CN105391748A - 网络连接建立方法与电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络连接建立方法与电路，能够避免连接过程滞留于一训练阶段，所述方法的一实施例包含：至少一在前步骤；一训练步骤；以及至少一在后步骤。上述训练步骤包含下列子步骤的其中之一或任意组合：计数一数值，以及若完成计数该数值时该本地端接收器的状态仍未完成准备，回到该至少一在前步骤；依据一信号检测水平检测一接收信号是否存在，以及在检测不到该接收信号时，回到该至少一在前步骤；判断该接收信号的一准位数，以及在该准位数小于一预期准位数时，回到该至少一在前步骤；以及比较该接收信号的一信噪比与一信噪比阈值，以及在该信噪比未达到该信噪比阈值时，回到该至少一在前步骤。

Description

网络连接建立方法与电路

技术领域

本发明是关于网络连接建立方法与电路，尤其是关于能够避免连接过程滞留于一训练阶段的网络连接建立方法与电路。

背景技术

随着愈来愈多的终端应用(例如安全应用或娱乐应用)的出现，汽车产业对于车内通讯的需求日益增加。目前以太网络技术已被视为车用网络架构的新一代解决方案，汽车产业界也已成立单对以太网络(OnePairEther-Net,OPEN)联盟并推广BroadR-Reach方案做为技术标准(后称车用以太网络方案)。车用以太网络方案于建立连接的过程中会依序经历数个阶段，其中之一是训练阶段(TrainingState)，是用来确认二连接端之接收器的状态，然而，若网络线于训练阶段时因震动而脱落或被人为拔除，按照目前的车用以太网络方案整个连接过程将被困在训练阶段，无法继续到下一阶段，也无法回到先前阶段，而导致连接机制瘫痪。

更多关于车用以太网络方案之内容可由下列文献得知：BroadcomCorporation,“BroadR-ReachPhysicalLayerTransceiverSpecificationForAutomotiveApplications”,v3.0,May7th,2014。

发明内容

鉴于先前技术之不足，本发明之一目的在于提出一种网络连接建立方法与电路，以避免连接过程滞留于一训练阶段。

本发明提出一种网络连接建立方法，能够避免连接过程滞留于一训练阶段。该方法之一实施例包含下列步骤：至少一在前步骤，执行于该训练阶段之前，用来准备网络连接；一训练步骤，执行于该训练阶段，用来确认一本地端接收器及/或一连接端接收器之状态，以及至少一在后步骤，执行于该训练阶段之后，用来传送信号或再次准备连接。上述训练步骤包含下列子步骤的其中之一或任意组合：计数一数值，以及若完成计数该数值时该本地端接收器之状态仍未完成准备，回到该至少一在前步骤；依据一信号检测水平(level，级别)检测一接收信号是否存在，以及在检测到该接收信号不存在时，回到该至少一在前步骤；判断该接收信号的一准位(level，电平)数，以及在该准位数小于一预期准位数时，回到该至少一在前步骤；以及比较该接收信号之一信噪比与一信噪比阈值，以及在该信噪比未达到该信噪比阈值时，回到该至少一在前步骤。

本发明亦提出一种网络连接建立电路，能够避免连接过程滞留于一训练阶段。该电路之一实施例包含一物理层电路以及下列单元的至少其中之一：一计数单元，用来于该训练阶段计数一数值，以及若完成计数该数值时该本地端接收器之状态仍未完成准备，令该物理层电路回到一在前步骤；一检测单元，用来于该训练阶段依据一信号检测水平检测一接收信号是否存在，以及在检测到该接收信号不存在时，令该物理层电路回到该在前步骤；一判断单元，用来于该训练阶段判断该接收信号的准位数，以及在该准位数小于一预期准位数时，令该物理层电路回到该在前步骤；以及一比较单元，用来于该训练阶段比较该接收信号的一信噪比与一信噪比阈值，以及在该信噪比未达到该信噪比阈值时，令该物理层电路回到该在前步骤。

有关本发明的特征、实作与功效，兹配合图式作较佳实施例详细说明如下

附图说明

图1是车用以太网络架构的示意图；

图2是本发明之网络连接建立方法之一实施例的示意图；以及

图3是本发明之网络连接建立电路之一实施例的示意图。

附图标记说明

100车用以太网络架构

110MII(媒体独立接口)

