CN102577254B - 故障安全通信的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

描述一种通信网络(100)。网络包括通信介质(150，160)以及通过所述通信介质(150，160)所耦合的多个网络节点(120，122，124，126，128，130，132，134)。多个网络节点(120，122，124，126，128，130，132，134)的每个包括第一通信通道(150)和第二通信通道(160)。第一通信通道(150)包括第一物理层收发器(PHY装置)，并且第二通信通道包括第二PHY装置。多个网络节点(120，122，124，126，128，130，132，134)按照双环形拓扑来耦合。

Description

故障安全通信的方法和系统
技术领域
一般来说，本公开的领域涉及通信网络，并且更具体来说，涉及故障安全以太网通信网络。
背景技术
由于为了使通信通道是故障安全型并且是高度可用而必须克服的难度水平，高速通信通道往往设计为或者被认为是重要系统的非重要部分。已经解决了高速通信系统中的故障安全性和可用性问题。例如，附连资源计算机网络(ARCnet)和令牌环网允许所有节点具有对网络的相等访问权。对网络的相等访问权提供与被传送数据的大小相关的可预测最大传输时间。但是，这类技术通常是专有的。这限制了这些技术的标准化和接受，并且因此限制了支持硬件/软件的可用性。这限制了市场上的支持硬件/软件的标准化和接受，这又阻碍了这些技术的应用和增长。
相比之下，以太网是开放网络，并且由IEEE和ISO进行了标准化。各种类型的以太网硬件(例如PHY、MAC、交换机等)、物理介质、软件和协议一贯由不同的厂商开发。以太网甚至采用竞争技术的一些特征，例如ARCnet的星形拓扑。成熟的以太网产品的速度也迅速地几乎以指数从每秒十兆比特(10Mbps)增加到100Mbps，并且增加到高达每秒一千兆比特(1Gbps)和10Gbps。以太网不仅被广泛接受，而且还经受住通信网络市场随时间的迅速变化。
会有利的是，将诸如以太网之类的高速通信网络与故障安全系统进行接口，同时保持高等级的安全性和可用性。系统的安全性能够针对诸如欧洲电工标准化委员会(CENELEC)所定义的安全完整性等级(SIL)之类的标准来测量。另外，诸如以太网硬件/软件之类的标准化解决方案的使用便于使用市场现成销售的经济硬件和软件。
发明内容
在一个方面，提供一种通信系统。网络包括通信介质以及通过通信介质所耦合的多个网络节点。多个网络节点的每个包括第一通信通道和第二通信通道。第一通信通道包括第一物理层收发器(PHY装置)，并且第二通信通道包括第二PHY装置。多个网络节点按照双环形拓扑来耦合，表示多个网络节点的每个正好耦合到两个其它节点，并且两个通路设置在多个网络节点的每个之间。
在另一方面，提供一种以太网集线器。以太网集线器包括通道选择复用器、耦合到通道选择复用器的多个以太网控制器，以及耦合到通道选择复用器的多个物理层收发器(PHY装置)。多个PHY装置各包括收发器，收发器包括收发器输入和收发器输出。
在又一方面，提供一种用于操作通信系统的方法。通信系统包括多个网络节点。该方法包括使用双冗余以太网环拓扑将多个网络节点耦合在一起。双冗余以太网环拓扑至少包括第一通信通道和第二通信通道。该方法还包括执行多级环回测试，其中包括执行协议级环回测试、媒体接入控制器(MAC)级环回测试、物理层(PHY)级环回测试和/或外部环回测试中的至少一个。
附图说明
图1是高速故障安全通信网络的示范实施例的框图。
图2是可包含在图1所示高速通信网络的网络节点中的双端口集线器的示范实施例的框图。
图3是图1所示网络的一部分的框图。
图4是在供图1所示高速通信网络的至少一个网络节点中使用的故障安全系统架构的示范实施例的框图。
图5是示出图2所示的从PHY接收器输出到MAC输入的半字节数据流的同步的示范时序图。
具体实施方式
本文所述的各个实施例包括故障安全通信系统，并且具体来说是供铁路通信中使用的故障安全以太网网络系统。本文所述的各个实施例的技术效果包括提高通信速度，同时向重要系统提供故障安全通信。
通常，故障安全通信系统利用具有例如高达每秒数百千比特(Kbps)的有限传输速度的串行通信。高速网络已经包含在故障安全通信系统中，但是由于使高速网络是故障安全型的难度而常常设计为或者被认为是重要系统的非重要部分。本文所使用的故障安全的系统在故障的情况下进入或保持在安全状态中。欧洲电工标准化委员会(CENELEC)发布定义铁路应用安全性的规范和论证的标准。本文所述的方法和系统按照如下方式来促进高速通信网络的操作：在至少部分实施例中，系统的通信子系统或通信功能满足安全完整性等级4(SIL4)的要求，同时使用现货供应标准技术和节省成本的支持硬件/软件。安全完整性等级由CENELEC来定义，以便聚集方法、工具和技术，其在有效使用时被认为在实现所规定的完整性等级的系统中提供适当置信度。例如，SIL4要求在每小时和每功能的10-9与10-8之间的容许事故率(THR)。
为了使高速通信技术在安全关键系统中实现，本文所述的方法和系统解决高速通信通道与故障安全系统的接口(作为故障安全系统的一部分)中的问题，并且在至少部分实施例中使整个系统满足或超过SIL4标准以及解决故障安全网络组件的可靠性和可用性的改进。
图1是高速通信网络100的示范实施例的框图。在示范实施例中，通信网络100是计轴系统(axle counter system)102中的组件。计轴系统102耦合到将第一车站106与第二车站108连接的铁轨104。计轴系统102计算通过检测点、例如检测点110和112的铁路车辆轴(图1中未示出)的数量。虽然通信网络100描述为计轴系统102中的组件，但是通信网络100可在期望高速故障安全通信的任何其它系统中使用。
在示范实施例中，通信网络100包括双环形架构。在示范实施例中，通信网络100是以太网网络，但是通信网络100并不局限于以太网技术。以太网是在局域网中使用的标准化计算机组网技术。标准作为IEEE 802.3发布。如本文所述，又称作环网或环网拓扑的环形架构为通过各节点的信号提供单个连续通路，因为各节点正好连接到两个其它节点。双环形架构在各节点之间提供两个通路，同时保持各节点到正好两个其它节点的连接。例如，通信网络100包括多个节点120、122、124、126、128、130、132和134。
