CN117395213A - Epa交换机、数据传输系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及一种EPA交换机、数据传输系统和方法。其中EPA交换机被配置为与以太网设备通信连接，以便接收来自以太网设备的以太网数据包，该EPA交换机包括：解析单元，被配置为对所接收的以太网数据包进行解析，以便获取以太网地址信息以及以太网数据信息；发送单元，被配置为根据以太网地址信息和以太网数据信息生成与所接收的以太网数据包对应的EPA报文，以及根据调度单元的调度指令发送所生成的EPA报文；以及调度单元，被配置为确定EPA报文所对应的优先级，以及生成关于EPA报文所对应的优先级的调度指令。本公开的方案可以有效避免总线介质争用，从而保证数据传输的确定性和实时性。

Description

EPA交换机、数据传输系统和方法

技术领域

本公开的实施例总体涉及EPA（Ethernet for Plant Automation，工厂自动化以太网）交换机领域，并且更具体地涉及一种EPA交换机、数据传输系统和方法。

背景技术

以太网（Ethernet）是遵循IEEE（电气与电子工程师协会）802.3标准、可以在光缆和双绞线上传输数据的网络，以太网协议也是现有局域网采用的最通用的通信协议标准。然而，将以太网设备（即基于以太网协议进行数据通信的设备）应用于工业领域，例如，将以太网设备接入EPA网络（即基于EPA协议构建的网络）尚存在一些缺陷。尤其是，以太网协议与EPA协议不同，难以直接实现将以太网设备接入EPA网络中进行数据通信。而且，将以太网设备接入EPA网络中，容易发生实时性、可靠性和确定性方面的不足。

发明内容

针对上述问题，本公开提供了一种EPA交换机、数据传输系统和方法，能够保证EPA网络中通信设备间通信的实时性。

根据本公开的第一方面，提供一种EPA交换机。该EPA交换机被配置为与以太网设备通信连接，以便接收来自以太网设备的以太网数据包，该EPA交换机包括：解析单元，被配置为对所接收的以太网数据包进行解析，以便获取以太网地址信息以及以太网数据信息；发送单元，被配置为根据以太网地址信息和以太网数据信息生成与所接收的以太网数据包对应的EPA报文，以及根据调度单元的调度指令发送所生成的EPA报文；以及调度单元，被配置为确定EPA报文所对应的优先级，以及生成关于EPA报文所对应的优先级的调度指令。

在一些实施例中，解析单元还被配置为对所接收的以太网数据包进行解析，以便获取数据类型；以及调度单元还被配置为根据数据类型和/或以太网设备对应的端口标识确定EPA报文所对应的优先级。

在一些实施例中，解析单元还被配置为对所接受的以太网数据包进行解析，以便获取数据长度信息；以及调度单元还被配置为根据所获取的数据长度信息确定发送EPA报文所需占用的时间片，生成关于EPA报文所对应该的优先级以及发送关于EPA报文所需占用的时间片的调度指令。

在一些实施例中，解析单元还被配置为对所接收的EPA报文进行解析，以便获取EPA地址信息以及EPA数据信息；以及发送单元还被配置为根据EPA地址信息和EPA数据信息生成与该EPA报文对应的以太网数据包，以及发送所生成的以太网数据包。

根据本公开的第二方面，提供一种数据传输系统。该系统包括：以太网设备，以及如本公开的第一方面的EPA交换机，该EPA交换机与以太网设备通信连接。

在一些实施例中，该EPA交换机的数量为多个，多个该EPA交换机按照预定拓扑结构形成交换机网络。

在一些实施例中，该数据传输系统还包括组态配置单元，被配置为根据预定网络配置对以太网设备以及多个该EPA交换机进行组网。

根据本公开的第三方面，提供一种数据传输方法。该方法包括：对所接收的来自以太网设备的以太网数据包进行解析，以便获取以太网地址信息以及以太网数据信息；根据以太网地址信息和以太网数据信息生成与所接收的以太网数据包对应的EPA报文；确定EPA报文所对应的优先级；生成关于EPA报文所对应的优先级的调度指令；以及根据调度指令发送EPA报文。

