no.AD1896用以将本地时钟所提供的采样速率转换成例如与例如网络相关联的另一时钟同步的另一采样速率。如果可以采用能够匹配fs与FSY的系统，则提高或者降低采样速率将是有益的。然而，采样速率转换经常涉及非常复杂的用于比较fs与FSY的算法，并且通常在源节点使用数字信号处理器(DSP)。如果例如源节点包含压缩数据比如来自DVD的AC3数据流，则在压缩数据经采样速率转换之前，该数据必须被解压缩。遗憾的是，发送解压缩数据比发送压缩数据消耗更多网络带宽。

期望的是实现改善的通信系统和网络。改善的网络应该是可适应同步或等时形式的流数据的网络。来自源节点的数据流应被等时发送而不是经采样速率转换。而且，改善的网络还应该适应分组数据，以便使计算系统比如计算机和交互式电视与可由这样的系统访问的流音频和视频数据对接。

图1图示了由发送和接收分组和流数据的节点构成的系统，然而，由于传递数据的不同协议的制约，这些节点之间的通信是有限的。如所示，通信系统10可以具有音频/视频接收器12。接收器12本质上作为用于例如MP3播放器14、音频调谐器16、DVD播放器(或DVR)18以及CD播放器20之间发送的流数据的两用交换机或“集线器”来工作。接收器12可以接收来自各个播放器或输入端的流数据，并在处理后将串行比特流转发到例如放大器、扬声器22和/或数字电视24。

从各个设备14-20发送的信息可以作为模拟数据或者数字数据被发送到接收器12。流行的数字数据格式是Sony/Philips数字接口格式(SPDIF)。SPDIF由音频工程协会(AES)与欧洲广播联盟(EBU)一起建立，以创建名为AES/EBU接口的标准接口。该接口构成用于线性呈现的数字音频数据的串行传输格式。该格式通常独立于采样频率，但AES仍然为脉冲编码调制(PCM)应用推荐了三种采样频率：32kHz、44.1kHz和48kHz。SPDIF协议和帧结构通过文档被详细描述为一系列16比特字节，以控制和类别码以及源号码和信道号码开始，通过这些，数据从比如CD、DVD或MP3播放器等的数字源被传递。

SPDIF协议可以例如由数字电视(DTV)24使用，并且分组集线器26可用于组合来自例如有时被称为机顶盒的数字视频广播(DVB)接收器28的分组数据。从机顶盒28广播的特定命令可被转发到集线器26，同时流数据被转发到音频视频接收器12。从机顶盒28发出的命令信号可以作为例如TCP/IP数据在OSI模型的网络层内被发送，其接着以集线器26可识别的以太网协议被封装。与来自机顶盒28和数字电视24的以太网分组一起，集线器26还可以接收来自个人计算机(PC)30的以太网分组。由集线器26处理的分组信息因此可以构成控制信息。

可能期望的是在整个用户住宅的多个房间中或在不同住宅或场所中实现交互式电视处理。例如，另一DTV 32可以位于第二房间，与设置在第一房间中的DTV 24分隔并远离DTV 24。可替选地，DTV 32可以是被带到DTV 24所位于的住宅之外的膝上型计算机。与DTV 24类似，音频放大器34可能形成DTV 32的一部分或者设立于DTV 32之外，并且如图所示，接收数字或者模拟信息。如果是数字形式，所述信息可以以可能SPDIF格式被发送到放大器34，放大器34则处理所述数字信息并将该信息输出到适当的左或右扬声器或者多个环绕扬声器36。

家庭或消费者音频/视频电子设备的普遍问题是通过例如PC到这些电子设备的数字交互的快速发展。只不过由于异步网络与同步网络之间的差异，使家用电子设备与PC进行交互是困难的。图1的网络10试图将异步的分组处理节点或设备与同步的流节点或设备组合。然而，如果DTV 32不能获得异步总线38的主控权，流信息就不能被可靠地发送到DTV 32。这将使DTV 32承受可能的流数据丢失。

已经尝试克服异步传输线与同步传输线对接的问题，以通过网络传输音频和视频数据。例如，名为CobraNet的产品尝试消除通过异步网络发送的流数据的丢失和不连续。CobraNet提供商建议对音频数据使用专门的以太网网络，而对分组数据使用另一专门的以太网网络。参见Harshbarger和Gloss的2004年的“Networking for Audio，Part 3”，其通过引用结合于此。需要两个分隔的以太网网络以及在节点之间维持异步协议大大增加了网络的开销以及该网络所使用的软件和硬件驱动器的复杂性。

期望的是引入这样的网络，其能够通过网络同时传递流数据(等时和同步流数据)以及分组TCP/IP数据和控制数据。期望的是通过网络发送各种类型的数据，所述网络以用于所有这些类型数据的同一速率被定时钟。因此，所需网络是同步网络，其中采样的流数据知道网络传递速率，而分组数据以网络传递速率被放置到网络上。而且，该改善的网络避免为音频/视频信息和分组数据利用两个传输路径。任何流出数据或者发送突发(分组)数据的多媒体设备都可以被格式化并通过时隙传递到所需通信系统或网络上。

所需通信系统或网络可以利用以菊花链方式耦合的节点之间的单个通信链路。每个节点期望的是最少具有两个端口，并且每个端口可以容纳两对导体，优选地是与以太网连接相关的CAT 5线缆相关的双绞线导体。CAT 5线缆是双向的，并且最少两端口的节点提供了在常规拓扑中找不到的同步网络内的虚拟环型通信拓扑。而且，所需系统可以在由帧编码违例区分的帧内以不同时隙发送流和非流数据。在所需帧内是前面紧接着分组编码违例的非流或分组数据。同步主控时钟可以从网络内的一个节点产生，并通过环内的剩余节点中的每个，以同步作为帧数据发送的不同类型的数据。

发明内容

以上所述问题大部分通过这样的通信系统和网络来解决，所述通信系统和网络由具有耦合在一起的端口的多媒体设备组成，以完成第二多媒体设备可耦合到的网络。每个端口用于确定来自第二设备的输入比特流是否依从网络协议。如果不，则非依从性数据不被直接放置到网络上，而是由专门设计成接受非依从性数据的第一设备的输入端来识别。如果需要，端口内的接口可以被用于重新格式化非依从性数据并将其从第一端口输出，并经由环型网络输出到第二端口的旁路输入端。从第一端口的输出通过第一端口的旁路输出引脚耦合到网络路径上。

如在此所使用的，多媒体设备是以任何形式发送或接收数据的任何设备。多媒体设备的例子包括多媒体集线器、交换机和音频处理器(即音频和/或视频接收器)、计算机、放大器、扬声器、多媒体播放器(即CD播放器、DVD播放器、MP3播放器等)、多媒体记录器(即VCR、DVR等)以及GPS系统。术语多媒体设备此后被简称为设备。

本系统所使用的网络协议包括在源设备与目的设备之间建立信道的前同步码，其中目的设备可以是连接到互连设备的网络的任何设备，所述互连设备的网络被配置成环型拓扑。跟着前同步码的每个帧由为相应通信信道保留的时分复用的一组字段组成。例如，第一字段可以保留用于同步流数据，第二字段用于流等时数据，第三字段用于分组数据，以及第四字段用于控制数据。因此，耦合到环的多媒体设备可以在每帧中发送至少一种数据。帧传递速率(FSY)被同步于采样速率，或者可替选地，如果采样速率高于或低于FSY，则流数据可以在关于环型网络构建的特定时隙或信道内等时地被发送。因此，每个帧将连续信道的流数据从源设备发送到目的设备，而没有帧之间的时间中断。随着流数据在源设备上被采样，其在帧内的可能N个信道或字段内通过网络实时地被发送，以与fs相同的速率或可能是fs整数倍的速率被发送。

这里的同步网络所使用的协议涉及在每个帧中保留的专用时分复用信道。每个信道被指定用于特定类型的数据传递，数据类型是否是同步的、分时的、分组或者控制数据。为了与网络协议对接，要求将来自多媒体设备的输入数据识别为落入该协议的数据或者超出该协议范围的数据。相对于帧同步脉冲或FSY被定时以作为针对指定时隙在时间上从FSY脉冲的特定类型的数据偏移的数据将依从于所述网络协议。FSY脉冲作为依从数据协议的一部分而存在，并被用于指示每个帧的开始。然而，如果非依从性数据比如分组以太网数据正被发送，则每个帧的开始必须由以太网物理层设备(或PHY收发器)识别作为每个帧的开始。

以太网PHY将识别以特定方式比如流行的4B/5B编码模式编码的数据。然而，如果存在不代表任何4B/5B模式下传递的数据的码，则该码可以被表示为“违例”。4B/5B编码违例可以代表每个帧的开始。知道了每个帧的开始，就可以在为时分复用信道之一内的特定类型的数据保留的该信道内识别所有数据。例如，如果信道被指定用以接收以太网类型数据，则以太网数据通常被放置在存在于一对多媒体设备之间的信道中的一个时隙内的分组中。该时隙被划分并且前面紧接着分组编码违例。与帧编码违例类似，分组编码违例被表示为不会被识别为4B/5B编码模式下的任何编码数据的一系列比特。

