传送装置和传送方法

专利名称：传送装置和传送方法
技术领域：
本发明涉及处理进行优先收发的数据分组(优先数据分组)和其外的非优先的数据分组(非优先数据分组)的传送装置和传送方法。
背景技术：
为了在以太网等通信网传送视频信号等具有实时性的数据，一般实施在个人计算机的PCI(Peripheral Components Interconnect外围部件互连)总线安装视频信号处理用的电路板(视频卡)和网络接口卡，遵照网际协议(Internet Protocol，下文称为“IP”)、用户数据报协议(User DatagramProtocol，下文称为“UDP”)或传输控制协议(Transmission Control Protocol，下文称为“TCP”)等网络协议传送数据分组。
图11是已有技术例的以太网视频信号传送系统的框图。图11中，500是以太网网络接口卡(下文称为“NIC”)，501是视频卡，502是PIC总线，503是CPU，504是存储器。
NIC500具有PCI接口部(即PCI I/F部)520、以太网处理部521、物理层处理部522。视频卡501具有视频信号处理部510、PCI接口部511。
输入的视频信号在视频信号处理部510进行处理(例如压缩)后，由PCI接口部511通过PCI总线存放到存储器504。PCI总线的传送通过视频卡501对CPU503施加中断，并以DMA(Direct Memory Access直接存储器存取)传送实施。
接着，为了进行数据流传送，首先利用CPU503中的软件处理将主存储器504存放的视频数据划分成规定的长度(称为“视频有效负载”)，进而标注编号，以识别视频有效负载后，再次写入主存储器504(称为“视频数据分组”)。
CPU503利用软件处理从存储器504读出视频数据分组，并进行UDP/IP的处理和以太网帧的处理后，将产生的以太网帧再次写入存储器504。数据流传送中，作为OSI模型的第4层的处理，一般采用UDP；作为第3层的处理，一般采用IP(下文归纳第4层和第3层，称之为“UDP/IP”)。在存储器504存放已进行UDP/IP协议处理和第2层以太网帧的处理的以太网帧。
OSI模型具有7层结构，包括第1层的物理层、第2层的数据链接层、第3层的网络层、第4层的传输层、第5层的会话层、第6层的表示层、以及第7层的应用层。
接着，CPU503通知NIC500存储器504内存在应传送的以太网帧。NIC500对CPU503施加中断，并利用PCI接口520的DMA传送，通过PIC总线输入以太网帧。以太网处理部521进行以太网帧的附加处理后，将以太网帧传送给物理处理部522。最终的以太网帧被发送到以太网上。
接收时，NIC500通过物理层处理部522和以太网处理部521接收以太网帧，则对CPU503施加中断，并利用PCI接口520的DMA传送，通过PCI总线502在存储器504写入收到的以太网帧。接着，CPU503利用软件处理，从存储器504读出以太网帧，进行以太网帧的处理和UDP/IP的处理，进而检测出识别发送时添加的视频有效负载用的编号，确保顺序性后，将产生的视频数据分组再次存放到存储器504。
接着，CPU503对视频卡501通知存在存放的视频数据分组。视频卡501的PCI接口511对CPU503施加中断，并利用DMA传送，通过PCI总线输入视频数据分组。视频卡501进行视频数据提取后的扩展等处理，并输出视频信号。
上述例子传送UDP/IP数据流。TCP/IP的文件传送也需要同样的软件处理。在TCP/IP的情况下，除上所述的以外，TCP的流程控制处理也用软件进行。
如上所述，涉及传送的协议处理和视频传送等的部分处理、存储器复制以及PCI总线传送用的中断处理全依赖软件。下面，将上述依靠软件处理的已有技术例称为已有例1。
作为另一已有例，有特开2000-59463号公报揭示的技术(称为已有例2)。
已有例2具有产生实时数据的数据分组的专用处理手段(已有例2的图2中的协议专用处理手段26)，在传送活动图像等的大量的连续实时数据时，可快速发送。已有例2还具有限制实时数据发送速率的功能(已有例2的图2中的速率限制手段23)。
作为又一已有例，有IEEE1394(称为已有例3)。已有例3将发送时间划分为进行等时型数据传送的时域(下文称为“等时部”)和进行等时型数据以外的数据传送的时域(下文称为“非等时部”)。在等时部的时间内传送视像等需要实时性的数据(下文称为“实时数据”)。在非等时部传送设备的控制或设定等不需要实时性的普通数据。因此，可进行实时数据和普通数据的传送。
作为再一个已有例，有特开2002-185942号公报揭示的技术(称为“已有例4”)。已有例4仅涉及视频数据的发送终端(服务器)。
已有例4的第1特征是作为视频数据分组的发送基准，使用视频帧的帧显示间隔。但是，没有具体揭示根据帧显示间隔如何进行控制。
其第2特征是只有不发送视频数据组成的UDP/IP数据分组的时间，才进行TCP/IP数据分组的发送。还揭示这时用硬件处理UDP/IP数据分组，用软件处理TCP/IP数据分组。
然而，上述已有的组成中存在以下的问题。
已有例1中，使以太网的帧处理、IP处理和UDP处理的协议处理全部用CPU进行，而且部分视频信号处理也进行依靠CPU的处理。因此，高位速率的数据流传送中，存在处理不够用的问题。此外，作为公共总线，使用PCI总线，因而应优先收发的实时传送数据和优先度低的数据混杂，造成存在实时处理不够用的问题。
这些问题起因于以下两点。一是传送视频数据流的数据速率实质上非常高，因而发生超过CPU处理能力极限的情况。PCI总线上的以太网帧传送和视频数据分组传送中，软件上使用称为多线程(多进程)的表观并行处理方法，这些实际上是使CPU分时执行的处理。切换线程(有时也称为任务、进程)时的开销使CPU的处理能力实质上降低以及处理时进行多次存储器复制的这种处理使分配给视频传送的CPU处理能力受到限制，这是问题的另一点起因。
上述线程切换依赖操作系统(下文称为“OS”)的软件，用户完全不能对处理进行控制。
具体而言，已有例1中，NIC进行发送时，相对于应发送数据(上述情况下为视频数据)的数据速率，CPU跟不上产生以太网帧的速度，发生不能传送的视频数据分组，存在视像残缺的问题。即使以需要的数据速率能产生以太网帧，也存在从存储器对NIC的以太网帧传送跟不上的问题。
又由于时间上应按规定的定时进行视频数据分组发送的“整形处理”依赖CPU(依赖具有定时摆动的软件)，存在不能进行正确整形的问题。
视频信号等发送优先度高的数据和管理信息等优先度低的数据的发送比率的决定也依赖CPU(依赖软件)，因而存在优先度高的数据未必优先传送的问题。
NIC进行接收时，CPU跟不上进行接收帧处理的线程切换，CPU延迟将到达的以太网帧输入存储器的处理，在NIC内可能发生不应有的数据丢失(废弃以太网帧)。或者，即使在输入存储器的情况下，CPU的协议处理也需要时间，有可能不能实时传送。
又由于任务管理依赖OS，存在视频信号等发送优先度高的数据的处理未必能优先于管理信息等优先度低的数据的问题。
如果将使用的CPU做成高性能的，可使处理能力提高，但实质上并没有解决问题。高性能的CPU耗电大。尤其是装入CPU的设备中，倘若散热不充分，设备可能误动。存在高性能CPU代价高的问题。
这些问题除发生在CPU传送视频信号时外，在其进行管理信息等附加信息的处理时还会加大。
上述CPU有关问题的内部网络处理所涉及的问题起因于在OSI分层模型的低端层依次进行一般操作系统的网络处理。
以第1层中使用物理层、第2层中使用以太网、第3层中使用网际协议(IP)、第4层中使用UDP的OSI模型(7层结构)为例，具体进行说明。以太网的接收终端中，第1层的物理层接收以太网帧，并进行终接处理。接着，以太网(第2层)进行以太网帧的终接处理，并提取IP数据分组，传给网际协议(第3层)。网际协议(第3层)处理IP数据分组，并提取UDP数据分组，传给第4层。在第4层进行UDP数据分组的终接。
这样按层依次进行处理，形成开销，成为CPU(软件处理)的负担。
以太网的发送端中，上述问题也相同。
已有例2中，通过借助专用处理手段产生实时数据用的数据分组，减轻处理器的负担。然而，没有揭示产生的实时用数据分组和处理器中产生的其它数据分组的控制方法。用与以往相同的方法控制这些数据分组时，存在以下的问题。
作为第1个问题，存在的是实时数据用的数据分组未必优先发送。具体而言，已有例2中，大量发生实时数据以外的数据分组时，对实时数据的数据分组的发送施加限制，结果存在不能保证实时性的问题。
作为第2个问题，存在的是不能保证又优先发送实时数据，又同时能发送实时数据以外的数据而系统中不发生故障。作为实时数据以外的数据，存在例如下文说明的ARP(Address Resolution Protocol地址分解协议)、系统管理中使用的SNMP(Simple Network Management Protocol简单网络管理协议)或证实各种应用相互导通用的数据等。关于第2个问题，已有例2中，在其图2的速率控制手段23能缩小实时数据的位速率。然而，已有例2没有揭示实时数据和其它数据的发送控制方法。换言之，已有例2存在为了保证发送其它数据而必须降低实时数据的质量的问题。
已有例2还有以下的第3个问题。在互联网上进行使用网际协议(IP)的传送时，根据发送目的处的IP地址，进行获取应发送的以太网MAC(媒体访问控制)地址的ARP处理。ARP处理按双向通信进行，因而适合用处理器进行。然而，已有例2中，从其图2的协议通用处理手段25对参数设定手段29通知ARP处理的结果，没有最后在首部产生手段262设定MAC地址的方法。因此，已有例2存在只能对预先保持在参数设定手段29的固定地址传送实时数据的问题。由于这个缘故，同时存在不仅ARP处理中，而且例如协商高端的UDP协议的端口号时，不能灵活设定该端口号的问题。
已有例3中，预先用分配时间确定实时数据的传送频带，因而存在的问题是等时部中，相对于分配到的传送容量，应传送的实时数据较少，而应发送的常规数据多时，浪费传送频带。这点在非等时部应传送的常规数据少、等时部应传送的实时数据多时，也发生同样问题。也就是说，已有例3存在不能灵活改变实时数据与常规数据的比率的问题。
已有例3存在的另一问题是在分配给非等时部的时间发生应传送的实时数据，则必须使数据传送等待到后续的等时部，从而产生传送延迟。许多应用因实时数据延迟而受到重大影响。这些应用要求延迟小的实时数据传送，因而这是非常大的问题。传送常规数据时，也同样发生此延迟问题。如果在等时部发生应传送的常规数据，必须使数据传送等待到后续的非等时部，同样产生延迟问题。
已有例4中，作为视频数据的数据分组的发送基准，采用视频帧的帧显示间隔。然而，此情况下，视频数据处理需要的时间即便略为超过视频帧的时间间隔，就会发生实时性变坏等问题，使视像出现欠缺。因此，使用视频帧作为基准，实质上是用非常粗略的基准进行控制，存在以下的问题。