在示范实施例中，通信网络100包括多个节点。例如，通信网络100可包括第一外围单元120、第二外围单元122、第三外围单元124、第四外围单元126、第五外围单元128、第六外围单元130、第一子系统132和第二子系统134。在示范实施例中，各外围单元120、122、124、126、128和130或者子系统132和134在网络100中作为一个唯一节点出现。在示范实施例中，外围单元122接收来自检测点110的信号，并且外围单元124接收来自检测点112的信号。信号表示例如轴的数量以及各轴通过检测点110和112的时间。如上所述，节点120、122、124、126、128、130、132和134的每个连接到两个其它节点。例如，第一外围单元120连接到第一子系统132和第二外围单元122。更具体来说，第一外围单元120通过第一通路150(本文中又称作第一环150)和第二通路160(本文中又称作第二环160)连接到第一子系统132和第二外围单元122。节点120、122、124、126、128、130、132和134可使用例如双绞电缆、光纤电缆和/或使网络100能够按本文所述来起作用的任何其它适当通信介质来连接，以便形成第一环150和第二环160。此外，本文所使用的通信介质指的是用于在节点之间传播信号的一个或多个机构，例如但不限于导线/电缆、光纤和无线发射器/接收器。
通常，以太网通信网络中的节点按照星形拓扑来连接，其中多个外围节点各耦合到中央交换机或计算机。中央交换机或计算机充当复用器或路由器，以便将消息从源节点传送到目标节点。但是，通过星形拓扑网络同时传送数据分组可引起数据分组的冲突。数据分组的冲突引起分组的传输时间的延迟，这使传输时间变得不可确定。与星形拓扑相比较，通过按照环拓扑来连接以太网节点(即，一个节点的输入(Rx)连接到上游邻节点的输出，而该节点的输出(Tx)连接到下游邻节点的输入)，网络中的所有连接是双端的。双端连接在本文中还可称作点对点连接。通过使用点对点连接来避免数据分组的冲突。
当节点、例如第一外围单元120为空闲(即，没有数据要发送)时，节点120监听在第一端口136所接收的数据分组，并且将所接收数据分组发送给第二端口138，以便输出到相邻节点132。节点120监听输入数据的时间段在本文中称作转发器模式或安全模式，并且转发器模式的节点在本文中称作转发器节点。当节点120发送数据分组时，节点120在本文中称作源节点，并且在本文中称作处于发射器模式。当节点120是源节点时，邻节点132接收数据分组，并且将它透明地发送给下一个邻节点134。数据分组将一个接一个传播到网络100的所有其它节点122、124、126、128和130，并且最终返回到发起该数据分组的节点120(即，源节点)。在示范实施例中，一旦由源节点120接收到返回的数据分组，则不再将该数据分组传送给任何其它网络节点，以便避免循环。换言之，环在源节点被中断，以便避免循环。在网络100上始终仅存在一个源节点。只有源节点能够传送新数据分组(即，发射器模式)，而所有其它节点监听数据分组(即，转发器模式)。
图2是双端口集线器200的示范实施例的框图。图3是网络100(图1所示)的一部分的框图。在示范实施例中，至少一个双端口集线器200包含在各节点120、122、124、126、128、130、132和134(图1所示)中。第一通路150和第二通路160按照双冗余环形架构来连接节点120、122、124、126、128、130、132和134。在示范实施例中，双端口集线器200包括分别耦合到两个连接器端口210和212的两个单独物理层收发器206和208。物理层收发器206和208在本文中又称作PHY装置206和208。在示范实施例中，连接器端口210和212是RJ-45类型端口，其可要求变换器(transformer)、例如变换器214和216，以便将数据分组耦合到典型双绞电缆。连接器端口210和212还可包括供与光纤电缆配合使用的ST卡口式连接器、MIL连接器或者SC插头式，在这种情况下，可要求一对光纤收发器来代替变换器214和216。另外，还可使用允许双端口集线器200按本文所述来起作用的任何适当类型的端口或连接器。在至少部分实施例中，PHY装置206和连接器端口210包括第一介质、例如铜，而PHY装置208和连接器端口212包括第二介质、例如光纤电缆。不同介质的使用提供附加冗余度，并且进一步缓解某些共模故障模式。例如，铜电缆可对电磁干扰敏感，而光纤电缆在高温环境下可能易损坏。不同介质的使用可便于避免在单故障模式的情况下的通信的丢失。
在示范实施例中，双端口集线器200还包括第一处理器220和第二处理器221。本文所使用的术语“处理器”指的是中央处理单元、微处理器、微控制器、简化指令集电路(RISC)、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑电路(例如现场可编程门阵列或复杂可编程逻辑装置)以及能够运行本文所述功能的任何其它电路或处理器。在示范实施例中，处理器220和221包括电路或者具有外围电路，其用作以太网控制器，并且在本文中可称作以太网控制器222和223。以太网控制器222和223分别包括媒体接入控制器(MAC)224和226。在示范实施例中，以太网控制器222还包括介质无关接口(MII)228和MAC环回硬件、例如交换机230。类似地，以太网控制器223包括MII 232和MAC环回交换机234。在示范实施例中，以太网控制器222和223经由MII 228和232耦合到通道选择复用器260。
在示范实施例中，PHY装置206包括接收器238、发射器240和PHY环回硬件、例如交换机242。类似地，PHY装置208包括接收器244、发射器246和PHY环回交换机248。在示范实施例中，PHY装置206还包括介质无关接口(MII)250，并且PHY装置208包括MII252。在示范实施例中，PHY装置206和208经由MII 250和252耦合到复用器260。MAC环回交换机230和234以及PHY环回交换机242和248是可包含在双端口集线器200中的环回测试硬件的示例。
