ES3048408T3 - Hardware-based and efficient forwarding of data - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un dispositivo de transmisión para la transmisión eficiente de datos en un automóvil, que permite, por ejemplo, la transmisión eficiente de 128 rutas virtuales de datos a través de un único canal físico. La invención propuesta proporciona dispositivos unidireccionales que, gracias a su reducida complejidad, se pueden suministrar con un mínimo esfuerzo técnico. La presente invención es especialmente adecuada para los requisitos de un automóvil, donde la reducción de peso y una alta tolerancia a fallos son esenciales. La reducción de peso se consigue simplificando las unidades convencionales, que requieren una única ruta física, mientras que los dispositivos pueden gestionar 128 rutas virtuales de datos. La robustez a fallos se consigue, según la invención, diseñando los componentes estructurales unidireccionalmente, lo que permite su creación con especial simplicidad y sin características estructurales propensas a fallos. La invención se refiere además a un dispositivo de entrada en la dirección de transmisión, que es parcialmente inverso funcionalmente al dispositivo de salida en la dirección de recepción, así como a un dispositivo de procesamiento de datos por paquetes tanto en la dirección de transmisión como en la de recepción, y a una configuración de sistema que comprende los dispositivos de transmisión y recepción propuestos. Además, se propone un método que comprende un programa informático con pasos de proceso adecuados para proporcionar la configuración del sistema (es decir, el dispositivo de entrada y el dispositivo de salida) en una planta de producción. Asimismo, se propone un medio legible por ordenador que contiene los comandos de control. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] Transmisión de datos eficiente y basada enhardware

[0005] La presente invención está orientada a un dispositivo de emisión para la transferencia eficiente de datos a un automóvil, que permite que se puedan transmitir datos de forma eficiente a un único canal físico, por ejemplo, 128 rutas de datos virtuales. La invención propuesta consigue dispositivos, que están diseñados unidireccionalmente y, por tanto, se pueden proporcionar con poco esfuerzo técnico, debido a una complejidad reducida. La presente invención atiende especialmente a las exigencias del automóvil, para lo cual es necesario el ahorro de peso y una alta tolerancia a los errores. El ahorro de peso se consigue por medio de la simplificación de unidades convencionales, para lo cual únicamente es necesaria una única ruta física, no obstante, los dispositivos pueden gestionar 128 rutas de datos virtuales. La resistencia frente a los errores se alcanza, según la invención, puesto que los componentes estructurales están diseñados de forma unidireccional y, por tanto, pueden conseguirla de forma especialmente sencilla y sin características estructurales propensas a los errores. Además, la invención está orientada a un dispositivo de entrada en dirección de emisión, donde parte del dispositivo de salida está diseñada de forma funcionalmente inversa en dirección de recepción, así como de un dispositivo de procesamiento de paquetes de datos en dirección de emisión y en dirección de recepción; así como a una disposición de sistema, que comprende el dispositivo de emisión propuesto y el dispositivo de recepción propuesto. Asimismo, un proceso propuesto y un producto de programa informático, que comprende pasos de proceso, el cual en un sistema de producción es adecuado para proporcionar la disposición de sistema o el dispositivo de entrada y el dispositivo de salida. Además, se propone un medio legible por ordenador, que presenta las instrucciones de control.

[0007] El documento US 2013/0101058 A1 muestra una interfaz multiprotocolo con una pluralidad de componentes y rutas de datos bidireccionales.

[0009] Del estado de la técnica se conocen diferentes soluciones, que realizan una comunicación de datos en términos desoftware.Además, del estado de la técnica se conocen diferentes soluciones, que presentan componentes, que se aplican en términos desoftwareo dehardware.

[0011] En particular, una implementación en términos desoftwarepuede suponer un gran esfuerzo y la complejidad de la circuitería subyacente es alta. Tales aplicaciones atienden a escenarios de aplicación, que tienen que ser flexibles y por ejemplo, deben implementar una conmutación dinámica de paquetes.

[0013] Los procesos del estado de la técnica no suelen ser adecuados para su uso en un automóvil, puesto que se utilizan con frecuencia estándares propietarios, que están concebidos para redes informáticas potentes y que, sin embargo, no se corresponden con las exigencias de un automóvil. En un automóvil se requieren unas exigencias muy distintas de transmisión de datos en tiempo real o de robusticidad frente a los errores. Los procesos que se refieren a la transmisión de datos de vídeo suelen estar concebidos para el consumidor final, que dispone de sistemas informáticos potentes. En tales escenarios de aplicación, se suele disponer de grandes capacidades dehardwarey el consumo de energía también desempeña únicamente un papel secundario. Por el contrario, en el automóvil es necesario ahorrar peso, ofrecer una alta fiabilidad y ahorrar energía. En la electromovilidad, un consumo energético alto se traduce directamente en una autonomía baja del automóvil. En este sentido, en el estado de la técnica existe la necesidad de conseguir dispositivos, que consigan datos con poco esfuerzo técnico y con alta eficiencia en muchos aspectos.

[0014] Todas estas técnicas enumeradas a modo de ejemplo están optimizadas para la transmisión de un tipo de datos (vídeo, audio, SPI, Ethernet). No es posible un “puenteo” de una interfaz (p. ej. puerto de visualización) a otra interfaz con el mismo tipo de datos (p. ej.) HDMI.

[0016] En este caso, los sistemas electrónicos en vehículos son desde hace décadas cada vez más complejos, cada vez más potentes y cada vez “ más ricos en datos” .

[0018] A este respecto, la interconexión efectiva y rápida de unidades de visualización, accionadores, sensores y unidades de procesamiento desempeña un papel central, cuando no incluso un papel determinante del rendimiento del sistema.

