TW201605200A - 中繼裝置及資料轉送方法 - Google Patents

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Sachiko Taniguchi
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Abstract

本發明之目的為獲得一種在汎用網路防止延遲抖動的產生，且可將具有特別優先度的訊框以高優先而且固定延遲方式進行轉送的中繼裝置，該裝置係包括：訊框判定部2，根據識別符，將接收訊框依每一輸出埠分配為高優先訊框及低優先訊框；固定延遲佇列3，使高優先訊框延遲後段裝置中正常接收訊框後可轉送或棄置之訊框長度及規定之傳送間隔的和以上的時間而進行傳送；低優先訊框儲存手段，用以儲存低優先訊框；傳送訊框選擇部5，於傳送高優先訊框時，進行使低優先訊框之傳送中斷且再度傳送的控制；及輸出控制部7，根據傳送訊框選擇部5的控制，選出傳送至後段裝置的訊框。

Description

中繼裝置及資料轉送方法
本發明係關於一種中繼裝置及資料轉送方法。
近年來，在產業領域中已見乙太網路(Ethernet)(註冊商標)化的進展，而於製造現場中，則已建構了屬於連結PLC(Programmable Logic Controller，可程式邏輯控制器)、變頻器(inverter)、感測器(sensor)等之FA(Factory Automation，工廠自動化)機器之通訊網路的FA網路。在FA網路中，為了實現高速且高精確度的運轉(motion)控制，乃要求中繼裝置要以一定之延遲時間的固定延遲來轉送對於延遲變動敏銳的訊框(frame)。在必須以固定延遲轉送的固定延遲訊框中，例如有用在FA機器間之時刻同步的訊框等。
在一般的中繼裝置中，係使用蓄積訊框整體後再輸出的儲存(store)&傳送(forward)(儲存後傳送)方式的轉送控制方式。在儲存後傳送方式中，係使用將轉送訊框分類成等級(class)，且依每一等級定義優先度之下述非專利文獻1所記載的Priority Queuing(優先權排隊)，優先地轉送高優先訊框，藉此即可縮短轉送延遲時間。然而，在儲存後傳送方式中，即使使用前述的Priority Queuing，也無法排除延遲抖動(jitter)。此係由於在儲存後傳送方式中，於傳送低優先訊 框期間輸入高優先訊框時，必須等待至低優先訊框的傳送結束為止，而於高優先訊框的轉送延遲時間產生變動之故。
只要在輸出埠(port)中產生高優先訊框與低優先訊框的轉送競爭，從低優先訊框的最大訊框長度與傳送速度所決定的延遲抖動，就有可能會附加於高優先訊框的轉送延遲時間。因此，為了排除高優先訊框的延遲抖動，乃要求要避免輸出埠中之高優先訊框與低優先訊框的轉送競爭。此外，在輸入埠有複數個的多重分離裝置中，有可能產生高優先訊框彼此的轉送競爭，而亦要求避免高優先訊框彼此的轉送競爭。
關於降低前述之低優先訊框與高優先訊框之轉送競爭時之高優先訊框之延遲抖動的技術，例如，在下述專利文獻1中，揭示有一種中繼裝置在傳送低優先訊框期間輸入高優先訊框時，使高優先訊框嵌入於低優先訊框之間進行傳送，藉此而降低高優先訊框之延遲抖動的技術。中繼裝置係在嵌入進行傳送之高優先訊框的前後附加上顯示***位置的控制碼(code)進行傳送。
此外，在下述專利文獻2中，係揭示一種關於在低優先訊框與高優先訊框之轉送競爭產生時，中斷低優先訊框的傳送，而優先傳送高優先訊框之通訊裝置的技術。通訊裝置係將低優先訊框與傳送同時進行儲存於再送緩衝器(buffer)，且將隨著轉送競爭而中斷傳送的低優先訊框於高優先訊框傳送後再度傳送。
此外，在下述專利文獻3中，已揭示一種藉由時槽(time slot)控制將高優先訊框較低優先訊框更優先轉送的 技術。網路裝置為了以低延遲方式轉送以預定的固定周期重複轉送的高優先訊框，因此以固定周期設置以與傳送周期同步的時序(timing)轉送高優先訊框的轉送區間，藉此以低延遲方式轉送高優先訊框，且將低優先訊框轉送在其他以外的空載時間進行轉送。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特許第4302014號公報
[專利文獻2]日本特許第5094532號公報
[專利文獻3]日本特許第5302559號公報
[非專利文獻]
[非專利文獻1]Constantinos Dovrolis, et al. “A Case for Relative Differentiated Services and the Proportional Differentiation Model”, IEEE Network September/October 1999, pp.26-34.
然而，依據專利文獻1，中繼裝置係在顯示高優先訊框之***位置的控制碼使用汎用網路之規格外的符號。因此，為了在汎用網路中使用，必須將進行高優先訊框的***與取出的專用裝置設在傳送側及接收側，而無法利用已在汎用網路中廣泛普及的機器來防止延遲抖動之產生。
此外，依據專利文獻2，通訊裝置係在未產生與低 優先訊框的轉送競爭時，立即轉送高優先訊框，相對於此，在產生了與低優先訊框的轉送競爭時，則必須在中斷低優先訊框的轉送後，隔開訊框間隔而轉送高優先訊框。因此，雖可進行高優先訊框的低延遲轉送，但卻無法排除延遲抖動。
此外，依據專利文獻3，網路裝置係在轉送區間以外當高優先訊框與低優先訊框產生競爭時以儲存後傳送方式轉送，因此無法排除高優先訊框的延遲抖動。此外，網路裝置係在高優先訊框彼此的輸入時序產生競爭時，可輸出之一方的訊框以低延遲方式轉送，而另一方則以儲存後傳送方式轉送，因此暫先儲存訊框。因此，會因訊框長度不同，而無法以訊框之最小限的延遲抖動進行轉送。
本發明係有鑑於上述問題而研創者，其目的為獲得一種在汎用網路防止延遲抖動的產生，且可將具有特別優先度的訊框優先地以低延遲且固定延遲方式進行轉送的中繼裝置及資料轉送方法。
為了解決上述問題而達成目的，本發明係一種中繼裝置，其特徵在於包括：判定手段，根據在接收訊框內被定義的識別符，將前述接收訊框依每一輸出埠分配為高優先訊框及優先度較前述高優先訊框低的低優先訊框；高優先佇列(queue)，使在前述判定手段中所分配的前述高優先訊框，延遲在後段裝置中正常接收訊框後可轉送或棄置之訊框長度及規定之傳送間隔的和以上的時間而進行傳送；低優先訊框儲存手段，用以儲存在前述判定手段中所分配的前述低優先訊框； 傳送訊框選擇手段，於傳送前述高優先訊框時傳送前述低優先訊框期間之情形下，進行使前述低優先訊框之傳送中斷且進行再送的控制；及輸出控制手段，根據前述傳送訊框選擇手段的控制，選出傳送至前述後段裝置的訊框。
本發明之中繼裝置及資料轉送方法係可達成在汎用網路防止延遲抖動的產生，且可將具有特別優先度的訊框優先地以低延遲且固定延遲方式進行轉送的功效。
1、1a、1b、1c‧‧‧中繼裝置
2‧‧‧訊框判定部
3、3b‧‧‧固定延遲佇列
4、4a‧‧‧低優先訊框緩衝器
5、5a、5b、5c‧‧‧傳送訊框選擇部
6‧‧‧再送用緩衝器
7、7a‧‧‧輸出控制部
8‧‧‧選擇部
9‧‧‧多重部
10‧‧‧延遲佇列
91‧‧‧處理器
92‧‧‧記憶體
93‧‧‧傳送器
94‧‧‧接收器
95‧‧‧系統匯流排
第1圖係顯示實施形態1之中繼裝置之構成例的圖。
第2圖係顯示專利文獻2所記載之通訊裝置中之高優先訊框之轉送處理的圖。
第3圖係顯示實施形態1之中繼裝置中之高優先訊框之轉送處理的圖。
第4圖係顯示實施形態1之中繼裝置之資料轉送方法之流程圖(flowchart)。
第5圖係顯示實施形態2之中繼裝置之構成例的圖。
