CN103095607A

CN103095607A - 一种实时优先级以太网控制器实现方法

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Publication number: CN103095607A
Application number: CN201310055929.XA
Authority: CN
Inventors: 庞吉耀
Original assignee: NANJING PANENG ELECTRIC POWER TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: NANJING PANENG ELECTRIC POWER TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2013-02-21
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2033-02-21
Also published as: CN103095607B

Abstract

一种实时优先级以太网控制器实现方法，步骤如下：1）构建包括发送部件、接收部件、MII管理逻辑、MCU总线接口单元构成的MAC控制器；其中发送部件包含发送控制逻辑、发送描述符控制器、发送报文描述符队列、发送缓冲，接收部件包括接收控制逻辑、接收描述符队列和接收缓冲组成；2）在发送部件中构建两组容纳发送报文描述符和发送数据块的环形数据队列，分别存储两个优先级的数据和发送报文描述符，在发送描述符中包含发送数据块的长度、数据块地址、定时预算等信息；3）在发送部件中通过描述符控制器用来管理描述符队列和数据发送，所述控制器在发送状态机控制下按下面的步骤检查描述符队列和发送数据。

Description

一种实时优先级以太网控制器实现方法

一、技术领域

本发明属于以太网通信和电力自动化领域，用来改善网络节点发送实时报文的确定性。本发明适用于对控制报文或数据采集报文确定传输和随机抖动要求较高的场合。

二、背景技术

由于Ethernet应用的广泛性和技术的先进性,不仅在商用领域形成了垄断性优势,在工业应用中也具有传统现场总线所无法比拟的优越性，正在逐步取代传统的现场总线技术。由于网络协议的开放性和兼容性，基于以太网统一平台，可以实现真正全开放的工业网络，使其成为当今工业控制首选网络。另外一方面，越来越多的基于IEC61850^[1][2][3]通信协议体系的智能变电站的开工建设和建成投运，变电站中大量的智能通信终端设备被赋予实时通信要求,使得变电站安全可靠运行高度依赖网络的实时通信。

过程层控制网络要求数据网络必须满足对实时性要求，即信号传输要足够的快和满足信号的确定性。实时控制往往要求对某些变量的数据准确定时刷新，如智能变电站中数据合并器要求网络采样数据传输的抖动满足严格要求^[1][3]。而传统Ethernet以多路访问和介质共享及带宽最大利用为目的^[4][5]，采用软件控制传输，数据传输的具有不确定性，不能满足工业控制的实时性要求，一直被视为非确定性的网络。

为了解决传统以太网确定性和实时性的问题，使以太网能够满足实时数据通信要求，国内外组织对此展开了广泛的研究^[7][9][10]，但关注的焦点主要为协议层次和软件实现及网络互连设备上，在智能变电站的技术规范中更提出了过程层数据点对点传输的要求。本发明针对智能站的特殊要求，着眼于减少网络节点由于软件报文调度所带来不确定性，给出一种硬实时的支持优先级的MAC控制器实现方法，它基于原有的MAC协议，将链路数据分成两个优先级，高优先级数据由硬件触发传输，低优先级数据仍采用传统的软件优先级来发送普通数据。很好地解决了实时数据的确定性传输和最小的抖动，又能保证普通业务的正常传输。

目前在改善网络的实时性方面的努力主要体现在以下几个方面：

1.使用专用硬件或修改MAC层协议

通过修改MAC层协议，并进一步修改相关硬件保证实时服务。而ProfiNet IRT之类则是通过专用芯片实现系统速度。

2.应用报文优先级技术^[2]

这类技术中如VLAN技术，通过将报文划分优先级和VLAN分组，在MAC层之上增加一个优先级调度的软件（如IEC61850-9-2中关于采样值传输使用这类技术）来保证确定性服务。而IP之上的业务则依赖引入质量服务(IP QoS)，用以区分实时非实时数据。在工业以太网中采用QoS技术,可以识别来自控制层的拥有较高优先级的数据,并对它们优先处理,为工业控制数据的实时通信提供一种保障机制。

3.基于时间片的分时调度方式

这类方案如Ethernet POWERLINK采用基于时间片分时调度方式，在MAC层之上实现了一个基于主—从式轮询机制的调度策略,使用时间片来分配发送许可。该机制在网络上定义一个网络站点来担当管理者,配置其它站点的时间槽,其它节点以从站方式运行,只有在收到主站的发送许可时才能发送数据.站点之间的数据交换是在一个固定的时间间隔内循环执行的,这个时间周期由管理者进行配置。

