CN107769897B - 通信设备和重传控制方法 - Google Patents

通信设备和重传控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及通信设备和重传控制方法。本发明的目的是提高重传速度。通信设备具有传送单元、接收单元、比较单元、以及重传控制单元。传送单元向通信方传送第一数据。接收单元接收作为由通信方所接收且返回的第一数据的第二数据。比较单元是数据链路层中的处理单元并且对所传送的第一数据与所接收到的第二数据进行比较。重传控制单元是数据链路层中的处理单元，并且当作为比较单元的比较结果所传送的第一数据与所接收到的第二数据不匹配时控制对第一数据的重传。

Description

通信设备和重传控制方法
相关申请的交叉引用
于2016年8月23日提交的包括说明书、附图、以及摘要的日本专利申请No.2006-162755的公开通过参考被整体并入本文。
技术领域
本发明涉及一种通信设备和重传控制方法。
背景技术
提高通信可靠性的技术的示例是在专利文献1中所公开的用于检测通信错误的技术。
提高通信可靠性的另一技术例如是在专利文献2中所公开的对从传送侧设备传送到接收侧设备的数据的重传控制。在专利文献2中，作为传送侧设备的读取设备将图像数据传送到作为接收侧设备的控制设备，并且，当更高级别的层的软件在所接收到的图像数据中检测到错误时，接收侧设备请求传送侧设备重传该数据。
相关技术文献
专利文献
专利文献1：日本未审查的专利申请公开No.Hei 11(1999)-284605
专利文献2：日本未审查的专利申请公开No.2006-12761
发明内容
通信量在安装在汽车上的网络中正在增加。随着该增加，正在审查对作为车内网络的诸如以太网(注册商标)的全双工通信网络(双工通信***的通信网络)的引入。尤其是，要求车内网络实现更高的可靠性和更低的通信延迟。
鉴于对较高通信可靠性且较低通信延迟的要求，本发明的发明人发现以下问题。
即使当专利文献2中所公开的重传技术应用于全双工通信网络(即双工通信***的通信网络)时，由于更高级别的层的软件的处理速度慢，因此需要长时间，这是因为传送侧设备传送数据，直到接收到来自接收侧设备的重传请求。其结果是，存在重传延迟的可能性。
在专利文献1中所公开的技术的前提是近距离且低速的通信以便传送侧设备可向接收侧设备提供时钟。在专利文献1中所公开的技术的前提是彼此独立地提供传送传送数据的信号线以及传送返回数据的信号线。因此难以将在专利文献1中所公开的技术照原样应用于全双工通信网络(即双工通信***的通信网络)。
从对说明书和附图的描述中其它问题和新颖特征将变得显而易见。
根据实施例，通信设备接收下述数据，所述数据即为由其本身发送的、由通信方接收的、并且由通信方发送回的传送数据，并且当在数据链路层中在接收数据与传送数据之间检测到不匹配时控制对传送数据的重传，
根据实施例，可提高重传速度。
附图说明
图1是示出第一实施例的通信***的概要的方框图。
图2是示出第一实施例的传送节点的示例的方框图。
图3是示出第一实施例的接收节点的示例的方框图。
图4是示出第一实施例的传送节点的操作示例的流程图。
图5是示出第一实施例的接收节点的操作示例的流程图。
图6是示出第二实施例的传送节点的具体配置的示例的方框图。
图7是示出第二实施例的帧格式的示例的视图。
图8是示出第二实施例的接收节点的具体配置的示例的方框图。
图9是示出第三实施例的传送节点的具体配置的示例的方框图。
图10是所提供的用于说明第三实施例的待传送的帧的视图。
图11是示出第三实施例的帧格式的示例的视图。
图12是示出第三实施例的接收节点的具体配置的示例的方框图。
图13是示出第三实施例的传送节点的操作示例的流程图。
图14是示出第三实施例的接收节点的操作示例的流程图。
图15是另一实施例(3)的车内网络的示意图。
图16是示出对另一实施例(4)的通信设备的硬件配置示例的视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图对实施例进行描述。相同附图标记表示相同部件并且将不给出重复的描述。
第一实施例
通信***的概要
图1是示出第一实施例的通信***的概要的方框图，在图1中，通信***1具有通信设备10和20、传送/接收接口30和40、以及网络线L1。
通信设备10作为通信方向通信设备20传送传送数据(以下称为“第一数据”)。也就是说，通信设备10作为“传送节点”进行操作。从通信设备10所传送的第一数据通过传送/接收接口30、网络线L1、以及传送/接收接口40到达通信设备20。在这种情况下，通信设备10和20、传送/接收接口30和40、以及网络线L1可以构建成全双工通信网络(即双工通信***的网络)。在下文中，基于构建了全双工通信网络(即双工通信***的网络)的假定而给出描述。
通信设备20接收从通信设备10传送的第一数据(即传送数据)。也就是说，在这种情况下，通信设备20作为“接收节点”进行操作。通信设备20向通信设备10返回所接收到的第一数据。例如，通信设备20照原样“镜像返回”所接收到的第一数据。
例如，在数据链路层中执行通信设备20中的第一数据的接收和返回处理，而不是在诸如网络层的更高级别的层中执行。可避免在处理速度很慢的更高级别的层中的处理。
通信设备10通过双工通信***接收从通信设备20所返回的第一数据(即返回数据)。在下文中，所接收到的返回数据还被称为“第二数据”。通信设备10对所接收到的第二数据与所传送的第一数据进行比较，并且当这两者的数据不匹配时，执行对第一数据的重传。这两者的数据匹配的情况意味着从通信设备10传送的第一数据被通信设备20适当地接收，使得通信设备10可删除临时保持的第一数据。
例如，在数据链路层中执行通信设备10接收第二数据的处理、对第一数据与第二数据进行比较的处理、以及重传第一数据的处理，而不是在诸如网络层的更高级别的层中执行上述处理。可避免在处理速度很慢的更高级别的层中的处理。
