CN112423403A - 检测网络上的冲突 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“检测网络上的冲突”。各种实施方案涉及检测通信网络上的冲突。一种方法可包括将第一信号传输到共享总线。该方法还可包括在传输期间观察共享总线处的第二信号。另外，该方法可包括响应于第二信号的幅度是大于第一阈值和小于第二阈值中的一者来检测共享总线上的冲突。

Description

检测网络上的冲突
技术领域
本公开整体涉及通信网络，并且更具体地讲，涉及检测单对以太网网络上的冲突。
背景技术
用于连接计算机和外部外围设备的各种接口标准可用于提供高速连接。用于连接计算机(例如，在局域网(LAN)和广域网(WAN)中)的广泛使用的灵活联网标准是以太网协议。以太网通信通常是指多个端点的网络内的点对点通信。以太网通常可以有效利用共享资源，易于维护和重新配置，并且可兼容许多系统。
附图说明
虽然本公开以特别指出并清楚地要求保护具体实施方案的权利要求书作为结尾，但当结合附图阅读时，通过以下描述可更容易地确定本公开范围内的实施方案的各种特征和优点，在附图中：
图1描绘了根据本公开的各种实施方案的包括多个节点的网络；
图2示出了根据本公开的各种实施方案的耦接到网络的节点，包括介质访问层和物理层；
图3A和图3B描绘了根据本公开的各种实施方案的时序图，示出与网络相关联的各种信号；
图4示出了根据本公开的各种实施方案的另一个时序图，示出了与网络相关联的各种信号；
图5示出了根据本公开的各种实施方案的网络的节点的示例性物理层；
图6示出了根据本公开的各种实施方案的示例性信号检测器；并且
图7是根据本公开的各种实施方案的操作网络的物理层(PHY)的示例性方法的流程图。
具体实施方式
在以下具体实施方式中，参考了形成本公开的一部分的附图，并且在附图中以举例的方式示出了可实施本公开的实施方案的特定示例。充分详细地描述了这些实施方案，以使本领域的普通技术人员能够实践本公开。然而，可利用其他实施方案，并且可在不脱离本公开的范围的情况下进行结构、材料和方法的变化。
本文所呈现的图示并不旨在为任何特定方法、系统、设备或结构的实际视图，而仅仅是用于描述本公开的实施方案的理想化表示。本文所呈现的附图未必按比例绘制。为了读者的方便，各附图中的类似结构或部件可保持相同或相似的编号；然而，编号的相似性并不意味着该结构或部件在尺寸、组成、配置或任何其他特性方面必须是相同的。
以下描述可包括示例以帮助本领域的普通技术人员实践本发明所公开的实施方案。使用术语“示例性的”、“通过示例”和“例如”是指相关描述是说明性的，虽然本公开的范围旨在涵盖示例和法律等同形式，但使用此类术语并不旨在将实施方案或本公开的范围限制于指定的部件、步骤、特征或功能等。
应当容易理解，如本文一般所述并且在附图中示出的实施方案的部件可被布置和设计成多种不同的配置。因此，对各种实施方案的以下描述并不旨在限制本公开的范围，而是仅代表各种实施方案。虽然实施方案的各个方面可在附图中给出，但是附图未必按比例绘制，除非特别指明。
此外，所示出和描述的特定实施方式仅为示例，并且不应理解为实施本公开的唯一方式，除非本文另外指明。元件、电路和功能可以框图形式示出，以便不以不必要的细节模糊本公开。相反，所示出和描述的特定实施方式仅为示例性的，并且不应理解为实施本公开的唯一方式，除非本文另外指明。另外，块定义和各个块之间逻辑的分区是特定实施方式的示例。对于本领域的普通技术人员将显而易见的是，本公开可通过许多其他分区解决方案来实践。在大多数情况下，已省略了关于定时考虑等的细节，其中此类细节不需要获得本公开的完全理解，并且在相关领域的普通技术人员的能力范围内。
本领域的普通技术人员将会理解，可使用多种不同技术和技法中的任何一者来表示信息和信号。为了清晰地呈现和描述，一些附图可以将信号示出为单个信号。本领域的普通技术人员应当理解，信号可表示信号总线，其中总线可具有多种位宽度，并且本公开可在包括单个数据信号在内的任意数量的数据信号上实现。
结合本文所公开的实施方案描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以用通用处理器、专用处理器、数字信号处理器(DSP)、集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑设备、分立栅极或晶体管逻辑部件、分立硬件部件或设计成实施本文所描述的功能的其任何组合来实现或实施。通用处理器(在本文中也可称为主机处理器或仅称为主机)可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可实现为计算设备的组合，诸如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心结合的一个或多个微处理器或任何其他此类配置。在通用计算机被配置为执行与本公开的实施方案相关的计算指令(例如，软件代码)时，包括处理器的通用计算机被认为是专用计算机。
