分布式系統(tǒng)中無損的基于時間的數(shù)據(jù)采集和控制的制作方法
【專利摘要】用于將基于時間的數(shù)據(jù)采集(DAQ)映射到網(wǎng)絡的等時數(shù)據(jù)傳送通道的系統(tǒng)和方法?？梢耘渲门c網(wǎng)絡的等時數(shù)據(jù)傳送通道相關(guān)聯(lián)的緩沖器。可以配置時鐘和本地緩沖器。功能單元可以被配置為發(fā)起基于時間的DAQ的連續(xù)執(zhí)行，傳送數(shù)據(jù)到本地緩沖器，在所配置的開始時間發(fā)起數(shù)據(jù)在本地緩沖器與緩沖器之間的傳送，以及以迭代的方式重復傳送和發(fā)起傳送，由此在本地緩沖器與緩沖器之間傳送數(shù)據(jù)。緩沖器可以被配置為通過網(wǎng)絡的等時數(shù)據(jù)傳送通道傳遞數(shù)據(jù)，由此將基于時間的DAQ映射到網(wǎng)絡的等時數(shù)據(jù)傳送通道。
【專利說明】
分布式系統(tǒng)中無損的基于時間的數(shù)據(jù)采集和控制
技術(shù)領域
[0001] 本發(fā)明涉及等時數(shù)據(jù)傳送的領域，尤其涉及用于基于時間的波形采集引擎的系統(tǒng) 和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 基于時間的或者等時的（即，定期的、周期性的)數(shù)據(jù)傳送由控制應用使用，在控制 應用中，緩沖或數(shù)據(jù)流的及時傳送極為重要。如果出于任何原因，數(shù)據(jù)遲到，它們則不可被 使用并且被丟棄。因此，基于控制的應用典型地被設計為容忍數(shù)據(jù)的一些丟失或遲到。例 如，在一些基于控制的應用中，如果一個控制周期的數(shù)據(jù)丟失，則應用可以檢測到這一點并 且推遲控制回路計算直到下一個周期。因此，如果數(shù)據(jù)繼續(xù)遲到或者對于多個控制回路根 本沒有到達，則基于控制的應用可以標記錯誤并且采取更為嚴重的動作。
[0003] 而且，網(wǎng)絡和處理器互連已經(jīng)實現(xiàn)了一些特征，這些特征特定于對基于控制的應 用的等時數(shù)據(jù)傳送的支持。例如，在諸如PCI Express和時間敏感（TS)聯(lián)網(wǎng)（即，IEEE 802.1)這樣的標準中的特征并入了對等時數(shù)據(jù)傳送的支持。這些特征并入了支持等時數(shù)據(jù) 傳送所必要的兩個基本需求一一第一，在參與等時數(shù)據(jù)傳送的端點之間存在同步、如此保 證協(xié)調(diào)的數(shù)據(jù)傳輸和接收的需求；以及第二，從數(shù)據(jù)生產(chǎn)者一直到數(shù)據(jù)使用者始終存在預 留帶寬，如此保證端點的遞送和同步的需求。
[0004] 在應用中存在新的發(fā)展，它們可以受益于等時數(shù)據(jù)傳送的這些基本需求。例如，所 謂"物聯(lián)網(wǎng)"正在將因特網(wǎng)連通性擴展到廣泛領域中的機器，從電力系統(tǒng)到醫(yī)療設備（以及 其他的）。在這種應用中，數(shù)據(jù)的最常見使用是聚合以供分析或日志記錄。而且，因為在這些 應用中采集數(shù)據(jù)的測量節(jié)點典型地分布在廣闊的地理區(qū)域上，所以不可以應用常規(guī)的基于 信號的同步技術(shù)。代替地，使用時間來同步測量并且數(shù)據(jù)經(jīng)由有限或連續(xù)采集而被采集。
[0005] 在有限采集中，以周期性間隔采集一組數(shù)據(jù)點，例如，每個間隔一組數(shù)據(jù)點。在系 統(tǒng)中的所有節(jié)點之間，每個間隔在相位和頻率方面同步。這種系統(tǒng)的示例包括電力相量測 量單元以及結(jié)構(gòu)和機器監(jiān)控系統(tǒng)。
[0006] 在連續(xù)采集中，一旦采集已經(jīng)開始，數(shù)據(jù)就被連續(xù)地采集。開始時間to以及采集之 間的時間At在系統(tǒng)中的所有節(jié)點之間同步。另外，通常只有當接收到明確地終止采集的命 令時，采集才終止。這種系統(tǒng)的示例是車內(nèi)數(shù)據(jù)記錄器。
[0007] 在這種基于時間的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，因為數(shù)據(jù)被聚合，所以應用可以容忍數(shù)據(jù)的 遲到但是不可以容忍丟失。因此，當前在這些系統(tǒng)中傳送的數(shù)據(jù)或者獨立于等時數(shù)據(jù)地被 處理(例如作為盡力而為或異步數(shù)據(jù)而傳送），或者通過使用等時通道一次傳輸一個數(shù)據(jù)點 而在端點處被聚合。獨立于等時數(shù)據(jù)地處理數(shù)據(jù)通過應答數(shù)據(jù)傳送并且如果丟失則重新傳 輸它來滿足無損需求。等時通道的使用則使用等時通道上的預留帶寬來消除因擁塞引起的 丟失，但是不解決因電磁干擾(EMI)引起的丟失或者因網(wǎng)絡或總線上的位(bit)錯誤引起的 數(shù)據(jù)損壞的情況。另外，在現(xiàn)有技術(shù)方法中，端點處的聚合以及等時通道的使用僅可以被映 射到有限采集，并且不可以滿足連續(xù)采集模型。因此，尋找這種系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳送的改進。
[0008] 例如，對基于時間的測量的及時遞送的改進將提供多個益處。首先，及時遞送可以 減少聚合延遲，由此提高處理效率。另外，及時遞送可以改進監(jiān)控循環(huán)時間，從存儲的預期， 允許實時分析和數(shù)據(jù)集減小，并且允許更快的響應時間。及時遞送還可以通過減少因重新 傳輸和擁塞引起的延時而增加網(wǎng)絡帶寬利用率，并且改進與控制系統(tǒng)的共存而不引入抖 動。而且，及時遞送可以允許新的控制模型的引入，其中算法可以使用經(jīng)聚合的波形的凝聚 集作為輸入來計算控制輸出。最后，及時遞送可以減少和簡化存儲器管理，允許精確的先于 運行時的分配以使用數(shù)據(jù)傳送率匹配采集率。因為改進基于時間的測量的及時遞送存在眾 多優(yōu)點，所以本申請描述將基于時間的數(shù)據(jù)采集映射到等時數(shù)據(jù)傳送通道中的新方法的各 種實施例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 下面呈現(xiàn)用于配置和執(zhí)行連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集(DAQ)到網(wǎng)絡的等時數(shù)據(jù)傳 送通道的映射的系統(tǒng)和方法的各種實施例。
[0010] 在一個實施例中，用于將連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集映射到網(wǎng)絡的等時數(shù)據(jù)傳送 通道的系統(tǒng)可以包括功能單元、本地緩沖器和緩沖器。網(wǎng)絡可以是實時網(wǎng)絡、以太網(wǎng)網(wǎng)絡或 者存儲器映射總線。本地緩沖器可以耦合到功能單元并且可以被配置為接收來自連續(xù)的基 于時間的數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)。緩沖器可以與等時數(shù)據(jù)傳送通道相關(guān)聯(lián)。緩沖器可以耦合到功 能單元和本地緩沖器，并且可以被配置為接收來自本地緩沖器的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)(例如，功能單 元)可以經(jīng)由下面呈現(xiàn)的方法被配置。
[0011] 功能單元可以被配置為發(fā)起連續(xù)的基于時間的DAQ的執(zhí)行。連續(xù)的基于時間的DAQ 可以根據(jù)時鐘執(zhí)行。在一個實施例中，時鐘可以被配置為同步到網(wǎng)絡的全局時鐘。來自連續(xù) 的基于時間的DAQ的數(shù)據(jù)可以存儲在本地緩沖器中。而且，功能單元可以被配置為發(fā)起數(shù)據(jù) 從本地緩沖器到緩沖器的連續(xù)傳送。從本地緩沖器到緩沖器的傳送可以根據(jù)第一時鐘而執(zhí) 行。
[0012] 在一個實施例中，緩沖器可以具有可配置的緩沖器大小和可配置的傳送頻率。而 且，本地緩沖器可以具有大小并且該大小可以基于緩沖器的傳送頻率以及連續(xù)的基于時間 的DAQ的數(shù)據(jù)速率而配置。
[0013] 在一些實施例中，功能單元可以被配置為在連續(xù)的基于時間的DAQ的開始時間發(fā) 起連續(xù)的基于時間的DAQ的執(zhí)行，以及在連續(xù)傳送的開始時間發(fā)起數(shù)據(jù)從本地緩沖器到緩 沖器的連續(xù)傳送。連續(xù)傳送的開始時間可以基于緩沖器的緩沖器大小、連續(xù)的基于時間的 DAQ的開始時間以及連續(xù)的基于時間的DAQ的數(shù)據(jù)速率。在一個實施例中，連續(xù)的基于時間 的數(shù)據(jù)采集的開始時間可以與網(wǎng)絡的全局時鐘同相。
[0014] 在某些實施例中，功能單元可以被配置為在連續(xù)傳送期間執(zhí)行數(shù)據(jù)完整性處理， 由此防止數(shù)據(jù)丟失。數(shù)據(jù)完整性處理可以包括在數(shù)據(jù)中嵌入前向糾錯碼。
[0015] 在一個實施例中，系統(tǒng)可以包括另外的本地緩沖器并且每個另外的本地緩沖器可 以被配置為接收來自相應另外的連續(xù)的基于時間的DAQ的數(shù)據(jù)。在這種實施例中，功能單元 可以被配置為對于每個相應另外的連續(xù)的基于時間的DAQ，根據(jù)相應的時鐘發(fā)起相應另外 的連續(xù)的基于時間的DAQ的執(zhí)行以及發(fā)起數(shù)據(jù)從相應的本地緩沖器到緩沖器的連續(xù)傳送。 注意，相應另外的連續(xù)的基于時間的DAQ可以根據(jù)相應的時鐘而執(zhí)行，并且來自相應另外的 連續(xù)的基于時間的DAQ的數(shù)據(jù)可以存儲在另外的本地緩沖器中相應的本地緩沖器中。
