CN1620783A

CN1620783A - 用于在通信环上同时管理多个令牌的方法和系统

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Publication number: CN1620783A
Application number: CNA038025787A
Authority: CN
Inventors: 柯克·波斯佩塞尔; 托马斯·杜波依斯; 迪安·利伯蒂
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2002-01-23
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2023-01-15
Also published as: US7099922B2; WO2003063424A2; TWI236813B; CN100367728C; WO2003063424A3; TW200307427A; JP2005516477A; KR20040070167A; JP3995249B2; US20030140109A1; KR100628630B1

Abstract

一种用于在采用主/辅代理网络拓扑结构的总线上同时通信的方法、设备和计算机可读介质。网络上的每个通信代理是带有输入(112)和输出(114)的主代理(102、106)或辅代理(104、108)。在一个实施例中，输入(112)和输出(114)是锁存器。该方法允许环(110)上的令牌数量高达环(110)上的代理总数减一。

Description

用于在通信环上同时管理多个令牌的方法和系统

技术领域

本发明一般涉及计算机网络领域。

背景技术

计算机网络允许所连接的设备相互通信。存在三种基本类型的网络，这些类型是根据计算机与外围设备的接近程度来规定的。最小的是PAN(个人区域网)。PAN的一个例子是使用USB(通用串行总线)方法来连接计算机、打印机、扫描仪等等的家庭计算机。只要它们彼此邻近，就采用该PAN进行相互通信。

通信是基于串行总线的，并且具有若干限制，其中之一为不能同时通信。因此，对于允许改进式的同时通信的网络存在需求。

在典型的商务环境中，很多办公室连接在一起，从而计算机、打印机和相关设备可以一起通信。该配置称作LAN(局域网)。存在两种广泛应用的LAN类型。一种LAN类型是以太网(IEEE 802.3)，并且另一种LAN类型是令牌环(IEEE 802.5)网络。以太网得到更广泛的应用，因为采用它典型地更便宜。然而，如果若干通信设备同时竞争通信，则发生瓶颈，在此期间，除了一个设备之外，所有设备都必须“让步”或者延迟通信，直到该设备完成通信为止。然后，另一个设备开始通信直到所有设备都完成通信。这是“同时”通信带来的问题。在以太网拓扑结构中，由于缺乏有控制的加载，网络的合计(aggregate)带宽而不能接近累加(incremenal)带宽。

与以太网拓扑结构相反，令牌环允许有控制的加载。顾名思义，令牌环网络基于令牌传递以获得较高的共享带宽，并且根据令牌的控制来避免冲突。

以太网和令牌环网络的这些LAN标准虽然都有用但是也不是没有缺点。一个缺点是以太网和令牌环网络不允许同时通信。因此，对提供同时通信并且改善通信带宽存在需求。

如上所述，网络扩展的成本经常是网络拓扑结构采用的主要因素。对同时通信的其他现有技术解决方案需要相当大的附加成本，因此它们由于较高的采用成本而不理想。从而，需要一种以合理成本提供同时通信的方法和设备。

顾名思义，WAN(广域网)广泛地分离计算机和计算机设备。存在若干种连接这些计算机的方法。迄今为止，因特网是最流行的。在使用WAN的时候通过具有可变连接速度和馈送速率的同时连接来控制与其他计算机的网络竞争。换句话说，计算机典型地使用WAN同时与多个其他计算机通信，然而，通信可能由于通信单元之间的延长距离而花费较长的时间。因此，需要一种当作为LAN的一部分的时候允许同时通信的方法和设备。

发明内容

简短地说，根据本发明，公开了一种用于在主/辅代理网络拓扑结构中的总线上同时通信的方法、设备和计算机可读介质。网络上的每个通信代理是带有输入和输出的主代理或辅代理。在一个实施例中，输入和输出被锁存。该方法允许在任何给定时间有多个令牌处于环上。主代理可以启动请求，而辅代理不能启动请求。当主代理从环上接收到令牌并且它具有待定请求时，该主代理从环上移去令牌并且发出其请求。令牌不放回到环上，直到主代理从指定辅代理接收到对该请求的响应为止。也就是，令牌时隙用于完整的往返行程事务，而不是简单地发送请求或响应。当辅代理接收到请求时，它产生响应并且只要可能就将其置于环上，而不等待令牌。本发明使用在此所述的技术支持耦合于同一总线的多个主代理。

根据第一方面，提供了一种在将至少一个主代理与至少一个辅代理相耦合的总线上同时通信的方法，具有对总线的输入和输出的主代理上的方法包括以下步骤：判定是否存在来自主实体(master)的数据或者来自总线的数据，并且如果存在来自主实体的数据，则执行以下子步骤：测试来自总线的数据是否为令牌；如果来自总线的数据是令牌，则将数据从主实体移到总线，并且丢弃来自总线的令牌；以及如果数据不是来自总线的令牌，则将数据从总线的输入移到总线的输出；其中，如果数据来自总线，则将数据从总线的输入移到总线的输出。