现在参照图3，在示范实施例中，节点120、122和132(又如图1所示)各包括双端口集线器200(又如图2所示)。在示范实施例中，节点120的连接器端口210经由第一通路150和第二通路160耦合到节点132的连接器端口212。在示范实施例中，节点120的连接器端口212经由第一通路150和第二通路160耦合到节点122的连接器端口210，以便形成上述双环形拓扑。例如，节点120的连接器端口210包括分别耦合到节点132的连接器端口212的RXR端口272和TXR端口270的发射器(TXR)端口270和接收器(RXR)端口272。此外，节点120的连接器端口212还包括分别耦合到节点122的连接器端口210的RXR端口272和TXR端口270的TXR端口270和RXR端口272。
参照图2和图3，在示范实施例中，节点120、122和132的每个可工作在发射器模式或转发器模式。当节点工作在发射器模式时，该节点在本文中称作源节点。源节点传送数据分组，数据分组可包括数据分组的预期目标节点的目标地址。当作为源节点进行操作时，节点的双端口集线器200的处理器220经由PHY装置206的发射器240和/或经由PHY装置208的发射器246向通路150和通路160中的至少一个发送数据分组。当节点工作在转发器模式时，PHY装置206和208的MII 250和252由复用器260连接在一起。例如，PHY装置206的接收器238可耦合到PHY装置208的发射器246。接收器238和发射器246的耦合实现通路150上(例如网络上的转发器)的外部数据分组的透明传递。类似地，PHY装置208的接收器244和PHY装置206的发射器240的耦合实现通路160上的外部数据分组的透明传递。相应地，从其它节点所发送的数据分组能够在物理上无需软件的协助而在通路150和通路160上传播到网络100中的所有节点。
在示范实施例中，发射器模式便于防止数据分组围绕网络100传送多于一次。例如，由于源节点的存在，数据分组将不会在网络100上永久循环。一旦由源节点接收到返回的由转发器节点所传播的数据分组，数据分组的传输结束。源节点可包括将接收的返回数据与所发出的原始数据进行比较的软件，以便实现网络故障的检测。在网络故障的情况下，源节点可选择通过同一通道来重传相同数据，或者通过双环通路中的另一通道来传送数据。在一个示范实施例中，为了转发在两个通路150和160上接收到的数据分组，当节点工作在转发器模式时，接收器238耦合到发射器246并且接收器244耦合到发射器240。如果在通路150上发送的数据分组被破坏，则相同数据分组可在通路160上发送，以便避免通信的中断。通路150和/或通路160的选择可经由硬件、例如使用复用器260来实时地控制。应用软件可迫使选择仅来自通路150和160其中之一的数据分组，以便促进通路故障的检测。应用软件还可促进通路150与160之间按照通路150和160的健康状态的自动切换。
处于转发器模式时，节点、例如节点120监听经过节点120的数据分组。在示范实施例中，节点120等待接收网络令牌和/或等待预定时隙以进入发射器模式。在示范实施例中，网络令牌(例如软件中的变量)以预定义最大间隔经由通路150和/或通路160从一个节点传递到另一个节点。将对具有令牌的节点准予传送数据分组的准许，而网络100中的所有其它节点监听和转发所接收数据分组。通过一次仅对一个节点准予传输准许，避免了传输冲突，并且所有节点将具有向网络100传送数据分组的可确定时隙。因此，节点向目的地发送其数据的最大延迟是完全可确定的。在一些备选实施例中，网络时钟同步技术用于实现网络100中的可确定数据分组延迟。网络100中的所有节点的时钟能够同步到单个网络时钟，并且可向各节点指配发送其节点数据的不同时隙。因此，在任何给定时间，只有单个节点传送数据分组，而所有其它节点监听和转发所传送的数据分组。在一些实施例中，软件算法用于为具有更多数据分组或者较大数据分组要传送的节点协商较大时隙。
在示范实施例中，在接收到网络令牌时，节点120可以选择向下游节点(即，节点132)或者上游节点(即，节点122)传送数据。例如，节点120通过将PHY MII的接收器输出、例如PHY装置206的接收器238从另一个PHY MII的发射器输入、例如PHY装置208的发射器246断开，并且将数据分组从以太网控制器222路由到断开连接的发射器输入、在这个示例中为PHY装置208的发射器246，来仅中断两个冗余环150和160其中之一，以及将一个或多个数据分组传送到网络100上。PHY装置208的接收器244保持耦合到PHY装置206的发射器240。通过将通路160保持在闭合状态，提供容错，因为失灵节点(例如没有服从时间或令牌限制而发送数据分组的节点)将不会阻塞两个通路150和通路160。网络100的其余部分能够使用没有受到影响的通路正确地起作用。例如，如果节点无法通过通路150和160其中之一来传送其数据，则它能够通过另一个通路来重试。在备选实施例中，源节点通过两个环150和160接连或同时地传送数据。在备选实施例中，目标节点能够接收来自两个环150和160的两个独立数据分组，并且通过两个所接收数据分组的完整性校验，目标节点可确定所接收数据的完整性，并且选择仅使用正确的数据分组。
在示范实施例中，两个冗余PHY装置206和208的MII接口250和252连接到复用器260，以便实现上述功能，例如接收器244和发射器240的连接、接收器238和发射器246的连接以及MII 250和252到以太网控制器222和223的连接。在示范实施例中，复用器260可包括适当的超时和检测逻辑，以便识别节点故障。例如，如果节点中断通路150和160长达超过预定时间长度(例如超过最大容许分组延迟)，则复用器260可从以太网控制器222和223断开PHY装置206和208的接收器238和244，并且将它们分别连接到PHY装置206和208的发射器240和246，以便使节点恢复到转发器模式。将节点置于转发器模式在意外差错期间将节点置于安全状态，这便于提高网络100的可靠性、安全性和可用性。
图4是供网络100(图1所示)中使用的二分之二故障安全架构400的示范实施例的框图。在示范实施例中，故障安全架构400便于MII数据流的创建、同步和处理。通常，合成故障安全系统由同步地运行相同功能的两个或更多相同单元来组成。硬件和/或软件配置用于故障检测和恢复。在示范实施例中，为了使通信通道成为系统中的重要组件，将数据流同步到通信通道中包含的各节点的系统操作。
在示范实施例中，同步使合成故障安全系统中的每个相同单元能够在基本相同时间来接收相同数据流。相应地，所有单元能够处理同步接收的数据，并且实时地将所接收的数据与其它单元所接收的数据进行比较，以便便于防止因单个单元的故障而引起的不安全操作。
