CN116964965A - 通信装置、通信系统和通信方法 - Google Patents

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CN116964965A CN202280015971.6A CN202280015971A CN116964965A CN 116964965 A CN116964965 A CN 116964965A CN 202280015971 A CN202280015971 A CN 202280015971A CN 116964965 A CN116964965 A CN 116964965A
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Abstract

[问题]为了在最小化传输延迟的同时提高传输效率。[解决方案]通信装置设置有：通信部，用于向通信对方装置周期性地发送与由多个应用生成的多个串行信号相对应的多个应用分组，每个周期包括多个时分双工(TDD)时隙，每个TDD时隙包括由TDD分配的区段；以及传输控制部，用于在多个TDD时隙中提供至少一个特定TDD时隙，该特定TDD时隙用于发送与多个应用中的两个或更多个应用相对应的一些应用分组，并且在每个周期内改变在该特定TDD时隙内发送的一些应用分组的优先级。

Description

通信装置、通信系统和通信方法
技术领域
本公开涉及通信装置、通信系统和通信方法。
背景技术
已经提出了允许在主SerDes与从SerDes之间进行高速串行通信的技术(见专利文件1)。
在两个SerDes之间进行串行通信的情况下，在从一个SerDes向另一个SerDes发送的数据量和相反方向发送的数据量之间存在较大差异的情况下，为了适应上行和下行方向的传输容量的差异，可推测采用TDD(时分双工)系统。TDD系统是半双工通信系统，其允许一次在一个方向上的通信并且不允许上行链路和下行链路通信同时进行。
现有技术文献
专利文献
专利文件1：日本专利公开号2011-239011
发明内容
本发明要解决的技术问题
不仅存在一个串行通信标准，而且存在各种串行通信标准(包括SPI(串行外围接口)、GPIO(通用输入/输出)和I2C(集成电路间)标准)。在两个SerDes之间发送和接收符合不同标准的多种串行信号的情况下，需要将这些不同标准的串行信号转换成符合TDD系统标准的分组。
在TDD系统下，存在以TDD时隙为单位发送和接收包括串行信号的分组的情况。在TDD系统中发送和接收符合不同标准的多种类型的串行信号的情况下，可以推测生成分别包括多种类型的串行信号的多个分组，当发送每个分组时，每个分组分配给不同的TDD时隙。
然而，因为符合不同标准的多种类型的串行信号中的每一种具有不同的发送频率和不同的信号量，所以如果TDD时隙没有被最佳地分配，则会发生传输等待时间增加的问题。具体地，当以恒定区间将TDD时隙分配给包括具有低发送频率的串行信号的分组时，在分配的TDD时隙中可能不存在要发送的分组。此外，当TDD时隙被分配给包括具有低发送频率的串行信号的分组时，由于用于发送包括具有高发送频率的串行信号的分组的延迟定时，可能发生增加的发送延迟。
因此，本公开的目的是提供用于在尽可能最小化传输延迟的同时提高传输效率的通信装置、通信系统和通信方法。
问题的解决方案
为了解决上述问题并且根据本公开，提供了一种通信装置，包括：通信部，被配置为将以TDD(时分双工)模式分配的区间计数为一个TDD时隙，并且多个TDD时隙被计数为一个周期，通信部还周期性地向通信对方装置发送与由多个应用生成的多个串行信号相对应的多个应用分组；以及传输控制部，所被配置为在所述多个TDD时隙当中设置至少一个特定TDD时隙，该特定TDD时隙用于发送与部分应用相对应的部分应用分组，该部分应用是多个应用中的至少两个应用，该传输控制部进一步在每个周期内改变要在特定TDD时隙中发送的部分应用分组的优先级。
在每个周期内，传输控制部可以按照预定顺序或按用户指定顺序改变部分应用分组的优先级。
在每个周期内，传输控制部可以轮流地改变要在特定TDD时隙中发送的部分应用分组的优先级。
传输控制部可以在特定TDD时隙中优先发送与具有更高优先级的应用相对应的分组。
传输控制部可以验证具有更高优先级的应用是否具有已准备好要在特定TDD时隙中发送的分组，并且在分组未准备好的情况下，验证具有次高优先级的应用是否具有已准备好要在特定TDD时隙中发送的分组。
传输控制部可以按照优先级从高到低的顺序重复验证是否存在已准备好要在特定TDD时隙中发送的分组的处理，直到找到已准备好发送的分组为止。
在部分应用均不具有已准备好要在特定TDD时隙中发送的分组的情况下，传输控制部可以停止在特定TDD时隙中发送有效分组。
除了特定TDD时隙之外，传输控制部可以在每个周期内提供用于发送包括由先前指定的应用生成的串行信号的分组的专用TDD时隙。
先前指定的应用可以是多个应用中的部分应用以外的任何应用。
传输控制部可以使得包括在多个周期内的专用TDD时隙的数目大于特定的TDD时隙的数目。
部分应用可以包括用于生成I2C(集成电路间)通信分组的应用和用于生成GPIO(通用输入/输出)通信分组的应用中的至少一个，并且先前指定的应用可以包括用于生成SPI(串行外围接口)通信分组的应用和用于生成OAM(操作、管理、维护)分组的应用中的至少一个。
传输控制部可以在每个周期内将部分应用的优先级改变一级，并且当获得最低或者最高优先级时，在下一周期内将优先级改变到最高或者最低。
基于由多个应用中的每个应用生成的串行信号的至少发送频率或者信号量，传输控制部可以确定是将专用时隙分配给对应的应用还是与另一应用共享特定的TDD时隙。
上述通信装置可以进一步包括与多个应用相对应地设置的多个封装器，每个封装器被配置为生成包括由相应的应用生成的串行信号的分组，并且输出指示是否已生成分组的就绪信号，以及帧构建器，被配置为基于由多个封装器生成的多个分组，帧构建器可生成将在每个周期内发送至通信对方装置的链路帧，其中，帧构建器可包括调度器，该调度器被配置为控制特定TDD时隙的优先级，并且基于由对应于部分应用的至少两个封装器生成的就绪信号中的至少两个，在特定TDD时隙中确定应用对分组的发送。