[0016] 用于配置連續(xù)的基于時間的DAQ到網(wǎng)絡的等時數(shù)據(jù)傳送通道的映射的示例性方法 可以包括配置本地緩沖器用于接收來自連續(xù)的基于時間的DAQ的數(shù)據(jù)，配置緩沖器用于接 收來自本地緩沖器的數(shù)據(jù)，以及如上所述地配置功能單元。注意，緩沖器可以與等時數(shù)據(jù)傳 送通道相關(guān)聯(lián)，等時數(shù)據(jù)傳送通道可以具有相關(guān)聯(lián)的帶寬，并且配置緩沖器可以預留相關(guān) 聯(lián)的帶寬。
[0017] 用于將連續(xù)的基于時間的DAQ映射到網(wǎng)絡的等時數(shù)據(jù)傳送通道的示例性方法可以 包括配置本地緩沖器用于接收來自連續(xù)的基于時間的DAQ的數(shù)據(jù)，配置可以耦合到等時數(shù) 據(jù)傳送通道的緩沖器用于接收來自本地緩沖器的數(shù)據(jù)。而且，連續(xù)的基于時間的DAQ可以根 據(jù)時鐘而執(zhí)行并且來自連續(xù)的基于時間的DAQ的數(shù)據(jù)可以存儲在本地緩沖器中。數(shù)據(jù)從本 地緩沖器到緩沖器的連續(xù)傳送可以根據(jù)時鐘而執(zhí)行并且數(shù)據(jù)可以從緩沖器等時地提供到 等時數(shù)據(jù)通道。
【附圖說明】
[0018] 當連同下面的附圖考慮下面優(yōu)選實施例的詳細描述時，可以獲得本發(fā)明的更好理 解，其中：
[0019] 圖1例示根據(jù)一個實施例的被配置為將迭代的基于時間的DAQ操作映射到網(wǎng)絡的 等時數(shù)據(jù)傳送通道的系統(tǒng)；
[0020] 圖2例示根據(jù)一個實施例的連續(xù)的基于時間的DAQ到緩沖器的映射；
[0021 ]圖3例示根據(jù)一個實施例的緩沖器的示例性時間軸；
[0022] 圖4是例示用于配置連續(xù)的基于時間的DAQ到網(wǎng)絡的等時數(shù)據(jù)傳送通道的映射的 方法的一個實施例的流程圖；
[0023] 圖5是例示用于將連續(xù)的基于時間的DAQ映射到網(wǎng)絡的等時數(shù)據(jù)傳送通道的方法 的實施例的流程圖；
[0024]圖6例示根據(jù)一個實施例的分布式測量和控制系統(tǒng)；以及
[0025] 圖7例示根據(jù)一個實施例的另一種分布式測量和控制系統(tǒng)。
[0026] 雖然本發(fā)明容許各種修改和作為替換的形式，但是本發(fā)明的具體實施例在附圖中 經(jīng)由示例而示出并且在這里詳細地描述。然而，應當理解，附圖以及對其的詳細描述不打算 將本發(fā)明限制為公開的特定形式，而是正相反，本發(fā)明將覆蓋落在如由附加權(quán)利要求書所 定義的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有修改、等價物和替換物。
【具體實施方式】
[0027] 通過引用的合并
[0028] 下面的參考文獻通過引用將其全部內(nèi)容合并至此，好像在這里充分并且完整地陳 述一樣：
[0029] 于2013年11 月 11 日提交的、標題為 "Lossless Time Based Data Acquisition and Control in a Distributed System" 的美國專利申請序列號 14/072,297。
[0030] 于20 11 年9 月 25 日提交的、標題為 "Conf i gur ing Buf f er s wi th Timing Informat ion" 的美國專利申請 No ? 13/244，572 〇
[0031 ] 術(shù)語
[0032] 下面是在本申請中使用的術(shù)語的詞匯表：
[0033] 存儲器介質(zhì)一一各種類型的存儲器設備或存儲設備的任何類型。術(shù)語"存儲器介 質(zhì)"旨在包括安裝介質(zhì)，例如CD-ROM、軟盤104或磁帶設備;計算機系統(tǒng)存儲器或隨機存取存 儲器，諸如DRAM、DDR RAM、SRAM、ED0 RAM、Rambus RAM等;諸如閃存、磁介質(zhì)的非易失性存儲 器，例如硬驅(qū)動器或光學存儲;寄存器或其它類似類型的存儲器元件等。存儲器介質(zhì)也可以 包括其它類型的存儲器或其組合。另外，存儲器介質(zhì)可以位于程序被執(zhí)行的第一計算機中， 或者可以位于通過網(wǎng)絡(諸如因特網(wǎng))連接到第一計算機的不同的第二計算機。在后一種情 況下，第二計算機可以向第一計算機提供程序指令用于執(zhí)行。術(shù)語"存儲介質(zhì)"可以包括可 以存在于不同位置中（例如通過網(wǎng)絡連接的不同計算機中）的兩個或更多個存儲介質(zhì)。 [0034]載體介質(zhì)一一如上面描述的存儲介質(zhì)，以及諸如總線、網(wǎng)絡這樣的物理傳輸介質(zhì)， 和/或傳遞諸如電、電磁或數(shù)字信號這樣的信號的其他物理傳輸介質(zhì)。
[0035] 可編程硬件元件一一包括各種硬件設備，這些硬件設備包括經(jīng)由可編程互連而連 接的多個可編程功能塊。示例包括FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列）、PLD(可編程邏輯器件）、FP0A (現(xiàn)場可編程對象陣列)和CPLD(復雜PLD)。可編程功能塊可以在從細粒度(組合邏輯或查找 表)到粗粒度(算術(shù)邏輯單元或處理器核心）的范圍變化?？删幊逃布部梢苑Q作"可重 構(gòu)邏輯"。
[0036] 軟件程序一一術(shù)語"軟件程序"旨在具有它的普通意義的全部范圍，并且包括任何 類型的程序指令、代碼、腳本和/或數(shù)據(jù)或者其組合，這些可以存儲在存儲介質(zhì)中并且由處 理器執(zhí)行。示例性軟件程序包括：以基于文本的編程語言（諸如C、C++、PASCAL、FORTRAN、 C0B0L、JAVA、匯編語言等)編寫的程序；圖形化程序（用圖形化編程語言所編寫的程序）；匯 編語言程序；已經(jīng)編譯成機器語言的程序;腳本；以及其他類型的可執(zhí)行軟件。軟件程序可 以包括以某種方式互操作的兩個或多個軟件程序。注意，在這里描述的各種實施例可以由 計算機或軟件程序?qū)崿F(xiàn)。軟件程序可以作為程序指令存儲在存儲介質(zhì)上。
[0037] 硬件配置程序--可以用來編程或配置可編程硬件元件的程序，例如網(wǎng)表 (net list)或位文件。
[0038] 程序一一術(shù)語"程序"旨在具有它的普通意義的全部范圍。術(shù)語"程序"包括：1)軟 件程序，其可存儲在存儲器中并可由處理器運行，或2)硬件配置程序，可用于配置可編程硬 件元件。
[0039]圖形化程序一一一種包括多個互連的節(jié)點或圖標的程序，其中所述多個互連的節(jié) 點或圖標形象化地指示程序的功能性?；ミB的節(jié)點或圖標是用于程序的圖形化源代碼。圖 形化功能節(jié)點也可以被稱為塊。
[0040] 以下提供圖形化程序的各種方面的實例。下列實例以及討論并不旨在限制圖形化 程序的上述定義，而是提供術(shù)語"圖形化程序"包括什么的例子：
[0041] 圖形化程序中的節(jié)點可以以數(shù)據(jù)流、控制流和/或執(zhí)行流格式中的一個或多個連 接。節(jié)點被可以以"信號流"格式連接，信號流是數(shù)據(jù)流的子集。
[0042] 可用于創(chuàng)建圖形化程序的示例性圖形化程序開發(fā)環(huán)境包括來自Na t i 〇na 1 Vision Program Manager?，來自Measurement Computing的SoftWIRE?，來自Northwoods Software的Sanscript?，來自Khoral Research的Khoros?，來自HEM Data的SnapMaster?， 來自 Visual Solutions 的 VisSim?，SES(Scientific and Engineering Software)的 Ob jectBench?，和來自 Advantech 的VisiDAQ?，除 了其他之外。
[0043] 術(shù)語"圖形化程序"包括在圖形化建模環(huán)境中創(chuàng)建的模型或框圖，其中所述模型或 框圖包括形象化地指示模型或框圖的操作的互連的框(即節(jié)點)或圖標;示例性的圖形化建 模環(huán)境包括Simulink_、SystemBuild TM、VisSimTM、Hypersignal Block?等。
[0044] 圖形化程序可以在計算機系統(tǒng)的存儲器中表示為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和/或程序指令。圖形 化程序一一例如這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和/或程序指令一一可以被編譯或解釋以產(chǎn)生機器語言，所 述機器語言實現(xiàn)如在圖形化程序中示出的所期望的方法或處理。
[0045] 到圖形化程序的輸入數(shù)據(jù)可以接收自各種源中的任何源，諸如來自設備、測試中 的單元、被測量或控制的處理、另一計算機程序、數(shù)據(jù)庫，或者來自文件。同樣，用戶可以使 用圖形化用戶界面(例如前面板)來輸入數(shù)據(jù)到圖形化程序或虛擬儀器。
[0046] 圖形化程序可以可選地具有與所述圖形化程序相關(guān)聯(lián)的GUI。在這種情況下，多個 互連的框或節(jié)點通常稱為圖形化程序的框圖部分。
[0047]計算機系統(tǒng)一一各種類型的計算或處理系統(tǒng)中的任何類型，這些計算或處理系統(tǒng) 包括個人計算機系統(tǒng)(PC)、大型計算機系統(tǒng)、工作站、網(wǎng)絡家電(network appliance)、因特 網(wǎng)家電（Internet appliance)、個人數(shù)字助理(PDA)、電視系統(tǒng)、網(wǎng)格計算系統(tǒng)或者其他設 備或設備的組合。一般來說，術(shù)語"計算機系統(tǒng)"可以廣義地定義為包括具有至少一個執(zhí)行 來自存儲器介質(zhì)的指令的處理器的任何設備(或設備組合）。