数模转换器(DAC)通常发送可能根据与同步网络所使用的频率不同的频率来调制的模拟信号。典型地，模拟信号范围大约接近20Hz-20kHz，或者可能更宽，但是当然远小于网络的传递速率，网络的传递速率可以远高于30kHz，并更优选地是44.1kHz或者48kHz。尽管SPDIF数据可以以44.1kHz或者48kHz被发送，但是SPDIF数据使用与通过网络发送的数据的前同步码不同的前同步码。另外，SPDIF数据不根据适应多种类型流和分组数据的网络协议被分配时隙。类似地，通过普通的通用串行总线(USB)发送的数据也具有不同的前同步码。另外，根据以太网协议发送的分组数据使用与网络所使用的协议不同的协议，因为以太网分组内的TCP/IP数据不是针对以FSY速率定期发送的帧的特定时隙，也不是作为广播信道通过网络同步发送的分组数据的前同步码。

模拟信号、以太网分组、USB数据以及SPDIF数据以与网络不同的各种频率被传递，以与网络异步的频率被传递，和/或利用与通过网络发送的依从分组完全不同的前同步码或编码算法被传递。因此，模拟、分组和SPDIF数据以及可能的与网络分组/帧的频率、幅度、前同步码和编码(即网络协议)不一致的其它类型的数据在这里被称为非相似或非依从性数据。发送非依从性数据的多媒体设备因此被称为非依从性设备或简称为“传统”设备。

由于SPDIF和以太网分组被编码成与网络的依从数据不同，因此发送和接收以太网和SPDIF数据的设备被识别为非依从性设备。为了适应这样设备的非依从性编码机制，需要信号来区分非依从性数据处于哪个信道和哪个时隙。以太网不可识别的编码违例可以例如确定以太网分组存在于帧内的何处。

直到传统设备可以在适当的时隙内并以网络传递速率来传递数据，本网络实施将适应传统设备及其相关数据比特流的端口。然而，一些设备可能遵照网络，并且因此端口也可以识别依从设备及其相关数据比特流。本网络和通信系统可以使多个多媒体设备彼此连接以形成环，每个设备连接到端口，所述端口可识别并适当引导从每个设备发送的依从或非依从数据。所述端口可将来自依从设备的输入数据接收到网络上，或者可将来自非依从设备的输入数据接收到指定用以接收非依从性数据的引脚中。

根据一个实施例，提供了一对通信端口。两个端口都可以与第一多媒体设备相关联。第一端口具有第一端口接收输入端、第一端口旁路输入端以及第一端口输出端。第二端口具有第二端口接收输入端、第二端口旁路输入端以及第二端口输出端。第一端口输出端耦合到第二端口旁路输入端，以在这对端口(第一和第二端口)之间形成网络。该网络使第二多媒体设备能够将输入数据耦合到网络路径上和/或与和第一及第二端口相关联的第一多媒体设备进行通信。如果来自第二多媒体设备的输入数据是依从性的(即依从性数据)，则输入数据可被放置到网络帧的适当时隙中，并且数据继续从第一端口旁路输入端到第一端口输出端地通过第一端口，然后进入第二端口旁路输入端到第二端口输出端，并且绕回到第一端口旁路输入端(如果仅提供了两个端口)。

如果输入数据不是依从性的，则输入数据被放置到第一多媒体设备中专门指定用以接收该数据的输入端，同时网络继续从第一端口旁路输入端到第一端口输出端，所述第一端口输出端包括第一端口旁路输出端。该引脚是优选地接收串行数据的引脚，并且一旦非依从性串行数据经过处理，其可以由第一端口内的接口电路或系统来重新格式化，如果需要，被格式化成与网络协议依从性的格式。因此，在由与第一端口相关联的接口电路处理之后，重新格式化的非依从性数据可以变成依从性的。网络的其它端口具有类似的接口电路，所述接口电路优选地包括：处理输入数据的数字信号处理器(DSP)和物理层收发器设备；或者控制器，其重新格式化输入数据以使其依从于为该类型数据保留的特定时隙。

根据一个实施例，与第一设备相关联的第一端口可以将与第一设备相关联的经由第一端口、第二端口等通过环型网络传递的每帧数据的协议和时分结构与来自第二设备的输入数据的协议相比较，以确定输入数据是否依从于网络协议。如果是，则输入数据被称为是从依从性设备被发送。如果不是依从性的，则输入数据是从非依从性的传统多媒体设备被发送的。SPDIF、模拟信号以及分组(即以太网)数据通常被认为是来自非依从性设备的非依从性数据。

第一设备的端口可以适应来自依从性或者非依从性设备的输入数据。如果希望将依从性和非依从性设备都连接到第一设备，则优选地第一设备包括两个端口：每个连接一个端口。两个端口通过旁路输入端/输出端来连接，因此每个端口包括两个输入端(用以接收输入数据的输入端以及旁路输入端)和两个输出端(用于发送输出数据的传送输出端以及旁路输出端)。旁路输出端耦合到该系列端口内的下一端口的旁路输入端。来自该系列中的最后端口的旁路输出端耦合到该系列中第一端口的旁路输入端，以完成该环型网络。

每个端口包括优选地耦合的自动检测检测器/比较器以及复用器电路，以比较通过网络发送的数据与输入数据，并且如果输入数据是以类似于网络协议的格式，则经由旁路输出端将输入数据转发到网络上。端口可包括具有倍频器和分频器的锁相环，用于将输入数据的采样频率从动(slave)于通过网络发送的数据的传递速率。可替选地，至少一个比特可与输入数据一起被发送，代表输入数据的相位与通过网络发送的数据的相位之间的相位差。包含在比特值中的相位差信息然后可以与网络的数据传递速率一起被用于在目的节点或设备上重新编辑采样速率。在源和目的地存在锁相环的情况下，根据网络传递速率受控制的代表锁定的等时传递模式的操作。代表相位差的至少一个比特通过网络与数据一起被发送的情况被称为未锁定的等时传递模式。不管选择了那种操作模式，如果源或目的设备上的采样速率与网络的FSY不同，则数据可以通过网络等时地被发送。

根据另一个实施例，提供了一种通信系统，其包括具有第一端口的第一设备，所述端口包括第一端口接收输入端和第一端口传送输出端。第二多媒体设备具有第二端口，所述第二端口包括第二端口接收输入端和第二端口传送输出端。第一端口接收输入端和第二端口传送输出端耦合在一起以传递数字数据和右模拟音频数据。第二端口接收输入端和第一端口传送输出端耦合在一起以传递数字数据和左模拟音频数据。第一设备可以包括模数转换器(ADC)，而第二设备可包括数模转换器(DAC)，反之亦然。第一设备还可包括第三端口。第一端口可包括第一端口旁路输出端和第一端口旁路输出端，并且其中第三端口可包括第三端口旁路输入端和第三端口旁路输出端。第一端口旁路输出端优选地耦合到第三端口旁路输入端。第一端口还可以包括串行输入引脚和复用器。串行输入端可以是包括处理器的接口电路上的引脚，所有输入数据被发送到所述引脚中。串行输入端接收所有输入数据，包括非依从性数据。放置到第一端口接收输入端中的右模拟音频数据和/或数字数据可以通过放置到接口电路的接收端中而被引导到串行输入引脚(如果是依从性数据)或者第一端口旁路输出端上(如果是非依从性数据)。

根据一个优选实施例，提供了一种通信系统，其包括第一节点、第二节点和第三节点。耦合到第一节点的第一端口被设置在两个初级导体对与第一节点之间，用于在第一节点和第二节点之间同步地传递非流和流数据。第二端口可在导体的两个次级导体对与第一节点之间耦合到第一节点，用于在第一节点和第二节点之间同步地传递非流和流数据。可以在第一、第二或者第三节点从非流和流数据的边沿得到时钟信号。可替选地，可以从耦合到第一、第二或者第三节点的晶体谐振器得到时钟信号。第一端口可以包括接收器和驱动器。接收器可以被配置成从非流和流数据的边沿恢复时钟信号，而驱动器可以被配置成接收时钟信号并且与所恢复的时钟信号同步地驱动非流和流数据。

根据一个例子，初级和次级导体对是与可用于例如以太网通信的CAT 5线缆相关联的双绞线导体。非流数据可以利用4B/5B编码来编码。第一、第二和第三节点可以以菊花链耦合在一起，而第一、第二和第三节点中的每个包括至少两个端口，其中第一、第二和第三节点内的每个端口利用复用器提供双向差分信号的传递，所述复用器将在一个端口内的接收器上收到的信息传送到同一端口的发送器，或者到同一节点内的另一端口的发送器，以实现环型通信拓扑。