帧构建器可包括：多个容器制作器，每个容器制作器被配置为生成包括容器有效载荷和容器报头的容器，容器有效载荷包括由多个封装器中的每个生成的分组；以及多路复用器，其被配置为使得在调度器的控制下，多路复用器可以通过逐个选择由多个容器制作器生成的多个容器来生成链路帧。
多个容器制作器的数目可以等于每个周期内的TDD时隙的数目。
通信装置还可以包括多个封装器，与多个应用相对应地设置，并且被配置为生成包括由对应的应用生成的串行信号的包，该封装器进一步输出指示是否已生成所述分组的就绪信号，分组选择器，被配置为控制所述特定TDD时隙的优先级，并从由至少两个封装器中的生成的至少两个分组中选择要在特定TDD时隙中发送的分组，基于由与部分应用相对应的至少两个封装器生成的至少两个就绪信号，以及帧构建器，被配置为生成将在每个周期中被发送到所述通信对方装置的链路帧，基于由分组选择器选择的分组和对应于多个应用中的不包括其限定部分的任何应用的分组，其中帧构建器可以包括调度器，该调度器被配置为控制分组在每个周期内的多个TDD时隙中被发送。
帧构建器可包括：多个容器制作器，每个容器制作器被配置为生成包括容器有效载荷和容器报头的容器，容器有效载荷包括由分组选择器选择的分组和对应于多个应用中的多个部分应用以外的任何应用的分组，容器报头对应于容器有效载荷；以及多路复用器，其被配置为使得在调度器的控制下，多路复用器可以通过逐个选择由多个容器制作器生成的多个容器来生成链路帧。
容器制作器的数目可小于每个周期内的TDD时隙的数目。
根据本公开，还提供了一种通信系统，包括第一通信装置和第二通信装置，第一通信装置和第二通信装置各自在预定通信协议下以TDD(时分双工)模式发送和接收分组，其中，第一通信装置包括通信部，该通信部被配置为将以TDD(时分双工)模式分配的区间计数为一个TDD时隙，其中，多个TDD时隙被计数为一个周期，该通信部还周期性地向通信对方装置发送与由多个应用生成的串行信号对应的多个应用分组，以及传输控制部，该传输控制部被配置为提供，在多个TDD时隙当中确定至少一个特定TDD时隙，该特定TDD时隙用于发送与部分应用相对应的部分应用分组，该部分应用是多个应用中的至少两个应用，传输控制部进一步在每个周期内改变要在特定TDD时隙中发送的应用分组的所述限定部分的优先级，并且第二通信装置包括第二通信部分，第二通信部分被配置为接收从所述第一通信装置发送的所述分组，并且在包括多个TDD时隙的每个周期内，将分组周期性地发送到第一通信装置。
根据本公开，还提供了一种通信方法，包括：将在TDD(时分双工)模式中分配的区间计数为一个TDD时隙，其中，多个TDD时隙被计数为一个周期；在向通信对方装置周期性地发送与由多个应用生成的串行信号相对应的多个应用分组的同时，在所述多个TDD时隙当中设置用于发送与多个应用中的至少两个应用相对应的部分应用分组的至少一个特定TDD时隙，同时，在每个周期内，转移要在所述特定TDD时隙中发送的部分应用分组的优先级。
附图说明
图1是描绘通信系统的总体配置的框图。
图2是描述实现SerDes的内部配置的通信系统的框图。
图3是描绘由物理块发送的链路帧和发送符号的配置的图。
图4是描绘图2的SerDes中的帧构建器的内部配置的框图。
图5是描绘图2中的SerDes的发送时序的图。
图6是描绘在I2C信号从ECU向SerDes输入的情况下的发送时序的图。
图7是本公开的第一实施例中的帧构建器的框图。
图8是指示由图7中的调度器执行的处理操作的流程图。
图9是描绘本实施例中的上行链路的发送时序的图。
图10是描绘第二实施例中的帧构建器和其外围的构成元件的框图
具体实施方式
下面参考附图描述通信装置、通信系统和通信方法的实施例。在以下描述中，重点在于通信装置和通信系统的关键组成元件。然而，通信装置和通信方法可以包括未示出的或解释的其他组成元件或功能。因此，应注意，随后的描述并不排除未示出或解释的这些组成元件或功能。
根据本公开的通信系统在两个SerDes之间执行串行通信。图1是描绘具有SerDes200(SerDes#1)和SerDes 400(SerDes#2)的通信系统1的总体配置的框图。图1示出了SerDes 200和SerDes 400执行在其间的串行通信的示例。作为高速串行接口设备的SerDes200和SerDes400通过几米到十几米的电缆300互连。ECU 100连接至SerDes 200。外围设备500(外围设备#1)和外围设备600(外围设备#2)连接至SerDes 400。ECU 100接收例如视频信号的主要数据并发送所接收的数据。ECU 100还通过发送和接收例如SPI(串行外围接口)信号、I2C(内部集成电路)信号和GPIO(通用IO)信号的信号来整体控制系统。
另一方面，连接至SerDes 400的外围设备500高速并且大量地发送例如视频信号的主要数据，并且使用SPI和GPIO发送和接收控制信号。而且，连接至SerDes 400的外围设备600使用I2C和GPIO发送和接收例如，观察数据和控制信号的低速信号。
在图1中包括SerDes 200和SerDes 400这二者的通信系统安装在各种设备(例如，机载相机模块)中。SerDes 200和SerDes 400这二者采用FPD-LINK(FDP-链路)以用于其间的串行通信，该FPD-LINK是一种已知的串行通信接口技术。除此之外，目前，高速串行接口标准化组织汽车SerDes联盟(ASA)正在致力于车载高速串行接口技术的标准化。FPD-LINK与ASA的不同之处在于，在实现双向通信时，FPD-LINK采用频分双工(FDD)系统，而ASA采用时分双工(TDD)系统。
图1中的左下部分描绘了FDD的分组传输时序和频带，并且右下部分展示了ASA的分组传输时序和频带。在FDD模式中，下行链路和上行链路使用不同的频带以在重叠的周期内并行发送和接收分组。另一方面，在TDD模式中，下行链路和上行链路使用重叠的频带以基于时分(time-division)发送和接收分组。