在一些实施例中，该方法还包括：对所接收的以太网数据包进行解析，以便获取数据类型；以及确定EPA报文所对应的优先级包括：根据数据类型和/或标准以太网设备对应的端口号确定EPA报文所对应的优先级。

在一些实施例中，该方法还包括：对所接收的以太网数据包进行解析，以便获取数据长度信息；根据数据长度信息确定发送EPA报文所需占用的时间片；生成关于EPA报文所对应的优先级以及发送EPA报文所需占用的时间片的调度指令。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标注表示相同或相似的元素。

图1示出了本公开的实施例的EPA交换机的方框示意图。

图2示出了本公开的实施例的数据传输系统的方框示意图。

图3示出了本公开的实施例的数据传输方法的流程图。

图4示意性示出了适于用来实现本公开的实施例的电子设备的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

如前文所描述，由于以太网协议与EPA协议不同，将以太网设备接入EPA网络中，容易发生实时性、可靠性和确定性方面的不足。基于以太网协议的网络主要采用星型和总线型结构，其每个站点（即以太网设备）都能独立地决定帧的发送。如果两个或多个站点同时向总线（即信道）上发送帧，在信道复用的情况下，就会产生介质（即信道）访问冲突，导致所发送的帧因为产生碰撞而被丢弃。因此，在以太网网络中，一个站点数据发送的成功与否，很大程度上取决于发送数据时是否会与其它站点发送的数据产生总线介质争用。

为了解决以太网网络中的总线占用（即总线介质争用）的问题，提出了CSMA（Carrier Sense Multiple Access，载波侦听多路访问）协议。基于CSMA协议，可以确保每个站点在向总线上发送数据时，其它站点均不发送数据，同时使各个站点能尽快地检测到总线介质是否空闲。基于CSMA协议，站点先侦听要访问的信道，若信道忙，则避让随机时间，不发送数据，仅当站点侦听到信道空闲时才进行数据发送。但由于以太网采用带冲突避免的载波侦听多路访问(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance，CSMA/CA)的介质访问机制这决定了以太网的实时性不足。

网络性能的优化及系统设计的关键是提高以太网网络实时性。目前，对以太网实时性进行研究的方法主要包括了基于拓扑结构来、基于实时调度策略、基于以太网传统协议进行改进以及基于逻辑电路等。然而，现有的方法在数据传输的实时性方面依然存在一些缺陷。例如，无法完全支持高速局域网、平稳性不够、无法进行交叉通信，因此它们都存在着一定的局限性。

为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本公开的示例实施例提出了一种EPA交换机、数据传输系统和方法。根据本公开的方案，根据以太网地址信息和以太网数据信息生成与所接收的以太网数据包对应的EPA报文，确定EPA报文所对应的优先级，生成关于EPA报文所对应的优先级的调度指令，以及根据调度指令发送所生成的EPA报文，可以有效避免总线介质争用，从而保证数据传输的确定性和实时性。