最好，判定是否输出上没有数据或者是否声明了高级线，并且如果输出上没有数据或者声明了高级线，则执行判定是否存在来自总线的数据或者是否存在来自主实体的数据的步骤。在一个优选实施例中，该方法还包括以下步骤：判定主代理是否耦合于访问宏，并且如果主代理耦合于访问宏，则当初始化总线时，执行将多个令牌放在总线上的步骤，其中总线上令牌的最大数目设为主代理的总数加上辅代理的总数减一。适当地，该方法还包括以下步骤：接收复位命令；在复位之后判定主代理是否耦合于访问宏，并且如果主代理耦合于访问宏，则将n-1个令牌置于总线上，其中n是在总线上通信的主代理和辅代理的总数。

根据第二方面，提供了一种包括配置成执行上述方法的所有步骤的程序代码组件的计算机程序，其中所述程序运行在计算机上。

根据第三方面，提供了一种用于在将至少一个主代理与至少一个辅代理相耦合的总线上同时通信的方法，具有对总线的输入和输出的辅代理上的该方法包括以下步骤：判定是否存在来自总线的数据或者来自辅实体(slave)的数据，并且如果存在来自总线的数据而不存在来自辅实体的数据，则将数据从总线移到输出，而如果存在来自辅实体的数据而不存在来自总线的数据，则将数据从辅实体移到输出；判定是否既存在来自总线的数据又存在来自辅实体的数据，并且如果既存在来自总线的数据又存在来自辅实体的数据，则执行以下子步骤：如果总线具有优先权，则将数据从总线移到输出，并且将优先权设到辅实体；而如果总线没有优先权，则将数据从辅实体移到输出并且将优先权设到总线。适当地，该方法还包括以下步骤：判定是否输出上没有数据或者是否声明了高级线，并且如果输出上没有数据或者声明了高级线，则执行判定是否存在来自总线的数据或者是否存在来自辅实体的数据的步骤。

根据第四方面，提供了一种包括配置成执行上述方法的所有步骤的程序代码组件的计算机程序，其中所述程序运行在计算机上。

根据第五方面，本发明提供了一种用于在两个或更多代理之间同时通信的数据通信网络，包括：至少一个指定为辅代理的代理，耦合于通信总线；至少一个指定为主代理的代理，耦合于通信总线；与带有从总线的输入和到总线的输出的主代理的接口，该接口包括多个锁存器，用于测试是否存在数据并且如果存在来自主实体的数据，则测试来自总线的数据是否为令牌；如果来自总线的数据是令牌，则将数据从主实体移到总线，并且丢弃令牌；以及如果数据不是来自总线的令牌，则将数据从总线的输入移到总线的输出；其中，如果数据不来自主实体而来自总线，则将数据从总线的输入移到总线的输出。

根据另一方面，本发明提供了一种用于在两个或更多代理之间同时通信的数据通信网络，包括：至少一个指定为辅代理的代理，耦合于通信总线；至少一个指定为主代理的代理，耦合于通信总线；每一个带有总线输入和总线输出的辅代理上的接口，该接口包括多个锁存器，用于测试是否存在来自总线或者来自辅代理的数据，并且如果存在来自总线的数据而不存在来自辅实体的数据，则将数据从总线移到输出，而如果存在来自辅实体的数据而不存在来自总线的数据，则将数据从辅实体移到输出；其中，该多个锁存器测试是否既存在来自总线的数据又存在来自辅实体的数据，并且如果既存在来自总线的数据又存在来自辅实体的数据，则测试是否总线具有优先权，并且：如果总线具有优先权，则将数据从总线移到输出，并且将优先权设到辅实体；而如果总线没有优先权，则将数据从辅实体移到输出并且将优先权设到总线。

最好，数据还包括控制、数据和奇偶数据。更好的是，至少一个通信代理耦合于第一类型的计算机，并且至少一个通信代理耦合于第二类型的计算机，从而形成异构环境。更好的是，总线从由有线、无线和红外线组成的总线组中选择。

在一个优选实施例中，每个辅代理上的接口包括多个锁存器，用于测试数据是否针对辅代理，并且如果数据针对辅代理，则将数据传输到辅实体。最好，与主代理的接口还包括多个锁存器，用于测试数据是否针对主代理，并且如果数据针对主代理，则将数据传递到主实体。

根据另一方面，提供了一种用于在两个或更多代理之间同时通信的数据通信网络，包括：至少一个指定为主代理的代理，耦合于如上所述的通信总线；以及至少一个指定为辅代理的代理，耦合于如上所述的通信总线。

根据另一方面，提供了一种包含用于在将至少一个主代理与至少一个辅代理相耦合的总线上同时通信的程序化指令的计算机可读介质，作为具有对总线的输入和输出的主代理上的方法，这些程序化指令包括：接收复位命令；在复位之后判定主代理是否耦合于访问宏，并且如果主代理耦合于访问宏，则将n-1个令牌置于总线上，其中n是在总线上通信的主代理和辅代理的总数。