[0048] 測量設備一一包括儀器、數(shù)據(jù)采集設備、智能傳感器以及被配置為采集和/或存儲 數(shù)據(jù)的各種類型的設備的任何一種。測量設備還可以可選地被進一步配置為分析或處理所 采集或者所存儲的數(shù)據(jù)。測量設備的示例包括儀器，諸如傳統(tǒng)的獨立式"盒子"儀器、基于計 算機的儀器(卡上儀器)或者外部儀器、數(shù)據(jù)采集卡、與數(shù)據(jù)采集卡類似地操作的計算機外 部的設備、智能傳感器、底盤中的一個或多個DAQ或測量卡或模塊、圖像采集設備(諸如圖像 采集(或機器視覺)卡(也稱作視頻捕獲板)或者智能相機）、運動控制設備、具有機器視覺的 機器人、以及其他類似類型的設備。示例性"獨立式"儀器包括示波器、萬用表、信號分析器、 任意波形發(fā)生器、分光鏡以及類似的測量、測試或自動化儀器。
[0049] 測量設備還可以被配置為執(zhí)行控制功能，例如響應于對所采集或者所存儲的數(shù)據(jù) 的分析。例如，測量設備可以響應于特定的數(shù)據(jù)而發(fā)送控制信號到外部系統(tǒng)(諸如運動控制 系統(tǒng)）或者到傳感器。測量設備還可以被配置為執(zhí)行自動化功能，即可以接收并且分析數(shù) 據(jù)，并且作為響應發(fā)出自動化控制信號。
[0050] 功能單元(或者處理元件)--指各種元件或者元件的組合。處理元件包括，例如 諸如ASIC(專用集成電路)這樣的電路，單獨處理器核心、整個處理器核心、單獨處理器、諸 如現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA)的可編程硬件設備的部分或電路，和/或包括多個處理器的系 統(tǒng)的較大部分，以及其任意組合。
[0051] 自動一一指的是動作或操作由計算機系統(tǒng)（例如由計算機系統(tǒng)執(zhí)行的軟件)或設 備(例如電路系統(tǒng)、可編程硬件元件、ASIC等)執(zhí)行，而沒有直接指定或執(zhí)行該動作或操作的 用戶輸入。因此術(shù)語"自動"與由用戶手動執(zhí)行或指定的操作(其中用戶提供直接執(zhí)行該操 作的輸入)形成對照。自動的過程可以由用戶所提供的輸入啟動，但隨后"自動"執(zhí)行的動作 不由用戶指定，即不是"手動"執(zhí)行（"手動"執(zhí)行中用戶指定每個要執(zhí)行的操作）。例如，用戶 通過選擇每個字段并提供指定信息的輸入(例如通過鍵入信息、選擇復選框、單選等)來填 寫電子表格是手動填寫所述電子表格，即使計算機系統(tǒng)必須響應于用戶動作來更新所述表 格。所述表格可以由計算機系統(tǒng)自動填寫，其中計算機系統(tǒng)(例如在計算機系統(tǒng)上執(zhí)行的軟 件)分析表格的字段并填寫表格而沒有指定字段的答案的任何用戶輸入。如上面所指示的， 用戶可以調(diào)用表格的自動填寫，但并不參與表格的實際填寫（例如用戶不手動指定字段的 答案，相反字段的答案自動完成）。本說明書提供響應于用戶已經(jīng)采取的動作而自動被執(zhí)行 的操作的各種例子。
[0052]并發(fā)一一指并行運行或執(zhí)行，其中任務、處理或程序以至少部分重疊的方式執(zhí)行。 例如，并發(fā)性可以使用"強的"或者嚴格的并行性或者使用"弱的并行性"來實現(xiàn)，在強的并 行性的情況下，任務在相應的計算元件上(至少部分地)并行地執(zhí)行，在弱的并行性的情況 下，任務以交錯的方式(例如通過執(zhí)行線程的時間復用)執(zhí)行。
[0053]無損一一指一類數(shù)據(jù)壓縮算法，其允許從經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)重建準確的原始數(shù)據(jù)。 [0054]前向糾錯(FEC)-指用于控制數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤的技術(shù)，其中發(fā)送方消息中的冗 余防止因位(bit)錯誤和網(wǎng)絡重構(gòu)而引起的數(shù)據(jù)丟失。
[0055]有限采集一一指以周期性的間隔采集一組數(shù)據(jù)點的采集。每個間隔在系統(tǒng)中的所 有節(jié)點之間在相位和頻率方面同步。
[0056]連續(xù)采集一一指一旦采集已經(jīng)開始就連續(xù)地采集數(shù)據(jù)的采集。開始時間to以及采 集之間的時間At在系統(tǒng)中所有節(jié)點之間同步。另外，只有當接收到明確地終止采集的命令 時，采集才可以終止。
[0057]因特網(wǎng)協(xié)議(IP)-一指用于網(wǎng)絡(諸如因特網(wǎng)）的聯(lián)網(wǎng)模型和一組通信協(xié)議。
[0058]傳輸控制協(xié)議(TCP)-一指因特網(wǎng)協(xié)議套件的核心協(xié)議并且提供八位元組流的在 連接到局域網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)或公共因特網(wǎng)的計算機上運行的程序之間的遞送。
[0059]以太網(wǎng)一一指如在IEEE 802.3中標準化的用于局域網(wǎng)（LAN)的計算機聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的 族。
[0060] 局域網(wǎng)（LAN)-一指在諸如辦公大樓或者辦公綜合樓這樣的有限地理區(qū)域中互連 計算機的計算機網(wǎng)絡。
[0061] 虛擬局域網(wǎng)（VLAN)-一指以組織為基礎邏輯地分割的計算機網(wǎng)絡，換言之，該分 割基于功能或應用而不是像LAN的情況那樣以物理或地理為基礎。
[0062] 媒體訪問控制(MAC)層一一指多層計算機網(wǎng)絡模型中的子層，該子層提供使得能 夠在共享共同介質(zhì)（諸如以太網(wǎng)）的多個網(wǎng)絡節(jié)點之間進行通信的尋址和通道訪問控制機 制。MAC層充當邏輯鏈路控制子層與網(wǎng)絡的物理(PHY)層之間的接口。
[0063]時間敏感(TS)網(wǎng)絡--指遵守用于實時數(shù)據(jù)傳送的IEEE 802.1標準的網(wǎng)絡。
[0064] 時間敏感(TS)分組一一指路由通過TS網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)的特定分組，該分組包含時間敏 感數(shù)據(jù)?？梢园▉碜苑荌EEE 802.1兼容的實時網(wǎng)絡的分組，其中VLAN標簽使用本發(fā)明的 實施例被插入。
[0065] 等時一一通常指定期地、或者換言之以相等的時間間隔發(fā)生的事件。
[0066] 異步一一通常指不定期地、或者換言之以未經(jīng)調(diào)度且間歇性的時間間隔發(fā)生的事 件。
[0067] 圖1-5:用于將基于時間的數(shù)據(jù)映射到等時數(shù)據(jù)傳送通道的系統(tǒng)和方法
[0068] 圖1例示根據(jù)本發(fā)明的實施例的被配置為將連續(xù)的基于時間的DAQ映射到網(wǎng)絡的 等時數(shù)據(jù)傳送通道的系統(tǒng)。圖2和圖3分別例示將與基于時間的DAQ相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)映射到緩 沖器以及隨著時間數(shù)據(jù)從緩沖器的傳送。另外，用于配置映射以及基于時間的DAQ到網(wǎng)絡的 等時數(shù)據(jù)傳送通道的映射的方法的實施例在下面參考圖4和圖5來描述。
[0069] 如圖1中所示，系統(tǒng)100可以包括功能單元110、本地緩沖器120、緩沖器130以及數(shù) 據(jù)速率時鐘150。在某些實施例中，如下面進一步描述的，系統(tǒng)100可以被包括在網(wǎng)絡接口控 制器(NIC)中或者耦合到NIC。另外，在一些實施例中，系統(tǒng)100可以耦合到測量設備或者包 括在該測量設備中，測量設備諸如傳統(tǒng)的獨立式"盒子"儀器、基于計算機的儀器(例如，卡 上儀器)或者外部儀器、數(shù)據(jù)采集卡、與數(shù)據(jù)采集卡類似地操作的計算機外部的設備、智能 傳感器、底盤中的一個或多個DAQ或測量卡或模塊、圖像采集設備(諸如圖像采集(或機器視 覺)卡(也稱作視頻捕獲板)或者智能相機）、運動控制設備、具有機器視覺的機器人，以及其 他類似類型的設備。
[0070] 因此，在一個實施例中，系統(tǒng)可以包括在耦合到測量設備或者包括在測量設備中 的NIC中。而且，測量設備可以是分布式測量設備，例如網(wǎng)絡的部分，諸如遵守用于實時數(shù)據(jù) 傳送的IEEE 802.1標準的時間敏感(TS)網(wǎng)絡，或者不遵守IEEE 802.1標準的另一種實時網(wǎng) 絡，該另一種實時網(wǎng)絡例如實時以太網(wǎng)網(wǎng)絡實現(xiàn)，諸如:PR〇FINET，其使用諸如TCP/IP和以 太網(wǎng)這樣的標準連同用于實時和等時實時通信的機制;EtherCAT，這是開放高性能的基于 以太網(wǎng)的現(xiàn)場總線系統(tǒng);Ethernet/IP，這是為了在過程控制和其他工業(yè)自動化應用中使用 而設計的；或者以太網(wǎng)Powerlink，這是用于標準以太網(wǎng)的確定性實時協(xié)議；以及其他的。另 選地，系統(tǒng)可以包括在存儲器映射的分布式系統(tǒng)中，諸如外圍組件互連(PCI)、PCI express (PCIe)或者CompactPCI (以及其他的）。這種系統(tǒng)的示例包括基于National Instruments Corporation的CompactRIO平臺的系統(tǒng)以及基于National Instruments Corporation的 PXI (面向儀器化的PCI擴展)平臺的系統(tǒng)。
[0071] 在一個實施例中，功能單元110可以耦合到本地緩沖器120、緩沖器130以及數(shù)據(jù)速 率時鐘150。注意，在某些實施例中，系統(tǒng)100可以包括一個或多個功能單元，然而，為了簡 單，系統(tǒng)100的功能性依據(jù)單個功能單元而描述。同樣注意，術(shù)語功能單元可以與術(shù)語處理 元件可交換地使用并且具有其最廣泛意義的含義。換言之，術(shù)語功能單元或處理元件指多 種多樣的元件或這種元件的組合中的任意一種，如在上面術(shù)語章節(jié)中注釋的。處理元件包 括，例如諸如AISC(專用集成電路)這樣的電路、單獨處理器核心的部分或電路、整個處理器 核心、單獨處理器、諸如現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)這樣的可編程硬件設備、和/或包括多個 處理器的系統(tǒng)的較大部分，以及其任意組合。
