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Gebiet der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kommunikationstechnik in einem Netzwerk, in dem eine TSN-(Time-Sensitive Networking)-Technik genutzt wird.
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Allgemeiner Stand der Technik
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In den letzten Jahren hat man damit begonnen, TSN-Techniken wie IEEE802.1Qbv und IEEE802.1AS für Kommunikation anzuwenden, die in einem Steuerungsnetzwerk durchgeführt wird.
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Bei der TSN-Technik wird ein Kommunikationszeitraum in eine Vielzahl von Zeitschlitzen (nachfolgend, TS) aufgeteilt. In jedem TS wird nur ein zugewiesener Typ von Daten übertragen. Der TS ist oft jedem Protokoll zugewiesen. Jeder TS ist zugewiesen, zum Beispiel ist ein TS0 der IP-Kommunikation zugewiesen und ein TS1 ist der FA-Netzwerk-Zweckkommunikation zugewiesen.
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Auf einer übertragenden Seite werden die einzelnen Daten in einer Übertragungswarteschlange des zugewiesenen TS gespeichert, und die Daten in der Warteschlange werden sequenziell zu einer Zeit übertragen, für die jeder TS zugewiesen ist. Die Warteschlange ist durch IEEE802.1Qbv bereitgestellt. Auf einer empfangenden Seite, wenn die Daten empfangen werden, werden die Daten für eine Empfangsaufgabe bereitgestellt, ohne die Daten in einer Warteschlange zu speichern.
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In Patentliteratur 1 wird beschrieben, dass Datenübertragung/-empfang, die von einer Aufgabe mit hoher Priorität benötigt werden, priorisiert durchzuführen sind, indem einer Aufgabe, die Kommunikation mit hoher Priorität durchführt, hohe Priorität gegeben wird, und einer Aufgabe, die Kommunikation mit niedriger Priorität durchführt, niedrige Priorität gegeben wird.
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Liste der Entgegenhaltungen
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Patentliteratur
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Patentdokument 1:
JP11-074946A -
Kurzfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Falls die Daten ungefähr am Ende der Zeit, für die jeder TS zugewiesen ist, übertragen wurden, oder falls die Daten in einem Netzwerk niedriger Geschwindigkeit übertragen wurden, können die Daten an der empfangenden Seite zu einer Zeit eines nächsten TS ankommen. IEEE802.1Qbv stellt eine Übertragungswarteschlange bereit, stellt aber keine Empfangswarteschlange bereit. Daher werden die Daten während eines anderen TS als dem zugewiesenen TS für eine Empfangsaufgabe bereitgestellt und ein Prozess wird durchgeführt. Dann wird ein Prozess einer Aufgabe, für die erwartet wird, die Daten während eines ursprünglich zugewiesenen TS zu übertragen, behindert, und die Daten können möglicherweise nicht in einem Zeitraum übertragen werden, in dem erwartet wird, dass die Daten übertragen werden.
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Wenn ein Verfahren der Patentliteratur 1 genutzt wird, ist es bei der Kommunikation einer Aufgabe, der hohe Priorität gegeben ist, möglich, die Daten in jedem Zeitraum zu übertragen. Es kommt jedoch zu einer Verzögerung in einem Prozess einer Aufgabe mit niedriger Priorität. Infolgedessen können die dem Zeitschlitz zugewiesenen Daten möglicherweise nicht übertragen oder empfangen werden.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, zu ermöglichen, dass jede Aufgabe einen Übertragungszeitraum einhalten kann.
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Problemlösung
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Eine Kommunikationseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Kommunikationseinrichtung, die in einem Netzwerk kommuniziert, in dem eine TSN-(Time-Sensitive Networking)-Technik genutzt wird, und die Kommunikationseinrichtung aufweist:
- eine Zeitschlitzverwaltungseinheit, um mitzuteilen, dass Zeitschlitze in der TSN-Technik geschaltet wurden; und
- eine Datenempfangseinheit, um, wenn von anderen Kommunikationseinrichtungen empfangene Empfangsdaten keine während eines aktuellen Zeitschlitzes übertragene Übertragungsdaten sind, die Empfangsdaten in einer Empfangsdatenspeichereinheit zu speichern, und, wenn die Zeitschlitzverwaltungseinheit mitteilt, dass die Zeitschlitze geschaltet wurden, die Empfangsdaten, welche die während eines Zeitschlitzes nach dem Schalten übertragenen Übertragungsdaten sind und in der Empfangsdatenspeichereinheit gespeichert sind, für eine Empfangsaufgabe bereitzustellen.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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In der vorliegenden Erfindung speichert eine Datenempfangseinheit Empfangsdaten in einer Empfangsdatenspeichereinheit, falls die Empfangsdaten keine während eines aktuellen Zeitschlitzes übertragene Übertragungsdaten sind. Dann, wenn Zeitschlitze geschaltet sind, stellt die Datenempfangseinheit für eine Empfangsaufgabe die Empfangsdaten bereit, welche die während eines Zeitschlitzes nach dem Schalten übertragenen Übertragungsdaten sind.