120PHY(物理层电路)

122PCS(物理编码子层)

124PMA(物理媒体附加子层)

126PAM-3(三阶脉冲幅度调制单元)

128MDI(媒体专用接口)

130MAC(媒体访问控制器)

S210至少一在前步骤，执行于一训练阶段之前，用来准备网络连接

S220一训练步骤，执行于该训练阶段，用来确认一本地端接收器及/或一连接端接收器的状态

S222计数一数值，以及若完成计数该数值时该本地端接收器的状态仍未完成准备，回到步骤S210

S224依据一信号检测水平检测一接收信号是否存在，以及在检测到该接收信号不存在时，回到步骤S210

S226判断该接收信号的一准位数，以及在该准位数小于一预期准位数时，回到步骤S210

S228比较该接收信号的一信噪比与一信噪比阈值，以及在该信噪比未达到该信噪比阈值时，回到步骤S210

S230至少一在后步骤，执行于该训练阶段之后，用来传送信号或再次准备连接

300网络连接建立电路

310物理层电路

320计数单元

330检测单元

340判断单元

350比较单元

具体实施方式

以下说明内容之技术用语是参照本技术领域之习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，该部分用语之解释应以本说明书之说明或定义为准。另外，在实施为可能的前提下，本说明书所描述之对象或步骤间的相对关系，涵义可包含直接或间接的关系，所谓「间接」是指对象间尚有中间物或物理空间之存在，或指步骤间尚有中间步骤或时间间隔的存在。此外，以下内容是关于网络连接建立，例如是车用以太网络连接建立，然而，只要实施为可能，本发明可应用于各种网络连接建立的技术。再者，对于本领域习见的技术或原理，若不涉及本发明的技术特征，将不予赘述。

本发明包含网络连接建立方法与电路，能够避免连接过程受困于一训练阶段(TrainingState)，并支持BroadR-Reach方案(后称车用以太网络方案)或其它适合的网络标准(例如IEEE802.3标准)。以车用以太网络为例，其架构100如图1所示，包含一媒体独立接口(MediaIndependentInterface,MII)110；一物理层电路(PhysicalLayerCircuit,PHY)120；以及一媒体访问控制器(MediaAccessController,MAC)130，其中物理层电路120包含：一物理编码子层(PhysicalCodingSublayer,PCS)122；一物理媒体附加子层(PhysicalMediumAttachmentSublayer,PMA)124；一三阶脉冲幅度调制单元(PulseAmplitudeModulation3,PAM-3)126；以及一媒体专用接口(MediaDependentInterface,MDI)128。上述架构与电路的运作请参见车用以太网络方案：BroadcomCorporation,“BroadR-ReachPhysicalLayerTransceiverSpecificationForAutomotiveApplications”,v3.0,May7th,2014；亦可同参IEEE802.3的标准规范。而本发明可应用于上述物理层电路120的运作控制与硬件设计中。

请参阅图2，其是本发明之网络连接建立方法的一实施例的示意图，包含下列步骤：

步骤S210：至少一在前(Preceding)步骤，执行于前述训练阶段之前，用来准备网络连接。举例来说，当本实施例应用于车用以太网络时，该在前步骤包含一受控端静默(SlaveSilent)步骤，如车用以太网络方案所述，由于此在前步骤单独而言属于已知技术的范畴，其细节说明在此予以节略。

步骤S220：一训练步骤，执行于该训练阶段，用来确认一本地端接收器及/或一连接端接收器的状态，其一实施例如车用以太网络方案所述。然而，本发明中，该训练步骤进一步包含下列子步骤的其中之一或任意组合：

