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Die Anmeldung nimmt die Priorität der
chinesischen Patentanmeldung 201210484945.6 in Anspruch, die beim chinesischen Patentamt am 23. November 2012 mit dem Titel „Verfahren und Knotenvorrichtung zum Übertragen von Daten basierend auf einem zeitausgelöstem Ethernet“ angemeldet wurde und die hiermit durch Bezugnahme in einer Gesamteinheit eingefügt wird.
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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet des Ethernet-Technologien und insbesondere auf ein Verfahren und eine Knotenvorrichtung zum Senden von Daten auf der Basis eines zeitausgelösten (Time Triggered) Ethernets (TTE).
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Hintergrund
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In den letzten Jahren wurde das Ethernet im Bereich der Industrie-Steuerung erheblich in eine weit angewandte lokale Netzwerk-Technologie entwickelt, und ein Industrie-Steuernetzwerk kann mit dem globalen Internet bequem mit Hilfe des Ethernet miteinander kommunizieren. Außerdem wurden eine Vielzahl von oberen Protokollen erfolgreich auf die Ethernet-Technologie angewendet, beispielsweise wurde das TCP / IP-Protokoll erfolgreich auf die Ethernet-Technologie angewendet, so dass das Ethernet bequem in verschiedenen Anwendungen angewendet werden kann.
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Ein Bus-Zugriffsschema in der Time Triggered Architecture (TTA) ist als Time Division Multiple Access (TDMA) System ausgeführt, bei dem mehrere Zeitfenster in einem TDMA-Zyklus enthalten sind. Höchstens eines der Zeitfenster in jedem Zyklus kann durch einen Schalter belegt sein, und die jeweiligen Schalter können unterschiedliche Daten in jedem Zyklus übertragen.
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Mit dem Time Triggered Ethernet (TTE) wird ein Zeittrigger anstelle eines Ereignisauslösers vorgenommen, so dass eine Kommunikations-Task gesendet wird, der auf einem Zeittrigger mit angemessenen Zeitplan basiert, um vorübergehend für die Übertragung ausgelöst zu werden, um dadurch eine Konkurrenz (Contention) für eine physikalische Verknüpfung der Datenübertragung sicherzustellen, um eine Echtzeit-Datenübertragung zu gewährleisten.
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Das TTE gemäß dem Stand der Technik kann sich mit dem Problem der Konkurrenz für eine physikalische Verbindung zwischen den Geräten befassen, um dadurch eine Echtzeit-Datenübertragung zu gewährleisten. Aufgrund der TTE-Technologie kann eine beträchtliche Verschwendung von Bandbreitenressourcen in dem Netzwerk auftreten, obgleich das Problem der Konkurrenz um eine physikalische Verbindung zwischen den Geräten im ganzen Netzwerk gelöst werden kann.
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Die folgende Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Datenübertragung auf der Basis des TTE im Stand der Technik. Das Netzwerk umfasst eine Vielzahl von Personal Computern (PCs) (Knoten), beinhaltend jeweils P1 bis P4, und eine Vielzahl von Schaltern mit einem Schalter 1, einem Schalter 2, einem Schalter 3 und einem Schalter 4. Hier müssen Daten in Echtzeit zwischen PC1 und PC2 übertragen werden, müssen Daten in Echtzeit zwischen dem PC2 und PC3 übertragen werden, und Daten müssen in Echtzeit zwischen dem PC3 und PC4 übertragen werden. In jedem Scheduling-Zyklus reserviert ein Primärknoten ein Zeitfenster an jedem der Knoten, so dass in dem dem Knoten zugeordneten Zeitfenster die gesamte physikalische Verbindung in einem lokalen Netz, in dem der Knoten angeordnet ist, der ausschließlichen Nutzung durch den Knoten zur Verfügung steht.
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Beispielsweise müssen Daten in Echtzeit zwischen PC1 und PC2, zwischen PC2 und PC3 und zwischen dem PC3 und PC4 jeweils durch den Schalter 1 zum Schalter 2, den Schalter 2 zum Schalter 3, und den Schalter 3 zum Schalter 4 übertragen werden. Der Primärknoten weist den PC1, PC2 und PC3 jeweils Zeitfenster in einer zeitlich sequentiellen Reihenfolge in jedem Planungszyklus zu. Der PC1 sendet in dem dazu zugeordneten Zeitfenster Daten über die physikalische Verbindung des Schalters 1 mit dem Schalter 2.
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Beim TTE-Mechanismus kann der gleiche Primärknoten nur einen Knoten in einem Zeitfenster planen, auch wenn die physikalischen Verbindungen, an denen die anderen Knoten sich gerade befinden, nicht besetzt sind. Da den anderen Knoten derzeit keine Zeitfenster zugeordnet sind, sind ihre physikalischen Verbindungen nicht in Betrieb. Zum Beispiel besetzt zu dieser Zeit der PC1 die physikalische Verbindung des Schalters 1 zum Schalter 2, und die gesamte physikalische Verbindung des Schalters 1 zum Schalter 2 zum Schalter 3 zum Schalter 4 in dem lokalen Netzwerk, in dem der PC1 sich befindet, ist durch den PC1 belegt, so dass zu diesem Zeitpunkt, selbst wenn der Schalter 2 zum Schalter 3, und der Schalter 3 zum Schalter 4 im Leerlauf sind, diese den anderen Knoten nicht zur Verfügung stehen können, was in eine beträchtliche Verschwendung von Netzbandbreiten resultiert, und die Verschwendung von Netzwerkbandbreiten wird noch verschärft werden, wenn eine größere Anzahl von Knoten in der physikalischen Verbindung des lokalen Netzwerks vorhanden ist.
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Zusammenfassung
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Ausführungsformen der Erfindung stellen ein Verfahren und eine Knotenvorrichtung zum Senden von Daten auf der Grundlage eines zeitausgelösten Ethernet (TTE) bereit, um das Problem der Verschwendung von Netzwerkbandbreiten in der Datenübertragung auf der Basis des TTE im Stand der Technik anzugehen.