如上所述，通信***1中的通信设备10从通信设备20接收返回数据，该返回数据本身是传送数据并且通过数据链路层中的处理被返回，并且，当在数据链路层中检测到所接收到的返回数据与传送数据之间的不匹配时，控制对传送数据的重传。通过上述，可在数据链路层中执行重传控制，而不是在处理速度很慢的更高级别的层中执行重传控制，可实现重传速度的提高。此外，可避免在作为接收节点的通信设备20中的错误检查处理的执行，使得可减轻接收节点的处理负荷。
传送节点配置示例
图2是示出第一实施例的传送节点的示例的方框图。因为前提条件是如上所述通信设备10作为传送节点进行操作，因此将描述通信设备10的配置。
在图2中，通信设备10具有传送单元11、接收单元12、比较单元13、以及重传控制单元14。传送单元11、接收单元12、比较单元13、以及重传控制单元14中的每一个是数据链路层中的处理单元。传送单元11、接收单元12、比较单元13、以及重传控制单元14是由硬件构成的。
传送单元11接收从更高级别的层输出的待传送的数据(即第一数据)，并且将所接收到的待传送的数据作为传送数据输出到传送/接收接口30和重传控制单元14。通过该操作，向作为通信方的接收节点传送了传送数据并临时保持该传送数据以备由重传控制单元14进行重传。
接收单元12接收返回数据(即第二数据)，以作为即为接收节点所返回的第一数据的数据，并且将所接收到的返回数据输出到比较单元13。
比较单元13对保持在重传控制单元14中的传送数据(即第一数据)与从接收单元12所接收到的返回数据(即第二数据)进行比较，并且将比较结果输出到重传控制单元14。在传送数据和返回数据中的每一个是由多个比特构成的比特序列的情况下，如果即使比特序列中的一个比特不匹配，则可确定出传送数据与返回数据不匹配。
重传控制单元14临时保持从传送单元11所接收到的传送数据。当从比较单元13所接收到的比较结果指示传送数据与返回数据之间不匹配时，重传控制单元14将所保持的传送数据重传到接收节点。另一方面，当从比较单元13所获得的比较结果指示出传送数据与返回数据之间匹配时，重传控制单元14除去临时保持的传送数据。
接收节点的配置示例
图3是示出第一实施例的接收节点的示例的方框图。如上所述，在这种情况下，前提条件是通信设备20作为接收节点进行操作，以便将对通信设备20的配置进行描述。
在图3中，通信设备20具有接收单元21和传送单元22。接收单元21和传送单元22中的每一个均为数据链路层中的处理单元。接收单元21和传送单元22这两者是由硬件构成的。
接收单元21接收从作为传送节点的通信设备10所传送的数据(即第一数据)。接收单元21临时保持所接收到的第一数据并且将其作为返回数据输出到传送单元22。每当接收单元21接收到第一数据的重传数据时，执行由接收单元21对返回数据的临时保持处理以及输出处理，直到满足第一数据的“接收成功确定条件”为止。当满足第一数据的“接收成功确定条件”时，接收单元21将临时保持的第一数据输出到比数据链路层更高的层。“接收成功确定条件”例如是在自从通信设备20返回了数据以来的预定时段之内没有接收到与返回数据相对应的重传数据。具体地说，当将通信设备20返回数据的定时设置为参考并且通信设备20在从参考定时起的预定时段之内接收到与返回数据相对应的重传数据时，不满足“接收成功确定条件”。另一方面，当通信设备20在从参考定时起的预定时段之内未接收到与返回数据相对应的重传数据时，满足“接收成功确定条件”。
传送单元22向作为传送节点的通信设备10传送从接收单元21所接收到的返回数据。如上所述，接收单元21和传送单元22是数据链路层中的处理单元。具体地说，在作为接收节点的通信设备20的数据链路层中执行返回返回数据的处理。仅在满足“接收成功确定条件”之后，将接收数据传递到比数据链路层更高的层。
通信***操作示例
将描述具有上述配置的通信***1的操作示例。图4是示出第一实施例的传送节点的操作示例的流程图。图5是示出第一实施例的接收节点的操作示例的流程图。
传送节点的操作示例
在图4的流程图中所示出的处理开始于例如当传送单元11从比数据链路层更高的层接收到待传送的数据时的时间点。
首先，作为传送节点的通信设备10的传送单元11向作为接收节点的通信设备20传送待传送的数据(即第一数据)(步骤S11)。如上所述，通信设备20接收待传送的数据并且此后该数据作为返回数据被返回。待传送的数据从传送单元11传递到重传控制单元14并临时保持在重传控制单元14中。
接下来，接收单元12接收从通信设备20所传送的返回数据(步骤S12)。
比较单元13对保持在重传控制单元14中的待传送的数据(即第一数据)与接收单元12所接收到的返回数据(即第二数据)进行比较，并且确定数据是否匹配(步骤S13)。
当待传送的数据与返回数据不匹配时(在步骤S13中为“否”)，重传控制单元14控制对所保持的待传送的数据的重传(步骤S14)。具体地说，重传控制单元14通过传送单元11向接收节点传送所保持的待传送的数据。此时，待传送的数据被连续地保持在重传控制单元14中以备下一次重传，并且当此次重传的待传送的数据与和该重传数据相对应的返回数据不匹配时被执行。
当待传送的数据与返回数据匹配时(步骤S13中为“是”)，重传控制单元14可估计出接收节点正确地接收到待传送的数据并且因此从缓冲器(未示出)除去(eliminates)所保持的待传送的数据(步骤S15)。
接收节点的操作示例
在图5中，首先，作为接收节点的通信设备20的接收单元21确定是否满足“接收成功确定条件”(步骤S21)。因为第一次不满足“接收成功确定条件”，因此流程进入到步骤S22。
接下来，接收单元21确定是否接收到数据(步骤S22)。当仍未从传送节点传送待传送的数据时，接收单元21未接收到从传送节点所传送的数据，因此流程返回步骤S21。其结果是，重复步骤S21和S22。
另一方面，当接收到数据时(步骤S22中为“是”)，接收单元21将接收数据作为返回数据传递到传送单元22，并且传送单元22向传送节点返回返回数据(步骤S23)。此时，接收单元21临时保持返回数据。流程返回到步骤S21。
