DE60125611T2

DE60125611T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Kommunikation zwischen einem ersten und einem zweiten Netz

Info

Publication number: DE60125611T2
Application number: DE60125611T
Authority: DE
Inventors: Laurent Frouin; Yacine Smail El Kolli; Jean-Paul Accarie; Falk Tannhauser
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-02-08
Filing date: 2001-02-08
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2021-02-09
Also published as: US20010040896A1; US7123614B2; FR2804812A1; DE60125611D1; EP1124357A1; EP1124357B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kommunikationsnetzwerk, das zumindest zwei untereinander verbundene Kommunikationsbusse umfasst, von denen jeder Daten isochroner und asynchroner Arten transportiert.
Es sind Kommunikationsnetzwerke bekannt, die aus mehreren seriellen Kommunikationsbussen gemäß dem Standard IEEE 1394 gebildet sind.
Dieser Standard bezieht sich auf serielle Hochleistungs-Kommunikationsbusse, die zum Beispiel Daten mit Geschwindigkeiten übertragen, die zwischen 100 und 200 Mbps oder sogar in der Größenordnung von 40.0 Mbps liegen.
Diese Busse sind in einem Netzwerk organisiert; das heißt, dass sie durch Zusammenschaltungs- bzw. Verbindungsausrüstungen verknüpft sind, die "Bridges" bzw. Brücken genannt werden.
Die Bridges bzw. Brücken, die serielle Kommunikationsbusse verknüpft, sind insbesondere der Gegenstand des Standards P1394.1, der sich in Entwicklung befindet.
Dieser Standard definiert eine Ausrüstung, die zwei Schnittstellen bereitstellt, nämlich eine Schnittstelle zwischen der Ausrüstung selbst und einem seriellen 1394-Kommunikationsbus und eine Schnittstelle zwischen dieser Ausrüstung und einem anderen seriellen 1394-Kommunikationsbus.
Der Standard P1394.1 trifft besonders Vorkehrungen, um die asynchronen und isochronen Dienste, die bereits für einen lokalen seriellen Hochleistungs-Kommunikationsbus definiert sind, mit Hilfe von einer oder mehreren Bridges bzw. Brücken auf einen oder mehrere weitere serielle Hochleistungs-Kommunikationsbusse zu erweitern.
Jeder serielle Kommunikationsbus eines derartigen Netzwerks verknüpft verschiedene Teile von Datenverarbeitungsvorrichtungen oder Peripheriegeräten untereinander, wie etwa zum Beispiel Drucker, Server, Computer, Scanner, Set-Top-Boxen bzw. Digitalempfänger, Fernsehgeräte, Videorekorder, Lautsprecherboxen, digitale Kameras, digitale Fotoapparate, Camcorder, usw.
Die Vernetzung von seriellen Kommunikationsbussen mit Hilfe von Bridges bzw. Brücken läuft jedoch Gefahr, ernsthafte Probleme für diejenigen aufzuwerfen, die diese installieren und verwalten möchten, besonders für Einzelpersonen, die im Allgemeinen keine Netzwerkadministratoren sind.
Dies ist deshalb so, weil die Installation, die Verwaltung und die Verwendung von Bridges, obwohl die Technologie in Bezug auf die seriellen Kommunikationsbusse gemäß dem Standard IEEE 1394 für Heimanwendungen sehr vielversprechend erscheint, für eine Einzelperson im Gegensatz dazu ziemlich kompliziert erscheint.
Wenn zum Beispiel ein Benutzer bzw. Anwender zwei serielle Kommunikationsbusse in Form eines Netzwerks untereinander verknüpfen möchte, wobei ein Bus einen Computer mit einem Drucker verbindet und der andere einen Fernseher, einen Videorekorder, einen Camcorder und eine Set-Top-Box untereinander verknüpft, wird er eine Topologie für das Netzwerk wählen müssen.
Die Wahl dieser Topologie beruht auf der Analyse der Anforderungen des Benutzers bzw. Anwenders, der Leistungsfähigkeit der verschiedenen Peripheriegeräte, ihrem Standort in dem Haus, usw.
Der Benutzer bzw. Anwender wird daher eine Netzwerktopologie definieren müssen, indem er mehrere Teile von Datenverarbeitungsvorrichtungen oder Peripheriegeräten zum Beispiel auf Grundlage ihrer Beziehungen im Hinblick auf ausgetauschte Daten zusammengruppiert, und wird er eine Bridge, die die Schnittstelle zwischen den Bussen bereitstellt, an einer Stelle eher als an einer anderen installieren müssen, um so Engpässe zu vermeiden, und um allgemeiner gesagt die Ressourcen des Netzwerks zu optimieren. Dies wird auch durchgeführt werden müssen, während die Anzahl von Bridges und Kabeln beschränkt wird, um die Gesamtkosten des Netzwerks zu sparen bzw. zu schonen.
Außerdem schlägt der Standard 1394.b Lösungen für eine Zusammenschaltung von 1394-Peripheriegeräten basierend auf einer Kunststoff- oder Glas-Lichtleitfaser vor. Diese Lösungen sind aufgrund der Zerbrechlichkeit der Lichtleitfaser sehr schwierig zu implementieren und erfordern daher die Aufmerksamkeit von Spezialisten. Das bedeutet, dass eine derartige Installation daher nicht zu jedem beliebigen Zeitpunkt durch den Benutzer bzw. Anwender auf einfache Weise rekonfiguriert werden kann. Außerdem bedeutet die Verwendung von einer Lichtleitfaser, dass die Entfernung zwischen den Ausrüstungselementen verringert wird.
Aus der Druckschrift US 5 940 387 sind weiterhin Kommunikationsnetzwerke bekannt, die für Anwendungen der breiten Masse bestimmt sind. Diese Art von Netzwerk ermöglicht es einerseits, Anwendung verschiedener Wesensarten auszurichten bzw. zu hosten, die von externen Netzwerken kommen, wie etwa zum Beispiel einem Koppelnetz oder andernfalls drahtlosen Satelliten-Kommunikationsnetzwerken zum Transportieren von Anwendungen in Bezug auf Fernsehen, und außerdem die Ausrüstungsteile zu verbinden. In einem solchen Netzwerk ist die Verbindung zu dem Außennetzwerk durch einen Adapter bereitgestellt. Die Originalität eines solchen Netzwerks beruht auf der Tatsache, dass jedes Empfangsendgerät, zum Beispiel ein Fernseher, Anwendungen von Außen empfangen kann, ohne direkt an einen Netzwerkadapter angeschlossen zu sein. Jedes Endgerät ist einerseits über Verbindungsstrecken vom Ethernet-Typ mit einem Netzwerkadapter und andererseits mit einer elektronischen Einrichtung verbunden, bekannt durch den Ausdruck "Set-Top-Box", die die Aufgabe hat, das einschlägige Signal an die Empfangseinrichtung weiterzuleiten. Bei dieser Art von Netzwerk, das auf einem durch den Netzwerkadapter dargestellten Gateway bzw. Übergang basiert, wird das Engpassproblem aufgeworfen, wenn mehrere Endgeräte auf das Außennetzwerk zugreifen müssen. Der Aufbau des Netzwerks ermöglicht keine unbegrenzte Erhöhung der Bandbreite, sondern die Bandbreite erweist sich im Gegenteil als immer weiter eingeschränkt, wenn die Anzahl von Endgeräten steigt. Es scheint bei einem derartigen Netzwerk daher schwierig zu sein, eine ausreichende Qualität eines Dienstes zum Transportieren von isochronem Verkehr auf diesem zu gewährleisten.
Die EP 0 835 037 offenbart ein Kommunikationssystem mit einem Videoserver, der über mehrere aufeinander folgende Netzwerke des ATM-Typs und einen IEEE 1394-Bus mit einem Videoendgerät verbunden ist.
Dieses System umfasst eine Netzwerkschnittstelleneinheit zwischen einem ATM-Netzwerk und einem 1394-Bus, sowie ein 1394-Gateway zwischen zwei 1394-Bussen.
Gemäß dieser Druckschrift wird zum Übertragen von Daten in dem System bis zu dem Videoendgerät Bandbreite reserviert.
Insbesondere werden zum Übertragen von Daten auf einem 1394-Bus, der mit der Netzwerkschnittstelleneinheit verbunden ist, Bandbreite und eine Kanalanzahl reserviert.
Folglich wäre es nützlich in der Lage zu sein, isochrone und asynchrone Daten von einem Kommunikationsbus zu einem anderen Kommunikationsbus weiterzuleiten, während versucht wird, zumindest eines der vorstehend genannten Probleme zu beseitigen.
Der Anmelder hat deshalb vorgesehen, dass zwei Kommunikationsbusse über ein paketvermitteltes Netzwerk untereinander verknüpft werden, das in der Lage ist, Daten isochroner und asynchroner Arten, die von dem ersten Bus transportiert werden, von dem ersten Bus an den zweiten Bus weiterzuleiten.
Durch Einrichtung eines Datenpaket-Vermittlungsnetzwerks, das die Schnittstelle zwischen zwei Kommunikationsbussen bereitstellt, die isochrone und asynchrone Daten transportieren, ist die Topologie für das Kommunikationsnetzwerk folglich festgelegt, während die Nachteile für den Benutzer bzw. Anwender vermieden werden, die die Wahl der Topologie und somit die Analyse seiner Anforderungen, die Leistungsfähigkeit bzw. Performanz der verschiedenen Elemente von Datenverarbeitungsvorrichtungen oder Peripheriegeräten, ihrem Standort in dem Haus, usw. betreffen.
Außerdem ist ein Vermittlungs- bzw. Wähl- bzw. Koppelnetzwerk relativ einfach zu verwalten, was für einen Benutzer bzw. Anwender, der im Allgemeinen kein Netzwerkadministrator ist, einen Vorteil bietet.
Außerdem ist es bei einem Vermittlungs- bzw. Wähl- bzw. Koppelnetzwerk mit den weniger kritischen Ausbreitungszeiten als auf einem Bus möglich, die Länge der Kabel unabhängig von den Ausbreitungszeiten zu erhöhen. Dies ermöglicht es auf vorteilhafte Weise, die Kommunikationsbusse entfernt voneinander einzurichten, und demzufolge kann der Benutzer bzw. Anwender auf einfachere Weise als bisher Peripheriegeräte, die mit unterschiedlichen Bussen verbunden sind, in separaten Räumen des Gebäudes anordnen.
Gemäß einer Eigenschaft ist das Vermittlungs- bzw. Wähl- bzw. Koppelnetzwerk fähig, Ressourcen zu reservieren, die für die Arten von zu sendenden Datenpaketen geeignet sind.
Umfasst das Kommunikationsnetzwerk mehrere Kommunikationsbusse, sieht die Erfindung allgemeiner gesagt auf vorteilhafte Weise vor, dass all diese Busse mit Hilfe eines einzigen Vermittlungs- bzw. Wähl- bzw. Koppelnetzwerk gebündelt werden.
Um eine Übertragung von isochronen und asynchronen Daten von einem ersten Kommunikationsbus zu einem zweiten Kommunikationsbus mit Hilfe eines Vermittlungs- bzw. Wähl- bzw. Koppelnetzwerks bereitzustellen, ist es notwendig, einerseits eine Übertragung von dem ersten Bus zu dem Koppelnetz und andererseits von dem Koppelnetz zu dem zweiten Bus bereitzustellen.
Mit allgemeinen Worten sieht die Erfindung daher, um eine derartige Übertragung bereitzustellen, ein Verfahren zur Datenpaketübertragung von einem ersten Netzwerk zu einem zweiten Netzwerk vor, wobei eines der Netzwerke ein Kommunikationsbus ist, der Datenpakete in isochroner und asynchroner Art transportiert, dadurch gekennzeichnet, dass, wobei das andere Netzwerk ein paketvermitteltes Netzwerk ist, das Verfahren einen Schritt zum Reservieren von Ressourcen umfasst, die an die Arten von Datenpaketen angepasst sind, die für das zweite Netzwerk bestimmt sind, der in einer mit dem Kommunikationsbus verbundenen und einen Teil des paketvermittelten Netzwerks bildenden Kommunikationseinrichtung durchgeführt wird.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft findet die Reservierung von Ressourcen in einem so genannten verbundenen Modus im Fall der isochronen Datenpakete zumindest auf dem zweiten Netzwerk statt.
Infolgedessen werden die Pakete bei dem zweiten Netzwerk, das keinen Engpass für die Pakete darstellt, nicht geblockt.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Reservierung von Ressourcen auch Ressourcen intern in der Kommunikationseinrichtung.
Infolgedessen besitzt die Einrichtung, wenn ein Paket gesendet werden muss, die zu dessen Handhabung notwendigen Ressourcen, und wird ein Paket daher zum Beispiel nicht durch andere Pakete überschrieben.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft wird im Fall der isochronen Datenpakete die Reservierung von Ressourcen intern in der Kommunikationseinrichtung auf Grundlage der bei dem zweiten Netzwerk reservierten Ressourcen durchgeführt.
Dies trägt zu einer besseren Verwaltung der Ressourcen und zu einer gemeinsamen Benutzung dieser zwischen dem Netzwerk und der Einrichtung bei.
Gemäß einer speziellen Eigenschaft weisen die internen Ressourcen, die an die isochronen Pakete angepasst sind, zumindest einen Speicherbereich einer Doppel-Port-Speicher-Speichereinheit auf.
Dieser Speicherbereich ermöglicht es, eine Flusssteuerung zwischen den zwei Netzwerken anzuwenden.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft umfasst das durch die Erfindung vorgeschlagene Verfahren einen Schritt zum Speichern von isochronen Datenpaketen in den reservierten internen Ressourcen.
Aufgrund dieser Eigenschaft ist eine Flusssteuerung einfacher.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft umfasst das durch die Erfindung vorgeschlagene Verfahren einen Schritt zum Übermitteln von isochronen Datenpaketen zwischen den reservierten internen Ressourcen und einer Einrichtung zur Kopplung bzw. Schnittstellenbildung mit einem der Netzwerke.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft wird die Reservierung von Ressourcen für die isochronen Datenpakete vor einem Empfangsschritt der Pakete in der Kommunikationseinrichtung durchgeführt.
Infolgedessen gehen die Datenpakete in der Kommunikationseinrichtung nicht verloren oder werden sie dort nicht überschrieben.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft, die für die asynchronen Datenpakete spezifisch ist, bezieht sich die Reservierung von Ressourcen nur auf die Ressourcen intern in der Kommunikationseinrichtung.
Gemäß einer bestimmten Eigenschaft weisen die internen Ressourcen, die an die asynchronen Pakete angepasst sind, zumindest einen Speicherbereich einer Speichereinrichtung (RAM) auf, die mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) intern in der Kommunikationseinrichtung in Zusammenhang steht.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft umfasst das durch die Erfindung vorgeschlagene Verfahren einen Schritt zum Speichern von asynchronen Datenpaketen in der Speichereinrichtung (RAM).
Dies ist deshalb so, weil die asynchronen Pakete auf eine unstetigere Art und Weise auf dem Netzwerk übermittelt werden können, da sie keine Anforderungen im Hinblick auf Übermittlungszeit aufweisen. Im Gegensatz dazu muss die Empfangseinrichtung in der Lage sein, sie zu empfangen, wenn sie an ihrem Ziel ankommen, und muss die Sendeeinrichtung in der Lage sein, sie zu speichern, bevor sie gesendet werden, wenn das Netzwerk gesättigt ist.
Gemäß einer noch weiteren Eigenschaft umfasst das durch die Erfindung vorgeschlagene Verfahren einen Schritt zum Zwischenspeichern der asynchronen Datenpakete in einer Doppel-Port-Speicher-Speichereinheit.
Folglich kann die Einrichtung mit einem Empfang von Daten selbst dann beginnen, wenn die Verarbeitungseinheit der Einrichtung diese nicht unverzüglich verarbeiten kann. Die Daten werden in dem Doppel-Port-Speicher gespeichert, bevor sie in dem mit der Verarbeitungseinrichtung in Zusammenhang stehenden Speicher gespeichert werden.
Gemäß einer speziellen Eigenschaft umfasst das durch die Erfindung vorgeschlagene Verfahren einen Schritt zum Übermitteln von asynchronen Paketen zwischen der Doppel-Port-Speicher-Speichereinheit und der Speichereinrichtung (RAM), wenn das zweite Netzwerk ein Kommunikationsbus ist.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft umfasst das Verfahren einen Paketvermittlungsschritt, der in einer Kommunikationseinrichtung durchgeführt wird, die mit dem Kommunikationsbus verbunden ist und einen Teil des paketvermittelten Netzwerks bildet.
Dies bietet alle Vorteile einer Paketvermittlung, nämlich die Möglichkeit zum gleichzeitigen Transportieren von mehreren Paketen über unterschiedliche Verbindungsstrecken des Netzwerks, und somit einen hohen Datendurchsatz.
Gemäß einer speziellen Eigenschaft besteht der Paketvermittlungsschritt in einem Empfangen eines Pakets, das von dem ersten Netzwerk kommt, das heißt entweder von dem paketvermittelten Netzwerk oder von dem Kommunikationsbus, einem Analysieren des Kopffelds des Pakets, um dessen Ziel festzustellen, und einem Weiterleiten des Pakets in Richtung des Ziels.
Gemäß einer speziellen Eigenschaft umfasst das durch die Erfindung vorgeschlagene Verfahren einen Schritt zum Übermitteln zwischen der Speichereinrichtung (RAM) und der Doppel-Port-Speicher-Speichereinheit, wenn das zweite Netzwerk das paketvermittelte Netzwerk ist.
Gemäß einer speziellen Eigenschaft wird die Reservierung der internen Ressourcen, die an die asynchronen Pakete angepasst sind, nach einem Empfangsschritt eines asynchronen Pakets durchgeführt.
Somit werden in dem Knoten keine Ressourcen unnötigerweise mobilisiert.
Gemäß einer speziellen Eigenschaft wird die Reservierung von internen Ressourcen Paket für Paket durchgeführt.
Somit ist die Menge von Ressourcen, die zur Verfügung stehen müssen, nicht sehr hoch.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft werden die Ressourcen intern in der Kommunikationseinrichtung freigegeben, wenn das Paket bei dem zweiten Netzwerk weitergeleitet wurde.
Gemäß einer Eigenschaft bezieht sich die Reservierung von Ressourcen für die isochronen Pakete, wenn das zweite Netzwerk das paketvermittelte Netzwerk ist, auf die Einrichtung bzw. Herstellung einer Verbindung auf diesem Netzwerk.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft werden die in einem verbundenen Modus auf dem zweiten Netzwerk reservierten Ressourcen freigegeben, wenn die Verbindung beendet wird.
Folglich werden weder die Ressourcen intern in der Einrichtung noch die Ressourcen des Vermittlungs- bzw. Wähl- bzw. Koppelnetzwerk unbegrenzt blockiert.
Gemäß einer Eigenschaft ist der Kommunikationsbus ein serieller Bus, der eine Zyklus- bzw. Taktzeit als eine Zeitperiode definiert, die einem Intervall entspricht, in dem die isochronen Datenpakete auf dem seriellen Bus übertragen werden, und wird der Schritt zum Reservieren von Ressourcen in einer Vielzahl von Modi bzw. Betriebsarten durchgeführt, wobei die Vielzahl von Modi einen ersten Modus, bei dem eine Datenspeicherkapazität in der Kommunikationseinrichtung zur Speicherung der isochronen Datenpakete reserviert wird, bevor die isochronen Datenpakete über die Kommunikationseinrichtung übertragen werden, und einen zweiten Modus umfasst, bei dem eine Datenspeicherkapazität in der Kommunikationseinrichtung zur Speicherung des asynchronen Datenpakets reserviert wird, nachdem die Kommunikationseinrichtung das asynchrone Datenpaket empfangen hat.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft ist die in dem ersten Modus reservierte Datenspeicherkapazität für eine Aufeinanderfolge von isochronen Datenpaketen vorbereitet, die in einer Vielzahl der Zykluszeiten übermittelt werden, und ist die in dem zweiten Modus reservierte Datenspeicherkapazität für jedes asynchrone Datenpaket vorbereitet.
Gemäß einer speziellen Eigenschaft ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass es, wenn das erste Netzwerk der Kommunikationsbus ist, aufweist:

– einen Schritt, in einer als Quelle bekannten Kommunikationseinrichtung, die mit dem Kommunikationsbus verbunden ist und einen Teil des paketvermittelten Netzwerks bildet, zum Bestimmen eines Pfads für jedes Informationselement, das sie übertragen muss, dem das Informationselement auf dem vermittelten Netzwerk zu folgen hat,
– einen Informationsschritt, in dessen Verlauf die Quellen-Kommunikationseinrichtung Informationen, die für die zum Durchführen einer Übertragung in verbundenem Modus notwendige Bandbreite repräsentativ sind, in Bestimmung für alle anderen Kommunikationseinrichtungen des Netzwerks rundsendet, und
– einen Schritt zum Zuweisen von Bandbreite, in dessen Verlauf einerseits die Bandbreite, die für sie notwendig ist, den Übertragungen in verbundenem Modus zugewiesen wird und andererseits die gesamte oder ein Teil der verfügbaren Bandbreite an jede Übertragung zugewiesen wird, die in nicht verbundenem Modus durchzuführen ist.

Folglich werden alle Kommunikationseinrichtungen des Netzwerks unverzüglich über jede Verbindung und über die Ressourcen des Netzwerks informiert, die ihnen zugewiesen sind.
Bevor ein Paket in nicht verbundenem Modus übertragen wird, kann jede der Kommunikationseinrichtungen, die das voraussichtlich tun, verifizieren, dass alle Verbindungsstrecken oder Segmente des Pfads, dem dieses Paket folgen wird, zur Übertragung dieses Pakets zur Verfügung stehen. Auf diese Weise können Drossel- bzw. Verstopfungspunkte vermieden werden.
Die Regulierung der Last, die zu dem Verkehr in nicht verbundenem Modus gehört, kann somit als eine Funktion der Schwankungen des Verkehrs in verbundenem (Echtzeit-) Modus durchgeführt werden, was es ermöglicht, fortlaufend die Verwendung des Netzwerks zu optimieren und Drossel bzw. Verstopfungspunkte zu verhindern.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft ist das Paketübertragungsverfahren dadurch gekennzeichnet, dass es zur Herstellung einer Verbindung umfasst:

– einen Schritt zum Übertragen von Informationen, die für die für die Verbindung notwendige Bandbreite repräsentativ sind, der durch die Quellen-Kommunikationseinrichtung durchgeführt wird, die dazu bestimmt ist, Informationen auf dem Pfad zu übertragen, für jede auf dem Pfad angeordnete Kommunikationseinrichtung, die "Zwischen"-Einrichtung genannt wird.

Aufgrund dieser Vorkehrungen wird vor Herstellung einer Verbindung verifiziert, dass das Netzwerk die potenzielle Last unterstützen kann, die mit der herzustellenden Verbindung in Zusammenhang steht. Außerdem wird diese Verifikation von jeder Kommunikationseinrichtung durchgeführt, die auf dem Pfad angeordnet ist, der mit dieser Verbindung in Zusammenhang steht.
Diese Berücksichtigung der geschätzten Last läuft auf eine Erstellung einer Schätzung der Blockierung auf dem Netzwerk heraus.
Gemäß einer weiteren speziellen Eigenschaft ist das Paketübertragungsverfahren dadurch gekennzeichnet, dass es für jede Informationsübertragung einen von der Quellen-Kommunikationseinrichtung durchgeführten Schritt einer Flusssteuerung für den Pfad umfasst, dem von der Information gefolgt wird.
Aufgrund dieser Vorkehrungen implementiert das Verfahren gemäß der Erfindung eine Flusssteuerung auf der Ebene der Verbindungsstrecken für verbundenen Verkehr ebenso wie für nicht verbundenen Verkehr auf einem Paketvermittlungsnetzwerk. Diese Vorkehrungen laufen auf eine Implementierung einer Erfassung der Blockierung des Netzwerks hinaus.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft ist das Paketübertragungsverfahren dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schritt einer Informationsübertragung unter Berücksichtigung mehrerer Prioritätsniveaus umfasst.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft ist das Paketübertragungsverfahren dadurch gekennzeichnet, dass einer Übertragung in dem nicht verbundenen Modus zumindest ein Prioritätsniveau zugewiesen wird.
Aufgrund dieser Vorkehrungen wird der gesamte Verkehr in dem nicht verbundenen Modus mit dem gleichen Prioritätsniveau übertragen, was einen gleichberechtigten bzw. fairen Zugang bzw. Zugriff für alle Kommunikationseinrichtungen des Netzwerks gewährleistet.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft ist das Paketübertragungsverfahren gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Bandbreite, die mit dem dem nicht verbundenen Modus entsprechenden Prioritätsniveau in Zusammenhang steht, im Verlauf des Bandbreitenzuweisungsschritts als eine Funktion einer Dauer variiert, die zu keine Übertragung geführt hat.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht es somit, die Bandbreite zu erhöhen, die Übertragungen in dem nicht verbundenen Modus zugewiesen wird, wenn die Dauer größer wird, die zu keine Übertragung geführt hat, was ein Zeichen für das Nichtvorhandensein einer Blockierung auf dem Netzwerk ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Übertragen von Daten isochroner und asynchroner Arten zwischen zwei untereinander verbundenen Kommunikationsbussen, dadurch gekennzeichnet, dass die Busse durch ein paketvermitteltes Netzwerk untereinander verbunden sind, wobei das Verfahren einen Schritt zum Reservieren von Ressourcen bei dem paketvermittelten Netzwerk aufweist, die an die Arten von Paketen angepasst sind, die von einem ersten Bus stammen und für den zweiten Bus bestimmt sind.
Gemäß einer Eigenschaft umfasst das Verfahren einen Schritt zum Reservieren von Ressourcen auf dem zweiten Bus, die an die Arten von Paketen angepasst sind, die von dem ersten Bus stammen und für den zweiten Bus bestimmt sind.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft wird der Schritt zum Reservieren von Ressourcen, die an die isochronen Pakete angepasst sind, auf dem paketvermittelten Netzwerk insbesondere durchgeführt:

– in einer Kommunikationseinrichtung, die als Quellen-Einrichtung bekannt ist, mit dem ersten Bus verbunden ist und einen Teil des paketvermittelten Netzwerks bildet,
– in einer Kommunikationseinrichtung, die als Ziel-Kommunikationseinrichtung bekannt ist, mit dem zweiten Bus verbunden ist und einen Teil des paketvermittelten Netzwerks bildet,
– in dem paketvermittelten Netzwerk zwischen der Quellen- und der Ziel-Einrichtung.

Gemäß einer speziellen Eigenschaft umfasst das Verfahren:

– einen Schritt, in einer als Quellen-Einrichtung bekannten Kommunikationseinrichtung, die mit dem ersten Kommunikationsbus verbunden ist und einen Teil des paketvermittelten Netzwerks bildet, zum Bestimmen eines Pfads jedes Informationselement, das sie übertragen muss, dem die Informationen auf dem Vermittlungsnetzwerk bzw. Koppelnetz zu folgen haben,
– einen Informationsschritt für die Quellen-Kommunikationseinrichtung, die in verbundenem Modus übertragen muss, im Verlauf dessen die Kommunikationseinrichtung Informationen, die die Bandbreite repräsentieren, die für die Übertragung in verbundenem Modus notwendig ist, an alle der anderen Kommunikationseinrichtungen des Netzwerks rundsendet, und
– einen Schritt zum Zuweisen von Bandbreite, im Verlauf dessen einerseits die Bandbreite, die sie benötigen, an die Übertragungen in verbundenem Modus zugewiesen wird und andererseits die gesamte oder ein Teil der verfügbaren Bandbreite an jede Übertragung zugewiesen wird, die in dem nicht verbundenen Modus durchzuführen ist.

