TWI769023B

TWI769023B - 多點網路系統

Info

Publication number: TWI769023B
Application number: TW110127183A
Authority: TW
Inventors: 張永樂; 方文志; 王登賢; 郭協星
Original assignee: 瑞昱半導體股份有限公司
Priority date: 2021-07-23
Filing date: 2021-07-23
Publication date: 2022-06-21
Also published as: US11888755B2; TW202306424A; US20230021997A1

Abstract

本發明揭露一種多點網路系統包含N個網路裝置。該N個網路裝置包含M個可傳輸裝置，該M不大於該N。該M個可傳輸裝置包含一主控裝置與至少一從屬裝置。該M個可傳輸裝置的每一個具有至少一辨識碼作為它在該多點網路系統中的身分辨識資訊，該M個可傳輸裝置共有至少N個辨識碼。於一輪資料傳輸中，該M個可傳輸裝置依據它們各自的辨識碼循序獲得傳輸機會。該M個可傳輸裝置的一第K裝置具有複數個辨識碼，因此於一輪資料傳輸中，該第K裝置獲得複數次傳輸機會。該M個可傳輸裝置的每一個執行一計數操作，以產生一目前計數值；當該M個可傳輸裝置之任一裝置的辨識碼同於該目前計數值時，該任一裝置獲得一傳輸機會。

Description

多點網路系統

本發明是關於網路系統，尤其是關於多點網路系統。

美國專利公開案（公開號：US 2019/0230705 A1）揭露了一種在乙太網多點網路（Ethernet multidrop network）上避免封包碰撞的方法。在該方法中，一多點網路所支援的節點數須事先規劃好，且每個節點於一輪資料傳輸中僅有一次傳輸機會，因此，該方法無法依據各個節點的需求來增加它的傳輸機會。

本揭露的目的之一在於提供一種多點網路系統，以作為先前技術的改良。

本揭露的多點網路系統的一實施例包含N個網路裝置。該N個網路裝置包含一主控裝置與複數個從屬裝置。該N個網路裝置的每一個具有至少一辨識碼作為它在該多點網路系統中的身分辨識資訊。該N個網路裝置的M個可傳輸裝置依據它們各自的辨識碼循序獲得傳輸機會，其中該M個可傳輸裝置包含該複數個從屬裝置的其中之一與該主控裝置，該N為大於一的整數，該M為大於一且不大於該N的整數。該M個可傳輸裝置的每一個執行一計數操作，以產生一目前計數值；當該目前計數值達到一第一極值時，該目前計數值被重置為一第二極值。該第一極值與該第二極值分別為該目前計數值的上限與下限，或者分別為該目前計數值的下限與上限。當該M個可傳輸裝置之任一裝置的辨識碼同於該目前計數值時，該任一裝置獲得一傳輸機會。該M個可傳輸裝置的辨識碼的總數不小於該N；由於每個辨識碼對應某一目前計數值，該目前計數值的第一極值與第二極值之間的差值不小於該N。在一第I輪資料傳輸的期間，該M個可傳輸裝置的一第K裝置具有複數個辨識碼，因此該第K裝置於該第I輪資料傳輸的期間能獲得複數次傳輸機會，其中該M個可傳輸裝置的辨識碼的總數大於該M，該K為不大於該M的正整數，該I為正整數。

有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作較佳實施例詳細說明如下。

本揭露包含多點網路系統（multidrop network system），能夠依據各個節點的需求來增加它的傳輸機會。多點網路系統的背景知識見於IEEE 802.3標準規範與美國專利公開案（公開號：US 2019/0230705 A1）。

圖1顯示本揭露之多點網路系統的一實施例。圖1之多點網路系統100的架構是基於IEEE 802.3標準規範，包含N個網路裝置（亦即：N個節點），該N為大於一的整數。該N個網路裝置藉由實體傳輸媒介102（例如：雙絞纜線（twisted pair cable）或光纜線（optical cable））相互連接，並包含一主控裝置110與複數個從屬裝置120。該N個網路裝置的每一個具有至少一辨識碼（identification code; ID code）作為它在該多點網路系統100中的身分辨識資訊（ID）。