在PHY装置206和PHY装置208(图2所示)同步进行操作的二分之二重要系统的示例中，时钟从两个PHY装置206和208所使用的单个系统时钟280(图2所示)来得出。将PHY发射器246同步到这个时钟，使得它将同步地生成出局比特流。将PHY接收器244同步到从其中恢复其接收器时钟的输入比特流。存储器中的至少一个缓冲器、例如缓冲器402和404记录数据流的一部分。从系统时钟280重新生成MII接收器时钟(ERxCLK)序列，半字节数据流被记录并且然后在RxCLK移出，以便重新创建发送给MAC 224和MAC 226的新系统时钟同步半字节数据/状态流。通过使发送给MAC 224和226的数据流同步，MAC 224和226将同步地接收数据，并且又在基本相同时间生成接收器中断。架构400的以太网接口便于保持重要二分之二系统故障安全结构，并且实现高安全完整性等级。
如上所述，通常，合成故障安全系统包括相互之间具有充分隔离的两个或更多相同单元，以便避免共模故障的发生。相同单元的每个通过它自己的输入通道来接收外部输入，并且单独处理该输入。这些相同单元的诸如读、写、输入、输出、状态和内部控制之类的行为由硬件或软件来相互比较。如果在这些单元之间发现差异，则系统将或者进入并且保持在保护状态，在此期间将所有输出置于预定安全状态，或者系统仲裁逻辑/算法将确定要信任哪一个(哪些)单元而否定其它单元。在示范实施例中，如图4所示，故障安全架构400包括两个基本相同单元、例如单元410和单元420。单元410和420同步进行操作。在示范实施例中，单元410包括输入缓冲器402和处理器426。单元420包括输入缓冲器404和处理器428。处理器426和428可执行以上针对处理器220和221(图2所示)所述的功能。
在示范实施例中，单元410经由输入通道430来接收输入，并且单元420经由输入通道430来接收输入。当接收以太网输入时，输入通道430和432可包含在复用器装置260(图2所示)中。更具体来说，复用器装置260可从PHY装置206或208所接收的单个系统输入流来生成两个同步并且相同的输入数据流，并且可将它们单独提供给单元410和420，以便实现数据的单独处理。硬件比较逻辑434比较单元410和420的输入、输出和状态，并且在检测到单元410与420之间的任何差异时，生成不可屏蔽中断(NMI)436，以便迫使两个单元410和单元420进入安全状态(例如，将输出断电，并且使网络节点进入转发器模式)。
在示范实施例中，可通过选择单元410的输出或者单元420的输出，来简化单元410与420之间的仲裁。在示范实施例中，只有单元410正驱动系统输出440，但是，由于两个单元410和单元420的输出经过了比较和商定，所以两个单元410和420中的任一个能够驱动整个系统的输出440。例如，当单元410的输出与单元420的输出不一致时，将使两个单元410和单元420的输出进入安全状态，因此再次使单元410和420中的哪一个驱动系统输出440没有区别。另外，在示范实施例中，故障安全架构400包括监测逻辑，在本文中又称作“监视器逻辑”450。由两个单元410和单元420所生成的唯一模式来周期地触发监视器逻辑450。如果任一个单元410或单元420无法采用预定模式、序列来触发监视器逻辑450和/或触发的定时不满足预定要求，则监视器逻辑450将系统输出440置于安全状态，而不管与其连接的单元的输出。在示范实施例中，实现监视器逻辑450和硬件比较逻辑434的装置是与单元410和420分离的物理装置。将单元410和420与监视器逻辑450和硬件比较逻辑434分离便于防止因单元410和/或单元420的故障而引起的架构400的安全性的损害。
图5是流经复用器260(图2所示)的信号的示范时序图600。时序图600示出使故障安全处理器426和428(图4所示)能够经由两个不同通道、例如输入通道430和432同步地接收以太网数据输入的输入数据流的同步。例如，使来自PHY装置206和208其中之一的半字节数据流614延迟，以便与系统时钟280对齐，并且因此创建两个相同处理器426和428(图4所示)的每个的同步半字节数据/状态流(ERxCLK)620。
示范时序图600包括由PHY接收器电路、例如图2所示的接收器238所恢复的原始数据时钟RxCLK 612。如上所述，从其定时可受到网络节点之间的距离以及受到诸如介质类型和收发器性能之类的其它网络特性影响的入局数据流来重新创建RxCLK 612。因此，RxCLK 612与本地节点的系统操作时钟280(又如图2所示)是异步的。类似地，本文中称作以太网数据/状态614的PHY接收器数据半字节(RxD[3..0])和数据有效信号(RxDV)与系统时钟280也是异步的。如果与系统时钟280同步工作的本地处理器、例如处理器220和221(图2所示)直接读取以太网数据/状态614，则它们可在这些信号发生变化时记录输入数据和状态。为了便于避免在输入数据和状态正改变状态时记录输入数据和状态，RxCLK 612和数据/状态614首先被记录，并且然后借助于半字节识别逻辑(Trans_EN)640在系统时钟280的边沿作为ERxCLK 620以及RxD_OUT[3..0]和RxDV_OUT 622重新生成。
此外，在示范实施例中，为了实现以太网连接中的高SIL，四个不同等级的环回测试可用于周期地检验数据流完整性。检验数据流完整性便于提供例如CENELEC所定义的反应故障安全性。环回测试的执行之间的间隔可由软件来确定，以便在网络安全性与数据流吞吐量之间进行平衡。相应地，甚至在以太网网络中仅存在单个物理介质时，网络仍然能够保持高等级的安全完整性。各种通信层/协议中嵌入的环回测试和分组完整性校验便于网络故障的一致检测和避免。
在示范实施例中，第一环回测试是协议级环回测试。协议级环回测试嵌入由例如处理器220和221(图2所示)所运行的软件中。通过向特定内部环回地址发送测试数据分组，将数据分组有效地隧道传递给传输层的接收器分组缓冲器，而不是转到较低层、如MAC或物理层。协议级环回测试在软件级来实现。由于协议级环回测试，硬件没有看到任何数据业务(data traffic)。协议级环回测试可用作任何连通性测试的第一步骤，以便检验协议栈和应用接口的基本功能性。协议级环回测试没有中断运行应用的正常操作。通过在后台运行，协议级环回测试对最终用户是透明的。