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Somit wird der Prozess der Daten, die während des aktuellen Zeitschlitzes übertragen werden, durch den Einfluss des Prozesses der Daten, die während eines anderen Zeitschlitzes übertragen werden, nicht behindert. Als ein Ergebnis kann jede Aufgabe einen Übertragungszeitraum einhalten.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Kommunikationssystems 100 gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 ist ein funktionales Konfigurationsdiagramm einer Kommunikationseinrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform;
- 3 ist ein Ablaufschema des Betriebs einer Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 gemäß der ersten Ausführungsform;
- 4 ist ein Ablaufschema des Betriebs einer Datenübertragungseinheit 22 gemäß der ersten Ausführungsform;
- 5 ist ein Ablaufschema des Betriebs einer Datenempfangseinheit 23 gemäß der ersten Ausführungsform;
- 6 ist ein Diagramm, darstellend ein Beispiel für periodische Kommunikation, wenn eine TSN-Technik angewandt wird;
- 7 ist ein Diagramm, darstellend ein Beispiel für die periodische Kommunikation, wenn die TSN-Technik angewandt wird;
- 8 ist ein Diagramm, darstellend ein Beispiel für die periodische Kommunikation, wenn die TSN-Technik angewandt wird;
- 9 ist ein Ablaufschema des Betriebs einer Datenempfangseinheit 23 gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 10 ist ein funktionales Konfigurationsdiagramm einer Kommunikationseinrichtung 10 gemäß einer dritten Ausführungsform;
- 11 ist ein Ablaufschema des Betriebs einer Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 gemäß der dritten Ausführungsform;
- 12 ist ein Ablaufschema des Betriebs einer Prioritätsschalteinheit 30 gemäß der dritten Ausführungsform;
- 13 ist ein Ablaufschema des Betriebs einer Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 gemäß einer vierten Ausführungsform; und
- 14 ist ein Ablaufschema des Betriebs einer Prioritätsschalteinheit 30 gemäß der vierten Ausführungsform.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Erste Ausführungsform.
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*** Beschreibung der Konfiguration ***
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Eine Konfiguration eines Kommunikationssystems 100 gemäß einer ersten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
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Das Kommunikationssystem 100 umfasst eine Vielzahl von Kommunikationseinrichtungen 10. Jede der Kommunikationseinrichtungen 10 ist über ein Netzwerk 200 verbunden. Das Netzwerk 200 ist ein Netzwerk, in dem eine TSN-Technik genutzt wird. Jede der Kommunikationseinrichtungen 10 kommuniziert zwischen anderen Kommunikationseinrichtungen 10 über das Netzwerk 200.
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Jede der Kommunikationseinrichtungen 10 umfasst Komponenten von Hardware, die ein Prozessor 11, ein Arbeitsspeicher 12 und eine Kommunikationsschnittstelle 13 sind. Der Prozessor 11 ist über Signalleitungen mit anderen Komponenten von Hardware verbunden und steuert diese anderen Komponenten von Hardware.
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Der Prozessor 11 ist eine IC (Integrated Circuit - Integrierte Schaltung), die Verarbeitung durchführt. Konkrete Beispiele für den Prozessor 11 sind eine CPU (Central Processing Unit - zentrale Verarbeitungseinheit), ein DSP (Digital Signal Processor - Digitalsignalprozessor) und eine GPU (Graphics Processing Unit - Grafikverarbeitungseinheit).
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Der Arbeitsspeicher 12 ist eine Speichereinrichtung, die Daten speichert. Konkrete Beispiele für den Arbeitsspeicher 12 sind ein SRAM (Static Random Access Memory) und ein DRAM (Dynamic Random Access Memory). Der Arbeitsspeicher 12 kann ein tragbares Aufzeichnungsmedium sein, wie eine SD-Speicherkarte (eingetragene Marke, Secure Digital), eine CF-Speicherkarte (CompactFlash, eingetragene Marke), ein NAND-Flash, eine flexible Platte, eine optische Platte, eine Compact Disk, eine Blu-ray-Disk (eingetragene Marke) oder eine DVD (Digital Versatile Disc).
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Die Netzwerkschnittstelle 13 ist eine Schnittstelle zur Verbindung mit dem Netzwerk 200. Konkrete Beispiele für die Netzwerkschnittstelle 13 sind Ports von Ethernet (eingetragenes Warenzeichen) und USB (Universal Serial Bus).
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Eine funktionale Konfiguration der Kommunikationseinrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
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Die Kommunikationseinrichtung 10 umfasst eine Zeitschlitzverwaltungseinheit 21, eine Datenübertragungseinheit 22, eine Datenempfangseinheit 23, eine Übertragungsdatenspeichereinheit 24, eine Empfangsdatenspeichereinheit 25, eine Vielzahl von Übertragungsaufgaben 26 und eine Vielzahl von Empfangsaufgaben 27.