根据另一优选实施例，提供了一种通信系统，其包括链接第一节点和第二节点的两对导体。差分信号的串行比特流被分开到数据帧中，并通过两对导体被双向发送，每个帧以帧编码违例开始，并且每个帧内的每个非流分组以分组编码违例开始。帧编码违例包括由不多于两个的连续逻辑1电压值分开的两组三个连续逻辑0电压值。分组编码违例可包括三个连续逻辑0电压值。所述三个连续逻辑0电压值可以跟随有半字节或四比特组内包含的4B/5B编码数据。帧编码违例和分组编码违例包括不代表任何在用于以太网传输的4B/5B编码数据中使用的码。

根据另一优选实施例，提供了一种用于传递数据的方法。所述方法包括形成不同于编码数据的比特序列作为帧编码违例，以及另一比特序列作为分组编码违例。流和非流数据被放置在紧接着帧编码违例之后的帧内的两个不同时间片段内。非流数据被放置在紧接着分组编码违例之后的帧内。流和非流数据的帧被同步于时钟信号，并通过通信网络被传递。

附图说明

当阅读以下详细描述并参考附图时，本发明的其它目的和优势将变得明显，在附图中：

图1是耦合在一起不成功地试图在各种设备之间发送流和分组数据的各种设备的框图；

图2是用于基于为每种类型数据保留的时隙、通过网络发送多帧依从性数据的协议的平面图；

图3是耦合到设备(如音频视频接收器)的端口以形成环型网络的依从性和非依从性设备的框图，其中详细示出的端口用于将依从性数据传递到网络上或传递来自网络的依从性数据；

图4是耦合到详细示出的端口的非依从性SPDIF或分组(以太网驱动)设备的框图，所述非依从性SPDIF或分组设备用于将非依从性SPDIF数据传递到与所述端口相关联的设备或传递来自与所述端口相关联的设备的SPDIF数据，并且如果需要，重新格式化所述非依从性数据并将其放置到网络上；

图5是比较器的框图，所述比较器用于比较来自耦合到端口的设备的数字信号的协议(前同步码或编码)，以确定是否将数字信号转发到网络上或者开始转发到与端口相关联的设备内然后转发到网络上；

图6是非依从性DAC设备的框图，所述非依从性DAC设备的左信道输出端耦合到第一端口的发送引脚，右信道输出端耦合到第一端口的接收引脚，然后从第二端口接收引脚耦合到非依从性ADC设备的左信道输入端，并且从发送引脚耦合到非依从性ADC设备的右信道输入端，其中第一和第二端口都被详细示出，用于将非依从性DAC数据耦合到与所述端口相关联的设备中，并且如果需要，重新格式化非依从性数据并将其放置到网络上并重新输出到DAC设备；

图7是比较器的框图，所述比较器用于比较来自耦合到端口的设备的模拟信号的幅度或频率，以确定是否将模拟信号转发到网络上或者开始转发到与第一端口相关联的设备中然后转发到网络上；

图8是根据一个示例性配置的DVD设备的框图，所述DVD设备具有一对端口，依从性数据和非依从性数据可通过所述端口从AV接收器设备被发送；

图9是源设备的框图，所述源设备将采样数据驱动到具有相位和/或频率比较器的源端口中，并将未锁定的等时数据以及源采样速率与网络帧速率之间的相位和/或频率差一起通过网络转发，其中目的端口实施数字PLL以根据相位和/或频率差锁定目的采样速率；

图10是根据一个示例性配置的AV接收器设备的框图，所述AV接收器设备具有一对端口，依从性和非依从性数据可以通过该对端口从依从性DVD设备和非依从性CD设备被发送；

图11是源设备的框图，所述源设备将采样数据驱动到源端口和目的设备中，所述目的设备接收采样数据作为锁定的等时数据，其中源端口和目的端口都包括PLL，所述PLL以锁定到网络的帧同步频率并与网络的帧同步频率成比例的频率进行采样；

图12是两个传输线的平面图，所述两个传输线耦合到例如整个房屋中的每个客户端，以在每个客户端提供以太网(因特网)和非因特网信息；

图13是根据优选配置的仅一个传输线的平面图，所述传输线耦合到整个图12的房屋中的每个客户端；

图14是单个传输线的更详细的框图，所述单个传输线是以菊花链方式耦合在所有客户端和集线器当中的以太网、3类/5类(CAT 5)；

图15是客户端比如数字电视的框图，所述客户端具有至少两个端口以形成虚拟环型网络链接；

图16是根据一个例子的图15的网络接口；

图17是根据一个例子的图16的MAC的框图；

图18是从MAC到CAT 5双绞线传输线的数据传输阶段的框图；

图19是利用例如4B/5B编码进行编码的以太网分组数据的4比特四比特组的表；

图20是根据以太网传输协议在分组中发送的数据的比特流，其利用流符号开始和流符号结束以指示分组的边界；

图21是放置在同步、虚拟环型网络上的不同类型数据的比特流，所述比特流被分开到利用编码违例标记的帧中，并且对于每个帧的每个分组也利用编码违例被分开；以及

图22是耦合以便适应依从性和非依从性数据的一组网络接口，其中非依从性数据可通过非依从性路由器比如以太网路由器、经由例如端口在接口之间发送。

尽管本发明可以有各种改型和替选形式，但是在附图中作为例子示出并且将在这里详细描述本发明的具体实施例。然而应理解，附图和对附图的详细说明不是要将本发明限制于所公开的特定形式，而是相反，旨在覆盖落入由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的所有改型、等同方案和替选方案。

具体实施方式

认识到一个或多个多媒体设备可以以比传输线的帧同步速率(FSY)高的采样速率(fs)来采样数据。例如，多媒体设备可以是以约44.1kHz进行采样的CD播放器。所述CD播放器可以以例如每采样音频信道16比特(32比特/立体声信道)来使数据成流，因此导致通过传输线的bps Baud速率为32比特/立体声采样×44.1K采样/秒＝1.4112Mbps。来自设备的非归零(“NRZ”)数据可以以若干种方式来编码。数据还可以利用例如公知的Miller编码技术来编码。

可替选的编码包括双相编码，或者使得编码比特流不导致累积的DC值的编码。后一种编码机制经常被称为DC自适应编码或无DC编码，并且被描述于通过引用结合于此的美国专利No.6,437,710。如果传输线上的FSY不同于采样速率fs，则来自多媒体设备的流数据不能通过传输线被同步地放置到另一设备(即，从DVD播放器到扬声器)。替代地，流数据必须作为与同步流数据相反的等时流数据被放置。以上描述的其它类型的数据也可通过所述网络被放置。

利用传输控制协议(TCP)和因特网协议(IP)，异步数据或者分组数据可以被设置为数据报。TCP/IP是以IP分组格式放置的分段数据报。然而，当TCP/IP分组通过网络被转发时，OSI参考模型的传输和网络层可以根据例如以太网协议，根据OSI参考模型的数据层或者物理层被发送。如果需要，单独的数据报可以从以太网协议中被移除并且利于不同的协议被发送。图2图示了TCP/IP数据报连同利用本网络固有的网络传输协议来发送的其它类型的数据。

现在参考附图，图2图示了不同类型的数据在被传递的每个帧内通过网络被发送的格式。在同步于字节宽FSY的前同步码之后，协议可以建立在连接到网络的主和从单元之间形成的前同步码指定的特定信道内。此后，每个帧以可唯一辨别的FSY字节值比如编码违例开始，接着是专用于接收同步数据的第一时隙和专用于接收分组数据的第二时隙、专用于接收等时数据的第三时隙以及专用于接收控制数据的第四时隙。FSY字节值包括PHY收发器不可识别的任何编码违例。例如，PHY收发器，特别是PHY接收器部分，可以解码和识别与以太网协议相关的4B/5B编码数据。然而，如果FSY字节值由4B/5B编码模式不可识别的比特组成，则这些比特用于划分和标记每个帧的开始以及因此每个帧的范围。帧因此可以被同步于FSY字节。

每个时隙表示信道。例如，在64字节的帧结构中可以有4个信道，每个信道可以具有最少2字节。如果每个信道具有相同数目的字节，则64字节可以拆成多个16字节，每个16字节以经由节点连接到网络的设备的音频采样频率进行重复。例如，如果音频采样频率是48kHz，则网络的任何两个节点之间的总比特率是48K/帧秒×64字节/帧×8比特/字节＝24.576兆比特/秒。

当设备被激活或“上电”时，路由表通过控制信道广播到网络上其它设备中的每个。控制信道包含在新激活设备之间提供数据传递所需的配置(或重配置)路由表。所述路由表因此被创建以容纳全部各种信道或帧部分，所述各种信道或帧部分被创建用以接收此后通过网络在激活设备之间同步地被发送的各种类型的数据。然后，当需要后续通信时，例如DSP的存储介质内的路由表将识别帧内的哪些字节与特定信道相关联。

因此，例如如果DVD在一个信道上而CD在另一个信道上，则路由表实际上将对这些信道分配时隙。在该方式中，DVD播放器将在第一信道内发送音频和视频数据，而CD播放器将根据时隙在第二信道内发送音频信息。如果网络传递速率是48kHz，则以48kHz采样的DVD播放器和以44.1kHz采样的CD播放器将分配同步数据信道给DVD播放器，并分配等时数据信道给CD播放器。