第6圖係顯示實施形態2之中繼裝置之高優先訊框之資料轉送方法的流程圖。
第7圖係顯示實施形態2之中繼裝置之低優先訊框之資料轉送方法的流程圖。
第8圖係顯示實施形態3之中繼裝置之構成例的圖。
第9圖係顯示實施形態3之中繼裝置中之高優先訊框彼此 之輸出時序產生競爭時之轉送處理的圖。
第10圖係顯示實施形態3之中繼裝置之資料轉送方法的流程圖。
第11圖係顯示實施形態4之中繼裝置之構成例的圖。
第12圖係顯示實施形態4之中繼裝置中之高優先訊框彼此之輸出時序產生競爭時之轉送處理的圖。
第13圖係顯示實施形態4之中繼裝置之資料轉送方法的流程圖。
第14圖係顯示實施形態5之中繼裝置中之高優先訊框彼此之輸出時序產生競爭時，先行轉送低延遲轉送之高優先訊框之轉送處理的圖。
第15圖係顯示實施形態5之中繼裝置中之高優先訊框彼此之輸出時序產生競爭時，一面先行轉送固定延遲轉送之高優先訊框，一面轉送包含低優先訊框之中斷及再送之轉送處理的圖。
第16圖係顯示實施形態5之中繼裝置之資料轉送方法的流程圖。
第17圖係顯示實現中繼裝置之構成的硬體(hardware)構成的圖。
以下根據圖式詳細說明本發明之中繼裝置及資料轉送方法的實施形態。另外，本發明並不限定於此實施形態。
(實施形態1)
第1圖係顯示實施形態1之中繼裝置1之構成例的圖。中 繼裝置1係包括：訊框判定部2；固定延遲佇列3；低優先訊框緩衝器(frame buffer)4；傳送訊框選擇部5；再送用緩衝器6；及輸出控制部7。在本實施形態中，係以低優先訊框緩衝器4及再送用緩衝器6構成低優先訊框儲存手段。
訊框判定部2係為以接收訊框之標頭(header)或酬載(payload)內被定義的識別符為判定基準，將接收訊框依每一輸出埠分配為高優先訊框與低優先訊框的判定手段。在此，係將高優先訊框設為具有特別優先度的訊框，及將其以外的訊框設為低優先訊框且設為優先度較高優先訊框為低的訊框。
固定延遲佇列3係為用以儲存經由訊框判定部2所分配的高優先訊框，且通知傳送訊框選擇部5已輸入有高優先訊框的高優先佇列。在固定延遲佇列3中，係在使高優先訊框延遲所規定的時間後再輸出至輸出控制部7。
低優先訊框緩衝器4係儲存經由訊框判定部2所分配的低優先訊框，且將輸出要求傳送至傳送訊框選擇部5。在低優先訊框緩衝器4中，僅在傳送訊框選擇部5允許低優先訊框的輸出時，才將低優先訊框輸出至輸出控制部7及再送用緩衝器6。此外，在低優先訊框緩衝器4中，係在從傳送訊框選擇部5接收到輸出停止指示時，一面持續儲存訊框至再送用緩衝器6，一面停止輸出至輸出控制部7。另外，在中繼裝置1中依每一輸出埠具有低優先訊框緩衝器4時，在低優先訊框緩衝器4中，亦可具有複數個每一優先度的佇列，且依據預先設定或低優先訊框內所儲存的優先度識別資訊，來識別低優先訊 框的優先度而儲存於與之相符之優先度的佇列。
傳送訊框選擇部5係為在從固定延遲佇列3接收到高優先訊框的輸入通知時，進行使高優先訊框從固定延遲佇列3傳送之控制的傳送訊框選擇手段。此外，傳送訊框選擇部5係在未從固定延遲佇列3接收到高優先訊框的輸入通知而且未將低優先訊框儲存於再送用緩衝器6時，進行允許來自低優先訊框緩衝器4的輸出要求，且使低優先訊框從低優先訊框緩衝器4傳送的控制。此外，傳送訊框選擇部5係在未從固定延遲佇列3接收到高優先訊框的輸入通知而且在再送用緩衝器6儲存有訊框時，進行將輸出要求傳送至再送用緩衝器6，且使已中斷轉送之低優先訊框從再送用緩衝器6再度傳送的控制。
傳送訊框選擇部5係在從低優先訊框緩衝器4或再送用緩衝器6傳送低優先訊框期間從固定延遲佇列3接收到高優先訊框的輸入通知時，進行中斷低優先訊框之傳送的輸出控制。傳送訊框選擇部5係在從輸出控制部7未中斷低優先訊框的傳送即結束時，對再送用緩衝器6指示釋出所儲存的低優先訊框。
在本實施形態中，傳送訊框選擇部5係在允許低優先訊框的輸出期間從固定延遲佇列3接收到高優先訊框的輸入通知時，亦即，於轉送競爭產生時，在傳送了低優先訊框直到在中繼裝置1之後段裝置中正常接收訊框後可轉送或棄置的訊框長度，例如64byte(位元組)之後，指示低優先訊框緩衝器4停止輸出。
在傳送訊框選擇部5中係控制輸出控制部7，俾使 已中斷轉送的低優先訊框與高優先訊框的訊框間隔可確保規定的傳送間隔，具體而言係最小IFG(Inter Frame Gap，訊框間間隔)。
再送用緩衝器6係用以儲存從低優先訊框緩衝器4所輸出的低優先訊框。此外，再送用緩衝器6係在從傳送訊框選擇部5接收到緩衝器釋出指示時，將所儲存的低優先訊框且為已完成再送的低優先訊框予以棄置。
輸出控制部7係為根據來自傳送訊框選擇部5的控制的指示，選出傳送至後段裝置之轉送訊框的輸出控制手段。
固定延遲佇列3及再送用緩衝器6的容量，係設為可由使用者(user)藉由應用中繼裝置1的系統來設定的構成。在此，在固定延遲佇列3中，係設定中繼裝置1之後段裝置中正常接收訊框後可轉送或棄置的訊框長度及最小IFG的和以上的時間而作為固定延遲時間。
如此，在中繼裝置1中，在轉送競爭時藉由中斷低優先訊框的傳送，即可高優先地轉送具有特別優先度的高優先訊框，亦即較低優先訊框更先轉送高優先訊框。此外，在中繼裝置1中，無論是否有轉送競爭，均使高優先訊框在固定延遲佇列3延遲固定延遲時間，藉此即可實現固定延遲轉送。
茲具體說明前述之專利文獻2所記載的通訊裝置、及本實施形態之中繼裝置1中之低優先訊框轉送期間接收到高優先訊框時之轉送處理的不同點。
第2圖係顯示前述之專利文獻2所記載之通訊裝 置中之高優先訊框之轉送處理的圖。在通訊裝置中，係在開始轉送低優先訊框後接收到高優先訊框時，立即中斷低優先訊框的傳送。此時，可推知由於已中斷轉送之低優先訊框為緣由，故在後段裝置中，無法正常接收後續的高優先訊框。其係為通訊裝置未確保在後段裝置可正常棄置的訊框長度即中斷低優先訊框之傳送的情形。在通訊裝置中，係在轉送高優先訊框後，且確保了最小IFG之後，再度傳送已中斷轉送的低優先訊框。
第3圖係顯示本實施形態1之中繼裝置1中之高優先訊框之轉送處理的圖。在中繼裝置1中，係在開始轉送低優先訊框後接收到高優先訊框時，在針對開始轉送高優先訊框的時刻確保了最小IFG的時刻，中斷低優先訊框的轉送。在固定延遲佇列3中，係藉由所設定的固定延遲時間，確保了中繼裝置1之後段裝置可正常棄置的訊框長度。因此，在後段裝置中，係在接收到轉送被中斷的低優先訊框時，由於異常訊框之故而可予以棄置。在中繼裝置1中，係於轉送高優先訊框後，且確保了最小IFG之後，再度傳送已中斷轉送的低優先訊框。
另外，在中繼裝置1中，傳送訊框選擇部5雖係在中斷低優先訊框的轉送時，從開始轉送高優先訊框的時刻起確保最小IFG，而盡可能地持續低優先訊框的轉送，但不限定於此種控制。例如，傳送訊框選擇部5亦可在確認了已傳送了低優先訊框直到在中繼裝置1之後段裝置可正常棄置的訊框長度為止之後，在較針對開始轉送高優先訊框之時刻已確保了最小IFG的時刻之前就中斷低優先訊框的轉送。
茲使用流程圖來說明中繼裝置1中之資料轉送方法。第4圖係顯示實施形態1之中繼裝置1之資料轉送方法的流程圖。
在中繼裝置1中，係由訊框判定部2來判定接收訊框是高優先訊框還是低優先訊框(步驟(step)S1)。高優先訊框之情形下(步驟S1：高優先訊框)，訊框判定部2係將高優先訊框儲存於固定延遲佇列3(步驟S2)。傳送訊框選擇部5係在傳送低優先訊框期間的情形下(步驟S3：Yes(是))，進行中斷低優先訊框之傳送的控制(步驟S4)，而在未傳送低優先訊框的情形下(步驟S3：No(否))，省略步驟S4的處理。固定延遲佇列3係對傳送訊框選擇部5通知輸入，且持續儲存直到經過固定延遲時間為止，該固定延遲時間為設定有在中繼裝置1之後段裝置中正常接收訊框後可轉送或棄置之訊框長度及最小IFG的和以上的時間(步驟S5：No)。當經過固定延遲時間時(步驟S5：Yes)，傳送訊框選擇部5即進行使高優先訊框從輸出控制部7傳送的控制(步驟S6)。