步骤S222：计数一数值(亦即等待一预定时间)，以及若完成计数该数值时前述本地端接收器的状态为未完成准备(或连接过程仍处于训练阶段)，回到步骤S210。本步骤可藉由一计数器与一有限状态机(FiniteStateMachine)的搭配或其均等手段来实现。进一步而言，于车用以太网络方案中，于训练阶段中完成等待一最少时间后，若本地端接收器与连接端接收器的状态均为准备完成，则连接过程会由训练阶段进到传送闲置(Idle)信号或数据信号的阶段；若本地端接收器的状态为准备完成而连接端接收器的状态为尚未准备完成，则连接过程会由训练阶段进到传送闲置信号的阶段；但若本地端接收器的状态为尚未准备完成(例如网络线于训练阶段时因震动而脱落或被人为拔除)，连接过程会受困于训练阶段，无法继续到下一阶段，也无法回到上一阶段，形成滞留，而本步骤即是藉由数值计数来决定是否回到在前步骤，以避免连接过程滞留于训练阶段。所述数值计数所对应的计数时间等于或大于前述最少时间，倘计数时间等于最少时间，则本步骤会依据数值计数的完成及本地端接收器的状态(或目前连接过程所处的阶段)来决定是否回到步骤S210；倘计数时间大于该最少时间，若本步骤完成计数且计数结果被引为参考(意味着连接过程仍处于训练阶段)，此时本步骤即会决定回到步骤S210。另外，所述本地端接收器的状态或连接过程所处的阶段的判断可依现有技术来执行。

步骤S224：依据一信号检测水平检测一接收信号是否存在，以及在检测到该接收信号不存在时，回到步骤S210。本步骤可藉由分析该接收信号的模拟至数字转换的输出值来检测该接收信号是否存在，并藉由一有限状态机或其均等手段来指示连接过程回到步骤S210。举例来说，经由比较，当本步骤发现一定数目或一定时间内的数字输出值的总和、平均值或其它自定表达式的运算值小于该信号检测水平时，即判断接收信号不存在，并回到步骤S210。进一步而言，由于车用以太网络方案的连接过程未包含本步骤，因此无法因应于训练阶段中发生本地端接收器的状态为尚未准备完成(例如网络线于训练阶段时因震动而脱落或被人为拔除)的情形，而会受困于训练阶段，相较之下，本步骤能藉由检测接收信号是否存在来决定是否回到在前步骤，以避免连接过程滞留于训练阶段。

步骤S226：判断该接收信号的一准位数，以及在该准位数小于一预期准位数时回到步骤S210。举例来说，当本实施例应用于车用以太网络时，由于车用以太网络架构(如图1所示)的传送信号为三阶脉冲幅度调制的信号，因此该接收信号于一定时间或一定信号数目内应能反映三个准位(例如0、+、－)，倘本步骤发现接收信号的准位数小于该预期准位数(在此为3)，本步骤即能判断接收信号不正常而决定回到步骤S210。上述准位数的判断可藉由比较器比较模拟接收信号准位与多个预设准位来达成，或者藉由分析接收信号的模拟至数字转换的输出值(例如多个二位值)来达成，且回到步骤S210的动作可由一有限状态机或其等效手段来控制。比较之下，车用以太网络方案的连接过程无法藉由准位数来判断连接是否正常，因此可能会发生受困于训练阶段的情形，但本步骤可藉由准位数的判断来决定是否回到在前步骤，并避免连接过程滞留于训练阶段。

步骤S228：比较该接收信号的一信噪比与一信噪比阈值，以及在该信噪比未达到该信噪比阈值时回到步骤S210。更明白地说，若接收信号的信噪比过低，代表该接收信号并非正常的闲置信号或数据信号，而可能是噪声或不存在，因此本步骤会据以决定回到步骤S210。上述比较可藉由比较器或其均等手段来执行，且回到步骤S210的动作可由有限状态机或其均等手段来控制。本实施例中，该信噪比阈值例如是10至19之间的数值，然实施本发明者能依其需求或设计自行设定该信噪比阈值。进一步而言，由于车用以太网络方案的连接过程无法藉由信噪比来判断连接是否正常，可能会发生受困于训练阶段的情形，而本步骤是藉由信噪比的判断来决定是否回到在前步骤，以避免连接过程滞留于训练阶段。

步骤S230：至少一在后(Following)步骤，执行于该训练阶段之后，用来传送信号或再次准备连接。举例来说，当本实施例应用于车用以太网络时，该在后步骤包含一传送闲置信号或数据信号的步骤，相关说明如车用以太网络方案所述，由于此在后步骤单独而言属于已知技术的范畴，其细节说明在此予以节略。