Gemäß einer weiteren Eigenschaft umfasst das Verfahren zur Herstellung einer Verbindung:

– einen Schritt zum Übertragen von Informationen, die die für die Verbindung notwendige Bandbreite repräsentieren, der durch die Quellen-Kommunikationseinrichtung durchgeführt wird, die zum Übertragen der Informationen auf dem Pfad bestimmt ist, für jede auf dem Pfad angeordnete Kommunikationseinrichtung, die "Zwischen"-Einrichtung genannt wird, und
– einen Schritt zum Bestimmen der Verfügbarkeit der zu der nächsten Kommunikationseinrichtung auf dem Pfad führenden Verbindungsstrecke und, im Fall einer Nichtverfügbarkeit, einen Schritt zum Übertragen von Informationen, die die Nichtverfügbarkeit des Pfads repräsentieren, an die Quellen-Kommunikationseinrichtung, der durch jede Zwischen-Kommunikationseinrichtung auf dem Pfad durchgeführt wird.

Gemäß noch weiterer Eigenschaften:

– umfasst das Verfahren für jede Informationsübertragung einen Schritt einer Flusssteuerung, der durch jede der Zwischen-Kommunikationseinrichtungen auf dem Pfad durchgeführt wird, dem die Informationen folgen,
– variiert im Verlauf des Bandbreitenzuweisungsschritts die Bandbreite, die mit dem dem nicht verbundenen Modus entsprechenden Prioritätsniveau in Zusammenhang steht, als eine Funktion einer Dauer, die zu keine Übertragung geführt hat.

Gemäß einer Eigenschaft sind die beiden Kommunikationsbusse von der gleichen Art von seriellen Bussen, von denen jeder eine Zyklus- bzw. Taktzeit als eine Zeitperiode definiert, die einem Intervall entspricht, in dem die isochronen Datenpakete auf dem seriellen Bus übertragen werden, und wird der Schritt zum Reservieren von Ressourcen in einer Vielzahl von Modi bzw. Betriebsarten durchgeführt, wobei die Vielzahl von Modi einen ersten Modus, bei dem eine Datenspeicherkapazität in dem paketvermittelten Netzwerk zur Speicherung der isochronen Datenpakete reserviert wird, bevor die isochronen Datenpakete durch das paketvermittelte Netzwerk empfangen werden, und einen zweiten Modus umfasst, bei dem eine Datenspeicherkapazität in dem paketvermittelten Netzwerk zur Speicherung des asynchronen Datenpakets reserviert wird, nachdem das paketvermittelte Netzwerk das asynchrone Datenpaket empfangen hat.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft ist die in dem ersten Modus reservierte Datenspeicherkapazität für eine Aufeinanderfolge der isochronen Datenpakete vorbereitet, die in einer Vielzahl der Zykluszeiten übermittelt werden, und ist die in dem zweiten Modus reservierte Datenspeicherkapazität für jedes asynchrone Datenpaket vorbereitet.
Der neue Kommunikationsbus-Netzwerkaufbau, der vorstehend dargelegt ist, wird auf der Grundlage von neuen zwischengeschalteten Bauelementen erhalten, die Kommunikationseinrichtungen sind, die auch einen Teil der Erfindung bilden, für die Schutz begehrt ist.
Gemäß einem dritten Aspekt bezieht sich die Erfindung daher auf eine Kommunikationseinrichtung, die vorsieht, dass Datenpakete von einem ersten Netzwerk an ein zweites Netzwerk übertragen werden, wobei eines der Netzwerke ein Kommunikationsbus ist, der Datenpakete isochroner und asynchroner Arten transportiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung, die mit dem Bus verbunden ist und einen Teil des paketvermittelten Netzwerks bildet, welches das andere Netzwerk darstellt, eine Einrichtung zum Reservieren von Ressourcen umfasst, die an die Arten von Datenpaketen angepasst sind, die für das zweite Netzwerk bestimmt sind.
Die Kommunikationseinrichtung gemäß der Erfindung ist demnach dazu konfiguriert, die zwei Arten von Daten zu empfangen, die von einem Kommunikationsbus transportiert werden, und sie auf dem Vermittlungsnetzwerk bzw. Koppelnetz auf eine Art und Weise zu übertragen, die an jede Art von Daten angepasst ist, und umgekehrt.
Die Übertragung von isochronen Daten beinhaltet demnach einen vorhergehenden Eingriff anhand einer Reservierung von Ressourcen in dem zweiten Netzwerk (Koppelnetz oder Bus), wohingegen die Übertragung von asynchronen Daten nicht erfordert, dass Ressourcen in dem zweiten Netzwerk reserviert werden.
Solche Ressourcen umfassen insbesondere die für die Übertragung notwendige Bandbreite ebenso wie die verwendete Anzahl von virtuellen Kanälen und im Allgemeinen die Einrichtung einer Verbindung, wenn das zweite Netzwerk das Koppelnetz ist.
Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist fähig, isochrone und asynchrone Daten, die entweder von der Einrichtung selbst oder von anderen Kommunikationseinrichtungen des Koppelnetzes stammen, auf dem Koppelnetz zu übertragen.
Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist dazu fähig, isochrone und asynchrone Daten, die von der Einrichtung selbst stammen, auf dem Bus zu übertragen.
Gemäß einer Eigenschaft ist der Kommunikationsbus ein serieller Bus, der eine Zyklus- bzw. Taktzeit als eine Zeitperiode definiert, die einem Intervall entspricht, in dem die isochronen Datenpakete auf dem seriellen Bus übertragen werden, und weist die Einrichtung zum Reservieren von Ressourcen eine Vielzahl von Modi bzw. Betriebsarten auf, wobei die Vielzahl von Modi einen ersten Modus, bei dem eine Datenspeicherkapazität in der Kommunikationseinrichtung zur Speicherung der isochronen Datenpakete reserviert wird, bevor die isochronen Datenpakete von der Kommunikationseinrichtung empfangen werden, und einen zweiten Modus umfasst, bei dem eine Datenspeicherkapazität in der Kommunikationseinrichtung zur Speicherung des asynchronen Datenpakets reserviert wird, nachdem das paketvermittelte Netzwerk das asynchrone Datenpaket empfangen hat.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft ist die in dem ersten Modus reservierte Datenspeicherkapazität für eine Aufeinanderfolge der isochronen Datenpakete vorbereitet, die in einer Vielzahl der Zykluszeiten übermittelt werden, und ist die in dem zweiten Modus reservierte Datenspeicherkapazität für jedes asynchrone Paket vorbereitet.
Gemäß einem vierten Aspekt sieht die Erfindung eine Datenverarbeitungseinrichtung vor, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Implementierung eines Verfahrens, wie gemäß der Erfindung beschrieben, geeignet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt sieht die Erfindung eine Datenverarbeitungseinrichtung vor, die mit einer Kommunikationseinrichtung, wie etwa der vorstehend kurz beschriebenen, in Zusammenhang steht.
Die Vorrichtung kann Bilddaten verarbeiten, die über die Kommunikationseinrichtung zu übertragen sind, und/oder Bilddaten verarbeiten, die von dieser Einrichtung empfangen werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt sieht die Erfindung auch ein Kommunikationsnetzwerk vor, das Einrichtungen umfasst, die zur Implementierung eines Verfahrens gemäß der Erfindung geeignet sind.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Kommunikationsnetzwerk, das zumindest zwei untereinander verbundene Kommunikationsbusse umfasst, von denen jeder Daten isochroner und asynchroner Arten transportiert, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerk ein paketvermitteltes Netzwerk umfasst, das zumindest eine Einrichtung umfasst, die wie die vorstehend kurz dargelegte ist und die mit einem der Busse verbunden ist, die ein Netzwerk bilden.
Gemäß einer Eigenschaft umfasst das paketvermittelte Netzwerk zumindest eine Kommunikationseinrichtung, die wie die vorstehend kurz dargelegte ist und die mit dem anderen Bus verbunden ist, der ebenfalls ein Netzwerk bildet.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft umfasst das Kommunikationsnetzwerk zumindest eine Datenverarbeitungseinrichtung gemäß der vorangehenden kurzen Erläuterung, und die mit einem der Busse verbunden ist, die ein Netzwerk bilden.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft sind die Kommunikationsbusse von der gleichen Art von seriellen Bussen, von denen jeder eine Zyklus- bzw. Taktzeit als eine Zeitperiode definiert, die einem Intervall entspricht, in dem die asynchronen Datenpakete übertragen werden.
Gemäß einer noch weiteren Eigenschaft umfasst das paketvermittelte Netzwerk eine Einrichtung zum Reservieren von Speicherbereichen in diesem, wobei die Reservierungseinrichtung eine Vielzahl von Modi bzw. Betriebsarten aufweist, die einen ersten Modus, bei dem eine Datenspeicherkapazität zur Speicherung der isochronen Datenpakete reserviert wird, bevor die isochronen Datenpakete durch das paketvermittelte Netzwerk empfangen werden, und einen zweiten Modus umfasst, bei dem eine Datenspeicherkapazität zur Speicherung des asynchronen Datenpakets reserviert wird, nachdem das paketvermittelte Netzwerk das asynchrone Datenpaket empfangen hat.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft ist die in dem ersten Modus reservierte Datenspeicherkapazität für eine Aufeinanderfolge der isochronen Datenpakete vorbereitet, die in einer Vielzahl der Zykluszeiten übermittelt werden, und ist die in dem zweiten Modus reservierte Datenspeicherkapazität für jedes asynchrone Paket vorbereitet.
Die Erfindung sieht darüber hinaus eine, möglicherweise vollständig oder teilweise entfern- bzw. austauschbare, Informationsspeichereinrichtung vor, die durch einen Computer oder eine Verarbeitungseinrichtung bzw. einen Prozessor gelesen werden kann und Anweisungen des Computerprogramms enthält, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Implementierung des Verfahrens, wie vorstehend kurz dargelegt, ermöglicht.
Die Erfindung sieht ferner eine Informationsspeichereinrichtung vor, die durch einen Computer oder eine Verarbeitungseinrichtung bzw. einen Prozessor gelesen werden kann und Daten enthält, die von der Implementierung der Verfahren, wie vorstehend kurz dargelegt, stammen.
Die Erfindung sieht außerdem ein in eine programmierbare Einrichtung ladbares Computerprogramm vor, das Sequenzen von Anweisungen zur Implementierung der Schritte des Verfahrens gemäß der Erfindung im Einklang mit dem Vorstehenden umfasst, wenn das Programm auf der programmierbaren Einrichtung ausgeführt wird.
Da die sich auf die Kommunikationseinrichtung, auf die Datenverarbeitungseinrichtung, auf das die Einrichtung umfassende Kommunikationsnetzwerk, auf das eine Datenverarbeitungseinrichtung umfassende Kommunikationsnetzwerk ebenso wie auf die Informationsspeichereinrichtung und auf das Computerprogramm beziehenden Vorteile die gleichen sind wie diejenigen, die vorstehend mit Bezug auf das Verfahren dargelegt sind, werden sie hier nicht wiederholt.
Weitere Eigenschaften und Vorteile werden sich im Verlauf der Beschreibung ergeben, die folgen wird, wobei diese lediglich anhand eines nicht einschränkenden Beispiels und unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen angegeben wird, bei denen gilt:
1 stellt ein Kommunikationsnetzwerk gemäß der Erfindung dar, das die Zusammenschaltung von Peripheriegeräten vom audiovisuellem Typ implementiert;
2 stellt ein Kommunikationsnetzwerk gemäß der Erfindung dar, das die Zusammenschaltung von Bürotechnik-Peripheriegeräten implementiert;
3a ist die Darstellung einer Kommunikationseinrichtung gemäß der Erfindung;
3b ist eine schematische Darstellung eines Zykluszeitregisters;
4 ist die Darstellung der Softwarearchitektur, die in der Kommunikationseinrichtung 90 gemäß 3a implementiert ist;
5 beschreibt das Format der im Nachrichtenmodus übermittelten Daten;
6 beschreibt das Format der im Strommodus übermittelten Daten;
7 beschreibt das Format der im Steuermodus übermittelten Daten;
Die nachfolgenden Figuren beziehen sich auf die Übermittelung von Paketen asynchroner Art:
8a beschreibt das Format der Lasttabelle, die in dem RAM-Speicher der Kommunikationseinrichtung 90 gespeichert ist und durch das Netzwerkmodul 122 gemäß 4 verwaltet wird;
8b beschreibt das Format eines asynchronen Pakets vom 1394-Typ, das zum Austauschen von Befehlen zur Verwaltung von Bridges zwischen unterschiedlichen Bridge-Modulen 123 des gemäß 4 dargestellten Typs verwendet wird;
9a beschreibt das Ablaufdiagramm zum Empfangen eines asynchronen Pakets, das von dem seriellen Bus stammt, wobei dieses durch das Bridge-Modul 123 implementiert wird;
9b beschreibt ein Ablaufdiagramm zum Empfangen eines asynchronen Pakets, das von dem Vermittlungsnetzwerk stammt, wobei dieses durch das Bridge-Modul 123 implementiert wird;
9c beschreibt das Ablaufdiagramm zum Empfangen einer von dem Vermittlungsnetzwerk stammenden Übermittlung im nicht verbundenen Modus, wobei dieses durch das Netzwerkmodul 122 gemäß 4 implementiert wird;
9d beschreibt das Ablaufdiagramm zur Übermittlung eines asynchronen Pakets zum Vermittlungsnetzwerk im Nachrichtenmodus, wobei dieses durch das Netzwerkmodul 122 implementiert wird.
Die nachfolgenden Figuren beziehen sich auf die Übermittlung von Paketen isochroner Art:
10 beschreibt das Format eines isochronen Pakets vom 1394-Typ;
11 beschreibt den Mechanismus zum Herstellen einer Verbindung, die für eine isochrone Paketübermittelung im Strommodus über das Vermittlungsnetzwerk verwendet wird;
12 beschreibt das Format der Signalisierungsnachrichten, die zwischen unterschiedlichen Netzwerkmodulen 122 des Vermittlungsnetzwerks zur Herstellung einer Verbindung ausgetauscht werden;
13 bis 16 beschreiben die Ablaufdiagramme, die durch das Netzwerkmodul 122 zur Verwaltung der Verbindungen implementiert werden;
17 bis 19 beschreiben die Mechanismen zur Reservierung von Ressourcen, die mit der Verwaltung der Verbindungen in Zusammenhang stehen;
20 beschreibt die Übermittlung der isochronen Pakete im Strommodus zwischen dem Vermittlungsnetzwerk und einem seriellen Bus vom 1394-Typ.
Die folgenden Figuren beziehen sich allgemein auf die Übermittlung von Paketen in dem Vermittlungsnetzwerk:
21 beschreibt den Aufbau der Daten, die in der Paketzeitplanungseinheit 109 zum Senden von Paketen im Steuer-, Nachrichten- und Strommodus gehalten werden;
22 beschreibt das Ablaufdiagramm, das durch die Paketzeitplanungseinheit 109 zum Senden von Paketen im Steuer-, Nachrichten- und Strommodus implementiert wird;
23 beschreibt das Ablaufdiagramm zum Übermitteln eines Pakets von dem Speicher 106 gemäß 3a an die Vermittlungseinheit 108, wobei dieses durch das Steuermodul 107 implementiert wird;
24 beschreibt das Ablaufdiagramm zur Übermittlung eines Pakets von der Vermittlungseinheit 108 an den Speicher 106, wobei dieses durch das Steuermodul 107 implementiert wird;
25 beschreibt das Ablaufdiagramm zur Übermittlung von Daten im Nachrichtenmodus von dem Speicher 106 an die Speichereinheit 95 zur anschließenden Verarbeitung durch das Netzwerkmodul 122, wobei dieses durch die Paketzeitplanungseinheit 109 implementiert wird;
26 stellt schematisch die Vermittlungseinheit 108 dar.
ÜBERMITTLUNGSMODUS, EINRICHTUNG UND NETZWERK
Wie gemäß 1 schematisch dargestellt und durch das übergreifende Bezugszeichen 10 bezeichnet umfasst ein Kommunikationsnetzwerk gemäß der Erfindung mehrere serielle Kommunikationsbusse gemäß dem Standard IEEE 1394, die mit 12, 14, 16, 18 bezeichnet sind und die alle durch ein mit 20 bezeichnetes paketvermitteltes Netzwerk untereinander verbunden sind, das die Schnittstelle zwischen den verschiedenen Bussen bereitstellt.
Es sollte beachtet werden, dass das Vermittlungsnetzwerk 20 zum Beispiel ein Netzwerk des Typs gemäß dem Standard IEEE 1355 ist.
Dieses Vermittlungsnetzwerk umfasst mehrere mit 22, 24, 26, 28 und 30 bezeichnete Vermittlungsknoten, die als Kommunikationseinrichtungen im Sinne der Erfindung betrachtet werden. Einige von diesen sind durch mit 23, 25, 27 und 29 bezeichnete physikalische Verbindungsstrecken, die bidirektionale Hochgeschwindigkeitsstrecken sind, untereinander verbunden.
Diese physikalischen Verbindungsstrecken sind zum Beispiel Kabel oder können ansonsten zum Beispiel Punkt-zu-Punkt-Funkstrecken sein.
Es sollte beachtet werden, dass die Vermittlungsknoten 22, 26, 28 und 30 auch Kommunikationsknoten sind, die mit den jeweiligen seriellen Kommunikationsbussen 14, 12, 18 und 16 verbunden sind, und sie deshalb jeweils eine Schnittstelle zwischen dem fraglichen seriellen Kommunikationsbus und einem anderen Knoten des Vermittlungsnetzwerks 20 darstellen.
Im Rahmen eines Beispiels sind die Knoten 22, 24, 26, 28 und 30 jeweils mit einer Datenverarbeitungseinrichtung assoziiert, die auch Peripheriegerät genannt wird, oder können sie ansonsten auch selbst eine Datenverarbeitungseinrichtung darstellen.
Daher kann der Vermittlungsknoten 22 zum Beispiel mit einem hochauflösenden Fernsehbildschirm assoziiert sein oder selbst ein solcher sein.
Der Vermittlungsknoten 24 kann zum Beispiel mit einer Set-Top-Box bzw. einem Digitalempfänger assoziiert sein oder selbst ein/en solche/n darstellen.
Der Vermittlungsknoten 26 kann zum Beispiel mit einem Videorekorder assoziiert sein oder selbst einen solchen darstellen.
Der Vermittlungsknoten 28 kann zum Beispiel mit einer DVD-Speichereinheit assoziiert sein oder selbst eine solche darstellen.
Schließlich kann der Vermittlungsknoten 30 zum Beispiel mit einem Fernsehapparat assoziiert sein oder selbst einen solchen darstellen.
Mehrere Kommunikationsknoten, die mit einer Datenverarbeitungseinrichtung oder Peripheriegeräten assoziiert sind oder selbst die Datenverarbeitungseinrichtung darstellen, sind auch mit jedem seriellen Kommunikationsbus verbunden.
Jeder Kommunikationsknoten eines Busses umfasst einen gemäß 1 nicht dargestellten internen Takt, aus dem als Taktimpulse bekannte Impulse mit einer als Taktfrequenz bekannten Frequenz, die zum Beispiel 24,576 MHz ist, erzeugt werden.
Zusätzlich zu dem mit dem Bus 12 verbundenen Rekorder 26 sind folglich auch eine digitale Kamera 32, ein Fotokopierer 34, ein Drucker 36 und ein mit 38 bezeichneter Computer vom PC-Typ mit dem Bus 12 verbunden.
Zusätzlich zu dem mit dem Bus 14 verbundenen Bildschirm 22 sind auch Stereolautsprecher 40 und 42 mit diesem Bus verbunden.
Zusätzlich zu dem mit dem Bus 16 verbundenen Fernsehapparat 30 ist auch eine digitale Kamera 44 mit diesem verbunden.
Schließlich sind zusätzlich zu der mit dem Bus 18 verbunden DVD-Speichereinheit 28 auch ein Fotokopierer 46, ein Fernsehapparat 48 ebenso wie ein digitales Radio 50 mit dem gleichen Bus verbunden.
Es sollte beachtet werden, dass das auf diese Weise aufgebaute Netzwerk typischerweise ein Netzwerk darstellt, das von einem Benutzer bzw. Anwender in seinem Heim installiert werden kann.
Das Kommunikationsnetzwerk gemäß der Erfindung ermöglicht jeder Datenverarbeitungseinrichtung oder jedem Peripheriegerät, die/das mit einem ersten Bus des Netzwerks verbunden ist, Daten isochroner oder asynchroner Art mit jeder anderen Datenverarbeitungseinrichtung oder jedem anderen Peripheriegerät auszutauschen, die/das mit einem zweiten Bus des Netzwerks verbunden ist, wobei die Busse durch das Vermittlungsnetz voneinander getrennt sind.
Außerdem ermöglicht das Kommunikationsnetzwerk gemäß der Erfindung einem mit einem Bus verbundenen Peripheriegerät, Daten asynchroner und isochroner Art mit jeder Datenverarbeitungseinrichtung oder jedem Peripheriegerät des Vermittlungsnetzwerks auszutauschen.
Die Verbindung bzw. Zusammenschaltung der Kommunikationsbusse mit Hilfe des Vermittlungsnetzwerks 20 macht es möglich, das Problem der Verdrahtung der Datenverarbeitungseinrichtung über eine lange Distanz zu lösen, indem zum Beispiel jeder der Vermittlungsknoten des Netzwerks 20 und der mit diesem in Zusammenhang stehende Kommunikationsbus, einschließlich aller Einrichtungselemente, die mit diesem verbunden sind, in einem separaten Raum der Wohnung angeordnet werden.
Die Tatsache, dass alle Busse durch ein und dasselbe Vermittlungsnetz untereinander verbunden sind, vereinfacht außerdem den Aufbau des Gesamtnetzwerks und macht die Verwaltung von diesem für den nicht spezialisierten Netzwerkbenutzer bzw. -anwender transparent.
Die gemäß 2 veranschaulichte Anwendung sieht vor, dass Büroperipheriegeräte oder -datenverarbeitungseinrichtungen miteinander verbunden werden.
Wie gemäß dieser Figur dargestellt weist ein Netzwerk 52 demnach mehrere serielle Kommunikationsbusse gemäß dem Standard IEEE 1394 auf, die mit 54, 45, 58 und 60 bezeichnet sind und durch ein mit 62 bezeichnetes paketvermitteltes Netzwerk untereinander verbunden sind.
Das Vermittlungsnetzwerk 62 ist zum Beispiel ein Netzwerk des Typs gemäß dem Standard IEEE 1355.
Dieses Netzwerk 62 umfasst mehrere mit 64, 66, 68, 70 und 72 bezeichnete Vermittlungsknoten, von denen einige durch mit 53, 55, 57 und 59 bezeichnete physikalische Verbindungsstrecken, die bidirektionale Hochgeschwindigkeitsstrecken sind, untereinander verbunden sind.
Einige dieser mit 64, 68, 70 und 72 bezeichneten Knoten stellen auch Kommunikationsknoten dar, die mit den jeweiligen Bussen 56, 58, 60 und 54 verbunden sind.
Jeder der Kommunikationsknoten des Netzwerks 62 kann selbst eine auch Peripheriegerät genannte Datenverarbeitungseinrichtung darstellen oder ansonsten mit einer solchen assoziiert sein.
Demnach sind die Knoten 64, 66, 68, 70 und 72 jeweils mit einem PC-Computer vom Servertyp, einem Gateway bzw. Netzübergang, einem Drucker, einem PC-Computer vom Servertyp und einer DVD-Speichereinheit assoziiert oder stellen sie ansonsten selbst dies dar.
Zwei Computer vom PC-Typ 61 und 63, ein Drucker 65 und ein Fotokopierer 67 sind mit dem Bus 54 und darüber hinaus mit der DVD-Speichereinheit 72 verbunden.
Zusätzlich zu einem Computer 64 vom Servertyp, der mit dem seriellen Kommunikationsbus 56 verbunden ist, sind auch zwei mit 74 und 76 bezeichnete Computer vom PC-Typ mit diesem Bus verbunden.
Zusätzlich zu dem Drucker 68 sind zwei Computer 76 und 78 vom PC-Typ ebenso wie ein Fotokopierer 79 mit dem seriellen Kommunikationsbus 58 verbunden.
Zusätzlich zu dem Computer 70 sind auch zwei mit 80 und 82 bezeichnete Stereolautsprecher, ein Fotokopierer 84, ein Computer 86 vom PC-Typ und ein Camcorder 88 mit dem seriellen Kommunikationsbus 60 verbunden.
Diese Art von Netzwerk, die in Form eines als LAN (wobei dieser Ausdruck "Local Area Network" bedeutet) bekannten Netzwerks aufgebaut ist, weist die gleichen Vorteile wie dasjenige auf, das mit Bezug auf 1 beschrieben ist.
Wie gemäß 1 und 2 dargestellt bildet jedes der Vermittlungsnetzwerke 20 und 62 eine Kommunikationsschnittstelle zwischen allen seriellen Kommunikationsbussen des gesamten Kommunikationsnetzwerks, und bündelt es all diese Busse.
Jeder Knoten von jedem Vermittlungsnetzwerk 20 (1) und 62 (2) umfasst einen internen Takt, der in den Figuren nicht dargestellt ist und aus dem als Taktimpulse bekannten Impulse mit einer als Taktfrequenz bekannten Frequenz, die zum Beispiel gleich 24,576 MHz ist, erzeugt werden.
Jeder interne Takt definiert aufeinander folgende Zeitzyklen, die jeweils eine für den fraglichen Takt spezifische Dauer T haben.
Die Dauer T des Zyklus eines Knotens wird durch die Anzahl ninit von Taktimpulsen, die durch den internen Takt des Knotens über diese Dauer erzeugt werden, gemäß der Beziehung T = ninit/F bestimmt.
Folglich werden zum Beispiel für eine Taktfrequenz von 24,576 MHz 3072 Taktimpulse in einer Bezugsperiode oder einem Zyklus mit einer Dauer von 125 μs gezählt.
3a stellt eine schematische Darstellung eines Knotens oder einer Kommunikationseinrichtung dar, der/die mit einem seriellen Bus gemäß dem Standard IEEE 1394 verbunden ist und auch einen Vermittlungsknoten eines Datenpaketvermittlungsnetzwerks darstellt, das ähnlich zu den vorstehend beschriebenen und mit 20 und 62 bezeichneten Netzwerken ist.
Der gemäß 3a dargestellte Knoten ist auch mit einem oder mehreren anderen Vermittlungsknoten des Vermittlungsnetzwerks verbunden, zu dem er gehört.
Bei den gemäß 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen besitzt jeder der mit 22, 24, 26, 28, 30 bezeichneten Knoten des Netzwerks 20 gemäß 1 oder der mit 64, 66, 68, 70, 72 bezeichneten Knoten des Netzwerks 62 gemäß 2 zum Beispiel eine gemäß 3a dargestellte und mit 90 bezeichnete Kommunikationseinrichtung.
Die Kommunikationseinrichtung wird als ein Teil von jedem Datenpaketvermittlungsnetzwerk betrachtet.
Bei dem gemäß 3a dargestellten Ausführungsbeispiel wurde gewählt, eine auch Peripheriegerät genannte Datenverarbeitungseinrichtung 92 darzustellen, die mit der Kommunikationseinrichtung 90 assoziiert ist.
Ein Kommunikationsknoten besteht aus einer Kommunikationseinrichtung 90 und aus einer Datenverarbeitungseinrichtung 92, die mit der Einrichtung assoziiert ist und zum Beispiel Bilddaten verarbeiten kann, die über die Kommunikationseinrichtung zu übertragen sind, und/oder Bilddaten verarbeiten kann, die von der Einrichtung empfangen werden.
Bei einer Variante kann die Datenverarbeitungseinrichtung selbst die Kommunikationseinrichtung 90 darstellen oder umfassen.
Soweit die Knoten 24 und 66 der jeweiligen Vermittlungsnetzwerke 20 und 62 betroffen sind, entspricht der Block 92 in diesem Fall einer Schnittstelle mit einem externen Netzwerk, das nicht dargestellt ist, zum Beispiel einem Netzwerk vom CATV-, B-ISDN- oder SAT-Typ im Falle des Knotens 24 (1) oder einem Netzwerk vom LAN- oder B-ISDN-Typ im Falle des Knotens 66 (2).
Die Einrichtung 90 umfasst eine zentrale Verarbeitungseinheit CPU 93, eine permanente Speichereinrichtung 94 vom ROM-Typ, die die gemäß 4 veranschaulichte Softwarearchitektur enthält, und eine temporäre Speichereinrichtung 95 vom RAM-Typ, die mit der Zentraleinheit 93 assoziiert ist und in die diese Softwarearchitektur bei einer Initialisierung geladen wird.
Die Speichereinrichtung 95 ist dazu fähig, Datenpakete unterschiedlicher Arten bzw. Typen zu speichern:

– asynchrone Pakete des Typs gemäß dem Standard IEEE 1394,
– Pakete, die Nachrichten in nicht verbundenem Modus (asynchrone Nachrichten) darstellen, des Typs gemäß dem Standard IEEE 1355,
– Steuerpakete des Typs gemäß dem Standard IEEE 1355.