图1示出了本公开的实施例的EPA交换机100的方框示意图。图2示出了本公开的实施例的数据传输系统200的方框示意图。数据传输系统200包括以太网设备以及EPA交换机，EPA交换机与以太网设备通信连接。其中，EPA交换机的数量为多个，多个所述EPA交换机按照预定拓扑结构形成交换机网络。预定拓扑结构例如可以为总线型、星状、环状、树状等。多个EPA交换机例如包括第一EPA交换机202、第二EPA交换机204、第三EPA交换机206。第一EPA交换机202例如与第一以太网设备212、第二以太网设备214通信连接。第二EPA交换机206例如与第三以太网设备216、第n以太网设备218等通信连接。第三EPA交换机206与个人电脑220通信连接。在一些实施例中，数据传输系统200还包括组态配置单元（图中未示出）。组态配置单元被配置为根据预定网络配置对以太网设备以及多个EPA交换机进行组网。其中第一EPA交换机202、第二EPA交换机204、第三EPA交换机206等，均可以采用EPA交换机100实现。值得说明的是，在数据传输系统200中，EPA交换机与通信连接的以太网设备之间，基于以太网协议进行数据传输；相互连接的EPA交换机之间基于EPA协议进行数据传输。在一些实施例中，组态配置单元进行组态配置可以通过其中任意一个交换机EPA的网口（即接口）进行配置，不需要特定指定某一网口，因此，可以使得配置更加灵活。数据传输系统200根据预先配置的组态关系（即预定网络配置），对接入的以太网设备数据进行接收。数据传输系统200通过对接收数据的统一管理和根据优先级别发送的方式来实现高优先级数据的快速处理，并借助动态缓存来配合对暂存的数据进行存储，使高优先级别的数据能够在网络中快速流通。EPA交换机100具有网关功能，实现数据包协议转换。

关于EPA交换机100，其被配置为与以太网设备通信连接，以便接收来自以太网设备的以太网数据包。值得说明的是，EPA交换机100具有以太网接口以及EPA接口，EPA交换机100通过以太网接口与以太网设备通信连接，EPA交换机100通过EPA接口与其他的EPA交换机或者EPA设备通信连接。EPA交换机100包括解析单元102、发送单元104以及调度单元106。

关于解析单元102，其被配置为对所接收的以太网数据包进行解析，以便获取以太网地址信息以及以太网数据信息。应当理解，解析单元102所接收的来自以太网设备的以太网数据包符合以太网协议。以太网数据包中设置有表征以太网数据信息的字段、表征以太网地址信息的字段、表征数据类型的字段、表征数据长度信息的字段等。并且，这些字段设置于以太网数据包中的预定位置。因此，解析单元102通过解析以太网数据包可以获取以太网地址信息、以太网数据信息、数据类型、数据长度信息等。应当理解，EPA交换机100例如还包括接收单元，接收单元基于以太网接口从以太网设备接收以太网数据包。在一些实施例中，针对每个以太网设备，EPA交换机100具有独立的数据处理通道。

关于发送单元104，其被配置为根据以太网地址信息和以太网数据信息生成与所接收的以太网数据包对应的EPA报文，以及根据调度单元的调度指令发送所生成的EPA报文。应当理解，以太网地址信息包括MAC地址（Media Access Control Address，媒体存取控制位址，也称局域网地址、以太网地址或物理地址）和IP地址（Internet ProtocolAddress，互联网协议地址）。值得说明的是，EPA协议与以太网协议不同。发送单元104根据解析单元102解析得到的以太网地址信息和以太网数据信息生成EPA报文，也即，生成符合EPA协议的报文。应当理解，该EPA报文与前述以太网数据包具有对应关系。应当理解，EPA报文符合EPA协议，因此，发送单元104在生成该EPA报文时，也根据EPA协议添加了EPA报文所应具备的其他字段，此处不再赘述。

关于调度单元106，其被配置为确定EPA报文所对应的优先级，以及生成关于EPA报文所对应的优先级的调度指令。例如，调度单元106还被配置为根据数据类型和/或以太网设备对应的端口标识确定EPA报文所对应的优先级。

在一些实施例中，调度单元106根据数据类型确定EPA报文所对应的优先级。具体实施时，预先构建数据类型与优先级的对应关系，例如，第一种数据类型对应的优先级为1，第二种数据类型对应的优先级为2，第三种数据类型对应的优先级为3，等等。调度单元106根据数据类型可以确定EPA报文所对应的优先级。

在一些实施例中，调度单元106根据以太网设备对应的端口标识确定EPA报文所对应的优先级。具体实施时，预先构建以太网设备对应的端口标识与优先级的对应关系，例如，第一端口标识对应的优先级为1，第二端口标识对应的优先级为2，第三端口标识对应的优先级为3，等等。调度单元106根据端口标识可以确定EPA报文所对应的优先级。