例如，在视频帧的中途，发送产生延迟，假设通过在其视频帧的最后部分成批发送残留的数据，谋求使延迟复原。然而，如果开始成批传送的时间点已成为不可复原的时间，就使1帧的发送不在其视频帧周期(为了维持实时性而必须使处理完成的周期)内完成，视像出现欠缺。此问题在视频数据与视频数据以外的数据混杂在一起发送的情况下，尤其容易发生。
已有例4的传送装置在视频数据与视频数据以外的数据混杂在一起发送时，进行控制，仅在不发送视频数据组成的UDP/IP数据分组时，发送视频数据以外的数据(TCP/IP数据分组)。已有例4中，例如在以下的情况下，产生问题。
例如，假设在不发送UDP/IP数据分组时，开始发送数据分组长度非常长的TCP/IP数据分组。这时，即使在此TCP/IP数据分组的发送完成前的期间完成短UDP/IP数据分组的发送准备的情况下，TCP/IP数据分组发送结束前也不能开始发送UDP/IP数据分组。结果，UDP/IP数据分组的发送延迟，存在视频数据实时性出现缺陷的问题。
作为极端的例子，如果UDP/IP数据分组的发送准备与TCP/IP的开始发送同时完成，UDP/IP数据分组就在发送TCP/IP数据分组所需时间的整个期间都成为等待发送的状态。
此问题实质上起因于已有例4中视频数据的发送优先度不充分高于其它数据。结果，某些状况下，发生视频数据等待发送。
已有例4在视频以外的数据分组(TCP/IP数据分组)中也有设定超时时间的数据的情况下，存在以下的问题。
例如，已有例4中，存在大量应发送的视频数据时，不产生不发送视频数据(UDP/IP数据分组)的时间，造成视频以外的数据(TCP/IP数据分组)的发送极端延迟。因此，要发送此TCP/IP数据分组的应用会超时，存在系统稳定运用产生故障的问题。
上述问题的实质起因于单纯的算法，即仅在不发送UDP/IP数据分组的时间发送视频以外的数据(TCP/IP数据分组)。

发明内容
为了解决上述问题本申请发明的一个观点的传送装置，其特征在于，具有根据优先发送的优先数据产生优先数据分组的优先数据分组产生部、产生发送优先度低于所述优先数据分组的非优先数据分组的非优先数据分组处理部、决定所述优先数据分组和非优先数据分组的发送定时的发送数据分组控制部、以及进行所述优先数据分组和非优先数据分组的发送处理的发送帧处理部，所述发送数据分组控制部允许在所述优先数据分组的发送剩余时间发送所述非优先数据分组。
较佳的是，其特征在于，所述非优先数据分组处理部具有发送数据分组选择部、优先数据分组缓冲器和非优先数据分组缓存器，在所述非优先数据分组缓存器保持应发送的所述非优先数据分组时，对所述发送数据分组选择部输出非优先数据分组发送请求信号，所述发送数据分组选择部允许在所述优先数据分组的发送剩余时间发送所述非优先数据分组。
较佳的是，其特征在于，所述发送数据分组控制部将所述优先数据分组的实时性不受损的时间作为所述发送剩余时间。
较佳的是，其特征在于，所述发送数据分组控制部使发送进行得所述优先数据分组的发送间隔小于所述优先数据分组的平均发送间隔，并且将所述处理产生的剩余时间作为所述发送剩余时间。
较佳的是，其特征在于，所述发送数据分组选择部在所述优先数据分组缓存器中没有应发送的所述优先数据分组时，允许对所述非优先数据分组缓存器发送所述非优先数据分组。
较佳的是，其特征在于，所述发送数据分组选择部在所述优先数据分组缓存器中没有应发送的所述优先数据分组，而且不正在对所述优先数据分组缓存器写入所述优先数据分组时，允许对所述非优先数据分组缓存器发送所述非优先数据分组。
较佳的是，其特征在于，所述发送数据分组控制部允许在接受非优先数据分组发送请求后的规定时间内发送所述非优先数据分组。
本申请发明另一观点的传送方法，其特征在于，判别优先发送的优先数据分组与发送优先度低于所述优先数据分组的非优先数据分组，并且在所述优先数据分组的发送剩余时间发送所述非优先数据分组。
较佳的是，其特征在于，在作为所述优先数据分组的实时性不受损的时间的发送剩余时间发送所述非优先数据分组。
较佳的是，其特征在于，将使所述优先数据分组的发送间隔小于所述优先数据分组的平均发送间隔而产生的剩余时间作为所述发送剩余时间。
较佳的是，其特征在于，将没有应发送的所述优先数据分组的时间作为所述发送剩余时间。
较佳的是，其特征在于，将没有应发送的所述优先数据分组，而且不正在准备应发送的优先数据分组的时间作为所述发送剩余时间。
较佳的是，其特征在于，保证在规定时间内至少发送一个非优先数据分组。
本申请发明另一观点的传送装置，其特征在于，具有根据优先发送的优先数据产生优先数据分组的优先数据分组产生部、进行优先度低于所述优先数据分组的非优先数据分组的处理的非优先数据分组处理部、决定所述优先数据分组和非优先数据分组的发送定时的发送数据分组控制部、进行所述优先数据分组和非优先数据分组的发送处理的发送帧处理部、对从网络接收的接收帧进行接纳处理的接收帧处理部、以及挑选接收数据分组并且将所述非优先数据分组转接到所述非优先数据分组处理部的接收数据分组处理部，所述非优先数据分组处理部从所述接收数据分组取得所述优先数据分组的首部信息，并且在所述优先数据分组产生部设定所述首部信息。
较佳的是，其特征在于，所述首部信息随发送目的处地址变化。
较佳的是，其特征在于，所述首部信息获取的处理是从IP地址求出以太网的物理地址(MAC地址)处理。
本申请发明人又一观点的传送方法，其特征在于，具有优先发送的优先数据分组的发送步骤、以及发送优先度低于所述优先数据分组的非优先数据分组的发送步骤和接收步骤，利用所述非优先数据分组的发送步骤和接收步骤获取所述优先数据分组的首部信息，并且所述优先数据分组的发送步骤中，在所述优先数据分组设定并发送所述优先数据分组的首部信息。
较佳的是，其特征在于，所述首部信息随发送目的处地址变化。
较佳的是，其特征在于，所述首部信息的获取是从IP地址求出以太网的物理地址(MAC地址)的处理。
本申请发明又一观点的传送装置，其特征在于，具有接收优先处理的优先数据分组和处理优先度低于所述优先数据分组的非优先数据分组并且对接收帧进行接纳处理的接收帧处理部、以及接收数据分组挑选部，该部对所述接收帧处理部存放的接收数据分组检查所述接收数据分组中存放的通信协议首部，从而分别选出所述优先数据分组和所述非优先数据分组。
较佳的是，其特征在于，所述接收数据分组挑选部至少根据所述接收数据分组中存放的通信协议类别信息分别选出所述优先数据分组和非优先数据分组。
较佳的是，其特征在于，所述接收数据分组挑选部至少通过检查所述接收数据分组中存放的端口号分别选出所述优先数据分组和非优先数据分组。
较佳的是，其特征在于，所述接收数据分组挑选部至少通过检查所述接收数据分组中存放的流程标号分别选出所述优先数据分组和非优先数据分组。
较佳的是，其特征在于，所述接收数据分组挑选部对高于构成所述接收数据分组的协议层(协议层1)的协议层(协议层2)进行检查，所述优先数据分组对所述协议层2进行终接，所述非优先数据分组保持所述协议层1原样地传送到所述非优先数据分组处理部。
较佳的是，其特征在于，所述接收数据分组挑选部同时检查不同层的通信协议首部。
本申请发明又一观点的传送方法，其特征在于，具有接收由优先处理的优先数据分组和处理优先度低于所述优先数据分组的非优先数据分组组成的接收数据分组的接收步骤、通过检查所述接收数据分组中存放的通信协议首部而分别选出所述优先数据分组和非优先数据分组的挑选步骤、以及分别独立处理所述优先数据分组和所述非优先数据分组的处理步骤。
较佳的是，其特征在于，所述挑选步骤中，通过检查所述通信协议首部的至少通信协议类别，分别选出所述优先数据分组和所述非优先数据分组。
较佳的是，其特征在于，所述挑选步骤中，通过检查所述通信协议首部的至少端口号，分别选出所述优先数据分组和所述非优先数据分组。
较佳的是，其特征在于，所述挑选步骤中，通过检查所述通信协议首部的至少流程标号，分别选出所述优先数据分组和所述非优先数据分组。
较佳的是，其特征在于，所述挑选步骤中，对高于构成所述接收数据分组的协议层(协议层1)的协议层(协议层2)进行检查，所述优先数据分组对所述协议层2进行终接，所述非优先数据分组保持所述协议层1原样传送到后面的步骤。
较佳的是，其特征在于，所述挑选步骤中，同时检查不同层的通信协议首部。
本申请发明又一观点的传送装置，其特征在于，具有接收优先处理的优先数据分组和处理优先度低于所述优先数据分组的非优先数据分组的接收帧处理部、以及包含进行所述优先数据分组的去分段处理的第1去分段处理部和进行所述非优先数据分组的去分段处理的第2去分段处理部的多个去分段处理部。
较佳的是，其特征在于，还具有将接收帧处理部存放的接收数据分组分别选为所述优先数据分组和所述非优先数据分组的接收数据分组挑选部；进行所述非优先数据分组的处理的非优先数据分组处理部包含所述第2去分段处理部。
较佳的是，其特征在于，所述接收数据分组挑选部在所述接收数据分组未分段的情况下，判断所述接收数据分组是所述优先数据分组还是所述非优先数据分组，同时使其分离后输出，在所述接收数据分组分段的情况下，可判断为所述接收数据分组是非优先数据分组时，将所述接收数据分组传送到所述非优先数据分组处理部，同时存储该接收数据分组的标识符，可判断为所述接收数据分组是所述优先数据分组时，将所述接收数据分组传送到所述第1去分段处理部，同时存储该数据分组的标识符，在仅用所述接收数据分组的信息不能判断是所述优先数据分组还是所述非优先数据分组的情况下，使用所述标识符进行判断，使用所述标识符也不能判断时，将所述接收数据分组传送到所述第1去分段处理部；所述第1去分段处理部至少进行所述优先数据分组的去分段处理，同时在判断为所述接收数据分组是所述非优先数据分组的情况下，将该接收数据分组关联的全部数据分组传送到所述非优先数据分组处理部；所述非优先数据分组处理部进行所述非优先数据分组的去分段处理。
本申请发明又一观点的传送装置，其特征在于，具有对优先发送的优先数据添加纠错码后将该码与所述优先数据一起作为优先数据分组产生的优先数据分组产生部、产生发送优先度低于所述优先数据分组的非优先数据分组的非优先数据分组处理部、决定所述优先数据分组和所述非优先数据分组的发送定时的发送数据分组控制部、进行所述优先数据分组和所述非优先数据分组的发送处理的发送帧处理部、以及从网络检测传送故障并通知所述发送帧处理部的接收帧处理部，所述发送数据分组控制部因所述传送故障而延迟所述优先数据分组的发送时，使存放所述纠错码的所述优先数据分组发送密度减小。
较佳的是，其特征在于，所述传送故障是来自网络的发送停止请求。
较佳的是，其特征在于，所述发送数据分组控制部在检测出所述传送故障时，规定时间段中停止数据分组的发送。
较佳的是，其特征在于，所述传送故障是网络中数据分组的检测冲突。
较佳的是，其特征在于，所述发送数据分组控制部在检测出所述传送故障时，重发产生故障的数据分组。
本申请发明又一观点的传送方法，其特征在于，具有对优先发送的优先数据添加纠错码后使该码与所述优先数据一起作为优先数据分组发送的优先数据分组发送步骤、以及将优先度低于所述优先数据分组的数据分组作为非优先数据分组发送的非优先数据分组发送步骤；在传送线路发生传送故障时，在所述优先数据分组发送步骤使存放所述纠错码的优先数据分组发送密度减小。
较佳的是，所述传送故障是来自网络的发送停止请求。