Die Pakete der Art gemäß dem Standard IEEE 1355 sind tatsächlich in der Komponente 104 vorhanden, die nachstehend erwähnt wird, aber sie werden in dieser Form nicht in der RAM-Speichereinrichtung 95 gespeichert. Es sollte beachtet werden, dass die Speichereinrichtung 95 die Informationen enthält, die zum Erzeugen der IEEE 1355-Pakete notwendig sind.
Die Leitweglenkung von derartigen Paketen, die entweder von dem 1394-Bus oder von dem aus 1355-Verbindungsstrecken bestehenden Vermittlungsnetzwerk stammen, an die Speichereinrichtung 95 wird nachstehend beschrieben.
Die Leitweglenkung von derartigen Paketen von der Speichereinrichtung 95, bis sie von dem Vermittlungsknoten übertragen werden, entweder an den 1394-Bus oder an das aus 1355-Verbindungsstrecken bestehende Vermittlungsnetzwerk, wird nachstehend beschrieben.
Diese drei Elemente 93, 94 und 95 kommunizieren mit Hilfe entsprechender Daten- und Adressbusse, die mit 96, 97 und 98 bezeichnet sind, mit einem Block, der mit 99 bezeichnet ist und dem Fachmann mit dem Namen Bussteuerung bekannt ist.
Dieser Block 99 macht es insbesondere möglich, Daten mit Hilfe eines Hauptbusses 100 mit zumindest einer Busschnittstellenkomponente 101 auszutauschen. In dem Fall, dass der Bus 100 ein PCI-Standard-Bus ist (wobei PCI für "Peripheral Component Interconnect" steht), kann die Komponente 101 eine mit AMCC 5933QC bezeichnete Komponente sein, die von der Firma „Applied Micro-Circuits Corporation" vermarktet wird.
Der Bus 100 kann auch andere Elemente miteinander verbinden, die nicht in der Figur dargestellt sind, wobei diese selbst mit einer Busschnittstelle versehen sind und zum Beispiel zur Implementierung von Datenverarbeitungsfunktionen imstande sind.
In dem Fall, dass der Bus 100 ein PCI-Standard-Bus ist (wobei PCI für "Peripheral Component Interconnect" steht), ist zum Beispiel der Block 99 in Wirklichkeit ein Satz von PCI-Komponenten, wie etwa der Satz Intel 440LX AGP, der von der Firma INTEL vermarktet wird.
Daher weist der Block 99 zum Beispiel eine Komponente 82443LX auf, die die Schnittstelle mit dem Speicher 95 über den Speicherbus 98 und mit der zentralen Verarbeitungseinheit CPU 93 über den lokalen Bus 96 bereitstellt. Die Komponente 82443LX ist selbst mit einer Komponente 82371AB verbunden, die eine Schnittstelle mit dem ISA-Bus 97 bereitstellt, der mit dem Speicher 94 verbunden ist. Eine Interrupt- bzw. Unterbrechungssteuerung Intel 82093AA IOAPIC, die mit der zentralen Verarbeitungseinheit CPU 93 verbunden ist, verwaltet die Interrupts bzw. Unterbrechungen, die in dem System auftreten können.
Wie gemäß 3a dargestellt umfasst die Einrichtung 90 auch eine Busschnittstelle 102, die ähnlich zu der Busschnittstelle 101 sein kann, womit sie der Datenverarbeitungseinrichtung oder dem Peripheriegerät 92 ermöglicht, Zugriff auf die Kommunikationseinrichtung zu haben.
Eine derartige Schnittstelle wird zum Beispiel in Form einer PCI-Karte SEDNET produziert, die von der Firma SEDERTA mit der Referenz SD-PCI-200 vermarktet wird und es ermöglicht, jede existierende Datenverarbeitungseinrichtung mit ihr zu verbinden, die ausgelegt ist, in Übereinstimmung mit dem Standard 1394 zu arbeiten.
Es ist offensichtlich möglich, einen Adapter zu verwenden, der für die Datenverarbeitungseinrichtung spezifisch ist, mit der er verbunden werden soll. Der Adapter 102 umfasst im Wesentlichen eine Schnittstellenkomponente, die ähnlich zu der Busschnittstellenkomponente 101 ist.
Abhängig von dem Typ von Datenverarbeitungseinrichtung können der Hauptbus 100 ebenso wie die Komponenten der Busschnittstelle 101 und der Bussteuerung 99 als eine Funktion der Architektur des Einrichtungstyps angepasst sein. Das Gleiche funktioniert für die Menge von Elementen CPU 93, RAM 95 und ROM 94.
Es sollte jedoch beachtet werden, dass dieser Adapter 102 nicht notwendig ist, wenn die Datenverarbeitungseinrichtung ein Computer vom PC-Typ ist.
Wie gemäß 3a dargestellt umfasst der Knoten gemäß der Erfindung auch zwei Schnittstelleneinrichtungen 103 und 104.
Die Einrichtung 103 ist dazu bestimmt, die Schnittstelle zwischen dem Knoten 90 und dem seriellen Kommunikationsbus bereitzustellen, der dazu bestimmt ist, gemäß dem Standard IEEE 1394 zu arbeiten, und an dem der Knoten angeschlossen ist.
Die Schnittstelleneinrichtung 103 ist eine Menge von Komponenten 1394 PHY/LINK, die zum Beispiel aus einer Komponente TSB21LV03A PHY und einer Komponente TSB12LV01A LINK, die von der Firma „Texas Instruments" vermarktet werden, und 1394-Verbindungsstücken besteht, wie zum Beispiel diejenigen, die von der Firma „Molex" zum Beispiel unter der Referenz 53462 vermarktet werden.
Die Schnittstelleneinrichtung 103 umfasst zumindest einen externen Port bzw. Anschluss, der dazu bestimmt ist, mit der Datenverarbeitungseinrichtung oder dem Peripheriegerät verbunden zu werden, die/das an dem seriellen 1394-Kommunikationsbus angeschlossen ist.
Die Einrichtung 103 umfasst eine Einrichtung zum Zählen der Anzahl von Impulsen als Funktion eines durch das Steuermodul 107 erzeugten Taktsignals, was nachstehend definiert wird. Dieses Taktsignal ist mit dem "Zyklus-Master" des seriellen Kommunikationsbusses, mit dem es in Beziehung steht, mit Hilfe von Zyklusstartpaketen genannten Paketen synchronisiert. Die Frequenz des durch das Steuermodul 107 erzeugten Taktsignals ist 24,576 MHz +/–100 ppm. Dieses Signal ist als eines der Signale gemäß 3a dargestellt, das mit ctrl3 bezeichnet ist.
Auf jedem seriellen Kommunikationsbus des Netzwerks wird einer der Knoten als "Zyklus-Master" bezeichnet und wird der "Zyklus-Master" des "Wurzel"- bzw. "Root"-Busses als "Netz-Zyklus-Master" bezeichnet.
Außerdem zeigen alle "Zyklus-Master" des Netzwerks eine Eigenschaft, die für sie spezifisch ist, da sie von der Frequenz des internen Takts abhängt, auf dessen Grundlage die Dauer von einer "Referenzperiode" oder einem "Zyklus" definiert ist.
Die Dauer oder Zeitperiode des Zyklus, die mit T bezeichnet wird, ist gleich einer Ganzzahl ninit von Taktimpulsen, die allen Bussen gemein ist oder nicht, und die mit dem Kehrwert der Frequenz des internen Takts multipliziert wird, der für den "Zyklus-Master"-Knoten spezifisch ist.
Die Dauer des Zyklus T ist folglich zum Beispiel gleich 125 Mikrosekunden.
Diese Zeitperiode entspricht einem Intervall, in dem die isochronen Datenpakete auf dem Kommunikationsbus übertragen werden.
Wenn zwei serielle Kommunikationsbusse durch eine Bridge bzw. Brücke miteinander verbunden sind, muss der "Zyklus-Master" von einem der Busse seine Zyklen mit Bezug auf die Zyklen synchronisieren, die durch den "Zyklus-Master" des angrenzenden Busses erzeugt werden.
Wird bei dem Netzwerk 10 gemäß 1 davon ausgegangen, dass der "Zyklus-Master" des Busses 12 der Knoten 38 ist, und dass der "Zyklus-Master" des Busses 16 der Knoten 44 ist, synchronisiert demnach der "Zyklus-Master" 44, der über das als Bridge agierende Vermittlungsnetzwerk 20 mit dem Bus 12 verbunden ist, seine Zyklen mit Bezug auf die durch den "Zyklus-Master" 38 erzeugten Zyklen.
Der "Netz-Zyklus-Master"-Knoten gemäß 1, der zum Beispiel Knoten 38 des Busses 12 ist, wird dann auf dem Bus 12 alle 125 Mikrosekunden ein "Zyklusstart" genanntes Signal erzeugen.
Dieses Signal ist für die anderen Knoten 26, 32, 34 und 36 des Busses 12 bestimmt und weist diese an, dass sie in Zusammenhang mit jedem Zyklus des fraglichen Busses ein isochrones Datenpaket senden können, das für einen oder mehrere der anderen Busse bestimmt ist, die über das Vermittlungsnetzwerk 20 mit dem fraglichen Bus verbunden sind.
Im Allgemeinen ermöglichen die durch serielle Kommunikationsbusse gebildeten Kommunikationsnetzwerke eine Übertragung von Paketen, die auf Grundlage der Zyklen der fraglichen Busse synchronisiert ist. Die Busse werden zum Beispiel verwendet, um Datenpakete des Audio/Video-Typs in Echtzeit zu übertragen.
Die Zähleinrichtung, wie diejenige der vorstehend genannten Schnittstelleneinrichtung 103, nimmt zum Beispiel die Form eines Registers an, wie etwa die gemäß 3b dargestellte.
Ein derartiges Register, das "Zykluszeit-Register" genannt wird, umfasst mehrere Bereiche, im Besonderen einen ersten Bereich, der im rechten Teil von 3b dargestellt ist und als "Zyklus-Offset" bezeichnet wird.
In diesem ersten Bereich, der 12 Bits umfasst, wird die Anzahl von Taktimpulsen ninit aufgezeichnet, die in dem für den Kommunikationsbus spezifischen Zyklus enthalten sind, mit dem der Satz von 1394-PHY/LINK-Komponenten 103 in Beziehung steht.
Im Einklang mit dem, was vorstehend erwähnt ist, wird in diesem ersten Bereich eine Zählung von bis zu 3071 Taktimpulsen durchgeführt. Bei jedem Impuls des fraglichen Takts wird der Wert von diesem ersten Bereich des Registers inkrementiert. Wird der Wert 3071 erreicht und ein weiterer Taktimpuls gezählt, wird sich der Wert des Registers, der in diesem ersten Bereich enthalten ist, auf 0 ändern und wird ein Übertrag dann den Wert des zweiten Bereichs des Registers inkrementieren, der sich in der Mitte von 3b befindet und als "Zyklus-Zählwert" bezeichnet wird. Dieser zweite Bereich summiert die Anzahl von vergangenen Zyklen auf, bis zu einer Anzahl von 7999, und wird über 13 Bits aufgezeichnet. Dieser zweite Bereich wird jedes Mal dann inkrementiert, wenn von dem ersten "Zyklus-Offset"-Bereich ein Übertrag erzeugt wird.
Eine Inkrementierung in diesem zweiten Bereich des Registers R von dem Wert 7999 um eine Einheit wird jedoch eine Rücksetzung des Werts dieses Bereichs des Registers auf 0 bewirken, wodurch ein Übertrag erzeugt wird, der einen dritten Bereich des Registers R inkrementieren wird, der sich in der 3b links befindet und als "zweiter Zählwert" bezeichnet wird.
Der dritte Bereich "zweiter Zählwert" wird über 7 Bits aufgezeichnet. Dieser dritte Bereich zählt, wie oft der zweite Bereich "Zyklus-Zählwert" überläuft, und setzt dies bis zu einem Wert von 127 fort. Eine Inkrementierung in diesem dritten Bereich des Registers R von dem Wert 127 um eine Einheit verursacht daher eine Rücksetzung des in diesem Bereich aufgezeichneten Werts auf 0.
Zusätzliche Informationen über dieses Register R können in Abschnitt 8.3.2.3.1 des Standards IEEE 1394-95 gefunden werden.
Weiter unten wird der Mechanismus zur Synchronisation zwischen den Bussen des Netzwerks angegeben, wenn die Datenkommunikationsmechanismen innerhalb des Vermittlungsnetzwerks, das in dem übergreifenden Busnetzwerk gemäß der Erfindung enthalten ist, erläutert wurden.
Die vorstehend erwähnte Schnittstelleneinrichtung 104 ist eine 1355-Schnittstellenkomponente, die drei Ports bzw. Anschlüsse umfasst. Sie besteht im Besonderen aus einer Komponente C113, die von der Firma 4LINKS vermarktet wird, ebenso wie aus drei Schnittstellenkomponenten LUC1141MK, die von der Firma LUCENT vermarktet werden, die ihrerseits mit 1355-Verbindungsstücken verbunden sind, wie zum Beispiel denjenigen, die von der Firma HARTING vermarktet werden. Die Komponente C113 wird ihrerseits auf Basis einer programmierbaren Komponente vom FPGA-Typ ("Field Programmable Gate Array") Spartan XCS30XL hergestellt, die von der Firma XILINX vermarktet wird.
Die drei externen Anschlüsse der Schnittstelleneinrichtung 104 sind dazu bestimmt, mit Anschlüssen des gleichen Typs an einem anderen Kommunikationsknoten des Vermittlungsnetzwerks verbunden zu werden, wodurch der Einrichtung 90 ermöglicht wird, mit einem anderen Knoten dieses Netzwerks zu kommunizieren.
Die Einrichtung 90 umfasst auch eine Datenflusssteuerungseinrichtung 105, die es ermöglicht, Daten zwischen den verschiedenen Schnittstellenkomponenten 101, 103 und 104 zu übermitteln. Diese Einrichtung 105 ist in programmierbarer Logik erstellt, die durch eine Komponente vom FPGA-Typ ausgeführt wird und zum Beispiel mit Virtex bezeichnet wird, was von der Firma Xilinx vermarktet wird.
Diese Einrichtung 105 setzt insbesondere eine Doppel-Port-Speicher-Speichereinheit 106 ein, die es ermöglicht, Daten zu speichern, die für das 1355-Vermittlungsnetzwerk bestimmt sind oder von diesem stammen.
Die Doppel-Port-Speicher-Speichereinheit besitzt eine Speicherkapazität von weniger als 2 Mbits und ist zum Beispiel in Form eines Speichers vom DPRAM-Typ mit 32 Bit-Zugriff erstellt.
Die Initialen DPRAM stehen für "Dual Port Random Access Memory", was in Französisch ungefähr als "Mémoire volatile à double port" übersetzt werden kann.
Die Speicher-Speichereinheit 106 umfasst eine Vielzahl von Speicherbereichen, die als einzelne Speicher vom FIFO-Typ verwaltet bzw. gehandhabt werden können, wobei die Initialen für "First-in First-out" stehen.
Ein derartiger Speicherbereich entspricht einem Speicher, in dem die Daten in einer Reihenfolge gelesen werden, in der sie vorher geschrieben wurden.
Diese Speicherbereiche umfassen jeweils einen zugehörigen Lesezeiger und einen zugehörigen Schreibzeiger.
Indem jeder Speicherbereich als ein Speicher vom FIFO-Typ verwaltet bzw. gehandhabt wird, kann er gleichzeitig und auf unabhängige Art und Weise aufgefüllt und geleert werden. Dies ermöglicht es, die Schritte zum Lesen und Schreiben von Daten, die von einer Schalt- bzw. Vermittlungseinheit 108 durchgeführt werden, die nachstehend definiert wird, gegenüber den Schritten zum Schreiben und Lesen von Daten zu desynchronisieren, die von dem Steuermodul 107 durchgeführt werden.
Dies ist deshalb so, weil der Füllstand des fraglichen Speicherbereichs auf zirkulare Art und Weise verwaltet bzw. gehandhabt wird und es zu jedem Zeitpunkt bekannt ist, ob die in einem Speicherbereich enthaltenen Daten gelesen wurden oder nicht. Wenn diese Daten gelesen wurden, ist es dann möglich, zurückzukommen und neue Daten an deren Stelle zu schreiben.
Die Doppel-Port-Speicher-Speichereinheit stellt in einem gewissen Maß einen Stapel für die Pakete dar, und die Speicherfunktion wird abhängig von dem Port bzw. Anschluss, über den die Pakete die Speicher-Speichereinheit erreichen, unabhängig durchgeführt.
Im Allgemeinen werden alle isochronen oder asynchronen Daten, die von dem Vermittlungsnetzwerk stammen, in dem Speicher-Speicherbereich 106 gespeichert.
Diese Speicherung ist im Fall der asynchronen Datenpakete (Pakete, die eine in nicht verbundenem Modus übertragene Nachricht darstellen, und für die Steuerpakete) temporär bzw. vorübergehend, die genommen werden, um später zur Speicherung für eine längere Dauer an die RAM-Speichereinheit 95 übermittelt zu werden.
Im Gegensatz dazu werden die isochronen Datenpakete (Pakete vom "Strom"- bzw. "Stream"-Typ, das heißt diejenigen, die in verbundenem Modus übertragen werden) lediglich in Speicherbereichen dieser Speicher-Speichereinheit 106 gespeichert, bevor sie auf dem Kommunikationsbus, mit dem der Vermittlungsknoten 90 verbunden ist, oder auf dem Vermittlungsnetzwerk übertragen werden.
Dies wird durch die Tatsache erklärt, dass diese Art von Daten so schnell wie möglich von dem Vermittlungsnetzwerk an den Bus übermittelt werden muss und daher in einer Speichereinrichtung gespeichert werden muss, die einfach und schnell zugänglich ist.
Gleichermaßen werden aus den gleichen Gründen wie den vorstehend dargelegten die isochronen Datenpakete, die von dem Kommunikationsbus stammen, mit dem der Vermittlungsknoten 90 verbunden ist, und die für das Vermittlungsnetzwerk bestimmt sind, lediglich in den Speicherbereichen der Speicher-Speichereinheit 106 gespeichert, und nicht in der Speichereinrichtung 95.
Es sollte beachtet werden, dass vor der Speicherung entweder von isochronen Datenpaketen oder asynchronen Datenpaketen eine geeignete Reservierung von Ressourcen, die in der Kommunikationseinrichtung intern sind, in einer Vielzahl von Modi bzw. Betriebsarten, zum Beispiel in zwei Modi, durchgeführt wird.
In einem ersten Modus wird eine Datenspeicherkapazität (Speicher-Speichereinheit 106) zur Speicherung von isochronen Datenpaketen vor ihrem Empfang reserviert.
Die Reservierung wird für eine Aufeinanderfolge von isochronen Datenpaketen durchgeführt, die in einer Vielzahl von Zykluszeiten übermittelt werden, die durch den Kommunikationsbus definiert sind, von dem sie stammen.
In einem zweiten Modus wird eine Datenspeicherkapazität (RAM-Speichereinrichtung 95) zur Speicherung eines asynchronen Datenpakets reserviert, nachdem das Letztere von der Kommunikationseinrichtung empfangen wurde.
Wie gemäß 3a dargestellt umfasst die Datenflusssteuereinrichtung 105 mehrere andere Elemente, die ein (bereits vorstehend erwähntes) Steuermodul 107, das eine Funktion zur Steuerung der Speicher-Speichereinheit 106 bereitstellt, eine (bereits vorstehend erwähnte) Schalt- bzw. Vermittlungseinheit 108 in Kommunikation mit der Schnittstelleneinrichtung 104, mit der Speicher-Speichereinheit 106 und mit dem Steuermodul 107, ebenso wie eine Datenpaket-Zeitplanungseinheit 109 umfassen, die mit dem Steuermodul 107 verbunden ist.
Es wird auch bemerkt werden, dass das Steuermodul 107 mit den Schnittstelleneinrichtungen 103 und 104 ebenso wie mit der mit 101 bezeichneten Busschnittstellenkomponente kommuniziert.
Das Steuermodul 107 hat die Funktion zum Multiplexen der Lese- oder Schreibzugriffe auf Register von anderen Modulen von dem mit 100 bezeichneten Hauptbus.
Das Modul 107 weist auch eine Kontrolle über die Busschnittstellenkomponente 101 für die Schritte zum Lesen und zum Schreiben auf dem Hauptbus 100 auf, die insbesondere eine Übermittlung im "Burst-Modus" umfassen.
Das Steuermodul 107 hat auch die Aufgabe, Interrupts bzw. Unterbrechungen auf dem Hauptbus 100 als Funktion von bestimmten Kommunikationsereignissen auszulösen.
Dieses Modul tauscht abhängig von den Steuersignalen, die mit ctrl1 bezeichnet sind, Daten mit der Komponente 101 auf einem Zusatzbus 110 aus.
Wie vorstehend dargelegt ist das Modul 107 in dem Spezialfall, dass die Busschnittstellenkomponente 101 ein AMCC ist, mit der Steuerung der Speicher-Speichereinheit 106, soweit die Schritte zum Lesen und Schreiben im FIFO-Modus betroffen sind, mit Hilfe von einem Datenbus 111 und von Steuersignalen ctrl2 beauftragt.
Die Schnittstelleneinrichtung 103 umfasst Speicher vom FIFO-Typ, die während der Übermittlung von Datenpaketen des Typs gemäß dem Standard IEEE 1394 verwendet werden. Sie umfasst zwei FIFO-Sendespeicher, genannt ATF ("Asynchronous Transfer FIFO") und ITF ("Isochronous Transfer FIFO"), und einen FIFO-Empfangsspeicher, genannt GRF ("General Receive FIFO"). Diese FIFO-Speicher sind in der Dokumentation, die mit der LINK-Komponente TSB12LV01A in Zusammenhang steht, ausführlicher beschrieben.
Das Steuermodul 107 und die Schnittstelleneinrichtung 103 verwalten bzw. handhaben abhängig von Steuersignalen ctrl3 die Übermittlung von Daten auf einem Bus 112.
Außerdem steuert das Steuermodul 107 die Schalt- bzw. Vermittlungseinheit 108 mit Hilfe von Steuersignalen ctrl4, um so Daten von der Schalt- bzw. Vermittlungseinheit über einen Datenbus 113 an die Speicher-Speichereinheit 106 und umgekehrt zu übermitteln.
Die Schalteinheit 108 ist mit Hilfe von einem Datenbus 114 und von Steuersignalen ctrl5 mit der Schnittstelleneinrichtung 104 verbunden.
Die Datenpakete-Zeitplanungseinheit 109, die auch als SAR (die Bedeutung wovon "Segmentation And Reassembly" ist) bezeichnet wird, informiert das Steuermodul 107 über die nächsten Datenpakete oder Pakete, die zu übertragen sind, mit Hilfe von Steuersignalen ctrl6.
Außerdem verifiziert die Zeitplanungseinheit 109 den Empfang der Datenpakete und verwaltet bzw. handhabt die Zuweisung und die Freigabe von Speicherbereichen (die durch den Begriff "Puffer" bekannt sind) der Speicher-Speichereinheit 106.
Die Steuersignale ctrl7, die zwischen der Schnittstelleneinrichtung 104 und dem Steuermodul 107 ausgetauscht werden, weisen insbesondere die Taktsignale auf, die auf Basis des Empfangs der 1355-Pakete an jedem der drei Anschlüsse der Schnittstelleneinrichtung 104 regeneriert werden.
Ein (nicht dargestellter) Quarzkristall mit 49,152 MHz ist sowohl mit der Einrichtung 104 zum Senden von 1355-Paketen als auch mit dem Steuermodul 107, das ein Taktsignal mit 24,576 MHz +/–100 ppm erzeugt, einerseits für die Datenpakete-Zeitplanungseinheit 109, um so das Senden von den 1355-Paketen zu takten, und andererseits für die Schnittstelleneinrichtung 103, um so das Senden von 1394-Paketen zu takten, verbunden.
4 stellt die Funktionen dar, die in Softwareform ausgeführt und in dem mit 94 bezeichneten ROM-Speicher gespeichert werden, dann bei Initialisierung in die RAM-Speichereinrichtung 95 geladen werden und dann durch die zentrale Verarbeitungseinheit CPU 93 ausgeführt werden.
Wie gemäß 4 dargestellt führt die Softwarearchitektur gemäß der Erfindung mehrere Funktionen durch, die durch die folgenden Module identifiziert sind:

– ein Kommunikationsschnittstellenmodul 120,
– ein Verarbeitungsschnittstellenmodul 121,
– ein Netzwerkmodul 122,
– ein Brückenmodul 123.