[0019] Las unidades de visualización, sistema de sensores y accionadores y las unidades de procesamiento asociadas están alejados con relativa distancia entre sí en un vehículo. Ahora bien, si para cada interfaz se dan soluciones de comunicación individuales entre sensor/accionador y unidad de procesamiento (GPU/CPU), como en un PC o teléfono móvil (estado de la técnica anterior), esto significa un cableado inmensamente complejo (peso) con un rendimiento generalmente restringido, debido a la distancia espacial.

[0021] Así pues, para ahorrar peso con los cables y conectores, existe la necesidad de concentrar conexiones de datos en un mismo sistema de cables. Para un mismo tipo de datos, estas son las clásicas soluciones SERDES (estado de la técnica). Sistemas para transmitir datos de forma serial a una velocidad de datos de gigabits.

[0023] La concentración de diferentes rutas de datos exige soluciones universales, no específicas del tipo de datos (vídeo, audio, etc.). La pluralidad de interfaces de datos, tanto las existentes, como las que se van creando continuamente se ha de representar en interfaces normalizadas y universales, para permitir la mayor reutilización posible de la compleja lógica de ruta de datos.

[0025] Con ello, existe la necesidad de conseguir dispositivos, disposiciones de sistema y procesos, que no puedan ocasionar los inconvenientes descritos con anterioridad y, en particular, que se puedan utilizar ventajosamente en un automóvil.

[0026] En consecuencia, la presente invención tiene por objeto proponer un dispositivo de emisión, que se pueda aplicar de forma particularmente eficiente y que, además, precisamente ahorre recursos dehardwareen relación con su uso en el automóvil. Además, es una tarea proponer un dispositivo de recepción diseñado para funcionar parcialmente inverso a un dispositivo de emisión, así como una disposición de sistema que combine todos los dispositivos entre sí Asimismo, es tarea de la presente invención proponer un proceso para proporcionar dispositivos, así como un producto de programa informático con un medio de almacenamiento legible por ordenador.

[0028] El objetivo se resuelve con las características de la reivindicación 1. Otras configuraciones ventajosas se indican en las reivindicaciones dependientes.

[0030] En consecuencia, se propone un dispositivo de entrada en dirección de emisión para la transmisión eficiente de datos a un automóvil, que presenta un equipo de interfaz de entrada que presenta una pluralidad de unidades de interfaz de entrada, con un primer grupo de unidades de interfaz de entrada, que están configuradas en cada caso para la recepción de datos continuos en términos dehardwarey un segundo grupo de unidades de interfaz de entrada, que están configuradas en cada caso para recibir datos discontinuos en términos dehardware; un equipo de paquetización configurado para segmentar datos y para enriquecer datos con información de transferencia e información de protección de datos; un equipo de paquetización, dispositivo de procesamiento de paquetes de datos para la transferencia de datos y un equipo de salida en dirección de emisión configurado para proporcionar datos a un canal de transmisión físico, donde el equipo de interfaz de entrada, el equipo de paquetización y el equipo de salida están acoplados de forma unidireccionalmente comunicativa.

[0032] El dispositivo de entrada propuesto en dirección de emisión es eficiente con respecto a la transferencia de datos, puesto que ya la estructura del dispositivo de entrada está concebida, de tal manera que solo se produce una transferencia de datos unidireccional y el dispositivo no está formado bidireccionalmente, como prevé el estado de la técnica. Esta simplicidad del dispositivo de entrada permite proporcionar el dispositivo de forma particularmente eficiente y solo son necesarios dos tipos de interfaces de entrada. Estas interfaces de entrada presentan diferentes tipos y están optimizadas para la recepción de datos continuos o datos discontinuos. Además, es posible controlar el equipo de paquetización, que también se le puede llamar dispositivo de procesamiento de paquetes de datos o equipo de procesamiento de paquetes de datos, de tal manera que solo sea necesario un canal de datos físico. Si se utilizan varias rutas de datos, según la invención, es posible configurar hasta 128 rutas de datos virtuales en este un canal de datos físico. De esto se deduce una tolerancia a los errores particularmente alta, así como una reducción de peso, puesto que justamente no se han de facilitar muchas rutas físicas, sino solo un único canal de datos físico.

[0034] La transferencia de datos se realiza de tal manera, que los datos se reciben en el equipo de interfaz de entrada y pasan por el dispositivo de entrada en dirección de emisión, se multiplexan en el dispositivo de procesamiento de paquetes de datos con paquetes de datos de otros equipos de interfaz de entrada y se emiten en el equipo de salida en dirección de emisión. La multiplexación significa transmitir varias señales o flujos de información en una línea al mismo tiempo en forma de una única señal compleja y, a continuación, en el lado de recepción dividirlas de nuevo en señales separadas. Según la presente invención, se combinan, por tanto, paquetes de datos de varios equipos de interfaz de entrada.

[0036] Durante el paso de los datos, también se pueden llevar a cabo otros pasos del proceso. En particular, es posible extraer o procesar los datos en el dispositivo de procesamiento de paquetes de datos. Al dispositivo de entrada puede estar acoplado, por ejemplo, un dispositivo de procesamiento de paquetes de datos, que emite una señal correspondiente.

[0038] El equipo de interfaz de entrada presenta una pluralidad de unidades de interfaz de entrada. Este hecho lleva a que el equipo de interfaz de entrada pueda recibir los datos para los diferentes canales virtuales a través de varios canales de datos físicos, donde cada canal virtual está asignado a una unidad de interfaz de entrada. Generalmente, el equipo de interfaz de entrada o la unidad de interfaz de entrada está implementado de tal manera, que este está configurado para recibir datos continuos o para recibir datos discontinuos. La diferencia técnica entre estas interfaces hace referencia, por ejemplo, a la magnitud de la memoria intermedia o la memoria volátil disponible. Por lo tanto, normalmente hay dos grupos de unidades de interfaz de entrada, donde está previsto un grupo para recibir datos continuos y el segundo para recibir datos discontinuos. Normalmente se reciben todos los datos a través del equipo de interfaz de entrada. Un flujo de datos discontinuo puede ser, por ejemplo, datos de vídeo y datos discontinuos pueden ser instrucciones de control. Ambos grupos de unidades de interfaz de entrada también se pueden diferenciar, según un aspecto de la presente invención, en el hecho de que el primer grupo dispone de una unidad de procesamiento más rápida que el segundo grupo. Lo cual permite que los datos continuos con gran almacenamiento y/o un mayor rendimiento de procesador se procesen más rápido que en el caso del procesamiento de datos discontinuos.