图2是描述实现SerDes 200和SerDes 400的内部配置的通信系统1的框图。图2指示应用包括SPI、I2C和GPIO信号的示例。如图2所示，SerDes 200包括物理(PHY)块200-1、链路(LINK)块200-2、多个封装器(应用流封装器)200-3、多个解封装器(应用流解封装器)200-4以及控制寄存器200-5。物理块200-1包括上行链路发射器200-1-1和下行链路发射器(Rx)200-1-2。链路块200-2包括帧构建器200-2-1、帧解构建器200-2-2和OAM(操作管理维护)块200-2-3。
ECU 100根据处理的需要生成SPI、I2C和GPIO信号作为控制信号，并且将这些串行信号输出到SerDes 200。针对每个应用(例如，针对SPI信号、信号I2C和信号GPIO信号中的每个)在SerDes 200中设置多个封装器200-3。每个封装器200-3生成对应的应用分组。
用于SPI信号的封装器200-3从ECU 100接收SPI信号以生成包括SPI信号的应用分组。I2C信号的封装器200-3从ECU 100接收I2C信号以生成包括I2C信号的应用分组。GPIO信号的封装器200-3从ECU 100接收GPIO信号以生成包含GPIO信号的应用分组。
SerDes 200中的多解封装器200-4中每个解封装器200-4针对每个应用设置。用于主要数据的解封装器200-4将其从接收到的应用分组中解封装，并将该主要数据发送到ECU100。用于SPI信号的解封装器200-4将其从接收到的应用分组解封装，并且将该SPI信号发送到ECU 100。用于I2C信号的解封装器200-4将其从接收到的应用分组解封装并且将该I2C信号发送到ECU 100。用于GPIO信号的解封装器200-4将其从接收到的应用分组解封装并且将该GPIO信号发送到ECU 100。
图3是描绘由多个封装器200-3生成的应用分组、由链路块200-2生成的链路帧、以及由物理块200-1发送的发送符号的配置的图。如图3的(3-1)中所描绘的，应用分组包括分组报头和应用分组数据。
链路块200-2针对多个封装器200-3中的每个生成容器(container)以及包括多个该容器的链路帧。如图3中的(3-2)中所描绘的，该容器包括容器报头和容器有效载荷。容器报头包括从控制寄存器200-5提供的与接收侧设备有关的目的地(地址)信息和与解封装器200-4有关的地址信息。
链路块200-2生成的链路帧被提供给物理块200-1中的上行链路发射器200-1-1。上行链路发射器200-1-1将接收侧上的同步处理所需的同步报头附接至链路帧(图3中的(3-3))，以生成发送帧(图3中的(3-4))。此后，通过执行用于二进制传输(NRZ)、四级传输(PAM4)等的调制处理，上行链路发射器200-1-1将发送帧转换成发送符号(图3中的(3-5))，以用于输出到电缆300上。至此为止的处理构成上行链路侧的发送处理。
在TDD系统的一个TDD时隙的周期内发送一个发送帧(图3中的(3-4))。在TDD系统中，在单个TDD突发周期内，下行链路传输和上行链路传输中的每个在不同的时刻被执行一次。例如，上述发送帧仅在下行链路传输周期内发送。例如，在上行链路只发送控制信号并且下行链路发送包括控制信号的视频信号的情况下，下行链路占用的时间基本占主导，并且上行链路和下行链路的时间比为1比几十。
图4是描绘图2的200SerDes中的帧构建器200-2-1的内部配置的框图。帧构建器200-2-1包括与多个封装器200-3相对应的多个容器制作器200-2-1-1、多路复用器200-2-1-3以及调度器200-2-1-2。每个封装器200-3包括分组制作器200-3-1和缓冲器200-3-3。由每个分组制作器200-3-1生成的应用分组在根据调度器200-2-1-2的指令输入到帧构建器200-2-1中的对应容器制作器200-2-1-1之前被临时放置到缓冲器200-3-3中。
每个容器制作器200-2-1-1从对应的封装器200-3或OAM块200-2-3接收对应的应用分组并且生成对应的容器。由每个容器制作器200-2-1-1生成的容器输入到多路复用器200-2-1-3。调度器200-2-1-2输出指定用于输出每个容器的定时的定时调整信号。多路复用器200-2-1-3基于来自调度器200-2-1-2的定时调整信号生成包括多个容器的链路帧。
在系统启动时，与从ECU 100发送的应用所需的发送频带相对应的调度由未在图2中指示的适当装置传送至控制寄存器200-5。控制寄存器200-5向调度器200-2-1-2提供调度。这提供了控制，使得在不频繁地选择低速率信号(例如，GPIO信号)时，通过多路复用器200-2-1-3在每单位时间更频繁地选择用于发送宽带信息(例如，视频信号)的容器。
同样地，包括由ECU 100生成的调度的OAM信号也经由上行链路被提供给SerDes400中的帧构建器400-2-1内部的调度器。
接着，说明SerDes400的上行链路侧的接收处理。如图2所示，SerDes400包括物理块400-1、链路块400-2、多个封装器(应用流封装器)400-3、多个解封装器(应用流解封装器)400-4以及控制寄存器400-5。物理块400-1包括下行链路发射器(Tx)400-1-1和上行链路接收器(Rx)400-1-2。链路块400-2包括帧构建器400-2-1、帧解构建器400-2-2和OAM块400-2-3。
用于主要数据的封装器400-3从外围设备500接收主要数据以生成包括该主要数据的应用分组。用于SPI信号的封装器400-3从外围设备500接收SPI信号以生成包括该SPI信号的应用分组。用于GPIO信号的封装器400-3从外围设备500接收GPIO信号以生成包括该GPIO信号的应用分组。用于I2C信号的解封装器400-4从所接收的分组中解封装I2C信号，并将该I2C信号发送到外围设备600。GPIO信号的解封装器400-4从所接收的分组中解封装GPIO信号，并且将该GPIO信号发送到外围设备600。