根据另一方面，提供了一种包含用于在将至少一个主代理与至少一个辅代理相耦合的总线上同时通信的程序化指令的计算机可读介质，作为具有对总线的输入和输出的主代理上的方法，这些程序化指令包括：判定是否存在来自主实体的数据，并且如果存在来自主实体的数据，则执行以下程序化指令：测试来自输入的数据是否为令牌；如果来自总线的数据是令牌，则将数据从主实体移到总线，并且丢弃令牌；以及如果来自总线的数据不是令牌，则将数据从总线的输入移到总线的输出；其中，如果数据不来自主实体而来自总线，则将数据从总线的输入移到总线的输出。

附图说明

现在将仅作为示例参照如附图所示的本发明的优选实施例对本发明进行描述，其中：

图1A是示出两个主代理和两个辅代理的典型令牌环网络的方框图；

图1B是作为例子示出如何定义数据和控制的分组的方框图；

图2是示出总线与可以是主代理或辅代理的代理之间的接口的实施例的逻辑方框图；

图3到9是示出图1的环网络拓扑结构在示例性时间周期T0-T6内的同时通信的系列逻辑图；

图10是前述总线或环上从主代理的Ll锁存器的角度所取的流程图；以及

图11是辅代理的程序化流程图1100。

具体实施方式

本文所用术语表

代理-将请求者(主)或响应者(辅)连接到通信架构(fabric)的数据通信逻辑集。

总线-用来在两个节点之间传输数据和控制的一条线或一组线。在本发明中，术语“总线”与术语“环”通用，都是指闭环总线拓扑结构。

异构-由不同产品共同使用的基于遵循标准的硬件和软件接口的网络，因此允许它们相互通信。因特网本身就是异构网络的一个例子。

LAN-局域网(LAN)是在小范围地理区域内(例如，在一个办公大楼内)共享公共通信线路并且典型地共享单个处理器或服务器资源的一组计算机和相关设备。通常，服务器具有由多个计算机用户共同共享的应用程序和数据存储装置。局域网可以服务少至两到三个用户(例如，家庭网络中)或者多至数千用户(例如，FDDI网络中)。

主实体/辅实体-主实体：产生请求并且处理(consume)响应的通信实体。主实体通过主代理连接到通信架构。辅实体：处理请求和产生响应的通信实体。辅实体通过辅代理连接到通信架构。

环-形成逻辑环的闭环拓扑结构。令牌环拓扑结构形成逻辑环但是具有星形拓扑结构的电缆布局，其中带有一个中央集线器。真实的环拓扑结构是稀少的，因为规划和安装星形拓扑结构更容易。

往返行程-包括请求和响应的在环或总线上从主代理开始的完整发送和接收事务。辅代理不能启动请求。

同时-可以是主代理或辅代理的多个代理同时通信而与时钟信号无关的总线上的通信。与同步和异步相对，在耦合于总线的两个或更多个代理之间发生通信，从而在总线的一个往返行程或循环中完成请求和答复。

令牌环网络-令牌环网络是局域网(LAN)，其中所有计算机以环状或星形拓扑结构连接，并且使用二进制数字或令牌传递方案从而防止想要同时发送消息的两台计算机之间的数据冲突。令牌环协议是仅次于以太网的第二最广泛应用的局域网协议。IBM令牌环协议导致产生作为IEEE 802.5规定的标准版本。这两种协议被使用并且非常类似。IEEE 802.5令牌环技术提供每秒4或16兆位的数据传输速率。该技术的简短描述如下：

1.空信息帧在环上不断循环。

2.当计算机有消息要发送时，它在空帧中插入一个令牌(这可以包括简单地将作为帧一部分的令牌位从0变至1)，并且在帧中插入消息和目的地标识符。

3.该帧然后由每一个后续工作站进行检查。如果工作站看到它是该消息的目的地，则它从该帧拷贝消息，并且将令牌变至0。

4.当帧返回到发起者时，它看到令牌已变至零以及消息已被拷贝和接收。它从帧中删除该消息。

5.该帧继续作为“空”帧循环，准备由工作站在有消息要发送时进行接收。

WAN-(广域网)是地理上分散的电信网络，并且该术语与局域网(LAN)的区别在于更广泛的电信结构。广域网可以是私有的或者租借的，但是该术语通常隐含包括公共(共享用户)网络。

环拓扑结构和分组定义

图1A是示出根据本发明的两个主代理102和106(M1和M2)以及两个辅代理104和108(S1和S2)的典型令牌环网络100的方框图。每个代理102、104、106和108由串行或并行总线或环110连接。主代理1102在端口112从并行环110连接，并且在端口114连接到环110。

图1B是根据本发明作为例子示出如何定义数据位122和控制位124的分组120的方框图。在本实施例中，图中示出数据分组120为64位宽或8字节。每一个字节有一个奇偶位与之相关联。这导致72位的总数据位宽度。值得注意的是，数据位122和控制位124的总位数和分配是可以改变的，而不限于本发明所教导的内容。