当接收单元21将例如传送单元22返回返回数据的定时设置为参考，并且接收单元21在从参考定时起的预定时间之内未接收到与返回数据相对应的重传数据时，接收单元确定满足“接收成功确定条件”(步骤S21中为“是”)。接收单元21向比数据链路层更高的层传递保持在接收单元21中的返回数据(步骤S24)。
另一方面，当确定还不满足“接收成功确定条件”时(步骤S21中为“否”)，接收单元21确定是否接收到从传送节点所重传的重传数据(步骤S22)。
如上所述，根据第一实施例，在作为传送节点的通信设备10中，比较单元13对从传送单元11所传送的第一数据与下述第二数据进行比较，所述第二数据即为接收节点接收到的、从接收节点返回的、并且由接收单元12接收到的第一数据。当作为比较单元13的比较结果，从传送单元11所传送的第一数据与接收单元12所接收到的第二数据不匹配时，重传控制单元14控制对第一数据的重传。比较单元13和重传控制单元14是数据链路层中的处理单元。
利用通信设备10的配置，可在数据链路层中执行重传控制，而不是在处理速度很慢的更高级别的层中执行该重传控制。因此，可实现更高的重传速度。另外，可避免接收节点中的错误检查处理的执行，使得可减轻接收节点上的处理负荷。
在作为接收节点的通信设备20中，接收单元21接收从传送节点传送的数据。传送单元22向传送节点返回接收单元21所接收到的数据。接收单元21和传送单元22是数据链路层中的处理单元。
利用通信设备20的配置，在数据链路层中执行返回处理，而不是在处理速度很慢的更高级别的层中执行返回处理。因此，可以高速返回数据。其结果是，可有助于更高的重传速度。
在通信设备20中，接收单元21仅在满足“接收成功确定条件”之后将接收数据传递到比数据链路层更高的层。如上所述，“接收成功确定条件”例如是在自从通信设备20返回了数据以来的预定时段之内未接收到与返回数据相对应的重传数据。
利用通信设备20的配置，可避免在不满足“接收成功确定条件”的状态下更高级别的层执行无用处理。其结果是，可减轻接收节点上的处理负荷。
虽然上面已描述了接收单元21仅在满足“接收成功确定条件”之后将接收数据传递到比数据链路层高的层的通信设备20的配置，但是通信设备20的配置不局限于上述。例如，通信设备20的配置可以是如下配置：即使在不满足“接收成功确定条件”的状态下接收单元21还将接收数据传递到更高级别的层并且仅在满足“接收成功确定条件”之后更高级别的层才开始对接收数据进行处理。此外通过该配置，可避免在不满足“接收成功确定条件”的状态下更高级别的层执行无用处理。其结果是，可减轻接收单元上的处理负荷。
第二实施例
第二实施例涉及在第一实施例中所描述的传送节点和接收节点的具体配置的示例。因为第二实施例的传送节点和接收节点的基本配置与第一实施例的通信设备10和20相同，因此就第二实施例的通信***的配置以及第二实施例的传送节点和接收节点的基本配置而言可参考图1至图3。
传送节点的配置示例
图6是示出第二实施例的传送节点的具体配置的示例的方框图，在图6中，第二实施例的通信设备10的传送单元11具有报头调节单元11A、传送缓冲器11B、以及传送处理单元11C。传送处理单元11C具有移位寄存器11D。
报头调节单元11A接收从更高级别的层输出的待传送的数据(即第一数据)。报头调节单元11A使得“镜像返回请求”包含在被添加到待传送的接收数据上的报头之中。报头调节单元11A将添加了包括“镜像返回请求”的报头的待传送的数据输出到传送缓冲器11B。
更具体地说，如图7所示，例如以帧的形式传送待传送的报头和数据。图7是示出帧格式的示例的视图。在图7的上部，示出了从通信设备10传送的帧的格式。在下文中，从作为传送节点的通信设备10传送的帧还被称为“镜像请求帧”。镜像请求帧包括数据链路层的报头部分P1和数据部分P2。报头部分P1包括目的地地址字段(destination address field)F1、源地址字段F2、以及类型字段F3。在从通信设备10传送的帧中，将作为接收节点的通信设备20的地址存储在目的地地址字段F1中，将作为传送节点的通信地址10的地址存储在源地址字段F2中，并且将“镜像请求标识符(即镜像返回请求)”存储在类型字段F3中。“镜像请求标识符”是用于请求接收节点照原样返回所接收到的数据的信息。通信设备10和20的MAC(媒体访问控制)地址可以分别用作通信设备10和20的地址。
再次参考图6，传送缓冲器11B接收添加有包括“镜像返回请求”的报头的待传送的数据并且将待传送的接收数据输出到传送处理单元11C和重传控制单元14。例如，在接收到多条待传送的数据的情况下，传送缓冲器11B按照先进先出的方式输出待传送的数据。
在传送处理单元11C中，移位寄存器11D接收来自传送缓冲器11B的待传送的数据，并且将所接收到的待传送的数据依次输出到传送/接收接口30。移位寄存器11D接收来自重传控制单元14的重传数据并且将所接收到的重传数据输出到传送/接收接口30。
接收单元12具有接收处理单元12A、接收控制处理单元12B、以及接收缓冲器12C，接收处理单元12A具有移位寄存器12D。接收控制处理单元12B具有解码器12E。
在接收处理单元12A中，移位寄存器12D通过传送/接收接口30接收返回数据并且将所接收到的返回数据依次输出到接收控制处理单元12B和接收缓冲器12C。将返回数据临时保持在接收缓冲器12C中。向返回数据添加报头。将添加了报头的返回数据临时保持在接收缓冲器12C中。
在接收控制处理单元12B中，解码器12E对添加到返回数据上的报头进行解码，而无需对返回数据进行解码。当解码的报头指示该报头被添加到与通信设备10本身的并且被返回的传送数据相对应的返回数据上时，接收控制处理单元12B向接收缓冲器12C输出用于将保持在接收缓冲器12C中的返回数据输出到比较单元13的输出指令。
如随后所述，作为第二实施例的接收节点的通信设备20不仅返回所接收到的数据(即所接收到的第一数据)，并且还返回处于接收状态的报头。例如，以如图7的下部所示的帧的形式来传送从通信设备20所传送的报头和返回数据。在下文中，从作为接收节点的通信设备20所返回的帧还被称为“镜像返回帧“。具体地说，如图7的下部所示，将与镜像请求帧中的数据相同的数据——即通信设备20的地址、通信设备10的地址、以及镜像请求标识符，分别存储在镜像返回帧的报头部分P1的目的地地址字段F1、源地址字段F2、以及类型字段F3中。