傳送訊框選擇部5係於在再送用緩衝器6無低優先訊框(步驟S7：No)、及在低優先訊框緩衝器4無低優先訊框之情形下(步驟S8：No)，結束處理。另一方面，傳送訊框選擇部5係於在再送用緩衝器6有低優先訊框之情形下(步驟S7：Yes)，進行後述之步驟S17的處理，及在低優先訊框緩衝器4有低優先訊框之情形下(步驟S8：Yes)，進行後述之步驟S12的處理。
返回步驟S1，訊框判定部2係於接收訊框為低優 先訊框之情形下(步驟S1：低優先訊框)，將低優先訊框儲存於低優先訊框緩衝器4(步驟S9)。傳送訊框選擇部5係當從低優先訊框緩衝器4接收輸出要求時，即有高優先訊框，亦即，從固定延遲佇列3接收到輸入通知時(步驟S10：Yes)，不允許低優先訊框的輸出要求。傳送訊框選擇部5係於無高優先訊框，亦即未從固定延遲佇列3接收到輸入通知的情形下(步驟S10：No)，而且，在再送用緩衝器6無低優先訊框的情形下(步驟S11：No)，進行使低優先訊框從低優先訊框緩衝器4傳送的控制(步驟S12)。傳送訊框選擇部5係於從低優先訊框緩衝器4傳送低優先訊框期間未接收到高優先訊框的情形下(步驟S13：No)，從低優先訊框緩衝器4不中斷地傳送低優先訊框而結束處理(步驟S14)。
傳送訊框選擇部5係在從低優先訊框緩衝器4傳送低優先訊框期間接收到高優先訊框的情形下(步驟S13：Yes)，進行中斷從低優先訊框緩衝器4傳送低優先訊框，且持續從低優先訊框緩衝器4儲存至再送用緩衝器6的控制(步驟S15)。傳送訊框選擇部5係待機至高優先訊框的傳送結束為止(步驟S16：No)，且於高優先訊框的傳送結束後(步驟S16：Yes)，從再送用緩衝器6傳送低優先訊框，至於傳送完成的低優先訊框，則從再送用緩衝器6釋出(步驟S17)。另外，傳送訊框選擇部5係在步驟S11中，於再送用緩衝器6有低優先訊框之情形下(步驟S11：Yes)，同樣地，進行使低優先訊框從再送用緩衝器6傳送的控制(步驟S17)。
傳送訊框選擇部5係於從再送用緩衝器6傳送低 優先訊框期間未接收到高優先訊框之情形下(步驟S18：No)，從再送用緩衝器6不中斷地傳送低優先訊框，且從再送用緩衝器6釋出已完成傳送的低優先訊框(步驟S19)，且移至步驟S8。傳送訊框選擇部5係於從再送用緩衝器6傳送低優先訊框期間接收到高優先訊框之情形下(步驟S18：Yes)，進行中斷從再送用緩衝器6傳送低優先訊框的控制(步驟S20)，且移至步驟S16。
綜上所述，依據本實施形態，中繼裝置1係設為於開始轉送低優先訊框之後接收到高優先訊框之情形下，在針對開始轉送高優先訊框的時刻已確保了最小IFG的時刻中斷低優先訊框的轉送，且針對高優先訊框，使之延遲固定延遲時間進行傳送，該固定延遲時間為設定有在後段裝置可正常棄置之訊框長度及最小IFG的和以上的時間。藉此，即可在汎用網路防止延遲抖動的產生，且可將具有特別優先度的訊框以高優先而且固定延遲方式進行轉送。此外，在後段裝置中，係於接收到轉送已被中斷的低優先訊框之情形下，可作為異常訊框而棄置。
(實施形態2)
在實施形態1中，雖除低優先訊框緩衝器4外另行設置了再送用緩衝器6，但該等亦可不個別包括。在實施形態2中，係針對可從低優先訊框緩衝器進行再送的情形進行說明。另外，對於與實施形態1相同的構成係賦予相同的符號，詳細的說明則予以省略。
第5圖係顯示實施形態2之中繼裝置1a之構成例 的圖。相對於中繼裝置1，中繼裝置1a係將再送用緩衝器6刪除，此外，將低優先訊框緩衝器4、傳送訊框選擇部5及輸出控制部7置換為低優先訊框緩衝器4a、傳送訊框選擇部5a及輸出控制部7a者。在本實施形態中，低優先訊框緩衝器4a係為低優先訊框儲存手段。
低優先訊框緩衝器4a係儲存經由訊框判定部2所分配的低優先訊框，且將輸出要求傳送至傳送訊框選擇部5a。此時，低優先訊框緩衝器4a係隨同輸出要求，一併將屬於顯示所儲存之低優先訊框之訊框長度之資訊的緩衝器狀態通知傳送至傳送訊框選擇部5a。在低優先訊框緩衝器4a中，僅在傳送訊框選擇部5a允許低優先訊框的輸出時，才將低優先訊框輸出至輸出控制部7a。此外，在低優先訊框緩衝器4a中，係在從傳送訊框選擇部5a接收到輸出停止指示時，以不廢棄傳送中之低優先訊框而可再度傳送的狀態儲存低優先訊框的資料下，停止輸出至輸出控制部7a。另外，在中繼裝置1a中依每一輸出埠具有低優先訊框緩衝器4a時，在低優先訊框緩衝器4a中，亦可依每一輸出埠具有複數個每一優先度的佇列，且依據預先設定或低優先訊框內所儲存的優先度識別資訊，來識別低優先訊框的優先度而儲存於與之相符之優先度的佇列。
傳送訊框選擇部5a係為在從固定延遲佇列3接收到高優先訊框的輸入通知時，進行使高優先訊框從固定延遲佇列3傳送之控制的傳送訊框選擇手段。此外，傳送訊框選擇部5a係在未從固定延遲佇列3接收到高優先訊框的輸入通知或是使高優先訊框等待固定延遲時間的期間可完成低優先訊框 緩衝器4a之前頭之低優先訊框之輸出時，進行允許來自低優先訊框緩衝器4a的輸出要求，且使低優先訊框從低優先訊框緩衝器4a傳送的控制。
傳送訊框選擇部5a係在從低優先訊框緩衝器4a傳送低優先訊框期間從固定延遲佇列3接收到高優先訊框的輸入通知時，進行中斷低優先訊框之傳送的輸出控制。傳送訊框選擇部5a係在高優先訊框的傳送完成後，進行將被中斷通訊而儲存於低優先訊框緩衝器4a的低優先訊框，從訊框的前頭進行再送的控制。傳送訊框選擇部5a係在未從輸出控制部7a中斷低優先訊框的傳送即結束時，對低優先訊框緩衝器4a指示釋出所儲存的低優先訊框。
在本實施形態中，傳送訊框選擇部5a係在允許低優先訊框的輸出期間從固定延遲佇列3接收到高優先訊框的輸入通知時，亦即，於轉送競爭產生時，在傳送了低優先訊框直到在中繼裝置1a之後段裝置中正常接收訊框後可轉送或棄置的訊框長度，例如64byte(位元組)之後，指示低優先訊框緩衝器4a停止輸出。
在傳送訊框選擇部5a中係控制輸出控制部7a，俾使已中斷轉送的低優先訊框與高優先訊框的訊框間隔可確保規定的傳送間隔，具體而言係最小IFG。
輸出控制部7a係為根據來自傳送訊框選擇部5a之控制的指示，選出傳送至後段裝置之轉送訊框的輸出控制手段。
固定延遲佇列3及低優先訊框緩衝器4a的容量， 係設為可由使用者藉由應用中繼裝置1a的系統來設定的構成。在此，在固定延遲佇列3中，係設定中繼裝置1a之後段裝置中正常接收訊框後可轉送或棄置的訊框長度及最小IFG的和以上的時間而作為固定延遲時間。
如此，在中繼裝置1a中，在轉送競爭時藉由中斷低優先訊框的傳送，即可高優先地轉送具有特別優先度的高優先訊框。此外，在中繼裝置1a中，無論是否有轉送競爭，均使高優先訊框在固定延遲佇列3延遲固定延遲時間，藉此即可實現固定延遲轉送。
另外，在中繼裝置1a中，傳送訊框選擇部5a雖係在中斷低優先訊框的轉送時，從開始轉送高優先訊框的時刻起確保最小IFG，而盡可能地持續低優先訊框的轉送，但不限定於此種控制。例如，傳送訊框選擇部5a亦可在確認了已傳送了低優先訊框直到在中繼裝置1a之後段裝置中正常接收訊框後可轉送或棄置的訊框長度為止之後，在較針對開始轉送高優先訊框之時刻已確保了最小IFG的時刻之前就中斷低優先訊框的轉送。
接下來使用流程圖來說明中繼裝置1a中之資料轉送方法。第6圖係顯示實施形態2之中繼裝置1a之高優先訊框之資料轉送方法的流程圖。