[0072] 在示例性實施例中，數(shù)據(jù)速率時鐘150可以被配置為同步到網(wǎng)絡的全局時鐘，諸如 網(wǎng)絡200的全局時鐘250。在各種實施例中，系統(tǒng)100可以經(jīng)由以太網(wǎng)類型的連接、或者另選 地經(jīng)由存儲器映射總線(諸如PCI、PCIe或CompactPCI)而包括在網(wǎng)絡200中或者耦合到網(wǎng)絡 200。而且注意，數(shù)據(jù)速率時鐘150可以是包括在系統(tǒng)100中的多個數(shù)據(jù)速率時鐘中的一個， 例如，數(shù)據(jù)速率時鐘150可以是多個數(shù)據(jù)速率時鐘中的一個，這多個數(shù)據(jù)速率時鐘中的每一 個可以被配置為或者直接地或者間接地(例如經(jīng)由同步到全局時鐘的另一個時鐘）同步到 網(wǎng)絡的全局時鐘。
[0073] 緩沖器130可以包括可配置的緩沖器大小和傳送頻率。將數(shù)據(jù)傳送到緩沖器130的 開始時間可以相應地被配置。在一個實施例中，傳送數(shù)據(jù)的開始時間可以以基于時間的DAQ 的開始時間和數(shù)據(jù)速率為基礎而配置。緩沖器可以與網(wǎng)絡200的等時數(shù)據(jù)傳送通道相關(guān)聯(lián)。 [0074]另外，本地緩沖器120的大小可以被配置。在一個實施例中，本地緩沖器120的大小 可以以緩沖器的傳送頻率和基于時間的DAQ的數(shù)據(jù)速率為基礎而配置。如此，如參考圖2和 圖3更詳細描述的，本地緩沖器120的大小可以取決于緩沖器的配置以及基于時間的DAQ的 配置。
[0075] 在一個實施例中，功能單元110可以被配置為在基于時間的DAQ的開始時間發(fā)起基 于時間的DAQ的執(zhí)行。在一些實施例中，功能單元110可以接收指示基于時間的DAQ的開始時 間的觸發(fā)器。在其他實施例中，功能單元110可以被配置為根據(jù)提供給功能單元110的計劃 表來調(diào)度開始時間。
[0076] 基于時間的DAQ的執(zhí)行可以產(chǎn)生或生成數(shù)據(jù)，并且因此功能單元可以被配置為響 應于數(shù)據(jù)的產(chǎn)生或生成而傳送數(shù)據(jù)到本地緩沖器。而且，功能單元110可以被配置為在用于 傳送數(shù)據(jù)的開始時間，發(fā)起數(shù)據(jù)在本地緩沖器120與緩沖器130之間的傳送。
[0077] 注意，在一些實施例中，數(shù)據(jù)可以不是從迭代的基于時間的DAQ線性地傳送到緩沖 器。例如，在一個實施例中，數(shù)據(jù)可以在傳送到緩沖器之前在本地緩沖器中累積。而且，緩沖 器可以不立即傳遞從本地緩沖器傳送來的數(shù)據(jù)。相反，緩沖器可以在通過等時數(shù)據(jù)傳送通 道傳遞數(shù)據(jù)之前累積另外的數(shù)據(jù)(例如，來自本地緩沖器的多于一次的數(shù)據(jù)傳送）。在其他 實施例中，本地緩沖器可以累積數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)的子集可以傳送到緩沖器并且立即通過等 時數(shù)據(jù)傳送通道被傳遞。在這種實施例中，可以配置本地緩沖器的大小以防止數(shù)據(jù)的丟失 或者可以配置緩沖器的頻率以防止數(shù)據(jù)的丟失。
[0078]在示例性實施例中，功能單元110還可以被配置為執(zhí)行數(shù)據(jù)完整性處理，這可以防 止在本地緩沖器120與緩沖器130之間的數(shù)據(jù)傳送期間的數(shù)據(jù)丟失。因此，在一個實施例中， 數(shù)據(jù)完整性處理可以包括或利用無損算法，例如，允許從經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)重建準確的原始數(shù) 據(jù)的數(shù)據(jù)壓縮算法。例如，數(shù)據(jù)完整性處理可以包括嵌入前向糾錯碼(FEC)-一一種用于控 制數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤的技術(shù)，其中發(fā)送方消息中的冗余防止因為位錯誤和網(wǎng)絡重構(gòu)而引起 的數(shù)據(jù)丟失。另外或者另選地，數(shù)據(jù)完整性處理可以包括任何其他類型的糾錯算法，諸如 Reed Solomon、漢明碼(Hamming Codes)、Viterbi、糾刪碼(Erasure Coding)以及應用級前 向糾刪（以及其他的）。
[0079] 在某些實施例中，緩沖器130可以被配置為以緩沖器130的傳送頻率在緩沖器130 的循環(huán)上通過網(wǎng)絡200的等時數(shù)據(jù)傳送通道傳遞數(shù)據(jù)。因此，基于時間的DAQ可以被映射到 網(wǎng)絡200的等時數(shù)據(jù)傳送通道。
[0080] 圖2是根據(jù)一個實施例的連續(xù)的基于時間的DAQ到緩沖器(諸如緩沖器130)的示例 性映射的例示。如圖2中所例示的，基于時間的DAQ的迭代可以包括數(shù)據(jù)200的數(shù)據(jù)傳送，數(shù) 據(jù)200的數(shù)據(jù)傳送可以包括相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)傳送大小D sz。因此，對于每個迭代，數(shù)據(jù)200到本地 緩沖器220的傳送可以發(fā)生。注意，本地緩沖器220可以具有與本地緩沖器120類似或相同的 功能性。
[0081] 本地緩沖器220可以包括相關(guān)聯(lián)的塊大小Bsz，其中塊大小可以是數(shù)據(jù)傳送大小Dsz 的倍數(shù)。因此，傳送一塊數(shù)據(jù)可以包括一次或多次數(shù)據(jù)傳送。換言之，一塊數(shù)據(jù)可以包括來 自多個(一個或多個)基于時間的DAQ迭代的數(shù)據(jù)。另外，本地緩沖器220可以具有相關(guān)聯(lián)的 大小LSZ，L SZ可以大于或等于塊大小Bsz。注意，在一些實施例中，本地緩沖器的大小可以等同 于數(shù)據(jù)傳送大小D sz。而且，在一些實施例中，本地緩沖器的大小Lsz可以基于塊的大小(例如 塊大小B sz)、以及緩沖器230的輸出頻率和基于時間的DAQ的數(shù)據(jù)速率。
[0082] 一旦數(shù)據(jù)200已經(jīng)傳送到本地緩沖器220,則它們可以被傳送到緩沖器230。在一些 實施例中，F(xiàn)EC可以嵌入在數(shù)據(jù)中以增加數(shù)據(jù)的恢復力使得不需要重新傳輸。已知FEC是為 了防止因位錯誤、EMI和網(wǎng)絡重構(gòu)而引起的數(shù)據(jù)丟失。注意，數(shù)據(jù)200可以作為一個或多個數(shù) 據(jù)塊從本地緩沖器220傳送到緩沖器230。緩沖器230的大小Sz可以連同傳送頻率一起由用 戶、耦合到本地緩沖器的功能單元、耦合到（或者本地地或者其他地)緩沖器230的功能單 元、或者耦合到（或者本地地或者其他地)緩沖器230的計算機系統(tǒng)來配置。一旦數(shù)據(jù)200已 經(jīng)傳送到緩沖器230,緩沖器230則可以通過網(wǎng)絡的等時數(shù)據(jù)傳送通道提供數(shù)據(jù)200,數(shù)據(jù) 200可以包括在一個或多個數(shù)據(jù)塊中的一個中。術(shù)語網(wǎng)絡意思是廣泛地包括以太網(wǎng)網(wǎng)絡、實 時網(wǎng)絡(例如，IEEE 802.1兼容的實時網(wǎng)絡或者非IEEE 802.1兼容的實時網(wǎng)絡)或者存儲器 映射總線（以及其他的）中的任何網(wǎng)絡。因此，因為等時通道可以提供有保證的遞送并且FEC 可以去除因位錯誤、EMI和網(wǎng)絡重構(gòu)引起的數(shù)據(jù)丟失的可能性，所以數(shù)據(jù)200可以以無損的 方式通過網(wǎng)絡被提供。
[0083] 圖3例示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的緩沖器(諸如緩沖器130)的示例性時間軸。在 這種實施例中，在基于時間的DAQ的開始時間to，數(shù)據(jù)可以以數(shù)據(jù)速率r產(chǎn)生或生成，如由每 個向上的箭頭所指示的，并且被寫入或復制到本地緩沖器(諸如上面參考圖1描述的本地緩 沖器120)中。緩沖器的開始時間s可以使用在基于時間的DAQ的每個迭代被采集的基于時間 的DAQ的開始時間ts、緩沖器的大小Sz、數(shù)據(jù)的大小D sz，以及使用數(shù)據(jù)速率r來計算。注意， "復制時間（copy time)"指示在緩沖器的每個周期p將數(shù)據(jù)從本地緩沖器傳送到緩沖器所 必要的時間。而且注意，緩沖器可以被配置為周期性地(例如以傳送頻率)傳送數(shù)據(jù)(例如一 個或多個數(shù)據(jù)塊）。因此，在某些實施例中，緩沖器的開始時間s可以由等式1數(shù)學地表示：
[0084] s = to+(Sz*r)Dsz+Copy Time (1)
[0085] 而且，緩沖器可以使用大小和頻率的組合來配置以確保本地緩沖器可以總是有數(shù) 據(jù)以所配置的傳送頻率輸出到緩沖器。同樣注意，通過增加本地緩沖器大小或者緩沖器大 小，可以適應或?qū)崿F(xiàn)緩沖器的數(shù)據(jù)速率和傳送頻率不是彼此的整數(shù)倍的實施例。另外，在某 些實施例中，傳送到緩沖器的數(shù)據(jù)的大小(或數(shù)據(jù)有效載荷大小)可以連同數(shù)據(jù)一起提供。 換一種說法，當緩沖器不滿時，緩沖器可以傳輸?shù)韧诰彌_器大小的數(shù)據(jù)分組。因此，緩沖 器可以傳輸包括空的或填充符數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分組。在這種情況下，數(shù)據(jù)有效載荷大小可以包 括在所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組中，使得空的或者填充符數(shù)據(jù)可以被由緩沖器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的使用者 忽略。換言之，在數(shù)據(jù)速率不是緩沖器的傳送頻率的整數(shù)倍的情況下，可以配置本地緩沖器 和緩沖器的大小以允許無損的數(shù)據(jù)傳送，并且在一些實施例中，數(shù)據(jù)有效載荷大小可以包 括在由緩沖器傳送的數(shù)據(jù)中。例如，在一個實施例中，在緩沖器的開始時間s可以由等式1表 示的情況下，本地緩沖器的大小L sz可以由等式2數(shù)學地表示：