等时数据可以具有例如可变信道长度，该可变信道长度也是当例如连接到网络的计算机联机时在路由表内确定的。例如，如果等时传递需要连续帧内的额外字节(图2中示出为N+1字节)，则路由表将在例如高频采样DVD播放器联机并且被激活到先前锁定于较低传递频率的网络时分配该字节。解码器将识别并解码同步字节(FSY)并将控制字节转发到处理器，处理器则更新对应节点内的路由表。同步字节被转发到例如接口控制器内的定时器。定时器将确保通过网络发送的字节与交换机同步，以便以适当定时钟的字节边界将数据适当地路由到目的地或目标。

图2中示出的4个时隙可适用于单个帧。然而应理解，多个帧依次被发送。每个帧根据路由表来维持时隙和信道的传输。随着设备联机，更新路由表并分配时隙。如果例如单对设备联机，则可能整个帧被分配给单个帧片段以提供这些设备之间的数据传递。如果数据成流状，则路由表被限定为分配在流源活动期间在网络内发送的所有帧上的至少一个帧片段。因此，帧可以被重复，并且从例如网络上节点内的源设备依次发送到解码器。

可能有这样的情况，例如电话和CD可能以网络数据被锁定的同一速率来采样数据。在这种情况下，如果例如可以在网络上激活一对较高或较低采样速率播放器，当然就可以有多于4个的时隙，其中两个或更多时隙专用于接收同步数据，而可能另两个或多个时隙专门用于接收等时数据。

时隙(time slot)TS0-TS3仅作为例子示出，并且在每个帧内作为对应片段而有效，以帧1开始并以帧N结束。如果网络以比特定设备的采样速率(fs)低的FSY工作，则可能需要另一字节来供片段承载等时数据。典型的例子可以是锁定到以44.1kHz采样的CD输出，试图放置以48kHz采样的DVD播放器信息。违例适应DVD驱动器的较高采样速率，在例如时隙TS2的等时片段内放置额外的字节。

不管发送的数据类型，通过网络发送的每信道数据以同一速率被发送。这使得网络能够同步地工作，同时适应正常是异步发送的数据或者以比网络传递速率高或低的速率采样的数据(即等时数据)。每个时隙或信道因此彼此同步。同步地传递这些信道通过给等时数据的同步传递分配额外字节来实施。

尽管等时数据以与其它信道相同的传递速率被发送，但是采样字节被用于标识每个帧中的N字节(如果采样速率小于帧同步速率)或N+1字节(如果采样速率大于帧同步速率)中的哪个是有效的。例如，如果网络工作在48kHz并且需要设备以44.1kHz采样到网络，则需要最小8x44.1/48字节/帧或者7.35字节/每帧来容纳8字节每帧等时信道。在该例子中，当N＝8，需要最小8字节每帧来容纳该等时数据，而实际上每个帧中的8字节中的仅一部分有效。

信令字节将记录这些帧中哪些有效以及哪些无效。因此，等时数据根据信令字节被同步。由于稍后描述的原因，可以使用标签字节来同步分组数据，并指示每个帧内分组数据在哪里并且是有效的。信令字节可以嵌入在数据自身内，并且可表示例如编码违例。通过指示占用该帧片段的一系列字节的开始以及一个或多个连续帧直至到达该消息的结束，与例如美国专利No.6,437,710的DCA或DC-free编码不同的编码违例将指示等时、异步和/或同步数据要放置到每个帧内的哪里。数据编码违例发生之间的时间将代表信道，该信道可以包含不同数据字节。

图3示出互连端口42、44和46的同步网络40，所述互连端口形成设备比如AV接收器或多媒体数据集线器41的输入端/输出端。端口42、44和46通过旁路输出端(BO)和旁路输入端(BI)耦合在一起，其中链接的系列端口中最后端口46的BO耦合到系列中第一端口42的BI，以形成环路或环型网络43。当经由检测器和复用器电路将端口42的发送端耦合到设备50a的接收端，然后将设备50a的发送端耦合回端口42的接收端上时，可以完成环路。还可以通过设备50b、50c或者50d来形成环路。如所示，端口42的BO链接到端口44的BI，而从端口44的BO链接到端口46的BI，且端口46的BO链接到端口42的BI。为了附图的简洁，仅示出三个端口。然而，应理解通常需要最少两个端口，如果需要，也可以使用多于三个的端口。

如端口42的详细放大图示所示出的，每个端口内是检测器(或比较器)45b以及一对复用器48a和48b。复用器48a接收来自网络的BI和来自AV接收器的串行输出端TX。根据外部设备50a是依从性的还是非依从性的，复用器48a将选择BI内的依从性数据以输入到设备50a的RX引脚，或者复用器48a将选择来自设备41的发送引脚TX的非依从性数据以输入到设备50a的RX引脚。不需要自动检测输入数据，知道设备41的TX引脚上输出的数据是非依从性的。检测器45b和复用器48b被分给音频视频(AV)接收器设备50a的BO和RX。设备50a的发送输出端耦合到端口42的接收输入端。由检测器45b进行自动检测，并且根据输入数据是否是依从性的，复用器48b将把接收输入端上的信号发送到端口42的BO，或者将发送BI。

图17中示出自动检测或自动协商功能的细节。自动协商功能的用途是将PHY自动配置成连接到对应端口的设备的链路参数。配置寄存器具有为设置不仅设备可发送和接收数据的速率而且可能设备发送和接收数据的类型而保留的一个或多个位。例如，设备类型可能是以太网设备，比如发送TCP/IP数据的个人计算机。如果这样，则保留位可被设置成指示特定值，使得自动协商功能可以在通信系统启动或复位时在例如从该设备得到的流数据到以太网数据之间切换。

端口42的RX引脚上的输入数据被放置到检测器45b和接口的接收引脚中，其将最终通向设备41。如果需要，BI上的数据可以通过连接控制器的端口被路由到41，所述控制器接收放置在BO上的BI。如图3所示，端口42和46上的输入数据来自依从性设备，而端口44上的输入数据来自非依从性设备。复用器48a执行与复用器48b类似的功能，除了来自设备41和BI的数据由复用器48a选择，并且根据目标设备50a是否是依从性的，来自设备41(即与设备41相关联的接口的TX)或者BI的数据被放置到端口42的输出数据TX上。

设备50a是依从性设备，其根据上述网络协议来发送/接收数据，信道A的信道信息放置在适当的时隙中，并且因此检测器45b和复用器48b将比较适当的数据并将其路由到与设备41的接口相关联的接收引脚RX中。因此，设备41的RX引脚上的输入数据可得到处理，并经由例如I²C或I²S端口、通过接口电路和相关联的收发器控制器而内部耦合到端口42的BO，以由设备41处理输入数据，并且如果需要，还将RX引脚上的输入数据或者网络数据中的输入数据BI发送到其它设备50b、50c和/或50d。用于通过控制器将BO耦合到设备41的输入端的接口电路的细节在以下参考图8来描述。

如果设备是非依从性的，如设备50b，则不确定特定信道(即信道C)的数据应放置在何处，因为根据设备44内的自动检测电路所检测的，协议对网络协议来说是不可识别的。因此，端口44接收串行输入引脚以及复用器上的输入信号。端口44内的复用器将选择BI用于耦合到BO上以便使网络连续，但是将允许设备41经由串行输入引脚SR接收非依从性数据。在例如DSP内进行放置在RX输入端上的输入数据是否是依从性的判断。与设备50a类似，设备50c和50d是依从性设备，其特定专用隙内的信息信道，比如所示出的信道E。设备50c和50d可耦合在环内，以扩展环型网络以包括两个以上的设备。

图3图示了在所有情况下依从性数据绕网络的传递，依从性数据从第二设备50a(或任何其它外部设备)的TX引脚传递到第一设备41的RX引脚中，从而传递到下一个相继的设备，另一外部设备50c，以形成环。如果非依从性输入数据被接收，则该输入数据不会马上被放置到网络上，而是可以被放置到设备的串行输入引脚上，并且根据输入数据提供的任何协议被处理，并且因此对设计成处理该非依从性设计的串行输入引脚来说是可接受的。

图4图示了特定类型的非依从性数据，比如SPDIF流数据或者以太网分组数据。如果来自非依从性设备50b的TX引脚的输入数据通过传输信道52到达，则由检测器/比较器54b将非依从性(SPDIF或以太网)数据与通过网络传输路径发送的数据进行比较。如果协议不同，则比较器信号(C)从比较器54b被发送，以选择来自BI的网络数据将经由复用器58b发送到BO。输入RX数据被转发到与设备41相关联的DSP的串行接收输入端(SR)以及检测器54b的输入端。DSP 60维持能够接受非依从性数据的输入引脚，并且因此SR可以识别例如SPDIF或者以太网编码协议。然而，如果设备50b是依从性的，则依从性信息被路由到BO上，并且如果必要，经由例如I²C端口被路由到DSP。DSP 60可以根据数据是否是依从性的来对数据执行操作。与这些操作一同被包括的是在SR引脚解码非依从性数据，并执行设备需要的任何功能。另外，如果需要，非依从性数据可以通过DSP 60的操作被重新格式化，以使非依从性数据变成依从性的。非依从性数据可被发送到串行发送输出(ST)端口，接着被发送到非依从性外部设备。然而，如果从DSP 60输出的数据指定给依从性设备，则数据被呈现给控制器56，控制器56操作以将非依从性数据重新格式化到用于依从性数据的适当时隙和协议，并经由BO通过网络转发数据。因此，来自DSP 60的数据可以通过包括控制器56的收发器接口被格式化。控制器56可以与自动检测器和复用器集成在一起作为单个接口，如图8所示。