承上所述，由于网络连接的信号接收过程可能会对接收信号施以数字增益调整以便后续信号处理，倘该数字增益调整将数字增益设为0且连接过程于训练阶段发生问题，则会发生接收信号的信噪比很高但准位数仅为1的情形，此时前述步骤S228可能会误认为接收信号正常，而不指示连接过程回到步骤S210。为避免上述情形，本实施例(例如步骤S228)可进一步包含：设定一数字增益，以避免该数字增益为零。举例来说，本实施例可将该数字增益设为3到8之间的数值，然而实施本发明者可依其需求或设计自行设定该数字增益，一般而言，只要能帮助解出3阶准位的接收信号的数字增益均可适用。

除前述方法发明外，本发明另提出一种网络连接建立电路，同样能避免连接过程滞留于训练阶段。如图3所示，网络连接建立电路300的一实施例包含一物理层电路310以及下列单元的至少其中之一：一计数单元320；一检测单元330；一判断单元340；以及一比较单元350。所述计数单元320用来于一训练阶段计数一数值，以及若完成计数该数值时一本地端接收器之状态仍未完成准备(或连接过程仍处于该训练阶段)，令物理层电路310回到一在前阶段，其中该在前阶段先于该训练阶段，包含一或多个在前步骤，例如前述步骤S210。所述检测单元330用来于该训练阶段依据一信号检测水平检测一接收信号是否存在，以及在检测到该接收信号不存在时令物理层电路310回到该在前阶段。所述判断单元340用来于该训练阶段判断该接收信号的准位数，以及在该准位数小于一预期准位数时令物理层电路310回到该在前阶段。所述比较单元350用来于该训练阶段比较该接收信号的一信噪比与一信噪比阈值，以及在该信噪比未达到该信噪比阈值时令物理层电路310回到该在前阶段。本实施例中，网络连接建立电路300支持车用以太网络方案，是做为一主控端(Master)或一受控端(Slave)以建立网络连接，当然，在实施为可能的前提下本实施例也能适用于其它网络标准。另外，本实施例的计数单元320、检测单元330、判断单元340与比较单元350属于物理层电路310，但实施本发明者亦可选择将该些单元的一部分或全部独立于物理层电路310外。

类似地，为避免网络连接的信号接收过程将数字增益设为0以至于发生接收信号的信噪比很高但准位数仅为1的情形，本实施例的网络连接建立电路300可进一步包含：一数字增益控制单元(未显示)，包含于或独立于物理层电路310，用来令一数字增益不为零。另外，本实施例中，检测单元330依据接收信号的模拟至数字转换的输出值与该信号检测水平来检测该接收信号是否存在(亦即检测该接收信号是否为有意义的信号)，例如依据该些输出值的总和、平均值或其它自定表达式的运算值来进行检测，当然，在实施为适合的前提下，检测单元330也能直接依据该接收信号的模拟信号来进行检测。此外，判断单元340用来判断的预期准位数为3，以对应三阶脉冲幅度调制的设计，然而，该预期准位数可随着不同设计而有不同数目。再者，比较单元350用来执行比较的信噪比阈值介于10至19之间，然而实施本发明者可依其需求或设计自行设定该信噪比阈值。

由于本领域具有通常知识者可透过图1至图2及其相关说明来了解图3的实施例的细节与变化，更明确地说，前述网络连接建立方法的实施例及其从属技术特征均可合理应用于此网络连接建立电路300，因此，在不影响本实施例的揭露要求与可实施性的前提下，重复及冗余的说明在此予以节略。另外，图标中步骤的顺序以及组件的形状、尺寸、比例等仅为示意，是供本技术领域具有通常知识者了解本发明之用，非对本发明的实施范围加以限制。

请注意，前揭各实施例包含一或多个技术特征，于实施为可能的前提下，本技术领域人士可依本发明的公开内容及自身的需求选择性地实施任一实施例的部分或全部技术特征，或者选择性地实施多个实施例的部分或全部技术特征的组合，藉此增加实施本发明的弹性。