当将通信设备20的地址、通信设备10的地址、以及镜像请求标识符分别存储在所接收到的帧的目的地地址字段F1、源地址字段F2、以及类型字段F3中时，接收控制处理单元12B确定该帧对通信设备10本身而言是镜像返回帧。换句话说，当接收到包括具有与从传送单元11传送的镜像请求帧的报头的数据相同数据的报头的帧时，接收控制处理单元12B确定所接收到的帧对通信设备10本身而言是镜像返回帧。也就是说，当将通信设备20的地址、通信设备10的地址、以及镜像请求标识符分别存储在所接收到的帧的目的地地址字段F1、源地址字段F2、以及类型字段F3中时，报头指示报头被添加到与通信设备10本身的传送数据相对应的返回数据上并且返回最终数据。
再次参考图6，重传控制单元14具有重传控制处理单元14A和重传缓冲器14B。
重传控制处理单元14A将临时保持在传送缓冲器14B中的传送数据传递到比较单元13，并且接收比较单元13对传送数据与返回数据之间的比较结果。当从比较单元13所接收到的比较结果指示传送数据与返回数据之间不匹配时，重传控制处理单元14A向重传缓冲器14B输出“重传指令”。另一方面，当比较结果指示传送数据与返回数据之间匹配时，重传控制处理单元14A向重传缓冲器14B输出“删除输出”。
重传缓冲器14B临时保持从传送缓冲器11B所接收到的添加有包括“镜像返回请求”的报头的传送数据。也就是说，例如，重传缓冲器14B临时保持如图7的上部所示的镜像请求帧。当接收到来自重传控制处理单元14A的“重传指令”时，重传缓冲器14B将所保持的具有报头的传送数据作为重传数据输出到传送处理单元11C。当接收到来自重传控制处理单元14A的“删除指令”时，重传缓冲器14B删除所保持的具有报头的传送数据。
接收节点的配置示例
图8是示出第二实施例的接收节点的具体配置的示例的方框图。在图8中，第二实施例的通信设备20具有数据解码单元23以作为与比数据链路层更高的层相对应的处理单元。第二实施例的通信设备20的接收单元21具有接收处理单元21A、接收控制处理单元21B、以及接收缓冲器21C。接收处理单元21A具有移位寄存器21D。接收控制处理单元21B具有解码器21E。
在接收处理单元21A中，移位寄存器21D通过传送/接收接口40接收从作为传送节点的通信设备10所传送的具有包括“镜像返回请求”的报头的数据，并且依次将该数据输出到接收控制处理单元21B和接收缓冲器21C。将具有包括“镜像返回请求”的报头的接收数据临时保持在接收缓冲器21C中。
在接收控制处理单元21B中，解码器21E对添加到数据部分上的报头进行解码，而无需对从接收处理单元21A所接收到的数据部分进行解码。当“镜像返回请求”包含在所解码的报头中时，接收控制处理单元21B向接收缓冲器21C输出用于使接收缓冲器21C将所保持的具有报头的数据输出到传送单元22的输出指令。通过该操作，将保持在接收缓冲器21C中的具有报头的数据作为返回数据向传送节点返回。
接收控制处理单元21B确定是否满足“接收成功确定条件”。当满足“接收成功确定条件”时，接收控制处理单元21B将保持在接收缓冲器21C中的具有报头的数据输出到比数据链路层更高的层，并且删除所保持的具有报头的数据。在这种情况下，数据解码单元23与更高级别的层相对应。
当从接收缓冲器21C接收到具有报头的数据时，数据解码单元23对该数据进行解码并且将所解码的数据输出到处于使用该数据的后端的功能单元(未示出)。
传送单元22具有传送缓冲器22A和传送处理单元22B。传送处理单元22B具有移位寄存器22C。
传送缓冲器22A将具有报头的输入返回数据输出到传送处理单元22B。从接收缓冲器21C输出提供给传送缓冲器22A的具有报头的返回数据。换句话说，具有报头的返回数据处于不仅接收由接收处理单元21A所接收的数据而且还接收报头这样的状态。也就是说，传送缓冲器22A从接收缓冲器21C接收例如如图7的下部所示的镜像返回帧并且将其输出到传送处理单元22B。
在传送处理单元22B中，移位寄存器22C接收从传送缓冲器22A所接收到的具有报头的返回数据(例如镜像返回帧)并依次将其输出到传送/接收接口40。
通信***操作示例
将描述具有上述配置的第二实施例的通信***1的操作示例。
传送节点的操作示例
因为作为第二实施例的传送节点的通信设备10的操作流程的主要流与第一实施例的传送节点没有太大差异，因此通过使用图4来主要描述不同点。
在步骤S11中，第二实施例的通信设备10的传送单元11向接收节点传送具有其包括“镜像返回请求”的报头的传送数据。也就是说，传送单元11例如向接收节点传送如上所述的镜像请求帧。
在步骤S12中，当通过传送/接收接口30接收到附加有下述报头的数据时接收单元12确定该数据是返回数据，所述报头具有与附加到从传送单元11传送的传送数据上的报头的数据相同的数据。也就是说，例如，当接收到包括有下述报头的帧时，接收单元12确定接收帧对通信设备10本身而言是镜像返回请求帧，所述报头具有与从传送单元11传送的镜像请求帧的报头的数据相同的数据。
接收节点的操作示例
因为作为第二实施例的接收节点的通信设备20的操作流程的主要流与第一实施例的接收节点没有太大差异，因此通过使用图5来主要描述不同点。
在步骤S22中，确定第二实施例的通信设备20的接收单元21是否接收到添加有包括“镜像返回请求”的报头的数据。在步骤S23中，传送单元22向传送节点传送在添加了包括“镜像返回请求”的报头的状态下所接收到的数据。
如上所述，根据第二实施例，在作为传送节点的通信设备10中，传送单元11向接收节点传送待传送的添加了包括“镜像请求标识符”的报头的数据(即镜像返回标识符)。“镜像请求标识符”是用于请求接收节点按如上所述的原样返回所接收到的数据的信息。
利用通信设备10的配置，通过数据链接处理中的处理可容易地向接收节点请求镜像返回。利用通信设备10的配置，接收节点可通过仅对报头进行解码来确定数据是否是将被镜像返回的数据。其结果是，可有助于提高重传速度。