在中繼裝置1a中，係由訊框判定部2來判定接收訊框是高優先訊框還是低優先訊框(步驟S101)。未接收高優先訊框時(步驟S101：No)，訊框判定部2係待機至接收高優先訊框為止。接收到高優先訊框時(步驟S101：Yes)，訊框判 定部2係開始在固定延遲佇列3儲存高優先訊框(步驟S102)。固定延遲佇列3係對傳送訊框選擇部5a通知輸入，且持續儲存直到經過固定延遲時間為止，該固定延遲時間為設定有在中繼裝置1a之後段裝置中正常接收訊框後可轉送或棄置之訊框長度及最小IFG的和以上的時間(步驟S103：No)。當經過固定延遲時間時(步驟S103：Yes)，傳送訊框選擇部5a即進行從輸出控制部7a開始傳送高優先訊框的控制(步驟S104)。在輸出控制部7a中，係持續高優先訊框的傳送(步驟S105：Yes)，當高優先訊框的傳送結束時(步驟S105：No)，即結束傳送處理。
第7圖係顯示實施形態2之中繼裝置1a之低優先訊框之資料轉送方法的流程圖。在中繼裝置1a中，係由訊框判定部2來判定接收訊框是高優先訊框還是低優先訊框，而於低優先訊框之情形下，將低優先訊框儲存於低優先訊框緩衝器4a。
傳送訊框選擇部5a係在低優先訊框緩衝器4a儲存有低優先訊框(步驟S201：Yes)，而於低優先訊框非為傳送中(步驟S202：No)，且高優先訊框非為傳送中時(步驟S203：No)，依下列順序實施低優先訊框的傳送。
傳送訊框選擇部5a係於高優先訊框傳送待機中時(步驟S204：Yes)，或者雖非為高優先訊框的傳送待機中(步驟S204：No)，但接收到高優先訊框時(步驟S205：Yes)，依據欲從低優先訊框緩衝器4a傳送之前頭之低優先訊框的訊框長度，來判斷欲傳送之低優先訊框是否可在高優先訊框傳送前 完成傳送(步驟S206)。判斷為可完成傳送時(步驟S206：Yes)，傳送訊框選擇部5a係進行從低優先訊框緩衝器4a開始低優先訊框之傳送的控制(步驟S207)，而當從低優先訊框緩衝器4a不中斷地完成低優先訊框的傳送時，即從低優先訊框緩衝器4a釋出已傳送完成的低優先訊框(步驟S210)，而結束傳送處理。
傳送訊框選擇部5a係於未接收到高優先訊框時(步驟S205：No)，進行從低優先訊框緩衝器4a開始傳送低優先訊框的控制(步驟S208)。傳送訊框選擇部5a係在從低優先訊框緩衝器4a傳送低優先訊框期間(步驟S209：Yes)，確認是否已接收到高優先訊框(步驟S211)。未接收到高優先訊框時(步驟S211：No)，傳送訊框選擇部5a係當從低優先訊框緩衝器4a不中斷地完成低優先訊框的傳送時(步驟S209：No)，從低優先訊框緩衝器4a釋出已完成傳送的低優先訊框(步驟S210)，而結束傳送處理。
接收到高優先訊框時(步驟S211：Yes)，傳送訊框選擇部5a係判斷從低優先訊框緩衝器4a傳送中的低優先訊框是否可在高優先訊框傳送前完成傳送(步驟S212)。判斷為從低優先訊框緩衝器4a傳送中的低優先訊框可在高優先訊框傳送前完成傳送時(步驟S212：Yes)，傳送訊框選擇部5a係當從低優先訊框緩衝器4a不中斷地完成低優先訊框的傳送時(步驟S209：No)，即從低優先訊框緩衝器4a釋出已完成傳送的低優先訊框(步驟S210)，而結束傳送處理。
判斷為從低優先訊框緩衝器4a傳送中的低優先訊 框無法在高優先訊框傳送前完成傳送時(步驟S212：No)，傳送訊框選擇部5a係確認已傳送中之低優先訊框是否已完成傳送在後段裝置中可正常廢棄的長度份量(步驟S213)。傳送中之低優先訊框已完成傳送後段裝置中正常接收後可轉送或廢棄之長度份量時(步驟S213：Yes)，傳送訊框選擇部5a係中斷從低優先訊框緩衝器4a傳送中之低優先訊框的傳送。此外，在低優先訊框緩衝器4a中，為了再送而不釋出已中斷傳送之低優先訊框的資料而進行儲存，且保持作為再送訊框(步驟S214)。然後，返回步驟S201的處理。
傳送中之低優先訊框未傳送在後段裝置中正常接收後可轉送或廢棄之長度份量時(步驟S213：No)，傳送訊框選擇部5a係持續傳送從低優先訊框緩衝器4a傳送中的低優先訊框，直到傳送在後段裝置中正常接收訊框後可轉送或廢棄的長度份量為止。傳送訊框選擇部5a係當傳送在後段裝置中正常接收訊框後可轉送或廢棄的長度份量時(步驟S213：Yes)，即中斷傳送從低優先訊框緩衝器4a傳送中的低優先訊框。此外，在低優先訊框緩衝器4a中，係為了再送而不釋出已中斷傳送之低優先訊框的資料而進行儲存，且保持作為再送訊框(步驟S214)。然後，返回步驟S201的處理。
傳送訊框選擇部5a係在低優先訊框未儲存於低優先訊框緩衝器4a時(步驟S201：No)，或者傳送低優先訊框期間時(步驟S202：Yes)，或者傳送高優先訊框期間時(步驟S203：Yes)，或者欲傳送之低優先訊框無法在傳送高優先訊框前完成傳送時(步驟S206：No)，返回步驟S201的處理。
另外，在本實施形態中，雖使用第6圖及第7圖說明了高優先訊框及低優先訊框的資料轉送方法，但也可在未假設第7圖之步驟S206中於傳送高優先訊框前傳送低優先訊框時，將實施形態1中所使用之第4圖的流程圖予以變形進行說明。此時，在第4圖中，係刪除步驟S7、S11、S17至S20。將步驟S6之後段的處理設為步驟S8、步驟S10之後段的處理設為步驟S12、步驟S16之後段的處理設為步驟S12。此外，在步驟S15中，刪除持續從低優先訊框緩衝器4儲存至再送用緩衝器6的處理。再者，在實施形態1的說明中，可將中繼裝置1改讀為中繼裝置1a、低優先訊框緩衝器4改讀為低優先訊框緩衝器4a、傳送訊框選擇部5改讀為傳送訊框選擇部5a、輸出控制部7改讀為輸出控制部7a來對應。
綜上所述，依據本實施形態，中繼裝置1a構成為在低優先訊框緩衝器4a中，儲存經由訊框判定部2所分配的低優先訊框，此外，中斷低優先訊框的傳送時，在不廢棄傳送中之低優先訊框而仍儲存低優先訊框之資料的狀態下予以保持。藉此，相較於實施形態1，既可使中繼裝置1a的構成成為簡易的構成，又可獲得與實施形態1相同的效果。
(實施形態3)
在實施形態1、2中，雖已就2埠構成之中繼裝置的動作進行了說明，但作為一例，中繼裝置的埠數並不受限制。因此，關於包括有3埠以上的中繼裝置，亦可為與實施形態1、2之中繼裝置1相同的構成。設為3埠以上之構成時，相對於實施形態1、2之從中繼裝置之訊框判定部2所輸出之來自複數個 埠的輸入訊框，必須預先進行處理以使相同優先度之訊框的轉送不會產生競爭。在本實施形態中，係針對埠為3埠以上之中繼裝置中之高優先訊框的競爭控制方法進行說明。另外，對於與實施形態1、2相同的構成係賦予相同的符號，詳細的說明則予以省略。
第8圖係顯示實施形態3之中繼裝置1b之構成例的圖。相對於中繼裝置1a，中繼裝置1b係將固定延遲佇列3及傳送訊框選擇部5a置換為固定延遲佇列3b及傳送訊框選擇部5b，且進一步追加了選擇部8及多重部9者。另外，在中繼裝置1b中係構成為：訊框判定部2係以輸入埠單位安裝，而固定延遲佇列3b、低優先訊框緩衝器4a、傳送訊框選擇部5b、輸出控制部7a、選擇部8、及多重部9係以輸出埠單位安裝。
訊框判定部2係以依每一輸入埠所接收之接收訊框之標頭或酬載內被定義的識別符、或後述之預先設定的識別符為判斷基準，將接收訊框依每一輸出埠分配為高優先訊框與低優先訊框。在此，係將高優先訊框設為具有特別優先度的訊框，且將低優先訊框設為優先度較高優先訊框為低的訊框。
選擇部8係為以從複數個輸入埠所接收之高優先訊框之接收訊框之標頭或酬載內被定義的識別符、或後述之預先設定的識別符為判斷基準，來判別接收時序重疊之高優先訊框的優先度，且選擇已產生競爭之高優先訊框中之優先度最高之訊框的選擇手段。選擇部8係將所選擇之優先度最高的訊框輸出至固定延遲佇列3b，且將其餘之產生競爭的高優先訊框予以廢棄。此外，選擇部8係對於傳送訊框選擇部5b，隨同顯示 已輸入有高優先訊框的輸入通知，一併通知屬於經競爭判定之結果之輸出至固定延遲佇列3b之優先度最高之訊框的資訊。另外，亦可在選擇部8不廢棄其餘之產生競爭的高優先訊框而輸出至固定延遲佇列3b，而由固定延遲佇列3b廢棄其餘之產生競爭的高優先訊框。