在一些实施例中，调度单元106根据数据类型和以太网设备对应的端口标识确定EPA报文所对应的优先级。例如，具体实施时，预先构建数据类型与优先级的对应关系，第一种数据类型对应的优先级为1，第二种数据类型对应的优先级为2，第三种数据类型对应的优先级为3，等等。以及预先构建以太网设备对应的端口标识与优先级的对应关系，例如，第一端口标识对应的优先级为1，第二端口标识对应的优先级为2，第三端口标识对应的优先级为3，等等。调度单元106首先根据数据类型确定EPA报文所对应的优先级（例如称为主级优先级）。当存在大于等于两个EPA报文具有相同的主级优先级时，调度单元106根据以太网设备对应的端口标识确定EPA报文所对应的次级优先级。

在确定EPA报文所对应的优先级之后，调度单元106根据优先级的高低依次生成关于EPA报文所对应的优先级的调度指令。发送单元104接收到调度指令后，调度单元106的调度指令发送所生成的EPA报文，发送单元104发送当前调度指令允许发送的EPA报文。对于具有主级优先级和次级优先级的EPA报文，当多个EPA报文所对应的主级优先级不同时，调度单元106按照主级优先级的高低依次进行调度；当多个EPA报文所对应的主级优先级相同时，调度单元106按照次级优先级的高低依次进行调度。

值得说明的是，EPA交换机100中具有存储装置，可以存储所接收到的以太网数据包以及所生成的EPA报文。当有多个以太网设备向EPA交换机100时，EPA交换机100利用存储装置存储所接收到的多个以太网数据包以及存储所生成的多个EPA报文。当需要发送时，调度单元106从存储装置中读取所要发送的EPA报文，并进行发送。应当理解，调度单元106通过EPA交换机100的EPA接口向其他EPA交换机或者EPA设备发送EPA报文。应当理解，EPA通信最显著的特点为EPA网络中所有节点（例如EPA交换机、EPA设备）均处于同一时钟基准之下，所有的节点发送报文的时间均为相对确定的时间，发送间隔为EPA网络的宏周期时间。一个通信宏周期时间分为两个阶段，其中第一个阶段为周期时间，第二个阶段为非周期时间。在一些实施例中，前述根据以太网数据包生成的EPA报文在周期时间内发送。在一些实施例中，前述根据以太网数据包生成的EPA报文在非周期时间内发送。

在一些实施例中，各个通道的EPA报文独立缓存。应当理解，当数据传输系统200中的同一EPA交换机所连接的多个以太网设备同时发送以太网数据包时，基于上述优先级的设置，可以使得EPA报文报送不会产生碰撞。基于EPA协议的特点，在一个控制区域内，每个EPA交换机按事先组态配置的分时发送原则向网络上发送数据，由此可以有效避免总线介质争用，避免了碰撞，保证了数据传输系统200中的设备和/或EPA交换机间通信的确定性和实时性。

在一些实施例中，解析单元102还被配置为对所接受的以太网数据包进行解析，以便获取数据长度信息。调度单元106还被配置为根据所获取的数据长度信息确定发送EPA报文所需占用的时间片，生成关于EPA报文所对应该的优先级以及发送关于EPA报文所需占用的时间片的调度指令。具体实施时，调度单元106根据所获取的数据长度信息确定发送EPA报文所需占用的时间片。值得说明的是，发送该EPA报文所需占用的时间片与前述数据长度信息所表征的数据长度正相关。也即，调度单元106根据所获取的数据长度信息为发送该EPA报文配置合理的时间片，以便合理利用带宽。