实施方案可根据被描绘为流程图、流程示意图、结构图或框图的过程来描述。虽然流程图可将操作动作描述为顺序过程，但是这些动作中的许多动作可在另一序列中、并行地或基本上同时地执行。此外，可重新安排动作的顺序。过程可以对应于方法、线程、功能、程序、子例程、子程序等。此外，本文所公开的方法可以在硬件、软件或两者中实现。如果在软件中实现，这些功能可作为一个或多个指令或代码存储或传输到计算机可读介质上。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，该通信介质包括有利于将计算机程序从一个位置传递到另一个位置的任何介质。
除非明确说明此类限制，否则使用名称诸如“第一”、“第二”等对本文的元件的任何引用不限制那些元件的数量或顺序。相反，这些名称可在本文中用作在两个或更多个元件或元件的实例之间进行区分的便利方法。因此，提及第一元件和第二元件并不意味着在那里只能采用两个元件，或者第一元件必须以某种方式在第二元件之前。此外，除非另外指明，一组元件可包括一个或多个元件。
如本文所用，涉及给定参数、特性或条件的术语“基本上”是指并且包括在本领域的普通技术人员将会理解的给定参数、特性或条件满足小程度的方差的程度，诸如例如在可接受的制造公差内。以举例的方式，取决于基本上符合的具体参数、特性或条件，参数、特性或条件可至少满足90％、至少满足95％、或甚至至少满足99％。
车辆，诸如汽车、卡车、公共汽车、船舶和/或飞行器，均可包括车辆通信网络。车辆通信网络的复杂性可根据网络内的多个电子设备而改变。例如，先进的车辆通信网络可包括用于例如引擎控制、传输控制、安全控制(例如，防抱制动)和排放控制的各种控制模块。为了支持这些模块，汽车工业依靠各种通信协议。
10SPE(即，10Mbps单对以太网)是当前由电气和电子工程师学会作为规范IEEE802.3cgTM开发的网络技术规范。10SPE网络可以包括多个节点(在本文中也称为“端点”)，其中节点中的至少一些节点可包括10SPE物理层(PHY)。
10SPE PHY可以半双工模式操作，并且可以支持具有冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)，这是最常用于局域联网的早期以太网技术中的介质访问控制方法。根据CSMA/CD，如果总线上已经存在载波，则希望经由总线传输的节点应当推迟传输。换句话讲，如果节点感测到总线上的载波，则节点应当等待传输。本公开的发明人认识到上文假设网络的节点的非同时传输，也就是说，假设在节点开始在较晚时间节点内开始传输到在较早时间节点的数据分组中检测载波之间将存在足够的时间间隙。然而，本公开的发明人认识到，有时两个或更多个节点可能在时间上如此接近地开始传输，使得节点在开始传输之前将不会检测到活动载波。
如下面更全面描述的，各种实施方案涉及检测共享总线(例如，10SPE总线)上的冲突，并且更具体地讲，检测10SPE网络的物理层(即，PHY)处的冲突。在一些实施方案中，在传输时，PHY可以被配置为观察10SPE总线处的信号电平并至少部分地基于所观察的信号电平来检测总线上的冲突。换句话讲，在传输时，PHY可以确定网络中的至少一个其他节点是否也正在传输。
根据各种实施方案，检测到异常信号幅度(例如，在10SPE PHY处)可以指示10SPE网络上的冲突。更具体地讲，在一些实施方案中，当通过传输PHY在总线上观察的信号的幅度大于或小于预期幅度时，可以检测网络冲突。例如，正在传输第一信号(“本地传输的信号”)的PHY可以观察第二信号，该第二信号可以包括第一信号以及由另一个PHY传输的另一个信号(“远程传输的信号”)。在该示例中，如果本地传输的信号与远程传输的信号具有相同的相位，则在理论上，信号将相长干涉，并且在PHY处观察的信号应具有大于预期幅度的幅度。如果本地传输的信号具有与远程传输的信号不同的相位，则在理论上，信号将彼此相消干涉，并且在PHY处观察的信号应具有小于预期幅度的幅度。
在一些实施方案中，10SPE PHY可以包括信号检测器，该信号检测器可以包括例如幅度检测器(例如，模拟幅度检测器)和任选逻辑部件。信号检测器可以能够操作地耦接到总线并且被配置为响应于总线处具有冲突的幅度特性的信号。在一些实施方案中，可以用于在PHY正在以传输模式操作时检测冲突的信号检测器也可以用于在PHY正在以接收模式操作时检测信号。
在一些实施方案中，PHY的信号检测器可以被配置为使用一个或多个阈值。在这些实施方案中，为了检测具有大于预期的幅度的信号，信号检测器可以被配置为使用第一“较大”阈值。例如，在第一阶段期间(例如，对于冲突检测操作的第一位数)，信号检测器可以用第一阈值(例如，第一差分阈值)来编程。另外，为了检测具有小于预期的幅度的信号，信号检测器可以被配置为使用第二较低阈值(例如，第二差分阈值)。例如，在一些实施方案中，较低阈值可以是用于信号检测的相同阈值(例如，在接收模式期间)。例如，在第二阶段期间(例如，对于冲突检测操作的第二位数)，信号检测器可以用第二阈值来编程。