较佳的是，其特征在于，所述传送故障是网络中数据分组的检测冲突。
本申请发明又一观点的传送装置，其特征在于，具有接收存放优先处理的优先数据的优先数据分组和处理优先度低于所述优先数据分组的非优先数据分组并且进行接收帧的接纳处理的接收帧处理部、对所述接收帧存储的接收数据分组分别选出所述优先数据分组和非优先数据分组的接收数据分组挑选部、至少进行所述优先数据分组的去分段处理的去分段处理部、以及发布通知完成所述优先数据分组的处理的优先数据分组处理完成通知的优先数据处理监视部，所述去分段处理部使收到所述优先数据分组处理完成通知时之前应处理的所述优先数据分组的去分段处理结束。
较佳的是，其特征在于，根据通信协议首部的识别信息产生所述优先数据完成通知。
较佳的是，其特征在于，所述接收帧处理部、所述接收数据分组挑选部或所述去分段处理部收到所述优先数据分组处理完成通知时之前已接收应处理的所述优先数据分组的情况下，废弃该优先数据分组。
本申请发明又一观点的传送方法，其特征在于，具有接收存放优先处理的数据的优先数据分组和处理优先度低于所述优先数据分组的非优先数据分组的接收步骤、以及所述优先数据的处理结束时使处理结束时之前应处理的所述优先数据分组的去分段处理结束的去分段处理结束步骤。
较佳的是，其特征在于，还具有处理结束时之前已接收应处理的所述优先数据分组的情况下，废弃该优先数据分组的废弃步骤。


图1是示出本发明实施例的传送装置的组成的框图。
图2是本发明实施例的传送系统的总体框图。
图3是本发明实施例的优先数据分组的协议集的说明图。
图4是本发明实施例的非优先数据分组的协议集的说明图。
图5是示出本发明实施例的发送数据分组控制部1002的组成的框图。
图6是本发明实施例的传送方法的发送时序图。
图7是本发明实施例中的分段的模式图。
图8是示出本发明实施例中UDP、IP和以太网协议首部的详细状况的图。
图9是本发明实施例的纠错矩阵和优先数据分组的模式图。
图10是用于说明本发明实施例5的概念图。
图11是示出以太网传送视频信号的传送装置已有例的组成的框图。
具体实施例方式
首先，说明本申请发明的系统总体布局。
图2是适应本申请发明的系统总体框图。图2中，作为优先处理的优先数据，示出视频输入输出信号的例子。200是NIC。NIC具有对优先数据分组和非优先数据分组进行叠置和分离的数据分组叠置/分离部201、视频信号处理部202、进行以太网物理层处理的物理层处理部203、PCI接口部204。PCI总线502、存储器504、CPU503与图11中的相同。
本实施例中，将视频信号处理部202已进行图像压缩等处理的视频输入信号作为优先数据，输入到数据分组叠置/分离部201。又将通过以太网接收的以太网帧(视频数据分组)作为优先数据，从叠置/分离部201输入到视频信号处理部202。下文将优先数据产生的数据分组称为“优先数据分组”。
另一方面，也通过PCI总线502输入输出CPU503中用软件处理的以太网帧。作为通过PCI总线输入输出的以太网帧中存放的数据，例如有远端监视设备的SNMP的数据。该数据用UDP/IP或TCP/IP传送。或者，还有用TCP/IP进行收发的应用层上的设备的设定数据或各种信息数据。而且，又有进行ARP处理的以太网帧。这些数据不需要如视频数据那样实时进行传送，因而处理优先度可低于视频数据。然而，如果不在一定时间内传送，就会超时，有可能引起系统故障。下文将这些数据产生的数据分组称为“非优先数据分组”。
数据分组叠置/分离部201在发送时进行优先数据分组和非优先数据分组的发送控制，并输出以太网帧。物理层处理部203进行物理层的处理，将以太网帧发送到以太网。接收时，将物理层处理部203接收的以太网帧输入到数据分组叠置/分离部201，使优先数据分组和非优先数据分组分离。优先数据分组输出到视频信号处理部202，非优先数据分组输出到PCI接口204。非优先数据分组在数据分组叠置/分离部201不进行以太网帧的终接处理，保持包含非优先数据分组的以太网帧的形式，原样传送到PCI接口部204。
作为优先数据分组的视频数据在视频信号处理部202进行扩展处理后，使其输出。另一方面，非优先数据分组通过PCI接口204，经PCI总线502传到存储器504，在CPU503用软件处理。实施例1至实施例5中，本申请发明的主要部分是数据分组叠置/分离部201、PCI接口部204、存储器504和CPU503构成的部分。实施例6中，除上述组成部分外，主要部分还包含部分视频信号处理部202。
本申请发明的实施例中，以使用以太网的传送装置和传送方法为例进行说明。数据分组叠置/分离部201与物理层处理部203之间的接口中，10Mbps和100Mbps的以太网上规定MII标准接口，吉位以太网上规定GMII标准接口(IEEE802.3)。
图1是示出本发明实施例的传送装置的组成的框图。下面，用图1说明用图2说明的本申请发明的传送装置的详况。
图1中，1000是优先数据分组产生部，1001是非优先数据分组处理部，1002是发送数据分组控制部，1003是发送帧处理部。非优先数据分组处理部1001由图2的CPU503、存储器504和PCI接口部204构成。1004是接收帧处理部，1005是接收数据分组挑选部，1006是去分段处理部，1007是应用。此外，还在视频信号处理部202的内部安装优先数据处理监视部1008。由CPU503执行这些应用1007。执行硬件处理(不包含CPU)的数据分组叠置/分离部201中包含优先数据分组产生部1000、发送数据分组控制部1002、发送帧处理部1003、接收帧处理部1004、接收数据分组挑选部1005和去分段处理部1006。
图1示出实施例1～6的全部传送装置的组成要素。各实施例(实施例1～6)使用图1的全部或部分组成要素，利用这些组成要素实现各实施例的功能。本说明书中说明各实施例时，参照图1的框图进行说明。
图3示出实施例的优先数据分组的协议集。实施例的传送装置使用UDP/IP协议集。应用(视频数据3000)作为优先数据，划分成一定长度的视频有效负载，并授给序列号(SN)(3001)。此序列号在接收端规定视频数据的位置(有关数据分组所属的帧和帧内的顺序)。可用任何方法授给序列号。说明实施例中授给序列号的方法。
序列号在表示视频帧的编号的信息和表示视频帧内的位置的信息上分层，这里分别为8位，用0至255表示。下文中，将视频帧编号A和视频帧内的位置B表示为(A，B)。
第1帧授予帧号0。后续的帧，使其帧号分别递增1。帧号为255后，回到0。设各帧内产生0至99的数据分组。在帧内，重复0至99。对视频数据分组授予以下的序列号(0，0)(0，1)(0，2)……(0，99)(1，0)(1，1)(1，2)……(1，99)(2，0)(2，1)……视频数据内包含预先规定位置的信息时，不必有序列号。
为了纠错而用矩阵结构进行传送时，可将A作为矩阵号，将B作为矩阵内的位置信息。
授给序列号的数据(视频数据分组)成为低端层的UDP有效负载。
UDP处理(第4层)对视频数据分组添加UDP首部(3002)。进而，在IP(第3层)添加IP首部(3003)。又在以太网层(第2层)添加以太网首部(3004)。
本申请发明中的优先数据分组意味着以太网层的数据分组，实际在以太网进行传送时，用添加前置码或检错码的以太网帧进行传送。
图4示出本申请发明的非优先数据分组的协议集。非优先数据4000划分为非优先数据有效负载(4001)，在UDP层添加UDP首部(4002)，在IP层添加IP首部(4003)，在以太网层添加以太网首部，成为非优先数据分组(4004)。非优先数据是短数据时，当然不进行划分。
后面详细说明UDP首部、IP首部和以太网首部。
实施例1说明实施例1的传送装置和传送方法。实施例1的传送装置在图1中，具有优先数据分组产生部1000、非优先数据分组处理部1001、发送数据分组控制部1002和发送帧处理部1003。实施例1中，说明发送系统。
本实施例将图3所示的视频数据作为输入优先数据1100(图2中也示出)输入。为了对视频据实时发送数据流，该数据需要比不需要实时性的数据优先处理。
实施例1中，通过管理优先数据分组的发送，产生发送冗余时间。“发送冗余时间”是指即使进行非优先数据分组的发送也不损害优先数据分组存放的优先数据的实时性的时间。实施例1的控制方法一面使优先数据分组优先发送，一面仅能在发送冗余时间传送非优先数据分组。
优先数据分组产生部1000如图3所示，处理视频数据1100，以产生以太网帧(优先数据分组1101)。
另一方面，非优先数据分组处理部1001如图4所示，使用CPU，借助软件处理产生并传送非优先数据分组1102。非优先数据分组是不需要实时性的数据。作为非优先数据分组1102的例子，有上述SNMP处理、ARP处理等使用的数据分组。其中，ARP处理或其它应用内，有时等待对发送数据分组的应答数据分组，并且规定时间内数据没有应答，就形成超时，使系统产生故障，因而必须尽可能确保非优先数据分组的发送机会。也就是说，本申请发明的要点是按照不损害优先数据分组的实时性的要求，尽可能发送非优先数据分组。
关于图1中的非优先数据分组1102和1103(实施例3中详细说明，与实施例1无关)，实际上一般是在PCI总线等公共总线传送非优先数据分组和涉及非优先数据分组的处理的命令。
图5是示出发送数据分组控制部1002的组成的框图。图5中，5000是优先数据分组缓存器，5001是非优先数据分组缓存器，5002是发送数据分组选择部。
下面，用图2说明决定发送优先数据分组和非优先数据分组的方法。非优先数据分组缓存器5001在产生应发送的非优先数据分组时，对发送数据分组选择部5002展示非优先数据分组发送请求信号5007，请求发送。发送数据分组选择部5002一面使优先数据分组的发送优先，一面在不损害优先数据分组的实时性的范围内展示允许非优先数据分组发送的非优先发送数据分组允许信号5006，允许从非优先数据分组缓存器5001进行发送。非优先数据分组缓存器5001将非优先数据分组5005传送到发送数据分组选择部5002。该发送数据分组选择部5002通过发送帧处理部1003对以太网输出非优先数据分组。
另一方面，优先数据分组缓存器5000对发送数据分组选择部5002通知优先数据分组信息5008。具体而言，优先数据分组信息5008是表示优先数据分组缓存器5000中是否存在应发送的优先数据分组的信息和表示是否正在对优先数据分组缓存器5000写入优先数据分组1101的信息。
优先数据分组缓存器5000中存放应发送的优先数据分组(可由优先数据分组信息5008获知)时，发送数据分组选择部5002对优先数据分组缓存器5000通知允许发送优先数据分组的优先数据分组优先发送信号5004。按照此通知，将优先数据分组5003从优先数据分组缓存器5000传送到发送数据分组选择部5002。
即，发送数据分组选择部5002获取非优先数据分组发送请求信号5007和优先数据分组信息5008的信息，使优先数据分组的发送优先，同时通过创造发送冗余时间，实现非优先数据分组的发送，使系统不产生故障。下面具体说明创造冗余时间的方法。