請參閱圖1。於一實作範例中，該N個網路裝置的每一個執行一計數操作（例如：從一計數下限數到一計數上限的遞增計數操作；或是從該計數上限數到該計數下限的遞減計數操作）以產生一目前計數值，其中該N個網路裝置的目前計數值都是相同的，且該計數操作的週期均等於該N個網路裝置之一輪資料傳輸的週期。當該N個網路裝置的某一裝置的辨識碼同於該目前計數值時，該某一裝置獲得一傳輸機會；當該N個網路裝置的某一裝置具有複數個辨識碼，該某一裝置於一輪資料傳輸中會獲得複數次傳輸機會。值得注意的是，於一傳統模式中，該N個網路裝置的每一個僅有一個辨識碼，且該辨識碼不會大於該網路裝置之計數操作的計數上限，因此，該網路裝置於一輪資料傳輸中僅會獲得一次傳輸機會，無論該網路裝置的傳輸需求為何。圖2顯示上述傳統模式下該N個網路裝置（#1、#2、#3、…與#N）的辨識碼（0、1、2、…與(N-1)）分配圖210及其相對應的傳輸機會分布圖220，其中傳輸機會分布圖220的每一方格表示一傳輸時槽，每個傳輸時槽的長度不一定相同，每個方格內的數字表示使用該傳輸時槽的網路裝置的辨識碼。

請參閱圖1。該N個網路裝置的M個可傳輸裝置（transmission-permissible devices）依據它們各自的辨識碼循序獲得傳輸機會，其中該M為大於一且不大於該N的整數；換言之，該N個網路裝置的一部分或全部作為該M個可傳輸裝置。該M個可傳輸裝置包含複數個從屬裝置120的至少其中之一與主控裝置110，且該M個可傳輸裝置的每一個執行前述計數操作以產生前述目前計數值。於一實作範例中，該N個網路裝置中除了該M個可傳輸裝置，X個網路裝置具有辨識碼大於該計數上限，該X個網路裝置執行計數操作，該X等於(N-M)。

承上所述，當該M個可傳輸裝置的目前計數值達到一第一極值時，每個可傳輸裝置將該目前計數值重置為一第二極值，以準備開始下一輪資料傳輸。該第一極值與該第二極值分別為該目前計數值的上限與下限，或者分別為該目前計數值的下限與上限。當該M個可傳輸裝置之任一裝置的辨識碼同於該目前計數值時，該任一裝置獲得一傳輸機會。該M個可傳輸裝置的辨識碼的總數不小於該N且大於該M；由於每個辨識碼對應某一目前計數值（亦即：該目前計數值的下限與上限之間的某個值），因此，該第一極值與該第二極值之間的差值不小於該N且大於該M；更明確地說，當該計數操作為一遞增/遞減計數操作且二相鄰計數值的差值為1時，該第一極值與該第二極值之間的差值為該M個可傳輸裝置的辨識碼的總數。在一第I輪資料傳輸的期間，該M個可傳輸裝置的一第K裝置具有複數個辨識碼（例如：S個辨識碼，其中該S大於一，但不大於該M個可傳輸裝置的辨識碼的總數減一），因此，該第K裝置於該第I輪資料傳輸的期間會獲得複數次傳輸機會（例如：S次傳輸機會），其中該K為不大於該M的正整數，該I為正整數。於一實作範例中，該第K裝置的該複數個辨識碼不連續，以滿足該第K裝置的傳輸需求。

於一實作範例中，該目前計數值之第一極值與第二極值之間的差值大於該N；換言之，該M個可傳輸裝置的辨識碼的總數大於該N。舉例而言，該計數操作為一遞增計數操作且二相鄰計數值的差值為1，該N個網路裝置的辨識碼分配圖310及其相對應的傳輸機會分布圖320如圖3所示，其中該N個網路裝置全部作為該M個可傳輸裝置，因此該N等於該M。圖3的例子中，該N等於8，該N個網路裝置分別以#1~#8表示，該N個網路裝置共具有12個辨識碼（0、1、2、…與11），該目前計數值的下限與上限分別為0與11，其中網路裝置#3具具有2個辨識碼（2&8），網路裝置#4具有2個辨識碼（3&10），網路裝置#6具有3個辨識碼（5&9&11）。據上所述，網路裝置#3於一輪資料傳輸中有2次傳輸機會，佔全部傳輸機會的