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Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Übertragung von Daten auf der Grundlage eines zeitausgelösten Ethernet (TTE) bereit, wobei das Verfahren umfasst:
Empfangen einer Planungszeitraumtabelle von jedem Knoten, die von zeitgetriggerten Nachrichten bestimmt wird, übermittelt durch einen primären Knoten;
Bestimmen einer zu der ereignisausgelösten Nachricht korrespondierenden physikalischen Verbindung durch einen Knoten, wenn der Knoten eine zu übertragende ereignisgetriggerte Nachricht hat;
Beurteilen, gemäß der physikalischen Verbindung, einer Zeitfensterzuweisungsinformationen und Informationen über physikalische Verbindung, die zu jedem Zeitfenster korrespondieren, die in der Planungszeitraumtabelle gespeichert sind, ob die physikalische Verbindung mit einer physikalischen Verbindung kollidiert, die zu einem aktuellen Zeitfenster korrespondiert; und
Übertragen der ereignisgetriggerte Nachricht in dem aktuellen Zeitfenster, wenn bestimmt wird, dass es keine Kollision gibt.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Übertragung von Daten über ein zeitausgelöstes Ethernet, wobei die Einrichtung umfasst:
ein Empfangsmodul, das konfiguriert ist, eine Planungszeitraumtabelle zu empfangen, die von zeitgetriggerten Nachrichten bestimmt und durch einen primären Knoten übermittelt ist;
ein Bestimmungsmodul, das konfiguriert ist, eine physikalische Verbindung korrespondierend zu der ereignisausgelösten Nachricht zu bestimmen, wenn eine zu übertragende ereignisausgelöste Nachricht vorhanden ist;
eine Beurteilungsmodul, das konfiguriert ist, entsprechend der physikalischen Verbindung Zeitfenster-Zuordnungsinformationen und Informationen über jedem jedem Zeitfenster entsprechende physikalische Verbindungen, die in der Planungszeitraumtabelle gespeichert sind, dahingehend zu beurteilen, ob die physikalische Verbindung mit einer einem aktuellen Zeitfenster entsprechenden physikalischen Verbindung kollidiert; und
ein Übertragungsmodul, das konfiguriert ist, die ereignisausgelöste Nachricht in dem aktuellen Zeitfenster zu übertragen, wenn das Beurteilungsmodul bestimmt, dass es keine Kollision gibt.
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Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Verfahren und eine Knotenvorrichtung zum Übertragen von Daten auf der Basis eines TTE bereit, und in dem Verfahren bestimmt der Primärknoten eine Planungszeitraumtabelle aus zeitgetriggerten Nachrichten, und wenn jeder Knoten eine zu übertragende ereignisausgelöste Nachricht hat, überträgt der Knoten die ereignisausgelöste Nachricht im aktuellen Zeitfenster auf Basis der Bestimmung aus den in der Planungszeitraumtabelle gespeicherten Informationen, dass eine physikalische Verbindung, die durch die ereignisausgelöste Nachricht belegt ist, nicht mit einer physikalischen Verbindung kollidiert, die dem aktuellen Zeitfenster entspricht. In der vorliegenden Erfindung wird der primäre Knoten Zeitfenster nicht getrennt für die ereignisausgelösten Nachrichten der jeweiligen Knoten zuweisen, und wenn jeder Knoten die zu übertragende ereignisausgelöste Nachricht hat, kann der Knoten die ereignisgetriggerte Nachricht im aktuellen Zeitfenster übertragen, solange die durch die ereignisgetriggerte Nachricht besetzte physikalische Verbindung nicht mit der physikalischen Verbindung entsprechend dem aktuellen Zeitfenster kollidiert, um die Effizienz der Datenübertragung und den Nutzungsgrad der Netzwerkbandbreiten effektiv zu verbessern.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine schematische Darstellung der Datenübertragung basierend auf dem TTE gemäß dem Stand der Technik;
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2 zeigt eine schematische Darstellung des Verfahrens der Datenübertragung basierend auf dem TTE gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung;
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3 zeigt ein schematisches Strukturdiagramm einer durch den Primärknoten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erzeugten Planungszeitraumtabelle;
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4 zeigt eine spezielle Implementierung eines Verfahrens zum Übertragen von Daten auf der Basis des TTE gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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5 zeigt eine andere spezielle Implementierung eines Verfahrens zum Übertragen von Daten auf der Basis des TTE gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
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6 zeigt ein schematisches Strukturdiagramm eines Geräteknotens zum Übertragen von Daten auf der Basis des zeitausgelösten Ethernet (TTE) gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Die Erfindung stellt ein Verfahren und eine Knotenvorrichtung zum Senden von Daten auf der Basis eines Time-Triggered Ethernet (TTE) bereit, um den Nutzungsgrad der Netzwerk-Bandbreiten in einem Mechanismus zum Übertragen von Daten auf der Basis des TTE effektiv zu verbessern.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Übertragung von Daten auf der Basis eines TTE gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung, und das Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte:
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Verfahrensschritt 201: Jeder Knoten empfängt eine Planungszeitraumtabelle von jedem Knoten, die von zeitgetriggerten Nachrichten bestimmt wird, übermittelt durch einen primären Knoten.
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In der vorliegenden Erfindung bestimmt der primäre Knoten die Planungszeitraumtabelle aus Informationen über die Anzahl der Bytes, die in der zeitausgelösten Nachricht von jedem Knoten in einem Zyklus übertragen wird, enthalten ist und Informationen über die physikalische Verbindung, die von der zeitgetriggerten Nachricht besetzt wird. Das heißt, dass die Planungszeitraumtabelle eine Entsprechungsbeziehung zwischen Informationen über jeden Knoten, Information über das dem Knoten zugeordnete Zeitfenster und Informationen über die physikalischen Verbindungen, die durch den Knoten zum Übertragen einer Nachricht in dem Zeitfenster belegt ist, enthält.
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Nachdem der primäre Knoten die Planungszeitraumtabelle erzeugt hat, überträgt der primäre Knoten die Planungszeitraumtabelle zu jedem Knoten, so dass jeder Knoten die Planungszeitraumtabelle verwenden kann, wenn er eine ereignisgetriggerte Nachricht überträgt.