图6是实施例1的传送方法的发送时序图。实施例1的传送方法是优先数据分组和非优先数据分组发送控制方法的一个例子。
图6中，401表示发送数据分组1104发送启动定时，402表示非优先数据分组发送请求信号5007，403表示发送数据分组1104。401中，用向上的箭头号表示优先数据分组发送启动定时，用向下的箭头号表示可发送非优先数据分组的定时。发送数据分组403中，分别用空白和涂黑表示优先数据分组和非优先数据分组。
本实施例中，作为一个例子，说明发送以下那样的优先数据的情况。优先数据是以48兆位/秒(48Mbps)的恒定速率产生数据的视频信号(CBRConstantBit Rate，恒定位速率)，视频数据分组内的视频有效负载长度(示于图3)为1000字节，系统时钟为27MHz。
优先数据的数据速率为48Mbps，因而换算成字节，则为6兆字节/秒(6Mbps)。因此，每秒的发送数据分组数为6000000/1000＝6000分组。
因此，仅传送优先数据分组时，可以每27000000/6000＝4500个时钟脉冲发送一次分组。即，4500个时钟脉冲是平均发送间隔。
实施例1中，通过以短于此平均发送间隔的间隔发送优先数据分组，创造发送非优先数据分组的定时冗余(发送冗余时间)。
具体而言，使优先数据分组的发送间隔为4000个时钟。于是，创造了每9次优先数据分组可允许发送1次非优先数据分组的发送冗余时间。为了以平均发送间隔4500个时钟脉冲发送9个优先数据分组，根据以下的公式，需要40500个时钟脉冲的时间4500*9＝40500。
本实施例中，以短于4500个时钟脉冲的4000个时钟脉冲发送各优先数据分组，因而根据下式，实际上能用36000个时钟脉冲发送9个优先数据分组4000*9＝36000。因此，每40500个时钟脉冲的期间能设置发送4500个时钟脉冲的非优先数据分组的发送冗余时间，即40500-36000＝4500。
图4中从发送优先数据分组401的向上箭头号到下一箭头号的间隔为4000个时钟脉冲。每9次优先数据分组发送定时出现1次非优先数据分组发送定时(410、411、412)。从作为非优先数据分组发送定时的向下箭头号到下一箭头号是4500个时钟脉冲。
402是非优先数据分组发送请求信号5007。该请求信号5007在非优先数据分组缓存器5001中存储应发送的非优先数据分组时，由非优先数据分组缓存器5001展示(图6中使402为高电平)。
非优先数据分组发送请求信号5007(402)在定时413处为高电平，接着在可发送非优先数据分组的定时401展示非优先数据分组发送允许信号5006(图4中未示出)，并发送非优先数据分组5005(417)。非优先数据分组缓存器5001中无上述应发送的非优先数据分组时，在开始发送非优先数据分组的定时解除展示非优先数据分组发送请求信号5007(402)(定时414)。
在定时411，非优先数据分组缓存器5001中不存在应发送的非优先数据分组，不展示非优先数据分组发送请求信号5007(402)。不发送非优先数据分组，如403所示。
接着，在定时415再次展示非优先数据分组发送请求信号5007(402)，并且在定时412发送非优先数据分组418。402开始发送非优先数据分组418，则解除展示非优先数据分组发送请求信号5007(402)。
发送端非优先数据分组缓存器5001中存储多个非优先数据分组时，即使发送一个非优先数据分组，也不解除展示非优先数据分组发送请求信号5007(402)。剩下的非优先数据分组等待下一非优先数据分组可发送定时(向下箭头号401)，逐一发送。这样，优先数据分组得以优先发送，同时又保证非优先数据分组的发送。
允许发送的优先数据分组和非优先数据分组作为发送数据分组1104从发送数据分组选择部5002输出。
非优先数据分组缓存器5001中，成为非优先数据分组发送完成的状态后(即全部非优先数据分组完全存放到非优先数据分组缓存器5001后)，展示非优先数据分组发送请求信号5007。据此，展示非优先数据分组发送允许信号5006后，就立即可开始发送非优先数据分组。从允许发送非优先数据分组到实际发送非优先数据分组不存在等待时间，因而实施例的传送方法传送效率高。
以上说明的方法预先对每一固定时间分配可传送非优先数据分组的定时。然而，这是一个例子，它与已有例3不同，可根据应用自由决定对非优先数据分组的分配间隔和定时，能以时钟脉冲为单位进行灵活的控制。
本实施例中，预先以时钟脉冲为单位决定分配给优先数据分组和非优先数据分组的发送的时间。然而，不限于此方法，也可以在优先数据分组缓存器5000存放一定数量的优先数据分组，用小于优先数据分组产生部1000中的优先数据分组的平均数据分组产生量的时间间隔优先发送，并且在优先数据分组缓存器5000中的优先数据分组存放量为规定值以下时，允许发送非优先数据分组。
下面，说明优先数据分组和非优先数据分组发送控制方式的另一例子。
发送数据分组选择部5002在根据优先数据分组信息5008，优先数据分组缓存器中没有应发送的优先数据分组，而且已展示非优先数据分组发送请求信号5007时，展示非优先数据分组发送允许信号5006，并发送非优先数据分组。
希望进一步提高优先数据分组的优先度的情况下，可在优先数据分组信息5008表示优先数据分组中没有应发送的优先数据分组，优先数据分组1101不正在写入优先数据分组缓存器5000，而且展示非优先数据分组发送请求信号5007时，展示非优先数据分组发送允许信号5006，并发送非优先数据分组。即使优先数据分组缓存器5000没有当前已准备发送的优先数据分组的情况下，优先数据分组1001正在写入到优先数据分组缓存器5000就是正在准备发送优先数据分组，可通过使非优先数据分组的发送等待，进一步提高优先数据分组的发送优先度。此特征解决已有技术中的问题，是本申请发明的独特效果。
这时，也可对非优先数据分组缓存器中已准备发送的非优先数据分组的长度(即发送非优先数据分组需要的时间)和当前正在写入优先数据分组缓存器5000的优先数据分组完成发送准备前的时间进行比较，在发送完非优先数据分组，优先数据分组的写入也不会结束的情况下，允许发送非优先数据分组等。
根据此方法，没有应发送的优先数据分组时，或不正在准备该分组时，任何时间都可发送非优先数据分组，传送效率非常高。
下面，说明优先发送优先数据分组，同时又某种程度确保发送非优先数据分组的例子。
发送数据分组选择部5002中具有定时器，在展示非优先数据分组发送请求信号5007后经过规定时间，也不形成以上说明的非优先数据分组发送允许条件时，使优先数据分组发送允许信号5004停止，并仅允许非优先数据分组发送允许信号5006例如发送1个分组。还可根据使用非优先数据分组的应用，灵活改变上述规定时间。定时器可用计数器方便地实现。
此方法具有的效果为使优先数据分组的发送优先，同时在使用非优先数据分组的应用经一定时间没有应答而超时的情况下，一面保证优先数据分组的实时性，一面保证控制信号等使用非优先数据分组的应用的质量。
此特征解决已有技术中的问题，使优先数据分组的发送优先，同时又确保非优先数据分组的传送质量。这是本申请的独特效果。
如以上那样，实施例1的传送装置和传送方法能以时钟脉冲为单位控制优先数据分组和非优先数据分组的发送，保证实时通信，保证高质量传送，同时也能保证非优先数据分组的传送，可使系统稳定运用。而且由于以时钟脉冲为单位进行控制，可进行正确的整形。
如以上的说明那样，实施例1中，在发送时能以时钟脉冲为单位灵活改变实时数据和非实时数据的比率，进而能以时钟脉冲为单位优先发送实时数据，因而具有数据传送延迟小的效果。
本实施例中，将秒作为根本的发送基准单位，用比此基准小的单位产生发送基准信号(401)，并且以时钟脉冲为单位进行发送控制。然而，根本的发送基准信号不限于秒，只要是视频帧、视频场等视频数据的基准信号(称为视频周期)，什么信号都可以。本申请发明的实质是通过将视频周期进一步划分为小的单位进行发送控制，使视频数据优先发送，确保实时性，同时也可对视频数据以外的数据保证一定的传送质量。因此，以任何视频信号周期为基准，都不脱离本申请发明的范围。
本实施例中，将视像等实时传送的数据分组作为优先数据分组的例子。显然，在不是实时传送，而是大量且优先传送特定数据数据的情况下，本申请发明也有效。本申请发明并不从其技术范围排除这种传送。
本实施例中示出的例子利用硬件处理产生优先数据分组，以独立的方式(用与优先数据分组分开的另外部件)产生非优先数据分组，进而利用硬件，以时钟脉冲为单位优先发送优先数据分组。然而，本发明不限于此。
下面说明使用处理器和软件的另一本发明实施例。在已有例中，由于在不同层分别进行网络处理，处理器(CPU)的处理负担大。已有例中，在不同的层分别处理发送数据分组，添加首部。本发明的另一实施例中，预先准备并且用软件同时添加以太网首部、IP数据分组首部和UDP数据分组首部(对图3中的3001的各视频数据分组同时添加上述全部首部)，以代替在各层分别处理。因此，减轻处理器的处理负载。至于非优先数据分组，则进行与装在一般操作系统的处理相同的各层分别处理。
此方法中，通过划分线程，执行优先数据分组和非优先数据分组的软件处理，使处理逻辑上分开，并使优先数据分组的处理优先度高于非优先数据分组的优先度。
发送控制也可使用软件定时器代替硬件定时器。
此方法也可通过用处理器执行图1中发送数据分组控制部1002承担的处理得到实现。
根据此方法，虽然发送控制精度比硬件方法差，但处理器的处理负载比已有技术大幅度减轻，因而具有本发明的效果。因此，本申请发明的范围不排除这种结构。
实施例2说明实施例2的传送装置和传送方法。实施例2中，说明发送系统和接收系统。
进行IP传送时，使用ARP协议，从IP地址求出以太网的物理地址(MAC地址)。
图8是详细示出本发明实施例的UDP、IP和以太网协议的首部的图。进行IP传送时，实施例的传送装置从图8的接收端IP地址8011解决发送端MAC地址8100，将其存放到图3的以太网首部3004，从而构成数据分组。
按双向通信实施此ARP。一般用处理器解决地址，并且在存储器中保持IP地址与MAC地址的对应表。ARP不是要求实时性的处理，因而ARP中使用的数据分组作为非优先数据分组进行处理。下面，用图1说明本发明实施例2的传送装置中的处理。
实施例2的传送装置在图1中具有优先数据分组产生部1000、非优先数据分组产生部1001、发送数据分组控制部1002、发送帧处理部1003、接收帧处理部1004和接收数据分组挑选部1005。图1中还示出应用1007，作为ARP的软件处理。
为了从优先数据分组的接收端IP地址解决应传送的MAC地址，应用1007使非优先数据分组处理部1001产生ARP用的数据分组(下文称为“ARP请求分组”)。ARP请求分组通过发送数据分组控制部1002和发送帧处理部1003变换成以太网帧。发送作为以太网帧的发送帧128。
另一方面，对ARP请求数据分组解决应发送的MAC地址，并且在接收帧处理部1004接收包含该地址的应答数据分组(下文称为“ARP应答分组”)，作为接收帧130。ARP应答分组在接收数据分组挑选部1005被判断为非优先数据分组后，将其传送到非优先数据分组处理部1001。非优先数据分组处理部1001保持接收端IP地址与接收端MAC地址的对应表，同时对优先数据分组产生部1000通知MAC地址。