综上所述，本发明的网络连接建立方法与电路支持车用以太网络方案(即BroadR-Reach方案)或其它适用的网络标准。相较于车用以太网络方案，本发明能够避免连接过程滞留于训练阶段，除能防止连接机制瘫痪，亦能帮助采用本发明的系统或用户本人快速发现异常状态与进行后续处理。

虽然本发明的实施例如上所述，然而该些实施例并非用来限定本发明，本技术领域具有通常知识者可依据本发明之明示或隐含的内容对本发明的技术特征施以变化，凡此种种变化均可能属于本发明所寻求的专利保护范畴，换言之，本发明的专利保护范围须视本说明书的申请专利范围所界定者为准。

Claims (15)

1.一种网络连接建立方法，能够避免一连接过程滞留于一训练阶段，包含：

至少一在前步骤，执行于所述训练阶段之前，用来准备网络连接；

一训练步骤，执行于所述训练阶段，用来确认一本地端接收器及/或一连接端接收器的状态，并包含下列子步骤的其中之一或任意组合：

计数一数值，以及若完成计数所述数值时所述本地端接收器的状态仍未完成准备，回到所述至少一在前步骤；

依据一信号检测水平检测一接收信号是否存在，以及在检测到所述接收信号不存在时，回到所述至少一在前步骤；

判断所述接收信号的一准位数，以及在该所述准位数小于一预期准位数时，回到所述至少一在前步骤；以及

比较所述接收信号的一信噪比与一信噪比阈值，以及在所述信噪比未达到所述信噪比阈值时，回到所述至少一在前步骤；以及

至少一在后步骤，执行于所述训练阶段之后，用来传送信号或再次准备连接。

2.根据权利要求1所述的网络连接建立方法，进一步包含：设定一数字增益，以避免所述数字增益为零。

3.根据权利要求2所述的网络连接建立方法，其中所述数字增益介于3到8之间。

4.根据权利要求1所述的网络连接建立方法，其中，检测所述接收信号是否存在的步骤包含：依据多个模拟至数字转换的输出值与所述信号检测水平检测所述接收信号是否存在。

5.根据权利要求4所述的网络连接建立方法，其中，检测所述接收信号是否存在的步骤包含：比较所述多个模拟至数字转换的输出值的一运算值与所述信号检测水平，藉此检测所述接收信号是否存在。

6.根据权利要求1所述的网络连接建立方法，其中，所述预期准位数为3。

7.根据权利要求1所述的网络连接建立方法，其中，所述信噪比阈值介于10至19之间。

8.根据权利要求1所述的网络连接建立方法，支持车用以太网络方案。

9.一种网络连接建立电路，能够避免一连接过程滞留于一训练阶段，包含一物理层电路以及下列单元的至少其中之一：

一计数单元，用来于所述训练阶段计数一数值，以及若完成计数所述数值时一本地端接收器之状态仍未完成准备，令所述物理层电路回到一在前阶段；

一检测单元，用来于所述训练阶段依据一信号检测水平检测一接收信号是否存在，以及在检测到所述接收信号不存在时，令所述物理层电路回到所述在前阶段；

一判断单元，用来于所述训练阶段判断所述接收信号之准位数，以及在所述准位数小于一预期准位数时，令所述物理层电路回到所述在前阶段；以及

一比较单元，用来于所述训练阶段比较所述接收信号之一信噪比与一信噪比阈值，以及在所述信噪比未达到所述信噪比阈值时，令所述物理层电路回到所述在前阶段。

10.根据权利要求9所述的网络连接建立电路，其中，所述计数单元、所述检测单元、所述判断单元与所述比较单元属于所述物理层电路。

11.根据权利要求9所述的网络连接建立电路，进一步包含：

一数字增益控制单元，用来使一数字增益不为零。

12.根据权利要求9所述的网络连接建立电路，其中，所述检测单元于所述训练阶段依据多个模拟至数字转换之输出值与所述信号检测水平来检测所述接收信号是否存在。

13.根据权利要求9所述的网络连接建立电路，其中，所述预期准位数为3。

14.根据权利要求9所述的网络连接建立电路，其中，所述信噪比阈值介于10至19之间。

15.根据权利要求9所述的网络连接建立电路，支持车用以太网络方案。