Genauer gesagt entspricht das Kommunikationsschnittstellenmodul 120 der unteren Schicht des Protokolls, das sowohl die Kommunikationshardware über die Busschnittstellenkomponente 101 als auch die Busschnittstelle 102 betreibt.
Das Schnittstellenmodul 120 hat auch die Funktion zum Verwalten bzw. Handhaben der Interrupts bzw. Unterbrechungen des Hauptbusses 100.
Die isochronen Datenpakete werden zwischen der Datenverarbeitungseinrichtung 92 und den Schnittstelleneinrichtungen 103 oder 104 übermittelt.
Eine Analyse des Kopffeldes der asynchronen Pakete, die über die Schnittstelleneinrichtung 103 empfangen und in der RAM-Speichereinrichtung 95 gespeichert werden, wird dann von dem Brückenmodul durchgeführt, um so zu bestimmen, ob ein asynchrones Paket für das Datenverarbeitungsmodul 121, für das Netzwerkmodul 122 oder ansonsten für das Brückenmodul selbst bestimmt ist.
Eine Analyse des Kopffeldes der asynchronen Pakete, die von der RAM-Speichereinrichtung 95 zu senden sind, wird dann von dem Brückenmodul durchgeführt, um so zu bestimmen, ob ein asynchrones Paket für die Schnittstelleneinrichtung 103, für das Netzwerkmodul 122 oder ansonsten für das Brückenmodul selbst bestimmt ist.
Die asynchronen Datenpakete werden zwischen der RAM-Speichereinrichtung 95 und den ATF- und GRF-FIFO-Speichern der Schnittstelleneinrichtung 103 übermittelt.
Das Kommunikationsschnittstellenmodul 120 hat die Funktion zum Zugreifen auf die verschiedenen Status- oder Konfigurationsregister, die in den Einrichtungen 103, 105 und 107 angeordnet sind, im Lese- oder Schreibmodus mit Hilfe der Busschnittstellenkomponente 101, wodurch insbesondere dem Netzwerkmodul 122 und dem Brückenmodul 123 ermöglicht wird, eine Initialisierung der Einrichtungen 103, 105 und 107 durchzuführen.
5 beschreibt das Format der im Nachrichtenmodus auf dem Vermittlungsnetzwerk übermittelten Daten.
Die Nachricht 300 besteht aus einem Nachrichtenkopffeld und einem Nachrichtendatenfeld ("Nachrichtennutzlast") 302.
Das Feld 302 ist für die zu übertragenden Daten repräsentiert. Sie nehmen zum Beispiel die Form eines 1394-Pakets asynchroner Art an, wie in dem Standard beschrieben. Das Feld 301 ist ein von dem Netzwerkmodul 122 hinzugefügtes Kopffeld, das zum Beispiel für das Format des Feldes 302 repräsentativ ist und Größeninformationen beschreibt.
Um auf dem Vermittlungsnetzwerk gesendet zu werden, wird die Nachricht 300 unter der Steuerung der Zeitplanungseinheit in eine Aufeinanderfolge von Paketen 321 bis 326 zerlegt.
Die Paketkopffelder 303, 306, 309, 312, 315 und 318 enthalten die Routing- bzw. Leitweglenkungsinformationen, die für den zu folgenden Pfad, den Bezeichner des Knotens, der das Paket gesendet hat, den Transfermodus (hier den "Nachrichten"-Modus), ebenso wie die Anzahl der sendenden FIFO-Speicher in der Doppel-Port-Speicher-Speichereinheit 106 repräsentativ sind. Herkömmlich sind die Werte dieser Felder identisch.
Die Datenfelder des Pakets ("Paketnutzlast") 304, 307, 310, 313, 316 und 319 enthalten die Menge von Daten, die die Nachricht 300 bilden, wobei die Pakete derart gesendet werden, dass die gesamte Nachricht 300 in einer Reihenfolge von links nach rechts gesendet wird.
Die Paketendefelder ("Paketschlussfeld") 305, 308, 311, 314, 317 und 320 werden von der Schnittstelleneinrichtung 104 nach der Versendung von jedem Paket explizit hinzugefügt. Diese Felder stellen jeweils eine Paketendekennzeichnung ("EOP") dar, wie in dem Standard IEEE-1355-95 beschrieben. Die Felder 305, 308, 311, 314 und 317 haben alle den gleichen Wert EOP1, wohingegen nur das Feld 320, das zu dem letzten Paket der Nachricht gehört, den Wert EOP2 aufweist. Es wird bemerkt werden, dass die Größe des Feldes 319 insbesondere von der Anzahl von Datenelementen abhängt, die verbleiben, um in der Nachricht 300 gesendet zu werden.
6 beschreibt das Format der in dem Strommodus auf dem Vermittelungsnetzwerk zu übermittelnden Daten.
Der durch die Felder 352 und 353 teilweise dargestellte Datenfluss besteht einerseits aus einer Menge von Stromdatenfeldern ("Stromnutzlast"), die durch die Felder 330 bis 334 dargestellt sind, und andererseits aus einer Menge von Stromkopffeldern, die durch die Felder 335 bis 337 dargestellt sind.
Die Felder 330 bis 334 stellen zu übertragende Daten dar, und jedes besteht zum Beispiel aus einem 1394-Paket isochroner Art. In diesem Fall haben alle Felder 330 bis 334 die Eigenschaft, dass sie zu dem gleichen isochronen Datenfluss gehören und somit den gleichen Wert von Kanalnummer enthalten.
Um auf dem Vermittlungsnetzwerk gesendet zu werden, wird der durch die Menge von Feldern 352 und 353 teilweise dargestellte Datenfluss unter der Steuerung der Zeitplanungseinheit 109 in eine Aufeinanderfolge von Paketen 338 bis 341 zerlegt.
Die mit 342, 345 und 349 referenzierten Paketkopffelder enthalten Routing- bzw. Leitweglenkungsinformationen, die für den zu gehenden Pfad, den Bezeichner des Knotens, der das Paket gesendet hat, den Transfermodus (hier den Strommodus), ebenso wie die Anzahl der sendenden FIFO-Speicher in der Doppel-Port-Speicher-Speichereinheit 106 repräsentativ sind. Herkömmlich ist der Wert dieser Felder identisch.
Die Datenfelder des Pakets ("Paketnutzlast", wie es in der Terminologie heißt), die mit 343, 346, 347 und 350 referenziert sind, enthalten einen Teil der Daten, die den Strom bilden, wobei die Pakete derart gesendet werden, dass der gesamte Strom in einer Reihenfolge von links nach rechts gesendet wird.
Die Paketendefelder ("Paketschlussfeld"), die mit 344, 348 und 351 referenziert sind, werden von der Schnittstelleneinrichtung 104 explizit hinzugefügt, nachdem jedes Paket gesendet wurde. Diese Felder stellen jeweils eine Paketendekennzeichnung (EOP) dar, wie in dem Standard IEEE-1355-95 beschrieben, und weisen alle den gleichen Wert EOP1 auf.
7 beschreibt das Format der im Steuermodus auf dem Vermittlungsnetzwerk übermittelten Daten.
Das Feld 360 stellt die im Steuermodus zu sendenden Daten dar und bildet die Gesamtheit einer Steuernachricht, wie etwa zum Beispiel einer gemäß 11 erwähnten Signalisierungsnachricht.
Die Steuernachricht wird auf dem Vermittlungsnetzwerk unter der Steuerung der Zeitplanungseinheit 109 in Form eines einzelnen Pakets gesendet.
Das mit 361 referenzierte Paketkopffeld enthält die Routing- bzw. Leitweglenkungsinformationen, die für den zu gehenden Pfad, den Bezeichner des Knotens, der das Paket gesendet hat, den Transfermodus (hier den Steuermodus), ebenso wie die Anzahl der sendenden FIFO-Speicher in der Speicher-Speichereinheit 106 repräsentativ sind.
Das Datenfeld des Pakets ("Paketnutzlast") 362 ist genau äquivalent zu dem Feld 360.
Das Paketendefeld ("Paketschlussfeld") 363 wird von der Schnittstelleneinrichtung 104 explizit hinzugefügt, nachdem das Paket gesendet wurde. Dieses Feld hat unveränderlicherweise den Wert EOP1.
ASYNCHRONE ÜBERMITTLUNG
8a ist eine schematische Darstellung der Datenstruktur einer Lasttabelle, die mit dem Netzwerkmodul 122 in Zusammenhang steht und in der Speichereinrichtung 95 der Kommunikationseinrichtung 90 gespeichert ist.
Gemäß 8a sind Streckendeskriptoren 2001 bis 2007 zu erkennen, die nebeneinander angeordnet sind, sowie Pfaddeskriptoren 2011 bis 2015, die in fortlaufenden Reihen bzw. Zeilen angeordnet sind.
Jeder Pfaddeskriptor ist eine Datenstruktur zum Beschreiben eines Pfads zwischen zwei Knoten des Vermittlungsnetzwerks, der insbesondere das Adressfeld von jedem der beiden Knoten, die Referenz der bei der Beschreibung von diesem Pfad beteiligten Strecken und die Referenz von jeder mit diesem Pfad assoziierten Verbindung umfasst.
Das Adressfeld eines Knotens ist eindeutig mit einem Busidentifikationsfeld assoziiert, das über 10 Bits dargestellt ist und dessen Wert der Identifikation des Busses entspricht, mit dem die Kommunikationseinrichtung verbunden ist. Der Wert von diesem Knotenadress- oder Busidentifikationsfeld wird in mit 203 bis 205 bezeichneten Adressierungsteilfeldern der asynchronen Pakete vom 1394-Typ verwendet, die nachstehend unter Bezugnahme auf 8b beschrieben sind.
Jeder Ausgangspfaddeskriptor (2011, 2012 oder 2013) umfasst ferner die Leitweglenkungsinformationen, die in jedem entlang dieses Pfads übermittelten Paketkopffeld verwendet werden. Das Adressfeld des ersten Knotens aller Ausgangspfade ist identisch und entspricht dem Adressfeld, das mit der Kommunikationseinrichtung des fraglichen Knotens in Zusammenhang steht.
Die Untermenge der Lasttabelle, die aus den abgehenden bzw. Ausgangspfaden besteht, wird im Rest der Beschreibung als Routingtabelle bezeichnet.
Die Pfade, die nicht von dem fraglichen Knoten weg führen, werden als "temporäre" Pfade bezeichnet und ermöglichen es, die Lasten auf den Strecken der abgehenden Pfade zu kennen. Die temporären Pfade werden durch die Laststeuereinrichtung erzeugt, die alle Pfade verwaltet (Schritte 2307, 2407 und 2504 gemäß 17 bis 19).
Bei dem beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Pfade 2011, 2012 und 2013 abgehende bzw. Ausgangspfade (in dicken Linien) und sind die Pfade 2014 und 2015 temporäre Pfade (in dünnen Linien). Die Pfade 2011, 2012 und 2013 beschreiben die Routingtabelle und werden von dem fraglichen Knoten verwendet, um Pfade zu jedem beliebigen Zielknoten einzurichten.
Jeder Streckendeskriptor 2001 bis 2007 umfasst insbesondere die Referenz von jedem Pfad, der über die fragliche Strecke verläuft, was durch ein Rechteck an der Kreuzung einer vertikalen Linie, die an dem fraglichen Streckendeskriptor beginnt, und einer horizontalen Linie, die an dem fraglichen Pfaddeskriptor beginnt, gekennzeichnet ist.
Die Strecken 2001 bis 2004 bilden einen Teil von zumindest einem der abgehenden Pfade und sind durch eine dicke Linien dargestellt. Jede Kreuzung von zwei Linien, die durch einen Punkt markiert ist, stellt eine Referenz in dem Speicher dar:

– die äußeren Linien (oberhalb und/oder links von den Rechtecken) identifizieren die Referenzen, die mit jeder Strecke gehalten werden; diese Referenzen beziehen sich auf jeden Pfad, der über die Strecke verläuft, und
– die inneren Linien (unterhalb und/oder rechts von den Rechtecken) identifizieren die Referenzen, die mit jedem Pfad gehalten werden; diese Referenzen beziehen sich auf jede Strecke, die von dem Pfad gekreuzt wird.

Die Aktualisierung der Lasttabelle, die von dem Netzwerkmodul 122 der Einrichtung durchgeführt wird, umfasst die folgenden Schritte:

– zur Einrichtung einer Verbindung:
• Aktualisieren der Lasten von allen Strecken, die durch den Pfad referenziert sind (Hinzufügen von Last), und
• Aktualisieren der Last auf jedem Pfad, der für diese Strecke referenziert ist, für jede Strecke;
– zur Auslösung bzw. Trennung einer Verbindung:
• Aktualisieren der Lasten auf allen Strecken, die durch den Pfad referenziert sind (Abziehen von Last), und
• Aktualisieren der Last auf jedem Pfad, der für diese Strecke referenziert ist, für jede Strecke;
– zur Hinzufügung eines Pfads:
• entweder durch das Netzwerkmodul zur Initialisierung einer vorbestimmten Liste von abgehenden Pfaden für den fraglichen Knoten, wenn die Kommunikationseinrichtung eingeschaltet wird,
• oder durch das Netzwerkmodul, wenn der mit einer neuen Verbindung assoziierte Pfad während der Hinzufügung von Last noch nicht spezifiziert ist (es ist dann eine Frage eines temporären Pfads);
– zur Löschung eines Pfads:
• durch Fallenlassen eines temporären Pfads, wenn er nicht mehr von irgendeiner Verbindung gekreuzt wird, nach Fallenlassen einer Verbindung, oder wenn die Liste von Verbindungen, die durch diesen Pfad referenziert sind, leer ist; und
– zur Löschung einer Strecke:
• durch Fallenlassen einer Strecke, wenn sie nicht mehr von irgendeinem Pfad gekreuzt wird, oder wenn die Liste von Pfaden, die durch die Strecke referenziert sind, leer ist.

In der Lasttabelle ist mit jeder Strecke eine Lastinformation assoziiert und ist mit jedem Pfad eine Information assoziiert, die die am wenigstens verfügbare Strecke repräsentiert. Die verfügbare Bandbreite der am wenigsten verfügbaren Strecke ist daher auch die verfügbare Bandbreite des Pfads.
Es wird festgestellt werden, dass es durch Verwendung dieser Pfadbandbreitenverfügbarkeitsinformation erfolgt, dass das Netzwerkmodul die Wahl des Pfads durch Wahl des verfügbarsten Pfads durchführt. Für alle in nicht verbundenem Modus zu übertragenden Informationen wird die Verfügbarkeit von jedem Pfad des Netzwerks auf diese Weise als Funktion des Verkehrs in verbundenem Modus geschätzt.
Die Last auf einem Pfad wird auf Grundlage seiner am wenigstens verfügbaren Strecke definiert. Sie ist gekennzeichnet durch die Gesamtbandbreite, die er zulässt, und den maximalen Anteil der Bandbreite, die mit dem Verkehr in verbundenem Modus assoziiert ist. Wenn die tatsächliche Last des Verkehrs in verbundenem Modus gegeben ist, definiert das Netzwerkmodul den mit dem Verkehr in nicht verbundenem Modus assoziierten Anteil so, dass dieser gleich der Gesamtbandbreite ist, von der der Anteil subtrahiert ist, der mit dem verbundenen Modus assoziiert ist.
Das Netzwerkmodul weist an alle Übertragungen in nicht verbundenem Modus, die es durchführen muss, die gesamte oder einen Teil der Bandbreite zu (vorzugsweise einen Teil, um Probleme einer Blockierung des Netzwerks zu vermeiden). Dieser Anteil wird zwischen allen Übertragungen in nicht verbundenem Modus gleichmäßig verteilt, und er wird daher am Anfang und am Ende von jeder Übertragung in verbundenem Modus (wenn die Last des Verkehrs in verbundenem Modus variiert) dynamisch aktualisiert.
Die Zuweisung eines Anteils erfolgt, indem ein Wertebereich der Anzahl von zu sendenden Paketen zwischen zwei Extremwerten (spec_CPmin 1114 und spec_CPmax 1115, die nachstehend unter Bezugnahme auf 21 beschrieben sind) definiert wird. Dieser Bandbreitenzuweisungsschritt wird durchgeführt, bevor die Informationen gesendet werden.
Außerdem wird ein Pfad, der mehr als eine vorbestimmte Anzahl von abgehenden Übertragungen in dem nicht verbundenen Modus unterstützt, für zusätzliche Übertragungen in nicht verbundenem Modus als nicht verfügbar betrachtet.
Die Ereignisse, die die Zuweisung von Bandbreite an die Übertragung in verbundenem Modus beeinflussen können, sind von zweierlei Art:

– diejenigen, die sich auf den verbundenen Modus, die Herstellung oder die Beendigung einer Verbindung beziehen, und die einen Einfluss haben auf die Bandbreite, die für diese reserviert ist, und folglich auf die Anzahl von in verbundenem Modus zu sendenden Paketen und auch auf die Größe dieser Pakete, und
– diejenigen, die sich auf den nicht verbundenen Modus, den Anfang oder das Ende einer Übertragung beziehen, und die einen Einfluss auf die Anzahl von in nicht verbundenem Modus zu sendenden Paketen haben.