优先数据分组产生部1000将解决的MAC地址存放到图8的8100(图3中的以太网首部)，从而产生并输出优先数据分组。
ARP的协议处理一般装在操作系统中。因此，可利用这些标准软件和处理器简易地使IP地址与MAC地址具有对应关系。
即使改变接收端IP地址时，也可通过用软件灵活地取得优先数据分组需要的首部信息，用硬件快速产生优先数据分组本身，使数据传送的实时性得到保证。
不仅用ARP，而且借助使用的UDP端口号的协商等软件和处理器(CPU)的组合，与发送目的处进行通信，相互决定通信所需的参数，并且使优先数据分组反映该值。本发明对所有这些情况，当然都具有效果。
实施例3说明实施例3的传送装置和传送方法。实施例3中，说明接收系统。
实施例3的传送装置在图1中具有接收帧处理部1004、接收数据分组挑选部1005和非优先数据分组处理部1001。
接收帧处理部1004从图2的物理层处理部203接收优先数据分组和非优先数据分组混杂的接收帧130，仅对本身应接收的有效以太网帧进行接收处理，并作为接收帧1107输出。
接收数据分组挑选部1005输入接收帧1107，分别选出优先数据分组1108和非优先数据分组1103。下面说明接收数据分组挑选部1005中的数据分组挑选方法。
本实施例在优先数据分组传送中使用UDP/IP。在图3所示的第2层的以太网首部的始端确定IP首部和UDP首部的位置。于是，检查这些首部的信息，以进行优先数据分组和非优先数据分组的挑选。
也就是说，接收数据分组挑选部1005虽然进行第2层的以太网层(协议层1)的数据分组的接收，但挑选优先数据分组和非优先数据分组却一直检查到第4层的UDP层(协议层2)。
图8示出以太网首部(8200)和IP首部(8201)。
以太网首部8200中的帧类型8102为表示IP协议的0x8000(0x表示16进制)，则判断为优先数据分组。IP首部8201中，协议号8008为表示作为优先数据分组的使用协议的UDP的17，发送源IP地址必须表示预先决定的发送源的IP地址。UDP首部8202的发送源端口号8012和接收方端口号8013必须是预先决定的编号。使用UDP以外的协议的数据分组必然作为非优先数据分组处理，这是不用说的。上述预先在收发信终端之间协商的值，也可在通信之前，双方(实施例的传送装置和通信对方的装置)以应用1007，并使用非优先数据分组处理部1001进行协商决定后，在接收数据分组挑选部1005进行设定。
判断为优先数据分组的数据分组作为优先数据分组输出1108输出。这时，接收数据分组挑选部1005进行UDP(第4层)、IP(第3层)和以太网层(第2层)处理的终接，去除首部，仅传送优先数据，因而不对高端的视像等的应用施加处理的负载。
上述的检查是一个例子，可根据需要增加或省略检查。
除上述检查中判断为优先数据分组的数据分组外，全部数据分组传送到非优先数据分组处理部1001。这时，接收数据分组挑选部1005不进行UDP(第4层)、IP(第3层)和以太网(第2层)处理的终接，将接收的数据分组(第2层的以太网帧)原样传送到非优先数据分组处理部1001。非优先数据分组处理部1001借助使用处理器的软件处理，进行非优先数据分组的分段重组、UDP/IP、TCP/IP，进而进行高端应用1007的处理。
如以上那样，实施例3中，接收数据分组挑选部1005在以太网帧层(第2层)检查IP(第3层)和UDP(第2层)的首部。据此，接收数据分组挑选部1005分别选出优先数据分组和非优先数据分组。挑选的优先数据分组和非优先数据分组分别独立(用分开的组件)处理。优先数据分组由专用硬件进行处理，因而不发生数据分组废弃，图像质量高且能保证实时性。这时，在如图1和图2的1108所示，优先数据分组的传送不是以公共总线，而是使用专用总线的情况下，不受优先数据分组以外的数据分组的传送的影响，因而本申请发明的效果进一步加大。但是，即使不使用专用总线的场合(仅使用公共总线的场合)，也能取得本申请发明的效果。因此，本申请发明的范围不排除仅使用公共总线的结构。
本实施例中，以IPv4(Internet Protocol version 4)(网际协议版本4)为例进行了说明。IPv6(Internet Protocol version 6)(网际协议版本6)的情况下，每一连接在通信使用的数据分组带由流程标号，因而接收数据分组挑选部1005可检查流程标号，以分别选出优先数据分组和非优先数据分组。
本实施例中，将视像等实时传送的数据分组作为优先数据分组的例子，但在不是实时传送，而是大量且优先传送并接收特定的数据的场合，显然本申请发明也有效。本申请发明的范围不排除这种场合。
分别选出优先数据分组和非优先数据分组的过滤条件可预先决定。或者，可在通信之前利用与发送终端协商决定的应用软件决定。
本实施例中，使优先数据分组在UDP/IP及其下方的层使用以太网。本发明不限于此，可用于使用能判别优先数据分组和非优先数据分组的其它任意协议的传送装置和传送方法。本申请发明的范围不排除这种传送装置和传送方法。
本实施例中，利用硬件使优先数据分组和非优先数据分组分离，并利用硬件，独立于非优先数据分组(用分开的部件)进行优先数据分组在分离后的处理。因此，示出的例子实现最高质量的通信，即使在网络中发生波动，接收终端上接收数据分组分段到达的情况下，也绝对不发生接收终端中数据分组丢失造成的数据分组废弃。本发明不限于此。下面说明利用处理器和软件，使优先数据分组和非优先数据分组分离，并且独立于非优先数据分组，执行优先数据分组在分离后的处理的另一实施例的传送方法。
已有技术中，按层分别进行网络处理，因而处理器(CPU)的处理负载大。
另一实施例中，预先用软件设定优先数据分组的挑选条件，并且用软件同时进行IP数据分组首部和UDP数据分组首部的解析，以判别优先数据分组。不按层分别对接收数据分组进行是否为优先数据分组的解析。判断为优先数据分组的数据分组在进行终接处理后，传送到优先数据专用的处理部，进行后续的处理。非优先数据分组的处理，则利用装在一般操作系统的按层分别进行的处理加以实施。
此方法中，通过划分线程，使优先数据分组的处理和非优先数据分组的软件处理逻辑上分开，并且使优先数据分组的处理优先度高于非优先数据分组的优先度。
此方法可通过用处理器执行图1中接收数据分组挑选部1005承担的处理得到实现。
根据此方法，虽然与用硬件执行接收数据分组挑选部1005承担的处理的方法相比，优先数据的处理优先度降低，但当然具有已有技术中没有的本申请发明的效果。因此，本申请发明的范围不排除这种结构。
实施例4说明实施例4的传送装置和传送方法。实施例4中，说明接收系统。本申请发明涉及IP数据分组的划分处理(分段)和重组处理(去分段)。首先说明分段和去分段的梗概。
图7使分段的模式图。首先用图7说明分段的梗概。图7中，7000是进行分段前的数据分组，7001、7002和7003是已分段的数据分组。接收终端根据接收的各数据分组的IP首部中存放的信息重组(去分段)分段。
图8的IP首部8201中，8000是4位的版本信息，8001是4位的首部长度，8002是服务类型(TOS)，8003是IP数据分组的总长，8004是标识号，8005是3位的有关分段的标记，8006是13位的分段偏移，8007是存活时间(TTL)，8008是协议编号，8009是首部检验和，8010是发送源IP地址，8011是接收端IP地址。图8所示的IP首部方面的细节在技术规范书和各种书籍中已详细说明，因而下面仅说明涉及实施例4的部分。
对分段进行重组中需要的信息是标识号8004、标记8005和分段偏移8006。用表示可分段或不可分段的1位(图7中用D表示，0为可分段，1为不可分段)、表示是最后的分段数据分组还是中途的分段数据分组的1位(图7中用M表示，0为最后的分段数据分组，1为非最后分段数据分组)和其它1位组成标记8005。分段以4字节为单位进行，其偏移用分段偏移8006以4字节为单位表示。
图7的例子中，将UDP首部和UDP有效负载组成的总共1208字节分段为512字节UDP首部和UDP有效负载0(7001)、512字节UDP有效负载1(7002)和492字节UDP有效负载3(7003)。
7001、7002和7003是从7000分段的IP数据分组，因而它们的标识号8004是与7000的ID系统的ID(图7中示出1234的例子)。又由于允许7000分段，它们的分段许可位D为0。表示是否为收发分段中途的M仅在7003为表示最后的0，在7001和7002为1。根据各IP数据分组，在IP首部存放分段偏移。
如以上所说明，分段所得的数据分组7001、7002和7003中，将去分段所需的信息全部存放在IP首部，因而可在接收终端进行去分段。
IP数据分组的顺序性在网络中得不到保证，不一定按顺序接收分段的数据分组。具体而言，不能保证接收成图7中7001、7002、7003的顺序，有可能接收成为例如7003、7001、7002的顺序。
去分段处理一般在计算机的主存储器暂时存放收到的全部IP数据分组，并且用通用操作系统所装的去分段用的软件进行重组。然而，上述的方法中，将优先数据分组和非优先数据分组混杂在一起存放，而且由于有时非优先数据分组的去分段处理会访碍优先数据分组的处理，不能保证实时性，使优先数据分组的处理优先。
实施例4的传送装置具有优先数据分组去分段处理用的专用处理部，即去分段处理部1006。因此，非优先数据分组的去分段处理不会妨碍优先数据分组的处理。
实施例4的传送装置在图1中，具有接收帧处理部1004、接收数据分组挑选部1005、去分段处理部1006和非优先数据分组处理部1001。
接收帧处理部1004从图2的物理层处理部203接收优先数据分组和非优先数据分组混杂在一起的接收帧130，并仅对本身应接收的有效以太网帧进行接收处理，将其作为接收帧1107输出到接收数据分组挑选部1005。
接收数据分组挑选部1005，其接收IP数据分组(接收帧1107)如果没有进行分段，用实施例3说明的方法判断接收数据分组是优先数据分组还是非优先数据分组，并作为优先数据分组1108或非优先数据分组1103输出。
接收IP数据分组已进行分段时，用协议编号8008判断使用的协议。如果使用的协议不是UDP，判断为非优先数据分组，将该分组传送到非优先数据分组处理部1001。
使用的协议是UDP时，接着判断接收数据分组是否分段数据分组的始端数据分组。接收分段数据分组是始端数据分组，则其分段偏移为0。如果接收分段数据分组是始端数据分组，其有效负载的始端必然具有UDP首部，因而能判断接收分段数据分组是优先数据分组还是非优先数据分组。
判断为接收分段数据分组是优先数据分组的始端数据分组时，将该分组传送到分段处理部1006。另一方面，判断为接收分段数据分组是非优先数据分组时，将该分组传送到非优先数据分组处理部1001。这时，接收数据分组挑选部1005将各接收数据分组各自的ID和该接收数据分组是优先数据分组还是非优先数据分组的信息存储到接收数据分组挑选部1005的存储器(下文称为“判断ID”)，作为后面接收的剩余分段数据分组是优先数据分组还是非优先数据分组的判断信息。