SerDes 400使用附接至从SerDes 200接收的发送符号(图3中的(3-5))的报头的同步信号生成与符号频率同步的时钟，从而再现发送帧(图3中的(3-4))。通过从所再现的发送帧(图3中的(3-4))分离同步报头来生成链路帧(图3中的(3-3))。这样生成的链路帧被输入到链路块400-2中的帧解构建器400-2-2。
帧解构建器400-2-2将链路帧(图3中的(3-3))划分为容器(图3中的(3-2))，根据每个容器的容器报头获取关于解封装器400-4的地址信息，并将包括在容器的容器有效载荷中的应用分组(图3中的(3-1))输出到相应的解封装器400-4。
基于对应的应用分组中的分组报头，每个解封装器400-4以每个应用的格式重新构建应用分组中的应用分组数据，然后将重新构建的应用分组数据发送到对应的外围设备500或外围设备600，。
将来自外围设备500和外围设备600的信息发送到ECU 100的下行链路侧所执行的处理与上行链路侧所执行的处理相同，因此将不再进一步讨论。
根据遵循TDD系统的ASA标准，在系统设计时预先设置发送保存要发送的每个应用的容器(图3中的(3-2))的每单位时间的次数和发送容器的顺序。设置保持每个应用的延迟基本上恒定，并且抑制应用传输抖动的问题。在连续发送大量数据(例如视频信号)的情况下，这是非常方便的。另一方面，主要用于控制外围设备的SPI信号、I2C信号和GPIO信号中的每一个所需的传输频带可以比视频信号的传输频带更窄。
图5是描绘图2中的SerDes 200的发送时序的图。图5表示其中六个TDD时隙组成一个周期的示例，其中在上行链路侧上的帧构建器200-2-1针对每个应用分组设置发送调度。如图5中所示，用于在下行链路与上行链路之间切换的切换时间一旦构成TDD模式中的发送时间单位(1TDD突发周期＝1TDD时隙)。在图5的示例中，在一个TDD时隙中经由上行链路发送一个应用分组(图5中的(5-1))。在这种情况下，每六个TDD时隙发送包括一个OAM信号的应用分组，每六个TDD时隙发送包括四个SPI信号的应用分组，并且每12个TDD时隙发送包括一个GPIO或I2C的应用分组(图5中的(5-2))。
如图2至图4所示，输入至SerDes 200的SPI信号、I2C信号、或者GPIO信号被暂时输入至封装器200-3，以用于转换至相应的应用分组。在转换之后，根据调度器200-2-1-2的读取定时，应用分组在被输入到帧构建器200-2-1之前被缓冲。由调度器200-2-1-2确定的读取定时与每个应用的传输调度一致，如图5中的(5-1)和(5-2)所示。例如，在TDD时隙#9和时隙#10中的每个中发送SPI信号应用分组SPI#m和SPI信号应用分组SPI#m+1(图5中的(5-3))，并且在TDD时隙#14和时隙#26中的每一个中发送GPIO应用分组GPI#n和送GPIO应用分组GPI#n+1(图5中的(5-5))。
应注意，此时，I2C信号处于空闲状态(图5中的(5-8))，从而I2C信号应用分组不需要被发送(图5中的(5-8))。
图6是表示从ECU 100向SerDes 200输入I2C信号的情况下的发送时序的图。在图6的情况下，I2C信号应用分组在TDD时隙#20中被发送。
现在假设GPIO信号用于发送例如中断信号的信号，对于该信号，必要的发送频带在数目上较小，但是在信号状态中的变化是不可预测的。因为传输GPIO信号所需的频带在数目上较小，所以如在图5中所描绘的，假定每12个TDD时隙分配一个TDD时隙。在这种情况下，从ECU 100输入的GPI信号(图5中的(5-6))的变化以12个TDD时隙的区间被采样，以用于转换成要在TDD时隙#14和时隙#26中的每一个中发送的GPIO分组GPI#n和GPIO分组GPI#n+1(图5中的(5-5))。
虽然从ECU 100输入的GPIO信号(图5中的(5-6))的状态变化在TDD时隙#2和#3附近发生，但是该变化被定时以在TDD时隙#26中分组和发送。这就是发送等待时间如何发生。例如，在一个TDD突发周期约为30μ秒的情况下，出现约690μ秒的发送延迟。
为了缩短给定应用的传输延迟，仅需要增加TDD时隙被分配给应用的频率。然而，因为应用不是连续地而是仅在必要时发送信号，所以TDD时隙的利用效率在所需的发送频带在数目上较小的情况下劣化。
鉴于上述情况，当在TDD发送系统中发送预先分配发送调度的多个应用时，根据本公开的通信装置和通信系统被设计为提高传输效率，同时最小化发送延迟。
(第一实施例)
图7是本公开的第一实施例中的帧构建器200-2-1的框图。在图7中，与图4中的帧构建器200-2-1的组成元件相同的组成元件由相同的参考符号指定。以下主要描述两个帧构建器之间的差异。图7中的帧构建器200-2-1与图4中的其对应部分一样，包括对应于多个封装器200-3的多个容器制作器200-2-1-1、多路复用器200-2-1-3和调度器200-2-1-4。
在图7中的帧构建器200-2-1中，调度器200-2-1-4与图4中的调度器200-2-1-4不同地操作。此外，当将由对应的分组制作器200-3-1生成的应用分组放置到对应的缓冲器200-3-3中时，图7中的每个封装器200-3输出数据就绪信号。数据就绪信号是指示有效的应用分组被保存在对应的缓冲器200-3-3中的信号。来自每个封装器200-3的数据就绪信号被输入到调度器200-2-1-4。基于来自每个封装器200-3的数据就绪信号，调度器200-2-1-4控制由每个容器制作器200-2-1-1生成的容器被包括在发送帧中的顺序。
图8是指示由图7中的调度器200-2-1-4执行的处理操作的流程图。图9是描绘本实施例中的上行链路的发送时序的图。下面参见图7至图9描述本实施例中的通信装置和通信系统所执行的处理操作。
与图4中的调度器200-2-1-2一样，在经由控制寄存器200-5的ECU 100的调度控制下，图7中的调度器200-2-1-4在通信系统开始发送之前预先确定哪个应用分组将被分配给哪个TDD时隙。