[0087]另選地，在某些實施例中，緩沖器的大小Sz可以基于本地緩沖器的大小Lsz而確定， 如由等式3數(shù)學地表示的：
[0089]而且，在再一個實施例中，緩沖器的頻率或周期p可以基于本地緩沖器的大小Lsz和 緩沖器的大小Sz這兩者而確定，如由等式4數(shù)學地表示的：
[0091]圖4是例示用于配置基于時間的DAQ到網(wǎng)絡的等時數(shù)據(jù)傳送通道的映射的方法的 一個實施例的流程圖。圖4中所示的方法可以連同上面參考圖1-3描述的系統(tǒng)或設備（以及 其他系統(tǒng)和設備）中的任何一個一起使用。在各種實施例中，所示的方法元素的一些可以并 發(fā)地執(zhí)行、以與所示不同的順序執(zhí)行、或者可以省略。另外的方法元素也可以根據(jù)期望而執(zhí) 行。如所示，方法可以如下操作。
[0092] 首先，在402中，可以配置本地緩沖器用于接收來自基于時間的DAQ的數(shù)據(jù)。注意， 緩沖器可以由諸如功能單元110這樣的功能單元配置，或者緩沖器可以由耦合到該緩沖器 的另一個功能單元或計算機系統(tǒng)來配置，該另一個功能單元或計算機系統(tǒng)例如經(jīng)由存儲器 映射總線或者網(wǎng)絡連接（以及其他通信性耦合)耦合到該緩沖器。在404中，可以配置第一緩 沖器(例如，緩沖器130或230)用于接收來自本地緩沖器的數(shù)據(jù)。第一緩沖器可以與等時數(shù) 據(jù)傳送通道相關(guān)聯(lián)。
[0093]在406中，可以配置功能單元以發(fā)起連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的執(zhí)行。（連續(xù)的） 基于時間的數(shù)據(jù)采集可以根據(jù)時鐘而執(zhí)行，并且來自基于時間的數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)可以存儲 在本地緩沖器中。在某些實施例中，時鐘（例如，數(shù)據(jù)速率時鐘)可以是多個時鐘中的一個。 在這種實施例中，第一時鐘可以同步到全局時鐘并且這多個時鐘中的每一個另外的時鐘可 以經(jīng)由第一時鐘同步到全局時鐘。在其他實施例中，該時鐘可以同步到本地時鐘并且本地 時鐘可以同步到全局時鐘。
[0094]在408中，可以配置該功能單元以發(fā)起數(shù)據(jù)從本地緩沖器到第一緩沖器的連續(xù)傳 送。從本地緩沖器到第一緩沖器的傳送可以根據(jù)時鐘(例如第一時鐘)來執(zhí)行。
[0095] 在進一步的實施例中，可以配置將數(shù)據(jù)傳送到緩沖器的開始時間。在一些實施例 中，開始時間可以基于緩沖器的大小。另外，開始時間可以以基于時間的DAQ的開始時間和 數(shù)據(jù)速率為基礎。數(shù)據(jù)速率可以根據(jù)時鐘?；跁r間的DAQ的開始時間可以與網(wǎng)絡的全局時 鐘同相。而且，開始時間可以基于所傳送的數(shù)據(jù)的量(例如，塊大?。?。
[0096] 在一些實施例中，可以配置本地緩沖器的大小。本地緩沖器的大小可以基于基于 時間的DAQ的數(shù)據(jù)速率和所傳送的數(shù)據(jù)的量。另外，在一些實施例中，本地緩沖器的大小可 以進一步基于緩沖器的傳送頻率。而且，在特定的實施例中，本地緩沖器的大小可以進一步 基于復制時間，即，從本地緩沖器中讀出數(shù)據(jù)并且將數(shù)據(jù)寫入緩沖器所需的時間量。而且， 在某些實施例中，本地緩沖器可以進一步被配置為先入先出(FIFO)緩沖器。
[0097] 注意，在某些實施例中，功能單元可以由系統(tǒng)的用戶配置。在其他實施例中，功能 單元可以由耦合到該功能單元的另一個功能單元或計算機系統(tǒng)配置。另外，在一些實施例 中，基于時間的DAQ的開始時間可以由該功能單元作為指示基于時間的DAQ的開始時間的觸 發(fā)器被接收。在其他實施例中，可以配置功能單元以根據(jù)提供到功能單元的計劃表來調(diào)度 開始時間。
[0098] 在某些實施例中，一個或多個數(shù)據(jù)塊在本地緩沖器與緩沖器之間的傳送可以包括 功能單元在傳送期間執(zhí)行數(shù)據(jù)完整性處理。數(shù)據(jù)完整性處理可以防止數(shù)據(jù)丟失。在一個實 施例中，數(shù)據(jù)完整性處理可以包括嵌入前向糾錯碼。
[0099] 在方法的一個實施例中，也可以配置功能單元以配置緩沖器的緩沖器大小和傳送 頻率。另外，在某些實施例中，可以配置功能單元以配置用于在本地緩沖器與緩沖器之間傳 送數(shù)據(jù)的時鐘和開始時間。而且，可以配置功能單元以配置本地緩沖器的大小以及配置本 地緩沖器以便傳送數(shù)據(jù)。
[0100] 在方法的另一個實施例中，可以配置另一個或者另外的功能單元以配置緩沖器的 緩沖器大小和傳送頻率。另外，在某些實施例中，可以配置該另外的功能單元以配置用于在 本地緩沖器與緩沖器之間傳送數(shù)據(jù)的開始時間和時鐘。而且，可以配置另外的功能單元以 配置本地緩沖器的大小以及配置本地緩沖器以便傳送數(shù)據(jù)。
[0101] 在方法的再一個實施例中，可以配置多個基于時間的DAQ。在這種實施例中，所述 多個基于時間的DAQ可以包括該基于時間的DAQ以及一個或多個另外的基于時間的DAQ。因 此，對于這一個或多個另外的基于時間的DAQ中的每一個，可以分別地配置本地緩沖器的大 小、時鐘和開始時間。因此，可以配置與每個基于時間的DAQ相關(guān)聯(lián)的每個本地緩沖器，以便 傳送由與該本地緩沖器相關(guān)聯(lián)的相應的基于時間的DAQ產(chǎn)生或生成的數(shù)據(jù)。因此，所述多個 基于時間的DAQ可以具有對應的多個本地緩沖器和時鐘。
[0102] 在包括多個基于時間的DAQ的一些實施例中，功能單元可以被配置為，對于所述多 個基于時間的DAQ中的每一個，在基于時間的DAQ的相應開始時間發(fā)起基于時間的DAQ的執(zhí) 行，并且響應基于時間的DAQ的執(zhí)行而傳送相應的數(shù)據(jù)到相應的本地緩沖器。另外，功能單 元可以被配置為，對于所述多個基于時間的DAQ中的每一個，在傳送數(shù)據(jù)的開始時間發(fā)起相 應的數(shù)據(jù)在相應的本地緩沖器與緩沖器之間的傳送，并且重復該傳送和發(fā)起傳送一次或多 次，由此將數(shù)據(jù)從相應的本地緩沖器傳送到緩沖器。因此，在某些實施例中，功能單元可以 對于所述多個基于時間的DAQ中的每一個，執(zhí)行其被配置用于的動作。
[0103] 而且，在某些實施例中，緩沖器可以被配置為以緩沖器的傳送頻率在至少一個循 環(huán)上通過網(wǎng)絡的等時數(shù)據(jù)傳送通道傳遞每個基于時間的DAQ的相應的數(shù)據(jù)，由此將多個基 于時間的DAQ映射到網(wǎng)絡的等時數(shù)據(jù)傳送通道。換言之，多個本地緩沖器可以被復用至單個 緩沖器，用于通過網(wǎng)絡的等時數(shù)據(jù)傳送通道進行通信。因此，在某些實施例中，緩沖器可以 以緩沖器的傳送頻率在至少一個循環(huán)上通過網(wǎng)絡的等時數(shù)據(jù)傳送通道傳遞每個基于時間 的DAQ的相應的數(shù)據(jù)，由此將多個迭代的基于時間的DAQ操作映射到網(wǎng)絡的等時數(shù)據(jù)傳送通 道。
[0104] 另外，在包括多個基于時間的DAQ的一些實施例中，該方法還可以包括執(zhí)行:對于 一個或多個另外的緩沖器中的每一個，配置緩沖器大小和傳送頻率，以及配置傳送數(shù)據(jù)的 開始時間。另外，所述一個或多個另外的緩沖器中的每一個可以與一個或多個另外的功能 單元中的對應的功能單元相關(guān)聯(lián)。因此，緩沖器以及另外的一個或多個緩沖器可以組成多 個緩沖器，并且功能單元以及一個或多個另外的功能單元可以組成多個功能單元。因此，具 有對應的多個本地緩沖器的多個基于時間的DAQ可以被映射到多個緩沖器。因此，多個緩沖 器中的每一個可以被配置為以相應緩沖器的相應傳送頻率通過網(wǎng)絡的對應等時數(shù)據(jù)傳送 通道傳遞相應的數(shù)據(jù)，由此將多個基于時間的DAQ映射到網(wǎng)絡的多個等時數(shù)據(jù)傳送通道。 [0105]注意，在各種實施例中，映射可以是線性的，例如一對一，或者非線性的。換言之， 基于時間的DAQ可以被映射到對應的緩沖器，例如線性的或者一對一映射。另選地，映射可 以是非線性的，例如，對于每個基于時間的DAQ可以不存在對應的緩沖器。例如，第一基于時 間的DAQ可以被映射到第一緩沖器，而第二和第三基于時間的DAQ可以被映射到第二緩沖 器j等等。
[0106] 因此，在這種實施例中，對于多個緩沖器中的每個相應的緩沖器，多個功能單元中 對應的功能單元可以被配置為，對于多個基于時間的DAQ中的至少一個基于時間的DAQ，在 該至少一個基于時間的DAQ的相應的開始時間，發(fā)起該至少一個基于時間的DAQ的連續(xù)執(zhí) 行，響應于該至少一個基于時間的DAQ的執(zhí)行而傳送數(shù)據(jù)到相應的本地緩沖器，在傳送數(shù)據(jù) 的開始時間發(fā)起數(shù)據(jù)在相應的本地緩沖器與緩沖器之間的傳送，并且重復所述傳送和所述 發(fā)起傳送一次或多次，由此在相應的本地緩沖器與相應的緩沖器之間傳送相應的數(shù)據(jù)。而 且，多個緩沖器中的每一個可以被配置為以相應緩沖器的相應傳送頻率通過網(wǎng)絡的相應等 時數(shù)據(jù)傳送通道傳遞來自多個緩沖器中的每一個的相應的數(shù)據(jù)，由此將多個基于時間的 DAQ映射到網(wǎng)絡的多個等時數(shù)據(jù)傳送通道。因此，在某些實施例中，該方法還可以包括，對于 多個緩沖器中的每個相應的緩沖器，多個功能單元中相應的功能單元可以對于多個基于時 間的DAQ中的至少一個基于時間的DAQ，執(zhí)行其被配置為用于的以上動作。