4.基于带宽预留方式的调度

这类方案中RETHER协议在MAC层之上的调度层中采用了一种增强型的分布式令牌传递机制来控制各个节点的数据发送,以冲突避免的方式来保证数据发送的确定性。而Ethereal协议为保证实时性所增加的实时控制逻辑位于交换机的软件中,而对于网络中各节点的网络硬件甚至运行于其上的操作系统几乎不做任何特殊要求,即网络节点所处的软硬件环境是透明的.在交换机上运行的调度软件以带宽预留的方式保证实时数据的确定性,同时以最大努力方式进行非实时数据的传送.

虽然这类方案在一定程度上保证了实时性服务的时限要求,但关注点集中在网络设备和网络本身，其缺点是显而易见。基于专用硬件或修改MAC协议的方式,必须对相关硬件进行改动,不但提高成本也无法做到冲突避免,只能保证确定时间内解决冲突,并且其最坏冲突解决时间通常远大于平均冲突解决时间,而实时系统中最关注的正是系统在最坏条件下的表现。基于优先级报文的方式则是一个软件的策略，在同一个网口上无法解决非实时报文对实时报文的发送抖动影响。而基于时间片和带宽预留方式，不但管理软件复杂，而且需要一套复杂的时钟同步解决方案和管理软件,当现场环境中一个网段包含大量的网络节点,节点间随机性通信频繁时,调度算法的效率不高。以上几种方法要么没有具体分析网络节点上软件和MAC的发送调度对数据抖动的影响，要么增加采取的措施使系统更为复杂。

参考文献

1.国家电网公司企业标准智能变电站继电保护技术规范Q/GDW4412010

2.IEC61850-9-2∶Communication networks and systems in substations Part9-2∶Specific Communication Service Mapping(SCSM)Sampled values over ISO/IEC8802-3link

3.中华人民共和国电力行业标准合并单元技术条件DL／T282-20122012-03-01实施

4.IEEE Std802.3-2008Part3:Carrier sense multiple access with Collision Detection(CSMA/CD)Access Method and Physical Layer Specifications

5.LAN91C111 10/100Non-PCI Ethernet single chip MAC+PHY SMSC standard Microsystemscorporation Rev1.4(12-12-03)

6.于仲安严慕秋工业以太网技术的应用探讨低压电器2006.1

7.张新鸿李瑞娟李胜家工业以太网技术及应用前景科技情报开发与经济2006年12期

8王威缪学勤试论工业以太网实时通信技术自动化仪表2003年2月

9.徐皑冬王宏邢志浩工业以太网实时通信技术信息与控制2005年2月

10缪学勤论六种实时以太网的通信协议《自动化仪表》2005.4

三、发明内容

本发明的目的是提出一种基于硬件优先级的实时以太网控制器的实现方法。尤其是一种基于硬件调度和插入传送实现方法，有效地简化以往软件调度的不确定性和报文发送抖动，它将链路数据分成两个优先级，每个优先级具有独立的发送描述符队列和数据队列，高优先级数据由硬件触发传输，低优先级数据仍采用传统的软件优先级来发送普通数据。很好地解决了实时数据的确定性传输和最小的抖动，又能保证普通业务的正常传输。

本发明是通过这样的方案实现的，实时优先级以太网控制器实现方法：

1).构建包括发送部件、接收部件、MII管理逻辑、MCU总线接口单元的MAC控制器；其中发送部件包含发送控制逻辑、发送描述符控制器、发送报文描述符队列、发送数据缓冲，接收部件包括接收控制逻辑、接收描述符队列和接收数据缓冲组成；通过MCU总线接口单元对整个MAC控制器进行状态查询、命令写入和收发数据的读入和发送；

2）在发送部件中构建两组容纳发送报文描述符和数据块的环形数据队列，分别存储两个优先级的数据和发送报文描述符(其中实时优先级称LV1,普通优先级称为LV0)，在发送描述符中包含发送数据块的长度、数据块地址、定时预算等信息；

3）在发送部件中利用描述符控制器来管理描述符队列和数据发送，其中描述符控制器包含发送状态机、一个内部输出比较定时器和一个外部触发信号输入端口。外部触发信号或内部输出比较定时器的输出都可以控制状态机进行状态转换，且所述控制器在发送状态机控制下按下面的步骤检查描述符队列和发送数据：