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Die Übertragungsdatenspeichereinheit 24 hat für jeden TS einen Eintrag, und für jeden Eintrag ist eine Übertragungswarteschlange 28 vorgesehen. In 2 hat die Übertragungsdatenspeichereinheit 24 einen Eintrag für einen TS0, einen Eintrag für einen TS1, einen Eintrag für einen TS2 usw., und die Übertragungswarteschlange 28 ist für jeden Eintrag vorgesehen. Zudem hat die Empfangsdatenspeichereinheit 25 einen Eintrag für jeden TS, und für jeden Eintrag ist eine Empfangswarteschlange 29 vorgesehen. In 2 hat die Empfangsdatenspeichereinheit 25 einen Eintrag für einen TS0, einen Eintrag für einen TS1, einen Eintrag für einen TS2 usw., und die Empfangswarteschlange 29 ist für jeden Eintrag vorgesehen.
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Funktionen der Zeitschlitzverwaltungseinheit 21, der Datenübertragungseinheit 22, der Datenempfangseinheit 23, der Übertragungsdatenspeichereinheit 24, der Empfangsdatenspeichereinheit 25, der Vielzahl von Übertragungsaufgaben 26 und der Vielzahl von Empfangsaufgaben 27 sind durch Software realisiert. Ein Programm, das diese Funktionen realisiert, ist in dem Arbeitsspeicher 12 gespeichert. Dieses Programm wird durch den Prozessor 11 gelesen und ausgeführt. Somit werden diese Funktionen realisiert.
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Weiterhin sind die Funktionen der Übertragungswarteschlange 28 und der Empfangswarteschlange 29 durch den Arbeitsspeicher 12 realisiert.
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*** Beschreibung des Betriebs ***
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Der Betrieb der Kommunikationseinrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 beschrieben.
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Der Betrieb der Kommunikationseinrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform entspricht einem Kommunikationsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform. Weiterhin entspricht der Betrieb der Kommunikationseinrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform einem Prozess des Kommunikationsprogramms gemäß der ersten Ausführungsform.
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Als eine Voraussetzung für den nachfolgend beschriebenen Betrieb stellt jede Übertragungsaufgabe 26 die Übertragungsdaten für die Übertragungsdatenspeichereinheit 24 bereit, wenn die an die anderen Kommunikationseinrichtungen 10 zu übertragenden Übertragungsdaten erzeugt werden. Dann speichert die Übertragungsdatenspeichereinheit 24 die Übertragungsdaten in der Übertragungswarteschlange 28, die für einen Eintrag für einen TS vorgesehen ist, der der Übertragungsaufgabe 26 einer Bereitstellungsquelle oder der Übertragungsdaten entspricht. Zudem, wenn die Empfangsdaten von der Datenempfangseinheit 23 bereitgestellt sind, führt jede der Empfangsaufgaben 27 einen Prozess unter Verwendung der bereitgestellten Empfangsdaten aus.
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Der Betrieb der Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 gemäß der ersten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
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In Schritt S11 erwirbt die Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 eine Zeit. In Schritt S12 bestimmt die Zeitschlitzverwaltungseinheit 21, ob oder ob nicht eine Zeit des Schaltens der TSs abgelaufen ist. Wenn die Zeit des Schaltens der TSs verstrichen ist, fährt die Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 mit dem Prozess in Schritt S13 fort. Falls andererseits die Zeit des Schaltens der TSs nicht abgelaufen ist, führt die Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 den Prozess zurück zu Schritt S11 und erwirbt die Zeit erneut.
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In Schritt S13 teilt die Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 der Datenübertragungseinheit 22 mit, dass die TSs geschaltet wurden. Folglich veranlasst die Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 die Datenübertragungseinheit 22, die Übertragungsdaten eines TS nach dem Schalten zu übertragen. In Schritt S14 teilt die Datenübertragungseinheit 21 der Datenempfangseinheit 23 mit, dass die TSs geschaltet wurden. Folglich veranlasst die Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 die Datenempfangseinheit 23, die Empfangsdaten des TS nach dem Schalten für die Empfangsaufgabe 27 bereitzustellen.
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Der Betrieb der Datenübertragungseinheit 22 gemäß der ersten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
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In Schritt S21 empfängt die Datenübertragungseinheit 22 eine Benachrichtigung von der Zeitschlitzverwaltungseinheit 21. In Schritt S22 bestimmt die Datenübertragungseinheit 22, ob oder ob nicht die Benachrichtigung von der Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 eine Benachrichtigung ist, dass die TSs geschaltet wurden. Falls die Benachrichtigung die Benachrichtigung des Empfangens der Benachrichtigung ist, dass die TSs geschaltet wurden, fährt die Datenübertragungseinheit 22 mit dem Prozess bis zu Schritt S23 fort. Falls andererseits die Benachrichtigung nicht die Benachrichtigung ist, dass die TSs geschaltet wurden, beendet die Datenübertragungseinheit 22 den Prozess.