[0039] Asimismo, está previsto un equipo de paquetización [Segmentation Unit (unidad de segmentación)], que está configurado para generar paquetes de datos, donde se prevé información específica de paquetes de datos. A este respecto, puede ser información con respecto al direccionamiento o enrutamiento, pero también para proteger la información específica de los paquetes de datos. Una protección de la información específica de los paquetes de datos se puede llevar a cabo, por ejemplo, por medio de una suma de verificación. Según un aspecto de la presente invención, en este caso también se realiza el control de la paquetización de datos. Lo que significa, por tanto, que se realiza un formateo de los datos de aplicación en paquetes de datos (celdas de datos) y/o una adaptación del ancho de bit.

[0041] Según un aspecto de la presente invención, la unidad de procesamiento de los siguientes paquetes de datos [Crossbar Unit (unidad de barras cruzadas)] complementa la información específica de los paquetes de datos con información de transferencia, que indica a qué objetivo se deben transferir los datos. A este respecto, puede tratarse de un enrutamiento estático, lo cual a su vez es particularmente fácil de implementar. Un enrutamiento dinámico significaría mucho esfuerzo técnico y el dispositivo de entrada no se podría implementar con eficiencia.

[0043] Asimismo, según un aspecto de la presente invención, está previsto un equipo de salida [Line Coding & Framer Unit (codificación en línea y unidad de trama)], que está configurado para proporcionar datos a un canal de transmisión físico. El equipo de salida recibe los datos de la unidad de procesamiento de paquetes de datos (Crossbar Unit) y está configurada en términos dehardwarepara emitir después los datos. La emisión se puede transmitir, por ejemplo, al dispositivo de salida propuesto en dirección de emisión. A este respecto, el dispositivo de salida en dirección de emisión tiene a disposición un equipo de entrada. El equipo de salida está implementado de tal manera, que este procesa los datos paquetizados de la unidad de procesamiento de paquetes de datos (Crossbar Unit), los emite y/o los proporciona al canal de transmisión físico. El canal de transmisión físico puede ser un cable y el equipo de salida también proporciona a este respecto una interfaz.

[0045] El equipo de interfaz de entrada [Burst Data Interface (interfaz de ráfaga de datos), Stream Data Interface (interfaz de datos en flujo continuo)], el equipo de paquetización (Segmentation Unit), la unidad de procesamiento de paquetes de datos (Crossbar Unit) y el equipo de salida (Line Coding & Framer Unit) están conectados de tal manera, que estos transmiten datos unidireccionales, es decir, por tanto, que los datos de entrada del equipo de interfaz de entrada se transfieren al equipo de paquetización y la unidad de procesamiento de paquetes de datos y, a continuación, se pueden emitir por medio del equipo de salida. No se prevé un flujo de datos en secuencia inversa. Con ello, es posible implementar de forma particularmente eficiente el dispositivo de entrada propuesto.

[0047] La invención consigue, entre otras, las siguientes ventajas:

[0049] - Extensibilidad modular en interfaces de aplicación, sin modificar la lógica de ruta de datos (se garantiza la conformidad y compatibilidad con los presentes sistemas);

[0051] - Utilización de cualquier Phys con diferentes anchos de banda, sin modificar la lógica de ruta de datos (se garantiza la conformidad y compatibilidad con los presentes sistemas);

[0053] - Solución dehardwarepara la adaptación a cualquier interfaz de aplicación reduce la complejidad desoftwarey garantiza un alto y eficiente rendimiento.

[0055] Según un aspecto de la presente invención, un número de unidades de interfaz está comprendido entre 2 y 128 y/o hay hasta 128 rutas de datos virtuales hacia las unidades de interfaz de entrada. Esto tiene como ventaja que los requisitos dehardwarese pueden minimizar, de modo que solo haya que disponer de una única interfaz física y, sin embargo, se puedan configurar 128 rutas de datos virtuales. También puede variar el número de unidades de interfaz, donde tiene que haber al menos una unidad de interfaz de entrada del primer grupo y una unidad de interfaz de entrada del segundo grupo. Por tanto, se garantiza que tanto los datos continuos, como los datos discontinuos se puedan procesar de forma óptima.

[0057] Según otro aspecto de la presente invención, el equipo de interfaz de entrada, el equipo de paquetización, la unidad de procesamiento de paquetes de datos y/o el equipo de salida se aplican en términos dehardware.Lo cual supone la ventaja de que no se ha de implementar ninguna circuitería compleja, que almacene o ejecute instrucciones desoftware.Es más, los equipos pueden estar codificados de forma rígida y, por tanto, también se pueden operar de forma eficiente. Los equipos se pueden proporcionar con una baja complejidad técnica, puesto que no se tienen que procesar procedimientos dinámicos. Por consiguiente, se pueden proporcionar todas las unidades firmemente conectadas. Lo cual aumenta la seguridad a prueba de fallos y reduce la demanda energética.

[0059] Según otro aspecto de la presente invención, todas las unidades y equipos transmiten solo datos en una dirección. Lo cual supone la ventaja de que se pueden dotar de forma particularmente eficiente las características estructurales. Además, a través de la transmisión de datos unidireccional, se garantiza que no estén previstos mecanismos de protección, puesto que es posible un flujo de datos solo en una dirección. Por tanto, los datos defectuosos no se pueden transmitir en dirección contraria, lo que a su vez implementa un mecanismo de protección simple.