ECU 100或控制寄存器200-5为调度器200-2-1-4提供特定TDD时隙(共享时隙)。不是一个应用分组而是多个应用分组被分配给共享时隙。要在特定共享时隙中发送的应用分组将被分配例如控制信号的信号，针对该信号，发送频带在数目上相对较小并且发送频率较低。
此外，ECU 100或控制寄存器200-5为调度器200-2-1-4设置优先级，被分配到共享时隙的应用分组以所述优先级被输出。根据系统和操作状态来改变将提供多少共享时隙、哪些应用分组将被分配给这些时隙以及应用分组将被输出的优先级。例如，可以在系统设计时确定优先级。即，在系统设计时可以确定按照什么顺序和以什么区间改变优先级并且将其存储在存储器或寄存器中(未描绘)。可替代地，用户可以通过使用可以根据需要更新的寄存器值来设置优先级或优先级要被改变的顺序。在这种情况下，可通过用户以适当定时的方式更新寄存器值来改变优先级或改变优先级的顺序。
调度器200-2-1-4确定要调度的TDD时隙是否是共享时隙(步骤S1)。例如，图9中的TDD时隙#2、#8、#14、#20和#26均被确定为共享时隙。
在共享时隙的情况下，通过使用数据就绪信号来确定具有最高优先级的应用分组是否被保存在对应的缓冲器200-3-3中(步骤S2)。在这样的应用分组被保存在缓冲器200-3-3中的情况下，应用分组被确定为就绪。然后，容器制作器200-2-1-1生成与缓冲器200-3-3中保存的应用分组相对应的容器。通过多路复用器200-2-1-3选择所生成的容器，以便构造链路帧(步骤S3)。
此后，共享时隙的优先级被改变一级(步骤S4)。例如，在存在应用分组A、分组B和分组C的情况下，例如，如下面所指示的，改变图9中的共享时隙#2、#8、#14、#20和#26。应注意，以下给出的仅是示例，并且优先级可以以任何期望的顺序改变。
共享时隙#2的优先级：A->B->C
共享时隙#8的优先级：B->C->A
共享时隙#14的优先级：C->A->B
共享时隙#20的优先级：A->B->C
共享时隙#26的优先级：B->C->A
在图8中的步骤S4中的过程结束时，重复步骤S1和后续步骤的过程。更具体地，例如，在图9中，处理使得TDD时隙#2的优先级被设置为GPIO>I2C，下一个TDD时隙#8的优先级被设置为I2C>GPIO，并且下一个TDD时隙#14的优先级返回至GPIO>I2C。这使得可以确保最初分配给应用分组的发送频带。以这种方式，共享时隙的优先级每周期改变一级。
如果在步骤S2中确定应用分组没有被保存在缓冲器200-3-3中，则确定是否存在具有次高优先级的应用分组(步骤S5)。如果确定存在该应用分组，则通过使用数据就绪信号确定应用分组是否被保存在相应的缓冲器200-3-3中(步骤S6)。如果确定应用分组已保存在相应的缓冲器200-3-3中，则处理进行至步骤S3。例如，对于图9中的TDD时隙#8，最高优先级属于包括I2C信号的应用分组。然而，此时，I2C信号为空，使得包括I2C信号的应用分组未被保存在对应的缓冲器200-3-3中。因此，图8中的步骤S2中的确定为否，并且处理进行至步骤S5。在步骤S5中，然后确定是否存在具有次高优先级的应用分组。对于图9中的TDD时隙#8，GPIO信号是紧挨着I2C信号具有最高优先级的GPIO信号。此时，包括GPIO信号的应用分组被保存在对应的缓冲器200-3-3(图9中的(9-5)中的GPI#n+1)中。这里，对应于该应用分组的容器制作器200-2-1-1生成包括该应用分组的容器。
另一方面，如果在步骤S5中确定不存在具有次高优先级的应用分组，则处理进行到步骤S4。例如，对于图9中的TDD时隙#14，包括GPIO信号的应用分组是具有最高优先级的应用分组。此时，在GPIO信号的封装器200-3内部的缓冲器200-3-3中没有保存要发送的应用分组。因此，图8中的步骤S2中的确定为否，并且处理进行至步骤S5。在步骤S5中，确定是否存在具有次高优先级的应用分组。对于图9中的TDD时隙#14，I2C信号是具有次高优先级的信号。然而，此时I2C信号为空，从而在对应的缓冲器200-3-3中没有保存有效的应用分组。因此，步骤S5的确定为否，进入步骤S4。在步骤S4中，改变共享时隙的优先级。
如果在步骤S1中确定该时隙不是共享时隙，则选择由调度器200-2-1-4指定的应用分组。然后，容器制作器200-2-1-1生成与所选择的应用分组相对应的容器。通过多路复用器200-2-1-3选择所生成的容器，以便构造链路帧(步骤S7)。在步骤S7的处理结束时，重复步骤S1和后续步骤的处理。
如上所述，在第一实施例使用TDD系统执行串行传输的情况下，在包括多个TDD时隙的一个周期内，提供共享时隙以允许包括多种类型的串行信号之一的分组的发送。然后，包括具有低发送频率的应用信号的多种类型的应用分组被布置为在共享时隙中发送。由于要在共享时隙中发送的多种类型的应用分组的优先级被轮流改变，因此这些多种类型的应用分组能够以恒定的等待时间被发送。此外，因为在共享时隙中发送具有低发送频率的多种类型的应用分组，所以可以增加分配给具有高发送频率的应用分组的TDD时隙的数目，并且从而进一步减少具有高发送频率的应用分组的发送延迟。因此，本实施例使得可以使用TDD系统有效地发送与多个应用相对应的多种类型的串行信号
(第二实施例)
在第二实施例中，链路块200-2中的帧构建器200-2-1及其附近的组成元件与第一实施例不同。
图10是描绘第二实施例中的帧构建器200-2-1及其外围的构成元件的框图。在第二实施例中，分组选择器200-6布置在一方面多个封装器200-3和另一方面帧构建器200-2-1之间。
分组选择器200-6实现图7中的调度器200-2-1-5的一些功能。具体地，分组选择器200-6连接到在共享时隙中发送应用分组的至少两个封装器200-3。连接到分组选择器200-6的至少两个封装器200-3中的每个具有分组制作器200-3-1和缓冲器200-3-3。当应用分组被放置到对应的缓冲器200-3-3中时，每个封装器200-3输出数据就绪信号。这些数据准备就绪信号被输入到分组选择器200-6。