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In Schritt S23 behandelt die Datenübertragungseinheit 22 den TS nach dem Schalten als einen angestrebten TS und überträgt an eine Zielkommunikationseinrichtung 10 die Übertragungsdaten, die in der Übertragungswarteschlange 28 gespeichert sind, die für den Eintrag für den angestrebten TS bereitgestellt ist. Außerdem überträgt die Datenübertragungseinheit 22 die gespeicherten Übertragungsdaten an das Netzwerk 200 zu der Zielkommunikationseinrichtung 10, wenn neue Übertragungsdaten in der Übertragungswarteschlange 28 gespeichert sind, die für den Eintrag für den angestrebten TS vorgesehen ist, bis die Datenübertragungseinheit 22 erneut von der Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 benachrichtigt wird, dass die TSs geschaltet wurden.
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Der Betrieb der Datenempfangseinheit 23 gemäß der ersten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
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In Schritt S31 empfängt die Datenempfangseinheit 23 von der Netzwerkschnittstelle 13 eine Benachrichtigung über eine Ankunft von Übertragungsdaten oder empfängt von der Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 eine Benachrichtigung, dass die TSs geschaltet wurden. Die Benachrichtigung über die Ankunft von Übertragungsdaten ist eine Hardware-Unterbrechung oder dergleichen. Wenn die Datenempfangseinheit 23 die Benachrichtigung über die Ankunft von Übertragungsdaten empfängt, empfängt die Datenempfangseinheit 23 die Übertragungsdaten als die Empfangsdaten.
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In Schritt S32 bestimmt die Datenempfangseinheit 23, ob oder ob nicht die Benachrichtigung über die Ankunft von Übertragungsdaten empfangen wurde oder die Benachrichtigung, dass die TSs geschaltet wurden, von der Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 in Schritt S31 empfangen wurde. Wenn die Datenempfangseinheit 23 die Benachrichtigung über die Ankunft von Übertragungsdaten empfängt, fährt die Datenempfangseinheit 23 mit dem Prozess bis zu Schritt S33 fort. Andererseits, wenn die Datenempfangseinheit 23 von der Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 die Benachrichtigung empfängt, dass die TSs geschaltet wurden, fährt die Datenempfangseinheit 23 mit dem Prozess bis zu Schritt S36 fort.
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In Schritt S33 bestimmt die Datenempfangseinheit 23, ob oder ob nicht die Empfangsdaten die während eines aktuellen TS übertragenen Übertragungsdaten sind. Wenn es sich bei den Empfangsdaten um die während des aktuellen TS übertragenen Übertragungsdaten handelt, fährt die Datenempfangseinheit 23 mit dem Prozess bis zu Schritt S34 fort. Falls es sich bei den Empfangsdaten hingegen nicht um die während des aktuellen TS übertragenen Übertragungsdaten handelt, fährt die Datenempfangseinheit 23 mit dem Prozess bis zu Schritt S35 fort.
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In Schritt S34 stellt die Datenempfangseinheit 23 die Empfangsdaten für eine entsprechende Empfangsaufgabe 27 bereit. Andererseits speichert die Datenempfangseinheit 23 in Schritt S35 die Empfangsdaten in der Empfangsdatenspeichereinheit 25. Insbesondere stellt die Datenempfangseinheit 23 die Empfangsdaten für die Empfangsdatenspeichereinheit 25 bereit. Anschließend speichert die Empfangsdatenspeichereinheit 25 die Empfangsdaten in der Empfangswarteschlange 29, die für den Eintrag des den Empfangsdaten entsprechenden TS vorgesehen ist.
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In Schritt S36 stellt die Datenempfangseinheit 23 für die entsprechende Empfangsaufgabe 27 die Empfangsdaten bereit, welche die während des TS nach dem Schalten übertragenen Übertragungsdaten sind und in der Empfangsdatenspeichereinheit 25 gespeichert sind. Das heißt, die Datenempfangseinheit 23 stellt für die entsprechende Empfangsaufgabe 27 die Empfangsdaten bereit, die in der Empfangswarteschlange 29 gespeichert sind, die für den Eintrag für den TS nach dem Schalten bereitgestellt ist.
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*** Wirkung der ersten Ausführungsform ***
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Wie oben beschrieben, speichert die Datenempfangseinheit 23 in der Kommunikationseinrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform die Empfangsdaten in der Empfangsdatenspeichereinheit 25, wenn die Empfangsdaten nicht die während des aktuellen TS übertragenen Übertragungsdaten sind. Dann, wenn die TSs geschaltet werden, stellt die Datenempfangseinheit 23 für die Empfangsaufgabe 27 die Empfangsdaten bereit, welche die während eines Zeitschlitzes nach dem Schalten übertragenen Übertragungsdaten sind.