Zur Verwaltung der gemäß 8a veranschaulichten Lasttabelle wird die Last auf einem Pfad durch die Last auf der am wenigstens verfügbaren Strecke bestimmt, wobei für die Last auf einer Strecke die Summen der Lasten auf den Pfaden berücksichtigt wird, die über diese verlaufen.
Den verwendeten abgehenden Pfaden ist zum Beispiel auf vorbestimmte Weise eine festgelegte Topologie des Vermittlungsnetzwerks statisch gegeben. Es wird bemerkt werden, dass die Verwendung von Routingmitteln, die es ermöglichen, die Liste von abgehenden Pfaden für eine variable Topologie dynamisch zu verwalten, die Implementierung der Erfindung in keiner Weise beeinträchtigt.
Es wird hierbei festgestellt werden, dass jeder Knoten des paketvermittelten Netzwerks den Fluss, den er erzeugt, anhand der Paketzeitplanungseinheit 109 steuert, und dass die Information, die es ermöglicht, diesen Fluss zu steuern, auf Grundlage der von dem Netzwerkmodul 122 verwalteten Lasttabelle festgelegt ist, wobei die Zeitplanungseinheit 109 von jedem Knoten diese Information in Form einer Tabelle hält, wie etwa der gemäß 21 veranschaulichten, die nachstehend beschrieben wird. Diese Tabelle wird von dem Netzwerkmodul 122 aufgefüllt.
Die Prioritätsniveaus der Nachrichten werden von dem Netzwerkmodul auf Grundlage des erforderlichen Dienstes festgelegt.
8b beschreibt das Format eines asynchronen Pakets gemäß dem 1394-Standard, das für eine Übermittlung einer Anschlussanforderung oder einer Freigabeanforderung verwendet wird. Die Struktur eines asynchronen Pakets ist ausführlicher in dem Standard IEEE 1394-95 beschrieben. Die asynchronen Pakete werden unter anderem verwendet, um Transaktionen zwischen einem Quellenperipheriegerät und einem Zielperipheriegerät durchzuführen. Eine Transaktion wird durchgeführt durch Senden eines Pakets vom Typ "Anforderung" von der Quelle an das Ziel, und dann eines Pakets vom Typ "Antwort" von dem Ziel an die Quelle.
Das Feld "Ziel_ID" 280 gemäß 8b ("Zielbezeichner"), das über 16 Bits dargestellt ist, enthält die Routinginformationen, die es ermöglichen, das Zielperipheriegerät zu erreichen.
Das Teilfeld 201 beschreibt die Identifikation des Busses, zu dem das Zielperipheriegerät gehört, wohingegen das Teilfeld 202 das Zielperipheriegerät selbst unter den anderen Peripheriegeräten des Busses identifiziert, zu dem es gehört.
Das Feld "Quelle_ID" 281 ("Quellenbezeichner"), das über 16 Bits dargestellt ist, enthält die Routinginformationen, die es ermöglichen, das Quellenperipheriegerät zu erreichen.
Das Teilfeld 203 beschreibt die Identifikation des Busses, zu dem das Quellenperipheriegerät gehört, wohingegen das Teilfeld 204 das Quellenperipheriegerät selbst unter den anderen Peripheriegeräten des Busses identifiziert, zu dem es gehört.
Die Anwesenheit dieser beiden Felder 280 und 281 ermöglicht, dass eine Transaktion zwischen der Quelle und dem Ziel gelenkt wird.
Das Feld "tl" 282 ("Transaktionsetikett"), das über 6 Bits dargestellt ist, ermöglicht es, eine Transaktion zwischen Peripheriegeräten zu nummerieren.
Das Feld "rt" 283 ("Neuversuchscode"), das über 2 Bits dargestellt ist, ermöglicht es, die Versuche zum Senden des gleichen asynchronen Pakets zu identifizieren.
Das Feld "tcode" 284 ("Transaktionscode"), das über 4 Bits dargestellt ist, ermöglicht es, einen asynchronen Pakettyp zu identifizieren, wie etwa zum Beispiel den Typ der Transaktion.
Das Feld "pri" 285 ("Priorität"), das über 4 Bits dargestellt ist, ermöglicht es, die mit dem asynchronen Paket in Zusammenhang stehende Priorität zu identifizieren.
Die Felder 286 und 287 ermöglichen es auf eindeutige Weise, den Pakettyp ebenso wie die Verarbeitungsschritte zu identifizieren, die mit diesem in Zusammenhang stehen. Sie ermöglichen es insbesondere, Pakete vom Typ "Befehl" zu identifizieren, die zwischen Bridges ausgetauscht werden, und insbesondere die Befehle zum Einrichten und Auflösen einer Verbindung.
Die Felder 289, 290, 291, 292 und 293 sind Felder, die für die Befehle zum Einrichten und Freigeben einer Verbindung spezifisch sind. Das Feld 289 ermöglicht es auf eindeutige Weise, die isochrone Verbindung in dem Vermittlungsnetzwerk aus Ganzes zu identifizieren.
Das Feld 290 enthält die Identifikation (oder Adresse) des Steuerknoten genannten Knotens, der gemäß 11 zum Beispiel mit 523 bezeichnet ist, was nachstehend beschrieben wird.
Das Feld 291 enthält die Identifikation (oder Adresse) des Quellenknoten ("Sprecher" bzw. „Sender") genannten Knotens, der gemäß 11 zum Beispiel mit 505 bezeichnet und mit dem Buchstaben T gekennzeichnet ist, was nachstehend beschrieben wird.
Das Feld 292 enthält die Identifikation (oder Adresse) des als Zielknoten ("Zuhörer" bzw. „Empfänger") bekannten Knotens, der gemäß 11 zum Beispiel mit 514 bezeichnet und mit dem Buchstaben L markiert ist, was nachstehend beschrieben wird.
Das Feld 293 enthält die Beschreibung der erforderlichen Parameter, die mit der vorgesehenen Verbindung zum Transportieren des isochronen Stroms zwischen dem so genannten "Sender"-Knoten und dem so genannten "Empfänger"-Knoten in Zusammenhang stehen.
Die Standardfelder 288 und 294 sind Fehlererkennungsfelder.
Die verschiedenen in der Beschreibung dargelegten Ablaufdiagramme, die folgen werden, umfassen Schritte, die Anweisungen entsprechen, die es, wenn sie ausgeführt werden, möglich machen, das Ganze oder einen Teil des Verfahrens gemäß der Erfindung zu implementieren.
Es sollte beachtet werden, dass mehrere Computerprogramme, bezeichnet mit P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10 und P11, die in der RAM-Speichereinrichtung 95 (3a) gespeichert sind, jeweils auf den Ablaufdiagrammen gemäß 9a bis 9d, 13 bis 19 beruhen.
9a beschreibt ein Ablaufdiagramm zum Empfangen und Verarbeiten von asynchronen Paketen, die von dem seriellen Bus stammen, der mit der Schnittstelleneinrichtung 103 verbunden ist. Dieses Ablaufdiagramm wird durch das Brückenmodul 123 implementiert.
Die 1394-Pakete werden zunächst in dem mit der Schnittstelleneinrichtung 103 in Zusammenhang stehenden FIFO-Empfangsspeicher GRF gespeichert. Das Paket wird dann von dem Schnittstellenmodul 120 unter der Steuerung des Brückenmoduls 123 in die RAM-Speichereinrichtung 95 übermittelt. Dies beschreibt die Menge von Schritten, die im Verlauf von Schritt 150 des Ablaufdiagramms implementiert sind.
Im Verlauf des Tests 151 analysiert das Brückenmodul 123 das gemäß 8b beschriebene Feld 201, um zu bestimmen, ob das Paket für das Vermittlungsnetzwerk bestimmt ist. Ist dies der Fall, wird der Schritt 155 durchgeführt und wird das asynchrone Paket über die Schnittstelle, die gemäß 4 mit ctrl14 referenziert ist, an das Netzwerkmodul 122 gesendet.
In dem Fall, dass der Test 151 negativ ist, wird der Test 152 durchgeführt. Im Verlauf des Tests 152 bestimmt das Brückenmodul durch Analyse der Felder 286 und 287, ob das Paket für dieses bestimmt ist. Ist dies der Fall, wird Schritt 154 durchgeführt und wird die Verarbeitung durchgeführt, die mit den Datenfeldern des asynchronen Pakets (wie etwa zum Beispiel den Feldern 289 bis 293 gemäß 8b) in Zusammenhang steht.
Ist der Test 152 negativ, wird das asynchrone Paket über die Schnittstelle, die gemäß 4 mit ctrl12 referenziert ist, an das Datenverarbeitungsmodul 121 übertragen (Schritt 153).
9b beschreibt das Ablaufdiagramm zum Empfangen eines asynchronen Pakets, das von dem Vermittlungsnetzwerk stammt, welches durch das Brückenmodul 123 implementiert wird.
Im Verlauf von Schritt 160 empfängt das Brückenmodul 123 ein asynchrones Paket, das von dem Netzwerkmodul 122 stammt, über die Schnittstelle ctrl14 (siehe Schritt 174 gemäß 9c), dann wird der Test 161 durchgeführt.
Im Verlauf des Tests 161 analysiert das Brückenmodul 123 das gemäß 8b dargestellte Feld 201, um zu bestimmen, ob das Paket für den seriellen Bus bestimmt ist. Ist dies der Fall, wird Schritt 165 durchgeführt und wird das asynchrone Paket über das Schnittstellenmodul 120 in den Sende-FIFO-Speicher ATF übermittelt, der mit der Schnittstelleneinrichtung 103 in Zusammenhang steht, um auf dem seriellen Bus ausgesendet zu werden.
In dem Fall, dass der Test 161 negativ ist, wird Test 162 durchgeführt. Im Verlauf des Tests 162 bestimmt das Brückenmodul durch Analyse der Felder 286 und 287, ob das Paket für dieses bestimmt ist. Ist dies der Fall, wird Schritt 164 durchgeführt und wird die Verarbeitung durchgeführt, die mit den Datenfeldern des asynchronen Pakets (wie etwa zum Beispiel den Feldern 289 bis 293 gemäß 8b) in Zusammenhang steht.
Ist der Test 162 negativ, wird das asynchrone Paket über die Schnittstelle, die gemäß 4 mit ctrl13 referenziert ist, an das Datenverarbeitungsmodul 121 übertragen (Schritt 163).
9c beschreibt das Ablaufdiagramm zum Empfangen einer Übermittlung in dem nicht verbundenen Modus, die von dem Vermittlungsnetzwerk stammt, und wobei dieses durch das Netzwerkmodul 122 implementiert wird.
Schritt 170 informiert das Netzwerkmodul 122 über die Ergebnisse einer Datenübermittlung in nicht verbundenem Modus in der Speichereinrichtung 95 (siehe Schritt 1286 gemäß 25), dann wird der Test 171 durchgeführt.
Im Verlauf des Tests 171 bestimmt das Netzwerkmodul 122 auf Grundlage der mit der Übermittlung in Zusammenhang stehenden Paketkopfinformationen, ob das, was enthalten ist, ein Paket vom Steuertyp ist. Ist der Test positiv, wird Schritt 177 durchgeführt. Dieser bezieht sich zum Beispiel auf Verarbeitungsschritte, die mit dem Empfang einer Signalisierungsnachricht in Zusammenhang stehen, wie nachstehend unter Bezugnahme auf die Ablaufdiagramme gemäß 13 bis 16 für die Verwaltung der Verbindungen beschrieben ist.
Ist Test 171 negativ, wird Test 172 durchgeführt. Ist Test 172 negativ, wird abhängig von dem Ergebnis der Analyse des Felds 301 gemäß 5 Schritt 176 durchgeführt, und andernfalls wird Test 173 durchgeführt.
Schritt 176 besteht in einem speziellen Verarbeitungsschritt, der mit jeder Übermittlung von Daten im Nachrichtenmodus in Zusammenhang steht, was sich nicht auf die Offenbarung der Erfindung bezieht.
Schritt 173 wird in dem Fall durchgeführt, dass die Datenübermittlung im Nachrichtenmodus einem asynchronen Paket entspricht. Im Verlauf des Tests 173 bestimmt das Netzwerkmodul 122, ob das asynchrone Paket für den seriellen Bus bestimmt ist, indem das gemäß 8b dargestellte Feld 201 analysiert wird. Im negativen Fall wird Schritt 175 durchgeführt und wird von dem Netzwerkmodul die Verarbeitung durchgeführt, die mit den Datenfeldern des asynchronen Pakets (wie etwa zum Beispiel Feldern 289 bis 293 gemäß 8b) in Zusammenhang steht. Im bejahenden Fall wird das asynchrone Paket über die Schnittstelle, die gemäß 4 mit ctrl14 referenziert ist, an das Brückenmodul 123 weitergeleitet (Schritt 174).
9d beschreibt das Ablaufdiagramm zur Übermittlung eines asynchronen Pakets im Nachrichtenmodus an das Vermittlungsnetzwerk, das durch das Netzwerkmodul 122 implementiert wird.
Im Verlauf von Schritt 180 empfängt das Netzwerkmodul 122 ein asynchrones Paket, das von dem Brückenmodul 122 stammt, über die Schnittstelle ctrl14 (siehe Schritt 155 gemäß 9a), dann wird Test 181 durchgeführt.
Im Verlauf des Tests 181 bestimmt das Netzwerkmodul 122, ob das asynchrone Paket für das Vermittlungsnetzwerk bestimmt ist, indem das gemäß 8b dargestellte Feld 201 analysiert wird. Ist dies der Fall, wird Schritt 183 durchgeführt und wird das Paket im Nachrichtenmodus über das Schnittstellenmodul 120 an das Vermittlungsnetzwerk übermittelt. Wenn nicht, wird von dem Netzwerkmodul die Verarbeitung durchgeführt (Schritt 182), die mit den Datenfeldern des asynchronen Pakets (wie etwa zum Beispiel den Feldern 289 bis 293 gemäß 8b) in Zusammenhang steht.
ISOCHRONE ÜBERMITTLUNG
10 beschreibt das Format eines isochronen Pakets, das für eine Echtzeit-Datenübermittlung gemäß dem Standard IEC-61883 (IEC-61883: "Consumer Audio-Video Equipment – Digital Interface – Part 1: General", Februar 1998) verwendet wird.
Das Feld 400 spezifiziert die Länge des Datenfelds in Bytes, das aus den Feldern 406 und 407 gebildet wird.
Feld 401 beschreibt das Format des isochronen Pakets und besonders die Anwesenheit des CIP-Kopffelds ("Common Isochronous Packet"), wenn dessen Wert in binärer Darstellung gleich "01" ist.
Das "Kanal"-Feld 402 spezifiziert den Wert der mit dem isochronen Paket assoziierten Kanalnummer.
Das Feld "tcode" 403 ermöglicht es, zu identifizieren, dass die Pakete vom isochronen Typ sind, wenn dessen Wert in binärer Darstellung gleich "1010" ist.
Das Feld "Sy" 404 ist ein Feld, das für bestimmte Anwendungen verfügbar ist.
Das Feld "CIP_Kopffeld" 406 enthält Informationen, die Echtzeitdaten beschreiben.
Die Standardfelder 405 und 408 sind Fehlererkennungsfelder.
Die mit 11 bezeichnete Figur ist eine schematische Darstellung eines Kommunikationsnetzwerks gemäß der Erfindung, das ähnlich zu denjenigen ist, die gemäß 1 und 2 dargestellt sind. Diese Figur wird es ermöglichen, die Zirkulation bzw. den Umlauf der Steuernachrichten zu veranschaulichen, die zur Verwaltung bzw. Handhabung des verbundenen Modus bestimmt sind.
Das Netzwerk gemäß 11 umfasst mehrere serielle Kommunikationsbusse, zum Beispiel von dem Typ gemäß dem Standard IEEE 1394, die mit 540 bis 544 bezeichnet sind und mit Hilfe des Vermittlungsnetzwerks, zum Beispiel des Typs gemäß dem Standard IEEE 1355 und mit 590 bezeichnet, untereinander verbunden sind. Verschiedene Elemente von Datenverarbeitungseinrichtungen oder Peripheriegeräten des Typs gemäß dem Standard IEEE 1394, bezeichnet mit 500 bis 516, die gemäß dieser Figur durch Rechtecke dargestellt sind, sind mit jedem der Busse verbunden. Andere Knoten sind einerseits durch eine Kommunikationseinrichtung 90 und andererseits durch eine Datenverarbeitungseinrichtung 92, wie gemäß 3a dargestellt, ausgebildet.
Alle seriellen Kommunikationsbusse gemäß 11 können von dem gleichen Typ sein und jeweils eine Zykluszeit als eine Zeitperiode definieren, die einem Intervall entspricht, in dem die isochronen Datenpakete auf dem seriellen Bus übertragen werden.
Es sollte beachtet werden, dass jede Kommunikationseinrichtung 90 gemäß der Erfindung in dieser Figur durch die zwei Hälften eines Ovals derart dargestellt ist, dass einerseits alle Einrichtungen bildlich dargestellt sind, die mit der Schnittstellenbildung mit dem seriellen Bus in Zusammenhang stehen, genannt "Seriellbuszugriff" (oder "Seriellbusportal"), was durch ein halbes Oval dargestellt ist, und dass andererseits alle Einrichtungen bildlich dargestellt sind, die mit der Schnittstellenbildung mit dem Vermittlungsnetzwerk in Zusammenhang stehen, genannt "Virtuellbuszugriff" (oder "Virtuellbusportal"), was durch die andere Hälfte des fraglichen Ovals dargestellt ist.
Die "Seriellbusportale" der verschiedenen Kommunikationseinrichtungen 90, die gemäß 11 dargestellt sind, sind in dem Fall von denjenigen, die tatsächlich mit einem Bus verbunden sind, mit 520 bis 524 bezeichnet, und in den anderen Fällen mit 532 bis 534.
Die "Virtuellbusportale" der verschiedenen Kommunikationseinrichtungen 90, die gemäß 11 dargestellt sind, sind einerseits mit 525 bis 529 und andererseits mit 530 bis 532 bezeichnet. Die "Virtuellbusportale" beschreiben die Gesamtheit des Vermittlungsnetzwerks 590 und sind mittels mit 550 bis 559 bezeichneter bidirektionaler Strecken des Typs gemäß dem Standard IEEE 1355, wie gemäß 11 angedeutet, paarweise miteinander verbunden.
Demnach bilden zum Beispiel das "Seriellbusportal" 520 und das "Virtuellbusportal" 525 gemeinsam eine Kommunikationseinrichtung 90.
Das "Seriellbusportal" arbeitet unter der Steuerung von Ablaufdiagrammen, die von dem Brückenmodul 123 implementiert werden, während das "Virtuellbusportal" unter der Steuerung von Ablaufdiagrammen arbeitet, die von dem Netzwerkmodul 122 implementiert werden.
Ein "Seriellbusportal" ist dazu bestimmt, entweder mit einem Zugriff des gleichen Typs oder anderweitig mit einer Einrichtung des Typs gemäß dem Standard IEEE 1394 zu kommunizieren.
Ein "Virtuellbusportal" ist dazu bestimmt, einzig und allein mit einem analogen Zugriff von einer anderen Kommunikationseinrichtung des Vermittlungsnetzwerks zu kommunizieren.
11 wird es möglich machen, die Zirkulation bzw. den Umlauf von Steuernachrichten in einem Kommunikationsnetzwerk gemäß der Erfindung zu veranschaulichen, die zur Verwaltung bzw. Handhabung des verbundenen Modus bestimmt sind, insbesondere mit Hinblick auf die Übertragung von isochronen Daten zwischen zwei Peripheriegeräten, die sich jeweils auf Bussen befinden, die durch das vorstehend erwähnte Vermittlungsnetzwerk 590 voneinander getrennt sind.
Die mit durchgezogenen Linien dargestellten Pfeile veranschaulichen die Nachrichten, die zwischen den Netzwerkmodulen und den verschiedenen "Virtuellbusportalen" ausgetauscht werden. Es wird bemerkt werden, dass alle "Virtuellbusportale" des Vermittlungsnetzwerks 590 beteiligt sind.
Die mit gestrichelten Linien dargestellten Pfeile veranschaulichen die dem Fachmann wohl bekannten Nachrichten vom 1394-Typ, die zwischen "Seriellbusportalen" und 1394-Peripheriegeräten ausgetauscht werden, die zu den jeweiligen Bussen gehören. Es wird bemerkt werden, dass nur die "Seriellbusportale" 521 und 524 beteiligt sind.
Es sollte beachtet werden, dass gemäß 11 eines der Peripheriegeräte 505, das mit dem Bus 541 verbunden ist, durch den Buchstaben T (für "Talker" bzw. "Sender") identifiziert ist und das Peripheriegerät oder den Knoten identifiziert, das/der einen Strom von isochronen Daten senden möchte, während ein anderes Peripheriegerät 514, das mit dem Bus 544 verbunden ist, mit L (für "Listener" bzw. "Empfänger") bezeichnet ist und das Peripheriegerät oder den Knoten identifiziert, das/der den fraglichen isochronen Datenstrom empfangen wird, nachdem er mit Hilfe des Vermittlungsnetzwerks 590 übertragen wurde.
Auf Initiative eines Benutzers bzw. Anwenders hin wird ein Verbindungsanforderungsbefehl, "Anschlussanforderung", der unter Bezugnahme auf 8b beschrieben ist, von dem mit C (für "Controller" bzw. "Steuerung") bezeichneten "Seriellbusportal" 523 übertragen, das als "Steuerungs"-Peripheriegerät bezeichnet wird, der für das mit TX bezeichnete "Seriellbusportal" 524 bestimmt ist.
Die Anschlussanforderung wird auf dem Vermittlungsnetzwerk unter Verwendung einer (nicht verbundenen) Nachrichtenmodusübermittlung 560 transportiert. Somit überträgt das mit dem Knoten C assoziierte "Seriellbusportal" 523 die Nachricht an seinen benachbarten Zugriff (oder "Nachbarportal"), das "Virtuellbusportal" 528. Die Nachricht wird dann von dem "Virtuellbusportal" 528 in (nicht verbundenem) Nachrichtenübermittlungsmodus an das mit D bezeichnete "Virtuellbusportal" 529 übertragen. Schließlich überträgt das "Virtuellbusportal" D die Anschlussanforderung an sein mit TX bezeichnetes Nachbarportal 524, das mit dem Bus 544 verbunden ist, mit dem der mit L bezeichnete Knoten 514 ebenfalls verbunden ist.
Schließlich bestimmt das mit TX bezeichnete "Seriellbusportal" 524, ob es die Rolle eines mit T bezeichneten Quellenknotens 505 für den mit L bezeichneten Zielknoten 514 zu spielen hat, indem es den Inhalt der Anschlussanforderung analysiert.
Als Nächstes muss das "Seriellbusportal" TX Ressourcen für einen isochronen Datenstrom auf dem fraglichen lokalen Bus 544 reservieren, wobei es sich selbst (Anforderung 581) gegenüber einem IRM genannten Peripheriegerät 515 adressiert, das mit diesem Bus verbunden ist.
Es wird bemerkt werden, dass die Busse 541 und 544 jeweils als erster und als zweiter Bus im Sinne der Erfindung betrachtet werden.
Das Peripheriegerät IRM ist ein "Isochronressourcenmanager".
Die Verwaltung der isochronen Ressourcen auf einem lokalen Kommunikationsbus ist in dem Standard IEEE 1394-1395 (IEEE Computer Society, "Standard for High Performance Serial Bus", IEEE-Standard 1394-1995, IEEE) beschrieben und in dem Entwurfsstandard P1394a (IEEE Computer Society, "Draft Standard for High Performance Serial Bus (Supplement)", P1394a draft 4.0, September 1999) ergänzt.
Das "Seriellbusportal" der Kommunikationseinrichtung TX wird dann in dem Zielperipheriegerät L ein Eingangsverbindungssteuerregister iPCR (für "input Plug Control Register") öffnen (Anforderung 582).
Es wird bemerkt werden, dass mit PCR bezeichnete Verbindungssteuerregister ein Konzept ist, das in dem Standard IEC-61883 (IEC-61883 "Consumer Audio-Video Equipment – Digital Interface – Part 1: General", Februar 1998) beschrieben ist.
Das "Seriellbusportal" TX überträgt dann die Verbindungsanforderung an sein "Nachbarportal", das mit D bezeichnet ist und als das "Virtuellbusportal" 529 erkannt wird.
Das "Virtuellbusportal" D überträgt die Anschlussanforderung, die für das mit S bezeichnete "Virtuellbusportal" 526 bestimmt ist, im Nachrichtenmodus 561.
Das "Virtuellbusportal" S wählt aus der vorbestimmten Routingtabelle einen Pfad über das "Virtuellbusportal" D aus.
Wie gemäß 17 veranschaulicht führt das "Virtuellbusportal" S die Reservierung von internen Ressourcen der Kommunikationseinrichtung durch, mit der es assoziiert ist, und insbesondere in der Doppel-Port-Speicher-Speichereinheit 106 gemäß 3a, wobei dies durchgeführt wird, um so einen FIFO-Speicher zuzuordnen, der mit dem isochronen Kanal der isochronen Pakete assoziiert ist, die von dem Bus 541 an das Vermittlungsnetzwerk 590 zu übertragen sind.
Das "Virtuellbusportal" S überträgt dann auf dem Vermittlungsnetzwerk eine Nachricht zum Aufbauen einer Verbindung (oder "Aufbaunachricht" in der Terminologie), deren letztendliches Ziel das "Virtuellbusportal" D ist.
Bei dem gemäß 11 dargestellten Beispiel verläuft der ausgewählte Pfad über die Knoten oder so genannten Zwischen-Kommunikationseinrichtungen, die mit 525 und 532 bezeichnet sind, und ist die vorstehend genannte Verbindungsaufbaunachricht jeweils durch die mit 562 bis 564 bezeichneten Pfeile dargestellt.
Wenn das "Virtuellbusportal" D diese Aufbaunachricht empfängt, reserviert es interne Ressourcen der Ziel-Kommunikationseinrichtung, mit der es assoziiert ist, wie gemäß 18 beschrieben, und insbesondere in der Doppel-Port-Speicher-Speichereinheit 106 gemäß 3a, um so einen zugehörigen FIFO-Speicher an den isochronen Kanal für die isochronen Pakete zuzuweisen, die von dem Vermittlungsnetzwerk 590 an den Bus 544 zu übertragen sind, und insbesondere für den mit L bezeichneten Knoten 514 bestimmt sind.
In dem Fall, dass die Verbindung akzeptiert wird, überträgt das "Virtuellbusportal" D über das Vermittlungsnetzwerk eine Verbindungsbestätigungsnachricht (oder "Verbindungsnachricht" gemäß der Terminologie) an das "Virtuellbusportal" S, wie durch den mit 565 bezeichneten Pfeil gemäß 11 angedeutet.
Sobald das "Virtuellbusportal" S diese Nachricht empfängt, informiert es jeden Knoten oder jede Kommunikationseinrichtung des Vermittlungsnetzwerks mit Hilfe einer Lasttabellenaktualisierungsnachricht 562 bis 572, die an alle Knoten des Netzwerks 527, 528, 531, 529, 532, 525 und 530 rundgesendet wird, über die Herstellung einer neuen Verbindung.
Das "Virtuellbusportal" S überträgt die Anschlussanforderung an sein "Nachbarportal" LX. Die Analyse der Anschlussanforderung ermöglicht es dem mit LX bezeichneten "Seriellbusportal" 521, zu bestimmen, ob es die Rolle des mit L bezeichneten Zielknotens 514 für den mit T bezeichneten Quellenknoten 505 spielt.
Das "Seriellbusportal" LX reserviert dann isochrone Ressourcen auf dem mit 541 bezeichneten lokalen Bus, wobei es sich selbst (Anforderung 583) gegenüber einem IRM-Peripheriegerät adressiert, das mit diesem Bus verbunden ist und dessen Funktion die gleiche ist wie diejenige des vorstehend erwähnten Peripheriegeräts 515 mit dem gleichen Namen, das mit dem Bus 544 verbunden ist.
Dieser Ressourcenreservierungsschritt wird auf die gleiche Weise wie derjenige durchgeführt, der vorstehend für den anderen Bus angegeben ist.
Das "Seriellbusportal" LX wird dann (Anforderung 584) ein Ausgangsverbindungssteuerregister oPCR (was für "output Plug Control Register" steht) in dem mit T bezeichneten Quellenperipheriegerät 505 öffnen.
Auf diese Weise wird die Signalisierungsphase abgeschlossen, die der Übermittlung von isochronen Paketen über das Vermittlungsnetzwerk 590 vorangeht.
12 stellt den Aufbau von Steuernachrichten dar, die zwischen den Modulen 122 der verschiedenen Knoten des Netzwerks ausgetauscht werden und für eine Verwaltung bzw. Handhabung des verbundenen Modus bestimmt sind.
Gemäß 12 sind in vier aufeinander folgenden Reihen bzw. Zeilen die Strukturen der Aufbau-, Freigabe-, Lasttabellenaktualisierungs-, nämlich LinkTabLast- oder LinkTabFrei-, und Verbindungs-Nachrichten ersichtlich.
Die Aufbaunachricht enthält nacheinander die folgenden Felder:

– 1901 zur Identifikation des Nachrichtentyps (Aufbau, LinkTabLast, LinkTabFrei, Verbindung oder Freigabe),
– 1902 zur Verbindungsidentifikation auf dem Vermittlungsnetzwerk,
– 1903 zur Verkehrsbeschreibung, die für den erforderlichen Dienst repräsentativ ist; dieses Feld ist repräsentativ für die in dem Feld 293 des gemäß 10 dargestellten Verbindungsaufbaubefehls enthaltenen Informationen,
– 1904 für Daten, die für die Kommunikationseinrichtung spezifisch sind, die es insbesondere ermöglichen, die Brückenmodule der Quelle oder des Ziels ebenso wie die Zwischenbrücken-Aufbauanforderungsbefehle zu identifizieren, die von dem Zielknoten übertragen werden, was in den Feldern 289 bis 292 des gemäß 10 dargestellten Aufbaubefehls beschrieben ist,
– 1905 für die Nummern von Strecken, die den mit der Verbindung assoziierten Pfad verwenden,
– 1906 für die Situation bzw. den Zustand der Strecke, auf der die Nachricht auf dem mit der Verbindung assoziierten Pfad verläuft,
– 1907 für die Deskriptoren von aufeinander folgenden Strecken des Pfads, die der gewünschten Verbindung entsprechen, und
– 1908 für Protokolldaten.

Die Freigabenachricht enthält nacheinander die folgenden Felder:

– 1901 zur Identifikation des Nachrichtentyps (Aufbau, LinkTabLast, LinkTabFrei, Verbindung oder Freigabe),
– 1902 zur Verbindungsidentifikation,
– 1909 für den Grund der Freigabeanforderung,
– 1905 für die Nummern der Strecken, die den mit der Verbindung assoziierten Pfad verwenden,
– 1906 für die Situation bzw. den Zustand der Strecke, auf der die Nachricht auf dem mit der Verbindung assoziierten Pfad verläuft,
– 1907 für die Deskriptoren von aufeinander folgenden Strecken des Pfads, die der gewünschten Verbindung entsprechen, und
– 1908 für Protokolldaten.

Eine Lasttabellenaktualisierungsnachricht enthält nacheinander die folgenden Felder:

– 1901 zur Identifikation des Nachrichtentyps (Aufbau, LinkTabLast, LinkTabFrei, Verbindung oder Freigabe),
– 1902 zur Verbindungsidentifikation,
– 1903 zur Verkehrsbeschreibung, die für den erforderlichen Dienst repräsentativ ist,
– 1910 für Informationen bezüglich des eingesetzten Rundsendungsabdeckungsbaums,
– 1905 für die Nummern der Strecken, die den mit der Verbindung assoziierten Pfad verwenden,
– 1906 für die Situation bzw. den Zustand der Strecke, auf dem die Nachricht auf dem mit der Verbindung assoziierten Pfad verläuft,
– 1907 für die Deskriptoren von aufeinander folgenden Strecken des Pfads, die der gewünschten Verbindung entsprechen, und
– 1908 für Protokolldaten.

Die Verbindungsnachricht enthält nacheinander die folgenden Felder:

– 1901 zur Identifikation des Nachrichtentyps (Aufbau, LinkTabLast, LinkTabFrei, Verbindung oder Freigabe),
– 1902 zur Verbindungsidentifikation,
– 1910 für Protokolldaten, die von dem Netzwerkmodul 122 des Quellenknotens verwendet werden können,
– 1908 für Protokolldaten.

13 bis 16 beschreiben die verschiedenen Algorithmen, die von dem Netzwerkmodul 122 von jedem der Knoten abhängig von deren Rolle bei Einrichtung der Verbindung eingesetzt werden. Bei dem Beispiel gemäß 11 ist es daher möglich, die Rollen der verschiedenen Knoten des Vermittlungsnetzwerks 590 wie folgt festzulegen:

– die Kommunikationseinrichtung des so genannten Quellenknotens bezieht das mit S bezeichnete "Virtuellbusportal" 526 ein;
– die Kommunikationseinrichtung des so genannten Zielknotens bezieht das mit D bezeichnete "Virtuellbusportal" 529 ein;
– die "Virtuellbusportale" 525 und 532 sind Elemente der Kommunikationseinrichtungen, die mit den so genannten Zwischenknoten in Zusammenhang stehen;
– die "Virtuellbusportale" 527, 528, 530 und 531 sind Elemente der Kommunikationseinrichtungen, die mit den so genannten Nachbarknoten in Zusammenhang stehen.