[0107] 在某些實施例中，該方法還可以包括基于時間的控制的配置和執(zhí)行。在這種實施 例中，功能單元可以包括第一功能單元，本地緩沖器可以包括第一本地緩沖器，緩沖器可以 是或者包括第一緩沖器，時鐘可以是或者包括第一時鐘，并且等時數(shù)據(jù)傳送通道可以是或 者包括第一等時數(shù)據(jù)傳送通道。該方法還可以包括配置第二緩沖器的緩沖器大小以便基于 時間的控制。第二緩沖器可以與網(wǎng)絡的第二等時數(shù)據(jù)傳送通道相關(guān)聯(lián)。
[0108] 另外，該方法還可以包括配置第二緩沖器的傳送頻率以及配置第二數(shù)據(jù)速率時鐘 (與基于時間的控制操作相關(guān)聯(lián)）以同步到網(wǎng)絡的全局時鐘。而且，該方法可以包括配置傳 送來自第二緩沖器的數(shù)據(jù)的第二開始時間。傳送數(shù)據(jù)的第二開始時間可以基于第二緩沖器 的緩沖器大小、基于時間的控制操作的開始時間、根據(jù)第二時鐘的基于時間的控制操作的 數(shù)據(jù)速率、以及所傳送的數(shù)據(jù)的大小。在某些實施例中，基于時間的控制操作的開始時間可 以與網(wǎng)絡的全局時鐘同相。而且，第二本地緩沖器的大小可以例如基于所傳送的數(shù)據(jù)的大 小、第二緩沖器的傳送頻率以及基于時間的控制操作的數(shù)據(jù)速率來配置。第二本地緩沖器 還可以被配置為響應于基于時間的控制操作的連續(xù)執(zhí)行，從第二本地緩沖器傳送數(shù)據(jù)。
[0109] 因此，第二功能單元可以被配置為在基于時間的數(shù)據(jù)操作的開始時間發(fā)起基于時 間的控制操作的連續(xù)執(zhí)行，響應基于時間的控制操作的連續(xù)執(zhí)行而傳送來自本地緩沖器的 數(shù)據(jù)，在傳送數(shù)據(jù)的第二開始時間發(fā)起數(shù)據(jù)在第二本地緩沖器與第二緩沖器之間的傳送， 以及以迭代的方式重復傳送和發(fā)起傳送一次或多次，由此在第二本地緩沖器與第二緩沖器 之間傳送數(shù)據(jù)。因此，第二緩沖器可以被配置為以第二緩沖器的傳送頻率在至少一個循環(huán) 上通過網(wǎng)絡的第二等時數(shù)據(jù)傳送通道傳遞數(shù)據(jù)，由此將基于時間的控制操作映射到網(wǎng)絡的 第二等時數(shù)據(jù)傳送通道。注意，在一些實施例中，第二功能單元可以執(zhí)行其被配置用于的以 上動作。
[0110] 在包括基于時間的DAQ操作和基于時間的控制操作的示例性實施例中，功能單元 可以被配置以實現(xiàn)為或者操作為上面討論的第一和第二功能單元這兩者，并且類似地，緩 沖器可以被配置以實現(xiàn)為或者操作為第一和第二緩沖器這兩者。換言之，該方法可以使用 單個功能單元和單個緩沖器來執(zhí)行。因此，功能單元可以包括第一功能單元和第二功能單 元并且緩沖器可以包括第一緩沖器和第二緩沖器。因此，單個等時數(shù)據(jù)傳送通道可以被配 置作為第一和第二等時數(shù)據(jù)傳送通道這兩者。因此，等時數(shù)據(jù)傳送通道可以包括網(wǎng)絡的第 一等時數(shù)據(jù)傳送通道和第二等時數(shù)據(jù)傳送通道。
[0111] 注意，在某些實施例中，第一緩沖器可以是緩沖器的第一分區(qū)并且第二緩沖器可 以是緩沖器的第二分區(qū)。因此，基于時間的DAQ可以被映射到緩沖器的第一分區(qū)并且基于時 間的控制操作可以被映射到緩沖器的第二分區(qū)。在這種實施例中，可以配置緩沖器的緩沖 器大小和傳送頻率以適應這兩種操作。
[0112] 圖5是例示用于基于時間的DAQ到網(wǎng)絡的等時數(shù)據(jù)傳送通道的映射的方法的一個 實施例的流程圖。圖5中所示的方法可以連同上面參考圖1-4所描述的方法、系統(tǒng)或設備（以 及其他系統(tǒng)和設備）的任何一個一起使用。在各種實施例中，圖4中描述的方法可以用來配 置系統(tǒng)以執(zhí)行方法的實施例。另選地，可以使用其他方法準備系統(tǒng)以執(zhí)行實施例。在各種實 施例中，所示的方法元素的一些可以并發(fā)地執(zhí)行、以與所示不同的順序執(zhí)行、或者可以省 略。另外的方法元素也可以根據(jù)期望而執(zhí)行。如所示，方法可以如下操作。
[0113] 在502中，可以配置本地緩沖器用于接收來自基于時間的DAQ(例如，連續(xù)的基于時 間的DAQ)的數(shù)據(jù)。在一些實施例中，本地緩沖器的大小可以被指定。在示例性實施例中，可 以如上所述來確定本地緩沖器的大小。
[0114] 在504中，可以配置緩沖器(例如，第一緩沖器），諸如上面描述的緩沖器130,用于 接收來自本地緩沖器的數(shù)據(jù)。緩沖器可以耦合到等時數(shù)據(jù)傳送通道。在示例性實施例中，可 以使用上面描述的方法的實施例來配置緩沖器。
[0115] 在506中，基于時間的DAQ可以根據(jù)時鐘(例如，第一時鐘或數(shù)據(jù)速率時鐘)而執(zhí)行。 來自基于時間的DAQ的數(shù)據(jù)可以存儲在本地緩沖器中。
[0116] 在508中，數(shù)據(jù)可以根據(jù)時鐘從本地緩沖器傳送到（例如，連續(xù)地)緩沖器。本地緩 沖器可以是先入先出（FIFO)緩沖器并且可以只要基于時間的DAQ正在被執(zhí)行（即，生成數(shù) 據(jù)），就繼續(xù)傳送數(shù)據(jù)到緩沖器。
[0117] 在510中，數(shù)據(jù)可以從緩沖器等時地提供到等時數(shù)據(jù)通道。注意，如上所述，數(shù)據(jù)提 供到緩沖器的速率可以不與緩沖器提供數(shù)據(jù)到等時數(shù)據(jù)通道的速率相匹配也不是其整數(shù) 倍。
[0118] 圖6-7:分布式控制和測量系統(tǒng)的進一步實施例
[0119] 圖6和圖7例示上述系統(tǒng)和方法的進一步的實施例。注意這些實施例雖然被詳細地 描述，但是僅是示例性的并且許多變化和修改將變得對本領域那些技術(shù)人員而顯然。
[0120]圖6例不根據(jù)一個不例性實施例的分布式控制和測量系統(tǒng)600。如所例不的，分布 式測量控制系統(tǒng)600可以包括一個或多個計算機系統(tǒng)，諸如計算機系統(tǒng)610和620。系統(tǒng)600 還可以包括一個或多個分布式測量和控制設備，諸如設備640、650和660。注意，這里所描述 的基于時間的數(shù)據(jù)傳送的系統(tǒng)和方法的優(yōu)點之一是同一設備（例如設備640-660中的任何 一個)能夠同時或并發(fā)地交換控制數(shù)據(jù)(例如經(jīng)由基于時間的控制操作）以及測量數(shù)據(jù)(例 如經(jīng)由基于時間的DAQ操作）的能力。因此，設備(諸如設備640-660中的任何一個)上的每個 通道可以基于操作(基于時間的控制(虛線)或者基于時間的DAQ(實線））或功能而獨立地被 配置。而且，基于期望的無損行為的程度，在具有或不具有諸如FEC這樣的數(shù)據(jù)完整性處理 的情況下，數(shù)據(jù)可以被映射到一個或多個緩沖器上。另外，這一個或多個緩沖器可以被配置 為以相同或不同的頻率或速率(諸如速率rl_r5的任何一個)通過等時傳送通道傳送數(shù)據(jù)。 因此，所有通道可以使用時間的共同概念，例如，數(shù)據(jù)速率時鐘可以全部同步到網(wǎng)絡的全局 時鐘，并且開始時間可以全部與全局時鐘同相，并且可以以不同的頻率或速率傳輸數(shù)據(jù)，而 不安協(xié)確定性。
[0121] 而且，在某些實施例中，計算機系統(tǒng)610-620可以經(jīng)由網(wǎng)絡交換機(諸如網(wǎng)絡交換 機630)耦合到分布式測量和控制設備640-660。因此，在一些實施例中，計算機系統(tǒng)610-620 以及分布式測量和控制設備640-660可以包括網(wǎng)絡接口控制器(NIC)。注意，在某些實施例 中，網(wǎng)絡交換機630可以包括遵守用于實時數(shù)據(jù)傳送的IEEE 802.1標準的網(wǎng)絡交換機。在其 他實施例中，網(wǎng)絡交換機630可以包括不遵守用于實時數(shù)據(jù)傳送的IEEE 802.1標準的網(wǎng)絡 交換機，諸如用于以下各項的網(wǎng)絡交換機:PR〇FINET，其使用諸如TCP/IP和以太網(wǎng)這樣的標 準連同用于實時和等時實時通信的機制;EtherCAT，這是開放高性能的基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場 總線系統(tǒng);Ethernet/IP，這是為了在過程控制和其他工業(yè)自動化應用中使用而設計的；或 者以太網(wǎng)Powerlink，這是用于標準以太網(wǎng)的確定性實時協(xié)議；以及其他的。在又一些的其 他實施例中，可以設想網(wǎng)絡交換機630可以包括存儲器控制器并且網(wǎng)絡可以是存儲器映射 網(wǎng)絡，諸如PCI、PCIe或者compactPCI (以及其他的）。
[0122] 上述系統(tǒng)和方法的示例性實現(xiàn)被例示為示例性設備660。設備660可以包括多個基 于時間的DAQ操作和基于時間的控制操作，并且本地緩沖器可以與每個操作相關(guān)聯(lián)。另外， 設備660包括多個(例如一個或多個)時鐘(例如，數(shù)據(jù)速率時鐘），相應的時鐘與相應的基于 時間的操作相關(guān)聯(lián)。設備660還可以包括多個功能單元，每個與相應的等時通道(例如等時 數(shù)據(jù)傳送通道)相關(guān)聯(lián)，并且因此，相應的緩沖器具有相應的傳送率rl-r4。因此，對于相應 的緩沖器，功能單元可以被配置為:對于至少一個基于時間的DAQ，在相應的開始時間發(fā)起 多個基于時間的DAQ中的至少一個基于時間的DAQ的連續(xù)執(zhí)行，響應于該至少一個基于時間 的DAQ的連續(xù)執(zhí)行而傳送相應的數(shù)據(jù)到相應的本地緩沖器，在用于傳送相應數(shù)據(jù)的相應的 開始時間發(fā)起相應的數(shù)據(jù)從相應的本地緩沖器到相應的緩沖器的傳送，以及以迭代的方式 重復傳送和發(fā)起傳送一次或多次，由此在相應的本地緩沖器與相應的緩沖器之間傳送相應 的數(shù)據(jù)。而且，基于時間的控制操作可以與功能單元相關(guān)聯(lián)，該功能單元可以通過如先前描 述的本發(fā)明的實施例來配置。