在一些实施方案中，信号检测器的输出可以被多采样(例如，过采样)，以例如以高时域分辨率增强可靠性。例如，可以每10纳秒对信号检测器的输出进行采样。
在一些实施方案中，可以执行冲突检测操作持续指定的时间量(例如，当信号传输开始时开始)。更具体地讲，例如，可以响应于PHY传输信号而开始在PHY处执行的冲突检测操作，并且在开始传输之后，可以执行冲突检测操作持续指定的位时间(例如，N位(例如，512位)的可编程位时间)。作为非限制性示例，指定的时间量可以就时间(例如，微秒，但不限于此)、位/字节、符号或时钟周期而言，但不限于此。作为非限制性示例，可以在存储在控制寄存器处的组合逻辑或控制位值中指定时间量。
在一些实施方案中，可以在数据传输期间(例如，当传输启用时)执行冲突检测操作。在其他实施方案中，冲突检测操作可以限于特定时间量，可以帮助避免与未来输入信号的冲突。根据各种实施方案，在可编程位时间(例如，512位)截止之后，可以终止冲突检测操作(例如，经由未能处理和/或利用经由检测电路生成的信号(例如，信号检测器的输出))。
现在参考附图解释本公开的各种实施方案。
图1是根据一些实施方案的网络(例如，有线局域网)100的至少一部分的框图。更具体地讲，网络100可以包括10SPE网络。网络100包括能够操作地耦接到通信总线104的多个节点(也称为“端点”)。更具体地讲，网络100包括节点102_1、102_2、102_3、102_4、102_5和102_6，统称为节点102。尽管网络100被描绘为具有六个节点，但是本公开不限于此，并且网络可以包括多于六个节点(例如，八个节点、十个节点、十二个节点或更多)或少于六个节点(例如，五个节点、三个节点或两个节点)。
每个节点102_1、102_2、102_3、102_4、102_5和102_6被配置为经由通信总线104通信，该通信总线可以包括或者可以是共享总线(例如，单个双绞线)。如本文所用，术语“共享总线”是指有线传输介质，诸如单个双绞线，其通过相同传导结构(例如，一条或多条电缆)传导传输信号和接收信号。
在至少一些实施方案中，网络100可以用于汽车环境中。更具体地讲，通过非限制性示例，网络100可以被配置为将节点102中的一个或多个节点连接到其他节点、计算机和/或控制器(例如，在车辆内)。在该示例中，网络100的每个节点102可以包括例如放大器、麦克风、天线、扬声器和/或传感器，但不限于此。应用环境的其他非限制性示例包括照明系统、住宅和商业建筑网络以及电梯网络。
图2描绘了示例性网络段101，其包括耦接到通信总线104的节点102(例如，节点102_1、节点102_2、节点102_3、节点102_4、节点102_5或节点102_6)。如图2所示，节点102包括能够操作地耦接到介质访问控制(MAC)层108的物理层(PHY)106。PHY 106可以被配置为用作位于MAC108和通信总线104之间的物理连接件的接口。在一些实施方案中，PHY106包括以太网物理层电路的至少一部分。如下更完整所述，PHY(例如，PHY 106)可以包括具有传输电路和接收电路的收发器。
图3A和图3B描绘了根据本公开的各种实施方案的时序图，示出与网络(例如，图1的网络100)相关联的各种信号。更具体地讲，图3A描绘了时序图300，示出与基于在PHY处观察的信号检测冲突相关联的信号，其中所观察的信号具有大于预期的幅度。更具体地讲，时序图300包括指示由(例如，节点102_1的)第一节点传输的信号的信号302、以及指示由(例如，节点102_2的)第二节点传输的信号的信号304。时序图300还包括指示由(例如，节点102_2的)第二节点的PHY观察的信号的信号306。另外，时序图300进一步描绘了阈值308A和308B(即，用于检测具有绝对值大于预期的幅度的信号)、以及在PHY处的信号检测器处生成的可以指示冲突的信号310。
如时序图300中所示，如果第一节点和第二节点正在同时传输，则信号306(其表示在(例如，节点102_2的)第二节点的PHY处观察的信号)的幅度超过阈值308A和308B中的至少一者，并且作为响应，信号310从低状态转变为高状态以指示冲突。在该示例中，因为信号306的幅度的绝对值超过阈值308A和308B，所以信号306的幅度大于预期(即，与仅第二节点正在传输的情况进行比较)。因为信号306的幅度大于阈值308和/或308B，所以可以推断至少两个节点(此处是第一节点102_1和第二节点102_2)正在同时传输(在该示例中，同相)。值得注意的是，在图3A所示的示例中，在信号306的幅度超过阈值308A之前的一段时间内，信号310失效，因为信号306的幅度的绝对值不超过任一阈值。