在示范实施例中，第二环回测试是以太网控制器环回测试，在本文中又称作MAC环回测试。以太网控制器、例如以太网控制器222(图2所示)配置成使得来自MAC224的出局分组经由环回交换机230路由到MAC 224输入，而不是发送给PHY装置、例如PHY装置206。利用MAC环回测试，检验软件的全功能性和MAC硬件的大多数特征。在示范实施例中，MAC环回测试中断任何入局分组的接收以及任何输出分组的输出。在MAC环回测试期间，PHY装置206和208将不会接收来自以太网控制器222的任何输出分组，因为输出分组在内部导向MAC输入。相应地，在示范实施例中，当通信不是活动(例如，没有输入和输出分组长达特定超时时间段)时，执行MAC环回测试。在一些实施例中，MAC环回测试可通过MAC控制寄存器中的比特标志来启用和停用。
在示范实施例中，第三环回测试是PHY级环回测试。与MAC环回测试相似，在示范实施例中，PHY装置例如使用交换机242和248(图2所示)在内部将收发器输入和输出连接在一起，以便执行PHY级环回测试。在PHY级环回测试期间，测试分组没有发送给变换器(在铜介质的情况下)或者光纤收发器模块(在光纤介质的情况下)。常常在通信不是活动时执行PHY级环回测试，因为在PHY级环回测试模式中，PHY装置可能丢失来自输入端口的任何入局分组。在一些实施例中，PHY级环回测试模式可通过PHY控制寄存器中的比特标志来启用和停用。
在示范实施例中，第四环回测试是外部环回测试。外部环回测试可包括在以太网连接的两端(或者在复杂网络的所有节点)的应用级功能。在由节点识别特定测试分组时，应用软件将采用相同分组或者又能够识别为有效应答的经变换的分组来响应发送方。相同分组又称作“回波”，并且为了向源返回“回波”，将报头中的目标地址修改成指向测试分组的源。可在执行特定计算之后或者在输入测试分组的加密/解密之后形成经变换的分组。在网络中存在差错时，经变换的分组防止干扰、无意的短路和其它故障模式向测试分组的源节点提供有效“回波”。相比之下，极不可能的是，干扰、无意的短路或者其它故障模式可能发生以形成与输入测试分组不同的预计变换的响应分组。在示范实施例中，外部环回测试不影响网络100的正常操作。测试分组按照与非测试数据分组相同的方式来处理。在示范实施例中，能够破坏通信的任何故障模式可使测试数据流无效并且因此被检测。
除了上述方法和系统之外，电力携带布线技术可包含在网络100(图1所示)中，以便于实现电力故障情况下的网络高可用性。电力携带布线技术使网络节点之间的电缆能够携带能够维持节点的正常或最小所需功能性的少量电力。例如，网络100可包括IEEE 802.3af中定义的以太网上电力技术。在网络100中，各节点的PHY装置206和208以及复用器260可由通过以太网电缆所携带的电力来供电，而与系统电力无关。在一个或多个节点中的电力故障的情况下，最低限度地，节点的PHY装置和复用器将继续工作在转发器模式，使得没有阻塞网络100。当系统电力存在或恢复时，节点经由电缆将电力摊派给下游和上游的节点。
在示范实施例中，描述故障安全通信网络。通信网络可使用成熟并且现货供应的技术，例如以太网硬件、软件和规范。通信网络包括多个网络节点，其中多个网络节点的每个包括至少两个通信通道。多个网络节点通过连接两个通信通道的双环形拓扑来耦合。通过在网络中传递单个令牌，通信网络仅对多个网络节点其中之一准予传输准许。在没有具有传输令牌时，多个网络节点将自身置于转发器模式，并且监听网络业务。多个网络节点传递令牌，这实现以预定间隔或时隙把来自具有令牌的节点的数据从一个节点传送给另一个节点，以便保证多个网络节点的每个具有对网络的相等访问权。多个网络节点的每个可包括多级环回测试硬件和软件，以便提供反应故障安全性。多个网络节点的每个还可包括复用器硬件，以便在两个通道之间进行切换。多个网络节点的每个还可包括检测所接收数据的完整性、确定多个通道的健康状态以及将输出数据路由到正确起作用的通信通道其中之一的软件。多个网络节点的每个动态验证并且选择来自通信通道的任一个的数据。此外，多个网络节点的每个可包括输入同步逻辑，以便实现高速异步数据输入同步到对应节点的系统时钟，其中数据输入由合成故障安全系统来单独处理。通信网络可包括电力携带布线技术，以便实现电力故障情况下的较高可用性的取得。
本文所述的方法和系统解决故障安全以太网中的关键技术。如本文所述，方法和系统可包括实现物理层收发器(PHY)到合成故障安全系统(例如二分之二重要系统)的连接的数据流同步技术。方法和系统还可包括多级环回测试，以便确保网络链路的反应故障安全性。方法和系统还可包括便于降低和/或消除网络中的数据传输冲突的环网拓扑。方法和系统还可包括使传输延迟是确定性的协议以及实现高可用性故障安全网络的双冗余以太网环拓扑。方法和系统还可包括在意外故障期间使系统进入安全状态的比较、仲裁和监视器技术。方法和系统还可包括电力携带布线技术的应用，以便提高电力故障期间的网络可用性和故障安全性。
本文所述的方法和系统可用于诸如车辆控制系统和/或铁路信令系统中包含的设备之类的故障安全设备的组网。因此，对于通信网络，用于操作通信系统或者如本文所述的以太网集线器、通信网络的方法、用于操作通信系统或者以太网集线器的方法可用于或者实现为机器控制系统，机器控制系统包括生成数据/信息的第一机器(例如第一车辆、车辆控制器、车辆控制中心)以及接收数据/信息并且基于该数据/信息来被控制的第二机器(例如第二车辆)，其中数据/信息通过通信网络或者使用以太网集线器或者使用用于操作通信系统的方法从第一机器传递给第二机器。通常，重要系统限制到单独的独立组件，或者重要网络的大小、面积和速度例如限制到经由遗留串行端口所连接的几个组件。本文所述的方法和系统实现取决于介质类型和所涉及的网络设备的例如从数百米到数千公里的大面积、大量节点以及以高速、例如100Mbps及更高的重要网络通信。
本文所述的方法和系统促进现有故障安全系统的性能、安全性、可靠性和可用性的增强。例如，通过应用本文所述的方法和系统，信令系统可以能够以较高速度在较大面积中进行操作。分布式设备能够有效地形成高速网络，以便实现复杂计算、检测/保护、信令和/或控制功能。系统/功能的每单位的成本可降低，和/或对系统运营商的价值可增加。本文所述的技术可提高现有通信系统的安全性，并且可增加系统的可用性(即，正常运行时间)。因此，客户可获益于更安全的服务以及服务的更少中断。