添加到从传送单元11传送的传送数据上的报头包括目的地地址字段、源地址字段、以及类型字段。传送单元11将镜像请求标识符映射到类型字段。
利用通信设备10的配置，可使用在诸如以太网(注册商标)的全双工通信网络中所使用的帧配置。因此，可实现可广泛应用于全双工通信网络的通信设备。
当将接收节点的地址、通信设备10本身的地址、以及镜像请求标识符分别存储在添加到接收数据上的报头的目的地地址字段、传送源地址字段、以及类型字段中时，接收单元12确定该数据对通信设备10本身而言是返回数据。
利用通信设备10的配置，在接收节点中，不仅可照原样返回接收数据，而且还可照原样返回报头。因此，可降低接收节点上的处理负荷。
在作为接收节点的通信设备20，当镜像请求标识符被包含在添加到接收单元12所接收到的数据上的报头之中时，传送单元11向传送节点返回数据。
利用通信设备20的配置，通过仅对报头进行解码可确定该数据是否是将被镜像返回的数据，使得通过数据链路层中的处理可容易地镜像返回该数据。其结果是，可有助于提高重传速度。
接收单元21包括接收缓冲器21C和接收控制处理单元21B，接收缓冲器21C用于保持接收数据，接收控制处理单元21B用于对添加到接收数据上的报头进行解码并确定镜像请求标识符是否被包含在报头之中。当镜像请求标识符被包含在报头中时，接收控制处理单元21B使得接收缓冲器21C将所保持的数据输出到传送单元11，从而使传送单元11向传送节点返回所保持的数据。当在传送单元11返回了所保持的数据之后满足“接收成功确定条件”时，接收控制处理单元21B使接收缓冲器21C将所保持的数据输出到数据解码单元23。
利用通信设备20的配置，直到满足“接收成功确定条件”为止，仅对报头进行解码并且不对数据进行解码。只有在满足“接收成功确定条件”之后，才能对数据进行解码。因此，与每次对数据进行解码的情况相比，可减轻处理负荷。
修改
上述描述基于作为传送节点的通信设备10使得“镜像请求标识符(即镜像返回请求)”被包含在添加到传送数据上的报头之中。然而，通信设备10的配置不局限于上述，并且“镜像请求标识符(即镜像返回请求)”可以不被包含在添加到传送数据上的报头之中。在这种情况下，可以不为通信设备10提供报头调节单元11A并且可以将待传送的数据输入到传送缓冲器11B。在这种情况下，在作为接收节点的通信设备20中，由接收控制处理单元21B对报头进行解码。当将通信设备20的地址存储在目的地地址字段中时，接收控制处理单元21B使得接收缓冲器21C将所保持的数据输出到传送单元11。
第三实施例
第三实施例涉及在第一实施例中所描述的传送节点和接收节点的另一示例。由于第三实施例的传送节点和接收节点的基本配置与第一实施例的通信设备10和20的基本配置相似，因此就第三实施例的通信***的配置以及第三实施例的传送节点和接收节点的基本配置而言可参考图1至图3中的第一至第三视图。
传送节点的配置示例
图9是示出第三实施例的传送节点的具体配置的示例的方框图。相同附图标记表示第二实施例的传送节点的部件以及第三实施例的传送节点的等效部件，并且省略重复描述。
在图9中，第三实施例的通信设备10的传送单元11具有传送控制处理单元111A和报头调节单元111B。
传送控制处理单元111A接收从更高级别的层所输出的待传送的数据。将“传送命令”和报头添加到所接收到的待传送的数据上。例如，如图10所示，传送控制处理单元111A在传送命令被添加到“待传送的帧”之前的状态下接收“待传送的帧”。与图7所示的帧格式一样，“待传送的帧”例如包括报头部分P1和数据部分P2。报头部分P1包括目的地地址字段F1、源地址字段F2。以及类型字段F3。将待传送的数据存储在数据部分P2中。
“传送命令”是用于指示出待传送的数据是否是被请求镜像返回的数据的信息。例如，当待传送的数据是被请求镜像返回的数据时，可以添加位值“1”以作为传送命令。当待传送的数据不是被请求镜像返回的数据时，可以添加位值“0”以作为传送命令。此外，可以将控制数据设置为被请求镜像返回的数据并且可以将除了控制数据之外的数据(例如声音数据、图像数据等等)设置为不被请求镜像返回的数据。
根据所接收到的传送命令的内容，传送控制处理单元111A通过报头调节单元111B来控制报头调节的执行/不执行。例如，当添加到所接收到的待传送的数据上的传送命令指示被请求镜像返回的数据时，传送控制处理单元111A将“用于将报头调节为镜像返回请求报头的报头调节执行指令”输出到报头调节单元111B。另一方面，当添加到所接收到的待传送的数据上的传送命令指示除了被请求镜像返回的数据之外的数据时，传送控制处理单元111A将“报头调节不执行指令”输出到报头调节单元111B。
按照与传送控制处理单元111A相似的方式，报头调节单元111B接收添加了传送命令和报头的待传送的数据，即将添加了传送命令的待传送的帧。当从传送控制处理单元111A接收到“用于将报头调节为被请求镜像返回的报头的报头调节执行指令”时，报头调节单元111B从待传送的帧中删除传送命令并将“镜像请求标识符(即镜像返回请求)“存储在待传送的帧的报头部分P1中的类型字段F3中，从而产生在图11的上部中所示的”镜像请求帧“。报头调节单元111B将“镜像请求帧”输出到传送缓冲器11B。
另一方面，当从传送控制处理单元111A接收到“报头调节不执行指令”时，报头调节单元111B不执行报头调节，而是从待传送的帧中删除传送命令，从而产生“不请求镜像返回的帧”。此时，将除了“镜像请求标识符”之外的信息存储在报头部分P1的类型字段F3中。报头调节单元111B将“不请求镜像返回的帧”输出到传送缓冲器11B。
接收单元12具有接收控制处理单元112A。与第二实施例的接收控制处理单元12B相似，接收控制处理单元112A对添加到返回数据上的报头进行解码而无需对返回数据进行解码。当所解码的报头指示该报头被添加到与通信设备10本身的且被返回的传送数据相对应的返回数据上时，接收控制处理单元112A将保持在接收缓冲器12C中的返回数据输出到比较单元13。