另一方面，接收分段数据分组不是始端数据分组时，检索接收分段数据分组的ID8004。ID8004中有信息，则可判断是优先数据分组还是非优先数据分组，并决定传送到去分段处理部1006或传送到非优先数据分组处理部1001。ID8004没有信息时，将该分组暂时传送到去分段处理部1006等待该ID的始端数据分组到达。该ID的始端数据分组到达，且接收数据分组挑选部1005判断为是优先数据分组时，在去分段处理部1006进行后续的处理，其中包括始端数据分组和先前收到的接收数据分组。判断为该ID的始端数据分组是非优先数据分组时，将接收数据分组传送到非优先数据分组处理部1001。从接收数据分组挑选部1005对去分段处理部1006通知该判断信息。去分段处理部1006通过接收数据分组挑选部1005将当前存放的该ID的全部非优先数据分组传送到非优先数据分组处理部1001。这时，在接收数据分组挑选部1005存储该ID是非优先数据分组的事件。因此，后来接收该ID的残留分段数据分组时，将这些接收数据分组直接传送到非优先数据分组处理部1001。去分段处理部1006也可具有直接将非优先数据分组传送到非优先数据分组处理部1001的手段。
去分段处理部1006进行优先数据分组的去分段处理。各数据分组的去分段处理完成时，将去分段处理后的数据分组作为优先数据分组1108，通过接收数据分组挑选部传送。这时，从接收数据分组挑选部1005存储的有效数据分组判断用ID的列表中删除该ID。
也可使完成去分段的数据分组不通过接收数据分组挑选部1005，直接作为优先数据分组输出，对接收数据分组挑选部1005仅通知要求从优先数据分组判断用ID的列表删除该ID。
在非优先数据分组处理部1001进行非优先数据分组的去分段处理。此处理用通用处理器和通用操作系统中装的去分段处理软件进行。
也可设置定时器，在一定时间后自动删除接收数据分组挑选部1005保持的判断用ID。利用这点，可减小数据表的容量。
有时因网络中途废弃数据分组而收不到全部或部分分段数据分组，使去分段完不成。也可设置定时器，使去分段处理部1006存放的各IP数据分组存放后经过一定时间，就删除。定时器可用计数器简易地构成。
去分段处理部的具体组成，已在IEFT RFC 815中揭示。公开源码的操作系统也揭示该组成，因而本领域的技术人员能方便地实现去分段处理部。
本实施例中将UDP数据分组作为优先数据分组。本申请发明的范围不排除把使用别的协议的数据分组作为优先数据分组的结构。仅将使用专门的协议的数据分组作为优先数据分组，并将使用其它协议的数据分组作为非优先数据分组的传送装置中，能用分段的全部IP数据分组中包含的协议编号8008判断接收数据分组是优先数据分组还是非优先数据分组。这种装置中，容易判断优先数据分组/非优先数据分组。
将UDP的数据分组作为优先数据分组而其它协议的数据分组作为非优先数据分组的传送装置和传送方法中，能用分段的全部IP数据分组包含的协议编号8008判断接收数据分组是优先数据分组还是非优先数据分组。这种装置中，便于判断优先数据分组/非优先数据分组。
优先数据分组和非优先数据分组都使用UDP时，由于非优先数据分组必然是短的数据分组，则受到分段的概率非常低或不分段，所以接收数据分组挑选部1005中的判断效率高。
接收端中不希望进行优先数据分组的分段处理时，发送端中预先以应用层的处理检查通信网中不进行分段的最大规模(MTU)，按该最大规模以下的数据分组规模传送数据分组。或者，由于RFC标准中规定全部终端必须处理576字节规模的IP数据分组，路由器等许多网络设备接收该规模以下的IP数据分组时，不进行分段。因此，可组成优先数据分组，使IP数据分组的规模为576字节以下。如以上所述那样在优先数据分组不产生分段的传送系统中，如果接收数据分组受到分组，则全部可作为非优先数据分组处理。超过以太网的IP数据分组最大允许值的数据分组在发送端如果没有分段，就不能发送。为了不产生优先数据分组的分段，当然全部发送数据分组必须为IP数据分组的最大允许值以下。
通信网中发生分段的概率非常低时，发送端中在优先数据分组的IP数据分组的IP首部建立禁止分段的标记后进行传送，从而能防止中途被分段。在路由器不得不使接收数据分组分段的状态下，废弃IP数据分组。由此，能减轻接收终端中的去分段处理负载。这时，损失少量优先数据分组，但可通过在接收端进行纠错或修错，补偿通信质量。
如以上那样，实施例4的传送装置具有多个进行去分段的处理部，分别独立用于优先数据分组和非优先数据分组。实施例4中，判断分段的数据分组是优先数据分组还是非优先数据分组，并决定在哪些去分段处理部进行处理。由此，能防止因非优先数据分组的去分段处理而妨碍优先数据分组的处理。可保证优先数据的实时性，可高质量传送声像等。
实施例5说明实施例5的传送装置和传送方法。实施例5中，说明发送系统和接收系统。
实施例5的传送装置在图1中具有优先数据分组产生部1000、发送数据分组控制部1002、发送帧处理部1003和接收帧处理部1004。
实施例5中，对优先数据添加纠错用的奇偶校验，在将这些数据作为优先数据分组传送的情况下，因网络混杂等而使优先数据分组的发送暂停时，或因优先数据分组的发送不成功，重发该分组而使优先数据分组的发送时间安排延迟时，不发送全部或部分纠错用数据分组，从而保证优先数据构成的优先数据分组的发送。
图9是纠错矩阵及其形成的优先数据分组的模式图。纠错矩阵9000在行方向存放数据，列方向计算纠错用的奇偶校验，从而构成矩阵。如9001所示，纠错矩阵的各行构成优先数据分组的有效负载。传送装置在各行添加UDP/IP和以太网的首部后，进行发送。图9中，用空白示出存放优先数据的部分，用画阴影线示出存放纠错用奇偶校验的部分。图9的示例中示出对列方向50字节的数据增添4字节奇偶校验的例子。然而，本发明的技术范围不限于此。关于这种纠错方式，已经知道许多已有技术，本领域的技术人员不难理解。在优先数据分组产生部1000进行此纠错处理。
图10是实施例5的数据分组的概念性组成图。图10中，用D表示优先数据组成的数据分组(下文称为“优先数据分组”)，用P表示纠错用奇偶校验构成的数据分组(下文称为“纠错数据分组”)。这些符号的后面表示矩阵编号，该编号后的短线(-)的后面表示优先数据和纠错用奇偶校验各自的数据分组在矩阵内的编号。例如，优先数据的矩阵号0的第6数据分组表示为D0-5(注意数据分组编号从0开始)。
1900表示常规状态的传送。首先，发送D0-0至D0-49共50个优先数据分组。接着，发送P0-0至P0-3共4个纠错数据分组(1901)。
以太网中，以全双工进行通信的情况下，发送终端一次发送多个数据分组，连接发送终端的路由器的缓存器有可能发生溢出时，路由器对发送终端传送要求暂时停止发送的信号(下文称为“暂停(PAUSE)信号”)。此暂停信号实际上用以太网帧构成，在该以太网帧中存放仅什么时间要求暂停的信息。IEEE802.3中规定此过程。
在接收帧处理部1004接收暂停信号，从路由器用路由1 106对发送帧处理部1003通知所要求的发送暂停时间。发送帧处理部1003停止本身的缓存器内数据分组的发送，同时用路由1105对发送数据分组控制部1002通知处于正在停止发送的状态，暂停发送新的数据分组。
进行半双工通信时，检测出来自各终端的发送数据分组冲突(collision)，则该分组不能正常发送，因而必须重发。在接收帧处理部1004检测出冲突，并通知发送帧处理部1003后，又通知发送数据分组控制部1002。于是，随机决定发送停止时间。然后，重发因冲突而发送不成功的数据分组。IEEE802.3中规定此过程。
1910中1911是暂停信号造成的发送停止时间(下文称为“暂停时间”)。应在暂停时间发送的D0-2和D0-3在暂停时间结束后发送。因此，优先数据分组的发送比常规延迟，在1913结束。然后，发送纠错数据分组。这时，到下一矩阵的数据分组开始发送时间(1914)前的时间段(1915)短，因而通过减小纠错数据分组发送密度(1910中不发送P0-2、P0-3)，使其不影响下一矩阵的发送安排。
1920中，1921和1922表示因半双工通信中的冲突而数据分组的通信失败告终。各冲突后，立即重发有关分组。即，检测出冲突后，重发要在1921发送的D0-2、要在1922发送的D0-3。由于此重发，与暂停信号造成的发送停止相同，优先数据分组的发送延迟，在1924结束。从结束定时1924到下一矩阵的发送开始时间1925前的时间段短，因而在时间段1926通过减小密度地发送纠错数据分组(1910中不发送P0-2、P0-3)，使其不影响下一矩阵的发送安排。
实施例5的发送数据分组控制部1002具有计算发送的数据分组的个数的计数器和管理时间的定时器。可用计数器方便地实现定时器。利用此定时器，发送数据分组控制部1002检测出暂停信号和冲突造成的发送延迟。发送时间安排产生延迟时，发送数据分组控制部1002计算分配给该矩阵的时间段内剩余的时间可发送的纠错数据分组数量，并且用路由1109通知优先数据分组产生部1000。优先数据分组产生部1000通过使发送的纠错数据分组减小密度，仅传送所通知的个数的纠错数据分组。
接收终端中，在发送的优先数据分组没有分组废弃和位差错，得到正常接收时，使完全没有问题且高质量的优先数据完成通信。即使发生分组废弃和位差错时，如果发送终端中不减小密度发送的纠错数据分组数与网络中废弃的分组废弃数或位差错的分组数的总和不超过该矩阵的纠错能力(图9的例子的情况下共4分组)，就可利用接收的分组纠正损失，因而能完全再现优先数据。
至此，根据本发明，即使因暂停信号和冲突而发送数据分组的发送时间安排延迟时，也可不中止优先数据分组的发送，使发送时间安排恢复正常。而且，由于可在接收终端执行某种程度的纠错，具有可进行高质量数据通信的效果。
本实施例中，以矩阵处理所需要的时间为基准，决定抽稀纠错数据分组的个数，但不限于此，例如基准取为视频帧周期也可。即，规定的时间内应发送优先数据分组的发送时间安排产生延迟时，使纠错数据分组的发送密度减小，而不中止优先数据分组的发送。由此，能获得与上述实施例相同的效果。所述规定时间可任意设定，不限于特定的时间单元。
图10中，示出各数据分组几乎没有发送间隔(分组的发送空隙时间)的情况。充分具有发送间隔的情况下，在发送时间安排延迟时，通过缩短分组的发送间隔，可使发送时间安排恢复。然而，暂停时间长或发生冲突多时，发生发送时间安排延迟的情况。该情况下，最后与图10所示的状态相同，因而能用本发明，取得与实施例5相同的效果。本申请发明的范围不排除发送间隔存在余量的情况。
因非优先数据分组的发送而发送时间安排延迟时，本申请发明也有效。因此，本申请发明的范围当然不排除该情况。
实施例6说明实施例6的传送装置和传送方法。实施例6中，说明接收系统。
实施例6的传送装置在图1中具有接收帧处理部1004、接收数据分组挑选部1005、去分段处理部1006。实施例6还在图1的视频信号处理部202中具有优先数据处理监视部1008。