协议概述

典型的具有主/辅代理通信设备的令牌环网络如同普通令牌环协议，主代理只有当具有令牌时才能发出新请求。然而，存在若干与普通令牌协议不同之处。

●往返行程是包括请求和响应的从主代理开始在环或总线上的往返行程。辅代理不能启动请求。

●当主代理从环上接收到令牌并且它具有待定请求时，主代理从环上移去令牌，并且发出其请求。令牌不放回到环上，直到主代理从指定辅代理接收到对请求的响应为止。也就是，令牌时隙用于完整的往返行程事务，而不是简单地发送请求或响应。这通过为辅实体响应预先分配时隙而避免了死锁。

●当辅代理接收到请求时，它产生响应并且只要可能就将其置于环上，而不等待令牌。该令牌由主代理用来发起完整的往返行程。由主代理使用的令牌为请求和响应保留空间。

●在任何时候可以有多个令牌在环上循环。

代理接口

现在参照图2，该图示出了说明总线110与可以是主代理(102和106)或辅代理(104和108)的代理(102、104、106和108)之间的接口200的实施例。L2锁存器202在端口112连接到前一代理(未示出)。它通过线路210接收分组120中的控制和数据信息。一旦控制位124被锁存在L2中，就将CTS(ClearTo Send，清除以发送)212信号发送回到上游的前一代理(未示出)。根据L2中的所接收控制位124判定相关数据是否针对该代理200。如果是，则通过线路228将控制位124传递到L3锁存器208以由该代理进行处理。这描述了针对该代理的控制位和数据位的接收。

如果该代理有信息要放在环218上，则由L4锁存器206使用连接230将该信息提供给L1锁存器204。该信息又在端口114提供到总线110上。如果这是发送/接收往返行程的完成，则主代理(102和106)使用相同路径230将其令牌(未示出)重新放回到总线110上。这描述了从一个代理在端口114的控制和数据到总线110上的发送。

如果由L2锁存器202接收的数据不针对该代理，则使用连接226将其提供给L1锁存器204。L1锁存器204将传递未被标识是针对该代理的信息。这通过在下游代理的L2(未示出)将CTS信号216提供给L1锁存器204之后在端口114通过路径214将该信息提供到总线110上来完成。

如果发送主代理接收到从总线110返回的请求而该请求没有被另一个代理处理，则发送主代理可以重试，或者产生超时并且以后再试。

环上的数据流

现在参照图3到图9，根据本发明，这些图示出了说明图1的环网络拓扑结构100在示例性时间周期T0-T6内的同时通信的系列逻辑图。

图3-9中从左到右每个字母数字的标注约定如下所述，其中#表示占位符：

1.第一个数字是附图编号，例如，3####和8####；

2.接下来的字母数字是代理类型及其编号，其中M表示主代理而S表示辅代理，例如，#M1##和#S2##。

3.接下来的标记表示锁存器L及其编号，###L2和###L3。

连线(cable)命名具有如下六个占位符，即###-##。第一个数字是附图编号。下一个数字是所连接代理的标记，其中“M”表示主代理而“S”表示辅代理，###-##，并且“-”表示从-到关系，例如4M2-S2是图4中从主代理2(M2)到辅代理2(S2)的连线。

时间T0

参照图3，该图示出了四个环代理和四条互连连线。在定义为T-0的该时间，环代理刚被加电或者已经被复位。通过令牌复位初始化n-1个代理，其中，n是环代理的总数。在本例中，存在4个环代理(102、104、106和108)从而最大令牌数将是3。

主代理1的L1 3M1L1、L3 3M1L3和L4 3M1L4全都空白。L2 3M1L2具有以T1表示的令牌。

辅代理1的L1 3S1L1、L3 3S1L3和L4 3S1L4全都空白。L2 3S1L2具有以T2表示的令牌。

主代理2的L1 3M2L1、L3 3M2L3和L4 3M2L4全都空白。L2 3M2L2具有以T3表示的令牌。

辅代理2的L1 3S2L1、L3 3S2L3和L4 3S2L4全都空白。L2 3S2L2也是空白。在总线110上循环的令牌的数目必须比环代理数少一个。

时间T1

现在参照图4，该图示出了四个环代理和四条互连连线。在定义为T-1的该时间，主代理通过如下所述引入(pulling in)给定令牌并且将其请求放在总线110上来同时对其各自控制作出反应。