在一些实施例中，在确定EPA报文所对应的优先级之后，调度单元106还针对EPA报文构建优先级列表，然后，根据优先级列表，生成关于EPA报文所对应的优先级的调度指令。其中，高优先级的EPA报文先被发送。调度单元106还根据EPA报文对应的数据长度信息合理分配发送占用时间片。优先级低的EPA报文先存储在存储装置中。当发送完优先级高的数据包之后，再读出优先级低的EPA报文进行发送。

在一些实施例中，解析单元106还被配置为对所接收的EPA报文进行解析，以便获取EPA地址信息以及EPA数据。发送单元104还被配置为根据EPA地址信息和EPA数据信息生成与该EPA报文对应的以太网数据包，以及发送所生成的以太网数据包。需要说明的是，解析单元106为对所接收的EPA报文进行解析，可以获取EPA地址信息以及EPA数据等信息。发送单元104根据EPA地址信息和EPA数据信息封装形成与该EPA报文对应的以太网数据包。应当理解，该以太网数据包符合以太网协议，具备以太网数据包所应具备的其他信息，此处不再赘述。在该方案中，EPA交换机100还可以将所接收的EPA报文转换为以太网数据包，并发送给目标以太网设备。

值得说明的是，EPA交换机100可以基于FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）实现，也可以基于MCU（Micro Controller Unit，微控制单元）、CPU（Central Processing Unit，中央处理器）、MPU（Micro Processing Unit，微处理器）、GPU（Graphics Processing Units，图形处理器）等实现。EPA交换机100还可以基于电子设备400实现。应当理解，当基于FPGA实现时，可以基于FPGA实现EPA交换机所需的EPA接口以及以太网接口。实现EPA接口以及以太网接口，包含基于MCU、CPU等实现时，也可以实现接口功能分配，使得EPA交换机的接口具有EPA接口以及以太网接口。EPA接口用于EPA交换机与EPA设备之间，以及EPA交换机与EPA交换机之间进行通信，以太网接口用于EPA交换机与以太网设备之间进行通信。应当理解，使得EPA接口以及以太网接口符合EPA或者以太网协议，能够完成EPA或者以太网协议的数据接收与发送，是实现EPA交换机所需的EPA接口以及以太网接口的应有之意。值得说明的是，在实现EPA接口以及以太网接口时，可以基于MCU、CPU等所具备的高速串行收发器实现。在本公开的实施例中，并不限定于仅采用差分信号数据。

需要说明的是，可以通过EPA交换机级联实现EPA交换机网络拓扑结构。本公开的图2中仅实例性地示出一种环网拓扑结构。应当理解，本公开的实施例的数据传输系统并不仅限于环网拓扑结构，也可以采用其他类型的网络拓扑结构。

值得说明的是，上层应用设备或者其他终端（例如个人电脑）可以通过EPA交换机的以太网接口接入EPA交换机，与EPA交换机进行数据传输。在一些实施例中，本公开的实施例的数据传输系统200可以通过ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）被动响应构建网络链路，上层应用设备主动发送ARP请求报文，EPA交换机收到上层应用设备发送的ARP请求报文之后进行应答。在一些实施例中，上层应用设备接入EPA交换机不仅仅通过被动响应构建网络链路，EPA交换机也可以通过主动发送ARP请求完成网络链路构建。

在一些实施例中，以太网设备接入EPA交换机后，无需通过主机终端认证入网。数据通过接口协议转换成数据流，同一EPA交换机上以太网设备通过转发单元实现网络通信，EPA交换机不对数据包处理，仅仅通过透传方式传输以太网数据。分别与不同的EPA交换机连接的以太网设备之间通过EPA交换机网络相互通信。

在一些实施例中，组态配置单元设置于EPA交换机内。组态配置单元实现EPA网络环境组网功能，通过配置完成主从节点关系确认，通过组态配置确认发送数据包总时间片。以太网设备接入或断开不影响配置的总时间片，可以便于实现以太网设备即插即用。另外，EPA交换机与以太网设备连接，用户无需关心EPA交换机的底层实现原理，以太网设备可以实现即插即用。