分组选择器200-6基于来自至少两个封装器200-3的数据就绪信号选择将在共享时隙中发送的应用分组，用于在共享时隙中应用分组发送。数据就绪信号是指示相应的应用分组被放置到相应的缓冲器200-3-3中的信号，数据就绪信号从相应的封装器200-3输出。在共享时隙中选择的应用分组被输入到帧构建器200-2-1。
图10中的帧构建器200-2-1，如同图7中的帧构建器200-2-1的对应物，包括对应于多个封装器200-3或OAM块200-2-3、多路复用器200-2-1-3和调度器200-2-1-5的多个容器制作器200-2-1-1。图10中的调度器200-2-1-5不同于图7中的调度器200-2-1-5。
图7中的帧构建器200-2-1具有与多个封装器200-3一样多的容器制作器200-2-1-1。另一方面，图10中的帧构建器200-2-1具有比多个封装器200-3更少的容器制作器200-2-1-1。更具体地，分组选择器200-6选择要在共享时隙中发送的多个应用分组中的一个，所选择的应用分组被输入到专用容器制作器200-2-1-1。
分组选择器200-6从调度器200-2-1-5接收读取定时信号的输入，给出共享时隙的定时的通知。当输入读取定时信号时，分组选择器200-6执行与图8的流程图中的处理操作类似的处理操作。当选择在共享时隙中发送的应用分组时，分组选择器200-6将所选择的应用分组与指示应用分组对应于哪个应用的分组信息一起发送到相应的容器制作器200-2-1-1。相应的容器制作器200-2-1-1基于所接收的分组信息生成容器报头，并且还生成包括所接收的应用分组的容器有效载荷，从而完成容器。
基于控制寄存器200-5中的设置信息，帧构建器200-2-1中的调度器200-2-1-5逐个选择由多个容器制作器200-2-1-1生成的多个容器，以便生成链路帧。
如上所述，第二实施例具有布置在一方面多个封装器200-3和另一方面帧构建器200-2-1之间的分组选择器200-6，以便选择要在共享时隙中发送的应用分组。这能够减少帧构建器200-2-1中的容器制作器200-2-1-1的数目。由于分组选择器200-6执行调度器200-2-1-5的调度控制的一部分处理，因此减轻了调度器200-2-1-5上的处理负荷，并且简化了帧构建器200-2-1的内部配置。
应注意，本技术可具有以下配置。
(1)
一种通信装置，包括：
通信部，被配置为将以TDD(时分双工)模式分配的区间计数为一个TDD时隙，并且多个TDD时隙被计数为一个周期，所述通信部还周期性地向通信对方装置发送与由多个应用生成的多个串行信号相对应的多个应用分组；以及
传输控制部，被配置为在所述多个TDD时隙当中设置至少一个特定TDD时隙，所述特定TDD时隙用于发送与部分应用相对应的部分应用分组，所述部分应用是所述多个应用中的至少两个应用，所述传输控制部进一步在每个周期内改变要在所述特定TDD时隙中发送的所述部分应用分组的优先级。
(2)
根据(1)所述的通信装置，其中，所述传输控制部在每个周期内按照预定顺序或用户指定顺序改变所述部分应用分组的优先级。
(3)
根据(1)所述的通信装置，所述传输控制部在每个周期内轮流改变要在所述特定TDD时隙中发送的所述部分应用分组的优先级。
(4)
根据(1)所述的通信装置，其中，所述传输控制部优先在所述特定TDD时隙中发送与具有更高优先级的应用相对应的分组。
(5)
根据(1)至(4)中任一项所述的通信装置，其中，所述传输控制部验证具有更高优先级的应用是否具有已准备好要在所述特定TDD时隙中发送的分组，并且在所述分组未准备好的情况下，验证具有次高优先级的应用是否具有已准备好要在所述特定TDD时隙中发送的分组。
(6)
根据(5)所述的通信装置，其中，所述传输控制部按照优先级从高到低的顺序重复验证是否存在已准备好要在所述特定TDD时隙中发送的分组的处理，直到找到已准备好要发送的分组为止。
(7)
根据(1)至(6)中任一项所述的通信装置，其中，在所述部分应用都不具有准备好要在所述特定TDD时隙中发送的分组的情况下，所述传输控制部停止在所述特定TDD时隙中发送有效分组。
(8)
根据(1)至(7)中任一项所述的通信装置，其中，除了所述特定TDD时隙之外，所述传输控制部在每个周期内设置用于发送包括由先前指定的应用生成的串行信号的分组的专用TDD时隙。
(9)
根据(8)所述的通信装置，其中，所述先前指定的应用是所述多个应用中的所述部分应用以外的任何应用。
(10)
根据(8)或(9)所述的通信装置，其中，所述传输控制部使包括要在多个周期内的专用TDD时隙的数目大于所述特定TDD时隙的数目。
(11)
根据(8)至(10)中任一项所述的通信装置，其中，
所述部分应用包括用于生成I2C(集成电路间)通信分组的应用和用于生成GPIO(通用输入/输出)通信分组的应用中的至少一个，并且
所述先前指定的应用包括用于生成SPI(串行外围接口)通信分组的应用和用于生成OAM(操作、管理、维护)分组的应用中的至少一个。
(12)
根据(1)至(11)中任一项所述的通信装置，其中，所述传输控制部在每个周期内将所述部分应用的优先级改变一级，并且当获得最低优先级或最高优先级时，在下一周期内将所述优先级改变为最高优先级或最低优先级。
(13)
根据(8)至(11)中任一项所述的通信装置，其中，基于由所述多个应用中的每个应用生成的串行信号的发送频率和信号量中的至少一个，所述传输控制部确定是将所述专用时隙分配给对应的应用还是与另一应用共享所述特定TDD时隙。
(14)
根据(1)至(13)中任一项所述的通信装置，还包括：
多个封装器，与所述多个应用相对应地设置，每个封装器被配置为生成包括由对应的应用生成的串行信号的分组，并且输出指示是否已生成所述分组的就绪信号；以及
帧构建器，被配置成使得基于由所述多个封装器生成的多个分组，所述帧构建器生成要在每个周期内发送至所述通信对方装置的链路帧，