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Folglich wird der Prozess der während des aktuellen Zeitschlitzes übertragenen Übertragungsdaten nicht durch den Einfluss des Prozesses der während eines anderen Zeitschlitzes übertragenen Übertragungsdaten behindert. Als ein Ergebnis kann jede Aufgabe einen Übertragungszeitraum einhalten.
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Bei einem herkömmlichen Verfahren stellt die Datenempfangseinheit beim Empfang der Empfangsdaten die Empfangsdaten für die Empfangsaufgabe bereit, auch wenn es sich bei den Empfangsdaten nicht um die während des aktuellen TS übertragenen Übertragungsdaten handelt. Anschließend führt die Empfangsaufgabe den Prozess auf Grundlage der bereitgestellten Empfangsdaten durch. Als ein Ergebnis wird der Prozess der Übertragungsaufgabe und der Empfangsaufgabe, die einen Prozess bezüglich der während des aktuellen TS übertragenen/empfangenen Daten durchführt, behindert.
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6 zeigt ein Beispiel, bei dem periodische Kommunikation von 30 Sekunden durchgeführt wird, dieser Zeitraum in drei TS unterteilt ist und jedem TS 10 Sekunden Zeit zugewiesen ist. In diesem Beispiel werden die Daten, die von einer Übertragungsaufgabe 0 gehalten werden, während des TS0 übertragen. Wenn diese Daten also in die Übertragungswarteschlange eingefügt werden, werden die Daten direkt übertragen, da eine Einfügezeit (00:00:06) eine Zeit innerhalb des TS0 ist. Während des TS1 werden die Daten, die von einer Übertragungsaufgabe 1 gehalten werden, übertragen. Eine Zeit (00:00:31), zu der diese Daten in die Übertragungswarteschlange eingefügt werden, ist noch immer der Zeitschlitz des TS0. Daher werden diese Daten in der Übertragungswarteschlange temporär auf Standby gesetzt und nach 00:00:40, welche die dem TS1 zugewiesene Zeit ist, übertragen.
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Hier, wie in 7 dargestellt, können die Daten, wenn die Daten ungefähr am Ende der jedem TS zugewiesenen Zeit übertragen werden, oder wenn die Daten in einem Netzwerk niedriger Geschwindigkeit übertragen werden, zu einer Zeit eines nächsten TS auf einer empfangenden Seite ankommen. Wenn zum Beispiel in 8 die Übertragungsaufgabe 0 die Daten am Ende der dem TS0 zugewiesenen Zeit überträgt, ist die dem TS1 zugewiesene Zeit eine Zeit für die Empfangsaufgabe, um die Daten zu empfangen. Falls die Empfangsaufgabe zu dieser Zeit eine CPU-Ressource belegt, kann die Übertragungsaufgabe 1, für welche erwartet wird, die Daten während des TS1 zu übertragen, nicht arbeiten, und das Einfügen der Daten in die Übertragungswarteschlange des TS1 wird verzögert. Falls die Übertragungsaufgabe 1 in jedem Zeitraum während des Zeitschlitzes des TS1 übertragen werden soll, kann die Systemanforderung nicht erfüllt werden.
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Wenn es sich bei den Empfangsdaten nicht um die während des aktuellen TS übertragenen Übertragungsdaten handelt, speichert die Kommunikationseinrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform die Empfangsdaten in der Empfangsdatenspeichereinheit 25, und die Empfangsdaten werden für die Empfangsaufgabe 27 nicht bereitgestellt. Daher wird der Prozess der während des aktuellen Zeitschlitzes übertragenen Übertragungsdaten nicht durch den Einfluss des Prozesses der während eines anderen Zeitschlitzes übertragenen Übertragungsdaten behindert.
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*** Andere Konfigurationen ***
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<Modifikationsbeispiel 1>
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In der ersten Ausführungsform wird beschrieben, dass die Funktionen der Zeitschlitzverwaltungseinheit 21, der Datenübertragungseinheit 22, der Datenempfangseinheit 23, der Übertragungsdatenspeichereinheit 24, der Empfangsdatenspeichereinheit 25, der Vielzahl von Übertragungsaufgaben 26 und der Vielzahl von Empfangsaufgaben 27 durch Software realisiert sind. Es ist jedoch akzeptabel, dass diese Funktionen durch Hardware realisiert sind.
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Wenn diese Funktionen durch Hardware realisiert sind, umfasst die Kommunikationseinrichtung 10 anstelle des Prozessors 11 eine elektronische Schaltung. Die elektronische Schaltung ist eine dedizierte Schaltung, die diese Funktionen realisiert.
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Als die elektronische Schaltung wird eine einzelne Schaltung, eine zusammengesetzte Schaltung, ein programmierter Prozessor, ein parallel programmierter Prozessor, ein Logik-IC, ein GA (Gate Array), eine ASIC (Application Specific Integrated Circuit) oder ein FPGA (Field-Programmable Gate Array) angenommen.