图3B描绘了时序图350，示出与基于具有小于预期的幅度的在PHY处观察的信号检测冲突相关联的信号。更具体地讲，时序图350包括指示由(例如，节点102_1的)第一PHY传输的信号的信号352、以及指示由(例如，节点102_2的)第二PHY传输的信号的信号354。时序图350还包括指示由(例如，节点102_2的)第二节点的PHY观察的信号的信号356。另外，时序图350进一步描绘了阈值358A和358B(即，用于检测具有小于预期的幅度的信号)、以及可以指示冲突的冲突信号360。
如时序图350中所示，如果第一节点和第二节点正在同时传输，则信号356(其表示在节点102_2的PHY处观察的信号)的幅度的绝对值不超过阈值358A和358B，并且因此信号360从低状态转变为高状态以指示冲突。在该示例中，因为信号356的幅度的绝对值不超过阈值358A和358B，所以信号356的幅度小于预期(即，与仅第二节点的PHY正在传输的情况进行比较)。因为信号306的幅度小于预期，所以可以确定第一PHY和第二PHY正在同时传输(此处，异相)。
如上所述，在一些实施方案中，在信号传输期间的指定时间量期间可以执行冲突检测操作(例如，以避免可导致分组丢失的晚期冲突)。更具体地讲，例如，可以仅在指定位时间(例如，前512位)内应用冲突检测(例如，响应于信号传输而开始)。在这些实施方案中的至少一些实施方案中，信号传输的剩余持续时间(例如，在512位时间之后)可用于其他信号检测，作为非限制性示例，其他信号检测可以包括载波信号检测。
图4描绘了包括时间周期402和时间周期404的时序图400，在时间周期402中(例如，图1的节点102_1的)第一节点的PHY传输(“远程Tx”)，在时间周期404中(例如，图1的节点102_1的)第二节点的PHY传输(“本地Tx”)。另外，在时间周期402和时间周期404中的每一者期间，(例如，图1的节点102_1的)第二节点的PHY接收传输的信号(“本地Rx”)。时序图400进一步描绘了时间周期410和412，其中在第二节点的PHY处执行其他信号阈值检测。
时序图400进一步描绘了时间周期411，其中在第二节点的PHY处执行冲突阈值检测。在该示例中，响应于第二节点的PHY的信号传输而开始的时间周期411具有可编程持续时间。作为非限制性示例，时间周期411可以具有大约512位的位持续时间。如上所述，在一些实施方案中，PHY的信号检测器可用于冲突阈值检测(例如，在传输模式期间)，并且因此在这些实施方案中，在时间周期411期间可以不执行其他信号检测。在其他实施方案中，可以特别地设想到，PHY可以包括被配置为同时执行其他信号阈值检测和冲突阈值检测的电路(例如，两个信号检测器)。
图5示出了根据本公开的各种实施方案的示例性PHY 500。提供PHY500作为示例性PHY配置，其可以用于执行本文公开的各种实施方案；然而，本公开不限于任何特定PHY配置，并且其他配置可以在本公开的范围内。
例如，图2的PHY 106可以包括PHY 500。PHY 500包括传输电路502，该传输电路可以被配置用于将传输数据从MAC(例如，图2的MAC108)传送到通信总线504。例如，总线504可以是图1和图2的通信总线104的一部分。可用于传输和接收数据的通信总线504可以包括单个双绞线(例如，非屏蔽的双绞线，或UTP)。
PHY 500还包括信号检测器506和冲突逻辑部件508。如本文更全面所述，信号检测器506可以被配置为在与冲突阈值检测相关联的时间周期(例如，图4的时间411)期间执行信号阈值检测，并且冲突逻辑部件508可以被配置为响应于由信号检测器506检测的一个或多个信号阈值来检测冲突。
PHY 500还可包括校准单元510，作为非限制性示例，该校准单元用于通过调谐一个或多个阈值(例如，存储在信号检测器506处的阈值)来调谐信号检测器506，并且/或者用于调谐具有一个或多个参数(例如，用于冲突检测的可编程位时间)的冲突逻辑部件508。
在一个或多个实施方案中，信号检测器506可以被配置为检测在通信总线504处观察到的在指定阈值之外的信号。更具体地讲，可以在信号检测器506处观察到(例如，在能够操作地耦接到单个双绞线型电缆的p端子和n端子处观察到)总线504的信号输入(例如，示于图6中的差分信号RXP、RXN)。信号检测器506可以被配置为检测输入的幅度是否在阈值之外，并且作为响应向冲突逻辑部件508传送用于信号det_out的逻辑“1”，而且检测输入的幅度是否在阈值之内，并且作为响应向冲突逻辑部件508传送用于信号det_out的逻辑“0”。响应于接收用于det_out的逻辑“1”，冲突逻辑部件508可以被配置为传输冲突检测信号(例如，图3A的信号310或图3B的信号360)，该冲突检测信号可以在MAC(例如，图2的MAC 108)处接收。
可以理解，10SPE PHY可以半双工模式操作，并且因此，在常规设备、系统和/或网络中，可以在传输模式期间不使用10SPE PHY的至少一些电路(例如，信号检测器506)。相比之下，根据各种实施方案，可以用于在除传输之外的模式期间(例如，在接收模式期间)检测其他信号阈值(例如，用于载波侦听的载波信号阈值)的信号检测器506可以用于在传输模式期间(即，在信号正在由电路502传输时)检测冲突(例如，在“冲突检测”(在本文中也称为“冲突检测操作”)期间)。