值得说明的是，EPA交换机提供以太网接口以便上层应用设备接入EPA交换机的通道，上层应用设备可以无感接入，例如，用户可以直接通过socket（套接字）编程实现。

另外，根据本公开的实施例的数据传输系统，EPA网络环境针对EPA报文类型实现不同优先级的区分，增加了以太网设备使用灵活性。

需要说明的是，根据本公开的实施例的数据传输系统，实现通信与所接入的以太网设备的数量无关，以太网设备之间通信不存在数据冲突的情况，每个以太网设备分配独立的通信时段（即发送EPA报文所需占用的时间片），保证数据传输系统网络通信的实时性与确定性。而且，根据本公开的实施例的数据传输系统，实现通信与网络拓扑结构无关，新的以太网设备接入该数据传输系统，或者旧的（即该数据传输系统中原有的）以太网设备断开通信环境，不会对该数据传输系统的通信环境造成影响，保证了网络通信的可靠性。

图3示出了本公开的实施例的数据传输方法300的流程图。方法300可以由EPA交换机100实现，也可以由电子设备400实现。应当理解的是，方法300还可以包括未示出的附加步骤和/或可以省略所示出的步骤，本公开的范围在此方面不受限制。

在步骤302处，对所接收的来自以太网设备的以太网数据包进行解析，以便获取以太网地址信息以及以太网数据信息。例如，在解析单元102处，对所接收的以太网数据包进行解析，以便获取以太网地址信息以及以太网数据信息。

在步骤304处，根据以太网地址信息和以太网数据信息生成与所接收的以太网数据包对应的EPA报文。例如，在发送单元104处，根据以太网地址信息和以太网数据信息生成与所接收的以太网数据包对应的EPA报文。

在步骤306处，确定EPA报文所对应的优先级。例如，在调度单元106处，确定EPA报文所对应的优先级。

在步骤308处，生成关于EPA报文所对应的优先级的调度指令。例如，在调度单元106处，生成关于EPA报文所对应的优先级的调度指令。

在步骤310处，根据调度指令发送EPA报文。例如，在发送单元104处，根据调度指令发送EPA报文。

在一些实施例中，该方法300还包括：对所接收的以太网数据包进行解析，以便获取数据类型；以及确定EPA报文所对应的优先级包括：根据数据类型和/或标准以太网设备对应的端口号确定EPA报文所对应的优先级。应当理解，可以在解析单元102处，对所接收的以太网数据包进行解析，以便获取数据类型；在调度单元106处，根据数据类型和/或标准以太网设备对应的端口号确定EPA报文所对应的优先级。

在一些实施例中，该方法300还包括：对所接收的以太网数据包进行解析，以便获取数据长度信息；根据数据长度信息确定发送EPA报文所需占用的时间片；生成关于EPA报文所对应的优先级以及发送EPA报文所需占用的时间片的调度指令。例如，在解析单元102处，对所接收的以太网数据包进行解析，以便获取数据长度信息。在调度单元106处，根据数据长度信息确定发送EPA报文所需占用的时间片；生成关于EPA报文所对应的优先级以及发送EPA报文所需占用的时间片的调度指令。

关于方法300的具体实施细节，可以参照前文关于EPA交换机100以及数据传输系统200的说明，此处不再赘述。

图4示意性示出了适于用来实现本公开的实施例的电子设备400的框图。电子设备400可以是用于实现执行图3所示的方法300。如图4所示，电子设备400包括中央处理单元（即，CPU 401），其可以根据存储在只读存储器（即，ROM 402）中的计算机程序指令或者从存储单元408加载到随机访问存储器（即，RAM 403）中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 403中，还可存储电子设备400操作所需的各种程序和数据。CPU 401、ROM 402以及RAM 403通过总线404彼此相连。输入/输出接口（即，I/O接口405）也连接至总线404。