13 stellt einen Algorithmus zur Übertragung in verbundenem Modus dar, der von dem Netzwerkmodul 122 des Quellenknotens implementiert wird.
Was das Netzwerkmodul 122 betrifft, wird, nachdem es in einem Initialisierungszustand 1300 war, im Verlauf eines Schritts 1301 über das Schnittstellenmodul 121 im Nachrichtenmodus eine Anschlussanforderung empfangen, die von dem Netzwerkmodul des Zielknotens stammt. Das Feld "Verkehr_Deskriptor" 293 von diesem Befehl, das gemäß 8b beschrieben ist, ermöglicht es, den erforderlichen Dienst für die vorgesehene Verbindung einschließlich der Bandbreite und des Übertragungsmodus zu bestimmen. Im Verlauf eines Schritts 1302 trifft das Netzwerkmodul 122 des Quellenknotens dann die Auswahl eines Pfads, der der Verbindung zugewiesen ist, berechnet die Übertragungsparameter auf Grundlage des erforderlichen Dienstes, aktualisiert dann die Lasttabelle, wenn ein Pfad verfügbar ist (17).
Im Verlauf eines Tests 1304 verifiziert das Netzwerkmodul 122 des Quellenknotens als Nächstes, ob die für die vorgesehene Verbindung notwendige Bandbreite auf dem ausgewählten Pfad verfügbar ist oder nicht. Dieser Testvorgang 1304 ist mit dem Namen "Verbindungszugangskontrolle" oder nur "CAC" (CAC: "Connection Admission Control") bekannt. Wenn das Ergebnis des Tests 1304 negativ ist, sendet das Netzwerkmodul im Verlauf eines Schritts 1303 eine Verbindungsablehnungsfehlernachricht.
Als Nächstes werden die mit der Verwaltung der Verbindung assoziierten Ressourcen freigegeben.
Wenn das Ergebnis des Tests 1304 positiv ist, sendet das Netzwerkmodul im Verlauf eines Schritts 1305 anhand von jedem der Netzwerkmodule jedes Zwischenknotens die für das Netzwerkmodul des Zielknotens bestimmte Aufbaunachricht. Diese Nachricht beschreibt die herzustellende Verbindung (12).
Als Nächstes wird im Verlauf eines Schritts 1306 ein Taktzähler (oder "Timer" bzw. ein Zeitzählwerk) "cncAckWarten" mit einem Wert initialisiert, der einer maximalen Periode entspricht, die zulässig ist, damit die geforderte Verbindung hergestellt wird. Das Netzwerkmodul bringt sich dann selbst in einen Bereitschaftszustand für die Antwort von dem Netzwerk bezüglich der Herstellung der Verbindung, Zustand 1307.
In diesem Zustand 1307 können im Verlauf von Schritten 1308, 1310 oder 1311 drei unterschiedliche Ereignisse eintreten.
Wenn die ankommende Nachricht in dem Zustand 1307 eine cncAckWarten-Nachricht ist, die von dem Nulldurchgang des Werts des Taktsignalzählers cncAckWarten stammt, der im Verlauf des Schritts 1306 initialisiert wird, Schritt 1308, oder wenn die ankommende Nachricht eine Freigabe_zurück-Nachricht ist, die von dem Zielknoten oder von einem der Zwischenknoten stammt, Schritt 1310, wird Schritt 1323 durchgeführt oder sendet das Netzwerkmodul eine Verbindungsablehnungsfehlernachricht.
Folgend auf den Schritt 1323 führt das Netzwerkmodul des Quellenknotens im Verlauf eines Schritts 1324 eine Aktualisierung der Lasttabellen durch, die mit der Verbindung assoziiert sind, die abgewiesen wurde. Dann werden im Verlauf eines Schritts 1325 die mit der Verwaltung der Verbindung assoziierten Ressourcen freigegeben.
Schließlich, wenn die ankommende Nachricht in dem Zustand 1307 eine Verbindungsnachricht Verbinden (12) ist, die von dem Zielknoten stammt, Schritt 1311, benachrichtigt es folgend darauf das Brückenmodul über die Schnittstelle ctrl14 gemäß 4 über die Herstellung der Verbindung und die Reservierung der Ressourcen (Schritt 1312). Im Verlauf von Schritt 1313 sendet das Netzwerkmodul eine Nachricht LinkTabLast rund, die insbesondere die Beschreibung des erforderlichen Dienstes, die verwendete Bandbreite ebenso wie die Beschreibung des der Verbindung entsprechenden Pfads im Hinblick auf Strecken enthält. Diese Nachricht wird für alle Knoten des Netzwerks rundgesendet, was die Wirkung hat, dass jeder Knoten des Netzwerks seine Lasttabellen aktualisiert. Die Rundsendung dieser Nachricht wird durchgeführt, indem einem Spannbaum gefolgt wird, der mit dem Vermittlungsnetzwerk assoziiert ist.
Das Netzwerkmodul des Quellenknotens bringt sich dann selbst in einen Zustand 1314, im Verlauf dessen es auf eine Änderung bei der Verbindung wartet, die die Übermittlung von isochronen Paketen von dem Bus 541 an das Vermittlungsnetzwerk 590 (11) über die Speicher-Speichereinheit der mit dem "Virtuellbusportal" 526 assoziierten Kommunikationseinrichtung ermöglicht.
Im Verlauf von Schritten 1315 und 1318 können dann zwei Nachrichten an dem Netzwerkmodul Eingang finden.
Wenn die ankommende Nachricht im Zustand 1314 eine Freigabenachricht Freigabe_zurück ist, die von einem anderen Knoten des Netzwerks stammt, Schritt 1315, sendet das Netzwerkmodul des Quellenknotens über die gemäß 4 mit ctrl14 bezeichnete Schnittstelle eine Kommunikationsbeendigungsnachricht RufBeenden, Freigabe_ind, die für das Brückenmodul bestimmt ist (Schritt 1316), um dieses über die Schließung der Verbindung zu informieren.
Als Nächstes sendet das Netzwerkmodul 122 eine für das Brückenmodul 123 des Quellenknotens bestimmte Alarmnachricht alarm_dcnZurück (Schritt 1317), die die Wirkung hat, dass die Verarbeitung eines Alarms durch diese Verarbeitungseinrichtung ausgelöst wird, da die Verbindung auf unnormale Weise unterbrochen wurde. Das Netzwerkmodul sendet dann an alle anderen Knoten des Netzwerks eine Nachricht zum Aktualisieren von Lasttabellen LinkTabFrei rund, die insbesondere die Beschreibung des erforderlichen Dienstes und des der Verbindung entsprechenden Pfads im Hinblick auf Strecken enthält (Schritt 1320).
Das Netzwerkmodul führt dann einen Schritt 1321 durch, der identisch ist zu Schritt 1324, und dann einen Schritt 1322, im Verlauf dessen die Ressourcen, die mit der Verwaltung der Verbindung assoziiert sind, verworfen bzw. gestrichen werden.
Wenn das Netzwerkmodul im Zustand 1314 einen Verbindungsfreigabebefehl (Freigabeanforderung) im Nachrichtenmodus empfängt, der von dem Netzwerkmodul des Zielknotens stammt (Schritt 1318), sendet das Netzwerkmodul eine Freigabenachricht (12), Schritt 1319, und führt es dann die Schritte 1320, 1321 und 1322 durch.
14 stellt einen Algorithmus für eine Übertragung in verbundenem Modus dar, der von dem Netzwerkmodul 122 eines Zwischenknotens implementiert wird.
Was jeden Zwischenknoten betrifft, wird, nachdem er in einem Initialisierungszustand 1330 war, im Verlauf eines Schritts 1331 von der Seite eines Quellenknotens (siehe Schritt 1305 gemäß 13) eine ankommende Aufbaunachricht (12) empfangen. Der für die fragliche Verbindung erforderliche Dienst wird dann aus dieser Aufbaunachricht extrahiert. Das Netzwerkmodul des Zwischenknotens berechnet dann die Sendeparameter auf Grundlage des erforderlichen Dienstes und aktualisiert dann, wenn die Last akzeptabel ist, im Verlauf eines Schritts 1332 seine Lasttabellen, was gemäß 26 detailliert ausgeführt ist.
Als Nächstes bestimmt das Netzwerkmodul des Zwischenknotens im Verlauf eines Tests 1335, ob die für die vorgesehene Verbindung notwendige Bandbreite auf dem ausgewählten Pfad verfügbar ist oder nicht (siehe Test 1304).
Wenn das Ergebnis des Tests 1335 negativ ist, sendet das Netzwerkmodul des Zwischenknotens im Verlauf eines Schritts 1333 eine Verbindungsfreigabenachricht Freigabe_zurück, die für den Quellenknoten bestimmt ist (siehe Schritt 1310 gemäß 13). Als Nächstes gibt das Netzwerkmodul des Zwischenknotens die Ressourcen frei, die mit der Verwaltung der fraglichen Verbindung assoziiert sind, Schritt 1334.
Wenn das Ergebnis des Tests 1335 positiv ist, sendet das Netzwerkmodul im Verlauf eines Schritts 1336 anhand von jedem der Netzwerkmodule jedes Zwischenknotens, die zum Überqueren verbleiben, eine Initialisierungsaufbaunachricht, die für das Netzwerkmodul des Zielknotens bestimmt ist. Diese Nachricht wird gesendet, nachdem das Feld, das die Position des Knotens in dem Pfad identifiziert, auf Grundlage der Beschreibung des Pfads im Hinblick auf Strecken (siehe 12) aktualisiert ist.
Als Nächstes wird im Verlauf eines Schritts 1337 der Taktzähler cncAckWarten mit einem Wert initialisiert, der der maximalen Dauer entspricht, die zur Herstellung der Verbindung zugeordnet ist. Das Netzwerkmodul bringt sich dann selbst in den Zustand 1338, um auf die Antwort von dem Netzwerk bezüglich der Herstellung der Verbindung zu warten.
In diesem Zustand 1338 können im Verlauf von Schritten 1339, 1341, 1345, 1346 und 1347 fünf unterschiedliche Ereignisse eintreten.
Wenn die ankommende Nachricht eine cncAckWarten-Nachricht ist, die von dem Nulldurchgang des Werts des Taktsignalzählers cncAckWarten stammt, der im Verlauf von Schritt 1337 initialisiert wird (Schritt 1339), sendet das Netzwerkmodul anhand von allen anderen Zwischenknoten, die es von dem Zielknoten trennen, eine Freigabenachricht (Schritt 1340), die für den Zielknoten bestimmt ist, und sendet es anhand von allen anderen Zwischenknoten, die es von dem Quellenknoten trennen, eine Freigabe_zurück-Nachricht, die für den Quellenknoten bestimmt ist (Schritt 1342). Als Nächstes aktualisiert das Netzwerkmodul des fraglichen Zwischenknotens im Verlauf eines Schritts 1343 die Lasttabellen, die mit der Verbindung assoziiert sind, die abgewiesen wurde. Im Verlauf eines Schritt 1344 werden dann die Ressourcen freigegeben, die mit der Verwaltung der Verbindung assoziiert sind.
Wenn die ankommende Nachricht eine Freigabenachricht ist, die von einem beliebigen anderen Quellenknoten oder von einem Zwischenknoten zwischen dem Quellenknoten und dem fraglichen Zwischenknoten stammt (Schritt 1341), führt das Netzwerkmodul die Schritte 1342 bis 1344 durch.
Wenn die ankommende Nachricht in dem Zustand 1338 eine LinkTabFrei-Nachricht ist (Schritt 1347), wird diese Nachricht in einem Speicher gespeichert und verbleibt das Netzwerkmodul in Zustand 1338.
Wenn die ankommende Nachricht im Zustand 1338 eine Verbindungsende-Anforderungsnachricht ist, die von dem Brückenmodul 123 des fraglichen Knotens gesendet wird (Schritt 1346), wird diese Nachricht in einem Speicher gespeichert und verbleibt das Netzwerkmodul in Zustand 1338.
Wenn die ankommende Nachricht schließlich eine LinkTabLast-Nachricht ist, insbesondere einschließlich der Beschreibung des erforderlichen Dienstes ebenso wie der Beschreibung des Pfads im Hinblick auf Strecken, die von dem Quellenknoten stammt (siehe Schritt 1313 gemäß 13), Schritt 1345, bringt sich das Netzwerkmodul selbst in einen Zustand 1348, im Verlauf dessen es auf eine Änderung bei der Verbindung wartet, und überträgt es alle Daten, die dazu bestimmt sind, in verbundenem Modus übertragen zu werden, auf der etablierten Verbindung.
Es wird hier bemerkt, dass die LinkTabLast-Nachricht, was einen Zwischenknoten (und den Zielknoten) betrifft, im Verlauf von Schritt 1345 die Funktion zum Bestätigen der Herstellung der Verbindung aufweist.
In Zustand 1348 können im Verlauf von Schritten 1349, 1350 und 1351 drei Ereignisse eintreten.
Wenn die ankommende Nachricht in Zustand 1348 eine LinkTabLast-Nachricht ist, Schritt 1351, wird diese Nachricht in einem Speicher gespeichert und verbleibt das Netzwerkmodul in Zustand 1348.
Wenn die ankommende Nachricht in Zustand 1348 eine Freigabe-Nachricht ist, wird ein Schritt 1353 durchgeführt, der nachstehend beschrieben wird.
Schließlich, wenn die ankommende Nachricht in Zustand 1348 eine Verbindungsende-Anforderungsnachricht ist, die zum Beispiel von dem Brückenmodul 123 des fraglichen Knotens gesendet wird (Schritt 1350), sendet das Netzwerkmodul anhand von allen anderen Zwischenknoten, die den fraglichen Zwischenknoten von dem Quellenknoten trennen, eine Freigabe_zurück-Nachricht, die für den Quellenknoten bestimmt ist (Schritt 1352).
Folgend auf einen der Schritte 1349 oder 1352 sendet das Netzwerkmodul im Verlauf eines Schritts 1353 anhand von allen anderen Zwischenknoten, die den fraglichen Zwischenknoten von dem Zielknoten trennen, eine Freigabe-Nachricht, die für den Zielknoten bestimmt ist.
Das Netzwerkmodul führt dann einen zu Schritt 1324 identischen Schritt 1354 durch, dann einen Schritt 1355, im Verlauf dessen der Taktzähler cncAckWarten mit einem Wert initialisiert wird, der der maximalen Dauer entspricht, die für eine Freigabe der Verbindung zugeordnet ist. Das Netzwerkmodul bringt sich dann selbst in einen Zustand 1356, um die Antwort des Netzwerks bezüglich der Freigabe der Verbindung abzuwarten.
In Zustand 1356 können im Verlauf von Schritten 1357 und 1358 zwei Nachrichten auftreten.
Wenn die ankommende Nachricht eine LinkTabFrei-Nachricht ist, Schritt 1357, werden die mit der Verwaltung der Verbindung assoziierten Ressourcen gemäß Schritt 1360 freigegeben.
Wenn die ankommende Nachricht in Zustand 1356 eine cncAckWarten-Nachricht ist, die von dem Nulldurchgang des Werts des Taktsignalzählers cncAckWarten stammt, der im Verlauf von Schritt 1355 initialisiert wird (Schritt 1358), sendet das Netzwerkmodul eine Alarmnachricht alarm_dcnTO (Schritt 1359), die für das Brückenmodul des fraglichen Knotens bestimmt ist und die Wirkung hat, die Verarbeitung eines Alarms durch diese Verarbeitungseinrichtung auszulösen, da die Verbindung nicht auf die normale Art und Weise freigegeben wurde.
Folgend auf einen von Schritten 1357 oder 1359 werden gemäß Schritt 1360 die mit der Verwaltung der Verbindung assoziierten Ressourcen freigegeben.
15 stellt ein Ablaufdiagramm für eine Übertragung in verbundenem Modus dar, das durch das Netzwerkmodul 122 des Zielknotens implementiert wird.
Was den Zielknoten betrifft, wird, nachdem er in einem Initialisierungszustand 1370 war, im Verlauf eines Schritts 1371 eine ankommende Nachricht "Aufbau_Ende" von der Seite des Quellenknotens oder eines Zwischenknotens empfangen. Das Netzwerkmodul des Zielknotens extrahiert dann den erforderlichen Dienst (Schritt 1371), berechnet dann die Sendeparameter auf Grundlage des erforderlichen Dienstes, und aktualisiert, wenn die Last akzeptabel ist, die Lasttabelle im Verlauf eines Schritts 1372, der zu dem mit Bezug auf 14 beschriebenen Schritt 1332 ähnlich ist.
Als Nächstes bestimmt das Netzwerkmodul des Zielknotens im Verlauf eines Tests 1373, ob die für die vorgesehene Verbindung notwendige Bandbreite auf dem ausgewählten Pfad verfügbar ist oder nicht (siehe Tests 1304 und 1355 in den jeweiligen 13 und 14).
Wenn im Verlauf eines Schritts 1333 das Ergebnis des Tests 1373 negativ ist, sendet das Netzwerkmodul des Zielknotens im Verlauf eines Schritts 1380 eine Freigabe_zurück-Nachricht an den Quellenknoten und an alle Zwischenknoten, wie etwa den Knoten 22 des Netzwerks gemäß 1. Als Nächstes werden die mit der Verwaltung der Verbindung assoziierten Ressourcen freigegeben (Schritt 1382).
Wenn das Ergebnis des Tests 1373 positiv ist, sendet das Netzwerkmodul des Zielknotens dem Brückenmodul des gleichen Knotens im Verlauf eines Schritts 1374 eine Verbindungsanforderungsnachricht ("Verbinden_ind").
Als Nächstes bringt sich das Netzwerkmodul selbst in einen Zustand 1375, um auf die Antwort von dem Brückenmodul zu warten.
Im Zustand 1375 können im Verlauf von Schritten 1376, 1377 und 1378 drei Ereignisse eintreten.
Wenn die ankommende Nachricht im Verlauf eines Schritts 1376 eine Freigabe-Nachrichtist, die von dem Quellenknoten oder von einem der Zwischenknoten stammt, wird diese in einem Speicher gespeichert.
Wenn die ankommende Nachricht in Zustand 1375 eine ungünstige Antwort "RufAnf_nack" ist, die einer negativen Nachricht "Verbinden_ans" entspricht, die von dem Brückenmodul stammt (Schritt 1378), aktualisiert das Netzwerkmodul im Verlauf eines Schritts 1379 die Lasttabellen, die mit der Verbindung assoziiert sind, die angewiesen wurde.
Dann werden Schritte 1380 und 1382 durchgeführt.
Schließlich, wenn die ankommende Nachricht in Zustand 1375 eine günstige Nachricht "RufAnf_ack" ist, die einer positiven Nachricht "Verbinden_ans" entspricht, die von dem Brückenmodul des Zielknotens stammt (Schritt 1377), sendet das Netzwerkmodul eine Verbindungsnachricht direkt an den Quellenknoten. Die Routinginformationen, die für den von der Nachricht verwendeten Pfad repräsentativ sind, werden von dem Netzwerkmodul aus der Routingtabelle bestimmt, die mit Bezug auf 8a beschrieben ist.
Als Nächstes wird im Verlauf eines Schritts 1383 der Taktzähler cncAckWarten mit einem Wert initialisiert, der einer maximalen Periode entspricht, die für eine Einrichtung der Verbindungsanforderung zugeordnet ist. Das Netzwerkmodul bringt sich dann selbst in den Bereitschaftszustand für die Antwort von dem Netzwerk bezüglich der Herstellung der Verbindung, Zustand 1384.
In diesem Zustand 1384 können im Verlauf von Schritten 1385, 1386, 1387, 1389 und 1390 fünf Ereignisse eintreten.
Wenn die ankommende Nachricht im Verlauf eines Schritts 1385 eine Freigabenachricht ist, die von dem Quellenknoten oder von einem der Zwischenknoten stammt, wird diese in einem Speicher gespeichert.
Wenn die ankommende Nachricht in Zustand 1384 im Verlauf eines Schritts 1389 eine Lasttabellenaktualisierungsnachricht (LinkTabFrei) ist, die von dem Quellenknoten stammt, wird diese in einem Speicher gespeichert.
Wenn die ankommende Nachricht in Zustand 1384 im Verlauf eines Schritts 1386 eine Verbindungsende-Anforderungsnachricht ist, die von dem Brückenmodul des fraglichen Knotens stammt, wird diese in einem Speicher gespeichert.
Wenn die ankommende Nachricht in Zustand 1384 eine cncAckWarten-Nachricht ist, die von dem Nulldurchgang des Werts des Taktsignalzählers cncAckWarten stammt, der im Verlauf von Schritt 1383 initialisiert wird (Schritt 1390), sendet das Netzwerkmodul in Schritt 1391 eine Freigabe_zurück-Nachricht, die für den Zwischenknoten oder die Zwischenknoten und für den Quellenknoten bestimmt ist.
Als Nächstes aktualisiert das Netzwerkmodul des Zielknotens im Verlauf eines Schritts 1392 die Lasttabellen, die mit der Verbindung assoziiert sind, die abgewiesen wurde. Dann werden im Verlauf eines Schritts 1393 die mit der Verwaltung der Verbindung assoziierten Ressourcen freigegeben.
Schließlich, wenn die ankommende Nachricht in Zustand 1384 gemäß Schritt 1387 eine LinkTabLast-Nachricht ist, wobei die Nachricht insbesondere die Beschreibung des erforderlichen Dienstes ebenso wie die Beschreibung des Pfads im Hinblick auf Strecken enthält (Nachricht zum Zweck einer Bestätigung der Herstellung der Verbindung), bringt sich das Netzwerkmodul des Zielknotens selbst in einen Zustand 1388, um auf eine Änderung in der Verbindung zu warten.
Es wird hier beobachtet, dass die LinkTabLast-Nachricht, was einen Zwischenknoten betrifft, die Funktion zum Bestätigen der Herstellung der Verbindung hat.
In Zustand 1388 können im Verlauf von Schritten 1394, 1396 und 1397 drei Ereignisse eintreten.
Wenn die ankommende Nachricht in Zustand 1388 im Verlauf von Schritt 1396 eine LinkTabFrei-Nachricht ist, die von dem Quellenknoten stammt, wird diese in einem Speicher gespeichert.
Wenn die ankommende Nachricht in Zustand 1388 eine Freigabenachricht ist (Schritt 1397), gibt das Netzwerkmodul die Benachrichtigung "RufBeenden", die einer Nachricht "Freigabe_ind" des Abbruchs der Verbindung entspricht, an das Brückenmodul des Zielknotens (Schritt 1398). Als Nächstes wird Schritt 1399 durchgeführt, der nachstehend beschrieben wird.
Schließlich, wenn die ankommende Nachricht in Zustand 1388 eine Verbindungsende-Anforderungsnachricht ist, die von dem Brückenmodul des Knotens gesendet wird, Schritt 1394, sendet das Netzwerkmodul gemäß Schritt 1395 eine Freigabe_zurück-Nachricht, die für den Quellenknoten und für die Zwischenknoten bestimmt ist.
Folgend auf einen der Schritte 1394 oder 1398 führt das Netzwerkmodul einen zu Schritt 1324 gemäß 13 identischen Schritt 1399 durch, dann einen Schritt 1400, im Verlauf dessen der Taktzähler cncAckWarten mit einem Wert initialisiert wird, der der maximalen Dauer entspricht, die für die Freigabe der Verbindung zugeordnet ist. Das Netzwerkmodul bringt sich dann selbst in einen Zustand 1401, um auf die Antwort des Netzwerks bezüglich der Freigabe der Verbindung zu warten, und zwar auf die gleiche Art und Weise wie für die Zwischenknoten.
In Zustand 1401 können im Verlauf von Schritten 1402 und 1403 zwei Nachrichten auftreten.
Wenn die ankommende Nachricht eine LinkTabFrei-Nachricht ist, Schritt 1402, werden die mit der Verwaltung der Verbindung assoziierten Ressourcen freigegeben, Schritt 1405.
Wenn die ankommende Nachricht in Zustand 1401 eine cncAckWarten-Nachricht ist, die von dem Nulldurchgang des Werts des Taktsignalzählers cncAckWarten stammt, der im Verlauf von Schritt 1400 initialisiert wird (Schritt 1403), sendet das Netzwerkmodul eine Alarmnachricht "alarm_dcnTO" (Schritt 1404), die für das Brückenmodul bestimmt ist und die Wirkung einer Auslösung der Verarbeitung eines Alarms durch diese Verarbeitungseinrichtung hat, da die Verbindung nicht auf die normale Art und Weise freigegeben wurde.
Folgend auf einen der Schritte 1402 oder 1404 werden die mit der Verwaltung der Verbindung assoziierten Ressourcen gemäß Schritt 1405 freigegeben.
16 stellt einen Algorithmus für eine Übertragung in verbundenem Modus dar, der durch das Netzwerkmodul 122 eines Nachbarknotens implementiert wird.
Soweit jeder Nachbarknoten betroffen ist, empfängt das Netzwerkmodul des Nachbarknotens, nachdem es in einem Initialisierungszustand 1411 war, eine LinkTabLast-Nachricht (Schritt 1412), die insbesondere die Beschreibung des erforderlichen Dienstes ebenso wie die Beschreibung des Pfads im Hinblick auf Strecken umfasst.
Als Nächstes berechnet das Netzwerkmodul des Nachbarknotens im Verlauf eines Schritts 1413 die Sendeparameter auf Grundlage des erforderlichen Dienstes und aktualisiert dann unabhängig von der Last die Lasttabelle.
Als Nächstes wartet das Netzwerkmodul des Nachbarknotens in Zustand 1414 auf eine Änderung in der Verbindung. Als Nächstes empfängt es im Verlauf eines Schritts 1415 eine LinkTabFrei-Nachricht bezüglich der Verbindung, wobei die Nachricht insbesondere die Beschreibung des erforderlichen Dienstes ebenso wie die Beschreibung des Pfads im Hinblick auf Strecken enthält.
Als Nächstes aktualisiert das Netzwerkmodul des Nachbarknotens im Verlauf eines Schritts 1416 die Lasttabellen, die mit der Verbindung assoziiert sind, die freigegeben wurde, dann werden im Verlauf eines Schritts 1417 die mit der Verwaltung der Verbindung assoziierten Ressourcen freigegeben.
Es wird hier erkannt werden, dass die LinkTabLast-Nachricht, was einen Nachbarknoten betrifft, die Funktion hat, diesen über die Herstellung der Verbindung zu informieren.
Demnach entspricht der hier veranschaulichte Vorgang vielmehr einer Benachrichtigung als einer Zugangssteuerung bzw. -kontrolle.
17 stellt einen Algorithmus dar, der durch das "Virtuellbusportal" 526 des Quellenknotens gemäß 11 implementiert wird und es ermöglicht, die Pfadverfügbarkeit zur Herstellung einer Verbindung zu bestimmen, was gemäß 13 einem Schritt 1302 des Algorithmus entspricht.
Das Netzwerkmodul berücksichtigt im Verlauf eines Schritts 2302 die Beschreibung des erforderlichen Dienstes, der durch die Anwendung oder das Peripheriegerät festgelegt wird, die/das die Nachricht sendet.
Als Nächstes trifft das Netzwerkmodul im Verlauf des Schritts 2304 die Wahl des verfügbarsten Pfads auf Grundlage der mit Bezug auf 8a beschriebenen Routingtabelle, und bestimmt dann den Verbindungsbezeichner des Feldes 1902 der gemäß 12 dargestellten Signalisierungsnachrichten.
Im Verlauf eines Tests 2305 bestimmt das Netzwerkmodul des Quellenknotens, ob im Verlauf eines Schritts 2304 ein Pfad verfügbar ist oder nicht.
Wenn das Ergebnis des Tests 2305 negativ ist, fordert das Netzwerkmodul im Verlauf eines Schritts 2306 an, dass der Vorgang zum Aufbauen der Verbindung angehalten wird. Wenn das Ergebnis des Tests 2305 positiv ist, berechnet das Netzwerkmodul im Verlauf eines Schritts 2303 die Sendeparameter, insbesondere die Bandbreite, die Größe der übertragenen Pakete, die Raten (Sendefrequenzen) von Paketen und die Priorität der Kommunikation entsprechend den Feldern 1111 bis 1113, die gemäß 21 veranschaulicht sind, indem von der Lasttabelle Gebrauch gemacht wird.
Im Verlauf eines Schritts 2307 wird das Netzwerkmodul dann:

– einen FIFO-Speicher, Sendespeicher genannt, in der Speicher-Speichereinheit 106 zuweisen, der mit der Nummer des isochronen Kanals für die Pakete von isochroner Art assoziiert ist, die von dem Bus 541 zu übertragen sind (11), wobei die vorhergehend berechneten Sendeparameter gegenüber der Paket-Zeitplanungseinheit spezifiziert werden (Reservierung des virtuellen Kanals),
– bewirken, dass die Größe der Pakete als eine Funktion der Änderung der Last auf den Pfaden variiert, die mit dem Pfad interferieren, für den gerade eben eine neue Verbindung hergestellt wurde, ebenso wie die Paketrate auf den genannten Pfaden, und
– seine Lasttabelle (8a) für die genannten Pfade aktualisieren.