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Verfahrensschritt 202: Wenn ein Knoten eine zu übertragende ereignisgetriggerte Nachricht hat, bestimmt der Knoten eine zu der ereignisausgelösten Nachricht korrespondierende physikalische Verbindung.
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Da jede Nachricht Informationen über eine Quellenadresse und Informationen über die Zieladresse für die Übertragung der Nachricht enthält, kann die zu der Nachricht korrespondierende physikalische Verbindung aus der Nachricht ermittelt werden.
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Verfahrensschritt 203: Es wird beurteilt, entsprechend der physikalischen Verbindung, der Zeitfenster-Zuordnungsinformation und der Information über die zu jedem Zeitfenster korrespondierende physikalische Verbindung, die in der Planungszeitraumtabelle gespeichert ist, ob die physikalische Verbindung mit einer physikalischen Verbindung kollidiert, die zu einem aktuellen Zeitfenster korrespondiert und falls nicht, dann geht der Prozess zu Verfahrensschritt 204; andernfalls geht der Prozess zu Verfahrensschritt 205.
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Hier in der vorliegenden Erfindung wird, so lange mindestens einer der Knoten in der physikalischen Verbindung der gleiche wie einer der Knoten in der physikalischen Verbindung entsprechend dem aktuellen Zeitfenster ist, festgestellt, dass diese zwei physikalischen Verbindungen kollidieren. Zum Beispiel ist die zu der ereignisgetriggerten Nachricht korrespondierende physikalische Verbindung A-B-C, und die zu dem aktuellen Zeitfenster korrespondierende physikalische Verbindung a-b-c, und da keiner der Knoten in diesen beiden physikalischen Verbindungen gleich ist, wird bestimmt, dass diese beiden physikalischen Links nicht kollidieren; und wenn die zu der ereignisgetriggerten Nachricht korrespondierende physikalische Verbindung A-B-C ist, und die zu dem aktuellen Zeitfenster korrespondierende physikalische Verbindung A-B-c, und da die Knoten A und B in beiden der physikalischen Verbindungen enthalten ist, kann bestimmt werden, dass diese beiden physikalischen Verbindungen kollidieren.
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Verfahrensschritt 204: Die ereignisgetriggerte Nachricht wird in dem aktuellen Zeitfenster übertragen.
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Wenn die zu der ereignisgetriggerten Nachricht korrespondierende physikalische Verbindung nicht mit der dem aktuellen Zeitfenster entsprechenden physikalischen Verbindung zusammenstößt, kann die ereignisgetriggerte Nachricht im aktuellen Zeitfenster übertragen werden, und da die durch die ereignisgetriggerte Nachricht besetzte physikalische Verbindung nicht mit der zu dem aktuellen Zeitfenster korrespondierenden physikalischen Verbindung zusammenstößt, kann die ereignisgetriggerte Nachricht ohne Einfluss auf die Nachrichtenübertragung im aktuellen Zeitfenster übertragen werden.
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Verfahrensschritt 205: Die ereignisgetriggerte Nachricht wird nicht in dem aktuellen Zeitfenster übertragen.
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Wenn die durch die ereignisgetriggerte Nachricht besetzte physikalische Verbindung mit der physikalischen Verbindung entsprechend dem aktuellen Zeitfenster kollidiert, darf die ereignisgetriggerte Nachricht nicht übertragen werden, um dadurch die Nachrichtenübertragung in dem aktuellen Zeitfenster zu gewährleisten.
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In der vorliegenden Erfindung bestimmt der primäre Knoten die Planungszeitraumtabelle aus zeitgetriggerten Nachrichten, wobei die Planungszeitraumtabelle das jedem Knoten zugeordnete Zeitfenster enthält, und die physikalischen Verbindungen, die von dem Knoten für die Übertragung der zeitgetriggerten Nachricht in dem Zeitfenster besetzt sind, und überträgt die Planungszeitraumtabelle zu jedem Knoten. Wenn der Knoten eine zu übertragende ereignisgetriggerte Nachricht hat, entsprechend der lokal gespeicherten Planungszeitraumtabelle und der von der ereignisgetriggerten Nachricht besetzten physikalischen Verbindung, beurteilt der Knoten, ob die physikalische Verbindung mit der physikalischen Verbindung entsprechend dem aktuellen Zeitfenster kollidiert und überträgt die ereignisgetriggerte Nachricht in dem aktuellen Zeitfenster, sofern es keine Kollision gibt.
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In der vorliegenden Erfindung wird der primäre Knoten nicht getrennt Zeitfenster für die ereignisgetriggerten Nachrichten der jeweiligen Knoten zuweisen, und wenn jeder Knoten eine zu übertragende ereignisgetriggerte Nachricht hat, kann der Knoten die ereignisgetriggerte Nachricht im aktuellen Zeitfenster übertragen, solange die durch die ereignisgetriggerte Nachricht besetzte physikalische Verbindung nicht mit der physikalischen Verbindung entsprechend dem aktuellen Zeitfenster kollidiert, um dadurch die Effizienz der Datenübertragung und des Nutzungsgrades der Netzwerkbandbreiten effektiv zu verbessern.
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In der vorliegenden Erfindung bestimmt der primäre Knoten die Planungszeitraumtabelle aus zeitgetriggerten Nachrichten, die von den jeweiligen Knoten in einem Zyklus übertragen werden. Hier berichtet jeder Knoten die zeitgetriggerte Nachrichtenübertragungsanforderung an den primären Knoten, und hier trägt die Übertragungsanforderung Informationen über die Anzahl der Bytes, die in der durch den Knoten in einem Zyklus übertragenen zeitgetriggerten Nachricht enthalten sind, und Informationen über die Quelladresse und Zieladresse der zeitgetriggerten Nachrichten.