BI和RX之间放置的是控制器56，其不仅作为网络收发器操作以将BI放置到网络上，并且如果设备41是通过网络转发的依从性数据的目的地，则还将BI放置到设备41中。控制器56接受依从性数据，并且将该数据设置到对DSP 60可接受的公知的I²C或I²S协议可接受的协议中。控制器56作为物理层设备将BI的输入数据同步和重新格式化成DSP可识别格式。控制器可以通过I²C总线将重新格式化的数据发送到DSP 60。控制器56从而提供待放置到设备41的输入端上的依从性网络数据。由于和以太网输入数据的重新格式化有关，PHY或物理层设备控制器56的进一步细节在例如图15-17中描述。

每个端口因此包括接口。端口44的接口64被详细示出为包括复用器58a、58b、检测器54b、DSP 60以及控制器56。图4的检测器54b执行自动检测或自动协商功能。在图4的例子中，检测器54b比较输入SPDIF协议与网络协议，或者比较输入以太网协议与网络协议。在接口64的发送侧不需要对等的检测器，因为复用器58a根据连接到端口64的TX输出端的外部设备50b的状态来选择依从性或非依从性数据。配置寄存器可以被编程为维持外部设备的依从性/非依从性状态，从而根据外部设备是非依从性还是依从性的来分别提供适当的选择信号C＝0或C＝1给复用器。如所示，配置寄存器被编程为维持选择状态0以指示非依从性设备耦合到端口44的TX输出端，以确保来自DSP 60的非依从性数据的串行发送输出端(ST)被转发到非依从性设备50b。如所示，ST可以产生外部设备50b的RX引脚可识别的SPDIF输出数据。

图5示出两个分开的检测器：前同步码检测器/比较器66和编码检测器/比较器68，其可被用以执行检测器54b的比较功能。可认识到SPDIF协议不利用专用于每帧信息的时分复用信道，并且以太网协议包含与美国专利No.6,437,710中所述的DCA编码或无DC编码不同的编码。

以太网的8B/10B或4B/5B码被检测为与DCA码不同，并且因此码比较器68将把比较结果发送到复用器，以选择性地在网络内的依从性设备的接收输入端上接收或不接收输入数据。与码比较器68类似，前同步码比较器66比较SPDIF的前同步码与网络前同步码，以确定是否有协议差异。码比较器和前同步码比较器都确定任何协议差异，以指示输入数据是否将被发送到专用于接收非依从性数据的串行输入引脚中，或者输入数据是否将被放置到端口的接收端子上，所述端口的接收端子连接到用于接收依从性数据的该端口的BO。

图6和7图示了不同类型的非依从性数据，其可以是模拟数据。设备50b内的DAC被设计成发送左模拟音频输出数据和右模拟音频输出数据，其中右模拟音频数据从设备50b的发送引脚发送到端口44的接收引脚中。端口44上的接收引脚与接收来自DAC的右模拟音频数据的是同一引脚。左模拟音频数据从设备50b的接收引脚发送到端口44的发送引脚以及接口65内的ADC的左模拟音频输入端。如所示，端口42、44和46与图3中的这些端口类似。然而，在端口44内是包括ADC的接口电路65。接口电路67包括DAC。可替选地，ADC和DAC可以在相关设备41(图3)的明显区域内，而不是ADC和DAC电路在接口电路内。

与端口44和46的接口电路65和67内的ADC和DAC电路类似，对等的DAC 71和ADC 73可以被放置在非依从性设备50b和50c中。重要的是，左和右模拟音频数据被放置在分别与发送和接收引脚合用的左和右模拟音频引脚上。相反地，DAC的左和右模拟音频数据被放置在分别与接收和发送引脚合用的左和右模拟音频引脚上。以该方式，左/右音频信息可以从DAC被发送到与ADC相关联的端口的左/右引脚(和发送/接收引脚)。由DAC发送的左和右信息可由ADC返回，并且DAC上的发送/接收右/左习惯因此与ADC上的发送/接收右/左习惯一致，以在ADC和DAC之间形成虚拟环路网络，以便发送和接收模拟音频信息。如图6所示，ADC可以与第一设备的端口相关联，或者可以在经由该端口连接到第一设备的第二设备内。这同样适用于DAC。

图6中还包括接口电路65和67的详细视图，其中ADC和DAC被分成单独的左和右ADC和DAC。左模拟音频信道耦合到左ADC 74。复用器76a被耦合以选择来自DSP的串行发送输出(ST)或者来自网络的BI。因此，左模拟音频信道的数字表示可被选择并发送到端口44的L/TX引脚，或者可替选地，BI内的网络数据可被发送到L/TX引脚。模拟音频左和右信道可以从ADC转发到DSP 78，模拟音频左和右信道可以以数字形式被放置，并且根据耦合到端口44的外部设备是依从性的还是非依从性的，经由控制器56被发送到网络上或者经由端口44的L/TX引脚输出。输入右模拟音频信道与左信道类似地进行操作，右ADC 79被用以接收输入数据而检测器75确定数据是否是依从性的，并且如果不是，则复用器76将把BI放置到BO上。模拟数据、左和右信道被转发到DSP 78上，接着经由接口65转发到与端口44相关联的内部设备上。

与接口65类似，另一接口67具有类似设置的电路元件，并且特别是，左和右DAC彼此分开。DAC 74a和79a接收输入数据，并形成转换。示出了复用器76a’，其与复用器76a类似地操作。对于复用器76a’和检测器75b’来说也同样，它们与复用器76b和检测器75b类似地操作。在每个接口中可以提供驱动电路，以在经由配置寄存器提供了适当的选择信号的情况下，将依从性数据从网络经由BI驱动回到所连接的设备。如图6所示，选择信号C已被设置成0，以指示选择来自DSP的ST输出端被放置到设备50b和50c的非依从性设备输入端中。如果设备50b和50c是依从性的，则选择信号C将被设置成1，以指示选择BI放置到它们的接收输入端中。

图7图示了检测器75b/75b’，它们用于比较输入模拟信号的频率与通过网络在端口之间发送的依从性数据的网络传递速率。通常，通过网络在BI和BO之间、并且是在相邻BO和BI之间发送的数字数据是FSY的多倍，其中FSY是44.1或48kHz。模拟信号通常以小于30kHz的频率发送。数字信号的DC偏置可被向上调整并通过网络发送，而模拟信号的DC偏置基本上是零。如果在频率上的幅度比较是理想的，则调整DC偏置形成区别。检测器75a/75a’用于确定从DSP发送的数字信号是否依从于网络协议，从而将其放置到网络上或者将其转发到非依从性外部设备。

图8图示了其中嵌入有控制器56的两个接口单元80和82，如所示，一个接口的发送引脚基本上通过复用器连接到另一接口的接收引脚。当然，如果需要，接口单元80和82可以集成在一起作为一个单元。发送和接收引脚的连接提供了将分别形成在端口100a和100b的接口电路80和82之间的菊花链或环型拓扑。另外，接口80和82耦合以形成集线器，设备(“第二设备”)可以在集线器上发送数据。此外，除了第二设备84，第三设备86也可连接到第一设备90。在这个例子中，所示出的第二和第三设备是音频视频接收器84和86。音频非依从性检测特征使传统消费者设备比如CD播放器、DVD播放器等可以连接到依从性网络，并且以固定速率通过网络进行传递，以支持各种采样速率源资料，比如44.1kHz和48kHz音频和视频信息。

音频视频接收器(依从性的或非依从性的)可播放从DVD播放器90放置到网络中的音频和视频信息或者经由接口82从DVD播放器90发送的SPDIF信息。根据目的音频视频接收器是否是依从性的，所示信息可通过I²C端口或I²S宽宽发送到接口80或82的串行接收(SR)输入端。接口单元内的控制器将同步输入数据并对输入数据执行其它物理层功能。音频视频接收器84和/或86可将例如光信息发送到光纤接收器(FOR)92a和92b中。

为了实施音频SPDIF(或以太网)检测，来自传统设备86的非依从性数据输出端也连接到接口82的SPDIF/以太网串行输入(SR)引脚。该引脚被配置成接收SPDIF/以太网数据。当检测到SPDIF/以太网时，输入复用器状态被切换以将来自接口80的BI传递到接口82的RX输入上。因此，当连接了SPDIF设备86(即A/V接收器)时，环得以维持，具体地，通过网络从一个设备到另一个设备的通信得以维持。来自网络的信息可以经由光纤发送器(FOX)98b从网络传递回到第三设备86上。