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Jede funktionale Komponente kann durch eine elektronische Schaltung realisiert sein, oder jede funktionale Komponente kann auf eine Vielzahl von zu realisierenden elektronischen Schaltungen verteilt sein.
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<Modifikationsbeispiel 2>
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Als ein Modifikationsbeispiel 2 können einige funktionale Komponenten durch Hardware realisiert sein, und andere funktionale Komponenten können durch Software realisiert sein.
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Der Prozessor 11 und die elektronische Schaltung werden als Verarbeitungsschaltkreis bezeichnet. Das heißt, die Funktion jeder funktionalen Komponente ist durch den Verarbeitungsschaltkreis realisiert.
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Zweite Ausführungsform.
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Eine zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass, wenn eine für die Empfangsaufgabe 27 erforderliche Verarbeitungszeit, um die Empfangsdaten zu verarbeiten, länger ist als eine verbleibende Zeit in dem aktuellen TS, die Datenempfangseinheit 23 die Empfangsdaten für die Empfangsaufgabe 27 nicht bereitstellt und die Empfangsdaten in der Empfangsdatenspeichereinheit 25 speichert. In der zweiten Ausführungsform werden diese Unterschiede beschrieben, und die Beschreibung gleicher Aspekte entfällt.
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*** Beschreibung des Betriebs ***
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Der Betrieb der Datenempfangseinheit 23 gemäß der zweiten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
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Die Prozesse von Schritt S41 bis Schritt S43 sind die gleichen wie die Prozesse von Schritt S31 bis Schritt S33 in 5. Zudem sind die Prozesse von Schritt S46 bis Schritt S48 die gleichen wie die Prozesse von Schritt S34 bis Schritt S36 in 5.
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Zudem, falls es sich in Schritt S43 bei den Empfangsdaten um die während des aktuellen TS übertragenen Übertragungsdaten handelt, fährt die Datenempfangseinheit 23 mit dem Prozess bis zu Schritt S44 fort. Wenn es sich bei den Empfangsdaten hingegen nicht um die während des aktuellen TS übertragenen Übertragungsdaten handelt, fährt die Datenempfangseinheit 23 mit dem Prozess bis zu Schritt S47 fort.
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In Schritt S44 erwirbt die Datenempfangseinheit 23 die verbleibende Zeit in dem aktuellen TS. Dabei wird die Zeit des TS durch die Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 verwaltet. Daher erwirbt die Datenempfangseinheit 23 die verbleibende Zeit in dem aktuellen TS durch Anfragen bei der Zeitschlitzverwaltungseinheit 21.
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In Schritt S45 bestimmt die Datenempfangseinheit 23, ob oder ob nicht die Verarbeitungszeit, die für die Empfangsaufgabe 27 erforderlich ist, um die Empfangsdaten zu verarbeiten, länger ist als die verbleibende Zeit in dem aktuellen TS. Die Verarbeitungszeit, die für die Empfangsaufgabe 27 erforderlich ist, um die Empfangsdaten zu verarbeiten, wird durch eine Vormessung statistisch erhalten oder durch die Benutzerbenennung spezifiziert. Wenn die Verarbeitungszeit kürzer als oder gleich der verbleibenden Zeit ist, fährt die Datenempfangseinheit 23 mit dem Prozess bis zu Schritt S46 fort. Wenn andererseits die Verarbeitungszeit länger ist als die verbleibende Zeit, fährt die Datenempfangseinheit 23 mit dem Prozess bis zu Schritt S47 fort.
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Das heißt, die Datenempfangseinheit 23 stellt die Empfangsdaten für die Empfangsaufgabe 27 bereit, wenn die Verarbeitungszeit kürzer als oder gleich der verbleibenden Zeit ist, und speichert die Empfangsdaten in der Empfangsdatenspeichereinheit 25, wenn die Verarbeitungszeit länger ist als die verbleibende Zeit.
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*** Wirkung der zweiten Ausführungsform ***
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Wie oben beschrieben, speichert die Kommunikationseinrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform die Empfangsdaten in der Empfangsdatenspeichereinheit 25, wenn die Verarbeitungszeit länger ist als die verbleibende Zeit. Dadurch wird der Prozess der Empfangsaufgabe 27 nicht innerhalb der TS abgeschlossen und es ist somit möglich, zu verhindern, dass der Prozess während des nächsten TS behindert wird.
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Dritte Ausführungsform.
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Eine dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten und zweiten Ausführungsform dadurch, dass, wenn die verbleibende Zeit in dem aktuellen TS kürzer ist als die Übertragungszeit von dem Übertragen der Übertragungsdaten bis zu dem Ankommen an den anderen Kommunikationseinrichtungen 10, dem Übertragungsprozess der während des aktuellen TS zu übertragenden Übertragungsdaten eine niedrige Priorität gegeben wird. In der dritten Ausführungsform werden diese unterschiedlichen Aspekte beschrieben, und die Beschreibung gleicher Aspekte entfällt.
