用於結合乙太網標準標記任意乙太網幀的方法
2023-10-27 18:20:27
專利名稱：用於結合乙太網標準標記任意乙太網幀的方法
技術領域：
本發明涉及用於結合標準乙太網控制器給任意乙太網幀加印記的一種方法以及一種裝置。
背景技術：
一種這樣的方法以及這樣的裝置在局部網絡、特別是在精確的時基很重要的自動化的分布式系統中得到應用。自動化系統在此被理解為，藉助技術裝置在沒有人的影響的條件下部分甚至完全按照規定的程序執行規定操作的系統。操作在這一方面例如表示特別在工業環境中進行的生產過程、安裝過程、傳輸過程、質量控制過程等。
乙太網上的一種高精度同步，像通過在IEEE 1588中詳細說明的精確時間協議(PTP)，需要乙太網電報對於接收時刻的時間印記。介質訪問控制器(MAC)不支持延長電報以附加印記。
已知的解決方案是在乙太網幀上作為前綴或者後綴附加時間印記，由此不再能使用標準乙太網控制器。該問題通過一種另外的硬體適當地解決，其通常連接在乙太網控制器和一個「物理層」(PHY)之間的介質獨立接口(MII)上。
US 2003/0115369 A1公開了一種方法，其中，藉助一個表徵一個具有大量時間窗的幀的開始的「時間間隔分組」，為大量連接在一個網絡上的設備分配所述時間窗連同有關時間窗的偏移和分組被允許在網絡上發送的持續時間。「時間間隔分組」自身在此例如是標準乙太網幀，由此關於時間窗的信息在一定程度上表示乙太網幀應用數據。真正的為同步的加時間印記在此通過一個調節器執行，該調節器給到達各設備的一個總線適配器的「時間間隔分組」在在該適配器中包含的介質訪問控制器去掉乙太網幀的頭之後，提供一個時間印記。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於，給任意的乙太網幀提供一個印記、特別是一個時間印記，在此可以使用通過普通乙太網標準IEEE 802.x定義的標準乙太網控制器。
該技術問題是通過一種結合標準乙太網控制器在任意的乙太網幀內加入印記的方法解決的，其中，乙太網控制器被運行在一種所謂的RAW方式，在該方式中對於介質訪問控制(MAC)目標地址例如不進行任何過濾，所述印記加入乙太網幀的MAC目標地址的一個區域內。
此外，該技術問題是通過一種結合標準乙太網控制器在任意的乙太網幀內加入印記的裝置解決的，其中，該裝置在一個乙太網控制器和一個「物理層」(PHY)之間提供，並且包含用於在太網幀的MAC目標地址的一個區域內加入印記的單元，所述乙太網控制器被運行在一種所謂的RAW方式，在該方式中對於介質訪問控制(MAC)目標地址例如不進行任何過濾。
每一乙太網控制器支持所謂的RAW方式，其中對於乙太網電報的檢驗被限制到最小。如果人們把乙太網控制器運行在這種方式，並且在用於給任意乙太網幀加印記的裝置中轉移MAC目標地址的檢驗，則具有6位元組的MAC目標地址可以為印記使用。通過所選擇的裝置在乙太網控制器和PHY之間的位置，該裝置可以任意操作在乙太網控制器和PHY之間的數據流。
在一種特別優選的實施形式中為印記提供6位元組長的MAC目標地址的4個字節，而剩餘的兩個字節編碼原始的MAC目標地址，由此保留MAC目標地址的完全的功能範圍，例如多個單播地址或者另外的多播地址，因為能夠通過乙太網控制器上的軟體取出印記，並且能夠給乙太網幀重新提供原始的MAC目標地址。
在一種同樣優選的實施形式中，該裝置同樣像PHY一樣可通過由在普通乙太網標準IEEE 802.x中規定的介質獨立接口(MII)的串行管理接口(SMI)的讀和寫控制，由此可尋址32×32×2讀和寫的地址空間，並為其控制例如提供(28-31)×YY×2位元組，由此保留可控制還另外的28個PHY[(0-27)×YY×2位元組]。
該裝置優選地具有用於為在IEEE 1588中詳細說明的精確時間協議(PTP)加時間印記的單元。在每一個可想到的具有SMI的乙太網控制器上都可以使用該功能。
在用於乙太網的許多協議中都提供多播電報。其中該裝置優選可作為用於減低本地接口上的負載的前置濾波器使用。
下面根據附圖詳細說明本發明。附圖中圖1表示在乙太網控制器和物理層之間用於給任意乙太網幀加印記的裝置。
圖2表示一個根據普通乙太網標準IEEE 802.x定義的乙太網幀。
具體實施例方式
圖1表示在一個任意的乙太網控制器2(例如TriCore或者Net-Arm)和一個任意的物理層3(例如Intel或者AMD)之間用於給任意的乙太網幀加印記的裝置1。每一乙太網控制器支持在普通乙太網標準IEEE 802.x中規定的帶有其串行管理接口(SMI)4的介質獨立接口(MII)5。對用於加印記的裝置1的控制與對物理層3的控制一樣通過由SMI協議讀和寫進行。