虚线标记的是对应于第一设备例如DVD90的两个端口100a和100b。端口100a专用于接收网络信息以及来自依从性设备84的依从性数据。而端口100b专用于接收网络信息和来自设备86的非依从性数据。在所示出的例子中，SPDIF/以太网输入由标记为串行接收(SR)端口的异步源端口来恢复。与控制器一起，上述检测器/比较器可以被集成到接口中以执行比较，然后复用器被示出用以将适当的信号复用到接口的接收引脚上。如果将接收SPDIF/以太网数据，则SPDIF/以太网数据被未锁定等时传输到异步串行接收端口(SR)，其中接口82内的控制器利用PLL或者以下所述的其它装置来执行同步。

只有在检测到光且未检测到SPDIF(或以太网)数据的情况下，复用器94a和94b才会将光接收器数据输出信号连接到接口80/82的接收输入端。光接收器的状态信号被连接到接口的通用输入端/输出端。如果其指示检测到光，则接口将监视对应接口单元内的SPDIF锁定检测器。如果在特定时间帧内未检测到锁定，则光接收器数据输出端被连接到接收(RX)输入端。SPDIF输入可以是48kHz或者44.1kHz，而网络可以锁定到48kHz。软件自动确定频率差，而比较器确定任何前同步码差异。

DVD播放器90通常被同步于从PPL 104得到的27MHz时钟。DVD播放器90优选地提供96/48kHz或者88.2/44.1kHz音频数据。当DVD速率与网络速率不相等时，DVD数据以锁定的等时模式被传输。当DVD速率和网络速率相同时，DVD数据被同步传输。来自DVD的最大数据约为6信道、24比特以及96kHz。同时，DVD通过SPDIF提供AC3编码数据，其相当于CD音频带宽。可以以三个等时流同步地传输全部6个信道的96kHz音频加上AC数据。接口80/82将处理6信道的96kHz音频并将这些信道打包到两个等时信道中，而接口之一上的一个DSP将把AC3打包到另一个等时信道中。

未锁定等时传输数据通常涉及在目的设备上的数字PLL。因此，PLL 104(图8)可以是数字PLL，其根据FSY确定目的设备的串行时钟或采样速率，以及在源设备的FSY和采样时钟之间的频率或相位差。图9表示未锁定等时传输机制。图9指示在目的地114的数字PLL，而不是在源设备的采样速率转换。源设备105可以以fs采样，比较器106可以比较网络帧速率FSY与采样频率fs＝FSY1。相位差ΔΦ1或在时间1和时间2的相位差(ΔΦ1+ΔΦ2)可作为单个比特或多比特字节通过网络被发送。根据相位差幅度，相位差或者ΔΦ1可具有不同的比特值。因此，采样数据可以作为等时数据以FSY2的帧传递速率被发送，但是可能在每个帧中保留额外的字节以适应相对于FYS2较快的FSY1。以此方式，在通过网络发送的连续帧中的每个上维持了流数据。

比较器106比较每个帧传递时钟或采样时钟的前沿或下降沿之间的相位差。数字相位比较器108可利用例如定时器来发生。例如，如果使用了三个串行比特流，则高速时钟可以是3072fs。如果，例如6个循环的3072fs区分FSY1和FSY2的后沿(标记为ΔΦ1)，则指示二进制6值的字节通过网络被周期性地发送。将时钟速率提高到24576fs将显著提高二进制值的分辨率，并且因此可以周期性地发送12比特，而不是8比特。

此后相位差(例如8比特字节或12比特字节)由PLL和目的端口使用。加法器110减去FSY1与FSY2之间的相位差(表示为A-R)和FSY2与FSY1之间的相位差(表示为B-R)，以获得A-R-(B-R)。如果这些差是0且因此数字PLL 104锁定，则来自加法器110的输出将是放置到滤波器、分频器以及振荡器网络112中的0相位差。加法器110和滤波器、分频器以及振荡器112可以形成DSP的一部分。相位比较器108比较网络传递帧速率时钟边沿与目的设备的本地采样速率，如标号(reference)B所示。由于来自数字滤波器和可编程分频器112的反馈，使得标号B等于标号A。分频器112接收来自振荡器112的高频时钟，其基于来自滤波器112的控制输出，将振荡器输出分成将本地采样时钟B锁定到源采样时钟A所需的适当频率和相位。

在目的设备上的本地数字PLL使任何流数据能够以任何频率未锁定地发送到网络中。直到在接收设备114上接收到，采样频率才被锁定到源设备105上的采样频率。相位和/或频率差将与等时数据一起作为未锁定等时数据通过网络被发送。数字PLL避免了在源设备中使用复杂的采样速率转换机构以及在该设备中的DSP开销。替代地，可在目的端口中使用单个PLL，从而允许等时数据利用在目的端口中使用的时钟恢复而不是与采样速率转换或本地化晶体振荡器相关的抖动，通过网络被发送。

图8图示了将SPDIF和/或网络依从性数据发送到网络中以在音频视频接收器的依从性或非依从性输入端上被接收的DVD播放器90。相反地，图10图示了将信息发送到网络中或者设置于该网络中的音频视频接收器的依从性和非依从性端口中。具体地，图10图示了将信息数据发送到网络或者音频视频接收器124的依从性/非依从性端口中的依从性DVD播放器120和非依从性CD播放器122。为了简洁起见，未示出每个端口126a和126b的各种具体细节。然而应理解，光纤发送器和接收器端口、同步端口和复用器以及接口的GPI、SR和GPO引脚的功能与图8中的端口100a和100b所示出的那些相同。

非依从性或传统CD可将左或右音频信道输出发送到ADC接口中。ADC接口然后将把音频信息转发到接收器124的DSP中作为数字信息。依从性设备120也可发送数据到端口126a中。端口126a然后可以将数据转发到网络上以及经由串行发送引脚(SX)发送到音频视频接收器124的DSP中。

串行时钟(SCK)和帧同步时钟(FSY)利用图9的未锁定等时传输机制或图11的锁定等时传输机制而得到。如果源设备不能从动于网络时序例如数字视频广播接收器，则FSY和SCK将最有可能利用未锁定等时传输模式从源设备得到，其中FSY和SCK将在目的设备从源设备被编辑。然而，如果源设备不构成主时钟并且可能连接到网络的一些其它设备工作作为主时钟，则主时钟将实质上是网络自身。以此方式，源设备可以从动于网络主时钟，并且目的设备也可以从动于网络主时钟。在这种情况下，图11图示了使源和目的设备从动于网络主时钟，其中网络帧同步FSY2用于编辑源和目的采样速率FSY1＝fs。

共同参考图10和图11，在图10中示出在目的地的PLL 130。与PLL 130相关联的是分频器和复用器132。分频器和复用器132将相对于网络传递速率FSY2将频率除以或乘以X/Y因子。PLL 130可具有分数分频器132，而不是单独的分频器和倍增器。分数分频器或单独的分频器和倍增器实际上可以构成多媒体设备124的一部分并与其集成在一起。

参考图11，如果网络帧同步FSY2是48kHz且源和目的采样速率是44.1kHz，则出现用于分频器倍增器132a和132b的累积比例147/160。然而，如果网络帧速率是44.1kHz而源和目的采样速率是48kHz，则分频器倍增器132a和132b内的累积比率是160/147。作为DVD驱动器的一部分，系统控制器将控制该设备，解码音频和视频信息，并将音频信息转换成模拟的，同时将未压缩的视频发送到显示器。

控制器通常由本地27MHz晶体振荡器来定时钟。可替选地，晶体可以被去激励，并且控制器可以根据从FSY2得到的27MHz时钟来定时钟。控制器位于接口134a和134b内。随着音频数据从驱动器被读取，在电影的情况下其被压缩，并且如果需要，被转发到DAC。DAC的采样速率是固定不变的，其直接或者隐式地从27MHz参考产生。作为例子，具有2/1125频率转换率的PLL将把控制器的27MHz参考时钟转换成从驱动器采样音频数据所需的48kHz采样时钟。49/30000转换率将把27MHz转换成44.1kHz。因此，源设备136和目的设备138可以接收以几乎任何频率以及接口134a和134b内的控制器工作的速率采样的数据。因此，串行时钟和采样速率可以基于源和目的节点内的本地PLL的除或乘因子。因此可以实现锁定等时传输模式。

图12图示了替选实施例，在该实施例中，非依从性设备可以包括通过双绞线或CAT 5线缆发送TCP/IP信息的个人计算机。然而遗憾的是，与以太网通信相关的TCP/IP信息与其它类型数据比如流视频和音频信息不同。图12图示了例如房屋，其中各种类型数据被发送到和发送自机顶盒(STB)200。对STB 200来说作为客户端的DTV 202通常连接到同轴电缆，以便接收音频和视频流数据。另外，在房屋内可以有多个DTV。期望的是每个DTV可以提供万维网浏览，并且因此必须经由单独的CAT 5线缆链接到STB 200，如虚线所示。在STB 200和每个客户端之间有两个物理连接是累赘的，尤其是在STB和整个房屋中设置的多个DTV之间仅有一个物理连接或路由链路的家庭中。非常期望消除机顶盒和客户端之间的冗余连接，图13示出了优选方案。