如本文所指出的，根据一些实施方案，可以在信号传输期间的指定时间量(例如，可编程位时间)期间执行冲突检测。因此，在这些实施方案中的至少一些实施方案中，可以监测位计数(即，由电路502传输的位数)，并且将其(例如，经由传输电路502)提供到冲突逻辑部件508。在位计数等于指定位数(例如，512)时，可以终止冲突检测操作。更具体地讲，响应于PHY的信号传输(即，信号传输的开始，响应于来自MAC 108的生效传输使能TxEn信号)，冲突检测操作可以在PHY处开始，并且由传输电路502传输的位可由位计数中的冲突逻辑部件508监测和计数，该位计数表示在冲突逻辑部件508正在计数时传输的位数。在位计数等于指定位数(例如，512)时，可以终止冲突检测操作(例如，经由未能处理和/或利用信号检测器506内的信号(例如，信号det_out))。
应当注意，在一些实施方案中，传输电路502的至少一些部分(例如，脉冲成形器和/或驱动器)和/或接收器的至少一些部分(例如，信号检测器)可以在与包括信号检测器506和冲突逻辑部件508的芯片分开的芯片中。
图6示出了根据本公开的各种实施方案的示例性信号检测器600。例如，图5的信号检测器506可以包括信号检测器600。如图所示，信号检测器600包括比较器602、比较器604和或门606。每个比较器602和604可以经由阈值控制信号thrsh_cntl<X:0>调谐，该阈值控制信号可以经由例如图5的校准单元510而生成。信号检测器(诸如信号检测器600)的操作将是本领域普通技术人员已知的，并且因此，将不会描述关于信号检测器600的操作的一些细节。
在信号检测器600的所设想操作期间，比较器602可以检测正差分信号RXP是否已经达到第一阈值。如果达到，则比较器602的输出D1为“1”。类似地，比较器604可以用于检测负差分信号RXN是否已经达到第一阈值(例如，正阈值的负值)。如果达到，则比较器604的输出D2为“1”。如果比较器602或比较器604传送“1”，则或门606将传送“1”。值得注意的是，由于差分信号在其正幅度和负幅度之间连续切换，因此比较器602和604的输出(即，分别为输出D1和D2)可以不一定是连续的“1”，然而，或门606的输出可以是连续的“1”。因此，只有当所观察的信号的绝对值大于第一阈值时，或门606的结果才是连续的“1”或高电位信号。
如上所述，冲突阈值检测可以基于不同阈值。更具体地讲，在一个示例中，比较器602和604可以用第一阈值来编程，以便检测大于预期幅度的幅度。在该示例中，如果检测器输出信号det_out包括高电位信号，即“1”，则可以确定接收信号(例如，差分信号RXP、RXN)具有等于或大于第一阈值的幅度(例如，因此已发生冲突)。否则，可以确定接收信号(例如，差分信号RXP、RXN)具有小于第一阈值的幅度。在其他实施方案中，如果检测器输出信号det_out包括长于预定时间(例如，几纳秒)的高电位信号(即，差分信号RXP、RXN在预定时间内保持高于(即，大于)第一差分阈值)，则可以确定已发生冲突。否则，可以确定冲突尚未发生。
另外，在另一个示例中，比较器602和604可以用第二较低阈值来编程，以便检测小于预期幅度的幅度。在该示例中，如果检测器输出信号det_out包括低电位信号，则可以确定接收信号(例如，差分信号RXP、RXN)具有小于第二阈值的幅度(例如，因此已发生冲突)。否则，可以确定接收信号(例如，差分信号RXP、RXN)具有等于或大于第二阈值的幅度。换句话讲，在一些实施方案中，冲突阈值检测可以被表征为检测由第一阈值和第二阈值限定的范围之外的偏移。因此，只有当所观察的信号的绝对值小于第二阈值时，或门606的结果才是连续的“0”或低电位信号。
在其他实施方案中，如果检测器输出信号det_out包括长于编程时间(例如，几纳秒)的低电位信号(即，差分信号RXP、RXN在预定时间内保持在第二差分阈值内(即，小于第二差分阈值))，则(例如，通过冲突逻辑部件508)可以确定已发生冲突。否则，可以确定冲突尚未发生。
提供信号检测器600作为示例性信号检测器，并且本文所公开的实施方案不限于特定信号检测器。相反，任何合适的信号检测器都可以用于执行本公开的各种实施方案，包括但不限于使用多个信号检测器。
根据一些实施方案，(例如，经由图5的冲突逻辑部件508生成的)冲突检测信号可以用于控制相关联节点的操作。更具体地讲，例如，冲突检测信号可以被传送到MAC(例如，图2的MAC 108)，并且如果冲突检测信号指示已发生冲突，则MAC可以使节点停止传输。更具体地讲，响应于检测到冲突，MAC可以停止任何进一步的传输，或者停止任何进一步的传输持续至少预定的退避时间。