本文所述的是网络通信的示范方法和系统。更具体来说，本文所述的方法和系统实现使用现货供应组件的高速通信系统的故障安全操作。本文所述的硬件同步系统是简单、可靠的，并且对网络增加最小开销，这使网络是快速、低成本并且可扩展的，同时是合成地并且反应性地故障安全的。
本文所述的方法和系统促进故障安全网络的有效和经济操作。本文详细描述和/或说明了方法和系统的示范实施例。方法和系统并不局限于本文所述的具体实施例，而是可单独且独立于本文所述的其它组件和步骤来使用各系统的组件以及各方法的步骤。各组件和各方法步骤还能够与其它组件和/或方法步骤结合使用。
在介绍本文描述和/或说明的方法和设备的元件/组件/等等时，限定词“一”、“该”和“所述”预计表示存在元件/组件/等的一个或多个。术语“包含”、“包括”和“具有”预计包括在内，并且表示可存在除了所列元件/组件/等等之外的其它元件/组件/等。
本书面描述使用示例来公开本发明，其中包括最佳模式，并且还使本领域的技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的专利范围由权利要求书来限定，并且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果这类其它示例具有与权利要求的文字语言完全相同的结构单元，或者如果它们包括具有与权利要求的文字语言的非实质差异的等效结构单元，则预计它们落入权利要求的范围之内。

Claims (10)

1. 一种通信网络，包括：
通信介质；以及
通过所述通信介质所耦合的多个网络节点，所述多个网络节点的每个包括第一通信通道和第二通信通道，所述第一通信通道包括第一物理层收发器(PHY装置)，所述第二通信通道包括第二PHY装置，所述多个网络节点按照双环形拓扑来耦合；
其中，所述多个网络节点还配置成接收在所述网络节点之间分发的网络令牌，所述网络令牌将接收网络节点置于发射器模式；所述多个网络节点配置成执行多级环回测试，所述执行多级环回测试包括执行协议级环回测试、媒体接入控制器(MAC)级环回测试、物理层(PHY)级环回测试和/或外部环回测试中的至少一个；所述执行多级环回测试还包括确定在网络安全性与数据流吞吐量之间进行平衡的所述环回测试的执行之间的间隔。
2. 如权利要求1所述的通信网络，其中，所述多个网络节点的每个包括下列中的至少一个：
多级环回测试硬件；和/或
环回测试硬件和测试软件的组合。
3. 如权利要求2所述的通信网络，其中，所述测试软件配置成执行下列中的至少一个：
检测在所述网络节点所接收的数据的完整性，
确定所述第一通信通道和所述第二通信通道中的至少一个的健康状态，和/或
将输出数据路由到所述第一通信通道和所述第二通信通道其中之一。
4. 如权利要求2所述的通信网络，其中，所述多级环回测试硬件包括下列中的至少一个：
媒体接入控制器(MAC)环回硬件，配置成将出局数据分组路由到MAC输入，以便于检测MAC故障；和/或
PHY环回硬件，配置成连接所述PHY装置的接收器输出和所述PHY装置的发射器输入，以便于检测PHY装置故障。
5. 如权利要求1所述的通信网络，其中，所述第一通信通道还包括第一以太网控制器和媒体接入控制器(MAC)，所述第二通信通道还包括第二以太网控制器和MAC。
6. 如权利要求5所述的通信网络，其中，所述第一PHY装置、所述第二PHY装置、所述第一以太网控制器和所述第二以太网控制器的每个包括介质无关接口(MII)。
7. 如权利要求5所述的通信网络，其中，所述多个网络节点的每个包括配置成在下列中的至少一个之间路由数据分组的通道选择复用器：
所述第一PHY装置和所述第二PHY装置；
所述第一PHY装置和所述第二PHY装置中的至少一个和所述第一以太网控制器；
所述第一以太网控制器和/或所述第二以太网控制器中的至少一个和所述第一PHY装置；和/或
所述第一以太网控制器和/或所述第二以太网控制器中的至少一个和所述第二PHY装置。
8. 一种用于操作通信系统的方法，所述通信系统包括多个网络节点，所述方法包括：
使用双冗余以太网环拓扑将所述多个网络节点耦合在一起，其中所述双冗余以太网环拓扑至少包括第一通信通道和第二通信通道；
执行多级环回测试，其中包括执行协议级环回测试、媒体接入控制器(MAC)级环回测试、物理层(PHY)级环回测试和/或外部环回测试中的至少一个；
确定在网络安全性与数据流吞吐量之间进行平衡的所述环回测试的执行之间的间隔；以及
在由接收网络节点接收到网络令牌时传送网络数据分组，其中所述网络令牌将所述接收网络节点置于发射器模式。
9. 如权利要求8所述的方法，还包括将所述第一通信通道和所述第二通信通道的数据流与所述网络节点的系统时钟同步。
10. 如权利要求8所述的方法，其中，执行多级环回测试包括以下中的至少一个：
执行多级环回硬件测试；和/或
执行环回硬件测试和软件测试的组合。
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Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5482102B2 (ja) * 2009-10-29 2014-04-23 富士通株式会社 信号伝送方法、伝送装置
US8117494B2 (en) * 2009-12-22 2012-02-14 Intel Corporation DMI redundancy in multiple processor computer systems
US10523402B1 (en) * 2010-05-07 2019-12-31 William George Pabst Multi-media full duplex packet data splitter
US8780737B2 (en) * 2010-12-21 2014-07-15 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus and method for loop-back in wireless communication systems
NL2006494C2 (en) * 2011-03-25 2012-09-26 Astrea Intellectueel Eigendomsrecht B V Isolator device for passing through a signal.