主代理1引入T1令牌，并且将读取S2请求放在总线110上，因此：

●L1 4M1L1的寄存器中有M1：读取S2请求。

●L2 4M1L2的寄存器中有空白信息。

●L3 4M1L3的寄存器中有空白信息。

●L4 4M1L4的寄存器中有空白信息。

辅代理1接收到T2令牌，但是不能发起任何请求，因此：

●L1 4S1L1的寄存器中有T2令牌。

●L2 4S1L2的寄存器中有空白信息。

●L3 4S1L3的寄存器中有空白信息。

●L4 4S1L4的寄存器中有空白信息。

主代理2引入了T3令牌，并且将写入S1请求放在总线110上，因此：

●L1 4M2L1的寄存器中有M2：写入S1命令。

●L2 4M2L2的寄存器中有空白信息。

●L3 4M2L3的寄存器中有空白信息。

●L4 4M2L4的寄存器中有空白信息。

辅代理2没有接收到任何令牌，因此：

●L1 4S2L1的寄存器中有空白信息。

●L2 4S2L2的寄存器中有空白信息。

●L3 4S2L3的寄存器中有空白信息。

●L4 4S2L4的寄存器中有空白信息。

这完成了T-1的描述。

时间T2

现在参照图5，该图示出了四个总线110代理和四条互连连线。在定义为T-2的该时间，总线110代理刚完成了将其各自的内容传输到下一个总线110代理。

主代理1从辅代理2接收到空白信息。因此：

●L1 5M1L1的寄存器中有空白信息。

●L2 5M1L2的寄存器中有空白信息。

●L3 5M1L3的寄存器中有空白信息。

●L4 5M1L4的寄存器中有空白信息。

辅代理1从主代理1接收到信息，并且对于下一个通信循环就绪。该命令不针对该辅代理。因此：

●L1 5S1L1的寄存器中有M1：读取S2命令。

●L2 5S1L2的寄存器中有空白信息。

●L3 5S1L3的寄存器中有空白信息。

●L4 5S1L4的寄存器中有空白信息。

主代理2从辅代理1接收到信息。该信息是T2令牌。因此：

●L1 5M2L1的寄存器中有T2令牌。

●L2 5M2L2的寄存器中有空白信息。

●L3 5M2L3的寄存器中有空白信息。

●L4 5M2L4的寄存器中有空白信息。

辅代理2刚从主代理2接收到信息。因此：

●L1 5S2L1的寄存器中有M2：写入S1。

●L2 5S2L2的寄存器中有空白信息。

●L3 5S2L3的寄存器中有空白信息。

●L4 5S2L4的寄存器中有空白信息。

时间T3

参照图6，该图示出了四个总线110代理和四条互连的连线。在定义为T-3的该时间，总线110代理刚完成了将其各自的内容传输到下一个总线110代理的另一次传输。

主代理1从主代理2接收到写入S1的命令。该命令不针对该主代理。因此：

●L1 6M1L1的寄存器中有M2：写入S1命令。

●L2 6M1L2的寄存器中有空白信息。

●L3 6M1L3的寄存器中有空白信息。

●L4 6M1L4的寄存器中有空白信息。

辅代理1接收到空白信息。因此：

●L1 6S1L1的寄存器中有空白信息。

●L2 6S1L2的寄存器中有空白信息。

●L3 6S1L3的寄存器中有空白信息。

●L4 6S1L4的寄存器中有空白信息。

主代理2接收到M1：读取S2命令。该命令不针对该主代理。因此：

●L1 6M2L1的寄存器中有M1读取S2命令。

●L2 6M2L2的寄存器中有空白信息。

●L3 6M2L3的寄存器中有空白信息。

●L4 6M2L4的寄存器中有空白信息。

辅代理2接收到T2令牌。因此：

●L1 6S2L1的寄存器中有T2令牌。

●L2 6S2L2的寄存器中有空白信息。

●L3 6S2L3的寄存器中有空白信息。

●L4 6S2L4的寄存器中有空白信息。

这完成了T-3的描述。

时间T4

参照图7，该图示出了四个总线110代理和四条互连的连线。在定义为T-4的该时间，总线110代理刚完成了将其各自的内容传输到下一个总线110代理的另一次传输。

主代理1接收到T2。因此：

●L1 6M1L1的寄存器中有命令化的M1：读取S2。

●L2 6M1L2的寄存器中有空白信息。

●L3 6M1L3的寄存器中有空白信息。

●L4 6M1L4的寄存器中有空白信息。

辅代理1接收到M2：写入S1命令。该命令针对该辅代理，从而将执行该来自主实体2的写入命令。因此：

●L1 6S1L1的寄存器中没有任何东西。

●L2 6S1L2的寄存器中有空白信息。

●L3 6S1L3的寄存器中有M2：写入S1命令。该命令针对该辅代理。因

此将执行该来自主代理2的写入命令。该命令的结果将被置于L4寄存器中。

●L4 6S1L4的寄存器中有空白信息。

主代理2从辅代理1总线110代理接收到空白信息。因此：

●L1 6M2L1的寄存器中有空白信息。

●L2 6M2L2的寄存器中有空白信息。

●L3 6M2L3的寄存器中有空白信息。

●L4 6M2L4的寄存器中有空白信息。

辅代理2的寄存器中有M1：读取S2命令。由于该命令针对该辅代理，因此将执行该来自主代理1的读取命令。因此：

●L1 6S2L1的寄存器中有空白信息。

●L2 6S2L2的寄存器中有空白信息。