(a)当外部信号或内部输出比较定时器的触发脉冲到达时，若LV1描述符队列不空则读取描述符,配置发送逻辑并转步骤(e)发送LV1数据，否则进入步骤(b)；

(b)检查LV0描述符队列,若LV0队列空则转步骤(c)，否则转步骤(d)检查发送窗口；

(c)检查发送窗口，若小于最小发送窗口则转步骤(g)，否则转步骤(b)检查发送LV0描述符队列；

(d)读取LV0描述符并检查发送窗口，若窗口足够则配置发送逻辑并转步骤(e)发送数据，否则转步骤(g)；

(e)发送当前选中的数据报，更新相应描述符队列和数据队列读指针；

(f)延时等待最小以太网帧间隙后转步骤(b)；

(g)原地等待，当LV1数据触发信号到达之后转步骤(a)。

进一步的，实时优先级报文可以由外部信号或内部输出比较定时器硬件触发启动，普通优先级报文由软件启动发送；

进一步的，普通优先级报文由硬件插在实时优先级报文的间隙发送；

进一步的，普通优先级报文在启动前检查当前发送窗口，如果发送窗口不足则暂停发送，等待下一个实时优先级报文间隙，保证实时报文在确定的时刻发出，具有最小的发送抖动。

本发明的有益效果是：

1.实时优先级报文由硬件触发发送，具有确定的发送时刻，

2.实时优先级报文发送抖动非常小(<100ns)，

3.支持实时报文和普通报文共端口传输。

4.普通报文由硬件自动插入在实时报文间隙发送，无须软件干预。

本发明用来改善网络节点发送实时报文的确定性，适用于对控制报文或数据采集报文实时性和随机抖动要求较高的场合。它将链路数据分成两个优先级，每个优先级都包含独立的描述符队列和数据队列，高优先级数据由硬件定时触发传输，低优先级数据采用软件优先级来发送普通数据。在低优先级服务启动之前检查发送窗口，如果发送窗口不足则暂停发送，很好地解决了实时数据的确定性传输和最小的抖动，又能保证普通业务的正常传输。

四、附图说明

图1是本发明控制器系统框图

图2是本发明MAC接收逻辑状态变迁图

图3是本发明MAC发送逻辑状态变迁图

图4是本发明优先级报文发送时序图

五、具体实现方式

一种基于硬件优先级的实时以太网控制器，具体实现方法如下。

1.硬实时优先级MAC系统结构

硬实时MAC控制器的系统结构如附图1，由驱动程序将发送报文分成两个优先级，分别写入LV0队列或LV1队列再由硬件选择性发送。附图1所示控制器由发送部件、接收部件、MII管理逻辑、MCU总线接口单元等组成。其中发送部件包含发送控制逻辑、发送描述符控制器、发送描述符队列、发送缓冲区组成。控制器通过发送部件实现两级硬件优先级调度，其中实时优先级(以下简称LV1)可以由内部或外部定时信号直接触发发送，普通优先级(以下简称LV0)由软件触发启动。接收部件主要完成数据报的接收和时间戳标记，由接收控制逻辑、接收描述符队列和接收缓冲组成。通过MCU总线接口单元实现对整个MAC控制器的状态查询、命令写入和收发数据的读入和发布。

2.接收部件实现

2.1.接收逻辑功能

本发明的数据接收由一个状态机控制，当报文到达端口时由硬件标记时间戳和接收报文描述符，应用程序可通过读取接收描述符来决定下一步如何读取数据。利用硬件给出的报文准确到达时间，应用层据此可以准确推断发送方数据发送时刻^[1][3]，解决了传统方法由协议栈软件标识的不确定性。当MII接口数据有效信号(RX_DV)上升沿到达时,通过硬件记录当前UTC时间戳，并在在检测到起始符(SFD)后启动数据接收同时分离报文中MAC地址和校验码。接收模块在RX_DV的下降沿检查帧校验和MAC地址匹配情况，MAC地址匹配且校验正确的数据报将被确认接收，随后更新接收描述符和接收缓冲区指针。