[0060] Según otro aspecto de la presente invención, los datos continuos están presentes como datos en flujo continuo y los datos discontinuos están presentes como ráfaga de datos. Esto supone la ventaja de que se puede abordar el concepto de transmisión correspondiente en términos dehardwarey, con ello, se puede proporcionar unhardwareoptimizado. Por tanto, elhardwarepuede atender a las particulares exigencias de los datos en flujo continuo o ráfaga de datos. Precisamente con datos en flujo continuo existe una gran exigencia de transmisión en tiempo real, en este caso, datos de vídeo, de otro modo se identificaría un retraso. Además, se pueden implementar mecanismos, que se ocupen de que los datos en flujo continuo se transmitan continuamente y en que ráfagas de datos dejen pausas en la transmisión de datos. Entonces, las memorias intermedias pueden estar configuradas correspondientemente.

[0062] De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, los datos continuos pueden presentar una trama, que segmente los datos continuos (p. ej.: Hsync, Vsync, DE en vídeo) y datos discontinuos normalmente no presentan información de trama, puesto que estos tienen un inicio y fin implícitos, debido a la estructura de datos en ráfaga. A su vez, se realiza una circuitería particularmente eficiente, que en caso de datos continuos dispone de una lógica implementada enhardware,que graba la información de trama al paquete de datos. El mismo mecanismo se puede utilizar opcionalmente en caso de datos discontinuos, para señalizar del inicio/fin de ráfaga.

[0064] Según otro aspecto de la presente invención, las unidades de interfaz presentan una gran memoria intermedia para los datos continuos como unidades de interfaz para datos discontinuos. Esto presenta la ventaja de que no hay que sobredimensionar las memorias y justo las interfaces para datos discontinuos pueden estar configuradas de forma correspondientemente eficiente. Lo cual reduce a su vez la complejidad técnica de la presente facilitación.

[0066] Según otro aspecto de la presente invención, el equipo de paquetización adapta los datos en su formato. Esto presenta la ventaja de que se puede proporcionar información adicional, como por ejemplo, una dirección y/o una suma de verificación para la protección de la transmisión de datos.

[0068] Según otro aspecto de la presente invención, el equipo de interfaz de entrada, el equipo de paquetización y el equipo de salida presentan memorias volátiles. Lo cual supone la ventaja de que se pueden conseguir memorias eficientes, que no tengan que almacenar datos de forma persistente. Las memorias volátiles se producen de forma particularmente sencilla y cuentan además con una alta velocidad de funcionamiento.

[0070] Según otro aspecto de la presente invención, el número de unidades de interfaz del primer grupo y del segundo grupo es el mismo. Este hecho supone la ventaja de que es posible un procesamiento simétrico y, con ello, se pueden conseguir unidades de interfaz especializadas.

[0072] Sin embargo, según otro aspecto, el número de unidades de interfaz del primer grupo y del segundo grupo también puede variar. Por tanto, esto permite tener en cuenta el escenario de aplicación correspondiente.

[0074] El objetivo también se consigue por medio de un dispositivo de salida en dirección de recepción para la transmisión eficiente de datos a un automóvil, que presenta un equipo de interfaz de salida que presenta una pluralidad de unidades de interfaz de salida, con un primer grupo de unidades de interfaz de salida, que están configuradas en cada caso para la emisión de datos continuos en términos dehardwarey un segundo grupo de unidades de interfaz de entrada, que están configuradas en cada caso para emitir datos discontinuos en términos dehardware;un equipo de despaquetización [Reassembly Unit (unidad de reensamblaje)] configurado para recuperar los datos de aplicación del paquete de datos, de la información de transferencia y de la información de protección de datos; una unidad de procesamiento de paquetes de datos (Crossbar Unit) y un equipo de entrada en dirección de recepción, configurado para recibir datos en un canal de transmisión físico, donde el equipo de interfaz de salida en dirección de recepción, el equipo de despaquetización, la unidad de procesamiento de paquetes de datos y el equipo de entrada en dirección de recepción están acoplados de forma unidireccionalmente comunicativa.

[0076] Según un aspecto de la presente invención, el dispositivo de salida en dirección de recepción está formado con funcionalidad inversa de forma análoga al dispositivo de entrada en dirección de emisión. Lo que significa, por tanto, que el dispositivo de salida en dirección de recepción proporciona una funcionalidad inversa y la emisión del dispositivo de entrada en dirección de emisión se proporciona para la entrada del dispositivo de salida en dirección de recepción. Los datos paquetizados del dispositivo de entrada en dirección de emisión se despaquetizan, por tanto, en el dispositivo de salida en dirección de recepción y se emiten en dirección inversa. En este sentido, todos los aspectos del dispositivo de entrada en dirección de emisión también conciernen a los aspectos del dispositivo de salida en dirección de recepción. El procesamiento de datos o transferencia de datos se realiza en el dispositivo de salida de forma inversa a la dirección del dispositivo de entrada.

[0078] El objetivo se consigue por medio de una disposición de sistema, que presenta el dispositivo de emisión y el dispositivo de recepción, que están acoplados de forma comunicativa por medio de una conexión de datos en serie. La disposición de sistema puede estar conformada de una sola pieza, pero el dispositivo de emisión y el dispositivo de recepción se pueden implementar de forma separada.

[0079] Según otro aspecto de la presente invención, entre todos los dispositivos, equipos y unidades está previsto un enrutamiento estático y/o un cableado fijo. Esto presenta la ventaja de que las características estructurales pueden estar formadas de manera eficiente y se consigue un mejor tiempo de ejecución.

[0081] Según otro aspecto de la presente invención, la disposición de sistema está conformada de una sola pieza. Lo cual tiene la ventaja de conseguir una construcción compacta y resistente a los daños. En este caso, de una pieza significa que los componentes no se pueden separar sin ocasionar daños. Con ello, es posible conectar o cablear los componentes del dispositivo de entrada y el dispositivo de salida, en particular, el equipo de interfaz de entrada y el equipo de interfaz de salida, de forma eficiente y comunicativa con poco esfuerzo técnico.