电子设备400中的多个部件连接至I/O接口405，包括：输入单元406、输出单元407、存储单元408，CPU 401执行上文所描述的各个方法和处理，例如执行方法300。例如，在一些实施例中，方法300可被实现为计算机软件程序，其被存储于机器可读介质，例如存储单元408。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 402和/或通信单元409而被载入和/或安装到电子设备400上。当计算机程序加载到RAM 403并由CPU 401执行时，可以执行上文描述的方法300的一个或多个操作。备选地，在其他实施例中，CPU 401可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行方法300的一个或多个动作。

需要进一步说明的是，本公开可以是方法、装置、系统和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本公开的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、静态随机存取存储器（SRAM）、便携式压缩盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能盘（DVD）、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波（例如，通过光纤电缆的光脉冲）、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构（ISA）指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，该编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列（FPGA）或可编程逻辑阵列（PLA），该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。

这里参照根据本公开实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给语音交互装置中的处理器、通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的设备、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，该模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

以上仅为本公开的可选实施例，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等效替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种EPA交换机，其特征在于，被配置为与以太网设备通信连接，以便接收来自以太网设备的以太网数据包，所述EPA交换机包括：

解析单元，被配置为对所接收的以太网数据包进行解析，以便获取以太网地址信息以及以太网数据信息；

发送单元，被配置为根据以太网地址信息和以太网数据信息生成与所接收的以太网数据包对应的EPA报文，以及根据调度单元的调度指令发送所生成的EPA报文；以及

调度单元，被配置为确定EPA报文所对应的优先级，以及生成关于EPA报文所对应的优先级的调度指令。

2.根据权利要求1所述的EPA交换机，其特征在于，解析单元还被配置为对所接收的以太网数据包进行解析，以便获取数据类型；以及

调度单元还被配置为根据数据类型和/或以太网设备对应的端口标识确定EPA报文所对应的优先级。

3.根据权利要求2所述的EPA交换机，其特征在于，解析单元还被配置为对所接受的以太网数据包进行解析，以便获取数据长度信息；以及

调度单元还被配置为根据所获取的数据长度信息确定发送EPA报文所需占用的时间片，生成关于EPA报文所对应的优先级以及发送关于EPA报文所需占用的时间片的调度指令。

4.根据权利要求1所述的EPA交换机，其特征在于，解析单元还被配置为对所接收的EPA报文进行解析，以便获取EPA地址信息以及EPA数据信息；以及

发送单元还被配置为根据EPA地址信息和EPA数据信息生成与所述EPA报文对应的以太网数据包，以及发送所生成的以太网数据包。

5. 一种数据传输系统，其特征在于，包括：

以太网设备，以及

如权利要求1至4中任意一项所述的EPA交换机，所述EPA交换机与以太网设备通信连接。

6.根据权利要求5所述的数据传输系统，其特征在于，所述EPA交换机的数量为多个，多个所述EPA交换机按照预定拓扑结构形成交换机网络。

7.根据权利要求6所述的数据传输系统，其特征在于，还包括组态配置单元，被配置为根据预定网络配置对以太网设备以及多个所述EPA交换机进行组网。

8.一种数据传输方法，其特征在于，包括：

对所接收的来自以太网设备的以太网数据包进行解析，以便获取以太网地址信息以及以太网数据信息；

根据以太网地址信息和以太网数据信息生成与所接收的以太网数据包对应的EPA报文；

确定EPA报文所对应的优先级；

生成关于EPA报文所对应的优先级的调度指令；以及

根据调度指令发送EPA报文。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：对所接收的以太网数据包进行解析，以便获取数据类型；以及

确定EPA报文所对应的优先级包括：

根据数据类型和/或标准以太网设备对应的端口号确定EPA报文所对应的优先级。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：对所接收的以太网数据包进行解析，以便获取数据长度信息；

根据数据长度信息确定发送EPA报文所需占用的时间片；

生成关于EPA报文所对应的优先级；以及

发送EPA报文所需占用的时间片的调度指令。