在此，於訊框判定部2及選擇部8中使用於判斷優先度時之預先設定的識別符中，例如有識別依每一輸入埠設定有優先度時之各輸入埠的識別符。藉由依每一輸入埠預先設定優先度，在訊框判定部2及選擇部8中，可從輸入埠的資訊判斷接收訊框的優先度。在訊框判定部2及選擇部8中，例如，係將從特定之輸入埠接收的訊框設為高優先訊框，且將從其他輸入埠所接收的訊框設為低優先訊框。另外，關於預先設定的識別符，並不限定於識別設定有優先度之各輸入埠的識別符。
固定延遲佇列3b係從訊框之前頭儲存經由選擇部8所選擇之高優先訊框中亦為高優先度之高優先訊框(以下設為高優先訊框：高)的高優先佇列。在固定延遲佇列3b中，係已儲存有優先度較高優先訊框：高為低的高優先訊框(以下設為高優先訊框：低)，亦考慮IFG而於輸出時序在高優先訊框：高與高優先訊框：低重疊時，不輸出高優先訊框：低，而在使高優先訊框：高延遲規定的時間之後輸出至輸出控制部7a。固定延遲佇列3b對於延遲規定之時間以上，亦即延遲固定延遲時間以上的高優先訊框：低係予以廢棄。
多重部9係進行將從經由訊框判定部2所分配之複數個輸入埠所接收的低優先訊框予以多重化的控制。
傳送訊框選擇部5b係為從選擇部8接收到高優先訊框之輸入通知時，進行使高優先訊框從固定延遲佇列3b傳送之控制的傳送訊框選擇手段。傳送訊框選擇部5b係在從選擇部8接收高優先訊框：低的輸入通知後，於接收到輸出時序已產生競爭之高優先訊框：高的輸入通知時，進行從固定延遲佇列3b僅將高優先訊框：高以固定延遲時間輸出的控制，且進行將輸出時序已產生競爭之高優先訊框：低予以廢棄的處理。亦即，傳送訊框選擇部5b係根據選擇部8的判別結果，而進行將已產生競爭的高優先訊框中優先度最高的訊框以固定延遲方式傳送，且將其餘之已產生競爭之高優先訊框予以廢棄的控制。至於高優先訊框：低的廢棄處理，如前所述有時在選擇部8進行，有時在固定延遲佇列3b進行。在傳送訊框選擇部5b中，允許來自低優先訊框緩衝器4a的輸出要求，至於使低優先訊框從低優先訊框緩衝器4a傳送的控制，係為與實施形態2相同的處理。
在本實施形態中，傳送訊框選擇部5b在接收高優先訊框：低的輸入通知後，於高優先訊框：低之訊框長度再加上最小IFG之長度份量的轉送時間以內接收到高優先訊框：高的輸入通知時，必須判斷為在高優先訊框：低與高優先訊框：高中產生了轉送競爭。因此，固定延遲佇列3b係設為固定延遲用以轉送相應於可能產生競爭之高優先訊框：低之最大訊框長度加上最小IFG之長度的時間以上。將此固定延遲的時間設為固定延遲時間。
輸出控制部7a係根據來自傳送訊框選擇部5b之 控制的指示，選出要傳送至後段裝置的轉送訊框。
如此，在中繼裝置1b中，藉由使已產生競爭之高優先訊框彼此之中欲最優先轉送的高優先訊框在固定延遲佇列3b延遲固定延遲時間而輸出，即可實現固定延遲轉送。
第9圖係顯示實施形態3之中繼裝置1b中之高優先訊框彼此之輸出時序產生競爭時之轉送處理的圖。在中繼裝置1b中，係於接收高優先訊框：低之後開始接收高優先訊框：高，而亦考慮IFG而當輸出時序產生競爭時，係廢棄高優先訊框：低而僅將高優先訊框：高以固定延遲方式轉送。另外，在第9圖中，所輸入的高優先訊框雖為2訊框，但作為一例，3訊框以上時亦同樣地僅將已產生競爭之高優先訊框中最高優先的高優先訊框以固定延遲方式轉送，而其餘已產生競爭的高優先訊框則予以廢棄。
茲使用流程圖來說明中繼裝置1b中之資料轉送方法。第10圖係顯示實施形態3之中繼裝置1b之資料轉送方法的流程圖。在此，係對於實施形態1之第4圖所示之流程圖的處理僅記載左側之高優先訊框之處理的部分。由於從低優先訊框之傳送之步驟S9至S20的處理相同，故省略記載。此外，由於高優先訊框之處理之步驟S1至S8的處理係與實施形態1相同，故省略說明。
在中繼裝置1b中，在步驟S4或步驟S3：No之後，選擇部8係在複數個高優先訊框轉送競爭時(步驟S301：Yes)，根據在接收訊框內被定義的識別符、或預先設定的識別符，判別已產生競爭的高優先訊框的優先度，且判別優先度最 高的高優先訊框(步驟S302)。選擇部8係將優先度最高的高優先訊框輸出至固定延遲佇列3b。在固定延遲佇列3b中，係持續儲存直到經過固定延遲時間為止(步驟S303：No)。當經過固定延遲時間時(步驟S303：Yes)，傳送訊框選擇部5b即根據選擇部8的判定結果，進行從輸出控制部7a傳送已產生競爭之高優先訊框中優先度最高的高優先訊框的控制(步驟S304)。再者，傳送訊框選擇部5b係進行廢棄其餘之已產生競爭之高優先訊框的控制(步驟S305)。
綜上所述，依據本實施形態，中繼裝置1b係在從複數個輸入埠於輸出在1個埠產生競爭的時序接收到高優先訊框時，依據高優先訊框的優先度，僅將優先度最高的高優先訊框，延遲所設定之固定延遲時間而進行傳送。藉此，即可在汎用網路中防止延遲抖動的產生，且可將具有特別優先度的高優先訊框中亦最重要的訊框以固定延遲方式轉送。
另外，本實施形態之中繼裝置1b，雖如實施形態2之中繼裝置1a設為在低優先側僅包括1個低優先訊框緩衝器4a的構成，但不限定於此。關於低優先訊框緩衝器4a的部分，亦可如實施形態1之中繼裝置1，以低優先訊框緩衝器4及再送用緩衝器6來構成。
(實施形態4)
在實施形態3中，於高優先訊框的競爭控制方法中，係僅使優先度最高的高優先訊框延遲所設定的固定延遲時間而進行傳送，且將已產生競爭之其餘的高優先訊框予以廢棄。在本實施形態中，係就已產生競爭之其餘的高優先訊框，說明無法 以固定延遲方式傳送但卻不廢棄而進行傳送的方法。另外，對於與實施形態1至3相同的構成係賦予相同的符號，詳細的說明則予以省略。
第11圖係顯示實施形態4之中繼裝置1c之構成例的圖。相對於中繼裝置1b，中繼裝置1c係將選擇部8刪除，且將固定延遲佇列3b及傳送訊框選擇部5b置換為延遲佇列10及傳送訊框選擇部5c者。另外，在中繼裝置1c中係構成為：訊框判定部2係以輸入埠單位安裝，而延遲佇列10、低優先訊框緩衝器4a、傳送訊框選擇部5c、輸出控制部7a、及多重部9係以輸出埠單位安裝。
訊框判定部2係以依每一輸入埠所接收之接收訊框之標頭或酬載內被定義的識別符、或預先設定的識別符為判斷基準，將接收訊框依每一輸出埠分配為高優先訊框與低優先訊框。在此，係將高優先訊框設為具有特別優先度的訊框，且將低優先訊框設為優先度較高優先訊框為低的訊框。
延遲佇列10係為以具有可儲存複數個從複數個輸入埠所接收之高優先訊框的佇列，且在從複數個輸入埠所接收之高優先訊框之標頭或酬載內被定義的識別符、或預先設定的識別符為判斷基準，來判別高優先訊框之優先度的高優先佇列。延遲佇列10係對於傳送訊框選擇部5c，隨同顯示所接收之高優先訊框之優先度的優先度識別資訊，一併通知顯示已輸入有高優先訊框的輸入通知。此外，延遲佇列10係將從接收自訊框判定部2之複數個埠所接收的高優先訊框，儲存至從訊框之前頭起空出的1個佇列。延遲佇列10係依每一輸出埠同 時儲存複數個高優先訊框，且使高優先訊框延遲固定時間或動態性指定的時間。
以判斷優先度的識別符而言，與實施形態3同樣地，除儲存於訊框內的資訊以外，例如，可藉由依每一輸入埠預先設定優先度來使用輸入埠的資訊，但不限定於此。