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Nachdem der Empfang der Übertragungsanforderung von jedem Knoten übertragen ist, ermittelt der Primärknoten eine zum Übertragen der zeitgetriggerten Nachrichten erforderliche Zeitspanne, gemäß der Information über die Anzahl von Bytes in der zeitgetriggerten Nachricht, die in der Übertragungsanforderung enthalten ist, und weist dem Knoten ein Zeitfenster entsprechend der Zeitspanne zu; und bestimmt die durch die zeitgetriggerte Nachricht besetzte physikalische Verbindung gemäß der Information über die Quellenadresse und die Zieladresse der in der Übertragungsanforderung beförderten zeitgetriggerten Nachricht; und der primäre Knoten erzeugt die Planungszeitraumtabelle gemäß dem für jeden Knoten zugeordneten Zeitfenster, und die von jedem Knoten besetzte physikalische Verbindung zum Übertragen der zeitgetriggerten Nachrichten und sendet die Planungszeitraumtabelle an jeden Knoten.
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Jeder Knoten empfängt und speichert die durch den Primärknoten übermittelte Planungszeitraumtabelle, und hier enthält die Planungszeitraumtabelle die Informationen über das jedem Knoten in einem Zyklus zugeordnete Zeitfenster, und die Informationen über die physikalische Verbindung, über die der zu dem Zeitfenster korrespondierende Knoten die zeitgetriggerte Nachricht sendet.
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3 zeigt ein schematisches Strukturdiagramm der gemäß der Ausführungsform der Erfindung durch den Primärknoten erzeugten Planungszeitraumtabelle. Die Planungszeitraumtabelle enthält die Informationen über jeden Knoten, die Informationen über das dem Knoten zugewiesene Zeitfenster zu und die Information über die physikalische Verbindung, die durch den Knoten besetzt wird, wenn die Nachricht in dem Zeitfenster übertragen wird. Insbesondere kann die Informationen über den Knoten eine Identifikationsinformationen des Knotens sein, die Information über das dem Knoten zugewiesene Zeitfenster kann die Startzeit und die Endzeit des Zeitfensters identifizieren und die Informationen über die physikalische Verbindung kann Identifikationsinformationen jeweiliger Knoten umfassen, mit dem die physikalische Verbindung gebildet wird.
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In der vorliegenden Erfindung wird kein Zeitfenster wird für ereignisgetriggerte Nachrichten umverteilt werden, und wenn der Knoten eine zu übertragende ereignisgetriggerte Nachricht hat, überträgt der Knoten die ereignisgetriggerte Nachricht bei Feststellung, dass die zu dem aktuellen Zeitfenster korrespondierende physikalische Verknüpfung nicht mit der physikalischen Verbindung kollidiert, über die der Knoten die ereignisgetriggerte Nachricht überträgt, entsprechend der Planungszeitraumtabelle, die durch die primären Knoten für die Übertragung von zeitgetriggerten Nachrichten jedes Knotens bestimmt wird. In der vorliegenden Erfindung ist das aktuelle Zeitfenster ein zu einem aktuellen Ereignis korrespondierendes Zeitfenster. Wenn die jeweiligen Knoten die Nachrichten nach der Ermittlung aus den physikalischen Verbindungen, dass es keinen Konflikt gibt, übermitteln, dann kann, wenn eine große Anzahl von Bytes in der ereignisgetriggerten Nachricht eines Knotens enthalten ist, ein solches Problem auftreten, dass die Übertragung der ereignisgetriggerten Nachricht fehlschlägt. Daher kann in der vorliegenden Erfindung die Information über die Anzahl von Bytes, die in der ereignisgetriggerten Nachricht enthalten ist, bei der vorliegenden Erfindung weiter berücksichtigt werden, um die Effizienz und die Erfolgsrate der Datenübertragung sowie der Nutzungsgrad der Netzwerkbandbreiten dadurch weiter verbessert werden.
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4 zeigt eine spezielle Implementierung eines Verfahrens zum Übertragen von Daten auf der Basis des TTE gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte:
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Verfahrensschritt 401: Jeder Knoten empfängt eine Planungszeitraumtabelle, die aus von einem Primärknoten übertragenen zeitgetriggerten Nachrichten bestimmt wird.
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Verfahrensschritt 402: Wenn ein Knoten eine zu übertragende ereignisgetriggerte Nachricht hat, bestimmt der Knoten eine physikalische Verbindung entsprechend der ereignisgetriggerten Nachricht.
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Hier wird die physikalische Verbindung entsprechend der ereignisgetriggerten Nachricht, die auch als eine durch die ereignisgetriggerte Nachricht besetzte physikalische Verbindung bezeichnet werden kann, aus den Informationen in der ereignisgetriggerten Nachricht über eine Quellenadresse und Informationen zu einer Zieladresse bestimmt.
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Verfahrensschritt 403: Es wird beurteilt, entsprechend der physikalischen Verbindung, der Zeitfenster-Zuordnungsinformation und der Information über die zu jedem Zeitfenster korrespondierende physikalische Verbindung, die in der Planungszeitraumtabelle gespeichert ist, ob die physikalische Verbindung mit einer physikalischen Verbindung kollidiert, die zu einem aktuellen Zeitfenster korrespondiert und falls nicht, dann geht der Prozess zu Verfahrensschritt 404; andernfalls geht der Prozess zu Verfahrensschritt 405.
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Verfahrensschritt 404: Eine verbleibende Zeitdauer des aktuellen Zeitfensters wird aus einer aktuellen Zeit und einer Endzeit des aktuellen Zeitfensters bestimmt.
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Verfahrensschritt 405: Es wird beurteilt, ob entsprechend der in der ereignisgetriggerten Nachricht enthaltenen Anzahl von Bytes und der verbleibenden Dauer des aktuellen Zeitfensters die Übertragung der ereignisgetriggerten Nachricht in der verbleibende Länge der Zeit abgeschlossen werden kann, und wenn ermittelt wird, dass die Übertragung der ereignisgetriggerten Nachricht in der verbleibenden Zeitdauer abgeschlossen werden kann, geht der Prozess zu Verfahrensschritt 406; andernfalls geht der Prozess zu Verfahrensschritt 407.
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Verfahrensschritt 406: Die ereignisgetriggerte Nachricht wird im aktuellen Zeitfenster übertragen.
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Verfahrensschritt 407: Die ereignisgetriggerte Nachricht wird nicht in dem aktuellen Zeitfenster übertragen.