[0083] Según otro aspecto de la presente invención, el equipo de interfaz de entrada y el equipo de interfaz de salida presentan entre sí un acoplamiento comunicativo directo, cableado de forma fija. Esto presenta la ventaja de que se forma un bucle de realimentación sin forzar la unidireccionalidad. Lo cual permite llevar a cabo una prueba de funcionamiento sin gran esfuerzo técnico.

[0085] Según otro aspecto de la presente invención, una prueba de funcionamiento se puede realizar de tal manera, que mediante una comunicación de datos directa entre el equipo de interfaz de entrada y el equipo de interfaz de salida, se introduzcan los mismos datos y después se emitan. Esto presenta la ventaja de que se pueden verificar fácilmente los equipos en lo referente a su funcionalidad. Si se introduce un flujo de datos en el equipo de interfaz de entrada, este se puede emitir entonces al equipo de interfaz de salida, directamente por medio de un acoplamiento directo, es decir, sin pasar por más equipos. Con ello, es posible verificar si los datos han pasado correctamente. Como alternativa, no se espera emitir los mismos datos, sino los datos introducidos procesados, para verificar si hasta este componente el procesamiento se ha llevado a cabo de acuerdo con las especificaciones. Por tanto, resulta una prueba de funcionamiento sencilla, que en la comunicación de datos por medio del pequeño bucle de realimentación excluye los componentes adicionales acoplados en serie, de acuerdo con la larga comunicación de datos.

[0087] El objetivo también se consigue por medio de un proceso para proporcionar un dispositivo de entrada para la transmisión eficiente de datos a una ruta de datos virtual, que presenta la facilitación de un equipo de interfaz de entrada, que presenta una pluralidad de unidades de interfaz de entrada, con un primer grupo de unidades de interfaz de entrada, que están configuradas en cada caso para la recepción de datos continuos en términos dehardwarey un segundo grupo de unidades de interfaz de entrada, que están configuradas en cada caso para recibir datos discontinuos en términos dehardware;la facilitación de un equipo de paquetización y una unidad de procesamiento de paquetes de datos, configurada para enriquecer datos con información de transferencia e información de protección de datos; y la facilitación de un equipo de salida, configurado para proporcionar datos a un canal de transmisión físico, donde el equipo de interfaz de entrada, el equipo de paquetización, la unidad de procesamiento de paquetes de datos y el equipo de salida están acoplados de forma unidireccionalmente comunicativa.

[0089] Un aspecto de la presente invención es concentrar varios flujos de datos (vídeo, audio y datos) en una trama de transporte y transmitirlos en serie. Los distintos formatos de datos presentan no solo diferentes exigencias de ancho de banda, sino también diferentes exigencias de latencia y de índice de errores binarios. En particular, la transmisión de formatos de datos de vídeo actuales requiere no solo la transmisión de puros datos de vídeo y su información de trama, sino también el apoyo de métodos de cifrado como HDCP. Todo esto requiere muchos canales de datos diferentes con distintas exigencias de ancho de banda, latencia y de índice de errores binarios o reconocimiento de errores binarios. Cabe añadir el deseo de arquitecturas de red bastante más complejas que una arquitectura sencilla emisor/receptor. Son ventajosas las arquitecturas con varios repetidores, donde pueden empezar y terminar las rutas de datos, las ramificaciones (Y) también con la posibilidad de integrar rutas de datos de nuevo en un enlace.

[0091] Según un aspecto de la presente invención, la tecnología sigue la idea fundamental de concentrar los datos de diferentes servicios, no obstante, ofrece posibilidades totalmente nuevas en lo referente a arquitecturas de red y permite nuevos enfoques en la implementación de interfaces de vídeo actuales. Asimismo, se puede utilizar como sistema de transporte de datos universal, por ejemplo, también para la transmisión de datos de Ethernet y de cámara o cualquier tipo de datos de sensor.

[0093] En una ruta virtual de esta invención, todos los paquetes o celdas de datos toman la misma ruta, al contrario que IP, donde un paquete podría alcanzar su objetivo a través de distintas rutas como paquetes anteriores y posteriores. Por tanto, la latencia a través de una ruta virtual es constante.

[0095] Además, las rutas virtuales basadas en paquetes o celdas de datos presentan la ventaja de que se pueden utilizar como capa de multiplexación para diferentes servicios (vídeo, audio, Ethernet).

[0097] Por tanto, las rutas virtuales solo necesitan anchos de banda, cuando se transmiten datos reales.

[0099] El concepto implementado en este caso de las rutas virtuales también permite realizar funciones de configuración de diagnóstico y de redes complejas y de gran alcance para el tiempo de transferencia con canales de datos propios (virtuales).

[0100] Según un aspecto de la presente invención, se implementa un dispositivo de entrada en dirección de emisión, un dispositivo de procesamiento de paquetes de datos en dirección de emisión, un dispositivo de salida en dirección de emisión, un dispositivo de entrada en dirección de recepción, un dispositivo de procesamiento de paquetes de datos en dirección de recepción, un dispositivo de salida en dirección de recepción entre la interfaz física y serial y las distintas interfaces de datos de aplicación.

[0102] Según un aspecto de la presente invención, estos se utilizan para el multiplexado de distintas rutas de datos virtuales y facilitación de arquitecturas más complejas con repetidores y ramificaciones. Esto ocurre principalmente en el dispositivo de procesamiento de paquetes de datos.

[0104] Otro aspecto de la presente invención es un dispositivo de entrada en dirección de emisión y un dispositivo de salida en dirección de recepción, que efectúa la conversión de vídeo (en continuo) o p. ej. (paquetes de) datos de Ethernet en las celdas (paquetes de datos). Este dispositivo de entrada en dirección de emisión y el dispositivo de salida en dirección de recepción comprende también las funciones OAM para el diagnóstico y administración de red.