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*** Beschreibung der Konfiguration ***
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Eine funktionale Konfiguration der Kommunikationseinrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
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Die Kommunikationseinrichtung 10 unterscheidet sich von der Kommunikationseinrichtung 10 gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform dadurch, dass eine Prioritätsschalteinheit 30 in der Kommunikationseinrichtung 10 enthalten ist.
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*** Beschreibung des Betriebs ***
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Als eine Voraussetzung des nachfolgend beschriebenen Betriebs wird der Übertragungsaufgabe 26 eine niedrige Priorität gegeben und der Prozess wird durch Priorisieren der Übertragungsaufgabe 26, aufweisend eine höhere Priorität, durchgeführt.
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Der Betrieb der Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 gemäß der dritten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf 11 beschrieben.
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Die Prozesse von Schritt S54 bis Schritt S57 sind die gleichen wie die Prozesse von Schritt S11 bis Schritt S14 in 3.
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In Schritt S51 erwirbt die Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 die Zeit. In Schritt S52 bestimmt die Zeitschlitzverwaltungseinheit 21, ob oder ob nicht die verbleibende Zeit in dem aktuellen TS kürzer ist als eine Übertragungszeit Δt von dem Übertragen der Übertragungsdaten bis zum Ankommen an den anderen Kommunikationseinrichtungen 10. Wenn die verbleibende Zeit kürzer ist als die Übertragungszeit Δt, fährt die Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 mit dem Prozess bis zu Schritt S53 fort. Wenn andererseits die verbleibende Zeit gleich oder größer als die Übertragungszeit Δt ist, kehrt die Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 den Prozess zurück zu Schritt S51 und erwirbt die Zeit erneut.
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In Schritt 53 teilt die Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 der Prioritätsschalteinheit 30 mit, dass die verbleibende Zeit kürzer ist als die Übertragungszeit Δt. Folglich veranlasst die Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 die Prioritätsschalteinheit 30, Prioritäten des Übertragungsprozesses zu schalten.
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Der Betrieb des Prioritätsschalteinheit 30 gemäß der dritten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 12 beschrieben.
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In Schritt S61 empfängt die Prioritätsschalteinheit 30 eine Benachrichtigung von der Zeitschlitzverwaltungseinheit 21. In Schritt S62 bestimmt die Prioritätsschalteinheit 30, ob oder ob nicht die Benachrichtigung von der Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 eine Benachrichtigung ist, dass die verbleibende Zeit in dem aktuellen TS kürzer ist als die Übertragungszeit Δt. Wenn es sich bei der Benachrichtigung um die Benachrichtigung handelt, dass die verbleibende Zeit in dem aktuellen TS kürzer ist als die Übertragungszeit Δt, fährt die Prioritätsschalteinheit 30 mit dem Prozess bis zu Schritt S63 fort. Wenn es sich hingegen nicht um die Benachrichtigung handelt, dass die verbleibende Zeit in dem aktuellen TS kürzer ist als die Übertragungszeit Δt, beendet die Prioritätsschalteinheit 30 den Prozess.
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In Schritt S63 gibt die Prioritätsschalteinheit 30 dem Übertragungsprozess der während des aktuellen TS zu übertragenden Übertragungsdaten eine niedrige Priorität. Insbesondere gibt die Prioritätsschalteinheit 30 die niedrige Priorität für die Übertragungsaufgabe 26, die den Übertragungsprozess während des aktuellen TS durchführt. In Schritt S64 gibt die Prioritätsschalteinheit 30 dem Übertragungsprozess der während des nächsten TS zu übertragenden Übertragungsdaten hohe Priorität. Insbesondere gibt die Prioritätsschalteinheit 30 die hohe Priorität der Übertragungsaufgabe 26, die den Übertragungsprozess während des nächsten TS durchführt.
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Folglich wird die Übertragungsaufgabe 26, die den Übertragungsprozess während des nächsten TS durchführt, priorisiert, vor der Übertragungsaufgabe 26 verarbeitet zu werden, die den Übertragungsprozess während des aktuellen TS durchführt.
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*** Wirkung der Dritten Ausführungsform ***
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Wie oben beschrieben, gibt die Kommunikationseinrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform der Übertragungsaufgabe 26, die den Übertragungsprozess während des aktuellen TS durchführt, die niedrige Priorität, wenn die verbleibende Zeit in dem aktuellen TS kürzer ist als die Übertragungszeit Δt. Folglich wird der Übertragungsprozess, bei dem der Prozess während des aktuellen TS nicht abgeschlossen ist, weniger häufig ausgeführt, und es ist somit möglich, zu verhindern, dass der Prozess des nächsten TS behindert wird.
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Vierte Ausführungsform.
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Eine vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten bis dritten Ausführungsform dadurch, dass beim Schalten der TSs die niedrige Priorität dem Empfangsprozess der Empfangsdaten gegeben wird, welche die während des TS vor dem Schalten übertragenen Übertragungsdaten sind. In der vierten Ausführungsform werden diese unterschiedlichen Aspekte beschrieben, und die gleichen Aspekte werden weggelassen.