图7是操作网络(诸如10SPE网络)的示例性方法700的流程图。可以根据本公开中描述的至少一个实施方案来布置方法700。在一些实施方案中，可以通过设备、系统或网络来执行方法700，诸如图1的网络100、图2的节点102、图5的PHY 500、以及图6的信号检测器600、以及/或者它们的部件中的一个或多个部件、或另一种系统或设备。在这些和其他实施方案中，可以基于存储在一个或多个非暂态计算机可读介质上的指令的执行来执行方法700。尽管示出为离散框，但是根据期望的实施方式，可以将各种框划分为附加框，组合成更少的框或者消除。
方法700可以在框702处开始，其中可以编程用于执行冲突检测的位时间，并且方法可以进行到框704。更具体地讲，例如，校准单元(例如，图5的校准单元510)可以将一个或多个信号传送到冲突逻辑部件508，以用位时间(例如，512位)对冲突逻辑部件508进行编程。
在框704处，信号检测器可以用一个或多个阈值来编程。更具体地讲，校准单元(例如，图5的校准单元510)可以将阈值控制信号传送到信号检测器(例如，图5的信号检测器506)，以便用阈值对信号检测器进行编程。例如，在冲突检测操作期间，信号检测器(例如，信号检测器506)在冲突阈值检测操作的第一阶段(例如，第一位数(例如，256位))期间可以用第一阈值来编程，并且信号检测器在冲突检测操作的第二阶段(例如，第二位数(例如，256位))期间可以用不同阈值来编程。作为另外一种选择，可以提供信号检测器506的多个实例，每个实例设置有相应的阈值。
在框706处，将第一信号传输到共享总线，并且方法700可以进行到框708。例如，10SPE网络的节点102_2(参见图1)的PHY可以将信号传输到总线104(参见图1)。
在框708处，可以观察共享总线处的第二信号，并且方法700可以进行到框710。更具体地讲，例如，节点102_2(参见图1)的PHY可以在传输第一信号的同时观察第二信号(例如，图5的输入信号输入)。在一个实施方案中，可以观察到差分信号(例如，在差分输入处)，并且差分信号可以表示第二信号。
在框710处，可以将所观察的信号的幅度与多个阈值进行比较，并且方法700可以进行到框712。例如，可以将所观察的信号的幅度的绝对值与第一组阈值(例如，图3A的阈值308A和/或308B)和/或第二组阈值(例如，图3B的阈值358A和/或358B)进行比较。更具体地讲，例如，在第一阶段(例如，第一位数)期间，可以将所观察的信号的幅度(例如，经由图5的信号检测器506)与第一组阈值(例如，图3A的阈值308A和/或308B)进行比较，以确定所观察的信号的幅度的绝对值是否大于第一组阈值(即，大于预期)。另外，例如，在第二阶段(例如，第二位数)期间，可以将所观察的信号的幅度(例如，经由图5的信号检测器506)与第二组阈值(例如，图3B的阈值358A和/或358B)进行比较以确定所观察的信号的幅度的绝对值是否小于第二组阈值(即，小于预期)。
在框712处，基于所观察的信号的幅度与多个阈值的比较结果，可以确定冲突是否已发生，并且方法700可以进行到框714。在一些实施方案中，冲突逻辑部件(例如，图5的冲突逻辑部件508)可以基于检测信号(例如，来自图5的信号检测器506的信号det_out)来确定冲突是否已发生。更具体地讲，例如，响应于所观察的信号的幅度的绝对值大于第一差分阈值(例如，图3A的阈值308A和/或308B)或小于第二差分阈值(例如，图3B的阈值358A和/或358B)，可以确定冲突已发生。
在框714处，冲突检测过程(例如，在可编程位时间(例如，512位)截止之后)可以终止。更具体地讲，例如，响应于与编程位时间(例如，在冲突逻辑部件508处)匹配的位计数(例如，经由传输电路502确定)，冲突检测过程可以终止。任选地，在框714处，可以针对接收模式设置信号检测，并且更具体地讲，设置为使用与例如图4的其他信号阈值检测412的时间段相关联的其他信号阈值。
在不脱离本公开的范围的情况下，可以对方法700进行修改、添加或省略。例如，方法700的操作可以不同的顺序实现。此外，概述的操作和动作仅作为示例提供，并且操作和动作中的一些可以是任选的，组合成更少的操作和动作，或者扩展成附加的操作和动作而不偏离所公开实施方案的本质。
此外，根据一些实施方案，方法700可以包括对由信号检测器生成的信号进行过采样(例如，以增强可靠性和/或准确性)。更具体地讲，例如，对于X纳秒的位单位积分，可以对接收信号进行N次采样。换句话讲，可以每位时间(例如，每80纳秒)处理接收信号的N个样本。更具体地讲，作为一个示例，可以每10纳秒处理接收信号的样本。
如本文所公开的，各种实施方案可以与低功率、快速且有效的冲突检测方法相关，作为相关联的电路，其可能仅需要小的区域。可以实现本公开的各种实施方案的是用于各种应用的10SPE网络，诸如汽车应用、工业应用、服务器背板，但不限于此。另外，本公开的各种实施方案可以适用于建筑物、电梯、照明、工业现场、物联网(IOT)，但不限于此。