2.2.接收逻辑状态变迁

本发明中地址识别、数据接收和帧校验由下面的状态机来控制处理，系统启动后进入空闲(IDLE)状态等待数据接收。

IDLE状态：空闲状态，当MII接口的数据有效信号(RX_DV)的上升沿到达时记录当前UTC时间戳并转入TimeStamp状态。

TimeStamp状态：时间戳处理状态，计算数据报到达时间并存入数据缓冲，当接收到帧起始符(SFD)后转Receive状态

Receive状态:报文接收状态，在此状态接收逻辑解析报文中的目标MAC地址，并在接收时钟(RXCLK)驱动下，将来自MII接口的数据转换成8-bit的数据存入接收缓冲区。在RX_DV的下降沿解析校验码(FCS)后转Check状态。

Check状态：接收检查状态，在该状态检查报文的目标MAC地址和校验码，报文的目标MAC地址符合接收条件且帧校验FCS正确的条件下转Commit状态确认接收，否则丢弃当前数据报转IDLE(空闲状态)；

Commit状态：接收确认状态，接收逻辑修改接收缓冲指针和接收描述符确认接收有效，同时向MCU接口报告接收完成并转入IDLE(空闲状态)，等待新的数据报到达。

3.发送部件实现

3.1.硬实时发送功能实现

本发明的思想是，MAC保证在外部周期性脉冲(SYN)或内部输出比较定时器的触发下启动优先级数据发送，如果触发到达时没有实时数据需要发送，则转为检查普通优先级(LV0)的描述符队列。在每次发送LV0数据之前检查发送窗口，如果没有足够的窗口则暂停发送，确保普通优先级分组在实时优先级分组的发送间隙发送且不影响实时优先级报文的发送。

如附图4所示，设实时优先级报文发送间隔为ΔT，分别在t₁,t₂,t₃,...时刻发送，若时刻t_x有一LV0的报文需要发送，则发送逻辑首先检查发送窗口T_w(=t₃-t_x)和报文所占用的发送时间T_p，若T_p<T_w则该报文可以发送，否则该报文将被推迟到下一个发送窗口即t_y之后。

3.2.发送占用时间计算

一帧报文的发送占用时间T_p由帧长度、MII/GMII接口的发送时钟TXCLK和数据宽度决定，表1为MII/GMII在不同速率下发送时钟频率和数据总线宽度，这些数据可以通过MII管理接口读出。按IEEE802.3规定，以太网络的最小帧长为60字节，最大帧长为1518字节(含VLAN标记)，再加上前导字符、帧起始符和校验码及最小帧间隙12字节(96-bit)，可以计算出MAC底层的发送一个帧的实际长度。式1用来计算数据报的发送占用时间T_p，计算结果将由驱动程序写入LV0报文描述符。LV0队列空时状态机自动取最短数据报的发送时间T_wmin作为发送状态机发送窗口判断依据。

T_p=(plen+hlen)*(8/B)/f_txclk+T_idle (1)

式中：T_p--报文所占用的发送时间 B----MII接口当前数据线宽度

plen--含校验码的报文总长度 T_idle---网络报文间最短间隔

hlen--报文前导及起始符长度 f_txclk-MII接口当前发送时钟

表1以太网MII/GMII接口时钟速率和数据宽度表

速率	10Mbps	100Mbps	1000Mbps
				发送时钟频率f_txclk	2.5Mhz	25Mhz	125Mhz
数据线宽度B	4	4	8

3.4.发送描述符管理

本发明的发送部件由发送描述符控制，控制器为LV0和LV1分别设置了不同的描述符队列和独立的数据缓冲区，数据缓冲区独立但地址统一编码便于发送逻辑寻址。每个描述符队列分别包含一个读指针和写指针。MCU在发送数据报时需要构建描述符，同时修改对应描述符队列的写指针，当MCU需要发送一个数据报时，需要执行下面的方法操作：

(1).确认待发送的数据报属于哪个优先级，并将数据分组写入对应优先级的数据缓冲区；

(2).构造包含数据长度、缓冲区位置和定时预算信息的描述符；

(3).把描述符写入对应的描述符队列；

(4).修改描述符队列的写指针，等待数据发送。

而发送描述符控制器在发送状态机的控制下按顺序检查两个优先级描述符队列的读指针和写指针，当二者不一致时读取一个发送描述符并启动一次发送。发送控制器的每次发送将消耗一个描述符。

3.5.发送描述符结构

本发明的发送描述符应包含数据缓冲位置、报文长度和定时预算信息。为简单起见，此处设发送缓冲为2KB(增加缓冲区大小需要增加描述符的宽度)。描述符由36位组<D35,...D0>构成，LV0描述符各字段描述如下：

<D35,…,D28>:发送数据报在发送缓冲区中的地址，要求8字节对齐

<D27,…,D16>:发送数据报的长度，以字节为单位

<D15,…,D0>:本数据报的发送占用时间。

LV1描述符由36位组<D35,...D0>构成，各字段描述如下：

<D35,…,D18>:发送数据报在发送缓冲区中的地址，要求8字节对齐

<D27,…,D16>:发送数据报的长度，以字节为单位.