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Um die Effizienz der Datenübertragung und den Nutzungsgrad der Bandbreiten effektiv zu verbessern und die Erfolgsrate der Datenübertragung zu gewährleisten, ermittelt der Knoten, in der obigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn der Knoten eine zu übertragende ereignisgetriggerte Nachricht hat, eine zu der ereignisgetriggerten Nachricht korrespondierende physikalische Verbindung und beurteilt, ob die physikalische Verbindung mit der physikalischen Verbindung für das zur aktuellen Zeit korrespondierende aktuelle Zeitfenster kollidiert, gemäß der in der lokal gespeicherten Planungszeitraumtabelle aufgezeichneten Information, und der Knoten kann ferner nach dem Bestimmen, dass die physikalische Verbindung nicht mit der physikalischen Verbindung entsprechend dem aktuellen Zeitfenster kollidiert, entscheiden, ob die verbleibende Zeit des aktuellen Zeitfensters ausreichend ist, um die ereignisgetriggerte Nachricht zu übertragen.
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Der Knoten bestimmt nach der Ermittlung, dass die physikalische Verbindung nicht mit der physikalischen Verbindung entsprechend dem aktuellen Zeitfenster kollidiert, die verbleibende Dauer des aktuellen Zeitfensters gemäß der aktuellen Zeit und der Endzeit des aktuellen Zeitfensters; und der Knoten beurteilt, entsprechend der in der ereignisgetriggerte Nachricht enthaltenen Anzahl von Bytes und der verbleibenden Dauer des aktuellen Zeitfensters, ob die Übertragung der ereignisgetriggerten Nachricht in der verbleibenden Zeitdauer abgeschlossen werden kann.
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Da insbesondere die Anzahl der in der ereignisgetriggerten Nachricht enthaltenen Bytes bestimmt wird, kann der Knoten ferner eine Zeitdauer zum Übertragen der ereignisgetriggerte Nachricht bestimmen, die Anzahl der Bytes eingeschlossen, und da ferner die verbleibende Länge der Zeit der aktuelle Zeitfenster auch bestimmt werden kann, kann die Länge der Zeit für die Übertragung der ereignisgetriggerten Nachricht mit der Restlänge der Zeit verglichen werden, und wenn die Zeitdauer zum Übertragen der ereignisgetriggerten Nachricht länger ist als die verbleibende Zeitdauer, dann wird ermittelt, dass die Übertragung der ereignisgetriggerten Nachricht nicht in den verbleibenden Zeitdauer abgeschlossen werden kann; andernfalls, wenn die Länge der Zeit zum Übertragen des ereignisgetriggerten Nachricht nicht länger ist als die Restlänge der Zeit, dann wird ermittelt, dass die Übertragung der ereignisgetriggerte Nachricht in der verbleibenden Zeitdauer abgeschlossen werden kann. Wenn die Übertragung der ereignisgetriggerten Nachricht in der verbleibenden Zeitdauer abgeschlossen werden kann, wird die ereignisgetriggerte Nachricht in dem aktuellen Zeitfenster übertragen.
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Wenn ermittelt wird, dass die durch die ereignisgetriggerte Nachricht besetzte physikalische Verbindung nicht mit der physikalischen Verbindung entsprechend dem aktuellen Zeitfenster kollidiert, wird, um die Erfolgsrate der Übertragung der Nachricht zu garantieren, in der vorliegenden Erfindung beurteilt, ob die ereignisgetriggerte Nachricht im aktuellen Zeitfenster entsprechend der in der ereignisgetriggerte Nachricht enthaltenen Anzahl von Bytes und der verbleibende Dauer des aktuellen Zeitfensters übertragen werden kann.
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Wenn die Übertragung der ereignisgetriggerten Nachricht nicht in der verbleibenden Zeitdauer des aktuellen Zeitfensters abgeschlossen werden kann, darf die ereignisgetriggerte Nachricht nicht in dem aktuellen Zeitfenster übertragen werden. Um jedoch eine weitere Verbesserung des Nutzungsgrades der Netzwerkbandbreiten und um die Effizienz der Datenübertragung effektiv zu verbessern, kann in der Erfindung desweiteren beurteilt werden, ob die ereignisgetriggerte Nachricht in dem nächsten Zeitfenster oder dem übernächsten Zeitfenster übertragen werden kann.
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5 zeigt eine andere spezielle Implementierung eines Verfahrens zum Übertragen von Daten auf der Basis eines TTE gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Verfahrensschritt 501: Jeder Knoten empfängt eine Planungszeitraumtabelle, die aus von einem Primärknoten übertragenen zeitgetriggerten Nachrichten bestimmt wird.
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Verfahrensschritt 502: Wenn ein Knoten eine zu übertragende ereignisgetriggerte Nachricht hat, bestimmt der Knoten eine physikalische Verbindung entsprechend der ereignisgetriggerten Nachricht.
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Hier wird die physikalische Verbindung entsprechend der ereignisgetriggerten Nachricht, die auch als eine durch die ereignisgetriggerte Nachricht besetzte physikalische Verbindung bezeichnet werden kann, aus den Informationen in der ereignisgetriggerten Nachricht über eine Quellenadresse und Informationen zu einer Zieladresse bestimmt.
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Verfahrensschritt 503: Es wird beurteilt, entsprechend der physikalischen Verbindung, der Zeitfenster-Zuordnungsinformation und der Information über die zu jedem Zeitfenster korrespondierende physikalische Verbindung, die in der Planungszeitraumtabelle gespeichert ist, ob die physikalische Verbindung mit einer physikalischen Verbindung kollidiert, die zu einem aktuellen Zeitfenster korrespondiert und falls nicht, dann geht der Prozess zu Verfahrensschritt 504; andernfalls geht der Prozess zu Verfahrensschritt 507
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Verfahrensschritt 504: Eine verbleibende Zeitdauer des aktuellen Zeitfensters wird aus einer aktuellen Zeit und einer Endzeit des aktuellen Zeitfensters bestimmt.