如在本公开中使用的，术语“模块”或“部件”可以是指被配置为执行可以存储在计算系统的通用硬件(例如，计算机可读介质、处理设备等)上并且/或者由通用硬件执行的模块或部件和/或软件对象或软件例程的动作的特定硬件实施方式。在一些实施方案中，本公开中描述的不同部件、模块、发动机和服务可以实现为在计算系统上执行的对象或过程(例如，作为单独的线程)。虽然本公开中描述的系统和方法中的一些系统和方法通常被描述为在软件中实现(存储在通用硬件上并且/或者由通用硬件执行)，但是特定硬件实施方式或软件和特定硬件实施方式的组合也是可能且可以预期的。
用于本公开，尤其是所附权利要求书中的术语(例如，所附权利要求书的主体)通常旨在作为“开放”术语(例如，术语“包括”应被解释为“包括但不限于”，术语“具有”应被解释为“至少具有”，术语“包括”应被解释为“包括但不限于”等)。
另外，如果预期特定数量的引入的权利要求详述，则在权利要求中将明确叙述此类意图，并且在不进行此类详述的情况下，不存在此类意图。例如，作为对理解的帮助，以下所附权利要求书可包含使用介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”来引入权利要求详述。然而，使用此类短语不应理解为暗示由不定冠词“一个”或“一种”引入的权利要求详述将包含此类引入的权利要求详述的任何特定权利要求限定于仅包含一个此类详述的实施方案，即使当相同的权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”和不定冠词，诸如“一个”或“一种”(例如，“一个”和/或“一种”可被解释为指的是“至少一个”或“一个或多个”)；使用用于引入权利要求详述的定冠词的使用也是如此。
此外，即使明确列举了所引入的权利要求详述的特定编号，本领域的技术人员也将认识到，此类详述应被解释为意指至少所列举的数目(例如，在不存在其他修饰语的情况下，“两个详述”的裸露详述是指至少两个详述或两个或更多个详述)。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一者”或“A、B和C等中的一者或多者”的常规的那些实例情况下，此类构造一般旨在包括单独A、单独B、单独C、A和B一起、A和C一起、B和C一起或A、B和C一起等。
此外，无论在说明书、权利要求书或附图中，呈现两个或更多个另外的术语的任何分离的词或短语应当理解为考虑包括术语中的一个、两个术语中的任意一个或两个术语两者的可能性。例如，短语“A或B”应理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
本公开的附加非限制性实施方案包括：
实施方案1：操作10SPE网络的物理层(PHY)的方法，包括：将第一信号从节点传输到共享总线；在传输的至少一部分期间观察共享总线处的第二信号；以及响应于检测到所观察的第二信号是大于第一阈值和小于第二阈值中的一者来检测共享总线上的冲突。
实施方案2：根据实施方案1所述的方法，还包括将所观察的第二信号的幅度与第一阈值和第二阈值中的至少一者进行比较。
实施方案3：根据实施方案1和2中任一项所述的方法，其中将所观察的第二信号的幅度与第一阈值和第二阈值中的至少一者进行比较包括：将所观察的第二信号的幅度与第一阈值和第二阈值两者进行比较。
实施方案4：根据实施方案1至3中任一项所述的方法，其中将第二信号的幅度与第一阈值和第二阈值中的至少一者进行比较包括：将差分信号的幅度与第一阈值和第二阈值中的至少一者进行比较。
实施方案5：根据实施方案1至4中任一项所述的方法，其中检测冲突包括在可编程位时间期间检测冲突。
实施方案6：操作单对以太网物理层(PHY)的方法，包括：将第一信号传输到共享总线；以及在传输第一信号时并且响应于第一信号被传输来执行冲突阈值检测，执行冲突阈值检测包括：观察共享总线处的第二信号的幅度；以及响应于第二信号的所观察的幅度的绝对值是大于第一阈值和小于第二阈值中的一者来确定冲突已发生。
实施方案7：根据实施方案6所述的方法，其中观察第二信号的幅度包括观察差分信号的幅度。
实施方案8：根据实施方案6和7中任一项所述的方法，其中执行冲突阈值检测还包括：将PHY的信号检测器编程为第一阈值；经由信号检测器将第二信号的幅度的绝对值与第一阈值进行比较；将PHY的信号检测器编程为第二阈值；以及经由信号检测器将第二信号的幅度的绝对值与第二阈值进行比较，其中确定冲突已发生包括：响应于第二信号的幅度的绝对值是大于第一阈值和小于第二阈值中的一者来确定冲突已发生。
实施方案9：物理层(PHY)设备，包括：发射器，该发射器被配置为经由共享总线传输第一信号；信号检测器，该信号检测器被配置为：被配置为在第一信号的传输期间观察共享总线处的第二信号；将所观察的第二信号的幅度与多个阈值进行比较；以及基于所观察的第二信号的幅度与多个阈值中的至少一个阈值的比较结果来生成检测器输出信号；以及冲突逻辑部件，该冲突逻辑部件耦接到信号检测器并且被配置为：接收检测器输出信号；以及基于检测器输出信号来确定冲突是否已在共享总线上发生。
实施方案10：根据实施方案9所述的设备，其中信号检测器被配置为接收控制信号以便对至少一个阈值进行编程。