傳送訊框選擇部5c係為從延遲佇列10接收到高優先訊框之優先度識別資訊及輸入通知時，進行使優先度最高的高優先訊框從延遲佇列10傳送的控制。傳送訊框選擇部5c係使用從延遲佇列10通知的優先度與動態性變化的識別符資訊來決定高優先訊框的優先度。傳送訊框選擇部5c係進行將高優先訊框：高以固定延遲時間輸出，且從高優先訊框：高之後以最小IFG使高優先訊框：低延遲固定延遲時間以上而輸出的控制，藉此而進行傳送輸出時序已產生競爭之高優先訊框：高與高優先訊框：低的處理。亦即，傳送訊框選擇部5c係根據在延遲佇列10之高優先訊框之優先度的的判別結果、及動態性變化的識別符資訊，而進行將已產生競爭的高優先訊框中優先度最高的訊框以固定延遲傳送，且將其餘之已產生競爭之高優先訊框延遲固定延遲以上且依優先度高的順序進行傳送的控制。在傳送訊框選擇部5c中，係允許來自低優先訊框緩衝器4a的輸出要求，而至於使低優先訊框從低優先訊框緩衝器4a傳送的控制，則係為與實施形態2相同的處理。
在此，以判斷優先度之動態性變化的識別符資訊而言，雖有高優先訊框輸入於中繼裝置1c的時序，例如輸入順序、輸入時間、訊框之滯留時間等，但不限定於此。
在本實施形態中，傳送訊框選擇部5c必須在接收高優先訊框的輸入通知後，於該高優先訊框之訊框長度再加上最小IFG之長度份量的轉送時間以內接收到其他高優先訊框的輸入通知時，判斷為已產生了轉送競爭。因此，延遲佇列10係設為固定延遲轉送相應於可能產生競爭而且高優先訊框中優先度可能變低之訊框之最大訊框長度加上最小IFG之長度的時間以上。
輸出控制部7a係根據來自傳送訊框選擇部5c之控制的指示，選出要傳送至後段裝置的轉送訊框。
如此，在中繼裝置1c中，係使已產生競爭之高優先訊框彼此之中欲最優先轉送的高優先訊框：高在延遲佇列10延遲固定延遲時間而輸出。此外，在中繼裝置1c中，係使優先度第2高的高優先訊框：低在延遲佇列10延遲固定延遲時間以上，且在輸出高優先訊框：高之後持續輸出，藉此即可實現欲最優先之高優先訊框的固定延遲轉送。
第12圖係顯示實施形態4之中繼裝置1c中之高優先訊框彼此之輸出時序產生競爭時之轉送處理的圖。在中繼裝置1c中，係於接收高優先訊框：低之後開始接收高優先訊框：高，而亦考慮IFG而於輸出時序產生競爭時，係使高優先訊框：低延遲固定延遲時間以上，且僅將高優先訊框：高以固定延遲方式轉送。中繼裝置1c對於高優先訊框：低雖無法以固定延遲時間轉送，但未予以廢棄地進行轉送。
另外，在第12圖中，所輸入的高優先訊框雖為2訊框，但作為一例，3訊框以上時亦同樣地僅將已產生競爭之 高優先訊框中最高優先的高優先訊框以固定延遲方式轉送，而其餘之已產生競爭的高優先訊框則予以延遲固定延遲時間以上而進行轉送。
茲使用流程圖來說明中繼裝置1c中之資料轉送方法。第13圖係顯示實施形態4之中繼裝置1c之資料轉送方法的流程圖。與實施形態3的第10圖相同，對於實施形態1之第4圖所示之流程圖的處理僅記載左側之高優先訊框之處理的部分。由於從低優先訊框之傳送之步驟S9至S20的處理相同，故省略記載。此外，由於高優先訊框之處理之步驟S1至S8的處理係與實施形態1相同，故省略說明。然而，在步驟S2中，高優先訊框的儲存目的地，係依每一輸出埠同時儲存複數個高優先訊框，而成為使高優先訊框延遲固定時間或動態性指定之時間的延遲佇列10。
在中繼裝置1c中，在步驟S4或步驟S3：No之後，延遲佇列10係在複數個高優先訊框轉送競爭時(步驟S401：Yes)，根據在接收訊框內被定義的識別符、或預先設定的識別符，判別已產生競爭的高優先訊框的優先度，且判別優先度最高的高優先訊框(步驟S402)。在延遲佇列10中，係持續儲存直到經過固定延遲時間為止(步驟S403：No)。當經過固定延遲時間時(步驟S403：Yes)，傳送訊框選擇部5c即根據在延遲佇列10之高優先訊框之優先度的判別結果、及動態性變化的識別符資訊，進行從輸出控制部7a傳送已產生競爭之高優先訊框中優先度最高的高優先訊框的控制(步驟S404)。再者，傳送訊框選擇部5c係進行使其餘之已產生競爭之高優先 訊框延遲固定延遲以上且依優先度高的順序進行傳送的控制(步驟S405)。
綜上所述，依據本實施形態，中繼裝置1c係設為在從複數個輸入埠於輸出在1個埠產生競爭的時序接收到高優先訊框時，依據高優先訊框的優先度，僅將優先度最高的高優先訊框，延遲所設定之固定延遲時間而進行傳送，而其餘之已產生競爭之高優先訊框則延遲固定延遲時間以上進行傳送。藉此，既可在汎用網路中防止延遲抖動的產生，且可將具有特別優先度的高優先訊框中亦最重要的訊框以固定延遲方式轉送，又可不廢棄其他優先度之高優先訊框而以低延遲方式轉送。
另外，本實施形態之中繼裝置1c，雖如實施形態2之中繼裝置1a設為在低優先側僅包括1個低優先訊框緩衝器4a的構成，但不限定於此。關於低優先訊框緩衝器4a的部分，亦可如實施形態1之中繼裝置1，以低優先訊框緩衝器4及再送用緩衝器6來構成。關於下一個實施形態5亦復相同。
(實施形態5)
在本實施形態中，係針對在中繼裝置1c中，根據使高優先訊框以固定延遲方式轉送或以低延遲方式轉送的轉送類別而進行轉送的情形進行說明。另外，中繼裝置1c的構成係與實施形態4相同。
延遲佇列10係以具有可儲存複數個從複數個輸入埠所接收之高優先訊框的佇列，且在從複數個輸入埠所接收之高優先訊框之標頭或酬載內被定義的識別符、或預先設定的識 別符為判斷基準，來判別高優先訊框之優先度、及要以固定延遲轉送還是要以低延遲轉送高優先訊框的轉送類別。固定延遲轉送係為與實施形態4之情形相同的轉送方法。低延遲轉送係為盡快地進行轉送的轉送方法。延遲佇列10係對於傳送訊框選擇部5c，隨同顯示所接收之高優先訊框之優先度的優先度識別資訊、轉送類別的資訊，一併通知顯示已輸入高優先訊框的輸入通知。此外，延遲佇列10係將從接收自訊框判定部2之複數個埠所接收的高優先訊框，儲存至從訊框之前頭起空出的1個佇列。
以判斷優先度及轉送類別的識別符而言，與實施形態4同樣地，除儲存於訊框內的資訊以外，例如，可藉由依每一輸入埠預先設定優先度來使用輸入埠的資訊。例如，將從特定的輸入埠所接收的訊框作為高優先訊框，且將從其他輸入埠所接收的訊框作為低優先訊框。此外，將從特定的輸入埠所接收的訊框設為固定延遲，且將從其他輸入埠所接收的訊框設為低延遲。另外，關於判斷優先度及轉送類別的資訊，並不限定於該等。
在本實施形態中，傳送訊框選擇部5c係在確認了已傳送了低優先訊框直到在中繼裝置1c之後段裝置可正常棄置的訊框長度為止之後，在較針對開始轉送高優先訊框之時刻已確保了最小IFG的時刻之前就中斷低優先訊框的轉送。
傳送訊框選擇部5c係在從延遲佇列10接收到高優先訊框的輸入通知時，進行使優先度最高的高優先訊框從延遲佇列10依據該高優先訊框之轉送類別而以固定延遲轉送或 低延遲轉送方式傳送的控制。傳送訊框選擇部5c係使用從延遲佇列10通知的優先度及轉送類別的資訊、與動態性變化的識別符資訊來決定高優先訊框的優先度及轉送類別。傳送訊框選擇部5c只要是高優先訊框：高為低延遲轉送就以延遲可傳送之最短時間的低延遲方式輸出，只要是高優先訊框：高為固定延遲轉送的訊框就以固定延遲時間輸出。再者，傳送訊框選擇部5c係進行高優先訊框：高之後以最小IFG使高優先訊框：低延遲低延遲或固定延遲時間以上的控制，藉此進行傳送輸出時序已產生競爭之高優先訊框：高與高優先訊框：低的處理。亦即，傳送訊框選擇部5c係進行根據在延遲佇列10的高優先訊框的優先度及轉送類別的判別結果、及動態性變化的識別符資訊，將已產生競爭之高優先訊框中優先度最高的訊框依據轉送類別優先地傳送，且將其餘之已產生競爭之高優先訊框依優先度高的順序按照轉送類別來傳送的控制。另外，在傳送訊框選擇部5c中，高優先訊框：高為固定延遲轉送、高優先訊框：低為低延遲轉送時，亦有在傳送高優先訊框：高前傳送高優先訊框：低的情形。
在此，以判斷優先度及轉送類別之動態性變化的識別符而言，雖有高優先訊框輸入於於中繼裝置1c的時序，例如輸入順序、輸入時間、訊框的滯留時間等，但不限定於該等。