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Verfahrensschritt 505: Es wird beurteilt, ob entsprechend der in der ereignisgetriggerten Nachricht enthaltenen Anzahl von Bytes und der verbleibenden Dauer des aktuellen Zeitfensters die Übertragung der ereignisgetriggerten Nachricht in der verbleibende Länge der Zeit abgeschlossen werden kann, und wenn ermittelt wird, dass die Übertragung der ereignisgetriggerten Nachricht in der verbleibenden Zeitdauer abgeschlossen werden kann, geht der Prozess zu Verfahrensschritt 506; andernfalls geht der Prozess zu Verfahrensschritt 507.
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Verfahrensschritt 506: Die zeitgetriggerte Nachricht wird in dem aktuellen Zeitfenster übertragen.
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Verfahrensschritt 507: Es wird eine Zeitdauer zum Übertragen der ereignisgetriggerten Nachricht gemäß der in der ereignisgetriggerten Nachricht enthaltenen Anzahl von Bytes bestimmt.
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Verfahrensschritt 508: Jedes zu der Zeitlänge korresponiderende Zeitfenster wird bestimmt, beginnend mit der aktuellen Zeit, entsprechend der Zeitlänge und der Länge jedes in der Planungszeitraumtabelle gespeicherten Zeitfensters.
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Verfahrensschritt 509: Es wird beurteilt, ob eine zu jedem Zeitfenster korrespondierende physikalische Verbindung mit der zu der ereignisgetriggerten Nachricht korrespondierenden physikalischen Verbindung kollidiert, und wenn ermittelt wird, dass die zu jedem Zeitfenster korrespondierende physikalische Verbindung nicht mit der zu der ereignisgetriggerten Nachricht korrespondierenden physikalischen Verbindung kollidiert, dann geht der Prozess zu Verfahrensschritt 510; andernfalls geht der Prozess zu Verfahrensschritt 511.
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Verfahrensschritt 510: Die ereignisgetriggerte Nachricht wird in dem aktuellen Zeitfenster übertragen, wenn die zu jedem Zeitfenster korrespondierende physikalische Verbindung nicht mit der zu der ereignisgetriggerten Nachricht korrespondierenden physikalischen Verbindung kollidiert.
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Verfahrensschritt 511: Die zeitgetriggerte Nachricht wird nicht in dem aktuellen Zeitfenster übertragen.
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Bei der obigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, um die Übertragung der ereignisgetriggerten Nachrichten wirksam zu gewährleisten, wenn die Übertragung der ereignisgetriggerten Nachricht nicht in der verbleibende Dauer des aktuellen Zeitfensters abgeschlossen werden kann, wenn ein nächstes Zeitfenster und ein übernächstes Zeitfenster in Betracht gezogen wird, die Länge der Zeit für die Übertragung der ereignisgetriggerten Nachricht gemäß der Anzahl von in der ereignisgetriggerten Nachricht enthaltenen Bytes bestimmt, und es wird jedes korrespondierende Zeitfenster in der aktuellen Zeitlänge bestimmt, beginnend mit der aktuellen Zeit, entsprechend der Länge der Zeit und der Länge jedes in der Planungszeitraumtabelle enthaltenen Zeitfensters. Die ereignisgetriggerte Nachricht wird in dem aktuellen Zeitfenster übertragen, wenn keine der physikalischen Verbindungen, die zu den Zeitfenstern korrespondiert, mit der zu der ereignisgetriggerte Nachricht korrespondierenden physikalischen Verbindung übereinstimmt.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Einzelheiten in Verbindung mit einer bestimmten Ausführungsform derselben beschrieben.
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Unter Bezugnahme auf
1 bestimmt der primäre Knoten die Planungszeitraumtabelle, wie in der unten dargestellten Tabelle dargestellt, und überträgt die Planungszeitraumtabelle zu jedem Knoten.
| Knoteninformation | Zeitfensterinformation (ms) | Information zur korrespondieren den physikalischen Verbindung |
| PC1 | 0~10 | Schalter1, Schalter 2, Schalter 3 |
| PC3 | 11~32 | Schalter 3, Schalter 2 |
| PC4 | 33~82 | Schalter 4, Schalter 3 |
| PC2 | 83~100 | Schalter 2, Schalter 1 |
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Die obige Planungszeitraumtabelle enthält die den jeweiligen Knoten zugeordneten Zeitfenster und die Informationen über die zu den Zeitfenstern korrespondierenden physikalischen Verbindungen, in jedem Planungszyklus mit der Länge von 100 ms. Mit der Planungszeitraumtabelle ermittelt der PC1, wenn PC1 eine in der 34. ms in einem Planungszyklus zu übermittelnde ereignisgetriggerte Nachricht hat, die physikalische Verbindung, die zu der ereignisgetriggerten Nachricht korrespondiert, nach den Informationen über die Quelladresse und den Informationen über die Zieladresse, die in der ereignisgetriggerten Nachricht enthalten sind. Wenn beispielsweise die in der ereignisgetriggerten Nachricht enthaltene Information über die Quelladresse die Identifikationsinformation des PC1 ist, und die darin enthaltene Informationen über die Zieladresse ist die Identifikationsinformation des PC2, wird die zu der ereignisgetriggerten Nachricht korrespondierende physikalische Verbindung, als Schalter 1 auf den Schalter 2 bestimmt.
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In der 34. ms im Planungszyklus ist das entsprechende aktuelle Zeitfenster das Zeitfenster von 33 bis 82 entsprechend dem PC4, und die zu dem aktuellen Zeitfenster korrespondierende physikalische Verbindung ist der Schalter 4 zum Schalter 3, so wird bestimmt, dass die physikalische Verbindung des Schalters 1 mit dem Schalter 2 entsprechend der ereignisgetriggerte Nachricht nicht mit der physikalischen Verbindung des Schalters 4 mit dem Schalter 3 entsprechend dem aktuellen Zeitfensters kollidieren, und dann bestimmt der PC1, dass die ereignisgetriggerte Nachricht im aktuellen Zeitfenster übertragen werden kann.