实施方案11：根据实施方案9和10中任一项所述的设备，还包括校准单元，该校准单元被配置为将一个或多个控制信号传送到信号检测器以便设置至少一个阈值。
实施方案12：根据实施方案9至11中任一项所述的设备，其中信号检测器包括：第一比较器，该第一比较器被配置为接收包括第二信号的差分信号并生成第一检测信号；第二比较器，该第二比较器被配置为接收包括第二信号的差分信号并生成第二检测信号；以及或门，该或门被配置为接收第一检测信号和第二检测信号并生成检测器输出信号。
实施方案13：根据实施方案9至12中任一项所述的设备，其中信号检测器被进一步配置为检测处于接收模式的输入信号。
实施方案14：根据实施方案9至13中任一项所述的设备，其中冲突逻辑部件被配置为以大约每10纳秒一个样本的速率对检测器输出信号进行采样。
虽然本文结合某些图示实施方案描述了本发明，但本领域的普通技术人员将认识到并理解本发明不受此限制。相反，在不脱离下文所要求保护的本发明的范围及其法律等同形式的情况下，可对图示实施方案和该实施方案进行许多添加、删除和修改。此外，来自一个实施方案的特性可与另一个实施方案的特性组合，同时仍被包括在发明人所设想的本发明的范围内。

Claims (14)

1.一种操作10SPE网络的物理层(PHY)的方法，包括：
将第一信号从节点传输到共享总线；
在所述传输的至少一部分期间观察所述共享总线处的第二信号；以及
响应于检测到所观察的第二信号是大于第一阈值和小于第二阈值中的一者来检测所述共享总线上的冲突。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括将所观察的第二信号的幅度与所述第一阈值和所述第二阈值中的至少一者进行比较。
3.根据权利要求2所述的方法，其中将所观察的第二信号的所述幅度与所述第一阈值和所述第二阈值中的至少一者进行比较包括：将所观察的第二信号的所述幅度与所述第一阈值和所述第二阈值两者进行比较。
4.根据权利要求2所述的方法，其中将所述第二信号的所述幅度与所述第一阈值和所述第二阈值中的至少一者进行比较包括：将差分信号的幅度与所述第一阈值和所述第二阈值中的至少一者进行比较。
5.根据权利要求1所述的方法，其中检测所述冲突包括在可编程位时间期间检测所述冲突。
6.一种操作单对以太网物理层(PHY)的方法，包括：
将第一信号传输到共享总线；以及
在传输所述第一信号时并且响应于所述第一信号被传输来执行冲突阈值检测，所述执行冲突阈值检测包括：
观察所述共享总线处的第二信号的幅度；以及
响应于所述第二信号的所观察的幅度的绝对值是大于第一阈值和小于第二阈值中的一者来确定冲突已发生。
7.根据权利要求6所述的方法，其中观察所述第二信号的所述幅度包括观察差分信号的所述幅度。
8.根据权利要求6所述的方法，其中执行冲突阈值检测还包括：
将所述PHY的信号检测器编程为所述第一阈值；
经由所述信号检测器将所述第二信号的所述幅度的所述绝对值与所述第一阈值进行比较；
将所述PHY的所述信号检测器编程为所述第二阈值；以及
经由所述信号检测器将所述第二信号的所述幅度的所述绝对值与所述第二阈值进行比较；
其中确定所述冲突已发生包括：响应于所述第二信号的所述幅度的所述绝对值是大于所述第一阈值和小于所述第二阈值中的一者来确定所述冲突已发生。
9.一种物理层(PHY)设备，包括：
发射器，所述发射器被配置为经由共享总线传输第一信号；
信号检测器，所述信号检测器被配置为：
被配置为在所述第一信号的传输期间观察共享总线处的第二信号；
将所观察的第二信号的幅度与多个阈值进行比较；以及
基于所观察的第二信号的所述幅度与所述多个阈值中的至少一个阈值的比较结果来生成检测器输出信号；和
冲突逻辑部件，所述冲突逻辑部件耦接到所述信号检测器并且被配置为：
接收所述检测器输出信号；以及
基于所述检测器输出信号来确定冲突是否已在所述共享总线上发生。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述信号检测器被配置为接收控制信号以便对所述至少一个阈值进行编程。
11.根据权利要求9所述的设备，还包括校准单元，所述校准单元被配置为将一个或多个控制信号传送到所述信号检测器以便设置所述至少一个阈值。
12.根据权利要求9所述的设备，其中所述信号检测器包括：
第一比较器，所述第一比较器被配置为接收包括所述第二信号的差分信号并生成第一检测信号；
第二比较器，所述第二比较器被配置为接收包括所述第二信号的所述差分信号并生成第二检测信号；和
或门，所述或门被配置为接收所述第一检测信号和所述第二检测信号并生成所述检测器输出信号。
13.根据权利要求9所述的设备，其中所述信号检测器被进一步配置为检测处于接收模式的输入信号。
14.根据权利要求9所述的设备，其中所述冲突逻辑部件被配置为以大约每10纳秒一个样本的速率对所述检测器输出信号进行采样。
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