[0106] Según un aspecto de la presente invención, la tecnología puede ser el fundamento para la transmisión de una pluralidad de formatos de datos, a través de una conexión en serie en el automóvil (y en otro sitio). Con ello, se forma la base de una nueva generación de dispositivos.

[0108] Los altos anchos de banda seriales hacen que sea necesario definir arquitecturas, formatos de celda e interfaces, que permitan anchos de bus de datos internos y flexibles, para adaptar la velocidad del sistema de reloj interno a las posibilidades de la tecnología de chips.

[0110] La presente invención consiste en un dispositivo de entrada en dirección de emisión y un dispositivo de salida en dirección de recepción, que efectúa la conversión de vídeo (en continuo) o p. ej. (paquetes de) datos de Ethernet en o desde las celdas (paquetes de datos). Además, la presente invención consiste en un dispositivo de procesamiento de paquetes de datos en dirección de emisión y recepción, que procesa los paquetes de datos (celdas), los complementa, multiplexa o demultiplexa con otras celdas y, con ello, controla el flujo de celdas. Asimismo, la presente invención consiste en un dispositivo de salida en dirección de emisión y un dispositivo de entrada en dirección de recepción, que codifica y decodifica los paquetes de datos (celdas) como ventaja para la transmisión serial, los paquetiza en una trama de transmisión, los despaquetiza desde esta y serializa y deserializa estas tramas de transmisión. La conexión serial se entiende fundamentalmente de forma bidireccional. En teoría, esta conexión se puede realizar a través de distintos medios. En la práctica, se utilizan dos conexiones Gbps diferenciales en serie.

[0111] En los dispositivos de procesamiento de paquetes de datos, los segmentos de datos (datos útiles de celda) de las interfaces de aplicación se componen de encabezado, identificación VP, y CRC en celdas completas o se verifica la CRC de las celdas y se transmite la carga útil al dispositivo de salida en dirección de recepción. En este caso, se realiza el multiplexado de los diferentes flujos de celdas del dispositivo de entrada en dirección de emisión o la distribución de las cargas útiles de celdas en el dispositivo de salida en dirección de recepción, según el identificador VP. (Alimentación/retirada)

[0113] En los dispositivos de procesamiento de paquetes de datos también se realiza la multiplexación y demultiplexación de flujos de celdas en repetidores y divisores (transmisión).

[0115] Según un aspecto de la presente invención, la tarea del dispositivo de entrada en dirección de emisión consiste en adaptar los datos de las interfaces de aplicación al formato del campo de datos útiles de las celdas y transmitir la información de control al lado contrario o información de control del lado contrario para la adaptación empleada (recuperación de la temporización, enmarcado).

[0117] Según un aspecto de la presente invención, todas las rutas de datos virtuales son unidireccionales, es decir, comienzan con un iniciador en la interfaz de aplicación y terminan con uno o varios destinos en la interfaz de aplicación.

[0119] La ruta de datos virtual comienza con un iniciador y termina con uno o varios destinos. La realización se da por medio de dispositivos de procesamiento de paquetes de datos y efectúa las siguientes funciones en la ruta virtual:

[0121] - Adición de una multiplexación y demultiplexación de celdas o extracción de celdas del flujo de celdas.

[0123] - Traducción de VP

[0125] El proceso se puede utilizar de tal manera, que se controlen las máquinas, que proporcionan dispositivos de entrada, que proporcionan dispositivos de salida y que proporcionan el dispositivo de procesamiento de paquetes de datos y/o la disposición de sistema.

[0127] El objetivo también se consigue mediante un producto de programa informático con instrucciones de control, que implementan el procedimiento propuesto o hacen funcionar el dispositivo propuesto.

[0128] Otras ventajas, características y detalles de la invención se deducen de la siguiente descripción, en la que los aspectos de la invención se describen en detalle en referencia a los dibujos. A este respecto, las características mencionadas en las reivindicaciones y en la descripción pueden ser esenciales para la invención, tanto de forma individual, como en cualquier combinación. Del mismo modo, las características mencionadas anteriormente y que se continúan exponiendo en la presente memoria pueden ser de aplicación en sí mismas o entre varias en cualquier combinación. Las piezas o componentes idénticos o de función similar están provistos parcialmente de los mismos signos de referencia. Los conceptos utilizados en la descripción de los ejemplos de realización “a la izquierda” , “a la derecha” , “arriba” y “ abajo” hacen referencia a los dibujos en una orientación con figuras designadas normalmente legibles o referencias normalmente legibles. Las realizaciones mostradas y descritas no se entienden como concluyentes, sino que tienen un carácter ejemplificador para explicar la invención. La descripción detallada sirve de información para el experto en la técnica, por lo que la circuitería, estructuras y procesos que se conocen de la descripción no se muestran ni explican en detalle, para no dificultar la comprensión de la presente descripción. En las figuras se muestra:

[0130] Figura 1: un diagrama de flujo esquemático de un procedimiento para proporcionar un dispositivo de entrada según un aspecto de la presente invención;

[0132] Figura 2: un diagrama de bloques esquemático de una dispositivo de emisión para la transferencia eficiente de datos, según otro aspecto de la presente invención o un diagrama de bloques esquemático de un dispositivo de recepción para la transferencia eficiente de datos, según otro aspecto de la presente invención y

[0134] Figura 3: una disposición de sistema, que presenta el dispositivo de emisión propuesto y el dispositivo de recepción propuesto, según otro aspecto de la presente invención.

[0136] Las presentes figuras presentan parcialmente parámetros, que al experto en la técnica le resultan muy familiares en la denominación inglesa y que se utilizan como parámetros y, por tanto, no se traducen.