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Außerdem wird hier ein Fall beschrieben, in dem Funktionen zu der dritten Ausführungsform hinzugefügt sind. Es ist jedoch auch möglich, die Funktionen zu der ersten und der zweiten Ausführungsform hinzuzufügen.
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*** Beschreibung des Betriebs ***
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Als eine Voraussetzung für den nachfolgend beschriebenen Betrieb wird der Empfangsaufgabe 27 eine Priorität zugewiesen, und der Prozess wird durch Priorisierung der Empfangsaufgabe 27, aufweisend die höhere Priorität, durchgeführt.
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Der Betrieb der Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 gemäß der vierten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf 13 beschrieben.
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Die Prozesse von Schritt S71 bis Schritt S76 sind die gleichen wie die Prozesse von Schritt S51 bis Schritt S56 in 11. Des Weiteren ist ein Prozess von Schritt S78 derselbe wie der Prozess von Schritt S57 in 11.
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In Schritt S77 teilt die Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 der Prioritätsschalteinheit 30 mit, dass die TSs geschaltet wurden. Folglich veranlasst die Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 die Prioritätsschalteinheit 30, die Prioritäten des Übertragungsprozesses zu schalten.
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Der Betrieb des Prioritätsschalteinheit 30 gemäß der vierten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf 14 beschrieben.
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Ein Prozess von Schritt S81 ist der gleiche wie der Prozess von Schritt S61 in 12. Zudem sind die Prozesse von Schritt S85 bis Schritt S86 die gleichen wie die Prozesse von Schritt S63 bis Schritt S64 in 12.
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In Schritt S82 bestimmt die Prioritätsschalteinheit 30, ob die Benachrichtigung von der Zeitschlitzverwaltungseinheit 21 eine Benachrichtigung ist, dass die TSs geschaltet wurden, oder eine Benachrichtigung ist, dass die verbleibende Zeit kürzer ist als die Übertragungszeit Δt. Falls die Benachrichtigung die Benachrichtigung ist, dass die TSs geschaltet wurden, fährt die Prioritätsschalteinheit 30 mit dem Prozess bis zu Schritt S83 fort. Wenn andererseits die Benachrichtigung die Benachrichtigung ist, dass die verbleibende Zeit kürzer ist als die Übertragungszeit Δt, fährt die Prioritätsschalteinheit 30 mit dem Prozess bis zu Schritt S85 fort.
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In Schritt S83 gibt die Prioritätsschalteinheit 30 dem Empfangsprozess der Empfangsdaten, die während des TS vor dem Schalten übertragen werden, die niedrige Priorität. Insbesondere gibt die Prioritätsschalteinheit 30 der Empfangsaufgabe 27, die den Empfangsprozess während des TS durchführt, vor dem Schalten die niedrige Priorität. In Schritt S84 gibt die Prioritätsschalteinheit 30 dem Empfangsprozess der Empfangsdaten, welche die während des TS nach dem Schalten übertragenen Übertragungsdaten sind, die hohe Priorität. Insbesondere gibt die Prioritätsschalteinheit 30 der Empfangsaufgabe 27, die den Empfangsprozess während des TS vor dem Schalten durchführt, die niedrige Priorität.
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Folglich wird die Empfangsaufgabe 27, die den Empfangsprozess während des aktuellen TS durchführt, priorisiert, vor der Empfangsaufgabe 27 verarbeitet zu werden, die den Empfangsprozess während des TS vor dem Schalten durchführt.
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*** Wirkung der vierten Ausführungsform ***
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Wie oben beschrieben, wenn die TSs geschaltet werden, gibt die Kommunikationseinrichtung 10 gemäß der vierten Ausführungsform dem Empfangsprozess der Empfangsdaten, welche die während des TS vor dem Schalten übertragenen Übertragungsdaten sind, die niedrige Priorität. Folglich wird der Empfangsprozess, bei dem der Prozess in einem vorherigen TS nicht abgeschlossen wurde, nicht ausgeführt, und somit ist es möglich, zu verhindern, dass der Prozess des aktuellen TS behindert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kommunikationseinrichtung,
- 11
- Prozessor,
- 12
- Arbeitsspeicher,
- 13
- Netzwerkschnittstelle,
- 21
- Zeitschlitzverwaltungseinheit,
- 22
- Datenübertragungseinheit,
- 23
- Datenempfangseinheit,
- 24
- Übertragungsdatenspeichereinheit,
- 25
- Empfangsdatenspeichereinheit,
- 26
- Übertragungsaufgabe,
- 27
- Empfangsaufgabe,
- 28
- Übertragungswarteschlange,
- 29
- Empfangswarteschlange,
- 30
- Prioritätsschalteinheit,
- 100
- Kommunikationssystem,
- 200
- Netzwerk.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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