DE102011082969B4 (de) * 2011-09-19 2015-04-30 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationsnetzwerkes und Netzwerkanordnung
DE102011117589A1 (de) * 2011-11-03 2013-05-08 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Einheit mit Schaltfunktion für Ethernet
DE102012000188B4 (de) 2012-01-09 2015-05-28 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationsnetzwerkes und Netzwerkanordnung
US20130227243A1 (en) * 2012-02-23 2013-08-29 Freescale Semiconductor, Inc Inter-partition communication in multi-core processor
JP5919571B2 (ja) * 2012-02-27 2016-05-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 マスタ装置、通信システム及び通信方法
US8996928B2 (en) * 2012-04-17 2015-03-31 Qualcomm Incorporated Devices for indicating a physical layer error
CN102647303B (zh) * 2012-04-28 2015-08-26 浪潮电子信息产业股份有限公司 一种数据传输链路动态自愈机制的设计方法
DE102012209108B4 (de) * 2012-05-30 2014-05-15 Siemens Aktiengesellschaft Netzwerkeinrichtung, Netzwerkanordnung und Verfahren zum Betreiben einer Netzwerkanordnung
DE102012210057A1 (de) * 2012-06-14 2013-12-19 Continental Automotive Gmbh Ringförmiges Netzwerk für ein Fahrzeug
EP2677692B1 (en) * 2012-06-18 2019-07-24 Renesas Electronics Europe Limited Communication controller
US9233698B2 (en) * 2012-09-10 2016-01-12 Siemens Industry, Inc. Railway safety critical systems with task redundancy and asymmetric communications capability
US8714494B2 (en) * 2012-09-10 2014-05-06 Siemens Industry, Inc. Railway train critical systems having control system redundancy and asymmetric communications capability
US9319101B2 (en) 2012-09-28 2016-04-19 Siemens Industry, Inc. System and method for ground fault detection in a transformer isolated communication channel of a network device
US9013980B2 (en) * 2012-09-28 2015-04-21 Siemens Industry, Inc. System and method for fail-safe communication across a compromised communication channel of a network device
DE102013002435A1 (de) * 2013-02-11 2014-08-14 eyevis Gesellschaft für Projektions- und Grossbildtechnik mbH Bildmodul für eine Bildwand
EP3020161B1 (en) * 2013-07-11 2018-03-21 Plexxi Inc. Network node connection configuration
CN104301027B (zh) * 2013-07-16 2018-10-26 南京中兴新软件有限责任公司 光突发交换环网中实现自动保护倒换的方法、系统及节点
US9128841B2 (en) 2013-11-12 2015-09-08 Thales Canada Inc. Remote shutdown via fiber
EP2950174A1 (de) * 2014-05-26 2015-12-02 Sick Ag Verfahren und Vorrichtung zum sicheren Überprüfen eines Zustandes zweier Einrichtungen
DE102014116909B4 (de) * 2014-11-19 2016-07-28 Infineon Technologies Ag Empfänger, Sender, Verfahren zum Wiedergewinnen eines zusätzlichen Datenwerts aus einem Signal und Verfahren zum Übertragen eines Datenwerts und eines zusätzlichen Datenwerts in einem Signal
US10243880B2 (en) * 2015-10-16 2019-03-26 Tttech Computertechnik Ag Time-triggered cut through method for data transmission in distributed real-time systems
KR101770915B1 (ko) * 2016-03-08 2017-09-05 엘에스산전 주식회사 철도 신호 처리용 cpu 모듈
CN116101190A (zh) 2016-06-24 2023-05-12 矢崎总业株式会社 车辆电路体
US10365325B2 (en) * 2017-08-22 2019-07-30 Micron Technology, Inc. Semiconductor memory device
KR102102113B1 (ko) * 2019-03-25 2020-04-20 엘에스일렉트릭(주) RAPIEnet 시스템에서 통신 장애 발생 시 네트워크 복구방법
US11240061B2 (en) 2019-06-03 2022-02-01 Progress Rail Locomotive Inc. Methods and systems for controlling locomotives
SE545962C2 (en) * 2020-09-10 2024-03-26 Westermo Network Tech Ab Train ethernet network node for Gbit/s data transmission over 2-pair ethernet cable
CN112653621A (zh) * 2020-12-07 2021-04-13 天津津航计算技术研究所 一种国产化带双冗余切换功能的lrm千兆网络模块
CN113329546B (zh) * 2021-06-03 2024-04-23 陕西科技大学 一种回环式数据传输的景观照明控制系统及其工作方法
US11305796B1 (en) * 2021-10-20 2022-04-19 Bnsf Railway Company System and method for remote device monitoring
WO2024056184A1 (en) 2022-09-16 2024-03-21 Siliconally Gmbh Ethernet device with safety features at the physical layer and method for a bi-directional data transfer between two ethernet devices

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5335124A (en) * 1990-07-23 1994-08-02 Canon Denshi Kabushiki Kaisha Disk drive
US7197052B1 (en) * 2001-06-11 2007-03-27 Cisco Technology, Inc. Technique for interfacing MAC and physical layers of access networks
CN101160837A (zh) * 2005-04-14 2008-04-09 鲍米勒系统工程有限公司 允许中断和去耦的通信网络、数据路径切换装置和相应的方法

Family Cites Families (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4498168A (en) 1982-12-13 1985-02-05 Trw Inc. Communication network and method for its use
US5727157A (en) 1990-09-17 1998-03-10 Cabletron Systems, Inc. Apparatus and method for determining a computer network topology
DE4125374C2 (de) 1991-07-31 1995-03-09 Siemens Ag Automatisiert arbeitende, mehrere Anlagenteile aufweisende Kokerei
US5355124A (en) * 1992-06-09 1994-10-11 Digital Equipment Corporation Wiring concentrator for data networks
US7188003B2 (en) * 1994-12-30 2007-03-06 Power Measurement Ltd. System and method for securing energy management systems
US7127328B2 (en) * 1994-12-30 2006-10-24 Power Measurement Ltd. System and method for federated security in an energy management system
FR2745453B1 (fr) 1996-02-23 1998-04-03 Hamel Andre Systeme de surveillance d'un reseau en anneau multi-longueur d'onde
US6017143A (en) * 1996-03-28 2000-01-25 Rosemount Inc. Device in a process system for detecting events
US7085610B2 (en) * 1996-03-28 2006-08-01 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Root cause diagnostics
US7146408B1 (en) * 1996-05-30 2006-12-05 Schneider Automation Inc. Method and system for monitoring a controller and displaying data from the controller in a format provided by the controller
US6704296B1 (en) * 1996-09-16 2004-03-09 Advanced Micro Devices, Inc. Optimized MII for 802.3u (100 BASE-T) fast ethernet PHYs
US6715100B1 (en) * 1996-11-01 2004-03-30 Ivan Chung-Shung Hwang Method and apparatus for implementing a workgroup server array
US5805801A (en) 1997-01-09 1998-09-08 International Business Machines Corporation System and method for detecting and preventing security
US6069897A (en) 1997-07-09 2000-05-30 Compaq Computer Corporation Interface with dual mode of operation
US6282454B1 (en) 1997-09-10 2001-08-28 Schneider Automation Inc. Web interface to a programmable controller
US7035898B1 (en) * 1997-09-10 2006-04-25 Schneider Automation Inc. System for programming a factory automation device using a web browser