图13图示了STB 200和每个DTV 202之间的单个物理连接，用以支持整个房屋中通过现有CAT 5线缆的因特网接入和广播流数据。除了每个DTV 202对因特网和流数据都是可访问的，还期望将网络扩展到每个房间的其它节点或者房屋内的其它房间。例如，DTV 202还可以菊花链形式连接到音频视频接收器204。DTV 202b和DTV 202c还可耦合到内部通信系统，而DTV 202d可以连接到例如监控摄像机。因此，其它多媒体设备可在菊花链内耦合到每个客户端的第二端口，第一端口耦合到STB且其它端口提供到另外的多媒体设备的连接。

图14更详细地图示了菊花链连接，这种菊花链连接在以菊花链方式连接的客户端202当中形成虚拟环。以太网和流数据组合在单个CAT 5线缆内，表示为连接到每个端口210的两对绞合导体208。因此，两导体可以耦合到接收器端口210而两个导体可以耦合到发送端口210，每对提供差分信号。非依从性以太网分组可以利用4B/5B编码来编码，并封装在通过网络发送的依从性帧的帧结构中。例如，客户端202a可以接收来自STB 200的分组以太网信息，也可以接收同样来自STB 200的帧的另一片段或部分中放置的流数据。

每个帧内的比特流被同步于时钟信号。在网络启动或复位时，一个客户端可以被指定为主时钟客户端，由此该客户端内的晶体谐振器被用于同步网络传输。同步数据提供了用于在从客户端位置恢复时钟信号的边沿。从客户端或节点中每个内的接收器恢复时钟信号，并使用该信号来将同步数据发送到环内下一个客户端或节点。由于每个客户端包含两个端口并且每个端口容纳用于接收和发送差分信号的两对导体，因此网络被配置为环型，即使客户端节点以菊花链方式连接。仅作为例子示出，客户端202e可以是用于接收流视频信号的DTV，而音频信号通过客户端202e被转发到客户端202f，客户端202f可包括用于处理这些音频信号的音频视频接收器。另外在帧结构内的还可以是以太网信号，其由客户端202g接收，用于允许客户端202g进行因特网访问或者电子邮件消息发送。

尽管客户端节点可以以菊花链方式连接，但是这些节点也可以以环型或者星型拓扑连接。例如，当连接三个节点，每个具有它自己的相关网络接口时，每个节点可以具有它自己的它自己的一组RJ45端子和节点间的CAT 5链路。每个节点可以与最少一个RJ45连接器相关联。然而，当以环型拓扑连接时，三个节点需要六个RJ45连接器。在星型拓扑中，需要六个RJ45连接器与三个CAT5线缆以及一个路由集线器。路由集线器的例子在图3中示出，其中集线器可以适应依从性和非依从性数据。可替选地，网络接口可以以路由器配置耦合，如图22所示。

图15更详细地图示了客户端比如客户端202e的双向能力。具体地，第一端口212可以连接到RJ45插座以便连接到STB或调制解调器200。第二端口214可连接到另一RJ45插座以便连接到音频视频接收器202f。网络接口216包含端口212和214以及与其相关联的复用器。接口216还包含DSP 218以及编码器/解码器、扰码器/解扰码器、波形整形发送器、输出驱动器、双绞线接收器、自适应均衡器、时钟和数据恢复功能以及媒体访问控制器(MAC)等等。如果客户端202e是DTV，则视频信息可以被发送到解码器220，解码器220解码视频信息并将其设置成用于显示器222的适当格式。视频信息由客户端202e提取。而音频信息以及分组数据通过旁路输出(BO)端口214转发到音频视频接收器202f并下行到个人计算机202g，如上所述。

图16更详细地图示了图15的网络接口216。网络接口216表示PHY，其可以具有若干不同操作速度，并且可以适应不同编码模式。例如，操作速度可以是150兆比特(3072Fs)、125兆比特(2560Fs)以及100兆比特(2048Fs)。不同编码可以包括DCA和4B/5B编码。为了实施环型拓扑，两个端口都执行时钟和数据恢复，并利用主时钟发生器比如晶体220或通过PLL 222恢复来提供锁定指示。与这对端口相关联的是驱动器和接收器以及一系列复用器224，所述复用器用于通过该节点或者旁路该节点来将信息信道引导到网络内的下一节点。逻辑226接收数据并对帧和比特定时沿提取同步时钟，以为传输流228的数据和时钟恢复建立同步。

MAC 230耦合到时钟/数据恢复电路以及逻辑226，并提供支持MII和RMII总线的媒体独立接口。MAC 230包括主机控制器232和数据引擎234，并且对于CAT 3和CAT 5未屏蔽双绞线线缆，支持全双工10Base T、100BaseT，并且也可以适应上述帧结构中放置的依从性数据。

与图5类似，图22图示了一组接口216。然而，这些接口被耦合以接收和传递依从性和非依从性信息。非依从性信息可以通过端口212至214从对应的RJ45连接器被发送，然后到路由器211。如果例如路由器211是以太网路由器，则该路由器接着转发非依从性信息。非依从性信息可以被转发回适当的接口，然后经由相应的RJ45连接器到其目的地。尽管图22仅图示了三个接口，但是可以有多于三个的接口，所有这些接口都连接到路由器。如果数据是依从性的，则信息可以根据这里所述的协议、通过本地总线213被发送。

图17更详细地图示了MAC 230。逻辑240从多媒体设备如解码器220和显示器222接收数据。所述数据接着被作为发送数据被传递到驱动器或者作为接收数据从接收器被接收，每个是差分对242。由于MAC 230支持不同的发送速度，根据数据是否是依从性的，握手信号被用于指示有效的接收/发送数据出现在4比特接收/发送总线上。MAC接口被配置成MII或RMII模式。

MAC230还包括自动检测或自动协商功能244。自动协商功能的目的是基于其耦合的客户端的性能来自动地配置PHY以最优化链路参数。自动协商是在两个链路伙伴之间交换配置信息并且自动地选择最高性能模式或所耦合的客户端的配置的机制。自动协商在IEEE 802.3规范中定义，然而，配置寄存器246内的额外保留比特被保留用于定义耦合客户端的设备是否是依从性的。

PHY的能力被存储在配置寄存器246中。当发生硬件或软件复位、掉电复位、链路状态断开或设置寄存器0的比特9为逻辑1电压值以指示重新开始自动协商时，自动协商被启动。当检测到这些事件中的一个时，PHY通过发送快速链接脉冲(FLP)串来开始自动协商。这些是来自10M发送器的链接脉冲串。通过FLP串发送的数据被称为“链路码字”。链路码字在IEEE 802.3条款28中被定义。根据在配置寄存器中有多少保留比特被使用，对于所链接的客户端可能有多种匹配。例如，所链接的客户端可以被识别为100M全双工、100M半双工、10M全双工、10M半双工、以太网设备、SPDIF设备等。例如，PHY专用控制/状态寄存器寄存器31可以使它的保留比特中的一个保留用于确定耦合客户端的设备是否正在发送和接收以太网数据(即，个人计算机)，或者发送和接收SPDIF数据，等等。

图17图示了用于发送10M或100M全双工或半双工信号或用于发送依从性或非依从性信号250和252的块。相反地，所接收的信号可以从254由模拟的转换为数字的，并且根据输入信号的速度和输入信号是否源自依从性或者非依从性设备，时钟和数据被恢复256。

图18图示了PHY采取的操作260的逻辑顺序。MAC 230同步于来自其自身的主时钟晶体或从网络恢复的时钟。输入信号被放置于MII或RMII接口270中，在那里使用4B/5B编码器272将数据编码。输入的四比特组被增加一比特并且编码后的五比特可以使用扰码器274被扰码。重复的数据模式优选地被扰码以消除功率谱密度和大的窄带峰。

扰码器274将5比特宽的并行数据传递到NRZI转换器276，在那里所述并行数据变成串行的125MHz NRZ数据流。使用转换器278将NRZ数据流编码为MLT-3。MLT-3是三电平码，其中逻辑电平的改变代表编码比特逻辑1，并且逻辑输出保持同一电平表示编码比特是逻辑电平0。均衡器280补偿由物理传输信道引起的相位和幅度失真。例如，均衡器280优选地为1米到150米之间的CAT 5线缆恢复信号。一旦恢复，数据被放置到RJ45插座282中并且此后被放置到CAT 5(或CAT 3)线缆284上。当然，然而，从MAC 230到CAT 5 284的数据流是双向的。

参考图19，接收器将接收并且发送器将发送对应于4B码的5B符号。例如，接收器将5B码解释为具有唯一的4B值。发送器将发送对于4B值唯一的5B码。例如，在4B值或四比特组中，存在16个可能的数据值，每一个被编码有唯一的符号并通过发送器被放置到CAT 5上。在图19中示出的这16个唯一地定义的四比特组和它们对应的5B符号是众所周知的并且被标准化为以太网传输协议。