[0138] La Figura 1 muestra en un diagrama de flujo esquemático un proceso para proporcionar un dispositivo de entrada para la transferencia eficiente de datos a una ruta de datos virtual, que presenta la facilitación 100 de un equipo de interfaz de entrada, que presenta una pluralidad de unidades de interfaz de entrada, con un primer grupo de unidades de interfaz de entrada, que están configuradas en cada caso para recibir datos continuos en términos dehardwarey un segundo grupo de unidades de interfaz de entrada, que están configuradas en cada caso para recibir datos discontinuos en términos dehardware; la facilitación 101 de un equipo de paquetización, configurado para enriquecer datos con información de transferencia e información de protección de datos; y la facilitación 102 de un equipo de salida, configurado para proporcionar datos a un canal de transmisión físico, donde el equipo de interfaz de entrada, el equipo de paquetización y el equipo de salida están acoplados de forma unidireccionalmente comunicativa.

[0140] La Figura 2 muestra un diagrama de bloques esquemático de una dirección de emisión para la transferencia eficiente de datos. En el lado inferior se muestra un equipo 10 de interfaz de entrada, que presenta diferentes unidades de interfaz de entrada, por ejemplo, unidades de interfaz de entrada del primer grupo, a la izquierda, y del segundo grupo, a la derecha. Abajo hay 6 flechas de entrada dibujadas, que representan hasta 128 flechas de entrada y que describen rutas virtuales. De hecho, las entradas en el lado inferior se implementan a través de un canal físico. Lo mismo se aplica a la flecha de salida del lado superior, que se puede implementar igualmente como un canal físico. Las a lo sumo 128 rutas virtuales del lado inferior se procesan dentro del dispositivo 10 de entrada, la unidad 20 de paquetización y el dispositivo de procesamiento de paquetes de datos y, por consiguiente, se emiten en el lado superior con el equipo de salida. A este respecto, se pueden aplicar otros pasos de proceso o funcionalidades. De este modo, el equipo 10 de interfaz de entrada pasa los datos a la unidad 20 de paquetización. Por tanto, estos se emiten en dirección 30 de emisión a través del dispositivo de salida.

[0142] La Figura 2 muestra un diagrama de bloques esquemático de un dispositivo de recepción de forma análoga, pero inversamente funcional a la Figura 2, para la emisión eficiente de datos. En el lado inferior se muestra a continuación el equipo 10 de interfaz de salida, que presenta diferentes unidades de interfaz de salida, por ejemplo, unidades de interfaz de salida del primer grupo, a la izquierda, y del segundo grupo, a la derecha. Abajo hay 6 flechas de salida dibujadas, que representan hasta 128 flechas de salida y que describen rutas virtuales. De hecho, las salidas en el lado inferior se implementan a través de un canal físico. Lo mismo se aplica a la flecha de entrada del lado superior, que se puede implementar igualmente como un canal físico. Las a lo sumo 128 rutas virtuales del lado inferior se procesan dentro del dispositivo 10b de salida, la unidad 20 de despaquetización y el dispositivo 31 de procesamiento de paquetes de datos, después de haberse recibido desde el lado superior por el equipo 32 de entrada. A este respecto, se pueden aplicar otros pasos de proceso o funcionalidades. De este modo, el equipo 10b de interfaz de salida recibe los datos de la unidad 20 de despaquetización. Estos los recibe el dispositivo de entrada en dirección 30 de recepción.

[0144] La Figura 3 muestra arriba la disposición de sistema con el dispositivo de emisión, que consiste en el dispositivo de entrada, también llamado equipo 10a de interfaz de entrada, en dirección de emisión arriba a la izquierda, el dispositivo de procesamiento de paquetes de datos, también llamado equipo 20 de paquetización, en dirección de emisión arriba en el centro y el dispositivo de salida, también denominado equipo 30 de salida, en dirección de emisión arriba a la derecha. Como se puede apreciar en la presente figura 3, en los equipos individuales se pueden dar otras funcionalidades o características estructurales. Del mismo modo, se aprecia en la presente figura 3, que los datos de transfieren de forma estrictamente unidireccional. Con ello, se consigue un sistema de transporte de datos masivos universal y modular.

[0145] La Burst Data Interface del lado izquierdo puede representar una unidad de interfaz de entrada para recibir datos discontinuos. La Stream Data Interface puede representar una interfaz de entrada para recibir datos continuos. En un aspecto de la presente invención, la Segmentation Unit se corresponde con el equipo de paquetización. En un aspecto de la presente invención, la Crossbar Unit se corresponde con el dispositivo de procesamiento de paquetes de datos. La otra unidad de abajo muestra el dispositivo de recepción, que consiste en el dispositivo de entrada en dirección de recepción, abajo a la derecha, el dispositivo de procesamiento de paquetes de datos en dirección de recepción, abajo en el centro, y el dispositivo de salida en dirección de recepción, abajo a la izquierda.

[0146] En el borde derecho, un enlace de datos en serie conecta el dispositivo de emisión con el dispositivo de recepción, que se puede implementar como cable o línea de fibra óptica.

[0147] Los tres bloques de arriba son dispositivos del dispositivo de emisión y los tres bloques de abajo son dispositivos del dispositivo de recepción. A las unidades y equipos del dispositivo de emisión les siguen las unidades y equipos del dispositivo de recepción, a través de la flecha del lado derecho. En este caso, los datos se transfieren de nuevo de forma unidireccional y se emiten en el lado izquierdo a través de a lo sumo 128 canales de datos virtuales.

[0148] En la figura 3 se muestra un acoplamiento directo entre el equipo de interfaz de entrada y el equipo de interfaz de salida por medio de una flecha negra rellena. El equipo de interfaz de entrada arriba y el equipo de interfaz de salida abajo presentan un acoplamiento directo comunicativo, cableado de forma fija. Con ello, la trayectoria de comunicación se reduce y se puede utilizar esta ruta en un modo de prueba. Los componentes de la derecha se desacoplan, por tanto, de la ruta de comunicación y la señal se emite de forma eficiente con o alternativamente sin procesamiento en el equipo de interfaz de entrada o el equipo de interfaz de salida, por medio del equipo de interfaz de salida. Puede tratarse de un acoplamiento directo comunicativo, conectado de forma fija. Este se puede aplicar de forma eficiente, en particular, cuando la disposición de sistema está conformada de una pieza.