如后所述，作为第三实施例的接收节点的通信设备20照原样返回所接收到的数据，另一方面，就报头而言，将所接收到的报头中的目的地地址字段中的数据替换为源地址字段中的数据，并将“镜像返回标识符”存储在类型字段中。例如，如图11的下部所示，与镜像请求帧不同，将通信设备10的地址、通信设备20的地址、以及镜像返回标识符分别存储在镜像返回帧的报头部分P1中的目的地地址字段F1、源地址字段F2、以及类型字段F3中。
当将通信设备10的地址、通信设备20的地址、以及“镜像返回标识符”分别存储在所接收到的帧中的目的地地址字段F1、源地址字段F2、以及类型字段F3中时，接收控制处理单元112A确定该帧对通信设备10本身而言是镜像返回帧。“镜像返回标识符”是用于指示与镜像返回标识符一起传送的数据是返回数据的信息。具体地说，将返回数据存储在其中“镜像返回标识符”被存储在类型字段F3中的帧的数据部分P2中。
接收节点的配置示例
图12是示出第三实施例的接收节点的具体配置的示例的方框图。相同附图标记表示第三实施例的接收节点的部件以及第三实施例的接收节点的等效部件，并且省略重复描述。
在图12中，第三实施例的通信设备20的接收单元21具有接收控制处理单元121A。接收控制处理单元121A接收添加了报头的接收数据。例如，接收控制处理单元121A以帧的形式接收报头和接收数据。接收控制处理单元121A对从接收处理单元21A所接收到的接收部分的报头进行解码而无需对接收部分的数据部分进行解码。接收控制处理单元121A确定包含在接收帧中的数据是否是待返回的数据。当“镜像请求标识符”被包含在解码报头的类型字段中时，接收控制处理单元121A确定包含在接收帧中的数据是待返回的数据，并且按照与第二实施例的接收控制处理单元21B相似的方式进行操作。具体地说，接收控制处理单元121A向接收缓冲器21C输出用于将保持在接收缓冲器21C中的接收帧输出到传送单元22的输出指令，并且确定在预定周期中是否满足“接收成功确定条件”。在满足“接收成功确定条件”的情况下的接收控制处理单元121A的操作与在不满足“接收成功确定条件”的情况下的接收控制处理单元121A的操作相同。
相反，当除了“镜像请求标识符”之外的信息被包含在解码报头的类型字段中时，接收控制处理单元121A向接收缓冲器21C输出用于将保持在接收缓冲器21C中的接收帧输出到比数据链路层更高的层的输出指令并且删除所保持的接收帧。原因是接收帧的数据不是待被镜像返回的数据。
接收缓冲器21C例如保持如图11的上部所示的接收帧(具体地说报头和数据)。在接收控制处理单元21A的控制之下，在预定情况下，接收缓冲器21C将所保持的帧输出到传送单元22。
传送单元22具有报头调节单元122A。报头调节单元122接收所保持的帧(即接收帧)，将接收缓冲器中的目的地地址字段F1中的数据替换为源地址字段F2中的数据，并将“镜像返回标识符”存储在类型字段F3中，从而形成如图11的下部所示的镜像返回帧。例如，将通信设备10的地址、通信设备20的地址、以及“镜像返回标识符”分别存储在目的地地址字段F1、源地址字段F2、以及类型字段F3中。
通信***的操作示例
将描述具有上述配置的第三实施例的通信***1的操作示例。
传送节点的操作示例
图13是示出第三实施例的传送节点的操作示例的流程图。图13中所示的处理开始于例如当传送单元11从比数据链路层更高的层接收到待传送的帧时。
首先，作为传送节点的通信设备10中的传送单元11的传送控制处理单元111A确定从更高级别的层所接收到的在待传送的帧中的待传送的数据是否是被请求返回的数据(步骤S31)。为了该确定，如上所述，使用添加在待传送的帧之前的传送命令。
当待传送的数据不是被请求返回的数据时(步骤S31中为“否”)，传送控制处理单元111A对待传送的帧的传送进行控制，使得照原样传送该帧(步骤S32)。例如，传送控制处理单元111A将“报头调节不执行指令”输出到报头调节单元111B，并且报头调节单元111B仅除去传送指令并将待传送的帧输出到传送缓冲器11B。因此，传送“镜像返回不请求帧“。
另一方面，当待传送的数据是被请求返回的数据时(步骤S31中为“是”)，传送单元11中的报头调节单元111B将待传送的帧的报头调节为镜像返回请求报头(步骤S33)。具体地，报头调节单元111B从待传送的帧中删除传送命令并将镜像请求标识符存储在待传送的帧的报头部分P1中的类型字段F3中，从而形成镜像请求帧。
接下来，报头调节单元111B将镜像请求帧输出到传送缓冲器11B，从而向接收节点传送该帧(步骤S34)。
之后，接收单元12接收镜像返回帧。在步骤S36中，比较单元13对保持在重传缓冲器14B中的待传送的数据与包含在镜像返回帧中的返回数据进行比较，并且确定数据是否匹配(步骤S35)。
当待传送的数据与返回数据不匹配时(步骤S36中为“否”)，重传控制处理单元14A控制对保持在重传缓冲器14B中的待传送的数据的重传(步骤S37)。
当待传送的数据与返回数据匹配时(步骤S36中为“是”)，重传控制处理单元14A可估计出接收节点可适当地接收待传送的数据，并且因此控制以删除保持在重传缓冲器14B中的待传送的帧(步骤S38)。
接收节点的操作示例
图14是示出第三实施例的接收节点的操作示例的流程图。
首先，与图5中的步骤S21相同，作为接收节点的通信设备20中的接收单元21中的接收控制处理单元121A确定是否满足“接收成功确定条件”(步骤S41)。
接下来，按照与图5中的步骤S22相似的方式，接收控制处理单元121A确定是否接收到帧(步骤S42)。
当接收到帧时(步骤S42中为“是”)，接收控制处理单元121A对报头进行解码而无需对接收帧的数据部分进行解码(步骤S43)。
随后，接收控制处理单元121A确定包含在接收帧中的数据是否是待返回的数据(步骤S44)。在该确定中，当将镜像请求标识符存储在接收帧的报头的类型字段中时，将包含在接收帧中的数据确定为待返回的数据。另一方面，当存储了除镜像请求标识符之外的信息时，确定该数据不是待返回的数据。
当包含在接收帧中的数据不是待返回的数据时(步骤S44中为“否”)，接收控制处理单元121A将保持在接收缓冲器21C中的接收帧输出到比数据链路层更高的层(在这种情况下为数据解码单元23)(步骤S47)。