<D15,…,D0>:下一帧数据报发送间隔。

描述符控制器由发送状态机抉择出当前使用LV0描述符还是LV1描述符，并使用描述符的<D35,..,D16>确定发送数据的位置和长度，使用LV0和LV1描述符<D15,…,D0>来计算当前发送窗口。其中LV0描述符的<D15,…,D0>确定了附图4中的T_p,而LV1描述符<D15,…,D0>则确定下一个实时优先级报文出现的时刻，对应附图4中的t₁,t₂,t₃,...。

3.5.发送状态机变迁

本发明采用下面的状态机来实现基于优先级的数据触发传输，保证实时分组在规定的时间发出，普通优先级分组在实时优先级分组的发送间隙发送。

IDLE状态:空闲状态，MAC等待发送的状态，在外部LV1触发信号(SYN)或内部输出比较定时器触发下转入SendCheckLV1状态检查LV1的数据包；

SendCheckLV1状态:LV1数据包检查状态，检查LV1发送描述符队列，若有待发送的分组则转PreSendLV1状态准备发送数据，否则转SendCheckLV0状态检查LV0数据描述符队列；

SendCheckLV0状态:LV0数据包检查状态，检查LV0描述符队列，若发送窗口小于最短帧发送时间(T_w<T_wmin)或不足以发送当前帧(T_w<T_p)则转IDLE状态，否则转PreSendLV0状态准备发送LV0数据;

PreSendLV1状态:LV1数据准备状态，根据LV1描述符配置发送逻辑后转SendWait状态;

PreSendLV0状态:LV0数据准备状态，根据LV0描述符配置发送逻辑后转SendWait状态;

SendWait状态:发送等待状态，在该状态检查PHY的状态，若没有冲突或出错则转发送状态，否则等待。超时以后置出错标记并返回IDLE状态。

Send状态:发送状态，从描述符指定的数据缓冲区中读取数据，并在发送时钟TXCLK驱动下发送当前数据，发送完毕后转SendCheckLV0继续检查LV0描述符队列；

3.6.实时优先级触发实现

实时报文的最大特点就是具有确定的传送时刻，本发明提供了两种手段用于控制实时报文传输，由MCU接口写入配置信息。对于周期性传送的紧急报文可以由外部硬件定时器触发(外部信号SYN)，对非周期的紧急报文由一个具有输出比较功能的定时器完成内部触发。附图1所示的输出比较定时器由一个自由运行的定时器和输出比较寄存器及比较逻辑组成。每当发送描述符控制器消耗一个LV1描述符时，就提取该描述符中的<D15,…,D0>作为增量，按式3计算比较寄存器新的参考时刻。

nTime=cTime+pTime (3)

式中：nTime---输出比较寄存器下一次触发时刻

cTime---自由运行的定时器当前时间

pTime--由描述符<D15,…,D0>指定的下一个帧发送间隔

通过不断比较当前定时器和比较寄存器的值，当二者一致时表示LV1数据报发送时刻到，发送状态机转入SendCheckLV1状态检查LV1的发送队列，而系统当前时间cTime和触发时间pTime之间的时隙则为LV0发送窗口。

当采用外部信号触发时，LV1描述符的<D15,…,D0>需要写入外部信号的周期，发送控制器使用该值估算当前发送窗口。

4.驱动程序实现

本发明所实现的MAC控制器其驱动程序和传统ASIC类似，从协议栈高层接收数据并根据优先级分别提交到LV0或LV1队列，从MAC读取接收数据报提交到协议栈高层，以下几个部分在驱动程序实现需要注意：

(1).接收报文信息由接收描述符给出，通过读取接收描述符来决定下一步如何读取数据；

(2).数据报文到达端口的时间戳由硬件标记，应使用硬件时间戳替代传统的软件时间戳；

(3).本发明给出的接收报文达端口的时间戳对应RX_DV的上升沿，根据上层应用的不同，驱动程序需要根据物理连接的速率参照3.2在硬件时间戳基础上增加一个固定偏移量；