在本實施形態中，傳送訊框選擇部5c係在接收了高優先訊框的輸入通知之後，從依據轉送類別傳送該高優先訊框的時序、及接收其他高優先訊框的輸入通知後再依據轉送類 別傳送該高優先訊框的時序，來判斷傳送時序是否已產生了競爭。因此，延遲佇列10係設為固定延遲轉送相應於可能產生競爭而且高優先訊框中優先度可能變低之訊框之最大訊框長度加上最小IFG之長度的時間以上。
如此，在中繼裝置1c中，係使已產生競爭之高優先訊框彼此之中欲最優先轉送的高優先訊框：高從延遲佇列10依據轉送類別進行傳送。此外，在中繼裝置1c中，係使優先度第2高的高優先訊框：低從延遲佇列10依據轉送類別輸出，藉此即可實現欲最優先之高優先訊框的固定延遲轉送或低延遲轉送。
第14圖係顯示在實施形態5之中繼裝置1c中之高優先訊框彼此之輸出時序產生競爭時，先行轉送低延遲轉送之高優先訊框之轉送處理的圖。在中繼裝置1c中，係於開始接收固定延遲之高優先訊框：低之後開始接收低延遲之高優先訊框：高時，以低延遲方式轉送低延遲的高優先訊框：高，且使固定延遲之高優先訊框：低延遲固定延遲時間以上，且於低延遲之高優先訊框：高之後進行轉送。中繼裝置1c對於固定延遲之高優先訊框：低雖無法以固定延遲時間轉送，但既可防止延遲抖動的產生，又未廢棄地進行轉送。
第15圖係顯示在實施形態5之中繼裝置1c中之高優先訊框彼此之輸出時序產生競爭時，一面先轉送固定延遲轉送之高優先訊框，一面轉送包含中斷及再送低優先訊框之處理的圖。在中繼裝置1c中，係於傳送低優先訊框期間，在依固定延遲之高優先訊框：高、低延遲之高優先訊框：低的順序 開始接收時，中斷低優先訊框的傳送，且將固定延遲的高優先訊框：高以固定延遲方式轉送，且接著轉送低延遲的高優先訊框：低，最後將低優先訊框進行再送。
另外，在第14圖及第15圖中，所輸入的高優先訊框雖為2訊框，但作為一例，3訊框以上時亦同樣地進行從已產生競爭之高優先訊框中判斷為最高優先的高優先訊框依序以最優先地進行轉送的處理。
茲使用流程圖來說明中繼裝置1c中之資料轉送方法。第16圖係顯示實施形態5之中繼裝置1c之資料轉送方法的流程圖。與實施形態4的第13圖相同，對於實施形態1之第4圖所示之流程圖的處理僅記載左側之高優先訊框之處理的部分。由於從低優先訊框之傳送之步驟S9至S20的處理相同，故省略記載。此外，由於高優先訊框之處理之步驟S1至S8的處理係與實施形態1相同，故省略說明。此外，步驟S401至S402係與實施形態4相同，故省略說明。
步驟S402之後，在延遲佇列10中，係進一步根據在接收訊框內被定義的識別符、或預先設定的識別符，來判別已產生競爭之高優先訊框的轉送類別(步驟S501)。傳送訊框選擇部5c係根據在延遲佇列10之高優先訊框的優先度及轉送類別的判別結果、及動態性變化的識別符資訊，而進行從輸出控制部7a依據轉送類別優先傳送已產生競爭之高優先訊框中優先度最高的高優先訊框的控制(步驟S502)。再者，傳送訊框選擇部5c係進行使已產生競爭之高優先訊框依優先度高的順序且依照轉送類別進行傳送的控制(步驟S503)。
綜上所述，依據本實施形態，中繼裝置1c係設為在從複數個輸入埠於輸出在1個埠產生競爭的時序接收到高優先訊框時，依據高優先訊框的優先度，將優先度最高的高優先訊框，延遲設定或動態性可變的時間而進行傳送。藉此，對於汎用網路中必須有固定延遲的訊框，既可防止延遲抖動的產生，又可不廢棄高優先訊框而以低延遲方式轉送。
在實施形態3至5中，針對高優先訊框，係在從複數個埠所輸入的訊框輸出於相同的埠等產生競爭時，根據接收訊框的標頭或酬載內被定義的識別符、或以預先設定之優先度所定義的識別符，在前述之例中係根據識別依每一輸入埠設定有優先度時之各輸入埠的識別符，來識別高優先訊框之中的優先度，且將優先度更高的訊框以固定延遲或低延遲方式轉送，因此中繼裝置係具有1個以上的延遲佇列。中繼裝置係控制對於各個訊框的延遲量，或是在產生競爭時廢棄一方，藉此亦控制低優先訊框的輸出，同時亦對於高優先訊框的競爭控制輸出。藉此，即使高優先訊框彼此的輸出產生競爭時，也可將優先度最高的訊框以固定延遲方式轉送，或者進行作為對象之高優先訊框的傳送順序控制，藉此即可將重要的訊框以低延遲或固定延遲之最佳的延遲方式轉送。
接著說明實現第1、5、8、11圖所示之中繼裝置之各構成的硬體構成。在中繼裝置中，訊框判定部2係訊框判定電路，而固定延遲佇列3、3b、低優先訊框緩衝器4、4a、再送用緩衝器6、延遲佇列10係記憶體(memory)，傳送訊框選擇部5、5a、5b、5c係傳送訊框選擇電路，輸出控制部7、 7a係輸出控制電路，選擇部8係選擇電路，多重部9係多重電路。另外，在第1、5、8、11所示的中繼裝置中，一部份的構成亦可藉由軟體(software)來構成。第17圖係顯示實現中繼裝置1、1a、1b、1c之構成之硬體構成的圖。在中繼裝置1、1a、1b、1c中一部份的構成，係由處理器(processor)91執行記憶於記憶體92之各構成用的程式(program)來實現，且與傳送器93及接收器94一同實現中繼裝置1、1a、1b、1c。處理器91、記憶體92、傳送器93及接收器94係藉由系統匯流排(system bus)95而連接。亦可由複數個處理器91及複數個記憶體92協作執行第1、5、8、11圖所示之各構成的功能。
以上之實施形態所示的構成係顯示本發明之內容的一例，亦可與其他公知的技術組合，只要在不脫離本發明之要旨的範圍內，亦可省略、變更構成的一部份。
綜上所述，本發明之中繼裝置及資料轉送方法係對於無線通訊具有效益，尤其適用於FA網路。
1‧‧‧中繼裝置
2‧‧‧訊框判定部
3‧‧‧固定延遲佇列
4‧‧‧低優先訊框緩衝器
5‧‧‧傳送訊框選擇部
6‧‧‧再送用緩衝器
7‧‧‧輸出控制部

Claims (24)

  1. 一種中繼裝置，其特徵在於包括：判定手段，根據在接收訊框內被定義的識別符，將前述接收訊框依每一輸出埠分配為高優先訊框及優先度較前述高優先訊框低的低優先訊框；高優先佇列(queue)，使在前述判定手段中所分配的前述高優先訊框，延遲在後段裝置中正常接收訊框後可轉送或棄置之訊框長度及規定之傳送間隔的和以上的時間而進行傳送；低優先訊框儲存手段，用以儲存在前述判定手段中所分配的前述低優先訊框；傳送訊框選擇手段，於傳送前述高優先訊框時傳送前述低優先訊框期間之情形下，進行使前述低優先訊框之傳送中斷且進行再送的控制；及輸出控制手段，根據前述傳送訊框選擇手段的控制，選出傳送至前述後段裝置的訊框。
  2. 根據申請專利範圍第1項之中繼裝置，其中前述低優先訊框儲存手段係包括：低優先訊框緩衝器，用以儲存在前述判定手段中所分配的前述低優先訊框；及再送用緩衝器，用以儲存從前述低優先訊框緩衝器所輸出的前述低優先訊框；前述傳送訊框選擇手段係於傳送前述高優先訊框時從前述低優先訊框緩衝器傳送前述低優先訊框期間之情形下，進 行一面持續將前述低優先訊框儲存至前述再送用緩衝器，一面使前述低優先訊框之傳送中斷的控制。
  3. 根據申請專利範圍第2項之中繼裝置，其中前述傳送訊框選擇手段係進行：在完成前述高優先訊框的傳送後，將傳送被中斷而儲存於前述再送用緩衝器的前述低優先訊框，從訊框的前頭進行再度傳送的控制。
  4. 根據申請專利範圍第3項之中繼裝置，其中前述傳送訊框選擇手段係在完成傳送儲存於前述再送用緩衝器之前述低優先訊框後，指示釋出儲存於前述再送用緩衝器的前述低優先訊框。
  5. 根據申請專利範圍第1項之中繼裝置，其中前述低優先訊框儲存手段係為用以儲存前述判定手段中所分配的前述低優先訊框，直到前述低優先訊框之傳送完成為止都在儲存前述低優先訊框之資料的狀態下可進行再送的低優先訊框緩衝器；前述傳送訊框選擇手段係於傳送前述高優先訊框時從前述低優先訊框緩衝器傳送前述低優先訊框期間之情形下，進行使前述低優先訊框之傳送中斷的控制。