其中，所述帧构建器包括调度器，所述调度器被配置为控制所述特定TDD时隙的优先级，并且基于由与所述部分应用相对应的至少两个封装器生成的至少两个就绪信号，在所述特定TDD时隙中发送分组。
(15)
根据(14)所述的通信装置，其中帧构建器包括：
多个容器制作器，每个容器制作器被配置为生成包括容器有效载荷和容器报头的容器，所述容器有效载荷包括由所述多个封装器中的每个封装器生成的分组，以及
多路复用器，被配置为使得在所述调度器的控制下，所述多路复用器通过逐个选择由所述多个容器制作器生成的多个容器来生成所述链路帧。
(16)
根据(15)所述的通信装置，其中多个容器制作器的数目等于每个周期内的TDD时隙的数目。
(17)
根据(1)至(13)中任一项所述的通信装置，还包括：
多个封装器，与所述多个应用相对应地设置，并且被配置为生成包括由对应的应用生成的串行信号的分组，所述封装器进一步输出指示是否已生成所述分组的就绪信号；
分组选择器，被配置为控制所述特定TDD时隙的优先级，并且基于与所述部分应用相对应的至少两个封装器生成的至少两个就绪信号，从由至少两个所述封装器生成的分组当中选择要在所述特定TDD时隙中发送的分组；以及
帧构建器，被配置为基于由所述分组选择器选择的分组和与所述多个应用中的所述部分应用以外的任何应用相对应的分组，生成要在每个周期内要发送至所述通信对方装置的链路帧，
其中，所述帧构建器包括调度器，所述调度器被配置为控制要在每个周期内的所述多个TDD时隙中发送的分组。
(18)
根据(17)所述的通信装置，其中帧构建器包括：
多个容器制作器，每个容器制作器被配置为生成包括容器有效载荷和容器报头的容器，所述容器有效载荷包括由所述分组选择器选择的分组和与所述多个应用中的所述部分应用以外的任何应用相对应的分组，所述容器报头对应于所述容器有效载荷，以及
多路复用器，被配置成使得在所述调度器的控制下，所述多路复用器通过逐个选择由所述多个容器制作器生成的多个容器来生成所述链路帧。
(19)
根据(18)所述的通信装置，其中容器制作器的数目小于每个周期内的TDD时隙的数目。
(20)
一种通信系统，包括：
第一通信装置和第二通信装置，各自在预定通信协议下以TDD(时分双工)模式发送和接收分组，其中，
所述第一通信装置包括：
通信部，被配置为将以TDD(时分双工)模式分配的区间计数为一个TDD时隙，并且多个TDD时隙被计数为一个周期，所述通信部还周期性地向通信对方装置发送与由多个应用生成的串行信号相对应的多个应用分组，以及
传输控制部，被配置为在所述多个TDD时隙当中设置至少一个特定TDD时隙，所述特定TDD时隙用于发送与部分应用相对应的部分应用分组，所述部分应用是所述多个应用中的至少两个应用，所述传输控制部进一步在每个周期内改变要在所述特定TDD时隙中发送的所述部分应用分组的优先级，以及
第二通信装置包括第二通信部，所述第二通信部被配置为接收从第一通信装置发送的分组，并且在包括多个TDD时隙的每个周期内，将所述分组周期性地发送到第一通信装置。
(21)
一种通信方法，包括：
将以TDD(时分双工)模式分配的区间计数为一个TDD时隙，并且多个TDD时隙被计数为一个周期，同时周期性地向通信对方装置发送与由多个应用生成的串行信号相对应的多个应用分组；并且
在所述多个TDD时隙当中设置至少一个特定TDD时隙，所述特定TDD时隙用于发送与所述多个应用中的至少两个的部分应用相对应的部分应用分组，同时在每个周期内改变要在所述特定TDD时隙中发送的所述部分应用分组的优先级。
本公开的实施例不限于上面讨论的那些并且包括本领域的技术人员可以想到的各种变化。此外，本发明的有利效果不限于上述效果。即，在由所附权利要求及其等同物限定的本公开的技术构思和范围内，可以可变地补充、修改或者部分删除上面公开的内容。
[参考标号列表]
1：通信系统
200：SerDes
200-1：物理块
200-1-1：链路发射器
200-2：链路块
200-2-1：帧构建器
200-2-1-1：容器制作器
200-2-1-2：调度器
200-2-1-3：多路复用器
200-2-1-4：调度器
200-2-1-5：调度器
200-2-2：帧解构建器
200-2-3：OAM块
200-3：封装器
200-3-1：分组制作器
200-3-3：缓冲液
200-4：解封装器
200-5：控制寄存器
200-6：分组选择器
300：电缆
400：SerDes
400-1：物理块
400-2：链路块
400-2-1：帧构建器
400-2-2：帧解构建器
400-2-3：OAM块
400-3：封装器
400-4：解封装器
500：外围设备
600：外围设备。

Claims (21)

1.一种通信装置，包括：
通信部，被配置为将以TDD(时分双工)模式分配的区间计数为一个TDD时隙，并且多个TDD时隙被计数为一个周期，所述通信部还周期性地向通信对方装置发送与由多个应用生成的多个串行信号相对应的多个应用分组；以及
传输控制部，被配置为在所述多个TDD时隙当中设置至少一个特定TDD时隙，所述特定TDD时隙用于发送与部分应用相对应的部分应用分组，所述部分应用是所述多个应用中的至少两个应用，所述传输控制部进一步在每个周期内改变要在所述特定TDD时隙中发送的所述部分应用分组的优先级。
2.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述传输控制部在每个周期内按照预定顺序或用户指定顺序改变所述部分应用分组的优先级。
3.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述传输控制部在每个周期内轮流改变要在所述特定TDD时隙中发送的所述部分应用分组的优先级。
4.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述传输控制部优先在所述特定TDD时隙中发送与具有更高优先级的应用相对应的分组。