US7028899B2 (en) * 1999-06-07 2006-04-18 Metrologic Instruments, Inc. Method of speckle-noise pattern reduction and apparatus therefore based on reducing the temporal-coherence of the planar laser illumination beam before it illuminates the target object by applying temporal phase modulation techniques during the transmission of the plib towards the target
US6560290B2 (en) * 1998-01-20 2003-05-06 Silicon Image, Inc. CMOS driver and on-chip termination for gigabaud speed data communication
US7162510B2 (en) * 1998-03-16 2007-01-09 Schneider Automation Inc. Communication system for a control system over Ethernet and IP networks
WO1999053627A1 (en) * 1998-04-10 1999-10-21 Chrimar Systems, Inc. Doing Business As Cms Technologies System for communicating with electronic equipment on a network
US6889095B1 (en) * 1998-06-11 2005-05-03 Agilent Technologies, Inc. Computer network adapted for industrial environments
US6680922B1 (en) * 1998-07-10 2004-01-20 Malibu Networks, Inc. Method for the recognition and operation of virtual private networks (VPNs) over a wireless point to multi-point (PtMP) transmission system
US6085241A (en) 1998-07-22 2000-07-04 Amplify. Net, Inc. Internet user-bandwidth management and control tool
US6389030B1 (en) * 1998-08-21 2002-05-14 Adc Telecommunications, Inc. Internet access over a ring network
US6109568A (en) 1998-10-23 2000-08-29 Innovative Transportation Systems International, Inc. Control system and method for moving multiple automated vehicles along a monorail
US6691165B1 (en) * 1998-11-10 2004-02-10 Rainfinity, Inc. Distributed server cluster for controlling network traffic
US6253345B1 (en) 1998-11-13 2001-06-26 Broadcom Corporation System and method for trellis decoding in a multi-pair transceiver system
US6888800B1 (en) 1998-11-14 2005-05-03 Emulex Design & Manufacturing Corporation High performance digital loop diagnostic technology
US6853867B1 (en) * 1998-12-30 2005-02-08 Schneider Automation Inc. Interface to a programmable logic controller
US6327511B1 (en) * 1998-12-30 2001-12-04 Schneider Automation, Inc. Input/output (I/O) scanner for a control system with peer determination
US6975637B1 (en) 1999-01-27 2005-12-13 Broadcom Corporation Apparatus for ethernet PHY/MAC communication
US6801949B1 (en) * 1999-04-12 2004-10-05 Rainfinity, Inc. Distributed server cluster with graphical user interface
US6985750B1 (en) * 1999-04-27 2006-01-10 Bj Services Company Wireless network system
US6788980B1 (en) * 1999-06-11 2004-09-07 Invensys Systems, Inc. Methods and apparatus for control using control devices that provide a virtual machine environment and that communicate via an IP network
US6952727B1 (en) * 1999-12-07 2005-10-04 Schneider Automation Inc. Method for adapting a computer-to-computer communication protocol for use in an industrial control system
US6915431B1 (en) * 1999-12-22 2005-07-05 Intel Corporation System and method for providing security mechanisms for securing network communication
US6751213B1 (en) * 1999-12-24 2004-06-15 Cypress Semiconductor Corporation Token over ethernet protocol
US7095348B1 (en) * 2000-05-23 2006-08-22 Marvell International Ltd. Communication driver
US7113121B1 (en) * 2000-05-23 2006-09-26 Marvell International Ltd. Communication driver
US6711698B1 (en) * 2000-07-07 2004-03-23 Schneider Automation Inc. Programmable logic controller with provisions for safety systems
AU2001285037A1 (en) * 2000-08-21 2002-03-04 Woodhead Industries, Inc. Industrial switching hub for ethernet network
US7028204B2 (en) * 2000-09-06 2006-04-11 Schneider Automation Inc. Method and apparatus for ethernet prioritized device clock synchronization
ES2273877T3 (es) * 2000-09-12 2007-05-16 Tyco Electronics Amp Gmbh Sistema de conexion modular para aplicaciones ethernet en el sector industrial.
US6442451B1 (en) * 2000-12-28 2002-08-27 Robotic Workspace Technologies, Inc. Versatile robot control system
US6671583B2 (en) * 2001-03-30 2003-12-30 Helix Technology Corporation Vacuum system information network
US6859755B2 (en) * 2001-05-14 2005-02-22 Rosemount Inc. Diagnostics for industrial process control and measurement systems
US6763282B2 (en) * 2001-06-04 2004-07-13 Time Domain Corp. Method and system for controlling a robot
US7165005B2 (en) * 2001-08-14 2007-01-16 National Instruments Corporation Measurement module interface protocol database and registration system
US7043393B2 (en) * 2001-08-15 2006-05-09 National Instruments Corporation System and method for online specification of measurement hardware
US6772036B2 (en) * 2001-08-30 2004-08-03 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Control system using process model
US7194003B2 (en) * 2001-10-29 2007-03-20 General Electric Company Ethernet switch and system
US7085497B2 (en) * 2002-04-03 2006-08-01 Lockheed Martin Corporation Vehicular communication system
US7212492B1 (en) * 2002-05-22 2007-05-01 Nortel Networks Limited Technique for providing a control and management protocol for an ethernet layer in an ethernet network
US7185045B2 (en) * 2002-07-15 2007-02-27 Sixnet, Llc Ethernet interface device for reporting status via common industrial protocols
DE10234233A1 (de) * 2002-07-27 2004-02-05 Kuka Roboter Gmbh Verfahren zum Austausch von Daten zwischen Steuerungen von Maschinen, insbesondere von Robotern
US6968905B2 (en) * 2003-03-18 2005-11-29 Schlumberger Technology Corporation Distributed control system
WO2004102853A2 (en) * 2003-05-06 2004-11-25 Overture Networks, Inc. Protected switching ring
US6933745B2 (en) * 2003-08-28 2005-08-23 Spediant Systems Ltd. Bus network interface
US6864812B1 (en) * 2004-02-05 2005-03-08 Broadcom Corporation Hardware efficient implementation of finite impulse response filters with limited range input signals
US7081827B2 (en) * 2004-04-05 2006-07-25 Honeywell International, Inc. Power over Ethernet-prioritized active splitter
US7103456B2 (en) * 2004-04-12 2006-09-05 Sagem Avionics, Inc. PCMCIA card for remotely communicating and interfacing with aircraft condition monitoring systems
US7836223B2 (en) * 2007-07-02 2010-11-16 Silicon Image, Inc. Operation of media interface to provide bidirectional communications

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5335124A (en) * 1990-07-23 1994-08-02 Canon Denshi Kabushiki Kaisha Disk drive
US7197052B1 (en) * 2001-06-11 2007-03-27 Cisco Technology, Inc. Technique for interfacing MAC and physical layers of access networks
CN101160837A (zh) * 2005-04-14 2008-04-09 鲍米勒系统工程有限公司 允许中断和去耦的通信网络、数据路径切换装置和相应的方法

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