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Zur weiteren Verbesserung des Nutzungsgrades der Netzwerkbandbreiten und der Effizienz und der Erfolgsrate der Datenübertragung kann in dieser Ausführungsform der PC1 desweiteren die Länge der Zeit zur Übertragung der ereignisgetriggerten Nachricht bestimmen, sowie die verbleibende Zeitdauer des aktuellen Zeitfensters, zum Beispiel beträgt die Länge der Zeit für die Übertragung der ereignisgetriggerten Nachrichten 20 ms, und die verbleibende Dauer des aktuellen Zeitfensters 82 – 34 = 48ms, so dass die Restlänge 48 der Zeit des aktuellen Zeitfensters länger ist als die Länge 20 der Übertragungszeit für die ereignisgetriggerte Nachricht und damit bestimmt wird, dass die Übertragung der ereignisgetriggerten Nachricht in der verbleibenden Zeitdauer abgeschlossen werden kann, und die ereignisgetriggerte Nachricht im aktuellen Zeitfenster übertragen wird.
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Wenn die Anzahl der in der ereignisgetriggerten Nachricht enthaltenen Bytes relativ groß ist und die Länge der Zeit für die Übertragung der ereignisgetriggerten Nachricht 60ms beträgt, dann wird bestimmt, dass die Übertragung der ereignisgetriggerten Nachricht nicht in der verbleibenden Zeitdauer abgeschlossen werden kann, dann werden zur weiteren Verbesserung des Nutzungsgrades der Netzwerkbandbreite zwei entsprechende Zeitfenster, die jeweils dem PC4 und PC2 entsprechende Zeitfenster sind, mit der Zeitdauer 60 ms bestimmt, beginnend mit dem aktuellen Zeit und zu diesen beiden Zeitfenstern korrespondierende physikalische Verbindungen sind jeweils der Schalter 4 mit dem Schalter 3 und der Schalter 2 mit dem Schalter 1. Es wird beurteilt, ob die zu diesen beiden Zeitfenstern korrespondierenden physikalischen Verbindungen mit der physikalischen Verbindung der Schalter 1 zum Schalter 2 entsprechend der ereignisgetriggerten Nachricht kollidieren, und da die physikalische Verbindung des Schalters 2 mit dem Schalter 1 mit der physikalischen Verbindung der Schalter 1 zum Schalter 2 kollidiert, kann die ereignisgetriggerte Nachricht nicht in dem aktuellen Zeitfenster übertragen werden.
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6 zeigt ein schematisches Strukturdiagramm eines Geräteknotens zum Übertragen von Daten auf der Basis eines zeitgesteuerten Ethernets (TTE) gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, und die Knotenvorrichtung umfasst:
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Ein Empfangsmodul 61 ist konfiguriert, eine Planungszeitraumtabelle zu empfangen, die von zeitgetriggerten Nachrichten bestimmt und durch einen primären Knoten übermittelt ist;
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Eine Bestimmungsmodul 62 ist konfiguriert, eine physikalische Verbindung korrespondierend zu der ereignisausgelösten Nachricht zu bestimmen, wenn eine zu übertragende ereignisausgelöste Nachricht vorhanden ist;
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Ein Beurteilungsmodul 63, das konfiguriert ist, entsprechend der physikalischen Verbindung Zeitfenster-Zuordnungsinformationen und Informationen über jedem jedem Zeitfenster entsprechende physikalische Verbindungen, die in der Planungszeitraumtabelle gespeichert sind, dahingehend zu beurteilen, ob die physikalische Verbindung mit einer einem aktuellen Zeitfenster entsprechenden physikalischen Verbindung kollidiert; und
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Ein Übertragungsmodul 64 ist konfiguriert, die ereignisausgelöste Nachricht in dem aktuellen Zeitfenster zu übertragen, wenn das Beurteilungsmodul bestimmt, dass es keine Kollision gibt.
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Das Übertragungsmodul 64 ist ferner konfiguriert, eine zeitgetriggerte Nachrichtenübertragungsanforderung an den primären Knoten zu berichten, wobei die Übertragungsanforderung Informationen über die Anzahl der Bytes, die in der durch den Knoten in einem Zyklus übertragenen zeitgetriggerten Nachricht enthalten sind, und Informationen über die Quelladresse und Zieladresse der zeitgetriggerten Nachrichten enthält; und
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Das Empfangsmodul 61 ist ferner konfiguriert, die durch die Primärknoten übermittelte Planungszeitraumtabelle zu empfangen und zu speichern, wobei die Planungszeitraumtabelle die Informationen über die zu jedem Knoten in einem Zyklus zugeordneten Zeitfenster enthält, und die Informationen über die physikalische Verbindung, über die der Knoten entsprechend dem Zeitfenster die zeitgetriggerte Nachricht sendet.
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Das Beurteilungsmodul 63 ist konfiguriert, um der Reihe nach für jeden Knoten in der physikalischen Verbindung zu bestimmen, ob der Knoten der gleiche ist wie jeder der Knoten in der physikalischen Verbindung entsprechend dem aktuellen Zeitfenster; und zu bestimmen, dass die physikalische Verbindung mit der physikalischen Verbindung entsprechend dem aktuellen Zeitfenster kollidiert, wenn mindestens einer der Knoten in der physikalischen Verbindung der gleiche wie der Knoten in der physikalischen Verbindung ist.
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Das Übertragungsmodul 64 ist konfiguriert, um eine verbleibende Zeitdauer des aktuellen Zeitfensters gemäß einer aktuellen Zeit und einer Endzeit des aktuellen Zeitfenster zu bestimmen; zu beurteilen, ob die Übertragung der ereignisgetriggerten Nachricht in der verbleibenden Zeitdauer abgeschlossen werden kann, entsprechend der in der ereignisgetriggerten Nachricht enthaltenen Anzahl von Bytes und der verbleibenden Dauer des aktuellen Zeitfensters; und die ereignisgetriggerte Nachricht in dem aktuellen Zeitfenster zu übertragen, wenn die Übertragung der ereignisgetriggerte Nachricht in der verbleibenden Zeitdauer abgeschlossen werden kann.