实施例6的传送装置的特征是正在进行去分段处理的数据分组内已由应用结束处理，即使进一步进行去分段处理也没有使用意义的数据分组，使其去分段处理中途停止，并废弃该分组。
本实施例中，将实施例5在图9中说明的纠错矩阵作为应用的处理单位。然而，处理单位不限于此。
以添加图8所示的UDP/IP、以太网的首部的以太网帧的状态接收图9的优先数据分组9001。传送装置(接收装置)利用以太网帧的IP数据分组首部8201(图8)。一般在发送端连续授给ID8004的值，并进行发送。
作为一个例子，设构成某纠错矩阵的以太网帧的ID8004为1000、1001、1002、……、1052、1053。
常规状态下的去分段处理与实施例4中说明的方法相同。
接收的以太网帧在接收帧处理部1004加以接收处理后，传送到接收数据分组挑选部1005。优先数据分组分段时，将其从接收数据分组挑选部1005传送到去分段处理部1006进行去分段处理，恢复为优先数据分组9001的状态后，作为优先数据输出1108输出到视频信号处理部202。这时，本实施例将授给该分组的ID8004同时送到视频信号处理部202。
在图2所示的视频信号处理部202进行图9所示的纠错矩阵9000的处理。优先数据处理监视部1008监视视频信号处理部202当前处理的纠错矩阵的ID8004。
视频信号处理部202结束纠错处理时，优先数据处理监视部1008掌握构成该纠错矩阵的数据分组内的末尾分组(9002)的ID8004(下文称为“末尾ID”)。即使在末尾分组被废弃的情况下，由于已预先决定组成纠错矩阵的分组个数，优先数据处理监视部1008也能运算并求出末尾分组的ID8004。
纠错处理结束，其后就不需要构成完成去分段处理的有关纠错矩阵的数据分组。因此，视频信号处理部202结束纠错处理时，去分段处理部1006使有关矩阵所属的优先数据分组的去分段处理结束。即使结束去分段处理，视像等的应用在运作上也完全没有问题。由于能释放去分段处理部1006确保的去分段用的存储器，资源得到有效利用。
同样，结束纠错处理后延迟到达的属于有关纠错处理矩阵的分组没有用，因而接收数据分组挑选部1005将其废弃。
说明具体的处理。优先数据处理监视部1008将末尾ID作为优先数据处理结束通知1110通知接收数据分组挑选部1005。接收数据分组挑选部1005指示去分段处理部1006，使其废弃有关矩阵所属的分组。与此同时，接收数据分组挑选部1005存储末尾ID，检查新收到的接收数据分组1107的ID8004，并在判断为接收数据分组1107属于已结束纠错处理的纠错矩阵时，废弃该分组。结果，不进行延迟到达的优先数据分组的无用去分段处理和去分段以后的处理。
综上所述，本发明中止并废弃处理已结束处理的分组群所属分组(本实施例中为纠错处理)的去分段处理，同时废弃延迟收到的该分组群所属的分组。由此，可高效进行去分段处理，削减去分段处理所需的存储器等资源，而且能实现耗电少、价廉、简易的装置。
再者，同样也废弃延迟数据分组废弃时不发生去分段的分组，则进一步增大效果。
再者，以16位组成IP数据分组的首部的ID。16位循环一次需要的时间(从0到0xFFFF依次递增，溢出后返回0为止的时间)对应用来说是相当长的时间，足以用作处理结束的时间基准。
在构成一个矩阵的数据分组之间传送非优先数据分组时，耗费一个ID。然而，相对于优先数据分组，非优先数据分组的比率是少数。非优先数据分组在构成纠错矩阵的末尾优先数据分组前传送，而且仅在末尾的优先数据分组来不及纠错处理时，处理已结束的纠错矩阵的末尾ID上产生偏差。这时，受影响的只是构成纠错矩阵的末尾数据分组，因而实质上没有影响。
又，本实施例中，使用IP数据分组的ID作为掌握应用的处理进行状况的信息。然而，不限于此。例如，也可利用别的协议的标识符。还可使应用授给独自的标识符。利用这些方法也可实现本发明。本发明的范围不排除这些方法。
如以上说明那样，能实施本发明。
实施例1至6中，作为通信网协议，将以太网作为例子，但不限于此。例如，卫星广播、地面波数字广播等广播电波或IEEE802.11等的无线LAN等中使用IP协议的场合等，也包含在本发明的范围内。
实施例1至6中，优先数据分组为1种。然而，不限于此。本发明也包含有多个优先数据分组的情况。
实施例1和3中说明的利用处理器进行处理的方法，当然也可在其它发明实现。
实施例1的图1中，优先数据分组产生部1000的优先数据分组产生处理和接收数据分组挑选部1005中的接收数据分组分离处理，其协议处理当然可同时进行，而不是按层分别处理。
实施例中，以视频信号处理为例，并设进行图像压缩和扩展处理。然而，不限于此，本发明包含不进行压缩或扩展的传送装置。预先输入以MPEG等制式进行图像压缩的数据的场合，也包含在本发明的范围内。
不限于视频数据，音频等实时数据或只要是优先进行收发的数据，都包含在本发明的技术范围内。
实施例1至5中，将CBR视频信号作为例子。然而，优先数据不限于CBR。
实施例中，将以太网作为例子。使用以太网以外的通信时，图1中，不需要发送帧处理部1003和接收帧处理部1004，或将该部置换成为其它发送处理部和接收处理部。
本申请发明中，使优先数据分组为硬件处理，非优先数据分组为CPU处理，就可得最大效果。然而，不限于此，只要跟得上优先数据分组的处理速度，也可用专用处理器等构成。
本申请发明的接收端处理中，预先知道优先数据分组的长度时，优先数据分组/非优先数据分组的判断基准也可使用数据分组的长度信息。例如去分段处理中，判断为接收数据分组超过优先数据分组的长度时，可判断为非优先数据分组。
根据实施例1所示的本申请发明，能以时钟脉冲为单位控制优先数据分组和非优先数据分组的发送。由此，可保证实时通信，保证高质量的传送，同时保证非优先数据分组的传送质量，使系统能稳定运用。
由于视频信号等需要实时性的数据的协议处理不依赖CPU，而用硬件进行处理，不发生处理来不及的情况。全部数据分组都得到完整发送，能保证确保实时性的高质量传送。
由于不是用软件，而是用硬件，控制优先数据分组和非优先数据分组的发送定时(发送比率)，能以时钟脉冲为单位完全控制。优先数据分组确保得到完整发送，可进行保证实时性的高质量传送。整形也利用硬件处理，以时钟脉冲为单位正确地进行，因而可实现前级路由器中废弃数据分组的发生概率非常小的高质量通信。
由于能以时钟脉冲为单位，灵活调整传送比率和传送定时，可有效利用时域。作为其结果，可实现与各种应用对应的时延小的传送，可实现声像等只允许时延小的应用的高质量传送。尤其是声音，由于对时延敏感，具有的效果大。
不仅实时传送，而且优先传送大量数据时，也能实现保证传送质量的高可靠性传送。
根据实施例2的本申请发明，在具有上述效果的同时，还利用处理器灵活取得产生优先数据分组所需要的首部信息，并且在优先数据分组处理端设定取得的参数。由此，可灵活进行与多个地点的通信。
根据实施例3所示的本申请发明，构成接收帧的协议层(协议层1)的处理中，通过检查高于协议层1的协议层(协议层2)，判断优先数据分组和非优先数据分组。优先数据分组进行所述协议层2的终接，非优先数据分组保持所述协议层1原样传送到所述非优先数据分组处理部。优先数据分组通过进行专用处理，不发生接收数据分组的废弃，而且能利用高速处理保证实时性。传送大量数据时，也没有数据分组废弃，可实现高质量传送。非优先数据分组也利用处理器独立于优先数据分组地进行处理，因而保证传送质量，能实现系统的稳定运用。
根据实施例4所示的本申请发明，传送装置具有优先数据用的和非优先数据分组用的多个去分段处理部。传送装置判断分段的数据分组是优先数据分组还是非优先数据分组，并判断在哪些去分段处理部进行处理后，在各自的去分段处理部进行去分段。不因非优先数据分组的去分段处理而妨碍优先数据分组的处理。通过在专用处理部进行优先数据分组的去分段处理，可保证实时性，能实现声像等的高质量传送。
另一方面，非优先数据分组也独立于优先数据分组进行去分段处理，因而可实现高质量传送。系统可稳定运用。
根据实施例5所示的本申请发明，即使在因暂停信号和冲突而发送数据分组的发送时间安排延迟的情况下，也可不中止优先数据分组的发送，而使发送时间安排恢复正常。而且，由于接收终端中能实现某种程度的纠错，具有可进行高质量数据通信的效果。
根据实施例6所示的本申请发明，中止并废弃处理(实施例中为纠错处理)已经结束的数据分组群所属的数据分组的去分段处理，同时废弃结束后延迟收到的数据分组。由此，可高效进行去分段处理，削减去分段处理所需要的存储器等资源，而且能实现耗电少、价廉、简易的装置。
本发明(全部实施例)中，非优先数据分组按以往那样用CPU进行软件处理，因而利用增添/更改软件，就能灵活应对系统的更改或管理信息等的传送。结果，发送终端与接收终端之间，或专用控制终端与收发信终端之间，使用非优先数据分组总能稳定地进行状态监视。可保证作为系统的稳定性。
由于非优先数据分组的传送质量也得到保证，能快速处理故障参数和收发信启动、停止的设定等。因此，可快速进行紧急时的改变等，这点也能保证系统稳定运用。
非优先数据分组的数据量，与优先数据分组的数据量相比，非常少，因而可用廉价的CPU实现，成为低成本的系统。
负载大且传送容量高的优先数据分组的协议处理不需要价昂的CPU和大规模存储器，因而这点也使成本低。
生产事业上的可用性本发明例如作为传送优先度高的数据(例如需要等时性的视频数据和音频数据等)和优先度相对较低的数据的传送装置和传送方法，是有用的。
权利要求
1.一种传送装置，其特征在于，具有根据优先发送的优先数据产生优先数据分组的优先数据分组产生部、产生发送优先度低于所述优先数据分组的非优先数据分组的非优先数据分组处理部、决定所述优先数据分组和非优先数据分组的发送定时的发送数据分组控制部、以及进行所述优先数据分组和非优先数据分组的发送处理的发送帧处理部，所述发送数据分组控制部允许在所述优先数据分组的发送剩余时间发送所述非优先数据分组。
2.如权利要求1中所述的传送装置，其特征在于，所述发送数据分组控制部具有发送数据分组选择部、优先数据分组缓存器和非优先数据分组缓存器，在所述非优先数据分组缓存器保持应发送的所述非优先数据分组时，对所述发送数据分组选择部输出非优先数据分组发送请求信号，所述发送数据分组选择部允许在所述优先数据分组的发送剩余时间发送所述非优先数据分组。
3.如权利要求1或2中所述的传送装置，其特征在于，所述发送数据分组控制部将所述优先数据分组的实时性不受损的时间作为所述发送剩余时间。
4.如权利要求1中所述的传送装置，其特征在于，所述发送数据分组控制部使发送进行得所述优先数据分组的发送间隔小于所述优先数据分组的平均发送间隔，并且将所述处理产生的剩余时间作为所述发送剩余时间。
5.如权利要求2中所述的传送装置，其特征在于，所述发送数据分组选择部在所述优先数据分组缓存器中没有应发送的所述优先数据分组时，允许对所述非优先数据分组缓存器发送所述非优先数据分组。
6.如权利要求2中所述的传送装置，其特征在于，所述发送数据分组选择部在所述优先数据分组缓存器中没有应发送的所述优先数据分组，而且不正在对所述优先数据分组缓存器写入所述优先数据分组时，允许对所述非优先数据分组缓存器发送所述非优先数据分组。