圖2表示一個按照普通乙太網標準IEEE 802.x定義的乙太網幀。其中前序欄位如其名不作為真正的乙太網幀，接著的開始幀定界符(SFD)也一樣，它用序列10101011標記真正的乙太網幀的開始。真正的乙太網幀以在本發明的方法中說明的介質訪問控制(MAC)目標地址和在其後跟隨的MAC源地址開始。可選的VLAN欄位的長度根據標準變化，例如在IEEE802.1Q標準中為4位元組。真正的數據欄位具有至少46位元組長度，接在它後面的是幀檢查序列(FCS)，它結束該乙太網幀。它包含一個通過周期冗餘檢驗計算的值。
通過在MII上選擇的位置，所述方法和所述裝置不依賴於物理傳輸方式(玻璃纖維或者銅)並且不依賴於傳輸速度(10MBd直到10GBd)，因為在所有的運行方式中MII或者GMII都在普通乙太網標準IEEE 802.x中定義。
所述實施形式的其他的優點在於，簡單的硬體集成、小的成本和多種應用可能性。
總之，本發明涉及用於對任意的乙太網幀加印記的一種方法以及一種裝置。本發明要解決的技術問題在於，給任意的乙太網幀特別提供一個時間印記，其中，可以使用按照IEEE 802.x定義的標準乙太網控制器。該技術問題是通過一種新穎的方法如下解決的，在一個被運行在RAW方式的乙太網控制器和一個「物理層」之間在介質訪問控制(MAC)目標地址的區域內存儲該印記，同時原始的MAC目標地址優選地在剩餘的區域中編碼。
權利要求
1.一種用於在任意的乙太網幀中結合標準乙太網控制器(2)加印記的方法，其特徵在於，-所述乙太網控制器(2)按照不對MAC目標地址進行過濾的方式運行，-將所述印記在乙太網幀的MAC目標地址的區域中加入。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，為所述印記提供6位元組長的MAC目標地址的4位元組，剩餘的兩個字節編碼原始的MAC目標地址。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，在一個附加裝置(1)中進行乙太網幀的MAC目標地址和印記的檢驗，在乙太網控制器(2)和一個物理層(3)之間提供所述附加裝置(1)。
4.根據權利要求3所述的方法，其中，對所述附加裝置(1)的控制與對所述物理層(3)的控制一樣，是通過由在普通乙太網標準IEEE 802.x中規定的介質獨立接口(5)的串行管理接口(4)的讀和寫進行的。
5.根據上述權利要求之一所述的方法，其中，將所述印記構造為時間印記。
6.一種用於在任意的乙太網幀中結合標準乙太網控制器(2)加印記的裝置(1)，其特徵在於，-該裝置(1)被提供在乙太網控制器(2)和一個物理層(3)之間，所述乙太網控制器(2)以不對MAC目標地址進行過濾的方式運行，-該裝置(1)具有用於在MAC目標地址的區域中加入該印記的單元。
7.根據權利要求6所述的裝置，其中，為所述印記提供6位元組長的MAC目標地址的4位元組，剩餘的兩個字節編碼原始的MAC目標地址。
8.根據權利要求6或7所述的裝置，其中，所述裝置(1)與所述物理層(3)一樣，可通過由在普通乙太網標準IEEE 802.x中規定的介質獨立接口(5)的串行管理接口(4)的讀和寫來控制。
9.根據權利要求8所述的裝置，其中，所述裝置(1)具有為在IEEE 1588中規定的精確時間協議加入時間印記的單元。
10.根據權利要求8或9所述的裝置，其中，所述裝置(1)在使用提供多播電報的乙太網協議下可作為減低在本地接口上的負載的前置濾波器使用。
11.根據權利要求6至10之一所述的裝置，其中，所述印記被構造為時間印記。
12.一種用於在任意乙太網幀內加入一個印記的系統，具有至少一個按照權利要求6至11所述的裝置(1)。
13.根據權利要求12所述的系統，其中，該系統具有至少一個乙太網控制器(2)。
14.根據權利要求12所述的系統，其中，該系統具有至少一個物理層(3)。
全文摘要
本發明涉及用於給任意的乙太網加印記的一種方法以及一種裝置(1)。本發明要解決的技術問題在於，給任意的乙太網特別是加時間印記，其中可使用按照IEEE 802.X定義的標準乙太網控制器。該技術問題是通過一種新穎的方法如下解決的，在一個被運行在RAW方式的乙太網控制器(2)和一個物理層(3)之間在介質訪問控制(MAC)目標地址的區域內存儲印記(1)，同時優選地在剩餘的區域內編碼原始的MAC目標地址。
文檔編號H04L29/06GK101053238SQ200680000713
公開日2007年10月10日 申請日期2006年7月14日 優先權日2005年8月8日
發明者岡特·斯坦德 申請人:西門子公司