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Das Übertragungsmodul 64 ist ferner so konfiguriert, dass, wenn die Übertragung von der ereignisgetriggerte Nachricht nicht in die verbleibende Länge der Zeit abgeschlossen werden kann, eine Länge der Zeit zum Übertragen der ereignisgetriggerte Nachricht bestimm wird, gemäß der in der ereignisgetriggerten Nachricht enthaltenen Anzahl von Bytes; jedes entsprechende Zeitfenster in der Zeitdauer, beginnend mit der aktuellen Zeit, je nach der Länge der Zeit und der Länge jedes in der Planungszeitraumtabelle gespeicherten Zeitfensters zu bestimmen; um zu beurteilen, ob eine zu jedem Zeitfenster korrespondierende physikalische Verbindung mit der zur ereignisgetriggerten Nachricht korrespondierenden physikalischen Verbindung kollidiert; und die ereignisgetriggerte Nachricht im aktuellen Zeitfenster zu übertragen, wenn die zu jedem Zeitfenster korrespondierende physikalische Verbindung nicht mit der zur ereignisgetriggerten Nachricht korrespondierenden physikalischen Verbindung kollidiert.
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Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Verfahren und eine Knotenvorrichtung zum Senden von Daten auf der Basis eines TTE bereit, und in dem Verfahren ermittelt der Primärknoten eine Planungszeitraumtabelle aus zeitgetriggerten Nachrichten, und wenn jeder Knoten eine zu übertragende ereignisausgelöste Nachricht hat, überträgt der Knoten die ereignisgetriggerte Nachricht im aktuellen Zeitfenster nach Ermittlung aus den in der Planungszeitraumtabelle gespeicherten Informationen, dass eine durch die ereignisgetriggerte Nachricht belegte physikalische Verbindung nicht mit einer zum aktuellen Zeitfenster korrespondierenden physikalischen Verbindung kollidiert. In der vorliegenden Erfindung wird der primäre Knoten nicht getrennt Zeitfenster für die ereignisgetriggerten Nachrichten der jeweiligen Knoten zuweisen, und wenn jeder Knoten eine zu übertragende ereignisausgelöste Nachricht hat, kann der Knoten die ereignisgetriggerte Nachricht im aktuellen Zeitfenster übertragen, solange die durch die ereignisgetriggerte Nachricht besetzte physikalische Verbindung nicht mit der zu dem aktuellen Zeitfenster korrespondierenden physikalischen Verbindung kollidiert, um die Effizienz der Datenübertragung und den Nutzungsgrad der Netzwerkbandbreiten effektiv zu verbessern.
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Der Fachmann auf dem Gebiet wird erkennen, dass die Ausführungsformen der Erfindung als ein Verfahren, ein System oder einem Computerprogrammprodukt verkörpert sein können. Daher kann die Erfindung als reine Hardware-Ausführungsform, als rein Software-Ausführungsform oder in Form einer Kombination aus Software- und Hardware- Ausführungsform ausgebildet sein. Ferner kann die Erfindung in Form eines Computerprogrammprodukts, in einem oder mehreren computerverwendbaren Speichermedien (einschließlich, aber nicht beschränkt auf einen Plattenspeicher, einer CD-ROM, einem optischen Speicher, etc.) verkörpert sein, in dem computernutzbare Programmcodes enthalten sind.
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Die Erfindung ist in einem Ablaufdiagramm und / oder ein Blockdiagramm des Verfahrens, der Vorrichtung (System) und des Computerprogrammproduktes gemäß den Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden. Es soll erkannt werden, das die jeweiligen Abläufe und / oder Blöcke in dem Ablaufdiagramm und / oder Blockdiagramm und Kombinationen der Abläufe und / oder der Blöcke in dem Ablaufdiagramm und / oder dem Blockdiagramm in Computerprogrammbefehle ausgeführt werden. Diese Computerprogrammanweisungen können auf einen Allzweckcomputer geladen werden, einen spezifischen Mehrzweckcomputer, einen eingebetteten Prozessor oder einen Prozessor einer andere programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung, um eine Maschine zu erzeugen, so dass die Anweisungen, die auf dem Computer oder dem Prozessor der anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden, Mittel zur Durchführung der in dem Ablauf (den Abläufen) des Flussdiagramms und / oder dem Block (den Blöcken) des Blockdiagramms spezifizierten Funktionen erzeugen.
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Diese Computerprogrammanweisungen können auch in einem computerlesbaren Speicher gespeichert werden, der geeignet ist, den Computer oder die andere programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung anzuweisen, in einer bestimmten Weise zu arbeiten, so dass die in dem computerlesbaren Speicher gespeicherten Befehle einen Herstellungsgegenstand einschließlich Befehlsmittel, die die in dem Ablauf (den Abläufen) des Flussdiagramms und / oder dem Block (den Blöcken) des Blockdiagramms spezifizierten Funktionen auszuführen, erzeugen.
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Diese Computerprogrammanweisungen können auch auf den Computer oder die andere programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung geladen werden, so dass eine Serie von Betriebsschritten auf dem Computer oder der anderen programmierbaren Datenverarbeitungseinrichtung durchgeführt werden, um ein computerimplementiertes Verfahren zu schaffen, so dass die Anweisungen, die auf dem Computer oder der anderen programmierbaren Vorrichtung ausgeführt werden, Schritte zur Durchführung der in dem Ablauf (den Abläufen) des Flussdiagramms und / oder dem Block (den Blöcken) des Blockdiagramms spezifizierten Funktionen bereitstellen.
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Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, kann der Fachmann, der von dem zugrundeliegenden erfinderischen Konzept profitiert, weitere Modifikationen und Veränderungen an diesen Ausführungsformen vornehmen. Daher sollen die beigefügten Ansprüche so ausgelegt werden, dass sie die bevorzugten Ausführungsformen und alle Modifikationen und Variationen im Umfang der Erfindung umfassen.
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Offensichtlich kann der Fachmann auf dem Gebiet verschiedene Modifikationen und Variationen an der Erfindung ohne Abweichung vom Geist und Umfang der Erfindung vornehmen. Daher soll die Erfindung auch diese Modifikationen und Variationen dazu umfassen, so lange die Modifikationen und Variationen in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche der Erfindung und ihrer Äquivalente fallen.