7.如权利要求1中所述的传送装置，其特征在于，所述发送数据分组控制部允许在接受非优先数据分组的发送请求后的规定时间内发送所述非优先数据分组。
8.一种传送方法，其特征在于，判别优先发送的优先数据分组与发送优先度低于所述优先数据分组的非优先数据分组，并且在发送所述优先数据分组的发送剩余时间发送所述非优先数据分组。
9.如权利要求8中所述的传送方法，其特征在于，在作为所述优先数据分组的实时性不受损的时间的发送剩余时间发送所述非优先数据分组。
10.如权利要求8中所述的传送方法，其特征在于，将使所述优先数据分组的发送间隔小于所述优先数据分组的平均发送间隔而产生的剩余时间作为所述发送剩余时间。
11.如权利要求8中所述的传送方法，其特征在于，将没有应发送的所述优先数据分组的时间作为所述发送剩余时间。
12.如权利要求8中所述的传送方法，其特征在于，将没有应发送的所述优先数据分组，而且不正在准备应发送的优先数据分组的时间作为所述发送剩余时间。
13.如权利要求8中所述的传送方法，其特征在于，保证在规定时间内至少发送一个非优先数据分组。
14.一种传送装置，其特征在于，具有根据优先发送的优先数据产生优先数据分组的优先数据分组产生部、进行优先度低于所述优先数据分组的非优先数据分组的处理的非优先数据分组处理部、决定所述优先数据分组和非优先数据分组的发送定时的发送数据分组控制部、进行所述优先数据分组和非优先数据分组的发送处理的发送帧处理部、对从网络接收的接收帧进行接纳处理的接收帧处理部、以及挑选接收数据分组并且将所述非优先数据分组传送到所述非优先数据分组处理部的接收数据分组挑选部，所述非优先数据分组处理部从所述接收数据分组取得所述优先数据分组的首部信息，并且在所述优先数据分组产生部设定所述首部信息。
15.如权利要求14中所述的传送装置，其特征在于，所述首部信息随发送目的处地址变化。
16.如权利要求14中所述的传送装置，其特征在于，所述非优先数据分组处理部的所述首部信息获取处理是从IP地址求出作为以太网的物理地址即MAC地址的处理。
17.一种传送方法，其特征在于，具有优先发送的优先数据分组的发送步骤、以及发送优先度低于所述优先数据分组的非优先数据分组的发送步骤和接收步骤，利用所述非优先数据分组的发送步骤和接收步骤获取所述优先数据分组的首部信息，并且所述优先数据分组的发送步骤中，在所述优先数据分组设定并发送所述优先数据分组的首部信息。
18.如权利要求17中所述的传送装置，其特征在于，所述首部信息随发送目的处地址变化。
19.如权利要求17中所述的传送装置，其特征在于，所述首部信息的获取处理是从IP地址求出作为以太网的物理地址的MAC地址的处理。
20.一种传送装置，其特征在于，具有接收优先处理的优先数据分组和处理优先度低于所述优先数据分组的非优先数据分组并且对接收帧进行接纳处理的接收帧处理部、以及接收数据分组挑选部，该部对所述接收帧处理部存放的接收数据分组检查所述接收数据分组中存放的通信协议首部，从而分别选出所述优先数据分组和所述非优先数据分组。
21.如权利要求20中所述的传送装置，其特征在于，所述接收数据分组挑选部至少根据所述接收数据分组中存放的通信协议类别信息分别选出所述优先数据分组和非优先数据分组。
22.如权利要求20中所述的传送装置，其特征在于，所述接收数据分组挑选部至少通过检查所述接收数据分组中存放的端口号分别选出所述优先数据分组和非优先数据分组。
23.如权利要求20中所述的传送装置，其特征在于，所述接收数据分组挑选部至少通过检查所述接收数据分组中存放的流程标号分别选出所述优先数据分组和非优先数据分组。
24.如权利要求20中所述的传送装置，其特征在于，所述接收数据分组挑选部对高于构成所述接收数据分组的协议层(协议层1)的协议层(协议层2)进行检查，所述优先数据分组对所述协议层2进行终接，所述非优先数据分组保持所述协议层1原样地传送到所述非优先数据分组处理部。
25.一种传送方法，其特征在于，具有接收由优先处理的优先数据分组和处理优先度低于所述优先数据分组的非优先数据分组组成的接收数据分组的接收步骤、通过检查所述接收数据分组中存放的通信协议首部而分别选出所述优先数据分组和非优先数据分组的挑选步骤、以及分别独立处理所述优先数据分组和所述非优先数据分组的处理步骤。
26.如权利要求25中所述的传送方法，其特征在于，所述挑选步骤中，通过检查所述通信协议首部的至少通信协议类别，分别选出所述优先数据分组和所述非优先数据分组。
27.如权利要求25中所述的传送方法，其特征在于，所述挑选步骤中，通过检查所述通信协议首部的至少端口号，分别选出所述优先数据分组和所述非优先数据分组。
28.如权利要求25中所述的传送方法，其特征在于，所述挑选步骤中，通过检查所述通信协议首部的至少流程标号，分别选出所述优先数据分组和所述非优先数据分组。
29.如权利要求25中所述的传送方法，其特征在于，所述挑选步骤中，对高于构成所述接收数据分组的协议层(协议层1)的协议层(协议层2)进行检查，所述优先数据分组对所述协议层2进行终接，所述非优先数据分组保持所述协议层1原样传送到后面的步骤。
30.一种传送装置，其特征在于，具有接收优先处理的优先数据分组和处理优先度低于所述优先数据分组的非优先数据分组的接收帧处理部、以及包含进行所述优先数据分组的去分段处理的第1去分段处理部和进行所述非优先数据分组的去分段处理的第2去分段处理部的多个去分段处理部。
31.如权利要求30中所述的传送装置，其特征在于，还具有将接收帧处理部存放的接收数据分组分别选为所述优先数据分组和所述非优先数据分组的接收数据分组挑选部；进行所述非优先数据分组的处理的非优先数据分组处理部包含所述第2去分段处理部。
32.如权利要求31中所述的传送装置，其特征在于，所述接收数据分组挑选部在所述接收数据分组未分段的情况下，判断所述接收数据分组是所述优先数据分组还是所述非优先数据分组，同时使其分离后输出，在所述接收数据分组分段的情况下，可判断为所述接收数据分组是非优先数据分组时，将所述接收数据分组传送到所述非优先数据分组处理部，同时存储该接收数据分组的标识符，可判断为所述接收数据分组是所述优先数据分组时，将所述接收数据分组传送到所述第1去分段处理部，同时存储该接收数据分组的标识符，在仅用所述接收数据分组的信息不能判断是所述优先数据分组还是所述非优先数据分组的情况下，使用所述标识符进行判断，使用所述标识符也不能判断时，将所述接收数据分组传送到所述第1去分段处理部；所述第1去分段处理部至少进行所述优先数据分组的去分段处理，同时在判断为所述接收数据分组是所述非优先数据分组的情况下，将该接收数据分组关联的全部数据分组传送到所述非优先数据分组处理部；所述非优先数据分组处理部进行所述非优先数据分组的去分段处理。
33.一种传送装置，其特征在于，具有对优先发送的优先数据添加纠错码后将该码与所述优先数据一起作为优先数据分组产生的优先数据分组产生部、产生发送优先度低于所述优先数据分组的非优先数据分组的非优先数据分组处理部、决定所述优先数据分组和所述非优先数据分组的发送定时的发送数据分组控制部、进行所述优先数据分组和所述非优先数据分组的发送处理的发送帧处理部、以及从网络检测传送故障并通知所述发送帧处理部的接收帧处理部，所述发送数据分组控制部因所述传送故障而延迟所述优先数据分组的发送时，使存放所述纠错码的所述优先数据分组发送密度减小而进行发送。
34.如权利要求33中所述的传送装置，其特征在于，所述传送故障是来自网络的发送停止请求。
35.如权利要求33中所述的传送装置，其特征在于，所述发送数据分组控制部在检测出所述传送故障时，规定时间段中停止数据分组的发送。
36.如权利要求33中所述的传送装置，其特征在于，所述传送故障是网络中数据分组的检测冲突。
37.如权利要求33中所述的传送装置，其特征在于，所述发送数据分组控制部在检测出所述传送故障时，重发产生故障的数据分组。
38.一种传送方法，其特征在于，具有对优先发送的优先数据添加纠错码后使该码与所述优先数据一起作为优先数据分组发送的优先数据分组发送步骤、以及将优先度低于所述优先数据分组的数据分组作为非优先数据分组发送的非优先数据分组发送步骤，传送线路发生传送故障时，在所述优先数据分组发送步骤中，使存放所述纠错码的所述优先数据分组发送密度减小而进行发送。
39.如权利要求38中所述的传送方法，其特征在于，所述传送故障是来自网络的发送停止请求。
40.如权利要求38中所述的传送装置，其特征在于，所述传送故障是网络中数据分组的检测冲突。
41.一种传送装置，其特征在于，具有接收存放优先处理的优先数据的优先数据分组和处理优先度低于所述优先数据分组的非优先数据分组并且进行接收帧的接纳处理的接收帧处理部、对所述接收帧存储的接收数据分组分别选出所述优先数据分组和非优先数据分组的接收数据分组挑选部、至少进行所述优先数据分组的去分段处理的去分段处理部、以及发布通知完成所述优先数据分组的处理的优先数据分组处理完成通知的优先数据处理监视部，所述去分段处理部使收到所述优先数据处理完成通知时之前应处理的所述优先数据分组的去分段处理结束。
42.如权利要求41中所述的传送装置，其特征在于，根据通信协议首部的识别信息产生所述优先数据完成通知。
43.如权利要求41或42中所述的传送装置，其特征在于，所述接收帧处理部、所述接收数据分组挑选部或所述去分段处理部收到所述优先数据处理完成通知时之前已接收应处理的所述优先数据分组的情况下，废弃该优先数据分组。
44.一种传送方法，其特征在于，具有接收存放优先处理的优先数据的优先数据分组和处理优先度低于所述优先数据分组的非优先数据分组的接收步骤、以及所述优先数据分组的处理结束时使处理结束时之前应处理的所述优先数据分组的去分段处理结束的去分段处理结束步骤。
45.如权利要求44中所述的传送方法，其特征在于，还具有处理结束时之前已接收应处理的所述优先数据分组的情况下，废弃该优先数据分组的废弃步骤。
46.如权利要求20中所述的传送装置，其特征在于，所述接收数据分组挑选部同时检查不同层的通信协议首部。
47.如权利要求25中所述的传送方法，其特征在于，在所述挑选步骤中，同时检查不同层的通信协议首部。
全文摘要
提供一种稳定收发优先度高的数据的发送装置。本发明的传送装置中，使优先传送和处理的优先数据分组和非优先数据分组的处理独立进行。发送端中，以所述优先数据分组的平均发送间隔小于所述优先数据分组的平均产生间隔的方式进行优先发送，并且在所述处理产生的发送剩余时间发送所述非优先数据分组。接收端中，在低于优先数据分组和非优先数据分组处理层的接收帧处理层根据该接收帧存放的接收数据分组的通信协议首部分别选出优先数据分组和非优先数据分组，并使所述优先数据分组的处理和所述非优先数据分组的处理独立进行。
文档编号H04L29/06GK1539221SQ0281558
公开日2004年10月20日 申请日期2002年8月6日 优先权日2001年8月9日
发明者东田真明, 森冈芳宏, 三谷浩, 滨井信二, 二, 宏 申请人:松下电器产业株式会社