Es wird bemerkt werden, dass von diesem Moment an die Übermittlung der isochronen Pakete von dem seriellen Bus 541 an das Vermittlungsnetzwerk 590 über die Speicher-Speichereinheit 106 zulässig ist, da alle Ressourcen reserviert wurden, die für diese Übermittlung notwendig sind.
Als Nächstes fordert das Netzwerkmodul im Verlauf eines Schritts 2308 an, dass der Aufbau der Verbindung fortgesetzt wird.
Der Schritt 1302 des Algorithmus gemäß 13 wird dann beendet.
18 stellt einen Algorithmus dar, der durch das "Virtuellbusportal" der Zwischenknoten 525 und 532 oder des Zielknotens 529 gemäß 11 implementiert wird und eine Bestimmung der Pfadverfügbarkeit für eine Herstellung einer Verbindung ermöglicht, was gemäß 14 und 15 den Schritten 1332 und 1372 der fraglichen Algorithmen entspricht.
Zunächst erhält das Netzwerkmodul die Beschreibung des Pfads über die Felder 1905, 1906 und 1907 und des erforderlichen Dienstes, der mit der neuen Verbindung assoziiert ist, indem das Feld 1903 der gemäß 12 beschriebenen Aufbaunachricht im Verlauf eines Schritts 2402 gelesen wird, die von dem Quellenknoten stammt (Schritt 1305 gemäß 13).
Als Nächstes verifiziert das Netzwerkmodul im Verlauf eines Schritts 2404 die Verfügbarkeit des Pfads auf Grundlage des erforderlichen Dienstes, wobei von der Lasttabelle Gebrauch gemacht wird.
Im Verlauf eines Tests 2405 bestimmt das Netzwerkmodul des fraglichen Knotens, ob der Pfad im Verlauf des Schritts 2404 verfügbar ist oder nicht.
Wenn das Ergebnis des Tests 2405 negativ ist, fordert das Netzwerkmodul im Verlauf eines Schritts 2406 den Vorgang zum Aufbauen der Verbindung an. Wenn das Ergebnis des Tests 2405 positiv ist, berechnet das Netzwerkmodul im Verlauf eines Schritts 2403 die Sendeparameter, insbesondere die Bandbreite, die Größe der übertragenen Pakete, die Paketraten (Sendefrequenzen) und die Priorität der Kommunikation, wobei von der Lasttabelle (8a) Gebrauch gemacht wird.
Eine Reservierung von internen Ressourcen wird während dieses Schritts durchgeführt, und das Netzwerkmodul verhält sich als eine Reservierungseinrichtung in der Bedeutung gemäß der Erfindung.
Im Fall des Zielknotens weist das Netzwerkmodul, das mit dem "Virtuellbusportal" 529 assoziiert ist, einen als Empfangsspeicher bekannten FIFO-Speicher in der Speicher-Speichereinheit 106 zu, der mit der Nummer des isochronen Kanals für die Pakete isochroner Art assoziiert ist, die auf dem Bus 544 zu senden sind (11). Es wird bemerkt werden, dass von diesem Moment an die Übermittlung der isochronen Pakete von dem Vermittlungsnetzwerk 590 an den seriellen Bus 544 über die Speicher-Speichereinheit 106 zulässig ist, da alle Ressourcen reserviert wurden, die für diese Übermittlung notwendig sind.
Als Nächstes aktualisiert das Netzwerkmodul im Verlauf eines Schritts 2407 seine Lasttabelle, was auf eine Reservierung der für die vorgesehene Verbindung notwendigen Ressourcen hinausläuft, und setzt es dann im Verlauf eines Schritts 2408 einen Aufbau der Verbindung fort. Am Ende von einem der Schritte 2406 oder 2408 wird der entsprechende Schritt der Algorithmen gemäß 14 und 15 beendet.
Die Aktualisierung der Lasttabelle wird von einer Aktualisierung der mit den bestehenden Übermittlungen assoziierten Sendeparameter begleitet, die für den abgehenden Verkehr für den fraglichen Knoten repräsentativ sind, und zwar über die Werte der Felder 1111 bis 1113 im Fall des verbundenen Verkehrs und die Felder 1111, 1113, 1115, 1116 im Fall des nicht verbundenen Verkehrs.
19 stellt einen Algorithmus dar, der durch das "Virtuellbusportal" der Nachbarknoten 527, 528, 530 und 531 (11) implementiert wird und es ermöglicht, dass die Pfadverfügbarkeit für eine Herstellung einer Verbindung bestimmt wird, was gemäß 16 dem Schritt 1413 entspricht.
Zunächst erhält das Netzwerkmodul im Verlauf eines Schritts 2502 die Beschreibung des Pfads über die Felder 1905, 1906 und 1907 und des erforderlichen Dienstes (Feld 1903), der mit der neuen Verbindung assoziiert ist, indem die LinkTabLast-Nachricht (12) gelesen wird, die von dem Quellenknoten stammt (Schritt 1313).
Als Nächstes trifft das Netzwerkmodul im Verlauf eines Schritts 2503 eine Wahl der Sendeparameter, insbesondere der Bandbreite, der Größe der übertragenen Pakete, der Paketraten (Sendefrequenzen) und der Priorität der Kommunikation, indem von der Lasttabelle Gebrauch gemacht wird. Dann aktualisiert das Netzwerkmodul im Verlauf eines Schritts 2504 seine Lasttabelle. Am Ende von Schritt 2504 werden die Funktionen zum Aufbauen der Verbindung durch den Nachbarknoten beendet.
Es wird nun unter Bezugnahme auf 20 die Beschreibung des Sende- bzw. Übertragungsverfahrens gemäß der Erfindung für die Datenpakete angegeben, die von dem seriellen Kommunikationsbus stammen, zum Beispiel dem Bus 541 gemäß 11, und für das Vermittlungsnetzwerk 590 bestimmt sind.
Wie bereits vorstehend angegeben definiert der serielle Kommunikationsbus eine Zykluszeit als eine Zeitperiode, die einem Intervall entspricht, in dem die isochronen Datenpakete wiederholt auf dem seriellen Bus übertragen werden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird in der Kommunikationseinrichtung oder dem Knoten 90 implementiert, die/der einen Teil des Vermittlungsnetzwerks 590 bildet und aus dem "Seriellbusportal" 521 und dem "Virtuellbusportal" 526 gemäß der Erfindung besteht, wobei sie/er hier als Quelleneinrichtung oder -knoten bezeichnet wird, und die/der den Aufbau des Knotens gemäß 3a aufweist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Bus 541 in dem Sinne der Erfindung als ein erstes Netzwerk betrachtet, das Datenpakete isochroner und asynchroner Arten transportiert, und wird das Vermittlungsnetzwerk 590 als ein zweites Netzwerk im Sinne der Erfindung betrachtet.
Der Quellenknoten ist gemäß der Erfindung fähig, isochrone und asynchrone Datenpakete von dem Bus auf dem Vermittlungsnetzwerk zu übertragen, indem eine Reservierung von Ressourcen vorgenommen wird, die für die Paketarten geeignet sind, die für das Vermittlungsnetzwerk bestimmt sind.
Abhängig von der fraglichen Paketart wird sich der Quellenknoten unterschiedlich verhalten, wie nachstehend erläutert wird.
Zusammenfassend wird die Reservierung von Ressourcen in einer Vielzahl von Modi bzw. Betriebsarten durchgeführt, welche zum Beispiel zwei Modi umfassen, wenn eine Reservierung von Ressourcen betrachtet wird, die intern in der Kommunikationseinrichtung sind.
In einem ersten Modus wird eine Datenspeicherkapazität in der Kommunikationseinrichtung zur Speicherung der isochronen Datenpakete reserviert, bevor die isochronen Datenpakete über die Kommunikationseinrichtung übertragen werden.
Die Reservierung ist für eine Aufeinanderfolge von isochronen Datenpaketen vorbereitet, die in einer Vielzahl von Zykluszeiten übermittelt werden.
In einem zweiten Modus wird eine Datenspeicherkapazität in der Kommunikationseinrichtung zur Speicherung eines asynchronen Datenpakets reserviert, nachdem die Kommunikationseinrichtung das asynchrone Datenpaket empfangen hat.
Die letztgenannte Reservierung ist für jedes empfangene asynchrone Datenpaket vorbereitet.
Es sollte beachtet werden, dass der Quellenknoten wie alle Knoten des Vermittlungsnetzwerks auch fähig ist, Datenpakete, die von anderen Knoten des Vermittlungsnetzwerks kommen, an einen oder mehrere Knoten dieses Netzwerks zu übermitteln.
20 stellt den Verarbeitungsalgorithmus dar, der von dem Steuermodul 107 bei Empfang eines 1394-Pakets, das von dem Bus 541 gemäß 11 stammt, mittels der Schnittstelleneinrichtung 103 gemäß 3a implementiert wird.
Das Steuermodul 107 wartet zunächst gemäß Schritt 200 des Algorithmus von 20 darauf, dass ein neues Paket des Typs gemäß dem Standard IEEE 1394 empfangen wird.
Im Verlauf des folgenden Schritts 201 liest das Modul 107 das Kopffeld des 1394-Pakets, das in dem GRF-FIFO-Speicher der Einrichtung 103 gespeichert wird, über die Schnittstelle ctrl3 und den Datenbus 112. Dies wird es insbesondere ermöglichen, den Typ bzw. die Art und die Größe des empfangenen Pakets zu bestimmen.
Im Verlauf eines anschließenden Schritts, der mit 202 bezeichnet ist, wird eine Vorkehrung getroffen, um den Typ des empfangenen Paketes zu bestimmen und insbesondere eines der Felder des 1394-Datenpakets zu analysieren, die mit "tcode" bezeichnet sind, um so zu verifizieren, ob es sich um ein Paket isochroner Art handelt, das betroffen ist.
Das Feld "tcode" ist gemäß 8b mit 284 und gemäß 10 mit 403 bezeichnet.
Wenn es sich um ein isochrones Paket handelt, das betroffen ist, wird Schritt 202 von einem Schritt 203 gefolgt, und wenn es sich nicht um ein Paket isochroner Art handelt, das betroffen ist, wird Schritt 202 von einem Schritt 207 gefolgt.
Im Verlauf eines Schritts 203 wird ein Test durchgeführt, um so herauszufinden, ob bezüglich des Knotens externe Ressourcen auf dem Vermittlungsnetzwerk reserviert wurden, das heißt, ob eine Verbindung für eine Übertragung im verbundenen Modus bereitgestellt wurde. Genauer gesagt besteht der Test in einer Suche nach der Nummer des Kanals des isochronen Pakets mit Hinblick auf eine Bestimmung, ob es sich um ein so genanntes "lokales" Paket handelt, das heißt eines, das für den Knoten selbst bestimmt ist.
Wenn das isochrone Paket "lokal" ist, ist es für das Brückenmodul 123 gemäß 4 bestimmt und wird Schritt 203 von einem Schritt 213 gefolgt, der nachstehend beschrieben wird.
Wenn im Gegensatz dazu eine Kanalnummer für das isochrone Paket bereits dahingehend identifiziert wurde, dass sie für die Übertragung des Pakets auf dem Netzwerk zugewiesen wurde, gilt das Paket als "entfernt", und das bedeutet, dass Ressourcen vor einem Empfang des isochronen Pakets auf dem Vermittlungsnetzwerk reserviert wurden, ebenso wie an dem Quellenknoten interne Ressourcen.
Diese vorhergehende Reservierung von Ressourcen bildet einen Teil eines Mechanismus zur Bestimmung eines verfügbaren Pfads auf dem Vermittlungsnetzwerk und wurde vorstehend unter Bezugnahme auf 13 bis 19 erläutert.
Die Reservierung von internen Ressourcen bei Versendung, die durch Schritt 2303 gemäß 17 beschrieben wird, besteht selbst in einer Auswahl von einem oder mehreren Speicherbereichen der Speicher-Speichereinheit 106, die einen so genannten Sende-FIFO-Speicher darstellt, und in einer Assoziierung dieses Sende-FIFO-Speichers mit den auf dem Vermittlungsnetzwerk reservierten Ressourcen, nämlich zum Beispiel der Nummer des isochronen Kanals.
Daher wird im Verlauf von Schritt 204 die Größe (Feld 400, das gemäß 10 beschrieben ist) des isochronen Pakets in dem Sende-FIFO-Speicher gespeichert (Felder 335 bis 337 des gemäß 6 beschriebenen Strommodus), der vorher mit der Nummer des isochronen Kanals assoziiert wird.
Im Verlauf von Schritt 205 wird das Kopffeld des isochronen Pakets in dem Sende-FIFO-Speicher gespeichert, der vorher mit der Nummer des isochronen Kanals assoziiert wird.
In diesem Fall wird Schritt 205 von einem Schritt 206 gefolgt, im Verlauf dessen eine Vorkehrung getroffen wird, um den Rest des isochronen Pakets von dem GRF-FIFO-Speicher der Einrichtung 103 an die Doppel-Port-Speicher-Speichereinheit 106 zu übermitteln und das Paket in seiner Gänze in den Sende-FIFO-Speicher zu schreiben, der vorher mit der Nummer des isochronen Kanals assoziiert wird.
Folgend auf Schritt 206 wartet das Steuermodul 107 wiederum darauf, das nächste 1394-Paket im Verlauf von Schritt 200 zu empfangen.
Wenn das empfangene Paket nicht von isochroner Art ist (Schritt 202), wird im Verlauf eines anschließenden Schritts, der mit 207 bezeichnet ist, eine Vorkehrung getroffen, um zu bestimmen, ob das empfangene Paket vom Typ "Zyklusstart" ist. Ist dies der Fall, wird Schritt 208 durchgeführt, und andernfalls wird Schritt 213 durchgeführt.
Schritt 213 besteht in einer Information des Brückenmoduls 123 über den Empfang eines 1394-Pakets durch Auslösung einer Unterbrechung bzw. eines Interrupts auf dem Hauptbus 100. Als Nächstes wird wiederum Schritt 200 zum Warten auf Pakete ausgeführt.
Wenn im Gegensatz dazu ein Paket vom Typ "Zyklusstart" empfangen wurde, wird Schritt 208 ausgeführt.
Schritt 208 besteht in einer Durchführung von Synchronisationsschritten.
Der folgende Schritt 209 besteht in einem Verifizieren, ob ein so genannter Empfangs-FIFO-Speicher existiert, der zu der Speicher-Speichereinheit 106 gehört, die die Übermittlung eines isochronen Pakets, das für den Bus 541 gemäß 11 bestimmt ist, mit Hilfe der Schnittstelleneinrichtung 103 gemäß 3a erwartet.
Diese Reservierung von internen Ressourcen bei Empfang, die durch Schritt 2403 gemäß 18 beschrieben ist, besteht ihrerseits in einer Auswahl von einem oder mehreren Speicherbereichen der Speicher-Speichereinheit 106, die einen so genannten Empfangs-FIFO-Speicher darstellt, und in einem Assoziieren dieses Empfangs-FIFO-Speichers mit den auf dem Vermittlungsnetzwerk reservierten Ressourcen, nämlich zum Beispiel der Nummer des isochronen Kanals. Diese Reservierung von internen Ressourcen bei Empfang fällt in den allgemeineren Kontext einer Reservierung von Ressourcen im Voraus, die einen Teil eines Mechanismus zum Bestimmen eines auf dem Vermittlungsnetzwerk verfügbaren Pfads bildet, der vorstehend unter Bezugnahme auf 13 bis 19 erläutert ist.
Ist dies der Fall, wird im Verlauf des folgenden Schritts 210 die isochrone Größe (Felder 335 bis 337 des gemäß 6 beschriebenen Strommodus) des zu sendenden isochronen Pakets (Felder 330 bis 334 des gemäß 6 beschriebenen Strommodus) gelesen.
Als Nächstes wird im Verlauf von Schritt 211 das Kopffeld des isochronen Pakets von dem Speicherbereich der Einheit 106 an den ITF-FIFO-Speicher der Schnittstelleneinrichtung 103 übertragen. Der Schreibschritt auf dem Kopffeld kann möglicherweise von einer Änderung des gemäß 10 mit 406 bezeichneten Feldes "CIP_Kopffeld" begleitet sein, welches ein isochrones Paket beschreibt.
Schließlich wird der Rest des isochronen Pakets im Verlauf von Schritt 212 an den ITF-FIFO-Speicher der Schnittstelleneinrichtung 103 übermittelt.
Nach Ausführung von Schritt 212 wird Schritt 209 durchgeführt, um so zu verifizieren, dass in der Speicher-Speichereinheit 106 kein weiterer FIFO-Speicher existiert, der auf eine Paketübermittlung wartet.
ÜBERMITTLUNG AUF DEM VERMITTLUNGSNETZWERK
Gemäß 21 ist eine Tabelle 1100 zu sehen, die drei Zeilen bzw. Reihen 1101, 1102 und 1103 umfasst, wobei jede der Zeilen bzw. Reihen Virtuellkanalspezifikationen 1105 bis 1110 umfasst. Diese Tabelle ist in der Datenpaket-Zeitplanungseinheit oder dem SAR-Modul 109 gespeichert.
Es wird hier wiederholt, dass jeder virtuelle Kanal eine logische Instanz ist, die mit einer Kommunikation zwischen zwei Kommunikationseinrichtungen assoziiert ist und für eine Übermittlung im Steuermodus, im Nachrichtenmodus oder ansonsten im Strommodus repräsentativ ist. Für die gleiche Übermittlung ist die Virtuellkanalnummer konstant und einerseits mit einem Sende-FIFO-Speicher in der Speicher-Speichereinheit 106 des Quellenknotens und andererseits mit einem Empfangs-FIFO-Speicher in der Speicher-Speichereinheit 106 des Zielknotens assoziiert.
In der Praxis wird die Nummer des Sende-FIFO-Speichers auf Grundlage der Virtuellkanalnummer bestimmt. Bei Empfang wird eine Nummer des FIFO-Speichers mit jedem Paar von Werten assoziiert, die einerseits die Virtuellkanalnummer und andererseits den Bezeichner des Senderknotens beschreiben. Die Virtuellkanalnummer ebenso wie der Bezeichner des Senderknotens sind folglich in jedem Paketkopffeld vorhanden, wie es auf Grundlage von 5, 6 und 7 beschrieben ist.
Bei der Tabelle von 21 wurde sich dafür entschieden, aus Gründen der Klarheit zwei virtuelle Kanäle für jedes Prioritätsniveau darzustellen. Für jedes Prioritätsniveau kann jedoch die Anzahl von virtuellen Kanälen von null bis zu einer vorbestimmten Zahl variieren.
Jede der Virtuellkanalspezifikationen umfasst:

– Informationen "spec_L" 1111, die für die Größe der mit dem fraglichen Kanal assoziierten Datenpakete repräsentativ sind;
– Informationen "spec_CP" 1112, die für die Anzahl von zu sendenden Paketen während des fraglichen primären Zeitintervalls repräsentativ sind;
– Informationen "spec_CT" 1113, die für die Dauer des fraglichen primären Zeitintervalls repräsentativ sind;
– Informationen "spec_prio" 1114, die für das Prioritätsniveau (hoch, mittel oder niedrig) repräsentativ sind, das mit dem Kanal assoziiert ist;
– Informationen "dyn_CP" 1117, die für die Anzahl von Paketen repräsentativ sind, die während des fraglichen primären Zeitintervalls tatsächlich auf dem virtuellen Kanal gesendet werden;
– Informationen "dyn_CT" 1118, die für die Anzahl von sekundären Zeitintervallen repräsentativ sind, die während des fraglichen primären Zeitintervalls vergangen sind; und
– Informationen "VC_status" 1119, die für den Status bzw. Zustand repräsentativ sind, der von dem fraglichen virtuellen Kanal eingenommen wird, nämlich "frei", "aktiv" oder "schlafend" (siehe 12); und
– Informationen "Referenzen" 1120, die einerseits für die Nummer des FIFO-Speichers in der Speicher-Speichereinheit 106, in dem die zu übertragenden Daten gespeichert sind, und andererseits für den Wert des Paketkopffeldes repräsentativ sind, das insbesondere die Informationen, die für den von dem Paket zu gehenden Pfad repräsentativ sind, oder Routinginformationen enthält.

Außerdem umfassen die Spezifikationen des niedrigen Prioritätsniveaus:

– Informationen "spec_CPmin" 1115, die für den minimalen Wert der Anzahl von zu sendenden Paketen "spec_CP" 1112 repräsentativ sind;
– Informationen "spec_CPmax" 1116, die für den maximalen Wert der Anzahl von zu sendenden Paketen "spec_CP" 1112 repräsentativ sind,

1112

1218

22

1215

1115

1116

Schließlich ist jeder Zeile bzw. Reihe oder jedem Prioritätsniveau eine Information "prio_status" 1121 zugewiesen, die für den Status bzw. Zustand repräsentativ ist, der von den virtuellen Kanälen des fraglichen Prioritätsniveaus eingenommen wird: wenn es keinen Kanal auf dem fraglichen Prioritätsniveau gibt, ist das Prioritätsniveau "frei", wenn alle Kanäle des Prioritätsniveaus in einem Zustand "schlafend" sind, ist das Prioritätsniveau selbst in einem Zustand "schlafend", und in den anderen Fällen ist das Prioritätsniveau "aktiv".
Die Tabelle 1100 von Spezifikationen und von Prioritäten ist durch folgende Anordnung aufgebaut:

– in der ersten Zeile 1101 (Prioritätsniveau "hoch") alle virtuellen Kanäle, die für Übertragungen in verbundenem Modus vom Typ "deterministischer Echtzeit" (oder vom Typ "vorhersagbarer Echtzeit", je nach der Terminologie) zugewiesen sind;
– in der zweiten Zeile 1102 (Prioritätsniveau "mittel") alle virtuellen Kanäle, die für Übertragungen in verbundenem Modus vom Typ garantierter Echtzeit zugewiesen sind;
– in der dritten Zeile 1103 (Prioritätsniveau "niedrig") alle virtuellen Kanäle, die für Übertragungen im nicht verbundenen Modus (der durch die Namen "asynchron" und "elastisch" bekannt ist) zugewiesen sind.

Zum Beispiel werden die 1394-Pakete isochroner Art, die Verkehr vom DV-Typ (wobei dieser Ausdruck für "digitales Video" steht) transportieren, durch Verwendung von virtuellen Kanälen mit "hohem" Prioritätsniveau gesendet. Die 1394-Pakete isochroner Art, die Verkehr vom MPEG-2-Typ transportieren, werden durch Verwendung von virtuellen Kanälen "mittleren" Prioritätsniveaus gesendet. Im Gegensatz dazu werden die 1394-Pakete asynchroner Art im Allgemeinen durch Verwendung von virtuellen Kanälen "niedrigen" Prioritätsniveaus gesendet. In bestimmten Fällen, zum Beispiel zum Senden von Zwischenbrückenbefehlen, können die asynchronen Pakete mit der Priorität der Übermittlungen im Steuermodus gesendet werden, das heißt auf eine Art und Weise mit höherer Priorität als die Übermittlungen, die mit dem "hohen" Prioritätsniveau assoziiert sind.
Daher haben alle Knoten jeweils eine Tabelle von Prioritäten bezüglich des Verkehrs zur Verfügung, den sie erzeugen können, und befasst sich jeder selbst mit den Nachrichten, von denen er die Quelle ist (ein Prinzip, das durch den Namen Prinzip "abgehenden Verkehrs" bekannt ist).
Es wird hier beobachtet, dass die Sendeparameter durch eine Laststeuereinrichtung auf Grundlage der Inhalte einer Lasttabelle bestimmt werden. Demzufolge werden die Sendeparameter, die mit den virtuellen Kanälen hoher und niedriger Priorität 1101 und 1102 assoziiert sind, auf Grundlage eines A-priori-Wissens von dem ganzen verbundenen Verkehr berechnet, wohingegen die Sendeparameter, die mit den virtuellen Kanälen niedriger Priorität 1103 assoziiert sind, auf Grundlage eines Wissens geschätzt werden, das auf den nicht verbundenen Verkehr beschränkt ist, der den fraglichen Knoten verlässt. Die Initialisierung von diesen Registern wird von dem Netzwerksteuermodul 122 über das Kommunikationsschnittstellenmodul 120 durchgeführt.
22 stellt einen funktionalen Algorithmus zum Senden von Paketen in verbundenem und nicht verbundenem Modus dar. Dieser Algorithmus wird von der Daten-Zeitplanungseinheit 109 implementiert.
Gas Prinzip des verwendeten Schritts besteht darin, dass die Reihenfolge eines Sendens der Pakete auf der Füllung eines primären Zeitintervalls IT-P basiert, das wiederum sekundäre Zeitintervalle IT-S beinhaltet.
Folgend auf den Initialisierungsschritt 1201 durch Rücksetzen aller Variablen auf null bestimmt ein Test 1202, ob ein sekundäres Zeitintervall abgelaufen ist, wobei der Start eines sekundären Zeitintervalls auf Grundlage einer nicht dargestellten Echtzeituhr bestimmt wird. Wenn das Ergebnis des Tests 1202 positiv ist, wird die Einheit 109 im Verlauf eines Schritts 1203 an den Anfang der Tabelle von Spezifikationen und Prioritäten platziert, die gemäß 21 dargestellt ist.
Als Nächstes wird im Verlauf eines Schritts 1204 die Information "dyn_CT" 1118 des fraglichen virtuellen Kanals dekrementiert. Dann bestimmt die Einheit 109 im Verlauf eines Tests 1205, ob der Wert der Information "cyn_CT" 1118 des fraglichen virtuellen Kanals gleich null ist oder nicht. Wenn das Ergebnis des Tests 1205 positiv ist, das heißt am Ende eines primären Zeitintervalls, bestimmt die Einheit 109 im Verlauf eines Tests 1217, ob der Wert der Information "dyn_CP" 1117 des fraglichen virtuellen Kanals gleich null ist oder nicht. Der Test 1217 entspricht somit jedem Beginn eines neuen primären Zeitintervalls IT-P.
Wenn das Ergebnis des Tests 1217 negativ ist, verwaltet die Einheit 109 im Verlauf eines Schritts 1218 die Prioritäten auf die folgende Art und Weise:

– für den deterministischen Verkehr mit hoher Priorität werden die während des erforderlichen Zeitintervalls nicht übertragenen Pakete, die zahlenmäßig gleich dem Wert "dyn_CP" 1117 sind, gelöscht (Verlust von Paketen), und dann wird der Wert "dyn_CP" 1117 auf null gesetzt, und
– für den garantierten Verkehr mit mittlerer Priorität werden die während des Zeitintervalls nicht übertragenen Pakete beibehalten und wird der Wert "dyn_CP" 1117 auf seinem Wert gehalten, und
– für den elastischen Verkehr mit niedriger Priorität wird die Bandbreite reduziert, indem der Wert "spec_CT" 1112 innerhalb der Schranken der zulässigen Grenzen dekrementiert wird.

Folgend auf den Schritt 1218, oder wenn das Ergebnis des Tests 1217 positiv ist, wird ein Schritt 1206 durchgeführt.
Im Verlauf des Schritts 1206 werden die Sendeparameter und Spezifikationen aktualisiert (siehe 21):

– für das "niedrige" Prioritätsniveau wird die Information 1111 am Ende jedes primären Zeitintervalls einerseits auf Grundlage der tatsächlichen Last auf dem Netzwerk, die im Verlauf eines Schritts 1215 bestimmt wird, und andererseits auf Grundlage der Werte der Felder 1114 und 1115 aktualisiert;
– der Wert der Information "dyn_CP" 1117 wird um den Wert der Information "spec_CP" 1112 inkrementiert,
– der Wert der Information "dyn_CT" 1118 wird um den Wert der Information "spec_CT" 1113 inkrementiert,
– der Wert der Information "VC_status" 1119 ändert sich von dem Zustand "schlafend" in den Zustand "aktiv".

Folgend auf den Schritt 1206, oder wenn das Ergebnis des Tests 1205 negativ ist, besteht ein Schritt 1207 im Fall der Einheit 109 darin, dass in der Tabelle von Spezifikationen und Prioritäten der nächste virtuelle Kanal betrachtet wird.
Als Nächstes bestimmt der Test 1208, ob das Ende der Tabelle von Spezifikationen und Prioritäten überschritten wurde oder nicht. Wenn das Ergebnis von Test 1208 negativ ist, werden die Schritte 1204 bis 1207 wiederholt. Wenn das Ergebnis von Test 1208 positiv ist, das heißt, dass ein sekundäres Zeitintervall abgelaufen ist, bestimmt ein Test 1219, ob eine Übermittlung vom Steuertyp stattfinden sollte. Wenn der Test 1219 positiv ist, fordert die Einheit 109 im Verlauf von Schritt 1220 das Senden des Steuertyppakets an dem Modul 107 an (wie während Schritt 1210 beschrieben), und andernfalls wird Test 1209 durchgeführt.
Während Schritt 1220 wird das Senden eines Pakets durchgeführt.
Test 1209 bestimmt, ob die Liste der virtuellen Kanäle mit "hohem" Prioritätsniveau Statusinformationen "prio_status" 1120 mit dem Wert "aktiv" besitzt. Wenn das Ergebnis des Tests 1209 positiv ist, fordert die Einheit 109 im Verlauf eines Schritts 1210 abhängig von den Inhalten der entsprechenden Felder "Referenzen" 1120 von dem Steuermodul 107 das Senden des Pakets von der Speicher-Speichereinheit 106 an die Vermittlungseinheit 108 an. Die Aufeinanderfolge der Schritte, die durch das Steuermodul 107 implementiert werden, zum Senden eines Pakets zwischen der Speicher-Speichereinheit 106 und der Vermittlungseinheit 108 wird unter Bezugnahme auf 23 vollständiger beschrieben. Die Einheit 109 aktualisiert dann die Spezifikationen der virtuellen Kanäle, was ermöglicht, dass das fragliche Paket gesendet wird, auf die folgende Art und Weise:

– die Information "dyn_CP" 1117 wird dekrementiert,
– wenn die Information "dyn_CP" 1117 gleich null ist, nimmt der Wert der Information "VC_status" 1119 den Wert "schlafend" an, und der nächste virtuelle Kanal mit dem gleichen Prioritätsniveau wird betrachtet und, wenn es keinen weiteren virtuellen Kanal mit dem gleichen Prioritätsniveau gibt, nimmt das Prioritätsniveau in seiner Information "prio_status" 1120 den Wert "schlafend" an.