●L3 6S2L3的寄存器中有M1：读取S2命令。由于该命令针对该辅代理，

因此将执行该来自主代理1的读取命令。该命令的结果将被置于L4寄存器中。

●L4 6S2L4的寄存器中有空白信息。

这完成了T-4的描述。

时间T5

参照图8，该图示出了四个总线110代理和四条互连的连线。在定义为T-5的该时间，总线110代理刚完成了将其各自的内容传输到下一个总线110代理的另一次传输。

主代理1从辅代理1总线110代理接收到空白信息。因此：

●L1 8M1L1的寄存器中有空白信息。

●L2 8M1L2的寄存器中有空白信息。

●L3 8M1L3的寄存器中有空白信息。

●L4 8M1L4的寄存器中有空白信息。

辅代理1接收到T2令牌，并且将M2：写入验证S1响应放在总线110上。因此：

●L1 8S1L1的寄存器中有空白信息。

●L2 8S1L2的寄存器中有T2令牌。

●L3 8S1L3具有空白信息。L1中的M2：写入验证S1响应。

●L4 8S1L4的寄存器中有空白信息。

主代理2从辅代理1总线110代理接收到空白信息。因此：

●L1 8M2L1的寄存器中有空白信息。

●L2 8M2L2的寄存器中有空白信息。

●L3 8M2L3的寄存器中有空白信息。

●L4 8M2L4的寄存器中有空白信息。

辅代理2没有接收到任何令牌，但是将M1：来自S2的数据的响应放在总线110上。因此：

●L1 8S2L1的寄存器中有M2：写入验证S1响应。

●L2 8S2L2的寄存器中有空白信息。

●L3 8S2L3的寄存器中有空白信息。

●L4 8S2L4的寄存器中有空白信息。

这完成了T-5的描述。

时间T6

参照图9，该图示出了四个总线110代理和四条互连的连线。在定义为T-6的该时间，总线110代理刚完成了将其各自的内容传输到下一个总线110代理的另一次传输。

主代理1接收到其待定命令的结果。此时，完成了主代理1总线110代理的请求。它将把T1令牌放在总线110上。因此：

●L1 9M1L1的寄存器中有空白信息。

●L2 9M1L2的寄存器中有空白信息。

●L3 9M1L3的寄存器中有M1：来自S2的数据的响应。

●L4 9M1L4的寄存器中有空白信息。

辅代理1接收到T2令牌。因此：

●L1 9S1L1的寄存器中有空白信息。

●L2 9S1L2的寄存器中有T2令牌。

●L3 9S1L3的寄存器中有空白信息。

●L4 9S1L4的寄存器中有空白信息。

主代理2接收到其待定命令的结果。此时，完成了主代理2的请求。它将把令牌放在总线110上。因此：

●L1 9M2L1的寄存器中有空白信息。

●L2 9M2L2的寄存器中有M2：写入验证S1的响应。

●L3 9M2L3的寄存器中有空白信息。

●L4 9M2L4的寄存器中有空白信息。

辅代理2没有接收到任何令牌。因此：

●L1 9S2L1的寄存器中有空白信息。

●L2 9S2L2的寄存器中有空白信息。

●L3 9S2L3的寄存器中有空白信息。

●L4 9S2L4的寄存器中有空白信息。

这完成了T-6以及本发明的令牌环同时信息传输例子的描述。

用于每个代理的环规则的概述

下面参照图2的接口200概要地描述环上每个组件的规则和行为。

1.在初始化的时候，一个主代理将n-1个令牌放在环上，其中，n是环代理的总数。令牌简单地是表示让主代理发起请求的权限的短消息。所有这些令牌可以都是相同的。在另一个实施例中，在初始化的时候，除了耦合于访问宏的代理之外，所有环代理都将一个令牌放在环上。

2.L2锁存器具有单个缓冲器。如果缓冲器为空，则将清除以发送信号提供给上游L1。

3.当任何L4有数据要发送时，它向L1指示有效、以及相应的请求或响应。当它看到来自L1的CTS时可以发送。

4.当L1锁存器看到来自下游代理的CTS(清除以发送)信号时，它试图通过以下有序方案来得到数据。

A)查找来自L4的有效

●如果L4指示有效和响应，则L1可以将CTS设到L4，并且获得数据。

●如果L4指示有效和请求，则只有L1看到来自下游代理的CTS并且L2指示有效和令牌，L1才能将CTS设到L4。在这种情况下，L1将CTS发到L2和L4。将L4数据转发到总线110上，并且丢弃L2数据(令牌)。

B)如果L2指示有效，则将CTS设到L2并且获得数据。

●在任何L2发送响应到L3之后，它还将令牌转发到总线110上(向L1指示有效和令牌)(总是主代理完成事务并且使令牌可供使用)。

●当任何L3接收到请求时，无需执行任何特殊功能。然而，相关逻辑必须确保L3不接收另一个请求直到L4发送了响应为止。总是辅代理接收请求。它具有隐式发送权限，从而完成事务。在一个实施例中，L3不向上游L2声明CTS，直到L4为空为止。

主代理的流程图

图10示出前述总线或环110上从主代理的L1锁存器的角度所取的流程图1000。

汇总(summing)节点1002之下是判定块，步骤1004。如果L1中没有数据并且下一个总线110代理不发送高级线(A)，则环110通过返回到汇总节点1002来改变步骤(index)。如果L1中没有数据或者下一个总线代理发送高级线，则该过程在下面步骤1006继续。