；網路裝置#4於該輪資料傳輸中有2次傳輸機會，佔全部傳輸機會的

；網路裝置#6於該輪資料傳輸中有3次傳輸機會，佔全部傳輸機會的

；其它網路裝置的每一個於該輪資料傳輸中有1次傳輸機會，佔全部傳輸機會的

。值得注意的是，該N個網路裝置之辨識碼的總數、每個網路裝置之辨識碼的數目以及該目前計數值的下限與上限均可依實施需求決定，而不限於本說明書的範例。

於一實作範例中，該目前計數值之第一極值與第二極值之間的差值等於該N，且該M小於該N；換言之，該M個可傳輸裝置的辨識碼的總數等於該N，且該N個網路裝置僅有一部分作為該M個可傳輸裝置。舉例而言，該計數操作為一遞增計數操作且二相鄰計數值的差值為1，該N個網路裝置的辨識碼分配圖410及其相對應的傳輸機會分布圖420如圖4所示，其中該N個網路裝置的一部分（網路裝置#1與#6）作為該M個可傳輸裝置，其餘網路裝置（網路裝置#2~5與#7~8）無法獲得傳輸機會。圖4的例子中，該N等於8，該N個網路裝置分別以#1~#8表示，該N個網路裝置共具有8個辨識碼（0、1、2、…與7），該目前計數值的下限與上限分別為0與7，其中該M個可傳輸裝置為網路裝置#1與網路裝置#6，網路裝置#1具有一個辨識碼（0），網路裝置#6具有複數個辨識碼（1~7），網路裝置#2~#5以及網路裝置#7~#8的每一個的辨識碼（255）落於該目前計數值的上限與下限之間的範圍之外。據上所述，網路裝置#1於一輪資料傳輸中有1次傳輸機會，佔全部傳輸機會的

；網路裝置#6於該輪資料傳輸中有7次傳輸機會，佔全部傳輸機會的

；其餘裝置於該輪資料傳輸中無法獲得傳輸機會。

請參閱圖1。於一實作範例中，在最早的一輪資料傳輸開始前，該N個網路裝置的辨識碼已決定且固定。於另一實作範例中，在最早的一輪資料傳輸開始後，該N個網路裝置的辨識碼依據該N個網路裝置的傳輸需求而被調整。舉例而言，在圖4的例子中，網路裝置#2~#5以及網路裝置#7~#8的每一個的辨識碼於一第I輪資料傳輸中大於該目前計數值的上限，因此網路裝置#2~#5以及網路裝置#7~#8於該第I輪資料傳輸中無法獲得傳輸機會；於該第I輪資料傳輸後，網路裝置#2~#5以及網路裝置#7~#8的至少其中之一（下稱網路裝置#X）的辨識碼被調整至落於該目前計數值的上限與下限之間的範圍之內，因此，在一第(I+1)輪資料傳輸的期間，網路裝置#X能夠獲得至少一次傳輸機會。另舉例而言，在圖4的例子中，網路裝置#6具有複數個辨識碼，因此網路裝置#6於該第I輪資料傳輸中能夠獲得複數次傳輸機會；於該第I輪資料傳輸後，網路裝置#6的複數個辨識碼被調整為一單一個辨識碼（例如：5），該單一個辨識碼可以是原本的複數個辨識碼的其中之一。

請參閱圖1。於一實作範例中，該N個網路裝置採用一溝通協定以進行一溝通操作；該N個網路裝置包含一指定裝置（例如：主控裝置110）與(N-1)個非指定裝置（例如：從屬裝置120）；該指定裝置為該M個可傳輸裝置的其中之一。該指定裝置藉由該溝通操作得知該(N-1)個非指定裝置的傳輸需求；舉例而言，某些非指定裝置提出特殊傳輸需求，某些非指定裝置未提出需求，該指定裝置因此推知該(N-1)個非指定裝置的需求。該指定裝置依據自己的傳輸需求以及該(N-1)個非指定裝置的傳輸需求決定該N個網路裝置的一辨識碼分派（ID assignment）。該(N-1)個非指定裝置的每一個藉由該溝通操作得知該辨識碼分派，並據以決定其辨識碼。

於上述二實作範例中，該N個網路裝置的每一個包含一上層電路（未顯示於圖）與一下層電路（未顯示於圖），上層電路採用該溝通協定以控制該溝通操作，下層電路用來傳輸資料。舉例而言，上層電路為一媒體存取控制（media access control; MAC）電路，或一電子控制單元（electronic control unit; ECU）；下層電路為一實體層（physical layer; PHY）電路。由於該媒體存取控制電路、該電子控制單元與該實體層電路的每一個可藉由本技術領域的已知/常見技術來實現，其細節在此省略。

請注意，在實施為可能的前提下，本技術領域具有通常知識者可選擇性地實施前述任一實施例中部分或全部技術特徵，或選擇性地實施前述複數個實施例中部分或全部技術特徵的組合，藉此增加本發明實施時的彈性。