[0123] 圖7例示根據(jù)另一個示例性實施例的分布式控制和測量系統(tǒng)。系統(tǒng)700可以包括耦 合到網(wǎng)絡720的計算機系統(tǒng)710。在一個實施例中，網(wǎng)絡720可以遵守用于實時數(shù)據(jù)傳送的 IEEE 802.1標準。另外，系統(tǒng)可以包括同樣耦合到網(wǎng)絡720的節(jié)點730和740。每個節(jié)點可以 包括或者實現(xiàn)在這里公開的技術(shù)的實施例。節(jié)點730和740可以包括時鐘產(chǎn)生電路，時鐘產(chǎn) 生電路可以使用由網(wǎng)絡接口中的時間戳單元(TSU)創(chuàng)建的信號而同步。節(jié)點還可以包括耦 合到TSU的NIC、耦合到第二TSU的物理層(PHY)以及端點應用，全部這些經(jīng)由本地總線耦合 到時鐘產(chǎn)生電路。節(jié)點每個還可以包括功能單元、本地緩沖器和緩沖器，全部這些耦合到本 地總線。時鐘產(chǎn)生電路可以包括一個或多個數(shù)據(jù)速率時鐘，每個經(jīng)由NIC的TSU或者PHY的 TSU而同步到網(wǎng)絡720的全局時鐘。因此，從計算機系統(tǒng)710發(fā)送到每個節(jié)點的開始時間可以 用來創(chuàng)建驅(qū)動物理采集/產(chǎn)生的協(xié)調(diào)的采樣事件，例如以發(fā)起基于時間的DAQ和控制操作。 例如，一旦節(jié)點730的功能單元發(fā)起基于時間的DAQ操作的連續(xù)執(zhí)行并且傳送數(shù)據(jù)到本地緩 沖器，功能單元就可以發(fā)起數(shù)據(jù)到緩沖器的傳送并且緩沖器可以經(jīng)由等時數(shù)據(jù)傳送通道在 網(wǎng)絡720上傳遞數(shù)據(jù)。以這種方式，數(shù)據(jù)可以經(jīng)由緩沖器在節(jié)點730與節(jié)點740之間傳送。
[0124]雖然已經(jīng)相當詳細地在上面描述了實施例，一旦上面的公開被充分領會，許多變 化和修改將變得對本領域中那些技術(shù)人員而顯然。下面的權(quán)利要求書打算被解釋為包括所 有這種變化和修改。
【主權(quán)項】
1. 一種用于配置連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集到網(wǎng)絡的等時數(shù)據(jù)傳送通道的映射的方 法，所述方法包括： 配置本地緩沖器，用于接收來自連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)； 配置第一緩沖器，用于接收來自本地緩沖器的數(shù)據(jù)，其中第一緩沖器與等時數(shù)據(jù)傳送 通道相關(guān)聯(lián)，其中等時數(shù)據(jù)傳送通道具有相關(guān)聯(lián)的帶寬，并且其中所述配置第一緩沖器預 留相關(guān)聯(lián)的帶寬； 配置功能單元以： 發(fā)起連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的執(zhí)行，其中該連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集根據(jù)第一 時鐘而執(zhí)行，其中來自該連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)存儲在本地緩沖器中；以及 發(fā)起數(shù)據(jù)從本地緩沖器到第一緩沖器的連續(xù)傳送，其中從本地緩沖器到第一緩沖器的 傳送根據(jù)第一時鐘而執(zhí)行。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第一時鐘被配置為同步到網(wǎng)絡的全局時鐘。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述配置第一緩沖器包括： 配置第一緩沖器的緩沖器大?。灰约? 配置第一緩沖器的傳送頻率。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述配置本地緩沖器包括： 基于第一緩沖器的傳送頻率以及連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)速率來配置本地 緩沖器的大小。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括： 配置數(shù)據(jù)從本地緩沖器到第一緩沖器的連續(xù)傳送的開始時間，其中該開始時間基于第 一緩沖器的緩沖器大小、連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的開始時間以及連續(xù)的基于時間的數(shù) 據(jù)采集的數(shù)據(jù)速率； 其中功能單元還被配置為： 在連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的開始時間發(fā)起連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的執(zhí)行；以 及 在連續(xù)傳送的開始時間發(fā)起數(shù)據(jù)從本地緩沖器到第一緩沖器的連續(xù)傳送。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的開始時間與網(wǎng)絡的 全局時鐘同相。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述配置功能單元以發(fā)起數(shù)據(jù)從本地緩沖器到第 一緩沖器的連續(xù)傳送還包括:配置該功能單元以在連續(xù)傳送期間執(zhí)行數(shù)據(jù)完整性處理，由 此防止數(shù)據(jù)丟失。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中數(shù)據(jù)完整性處理包括： 在數(shù)據(jù)中嵌入前向糾錯碼，其中所述執(zhí)行數(shù)據(jù)完整性處理使用所嵌入的前向糾錯碼。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括： 配置一個或多個另外的本地緩沖器，用于接收來自對應的一個或多個另外的連續(xù)的基 于時間的數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)；以及 配置功能單元以： 對于所述一個或多個另外的連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集中的每一個： 發(fā)起連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的執(zhí)行，其中該連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集根據(jù)相應 的第一時鐘而執(zhí)行，其中來自該連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)存儲在所述一個或多個 另外的本地緩沖器中相應的本地緩沖器中；以及 根據(jù)相應的第一時鐘發(fā)起數(shù)據(jù)從相應的本地緩沖器到第一緩沖器的連續(xù)傳送。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括： 配置一個或多個進一步另外的本地緩沖器，用于接收來自對應的一個或多個進一步另 外的連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)； 配置至少一個另外的第一緩沖器，用于接收來自所述一個或多個進一步另外的本地緩 沖器的數(shù)據(jù)，其中每一個另外的第一緩沖器與對應的另外的等時數(shù)據(jù)傳送通道以及對應的 另外的功能單兀相關(guān)聯(lián)；以及 配置另外的功能單元中的每一個以： 對于所述一個或多個進一步另外的連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集中的相應至少一個： 發(fā)起連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的執(zhí)行，其中該連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集根據(jù)相應 的第一時鐘而執(zhí)行，其中來自該連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)存儲在所述一個或多個 進一步另外的本地緩沖器中相應的本地緩沖器中；以及 發(fā)起數(shù)據(jù)從該相應的本地緩沖器到與該功能單元相對應的第一緩沖器的連續(xù)傳送，其 中從該相應的本地緩沖器到第一緩沖器的傳送根據(jù)相應的第一時鐘而執(zhí)行。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括： 配置一個或多個另外的本地緩沖器，用于接收來自對應的一個或多個另外的連續(xù)的基 于時間的數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)； 配置至少一個另外的第一緩沖器，用于接收來自所述一個或多個另外的本地緩沖器的 數(shù)據(jù)，其中每一個另外的第一緩沖器與對應的另外的等時數(shù)據(jù)傳送通道以及對應的另外的 功能單兀相關(guān)聯(lián)；以及 配置另外的功能單元中的每一個以： 對于所述一個或多個另外的連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集中的相應至少一個： 發(fā)起連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的執(zhí)行，其中該連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集根據(jù)相應 的第一時鐘而執(zhí)行，其中來自該連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)存儲在所述一個或多個 另外的本地緩沖器中相應的本地緩沖器中；以及 發(fā)起數(shù)據(jù)從相應的本地緩沖器到與該功能單元相對應的第一緩沖器的連續(xù)傳送，其中 從相應的本地緩沖器到第一緩沖器的傳送根據(jù)相應的第一時鐘而執(zhí)行。