5.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述传输控制部验证具有更高优先级的应用是否具有已准备好要在所述特定TDD时隙中发送的分组，并且在所述分组未准备好的情况下，验证具有次高优先级的应用是否具有已准备好要在所述特定TDD时隙中发送的分组。
6.根据权利要求5所述的通信装置，其中，所述传输控制部按照优先级从高到低的顺序重复验证是否存在已准备好要在所述特定TDD时隙中发送的分组的处理，直到找到已准备好要发送的分组为止。
7.根据权利要求1所述的通信装置，其中，在所述部分应用都不具有准备好要在所述特定TDD时隙中发送的分组的情况下，所述传输控制部停止在所述特定TDD时隙中发送有效分组。
8.根据权利要求1所述的通信装置，其中，除了所述特定TDD时隙之外，所述传输控制部在每个周期内设置用于发送包括由先前指定的应用生成的串行信号的分组的专用TDD时隙。
9.根据权利要求8所述的通信装置，其中，所述先前指定的应用是所述多个应用中的所述部分应用以外的任何应用。
10.根据权利要求8所述的通信装置，其中，所述传输控制部使包括要在多个周期内的专用TDD时隙的数目大于所述特定TDD时隙的数目。
11.根据权利要求8所述的通信装置，其中，
所述部分应用包括用于生成I2C(集成电路间)通信分组的应用和用于生成GPIO(通用输入/输出)通信分组的应用中的至少一个，并且
所述先前指定的应用包括用于生成SPI(串行外围接口)通信分组的应用和用于生成OAM(操作、管理、维护)分组的应用中的至少一个。
12.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述传输控制部在每个周期内将所述部分应用的优先级改变一级，并且当获得最低优先级或最高优先级时，在下一周期内将所述优先级改变为最高优先级或最低优先级。
13.根据权利要求8所述的通信装置，其中，基于由所述多个应用中的每个应用生成的串行信号的发送频率和信号量中的至少一个，所述传输控制部确定是将所述专用时隙分配给对应的应用还是与另一应用共享所述特定TDD时隙。
14.根据权利要求1所述的通信装置，进一步包括：
多个封装器，与所述多个应用相对应地设置，每个封装器被配置为生成包括由对应的应用生成的串行信号的分组，并且输出指示是否已生成所述分组的就绪信号；以及
帧构建器，被配置成使得基于由所述多个封装器生成的多个分组，所述帧构建器生成要在每个周期内发送至所述通信对方装置的链路帧，
其中，所述帧构建器包括调度器，所述调度器被配置为控制所述特定TDD时隙的优先级，并且基于由与所述部分应用相对应的至少两个封装器生成的至少两个就绪信号，在所述特定TDD时隙中发送分组。
15.根据权利要求14所述的通信装置，其中，所述帧构建器包括：
多个容器制作器，每个容器制作器被配置为生成包括容器有效载荷和容器报头的容器，所述容器有效载荷包括由所述多个封装器中的每个封装器生成的分组，以及
多路复用器，被配置为使得在所述调度器的控制下，所述多路复用器通过逐个选择由所述多个容器制作器生成的多个容器来生成所述链路帧。
16.根据权利要求15所述的通信装置，其中，所述多个容器制作器的数目等于每个周期内的TDD时隙的数目。
17.根据权利要求1所述的通信装置，进一步包括：
多个封装器，与所述多个应用相对应地设置，并且被配置为生成包括由对应的应用生成的串行信号的分组，所述封装器进一步输出指示是否已生成所述分组的就绪信号；
分组选择器，被配置为控制所述特定TDD时隙的优先级，并且基于与所述部分应用相对应的至少两个封装器生成的至少两个就绪信号，从由至少两个所述封装器生成的分组当中选择要在所述特定TDD时隙中发送的分组；以及
帧构建器，被配置为基于由所述分组选择器选择的分组和与所述多个应用中的所述部分应用以外的任何应用相对应的分组，生成要在每个周期内要发送至所述通信对方装置的链路帧，
其中，所述帧构建器包括调度器，所述调度器被配置为控制要在每个周期内的所述多个TDD时隙中发送的分组。
18.根据权利要求17所述的通信装置，其中，所述帧构建器包括：
多个容器制作器，每个容器制作器被配置为生成包括容器有效载荷和容器报头的容器，所述容器有效载荷包括由所述分组选择器选择的分组和与所述多个应用中的所述部分应用以外的任何应用相对应的分组，所述容器报头对应于所述容器有效载荷，以及
多路复用器，被配置成使得在所述调度器的控制下，所述多路复用器通过逐个选择由所述多个容器制作器生成的多个容器来生成所述链路帧。
19.根据权利要求18所述的通信装置，其中，所述容器制作器的数目小于每个周期内的TDD时隙数目。
20.一种通信系统，包括：
第一通信装置和第二通信装置，各自在预定通信协议下以TDD(时分双工)模式发送和接收分组，其中，
所述第一通信装置包括：
通信部，被配置为将以TDD(时分双工)模式分配的区间计数为一个TDD时隙，并且多个TDD时隙被计数为一个周期，所述通信部还周期性地向通信对方装置发送与由多个应用生成的串行信号相对应的多个应用分组，以及
传输控制部，被配置为在所述多个TDD时隙当中设置至少一个特定TDD时隙，所述特定TDD时隙用于发送与部分应用相对应的部分应用分组，所述部分应用是所述多个应用中的至少两个应用，所述传输控制部进一步在每个周期内改变要在所述特定TDD时隙中发送的所述部分应用分组的优先级，以及
第二通信装置包括第二通信部，所述第二通信部被配置为接收从第一通信装置发送的分组，并且在包括多个TDD时隙的每个周期内，将所述分组周期性地发送到第一通信装置。
21.一种通信方法，包括：
将以TDD(时分双工)模式分配的区间计数为一个TDD时隙，并且多个TDD时隙被计数为一个周期，同时周期性地向通信对方装置发送与由多个应用生成的串行信号相对应的多个应用分组；并且
在所述多个TDD时隙当中设置至少一个特定TDD时隙，所述特定TDD时隙用于发送与所述多个应用中的至少两个的部分应用相对应的部分应用分组，同时在每个周期内改变要在所述特定TDD时隙中发送的所述部分应用分组的优先级。
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