(4).发送数据报文时应根据报文的紧急程度分别写入LV0队列或LV1队列；

(5).实时优先级具有明确的传送时刻，驱动程序应该在触发时刻到来前准备好数据，防止实时优先级报文发送欠载。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims

1.一种实时优先级以太网控制器实现方法，其特征是步骤如下：

1）构建包括发送部件、接收部件、MII管理逻辑、MCU总线接口单元构成的MAC控制器；其中发送部件包含发送控制逻辑、发送描述符控制器、发送报文描述符队列、发送缓冲，接收部件包括接收控制逻辑、接收描述符队列和接收缓冲组成；通过MCU总线接口单元对整个MAC控制器进行状态查询、命令写入和收发数据的读入和发送；

2）在发送部件中构建两组容纳发送报文描述符和发送数据块的环形数据队列，分别存储两个优先级的数据和发送报文描述符(其中实时优先级称LV1,普通优先级称为LV0)，在发送描述符中包含发送数据块的长度、数据块地址、定时预算等信息；

3）在发送部件中通过描述符控制器用来管理描述符队列和数据发送，所述描述符控制器包含发送状态机、一个内部输出比较定时器和一个外部触发信号输入端口；外部触发信号或内部输出比较定时器的输出都可以控制状态机进行状态转换，所述描述符控制器在发送状态机控制下按下面的步骤检查描述符队列和发送数据：

(a).当外部信号或内部输出比较定时器的触发脉冲到达时，若LV1描述符队列不空则读取描述符,配置发送逻辑并转步骤(e)发送LV1数据，否则进入步骤(b)；

(b).检查LV0描述符队列,若LV0队列空则转步骤(c)，否则转步骤(d)检查发送窗口；

(c).检查发送窗口，若小于最小发送窗口则转步骤(g)，否则转步骤(b)检查发送LV0描述符队列；

(d).读取LV0描述符并检查发送窗口，若窗口足够则配置发送逻辑并转步骤(e)发送数据，否则转步骤(g)；

(e).发送当前选中的数据报，更新相应描述符队列和数据队列读指针；

(f).延时等待最小以太网帧间隙后转步骤(b)；

(g).原地等待，当LV1数据触发信号到达之后转步骤(a)。

2.根据权利要求1所述的实时优先级以太网控制器实现方法，其特征是:MAC的发送部件包含发送控制逻辑、发送描述符控制器、发送描述符队列、发送缓冲区组成，通过描述符控制器内部的状态机管理描述符队列和数据发送，状态机可以由外部信号或内部具有输出比较功能硬件定时器触发状态转换，优先检查和发送实时优先级数据。

3.根据权利要求1所述的实时优先级以太网控制器实现方法，其特征是：实时优先级报文可以由外部信号或内部输出比较定时器硬件触发启动，普通优先级报文由软件启动发送。

4.根据权利要求1所述的实时优先级以太网控制器实现方法，其特征是：普通优先级报文由硬件插在实时优先级报文的间隙发送。

5.根据权利要求1所述的实时优先级以太网控制器实现方法，其特征是：普通优先级报文在启动前检查当前发送窗口，如果发送窗口不足则暂停发送，等待下一个实时优先级报文间隙，保证实时报文在确定的时刻发出，具有最小的发送抖动。

6.根据权利要求3所述的实时优先级以太网控制器实现方法，其特征是：周期性传送的紧急报文可由外部硬件定时器(通过外部信号SYN)触发传输。

7.根据权利要求3所述的实时优先级以太网控制器实现方法，其特征是：当采用外部周期信号触发时，LV1描述符<D15,…,D0>含义为外部信号的触发周期，发送控制器依此估算当前LV0报文发送窗口。

8.根据权利要求3所述的实时优先级以太网控制器实现方法，其特征是：对非周期的紧急报文由一个具有输出比较功能的定时器完成内部触发；每当发送描述符控制器消耗一个LV1描述符时，就提取该描述符中的<D15,…,D0>作为增量，按下式重新计算发送窗口和输出比较寄存器新的参考时刻；

nTime=cTime+pTime

式中：nTime---输出比较寄存器下一次触发时刻

cTime---自由运行的定时器当前时间

pTime--由描述符<D15,…,D0>指定的下一个帧发送间隔

当所述定时器的值和比较寄存器的值一致时触发一次实时数据传输。