In Wirklichkeit wird das Senden des Pakets nur dann beendet, wenn der nächste Zwischenknoten die Flusssteuerung bestätigt bzw. quittiert hat, die er auf die Daten des genannten Pakets angewandt hat, wie es in dem Standard IEEE-1355 beschrieben ist und durch die Schnittstelleneinrichtung 104 implementiert wird.
Es wird hier bemerkt werden, dass Zugriffskonflikte auf die Senderessourcen (die Kommunikationsstrecken) durch das Paketübertragungsprotokoll erfasst werden, das zum Beispiel im Einklang mit dem Standard IEEE 1355 steht und während jeder Paketsendephase 1220, 1210, 1212 und 1214 direkt weitergegeben wird. Die Erfindung ermöglicht es somit, die Auswirkungen von diesen Zugriffskonflikten zu beschränken, um einen Zugriff auf die Ressourcen gleichmäßig unter den verschiedenen Knoten des Netzwerks zu verteilen, während eine Dienstgüte garantiert wird, die durch den erforderlichen Dienst festgelegt wird.
Wenn das Ergebnis des Tests 1209 negativ ist, bestimmt ein Test 1211, ob die Liste der virtuellen Kanäle mit "mittlerem" Prioritätsniveau Informationen "prio_status" 1120 mit dem Wert "aktiv" besitzt. Wenn das Ergebnis des Tests 1211 positiv ist, fordert die Einheit 109 im Verlauf eines Schritts 1212 an dem Steuermodul 107 an, dass das Paket im Verbindungsmodus garantierter Echtzeit gesendet wird (wie während Schritt 1210 beschrieben), und aktualisiert sie die Spezifikationen des virtuellen Kanals, was ermöglicht, das fragliche Paket zu senden, auf die folgende Art und Weise:

Wenn das Ergebnis des Tests 1211 negativ ist, bestimmt ein Test 1213, ob die Liste der virtuellen Kanäle mit "niedrigem" Prioritätsniveau Informationen "prio_status" 1120 mit dem Wert "aktiv" besitzt.
Wenn das Ergebnis des Tests 1213 positiv ist, fragt die Einheit 109 im Verlauf eines Schritts 1214 an dem Steuermodul 107 an, dass das Paket in nicht verbundenem Modus gesendet wird (wie während Schritt 1210 beschrieben), und aktualisiert sie die Spezifikationen des virtuellen Kanals, was ermöglicht, das fragliche Paket zu senden, auf die folgende Art und Weise:

Wenn das Ergebnis des Tests 1213 negativ ist, analysiert die zentrale Einheit 109 im Verlauf eines Schritts 1215 die tatsächliche Last auf dem Netzwerk. Zu diesem Zweck berechnet die Einheit 109 die Inaktivitätsperioden des Steuermoduls 107, um die Anzahl von pro virtuellem Kanal zu sendenden Paketen für den Verkehr niedriger Priorität (das heißt in nicht verbundenem Modus) anzupassen.
Abhängig von der Anzahl von sekundären Zeitintervallen, die für die eigentliche Übertragung von Paketen nicht verwendet werden, wird die Bandbreite erhöht, indem der Wert "spec_CP" 1112 innerhalb der Beschränkung der zulässigen Grenzen inkrementiert wird.
Dann hören Übertragungen auf, bis das Ergebnis des Tests 1202 positiv wird.
Die Zuweisung oder die Freigabe eines virtuellen Kanals wird durchgeführt, indem:

– die Listen 1101 und 1102 manipuliert werden, wenn die verschiedenen Schritte zur Verwaltung einer Verbindung durchgeführt werden, die gemäß 11 veranschaulicht sind,
– Liste 1103 manipuliert wird, wenn die gesamte Übermittlung im Nachrichtenmodus vollendet wurde.

Demnach berücksichtigt das Netzwerkmodul 122 die tatsächliche Last auf dem Netzwerk, um die Zugriffsrechte unter den verschiedenen Prioritätsniveaus zu verteilen.
23 stellt einen Algorithmus für eine Datenpaketübertragung in Richtung des Vermittlungsnetzwerks vom Typ gemäß dem Standard IEEE 1355 dar.
Dieser Algorithmus wird von dem Steuermodul 107 unter der Steuerung der Zeitplanungseinheit (SAR-Modul) 109 implementiert.
Für ein Verständnis dieser Beschreibung wird es nützlich sein, einerseits auf die Beschreibung, die unter Bezugnahme auf 21 dargelegt ist, welche verschiedene, innerhalb der Zeitplanungseinheit 109 konfigurierte Register darstellt, und andererseits auf die Beschreibung, die unter Bezugnahme auf 22 dargelegt ist, welche einen von der Zeitplanungseinheit 109 implementierten Algorithmus veranschaulicht, der die Datenpaketübertragung verwaltet bzw. handhabt, Bezug zu nehmen.
Es wird bemerkt werden, dass zur Optimierung der Gesamtleistungsfähigkeit des Systems mehrere Beispiele derartiger Algorithmen zu einem bestimmten Zeitpunkt bereitgestellt werden können, um so gleichzeitig eine Übertragung und einen Empfang von Datenpaketen durchzuführen.
Zurückkehrend zu 23 muss das Steuermodul, wenn das Steuermodul 107 gemäß Schritt 220 von diesem Algorithmus von der Zeitplanungseinheit 109 abgefragt wird, Steuerinformationen über das fragliche Paket anhand der gemäß 3a dargestellten Steuersignale ctrl6 erhalten, die insbesondere das Kopffeld von diesem Paket enthalten.
Die Steuerinformationen, die der Übermittlung des fraglichen Datenpakets zugewiesen sind, werden in dem folgenden Schritt 221 initialisiert.
Der folgende Schritt, der mit 222 bezeichnet ist, besteht in einem Warten, bis der Datenbus 113 zwischen der Vermittlungseinheit 108 und der Speicher-Speichereinheit 106 verfügbar ist, und wenn er verfügbar ist, wird dann der folgende Schritt 223 durchgeführt.
Im Verlauf des Letzteren wird ein Zugriff auf den Datenbus 113 an die Übertragung des fraglichen Pakets zugewiesen und wird im Verlauf eines folgenden Schritts, der mit 224 bezeichnet ist, das Kopffeld des Pakets in die Vermittlungseinheit 108 geschrieben, die unter Bezugnahme auf 26 kurz beschrieben wird.
Im Verlauf des folgenden Schritts, der mit 225 bezeichnet ist, wird überprüft, ob die Übertragung beendet ist.
Ist die Übertragung tatsächlich beendet, wurde das Paket in seiner Gänze übertragen und, wie in dem folgenden mit 226 bezeichneten Schritt angedeutet, wird der Datenbus 113 dann freigegeben.
Schritt 226 wird gefolgt von einem Schritt 227, im Verlauf dessen die SAR-Zeitplanungseinheit 109 über die Übertragung der Datenpakete anhand von Steuersignalen ctrl5 informiert wird, wodurch ermöglicht wird, dass das nächste Paket von dieser Zeitplanungseinheit 109 übertragen wird.
Dies beendet den Datenpaketübertragungsvorgang.
Um die Leistungsfähigkeit bzw. Performanz des Datenpaketübertragungsmechanismus zu optimieren, ist die Zeitplanungseinheit 109 fähig, gleichzeitig mehrere Datenpaketübertragungen abhängig von der Verfügbarkeit der Ressourcen der Vermittlungseinheit 108 zu verwalten bzw. handhaben.
Zurückkehrend zu Schritt 225 wird dieser, wenn der durchgeführte Test sich als negativ herausstellt, von einem mit 228 bezeichneten Schritt gefolgt, im Verlauf dessen der Füllgrad der "FIFO"-Typ-Speichereinheiten der Vermittlungseinheit 108 überprüft wird.
In dem Fall, dass diese Speichereinheiten nicht gefüllt sind, wird Schritt 228 von einem Schritt 229 gefolgt, im Verlauf dessen Gruppen von Daten, die jeweils aus 32 Bits bestehen und von der Speicher-Speichereinheit 106 stammen, in die "FIFO"-Typ-Speichereinheiten der Vermittlungseinheit 108 geschrieben werden, ungeachtet dessen, ob diese Daten vom isochronen oder Stromtyp sind, einen Teil einer Nachricht bilden, oder Steuerdaten sind.
Der in Schritt 225 angewandte Test wird dann erneut durchgeführt.
Wenn ein Teil des Datenpakets übertragen wurde und wenn die "FIFO"-Typ-Speichereinheit der Vermittlungseinheit 108 gefüllt wurde (Schritt 228), wird der mit 230 bezeichnete folgende Schritt durchgeführt, womit ein Zugriff auf den Datenbus 113 freigegeben wird.
Im Verlauf des mit 231 bezeichneten folgenden Schritts wird eine Vorkehrung getroffen, um zu warten, bis die entsprechende FIFO-Speichereinheit der Vermittlungseinheit 108 leer ist.
Der folgende Schritt, der mit 232 bezeichnet ist, aktualisiert den Sendezustand für das fragliche Datenpaket, das zu übertragen ist, mit Bezug auf das, was vorher übertragen wurde.
Der mit 233 bezeichnete folgende Schritt besteht in einem Warten, bis der Datenbus 113 verfügbar ist, und wenn er verfügbar ist, wird dann der mit 234 bezeichnete folgende Schritt ausgeführt.
Im Verlauf von diesem Schritt wird ein Zugriff auf den Datenbus 113 für die Übertragung des fraglichen Datenpakets zugewiesen und werden der Schritt 225 ebenso wie die folgenden Schritte, die bereits vorstehend beschrieben sind, erneut ausgeführt.
24 stellt einen Algorithmus für einen Empfang eines Datenpakets dar, das von dem Vermittlungsnetzwerk des Typs gemäß dem 1355-Standard stammt.
Dieser Algorithmus wird von dem Steuermodul 107 unter der Steuerung der Zeitplanungseinheit oder des SAR-Moduls 109 implementiert.
Das Steuermodul 107 implementiert diesen Algorithmus, wenn es von der Vermittlungseinheit 108 anhand des Steuersignals ctrl4 über den Empfang eines neuen Pakets informiert wird, das von dem Vermittlungsnetzwerk des Typs gemäß dem Standard IEEE 1355 stammt (Schritt 1220).
Um die Gesamtleistungsfähigkeit des Systems zu optimieren, können mehrere Algorithmen, die ähnlich zu diesem sind, zur gleichen Zeit ausgeführt werden, um so gleichzeitig Datenpakete zu übertragen und zu empfangen.
Der folgende Schritt 1221 besteht in einem Warten auf die Verfügbarkeit des Datenbusses 1113 zwischen der Vermittlungseinheit 108 und der Speicher-Speichereinheit 106.
Wenn dieser Datenbus verfügbar ist, wird der mit 1222 bezeichnete folgende Schritt durchgeführt und ein Zugriff auf den Bus für den Empfang des fraglichen Datenpakets zugewiesen.
Im Verlauf von Schritt 1223 wird zunächst das Kopffeld des empfangenen Pakets aus der FIFO-Typ-Speichereinheit der Vermittlungseinheit 108 gelesen und dann mit Hilfe des Steuersignals ctrl6 an die Zeitplanungseinheit 109 übertragen, wobei dies durchgeführt wird, um die Nummer des Speicherbereichs der Speicher-Speichereinheit 106 mit Hinblick auf die Speicherung des genannten Datenpakets zu kennen.
Gleichzeitig wird dann Schritt 1260 des Algorithmus durchgeführt, der gemäß 25 dargestellt ist und nachstehend beschrieben wird.
Im Verlauf des folgenden Schritts 1224 des Algorithmus gemäß 24 wartet das Steuermodul 107 darauf, von der Zeitplanungseinheit 109 mit Hilfe des Steuersignals ctrl6 die Identifikation des Speicherbereichs der Speicher- Speichereinheit 106 zu empfangen, wie in Schritt 1226 des Algorithmus gemäß 25 angedeutet.
Die Identifikation des Speicherbereichs der Speicher-Speichereinheit 106 bleibt für den Empfang des 1355-Datenpakets gültig.
Zurückkehrend zu 24 wird ein Schritt 1225 durchgeführt, der in einem Verifizieren des Endes des Empfangs des Datenpakets besteht.
Wenn das Ergebnis des während dieses Schritts angewandten Tests positiv ist, bedeutet dies, dass das gesamte Paket empfangen wurde und es dann in der Speicher-Speichereinheit 106 gespeichert wird.
In dem Fall, dass das Ergebnis von diesem Test negativ ist, wird der folgende Schritt 1226 durchgeführt, um den Füllgrad der FIFO-Typ-Speichereinheit der Vermittlungseinheit 108 zu kennen.
Wenn der im Verlauf des Schritts angewandte Test zu einem negativen Ergebnis führt, bedeutet dies, dass die FIFO-Typ-Speichereinheit nicht leer ist und der folgende Schritt 1227 durchgeführt wird.
Im Verlauf dieses Schritts werden Gruppen von Daten, die jeweils aus 32 Bits bestehen, aus der FIFO-Typ-Speichereinheit der Vermittlungseinheit 108 gelesen und in den Speicherbereich der Speicher-Speichereinheit 106 geschrieben, ungeachtet dessen, ob diese isochronen Daten (verbundener Modus), eine Nachricht oder Steuerdaten sind.
Als Nächstes wird der in dem folgenden Schritt 1228 angewandte Test durchgeführt, um den richtigen Schritt des Paketempfangsmechanismus zu ermitteln, was den Überlauf der Speicher-Speichereinheit betrifft.
Stellen sich die Ergebnisse, die im Verlauf von diesem Schritt erhalten werden, als positiv heraus, bedeutet dies, dass der entsprechende Speicherbereich der Speicher-Speichereinheit 106 nach dem letzten Schreibschritt, der in Schritt 1227 getätigt wird, gefüllt wurde. Im Verlauf des folgenden Schritts 1229 wird dann ein Fehlervorgang durchgeführt.
Ist das Ergebnis des in Schritt 1228 angewandten Tests negativ, wird der folgende Schritt 1230 durchgeführt.
Im Verlauf von Schritt 1230 wird der Füllungsschwellenwert des Pufferspeichers einzig und allein für den Fall der Speicherbereiche getestet, die zum Empfangen von Daten vom Stromtyp (verbundener Modus) bestimmt sind. Eine PCI-Unterbrechung wird erzeugt und an das Kommunikationsschnittstellenmodul 120 adressiert, wenn der entsprechende Pufferspeicher zum allerersten Mal halb voll ist.
Als Nächstes wird wiederum Schritt 1225 durchgeführt, der bereits vorstehend beschrieben ist.
Zurückkehrend zu Schritt 1226 bedeutet, wenn das Ergebnis des Tests, der dabei angewandt wird, sich als positiv herausstellt, dass ein Teil des Datenpakets empfangen wurde, und dass die FIFO-Typ-Speichereinheit der Vermittlungseinheit 108 voll ist.
Der mit 1231 bezeichnete folgende Schritt besteht darin, dass ein Zugriff auf den Datenbus 1113 verfügbar gemacht wird.
Der folgende Schritt 1232 besteht dann darin, auf neue Daten in der entsprechenden FIFO-Typ-Speichereinheit oder den -einheiten der Vermittlungseinheit 108 zu warten.
Der folgende Schritt 1233 aktualisiert den Empfangszustand des fraglichen Datenpakets, das in der Speicher-Speichereinheit 108 zu speichern ist, auf Grundlage dessen, was vorhergehend empfangen wurde.
Der folgende Schritt 1234 besteht in einem Warten, bis der Datenbus 113 verfügbar ist.
In dem Fall, dass der Bus verfügbar ist, wird der folgende Schritt 1235 durchgeführt und wird dann ein Zugriff auf den Datenbus 113 für einen Empfang des fraglichen Datenpakets zugewiesen. Der in Schritt 1225 durchgeführte Test, der bereits vorstehend beschrieben ist, wird dann erneut durchgeführt.
Wenn ein gesamtes Paket empfangen wurde, stellt sich der in Schritt 1225 durchgeführte Test als positiv heraus und wird der folgende Schritt 1236 durchgeführt, wodurch ein Zugriff auf den Datenbus 113 freigegeben wird. Im Verlauf des folgenden Schritts 1237 wird die Zeitplanungseinheit 109 (SAR-Modul) über das Steuersignal ctrl6 einzig und allein im dem Fall, dass der Speicherbereich dazu bestimmt ist, Steuerdaten von Nachrichten zu enthalten, über den Empfang des Pakets informiert.
Der Vorgang zum Empfangen von Paketen wird dann gemäß Schritt 1238 zu einem Ende gebracht.
25, die bereits vorstehend erwähnt ist, stellt einen Algorithmus zum Empfangen von eine Nachricht darstellenden Daten und Steuerdaten dar, die von dem Vermittlungsnetzwerk des Typs gemäß dem Standard IEEE 1355 stammen.
Dieser Algorithmus wird von der Zeitplanungseinheit 109 oder dem SAR-Modul implementiert.
Gemäß Schritt 1260 wartet die Zeitplanungseinheit darauf, dass durch das Steuermodul 107 von der Vermittlungseinheit 108 ein neues Paketkopffeld gelesen wird.
Im Verlauf des folgenden Schritts, der mit 1261 bezeichnet ist, wartet die Zeitplanungseinheit 109 darauf, dass ein Speicherbereich der Speicher-Speichereinheit 106 verfügbar ist, um in diesem das fragliche Datenpaket zu speichern.
Der folgende Schritt, der mit 1262 bezeichnet ist, besteht darin, dass das Steuermodul 107 über das korrekte Ergebnis der Zuweisung eines Speicherbereichs in der Speicher-Speichereinheit 106 informiert wird, indem die Identifikation des entsprechenden Speicherbereichs anhand des Steuersignals ctrl6 gesendet wird.
Im Verlauf des folgenden Schritts 1263 wird bestimmt, ob es sich um ein neues Paketkopffeld handelt, das betroffen ist.
In dem Fall, dass es sich um ein neues Paketkopffeld handelt, das betroffen ist, wird ungeachtet dessen, ob es das erste Paket einer Nachricht oder ein Steuerpaket ist, der mit 1264 bezeichnete folgende Schritt durchgeführt, und andernfalls wird der Schritt 1265 durchgeführt, ohne dass vorher der Schritt 1264 durchgeführt wird.
Im Verlauf von Schritt 1264 wartet die Zeitplanungseinheit 109 darauf, dass ein Speicherbereich freigegeben bzw. geleert wird, um die Nachricht oder das Steuerpaket in der RAM-Speichereinrichtung zu speichern, und weist sie einen derartigen Speicherbereich für den Zweck dieser Speicherung zu.
Im Verlauf des folgenden Schritts 1265 wird die Übermittlung von Daten von der Speicher-Speichereinheit 106 an die RAM-Speichereinrichtung 95, und insbesondere an den vorher zugewiesenen Speicherbereich, initialisiert.
Der folgende Schritt 1266 besteht in einem Warten auf das Ende der Übermittlung, bevor der Speicherbereich der Speicher-Speichereinheit 106, der vorher in Schritt 1261 zugewiesen wird, freigegeben wird.
Im Verlauf des folgenden Schritts 1267 wird bestimmt, ob ein Steuerpaket oder das letzte Paket einer Nachricht empfangen wurde, und wird der folgende Schritt 1260 durchgeführt, wenn dies der Fall ist, wodurch eine Unterbrechung vom PCI-Typ ausgelöst wird.
Diese Unterbrechung ist dazu bestimmt, das Kommunikationsschnittstellenmodul 120 gemäß 4 über den Empfang einer neuen Nachricht oder eines Steuerpakets in der RAM-Speichereinrichtung 95 gemäß 3a zu informieren.
Schritt 1265 wird dann von Schritt 1260 gefolgt, der bereits vorstehend beschrieben wurde.
In dem Fall, dass das Ergebnis des in Schritt 1267 durchgeführten Tests negativ ist, wird der Letztere von Schritt 1260 gefolgt, der vorstehend beschrieben ist.
26 ist eine schematische Darstellung einer Schalt- bzw. Vermittlungseinheit 108, die dem Fachmann bekannt ist.
Diese Einheit umfasst zum Beispiel drei externe Ports bzw. Anschlüsse 1270, 1271 und 1272, die jeweils eine interne Speichereinheit umfassen und jeweils mit einem Bus 1274 verbunden sind, der fähig ist, Daten und Steuersignale mit der Schnittstelleneinrichtung 104 (3a) auszutauschen.
Die Einheit 108 umfasst auch drei interne Ports bzw. Anschlüsse 1276, 1277 und 1278, die jeweils eine interne Speichereinheit umfassen und jeweils mit einem Bus 1280 verbunden sind, der fähig ist, Daten und Steuersignale mit der Speicher-Speichereinheit 106 und dem Steuermodul 107 (3a) auszutauschen.
Außerdem umfasst die Vermittlungseinheit 108 ein Leitweglenkungs- bzw. Routingelement 1282, das die verschiedenen internen und externen Ports bzw. Anschlüsse in den beiden Übermittlungsrichtungen untereinander verbindet.

Claims

Verfahren zur Datenpaketübertragung von einem ersten Netzwerk zu einem zweiten Netzwerk, wobei eines der Netzwerke ein Kommunikationsbus ist, der Datenpakete in isochronem und asynchronem Modus transportiert, das andere Netzwerk ein paketvermitteltes Netzwerk ist, und das Verfahren die Schritte umfasst, die in einer die zwei Netzwerke verbindenden Kommunikationseinrichtungen (90) durchgeführt werden: Empfangen von Datenpaketen vom ersten Netzwerk in einem Empfangsspeicher (103, 104) der Kommunikationseinrichtung (90), Senden von Datenpaketen zum zweiten Netzwerk, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Sendeschritt das Verfahren die Schritte umfasst Reservieren eines Speicherbereichs (106, 95) intern in der Kommunikationseinrichtung (90), der an den Modus angepasst ist, in dem die Datenpakete empfangen werden, wobei im Fall von Datenpaketen im isochronen Modus der Reservierungsschritt vor dem Empfang von Datenpaketen vom ersten Netzwerk durchgeführt wird, und im Fall von Datenpaketen im asynchronen Modus der Reservierungsschritt nach dem Empfang von Datenpaketen vom ersten Netzwerk durchgeführt wird, Speichern der empfangenen Datenpakete im angepassten internen reservierten Speicherbereich (106, 95) der Kommunikationseinrichtung (90).
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Schritt der Reservierung von Ressourcen bei dem zweiten Netzwerk im Fall einer Übertragung von Datenpaketen im isochronen Modus.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall des isochronen Modus die Reservierung des Speicherbereichs intern in der Kommunikationseinrichtung auf der Grundlage der bei dem zweiten Netzwerk reservierten Ressourcen durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall des isochronen Modus das Verfahren ferner einen Schritt der Assoziierung eines reservierten Speicherbereichs (106) mit den bei dem zweiten Netzwerk reservierten Ressourcen umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verarbeitungseinheit (93) intern in der Kommunikationseinrichtung mit einem reservierten Speicherbereich (95) assoziiert ist, der an den asynchronen Modus angepasst ist.
Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Speicherschritt einer Zwischenspeicherung von asynchronen Datenpaketen in einem Zwischenspeicher (106), so dass die Kommunikationseinrichtung (90) einen Empfang von Daten selbst dann beginnen kann, wenn die Verarbeitungseinheit diese nicht sofort verarbeiten kann.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenspeicherschritt der Speicherung asynchroner Datenpakete vor der Speicherung der Datenpakete in dem angepassten reservierten internen Speicherbereich (95) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch einen Schritt der Übertragung asynchroner Datenpakete vom Zwischenspeicher (106) zu dem angepassten reservierten internen Speicherbereich (95).
Kommunikationseinrichtung zum Übertragen von Datenpaketen von einem ersten Netzwerk zu einem zweiten Netzwerk, wobei die Kommunikationseinrichtung (90) die zwei Netzwerke verbindet, wobei eines der Netzwerke ein Kommunikationsbus ist, der Datenpakete in isochronem und asynchronem Modus transportiert, und das andere Netzwerk ein paketvermitteltes Netzwerk ist, wobei die Einrichtung umfasst einen Empfangsspeicher (103, 104) zum Empfangen von Datenpaketen vom ersten Netzwerk, eine Sendeeinrichtung zum Senden von Datenpaketen zum zweiten Netzwerk, gekennzeichnet durch eine Reservierungseinrichtung zum Reservieren eines Speicherbereichs (106, 95) intern in der Kommunikationseinrichtung (90), der an den Modus angepasst ist, in dem die Datenpakete empfangen werden, wobei im Fall von Datenpaketen im isochronen Modus die Reservierungseinrichtung zum Durchführen der angepassten Reservierung vor dem Empfang von Datenpaketen vom ersten Netzwerk eingerichtet ist, und im Fall von Datenpaketen im asynchronen Modus die Reservierungseinrichtung zum Durchführen der angepassten Reservierung nach dem Empfang von Datenpaketen vom ersten Netzwerk eingerichtet ist, eine Speichereinrichtung zur Speicherung der empfangenen Datenpakete im angepassten internen reservierten Speicherbereich (106, 95) der Kommunikationseinrichtung (90).
Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Reservierungseinrichtung zum Reservieren von Ressourcen bei dem zweiten Netzwerk im Fall einer Übertragung von Datenpaketen im isochronen Modus.
Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall des isochronen Modus die Reservierungseinrichtung zum Reservieren des Speicherbereichs intern in der Kommunikationseinrichtung zum Berücksichtigen der bei dem zweiten Netzwerk reservierten Ressourcen eingerichtet ist.
Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Assoziieren eines reservierten Speicherbereichs (106) mit den bei dem zweiten Netzwerk reservierten Ressourcen im Fall des isochronen Modus.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verarbeitungseinheit (93) intern in der Kommunikationseinrichtung mit einem reservierten Speicherbereich (95) assoziiert ist, der an den asynchronen Modus angepasst ist.
Einrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Zwischenspeichern asynchroner Datenpakete in einem Zwischenspeicher (106), so dass die Kommunikationseinrichtung (90) einen Empfang von Daten selbst dann beginnen kann, wenn die Verarbeitungseinheit diese nicht sofort verarbeiten kann.
Einrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Übertragen asynchroner Datenpakete vom Zwischenspeicher (106) zu dem angepassten reservierten Speicherbereich (95).
Informationsspeichereinrichtung, die durch einen Computer oder eine Verarbeitungseinrichtung gelesen werden kann, und Anweisungen für ein Computerprogramm enthält, wobei eine Implementierung jedes der Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ermöglicht wird, wenn das Programm auf dem Computer oder der Verarbeitungseinrichtung läuft.
Computerprogramm, das in eine programmierbare Einrichtung geladen werden kann, und Anweisungssequenzen zum Implementieren jedes der Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 enthält, wenn das Programm auf der programmierbaren Einrichtung läuft.