另一方面，当包含在接收帧中的数据是待返回的数据时(步骤S44中为“是”)，接收控制处理单元121A将保持在接收缓冲器21C中的帧输出到传送单元22中的报头调节单元122A。报头调节单元122A对从接收缓冲器21C所接收到的帧的报头进行调节(步骤S45)。具体地说，报头调节单元122A将帧的报头中的目的地地址字段F1中的数据替换为源地址字段F2中的数据，并将“镜像返回标识符”存储到类型字段F3中，从而产生镜像返回帧。
接下来，报头调节单元122A将镜像返回帧输出到传送缓冲器22A，从而将该镜像返回帧返回到传送节点(步骤S46)。流程返回到步骤S41。
按照与图5中的步骤S22相似的方式，例如，当接收单元21从使用传送单元22返回返回数据时的定时的参考时间起的预定时间之内未接收到与返回数据相对应的重传数据时，接收控制处理单元121A确定满足“接收成功确定条件”(步骤S41中为“是”)。接收控制处理单元121A将保持在接收缓冲器21C中的接收帧输出到比数据链路更高的层(步骤S47)。
如上所述，根据第三实施例，在作为传送节点的通信设备10中，传送单元11的传送控制处理单元111A从更高级别的层接收处于添加了传送命令的状态下的“待传送的帧”，并且基于传送命令的数据，控制报头调节单元111B对报头调节的执行/不执行。传送命令指示待传送的数据是否是被请求镜像返回的数据。
利用通信设备10的配置，传送控制处理单元111A仅通过检查传送命令的数据就可容易地控制报头调节单元111B进行的报头调节。
控制数据可以用作被请求镜像返回的数据，并且可以将除控制数据之外的具有比控制数据的重要度低的重要度的数据(例如音频数据和图像数据)设置为不被请求镜像返回的数据。因此，可对包括具有低重要度的数据的帧不执行报头调节单元111B进行的报头调节，使得可降低作为传送节点的通信设备10上的处理负荷。
在作为接收节点的通信设备20中，传送单元22的报头调节单元122A通过替换保持在接收缓冲器21C中的接收帧(即保持帧)的目的地地址字段中的数据以及源地址字段中的数据来形成镜像返回帧。
利用通信设备20的配置，可在诸如以太网(注册商标)的全双工通信网络中所使用的目的地地址和源地址的规范中形成镜像返回帧。利用通信设备20的配置，还在作为传送节点的通信设备10与作为接收节点的通信设备20之间的网络线中存在诸如路由器的中继节点的情况下，可以以高可能性使镜像返回帧到达作为传送节点的通信设备10。
此外，传送单元22的报头调节单元122A将镜像返回标识符存储在保持在接收缓冲器21C中的接收帧(即保持帧)的报头的类型字段中，从而形成镜像返回帧。
利用通信设备20的配置，可使用在诸如以太网(注册商标)的全双工通信网络中所使用的帧配置，使得镜像返回帧可广泛应用于全双工通信网络。
第一修改
虽然上述描述基于通信设备20替换接收帧的报头中的目的地地址字段F1中的数据以及源地址字段F2中的数据并且将镜像返回标识符存储在类型字段F3中的前提，从而形成镜像返回帧，但是本发明不限于此。例如，与第二实施例的通信设备20相同，还可以将接收帧照原样设置为镜像返回帧。
第二修改
在上述描述中，例如，如图13的流程图所示，在步骤S31中，作为传播节点的通信设备10确定在待传送的帧中的待传送的数据是否是被请求返回的数据，并且根据该确定结果，切换包括步骤S32的“无镜像请求处理流程”以及包括步骤S33的“镜像请求处理流程”。例如，作为传送节点的通信设备10可以被配置为使得能够将如下所述的“处理流程切换模式(第一模式)”、“无镜像请求模式(第二模式)”、以及“镜像请求模式(第三模式)“中的任何一个设置为数据链路层的模式。“处理流程切换模式(第一模式)”是确定在待传送的帧中的待传送的数据是否是被请求返回的数据并且根据该确定结果来执行“无镜像请求处理流程”和“镜像请求处理流程”中的任何一个的模式。“无镜像请求模式(第二模式)”是执行“无镜像请求处理流程”而无需确定在待传送的帧中的待传送的数据是否是被请求返回的数据的模式，即不考虑数据的类型等等的模式。“镜像请求模式(第三模式)”是执行“镜像请求处理流程”而无需确定在待传送的帧中的待传送的数据是否是被请求返回的数据的模式。例如，在第一实施例和第二实施例中所描述的传送节点的处理流程可以用作“镜像请求模式(第三模式)”的处理流程。
在上面的描述中，例如，如图14的流程图所示，作为接收节点的通信设备20在步骤S44中确定包含在接收帧中的数据是否是待返回的数据，并且根据该确定结果，切换包括步骤S47的“无返回处理流程”以及包括步骤S45的“镜像返回处理流程”。例如，作为接收节点的通信设备20可以被配置为使得能够将如下所述的“处理流程切换模式(第四模式)”、“无返回模式(第五模式)”、以及“重传模式(第六模式)“中的任何一个设置为数据链路层中的模式。“处理流程切换模式(第四模式)”是确定包含在接收帧中的数据是否是待返回的数据并且根据该确定结果来执行“无返回处理流程”和“镜像返回处理流程”中的任何一个的模式。“无返回模式(第五模式)”是执行“无返回处理流程”而无需确定包含在接收帧中的待传送的数据是否是待返回的数据的模式，即不考虑包含在接收帧中的数据的类型等等的模式。“重传模式(第六模式)”是执行“镜像重传处理流程”而无需确定包含在接收帧中的数据是否是待重传的数据的模式。
其它实施例
(1)在第二和第三实施例中，在通信设备10中，彼此独立地提供传送缓冲器11B和重传缓冲器14B。然而，通信设备10的配置不限于上述。可以通过一个缓冲器来实现传送缓冲器11B和重传缓冲器14B。
(2)在第一至第三实施例中，传送节点的配置被示出为通信设备10的配置，并且接收节点的配置被示出为为通信设备20的配置。显然，通信设备10和20中的每一个可以具有传送节点的配置和接收节点的配置这两者。