在步骤1006，判定是否存在来自总线110或该主实体(102和106)的有效数据。如果它不是来自总线110或主实体的数据，则环110通过返回到汇总节点1002来改变步骤。如果存在来自环110或来自该主实体的有效数据，则该过程在步骤1008继续。

在步骤1008，判定是否数据来自总线110而不来自主实体。如果在步骤1008数据120来自总线110而不来自主实体，则该过程在步骤1009继续。如果数据120不来自总线110或者来自主实体，则该过程在步骤1010继续。

在步骤1009，判定总线110数据是否针对主代理。如果总线110数据针对主代理，则在步骤1017将总线110数据传到主实体，并且环通过返回到汇总节点1002来改变步骤。如果总线110数据不针对主代理，则在步骤1016，将总线110数据传到L1，并且环110通过返回到汇总节点1002来改变步骤。

在步骤1010，判定是否数据来自主实体而不来自总线110。如果数据来自主实体而不来自总线110，则环110通过返回到汇总节点1002来改变步骤。否则，数据不来自主实体或者它来自总线110，因而该过程在步骤1012继续。

在步骤1012，如果来自总线110的数据是令牌，则在步骤1014，将主实体请求置于L1中，并且该令牌通过丢弃在位桶中而消除，并且环110通过返回到汇总节点1002来改变步骤。否则，如果来自总线110的数据不是令牌，则在步骤1018，总线110传到L1，并且环110通过返回到汇总节点1002来改变步骤。

辅代理的流程图

现在参照图11，该图示出了辅代理的程序化流程图1100。该页的顶部是汇总节点1102。如果进入，该点表示环110上的一个循环。

汇总节点1102步骤之下是步骤1104的第一判定块“非L1或高级”。如果均无效，则环110通过返回到汇总节点1102来改变步骤。如果任一项有效，则该过程在步骤1106继续。

在步骤1106，判定该信息是否针对辅代理或者要传递到环110上。如果数据不针对环110或者辅代理，则环110通过返回到汇总节点1102来改变步骤。如果该信息针对环或者针对辅代理，则该过程在步骤1107继续。

在步骤1107，判定该信息是否针对辅代理。如果数据针对辅代理，则环110在步骤1105将信息传输到辅实体中，并且该过程在步骤1102继续。

如果环信息不针对辅代理，则在步骤1108，将环信息与辅实体标记进行异或(即XOR)。如果信息针对环或者信息正在从辅实体提供，则在步骤1110，将数据传输到L1，或者将辅实体响应传输到L1，并且环通过返回到汇总节点1102来改变步骤。否则，如果信息来自环并且它针对辅代理，则该过程在步骤1112继续。

在步骤1112，将优先权(P)与环信息进行比较。如果优先权匹配，则在步骤1114，将环信息置于L1中，并且在环通过返回到汇总节点1102来改变步骤之后处理辅实体信息。否则，如果在步骤1112优先权不匹配环信息，则将辅实体信息置于L1中并且在环被改变步骤之后将处理环信息1114。应该理解，步骤1112到1116允许以循环法(round-robin method)设置辅代理104和109上的优先权，其中，在每个循环内在环110和辅实体之间切换优先权。

本领域的普通技术人员应该知道，本发明可以采用硬件或软件或者两者的结合来实现。根据结合优选实施例公开的发明原理的系统或方法可以在单个计算机系统中实现，其中该计算机系统具有用于执行所述各个功能或步骤的多个单独单元或装置，或者用于组合执行所公开或所描述的任何功能或步骤的一个或多个单元或装置，或者该系统或方法可以安排在通过为本领域的普通技术人员所知的任何适当装置互连的分布式计算机系统中。

根据结合优选实施例公开的发明原理，本发明及其原理不限于任何特定类型的计算机系统，而是可以与安排成执行所述功能和所述方法步骤的通用计算机一起使用以执行所述的功能和所述的方法步骤，这一点对于本领域的普通技术人员而言是公知的。如上所述，该计算机的操作可以根据包含在介质上以用于计算机的操作或控制中的计算机程序，这一点对于本领域的普通技术人员而言是公知的。可以用来保存或包含计算机程序产品的计算机介质可以是计算机的固定装置如嵌入式存储器，或者可以在诸如盘的移动式介质上，这一点对于本领域的普通技术人员而言是公知的。

本发明不限于任何特定计算机程序、逻辑、语言或指令，而是可以采用为本领域的普通技术人员所知的任何适合的程序、逻辑、语言或指令来实施。在不限制本公开发明的原理的情况下，任何这样的计算系统都可以尤其是包括至少一个计算机可读介质等等，该计算机可读介质允许计算机从其中读取数据、指令、消息或消息分组、以及其他计算机可读信息。该计算机可读介质可以包括非易失性存储器如ROM、闪存、软盘、盘驱动器存储器、CDROM和其他永久性存储装置。另外，计算机可读介质可以例如包括易失性存储装置如RAM、缓冲器、高速缓存和网络电路。