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括： 配置一個或多個另外的本地緩沖器，用于接收來自對應的一個或多個另外的連續(xù)的基 于時間的數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)； 配置一個或多個另外的第一緩沖器，用于分別接收來自所述一個或多個另外的本地緩 沖器的數(shù)據(jù)，其中所述另外的一個或多個第一緩沖器中的每一個與對應的另外的等時數(shù)據(jù) 傳送通道以及對應的另外的功能單元相關(guān)聯(lián)；以及 配置相應另外的功能單元中的每一個以： 發(fā)起所述一個或多個另外的連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集中相應的連續(xù)的基于時間的 數(shù)據(jù)采集的執(zhí)行，其中該相應的連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集根據(jù)相應的第一時鐘而執(zhí)行， 其中來自該相應的連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)存儲在所述一個或多個另外的本地 緩沖器中相應的本地緩沖器中；以及 發(fā)起數(shù)據(jù)從該相應的本地緩沖器到與該相應另外的功能單元相關(guān)聯(lián)的對應的另外的 第一緩沖器的連續(xù)傳送，其中從該相應的本地緩沖器到相應另外的第一緩沖器的傳送根據(jù) 相應的第一時鐘而執(zhí)行。13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中本地緩沖器是第一本地緩沖器，其中等時數(shù)據(jù)傳 送通道包括第一等時數(shù)據(jù)傳送通道，其中功能單元包括第一功能單元，以及其中所述方法 還包括： 配置第二本地緩沖器，用于接收來自連續(xù)的基于時間的控制操作的數(shù)據(jù)； 配置第二緩沖器，用于接收來自第二本地緩沖器的數(shù)據(jù)，其中第二緩沖器耦合到第二 等時數(shù)據(jù)傳送通道；以及 配置第二功能單元以： 發(fā)起連續(xù)的基于時間的控制操作的執(zhí)行，其中該連續(xù)的基于時間的控制操作根據(jù)第二 時鐘而執(zhí)行，其中來自該連續(xù)的基于時間的控制操作的數(shù)據(jù)存儲在第二本地緩沖器中；以 及 發(fā)起數(shù)據(jù)從第二本地緩沖器到第二緩沖器的連續(xù)傳送，其中從第二本地緩沖器到第二 緩沖器的傳送根據(jù)第二時鐘而執(zhí)行。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中第一緩沖器包括第二緩沖器，其中等時數(shù)據(jù)傳送 通道還包括第二等時數(shù)據(jù)傳送通道，以及其中功能單元還包括第二功能單元。15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述網(wǎng)絡包括： 實時網(wǎng)絡； 以太網(wǎng)網(wǎng)絡;或者 存儲器映射總線。16. -種用于將連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集映射到網(wǎng)絡的等時數(shù)據(jù)傳送通道的系統(tǒng)， 所述系統(tǒng)包括： 功能單元； 本地緩沖器，耦合到所述功能單元并且被配置為接收來自連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集 的數(shù)據(jù)；以及 第一緩沖器，耦合到所述功能單元和本地緩沖器并且被配置為接收來自本地緩沖器的 數(shù)據(jù)，其中第一緩沖器與等時數(shù)據(jù)傳送通道相關(guān)聯(lián);以及 其中所述功能單元被配置為： 發(fā)起連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的執(zhí)行，其中該連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集根據(jù)第一 時鐘而執(zhí)行，其中來自該連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)存儲在本地緩沖器中；以及 發(fā)起數(shù)據(jù)從本地緩沖器到第一緩沖器的連續(xù)傳送，其中從本地緩沖器到第一緩沖器的 傳送根據(jù)第一時鐘而執(zhí)行。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中第一時鐘被配置為同步到網(wǎng)絡的全局時鐘。18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中第一緩沖器具有可配置的緩沖器大小以及可配 置的傳送頻率。19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中本地緩沖器具有一大小，其中該大小基于第一緩 沖器的傳送頻率以及連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)速率被配置。20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述功能單元還被配置為： 在連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的開始時間發(fā)起該連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的執(zhí)行； 以及 在連續(xù)傳送的開始時間發(fā)起數(shù)據(jù)從本地緩沖器到第一緩沖器的連續(xù)傳送，其中該連續(xù) 傳送的開始時間基于第一緩沖器的緩沖器大小、該連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的開始時間 以及該連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)速率。21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的開始時間與網(wǎng)絡 的全局時鐘同相。22. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中為了發(fā)起數(shù)據(jù)從本地緩沖器到第一緩沖器的連 續(xù)傳送，所述功能單元還被配置為在連續(xù)傳送期間執(zhí)行數(shù)據(jù)完整性處理，由此防止數(shù)據(jù)丟 失。23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中數(shù)據(jù)完整性處理包括： 在數(shù)據(jù)中嵌入前向糾錯碼，其中所述執(zhí)行數(shù)據(jù)完整性處理使用所嵌入的前向糾錯碼。24. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，還包括： 一個或多個另外的本地緩沖器，每一個另外的本地緩沖器被配置為接收來自相應另外 的連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)，其中所述功能單元還被配置為： 對于每一個相應另外的連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集： 發(fā)起相應另外的連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的執(zhí)行，其中該相應另外的連續(xù)的基于時 間的數(shù)據(jù)采集根據(jù)相應的第一時鐘而執(zhí)行，其中來自該相應另外的連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù) 采集的數(shù)據(jù)存儲在所述一個或多個另外的本地緩沖器中相應的本地緩沖器中；以及 根據(jù)相應的第一時鐘發(fā)起數(shù)據(jù)從該相應的本地緩沖器到第一緩沖器的連續(xù)傳送。25. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述網(wǎng)絡包括： 實時網(wǎng)絡； 以太網(wǎng)網(wǎng)絡;或者 存儲器映射總線。26. -種用于將連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集映射到網(wǎng)絡的等時數(shù)據(jù)傳送通道的方法， 所述方法包括： 配置本地緩沖器，用于接收來自連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)； 配置第一緩沖器，用于接收來自本地緩沖器的數(shù)據(jù)，其中第一緩沖器耦合到等時數(shù)據(jù) 傳送通道； 根據(jù)第一時鐘執(zhí)行連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采集，其中來自該連續(xù)的基于時間的數(shù)據(jù)采 集的數(shù)據(jù)存儲在本地緩沖器中； 根據(jù)第一時鐘執(zhí)行數(shù)據(jù)從本地緩沖器到第一緩沖器的連續(xù)傳送；以及 將數(shù)據(jù)從第一緩沖器等時地提供到等時數(shù)據(jù)通道。
【文檔編號】G06F13/42GK105900077SQ201480056456
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年10月13日
【發(fā)明人】S·錢德霍克, B·K·奧多姆
【申請人】美國國家儀器有限公司