(3)在第一至第三实施例中所描述的通信***1可由各种通信网络来实现。也就是说，在第一至第三实施例中所描述的通信设备10和20可应用于各种通信网络。通信设备10和200可应用于的通信网络的示例是车内网络。图15是车内网络的示意图。如图15所示，可大致将包含在车内网络中的节点分为控制***、安全***、车身***、以及信息***。例如，控制***包括发动机、制动器、以及转向器，并且安全***包括ABS、传感器、安全气囊、以及雷达。车身***例如包括门、窗、座椅、以及灯，并且信息***包括照相机、音频、导航、以及视频。在图15中，实心圆表示通信设备并且实线表示通信线路。如图15所示，多个通信设备分散在车内网络上。在第一至第三实施例中所描述的通信设备10和20可应用于分散在车内网络上的多个通信设备中的彼此传送/接收数据的任意两个通信设备上。
根据应用了在第三实施例中所描述的通信设备10和20的通信网络上的两个节点，可以将在第三实施例(第二修改)中所描述的任何模式设置为通信设备10和20。在这种情况下，在通信网络(即通信***1)中，混合存在设置在不同模式下的多个通信设备。例如，通信网络(即通信***1)可以包括仅设置了“处理流程切换模式(第一模式)”、“无镜像请求模式(第二模式)”、以及“镜像请求模式(第三模式)”中的一个的通信设备(即仅作为传送节点操作的通信设备)。通信网络可以包括仅设置了“处理流程切换模式(第四模式)”、“无返回模式(第五模式)”、以及“返回模式(第六模式)”中的一个的通信设备(即仅作为传送节点操作的通信设备)。可以包括设置了第一、第二、第三模式中的一个以及第四、第五、第六模式中的一个这两者的通信设备。通过使得设置了除了“镜像请求模式(第三模式)“之外的模式的通信设备包含在如上所述的通信网络中的多个通信设备之中，可降低网络中的流量。
(4)图16是示出通信设备的硬件配置示例的视图。在第一至第三实施例中所描述的通信设备10和20中的每一个可具有在图16中所示的硬件配置。
在图16中，通信设备200具有通信电路201、消息缓冲器202、处理器203、以及存储器204。通信电路201具有传送电路211、接收电路212、以及控制电路213。
在第一至第三实施例中所描述的通信设备10的传送单元11和接收单元12分别是由传送电路211和接收电路212实现的。通信设备10的比较单元13和重传控制单元是由控制电路213实现的。通信设备10中的更高级别的层中的处理单元例如是由处理器203读取和执行存储在存储器204中的程序来实现的。
在第一至第三实施例中所描述的通信设备20的接收单元21和传送单元22分别是由接收电路212和传送电路211实现的。通信设备20中的更高级别的层中的处理单元(例如数据解码单元)例如是由处理器203读取和执行存储在存储器204中的程序来实现的。
虽然本文中基于实施例已对发明人所实现的本发明进行了具体描述，但是显然本发明不限于前述实施例，而是可在不脱离主旨的情况下做出各种改变。

Claims (10)

1.一种通信设备，包括：
传送单元，用于向通信方传送第一数据；
接收单元，用于接收数据作为第二数据，所述数据是从所述通信方镜像返回的第一数据；
比较单元，作为数据链路层中的处理单元，用于对来自所述传送单元的所述第一数据与来自所述接收单元的所述第二数据进行比较；以及
重传控制单元，作为数据链路层中的处理单元，用于当作为所述比较单元的比较的结果，在所述第一数据与所述第二数据之间存在不匹配时，控制使用所述传送单元向所述通信方对所述第一数据的重传。
2.根据权利要求1所述的通信设备，
其中将报头添加到所述第一数据上，以及
其中所述报头包括镜像返回请求，所述镜像返回请求请求所述通信方返回所接收到的处于接收状态下的第一数据。
3.根据权利要求2所述的通信设备，
其中所述报头包括目的地地址字段、源地址字段、以及类型字段，以及
其中所述传送单元具有报头调节单元，所述报头调节单元将所述镜像返回请求映射到在向所述第一数据添加的所述报头中的类型字段之中。
4.根据权利要求3所述的通信设备，其中所述传送单元、所述接收单元、所述比较单元、以及所述重传控制单元是数据链路层中的处理单元。
5.根据权利要求4所述的通信设备，其中当所述处理单元从比所述数据链路层更高的层接收到指示所述第一数据是被请求镜像返回的数据的信息时，所述报头调节单元将所述镜像返回请求映射到在向所述第一数据添加的所述报头中的类型字段之中。
6.一种通信设备，包括：
作为数据链路层中的处理单元的接收单元，用于接收从通信方传送的数据；以及
作为所述数据链路层中的处理单元的传送单元，用于向所述通信方镜像返回来自所述接收单元的处于接收状态的所接收到的数据。
7.根据权利要求6所述的通信设备，
其中将报头添加到所接收到的数据上，以及
其中当请求返回所接收到的处于接收状态下的数据的镜像返回请求被包含在所述报头中时，所述传送单元传送所接收到的数据。
8.根据权利要求7所述的通信设备，其中所述接收单元具有：
接收缓冲器，用于保持所接收到的数据；以及
接收控制处理单元，用于对添加到所接收到的数据上的所述报头进行解码并且确定所述镜像返回请求是否被包含在所述报头之中，以及
其中当所述镜像返回请求被包含在所述报头中时，所述接收控制处理单元将保持在所述接收缓冲器中的数据输出到所述传送单元，从而使得所述传送单元返回所保持的数据，并且
其中在返回了所保持的数据之后满足所接收到的数据与从所述通信方传送的数据相匹配的情况下，所述接收控制处理单元使得所述接收缓冲器将所保持的数据输出到数据解码单元。
9.根据权利要求8所述的通信设备，
其中所述报头包括目的地地址字段、源地址字段、以及类型字段，以及
其中所述传送单元具有报头调节单元，所述报头调节单元替换向从所述接收缓冲器所接收到的所保持的数据添加的报头的目的地地址字段中的数据以及源地址字段中的数据，并且将镜像返回标识符存储在所述类型字段中。
10.一种重传控制方法，包括步骤：
通过使用传送单元向通信方传送第一数据；
通过使用接收单元接收数据作为第二数据，所述数据是从所述通信方镜像返回的第一数据；
通过使用比较单元对来自所述传送单元的所述第一数据与来自所述接收单元的所述第二数据进行比较；以及
如果作为所述比较单元的所述比较的结果，所述第一数据与所述第二数据不匹配，则在数据链路层中控制使用所述传送单元对所述第一数据的重传。
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