而且，计算机可读介质可以包括暂态介质中的计算机可读信息，该暂态介质例如是允许计算机读取该计算机可读信息的包括有线网络或无线网络在内的网络链接和/或网络接口。

虽然公开了本发明的特定实施例，但是本领域的技术人员应该理解，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对该特定实施例进行改变。因此，本发明的范围不拘泥于特定实施例，并且所附权利要求涵盖本发明范围内的任何和所有这样的应用、变型和实施例。

Claims

1.一种在将至少一个主代理与至少一个辅代理相耦合的总线上同时通信的方法，具有对总线的输入和输出的主代理上的所述方法包括以下步骤：

判定是否存在来自主实体的数据或者来自总线的数据，并且如果存在来自主实体的数据，则执行以下子步骤：

测试来自总线的数据是否为令牌；

如果来自总线的数据是令牌，则将数据从主实体移到总线，并且丢弃来自总线的令牌；以及

如果数据不是来自总线的令牌，则将数据从总线的输入移到总线的输出；

其中，如果数据来自总线，则将数据从总线的输入移到总线的输出。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

判定是否输出上没有数据或者是否声明了高级线，并且如果输出上没有数据或者声明了高级线，则执行判定是否存在来自总线的数据或者是否存在来自主实体的数据的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括以下步骤：

判定主代理是否耦合于访问宏，并且如果主代理耦合于访问宏，则当初始化总线时，执行将多个令牌放在总线上的步骤，其中总线上令牌的最大数目设为主代理的总数加上辅代理的总数减一。

4.根据权利要求1或2所述的方法，还包括以下步骤：

接收复位命令；

在复位之后判定主代理是否耦合于访问宏，并且如果主代理耦合于访问宏，则将n-1个令牌置于总线上，其中n是在总线上通信的主代理和辅代理的总数。

5.一种用于在将至少一个主代理与至少一个辅代理相耦合的总线上同时通信的方法，具有对总线的输入和输出的辅代理上的所述方法包括以下步骤：

判定是否存在来自总线的数据或者来自辅实体的数据，并且如果存在来自总线的数据而不存在来自辅实体的数据，则将数据从总线移到输出，而如果存在来自辅实体的数据而不存在来自总线的数据，则将数据从辅实体移到输出；

判定是否既存在来自总线的数据又存在来自辅实体的数据，并且如果既存在来自总线的数据又存在来自辅实体的数据，则执行以下子步骤：

如果总线具有优先权，则将数据从总线移到输出，并且将优先权设到辅实体；并且

如果总线没有优先权，则将数据从辅实体移到输出并且将优先权设到总线。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括以下步骤：

判定是否输出上没有数据或者是否声明了高级线，并且如果输出上没有数据或者声明了高级线，则执行判定是否存在来自总线的数据或者是否存在来自辅实体的数据的步骤。

7.一种用于在两个或更多代理之间同时通信的数据通信网络，包括：

至少一个指定为辅代理的代理，耦合于通信总线；

至少一个指定为主代理的代理，耦合于通信总线；

与带有从总线的输入和到总线的输出的主代理的接口，该接口包括多个锁存器，用于测试是否存在数据，并且如果存在来自主实体的数据，则测试来自总线的数据是否为令牌；

如果来自总线的数据是令牌，则将数据从主实体移到总线，并且丢弃令牌；以及

其中，如果数据不来自主实体而来自总线，则将数据从总线的输入移到总线的输出。

8.根据权利要求7所述的数据通信网络，其中，与主代理的接口还包括多个锁存器，用于测试数据是否针对主代理，并且如果数据针对主代理，则将数据传输到主实体。

9.一种用于在两个或更多代理之间同时通信的数据通信网络，包括：

至少一个指定为辅代理的代理，耦合于通信总线；

至少一个指定为主代理的代理，耦合于通信总线；

每一个带有总线输入和总线输出的辅代理上的接口，该接口包括多个锁存器，用于测试是否存在来自总线或者来自辅代理的数据，并且如果存在来自总线的数据而不存在来自辅实体的数据，则将数据从总线移到输出，而如果存在来自辅实体的数据而不存在来自总线的数据，则将数据从辅实体移到输出；

其中，该多个锁存器测试是否既存在来自总线的数据又存在来自辅实体的数据，并且如果既存在来自总线的数据又存在来自辅实体的数据，则测试是否总线具有优先权，并且：

10.根据权利要求9所述的数据通信网络，其中，每个辅代理上的接口还包括多个锁存器，用于测试数据是否针对辅代理，并且如果数据针对辅代理，则将数据传输到辅实体。

11.一种用于在两个或更多代理之间同时通信的数据通信网络，包括：

至少一个指定为主代理的代理，耦合于如权利要求7或权利要求8所述的通信总线；以及

至少一个指定为辅代理的代理，耦合于如权利要求9或权利要求10所述的通信总线。

12.一种计算机程序，包括配置成当所述程序运行在计算机上时执行权利要求1至4的所有步骤的程序代码组件。

13.一种计算机程序，包括配置成当所述程序运行在计算机上时执行权利要求5至6的所有步骤的程序代码组件。