组合地参考图19和20，以太网数据290组成的分组典型地紧随符号名为JK或5B符号为1100010001的流开始(SOS)四比特组对被发送。分组290紧接着是符号名为TR或5B符号为0110100111的流结束(EOS)。在分组290和292之间是符号名为I或5B符号为11111的重复序列，表示没有分组出现并且信道是空闲的。

以太网传输协议所固有的是所有的有效数据在5B符号序列中不包含多于两组逻辑0。如果在10比特序列中数据包含多于两组逻辑0，则这将被认为发生了编码违例。因为当两个5比特5B符号被串连在一起表示数据时，不能包含被至少一个逻辑1值分隔的2、3比特逻辑0值，因此在帧开始处构造如图21的标号294所示出的这种序列不仅表示数据编码违例，而且可以表示用于设置FSY(图2)的同步字节。FSY是同步字节并且在每个帧的开始处重复。JK的组合产生由逻辑1值分隔的两个逻辑0三比特序列，或者如果KK值被使用时产生被两个逻辑1值分隔的两个逻辑0序列。如以太网分组的分组的开始可以由如标号296(图21)示出的10比特序列内的单个3逻辑0比特值划分。分组头信息可以是任何在两个5B序列的10比特中产生3逻辑0比特序列的符号序列，如K0、K1等等。

如图19所示，存在32个可能的五比特组合。然而只需要16个来对必须的4比特进行编码。这留下了潜在的16个未使用的编码。对于以太网，这些编码中的一些被用于表示流开始、流结束、发送错误和空闲码。对于以太网，分组利用异步网络被发送，并且因此，在任何时间被发送并且不提供同步信息。因此，不保证任何分组在特定量的时间内到达它的目的地。相反地，当前的通信系统是同步网络。一个节点可以是定时主控而所有其它的节点可以从比特流中恢复它们各自的时钟。这将迫使所有的节点精确地操作在同一时钟。

节点以菊花链方式被连接，通信以虚拟或逻辑环的方式操作。以太网或CAT 5线缆对于从菊花链产生逻辑环是特别有用的，因为其包含多个用于双向通信的双绞线。节点可以仲裁对共享信道的访问并且发送带有头的分组到目的地址和头。信道可以被分配给特定的节点作为流信道，其为发送节点提供每帧固定数量的字节用于将音频或视频流放置到该信道上。发送节点具有有保证的带宽，并且网络的虚拟环使得数据在特定量的时间内保证到达目的地。

在这里通过组合以太网传输协议和依从性的传输协议，减少了服务质量的问题。MAC电路可以在以太网和依从性的数据分组或流数据之间自动检测。如果自动检测确定网络被附接于另一个依从性或非依从性的设备，则其可以配置以转换到依从性的传输协议，或者可能以以太网模式通信。为了使用现有的以太网PHY，依从性网络传输协议必须使用以太网使用的4B/5B编码。恢复的时钟是可以得到的，因为以太网PHY在以太网模式下必须产生该时钟以恢复数据。

以太网编码规则要求不能有多于三个连续的逻辑0，并且在任何5比特码中必须有至少两个逻辑1值。因而，16个对于数据传输有效的码要求没有组合可以产生由一个或多个逻辑1分隔的两组三个连续逻辑0。因而，由至少一个逻辑1分隔的三个连续逻辑0的编码违例确定帧的开始。一旦帧同步模式被确定，就可以使用另外的编码违例来确定分组的开始、分组的结束和等待标识符。

虽然在此描述了多种改进，但是通过专用信道发送类以太网分组信息的能力将使得能够例如直接以隧道方式向以以太网模式工作的网络端口发送和以及从其接收数据。类以太网异步分组可以被设计为具有开始字节、若干目的地字节和优先确认(PACK)字节。类以太网分组也具有结束字节以指示数据在哪里开始和结束。如上所述，开始和结束字节的组合包含违反DCA编码规则的特殊码。PACK字节用于流控。为了与当前的以太网MAC地址相一致，分组目的地地址可以是六个字节而不是两个字节。以太网MAC地址本地地存储在非易失性存储器中，并且对于每个设备是唯一的。有效的以太网MAC地址应该被按顺序使用以允许驻留于节点上的应用与可以通过依从性或非依从性端口连接的以太网设备无缝地进行通信。

涉及以太网异步分组信道和这些用于传输的信道保持的一个问题是仲裁。通常，例如，环形拓扑可以有一个主节点、相对于该主节点的上游节点和下游节点。对于帧中的任何给定字节，节点可以发送其自己的值或旁路来自前面上游网络节点的输入字节值。每个节点也可以在输入数据被发送前修改该数据。例如，每个节点可以增加输入字节值并且发送该增加后的值。对于给定的帧字节，节点可以发送数据值或标识符。标识符必须是可从任何数据值中唯一标识的，并且通常由已定义的编码违例组成。在确定哪个节点将获得特定信道的主控权的仲裁期间使用开始标识符。

当两个或多个节点想要在同一字节信道上发送数据时，仲裁协议确定哪个节点赢得仲裁并被允许在该字节信道上发送其数据。该信道被使用直到赢得仲裁的节点完成发送其数据。一旦信道不再被使用，网络中的节点就可以对该信道的主控权再次进行仲裁。仲裁只用于确定当前要求信道的节点中的哪一个被准予主控权。对于例如以太网异步分组信道的一般仲裁规则是直接公平的。如果多个节点在它们的特定帧中产生指示以太网分组开始的开始字节，则产生最靠近帧开始的开始字节的节点将赢得仲裁并且获得主控权。该节点然后可以自由地发送以结束字节结束的完整分组。如果多个节点试图在帧的同一字节位置放置开始字节，则最靠近主节点的节点将赢得仲裁。

更进一步，如果当另一个节点结束发送时多个节点在等待发送以太网分组，则这些等待的节点将以令牌环的方式(在通过环的数据流方向上，从当前发送节点的直接下游节点开始)被给予对信道的访问权。当多个节点准备发送并且信道已经被使用，则只有这些节点中跟着当前进行发送的节点的第一个节点被允许发送开始字节并且一旦信道变成空闲时赢得仲裁。

因为在单个或虚拟环上的所有节点将共享类以太网异步分组信道的带宽，所以必须利用确认机制。所有的节点共享同一个冲突域，并且如果一个节点因为接收缓冲器满而不能接受分组，则其可以通过断言(assert)优先确认(PACK)字节来停止该信道上所有的流量。这在功能上等同于以太网拥塞信号。节点不能为其预计接受的分组例如其MAC的目的地址、多播或广播地址而断言PACK字节。在当前异步信道中的CRC确认字节可以使低级硬件和发送节点能够检测何时分组不能到达它们的目的地。只有在所有的节点一起被连接在单个或虚拟环内时，这种机制才奏效。

当完全理解了以上公开内容，各种变化和改型将对本领域技术人员变得明显。意图是以下权利要求应被解释为包括所有这些变化和改型。

Claims (11)

1.一种通信系统，包括：

两对导体，其链接第一节点和第二节点；以及

差分信号的串行比特流，其分开到数据帧中，并且通过所述两对导体被双向发送，其中每个帧以帧编码违例开始，并且每个帧内的数据的每个非流分组以分组编码违例开始。

2.如权利要求1所述的通信系统，其中所述帧编码违例包括由不多于两个连续逻辑1电压值分隔的两组三个连续逻辑0电压值。

3.如权利要求1所述的通信系统，其中所述分组编码违例包括三个连续逻辑0电压值。

4.如权利要求1所述的通信系统，其中所述分组编码违例包括由4B/5B编码数据跟随的三个连续逻辑0电压值。

5.如权利要求1所述的通信系统，其中所述帧编码违例和所述分组编码违例不是用于以太网传输的4B/5B编码数据中使用的码。

6.一种用于传递数据的方法，包括：

形成不同于编码数据的作为帧编码违例的一系列比特和作为分组编码违例的另一系列比特；

将流数据和非流数据放置到紧接所述帧编码违例之后的帧内的两个不同时间片段中，并且将所述非流数据放置成紧接所述分组编码违例之后；以及

传递同步于时钟信号的所述流数据和非流数据的帧。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述形成帧编码违例包括：由不多于两个连续逻辑1电压值分隔两组三个连续逻辑0电压值。

8.如权利要求6所述的方法，其中所述形成分组编码违例包括：将三个连续逻辑0电压值放置在5比特序列内。

9.如权利要求6所述的方法，还包括通过从所述流数据和非流数据的边沿恢复时钟信号来为多媒体设备定时钟。

10.如权利要求6所述的方法，还包括由耦合到多媒体设备的晶体谐振器为所述多媒体设备定时钟。

11.如权利要求6所述的方法，其中所述传递包括将所述流数据和非流数据的帧发送到以菊花链耦合在一起的多个节点，其中每个节点具有至少两个端口，用于在环型通信拓扑中的所述多个节点之间双向传递差分信号。

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