  6. 根據申請專利範圍第5項之中繼裝置，其中前述傳送訊框選擇手段係進行：在完成前述高優先訊框的傳送後，將傳送被中斷而儲存於前述低優先訊框緩衝器的前述低優先訊框，從訊框的前頭進行再度傳送的控制。
  7. 根據申請專利範圍第6項之中繼裝置，其中前述傳送訊框選擇手段係在完成傳送儲存於前述低優先訊框緩衝器的前 述低優先訊框之後，指示釋出儲存於前述低優先訊框緩衝器的前述低優先訊框。
  8. 根據申請專利範圍第1項之資料轉送方法，其中前述傳送訊框選擇手段係進行：在前述低優先訊框與前述高優先訊框的轉送競爭時，確認前述低優先訊框已被傳送了在前述後段裝置中正常接收訊框後可轉送或棄置的訊框長度以上並中斷前述低優先訊框之傳送的控制。
  9. 根據申請專利範圍第1至8項中任一項之中繼裝置，係進一步包括選擇手段，該選擇手段係在複數個前述高優先訊框的轉送競爭時，根據在前述接收訊框內被定義的識別符、或預先設定的識別符，來判別已產生競爭之高優先訊框的優先度；前述傳送訊框選擇手段係進行：根據前述選擇手段的判別結果，將前述已產生競爭之高優先訊框中優先度最高的訊框以固定延遲方式傳送，且廢棄其餘之已產生競爭之高優先訊框的控制。
  10. 根據申請專利範圍第1至8項中任一項之中繼裝置，其中前述高優先佇列係進一步依每一輸出埠儲存複數個高優先訊框，且使高優先訊框延遲固定時間或動態性指定的時間。
  11. 根據申請專利範圍第10項之中繼裝置，其中前述高優先佇列係於複數個前述高優先訊框之轉送競爭時，根據在前述接收訊框內被定義的識別符、或預先設定的識別符，來判別已產生競爭之高優先訊框的優先度；前述傳送訊框選擇手段係根據在前述高優先佇列中之前述 高優先訊框之優先度的判別結果、及動態性變化的識別符資訊，而進行將前述已產生競爭之高優先訊框中優先度最高的訊框以固定延遲方式傳送，且使其餘之已產生競爭之高優先訊框延遲固定延遲以上且依優先度高的順序傳送的控制。
  12. 根據申請專利範圍第10項之中繼裝置，其中前述高優先佇列係於複數個前述高優先訊框之轉送競爭時，根據在前述接收訊框內被定義的識別符、或預先設定的識別符，來判別已產生競爭之高優先訊框的優先度及轉送類別；前述傳送訊框選擇手段係根據在前述高優先佇列中之前述高優先訊框之優先度及轉送類別的判別結果、及動態性變化的識別符資訊，而進行將前述已產生競爭之高優先訊框中優先度最高的訊框依據轉送類別優先地傳送，且使其餘之已產生競爭之高優先訊框依優先度高的順序且依照轉送類別傳送的控制。
  13. 一種資料轉送方法，為中繼裝置之資料轉送方法，其特徵在於包括下列步驟：判定步驟，根據在接收訊框內被定義的識別符，將前述接收訊框依每一輸出埠分配為高優先訊框及優先度較前述高優先訊框低的低優先訊框；高優先訊框儲存步驟，儲存於高優先佇列，該高優先佇列係使在前述判定步驟中所分配的前述高優先訊框，延遲後段裝置中正常接收訊框後可轉送或棄置之訊框長度及規定之傳送間隔的和以上的時間而進行傳送； 低優先訊框儲存步驟，將在前述判定步驟中所分配的前述低優先訊框予以儲存於低優先訊框儲存手段；傳送訊框選擇步驟，於傳送前述高優先訊框時傳送前述低優先訊框期間之情形下，進行一面使前述低優先訊框之傳送中斷且再度傳送的控制；及輸出控制步驟，根據在前述傳送訊框選擇步驟的控制，選出傳送至前述後段裝置的訊框。
  14. 根據申請專利範圍第13項之資料轉送方法，其中前述低優先訊框儲存手段係由低優先訊框緩衝器及再送用緩衝器所構成，而在前述低優先訊框儲存步驟中當前述低優先訊框儲存於前述低優先訊框緩衝器之情形下，包括將從前述低優先訊框緩衝器所輸出的前述低優先訊框儲存於再送用緩衝器的再送用緩衝器儲存步驟；在前述傳送訊框選擇步驟中，係於傳送前述高優先訊框時從前述低優先訊框緩衝器傳送前述低優先訊框期間之情形下，進行一面持續將前述低優先訊框儲存至前述再送用緩衝器，一面使前述低優先訊框之傳送中斷的控制。
  15. 根據申請專利範圍第14項之資料轉送方法，其中在前述傳送訊框選擇步驟中係進行：在完成前述高優先訊框的傳送後，將傳送被中斷而儲存於前述再送用緩衝器的前述低優先訊框，從訊框的前頭進行再度傳送的控制。
  16. 根據申請專利範圍第15項之資料轉送方法，其中在前述傳送訊框選擇步驟中係在完成傳送儲存於前述再送用緩衝器之前述低優先訊框後，指示釋出儲存於前述再送用緩衝器 的前述低優先訊框。
  17. 根據申請專利範圍第13項之資料轉送方法，其中在前述低優先訊框儲存步驟中，係設為將在前述判定手段中所分配的前述低優先訊框儲存於屬於前述低優先訊框儲存手段的低優先訊框緩衝器，且直到前述低優先訊框之傳送完成為止都在儲存前述低優先訊框之資料的狀態下可進行再送的狀態；在前述傳送訊框選擇步驟中，係在傳送前述高優先訊框時從前述低優先訊框緩衝器傳送前述低優先訊框期間之情形下，進行使前述低優先訊框之傳送中斷的控制。
  18. 根據申請專利範圍第17項之資料轉送方法，其中在前述傳送訊框選擇步驟中係進行：在完成前述高優先訊框的傳送後，將傳送被中斷而儲存於前述低優先訊框緩衝器的前述低優先訊框，從訊框的前頭進行再度傳送的控制。
  19. 根據申請專利範圍第18項之資料轉送方法，其中在前述傳送訊框選擇步驟中，係在完成傳送儲存於前述低優先訊框緩衝器之前述低優先訊框後，指示釋出儲存於前述低優先訊框緩衝器的前述低優先訊框。
  20. 根據申請專利範圍第13項之資料轉送方法，其中在前述傳送訊框選擇步驟中係進行：在前述低優先訊框與前述高優先訊框的轉送競爭時，確認前述低優先訊框已被傳送了在前述後段裝置中可正常棄置的訊框長度以上並中斷前述低優先訊框之傳送的控制。
  21. 根據申請專利範圍第13至20項中任一項之資料轉送方法， 包含：判別步驟，於複數個前述高優先訊框的轉送競爭時，根據在前述接收訊框內被定義的識別符、或預先設定的識別符，來判別已產生競爭之高優先訊框的優先度；在前述傳送訊框選擇步驟中係進行：根據前述判別步驟中的判別結果，將前述已產生競爭之高優先訊框中優先度最高的訊框以固定延遲方式傳送，且廢棄其餘之已產生競爭之高優先訊框的控制。
  22. 根據申請專利範圍第13至20項中任一項之資料轉送方法，其中在前述高優先訊框儲存步驟中，係進一步依每一輸出埠儲存複數個高優先訊框，且使高優先訊框延遲固定時間或動態性指定的時間。
  23. 根據申請專利範圍第22項之資料轉送方法，係包含：判別步驟，於複數個前述高優先訊框的轉送競爭時，根據在前述接收訊框內被定義的識別符、或預先設定的識別符，來判別已產生競爭之高優先訊框的優先度；在前述傳送訊框選擇步驟中係進行：根據在前述高優先佇列中之前述高優先訊框之優先度的判別結果、及動態性變化的識別符資訊，將前述已產生競爭之高優先訊框中優先度最高的訊框以固定延遲方式傳送，且使其餘之已產生競爭之高優先訊框延遲固定延遲以上且依優先度高的順序傳送的控制。
  24. 根據申請專利範圍第22項之資料轉送方法，係包含：判別步驟，在複數個前述高優先訊框之轉送競爭時，根據在前述接收訊框內被定義的識別符、或預先設定的識別符，來 判別已產生競爭之高優先訊框的優先度及轉送類別；在前述傳送訊框選擇步驟中係進行：根據在前述高優先佇列中之前述高優先訊框之優先度及轉送類別的判別結果、及動態性變化的識別符資訊，將前述已產生競爭之高優先訊框中優先度最高的訊框依據轉送類別優先地傳送，且使其餘之已產生競爭之高優先訊框依優先度高的順序且依照轉送類別傳送的控制。
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