綜上所述，本發明能夠依據各個節點的傳輸需求來決定它的傳輸機會。

雖然本發明之實施例如上所述，然而該些實施例並非用來限定本發明，本技術領域具有通常知識者可依據本發明之明示或隱含之內容對本發明之技術特徵施以變化，凡此種種變化均可能屬於本發明所尋求之專利保護範疇，換言之，本發明之專利保護範圍須視本說明書之申請專利範圍所界定者為準。

100:多點網路系統 102:實體傳輸媒介 110:主控裝置 120:從屬裝置 210:辨識碼分配圖 220:傳輸機會分布圖 #1~#N:網路裝置 0~(N-1):辨識碼 310:辨識碼分配圖 320:傳輸機會分布圖 #1~#8:網路裝置 0~11:辨識碼 410:辨識碼分配圖 420:傳輸機會分布圖 #1~#8:網路裝置 0~8:辨識碼

［圖1］顯示本揭露之多點網路系統的一實施例；［圖2］顯示傳統模式下圖1之N個網路裝置的辨識碼分配圖及其相對應的傳輸機會分布圖；［圖3］顯示一實作範例中該N個網路裝置的辨識碼分配圖及其相對應的傳輸機會分布圖；以及［圖4］顯示另一實作範例中該N個網路裝置的辨識碼分配圖及其相對應的傳輸機會分布圖。

310:辨識碼分配圖

320:傳輸機會分布圖

#1~#8:網路裝置

0~11:辨識碼

Claims

一種多點網路系統，該多點網路系統包含N個網路裝置，該N個網路裝置包含一主控裝置與複數個從屬裝置，該N個網路裝置的每一個具有至少一辨識碼作為它在該多點網路系統中的身分辨識資訊，該N個網路裝置的M個可傳輸裝置（transmission-permissible devices）依據它們各自的辨識碼循序獲得傳輸機會，該M個可傳輸裝置的每一個執行一計數操作以產生一目前計數值，當該目前計數值達到一第一極值時，該目前計數值被重置為一第二極值，其中：該M個可傳輸裝置包含該複數個從屬裝置的其中之一與該主控裝置；該N為大於一的整數，該M為大於一且不大於該N的整數；該第一極值與該第二極值分別為該目前計數值的上限與下限，或者分別為該目前計數值的下限與上限；該M個可傳輸裝置的辨識碼的總數不小於該N，該第一極值與該第二極值之間的一差值不小於該N；當該M個可傳輸裝置之任一裝置的辨識碼同於該目前計數值時，該任一裝置獲得一傳輸機會；以及在一第I輪資料傳輸的期間，該M個可傳輸裝置的一第K裝置具有複數個辨識碼，該M個可傳輸裝置的辨識碼的總數大於該M，該K為不大於該M的正整數，該I為正整數。
如請求項1之多點網路系統，其中該差值大於該N，該M個可傳輸裝置的辨識碼的總數大於該N。
如請求項2之多點網路系統，其中該M等於該N。
如請求項1之多點網路系統，其中該差值等於該N，該M小於該N，該M個可傳輸裝置的辨識碼的總數等於該N。
如請求項4之多點網路系統，其中在該第I輪資料傳輸的期間，該N個網路裝置的X個網路裝置的每一個的辨識碼大於該目前計數值的上限或小於該目前計數值的下限，該X個網路裝置不包含於該M個可傳輸裝置，該X為正整數，且該X不大於該N減去該M。
如請求項1之多點網路系統，其中在該第I輪資料傳輸的期間，該第K裝置的該複數個辨識碼不連續。
如請求項1之多點網路系統，其中在最早的一輪資料傳輸開始前，該N個網路裝置的辨識碼已決定且固定。
如請求項1之多點網路系統，其中在最早的一輪資料傳輸開始後，該N個網路裝置的辨識碼依據該N個網路裝置的傳輸需求而被調整。
如請求項1之多點網路系統，其中該N個網路裝置採用一溝通協定以進行一溝通操作，該N個網路裝置包含一指定裝置與(N-1)個非指定裝置，該指定裝置為該M個可傳輸裝置的其中之一，該指定裝置藉由該溝通操作得知該(N-1)個非指定裝置的傳輸需求，該指定裝置依據該指定裝置的傳輸需求以及該(N-1)個非指定裝置的傳輸需求決定該N個網路裝置的一辨識碼分派（ID assignment），該(N-1)個非指定裝置的每一個藉由該溝通操作得知該辨識碼分派，並據以決定其辨識碼。
如請求項9之多點網路系統，其中該指定裝置為該主控裝置。