[0149] Las características estructurales mostradas se pueden describir de la siguiente manera: Según un aspecto de la presente invención, esta ofrece soluciones dehardwaregenéricas (en ráfaga/flujo continuo), para proporcionar datos de cualquier interfaz de aplicación para su transmisión con siempre las mismas celdas de datos. El sistema de transmisión implementa en base a las celdas de datos rutas de datos virtuales entre interfaces de aplicación a través de un enlace serial. Asimismo, esto ofrece la posibilidad de acceder a rutas de datos virtuales para fines de “ repetición” (transferencia de datos de una ruta de datos, sin modificar los datos/celdas) directamente a través de una interfaz de celda.

[0150] La invención comprende:

[0151] a) Burst Data Interface Input (entrada de interfaz de datos en ráfaga)

[0152] a. Memoria intermedia de datos de aplicación para datos en ráfaga (PCI, SPI, I2C). Almacenamiento temporal de Burst Daten (datos en ráfaga) para permitir una paquetización completa de las celdas de datos en la unidad de segmentación.

[0153] b. Formateo de los datos de aplicación a la adaptación de ancho de bits de los datos de celda.

[0154] c. Transmisión del sistema de reloj de aplicación al sistema de reloj de celda.

[0155] d. Facilitación de un mecanismo genérico para el marcado de paquetes de datos con fines de sincronización de datos y señales de control de la interfaz de aplicación (p. ej.: Inicio/fin de ráfaga)

[0156] b) Burst Data Interface Output (salida de interfaz de datos en ráfaga)

[0157] a. Memoria intermedia de datos de aplicación para datos en ráfaga (PCI, SPI, I2C). Almacenamiento temporal de los datos de celda, para permitir una ráfaga completa de datos en la interfaz de aplicación.

[0158] b. Formateo de los datos de celda a la adaptación de ancho de bits de los datos de aplicación.

[0159] c. Transmisión de sistema de reloj de celda al sistema de reloj de aplicación con la posibilidad de generar el reloj de aplicación.

[0160] d. Facilitación de un mecanismo genérico para la evaluación del marcado de paquetes de datos con fines de sincronización de datos y señales de control de la interfaz de aplicación (p. ej.: Inicio/fin de ráfaga)

[0161] c) Stream Data Interface Input (entrada de interfaz de datos en flujo continuo)

[0162] a. Memoria intermedia de datos de aplicación para datos continuos (vídeo, audio). Almacenamiento temporal de los datos de vídeo, para permitir una paquetización completa de las celdas de datos en la unidad de segmentación. b. Formateo de los datos de aplicación a la adaptación de ancho de bits de los datos de celda.

[0163] c. Transmisión del sistema de reloj de aplicación al sistema de reloj de celda.

[0164] d. Facilitación de un mecanismo genérico para el marcado de paquetes de datos con fines de sincronización de datos y señales de trama de la interfaz de aplicación (p. ej.: Hsync, Vsync, DE)

[0165] d) Stream data Interface Output (salida de interfaz de datos en flujo continuo)

[0166] a. Memoria intermedia de datos de aplicación para datos continuos (vídeo, audio). Almacenamiento temporal de los datos de celda, para permitir un flujo completo de datos continuos en la interfaz de aplicación.

[0167] b. Formateo de los datos de celda a la adaptación de ancho de bits de los datos de aplicación.

[0168] c. Transmisión de sistema de reloj de celda al sistemas de reloj, síncrono por la fuente, de datos continuos, con la posibilidad de generar el reloj de aplicación.

[0169] d. Facilitación de un mecanismo genérico para la evaluación del marcado de paquetes de datos con fines de sincronización de datos y señales de trama de la interfaz de aplicación (p. ej.: Hsync, Vsync, DE)

[0170] e) Unidad de segmentación/equipo de paquetización

[0171] a. Generación de celdas de datos con los datos de información específicos de las celdas para el enrutamiento de celda y protección de datos de celda. Control de la paquetización de celda. (Formateo de los datos de aplicación a los datos de celda; adaptación de ancho de bits)

[0172] f) Reassembly Unit (unidad de reensamblaje)/equipo de despaquetización

[0173] a. Recuperación de los datos de aplicación y de las celdas de datos en base a los datos de información específicos de la celda, para el enrutamiento de celda y la protección de datos de celda. Control de la despaquetización de celda (formateo de los datos de celda a los datos de aplicación; adaptación de ancho de bits)

[0174] g) Crossbar Unit for Cell Merge (unidad de conmutación de barras cruzadas para fusión de celdas)

[0175] a. Recepción de celdas de datos de diferentes puertos (Burst Data Interfaces, Stream Data Interfaces, Cell Interface y asignación de información de enrutamiento a la celda, en base a la procedencia (puerto).

[0176] b. Multiplexado de todas las celdas recibidas en una salida (para Line Coding y Framer Unit)

[0177] c. Control del tiempo de latencia del flujo de celdas a través de un mecanismo de arbitraje configurable según la prioridad.

[0178] h) Crossbar Unit for Cell Separation (unidad de conmutación de barras cruzadas para separación de celdas) a. Emisión de celdas de datos a diferentes puertos (Burst Data Interfaces, Stream Data Interfaces, Cell Interface en base a la información de enrutamiento de las celdas.

[0179] b. Demultiplexado de todas las celdas recibidas (de la unidad de decodificación de línea o desenmarcado) en muchas salidas.

[0180] i) Line Coding & Framer Unit (codificación en línea y unidad de entramado)

[0181] a. Adaptación de tasa de datos de celda a la tasa de datos de enlace, añadiendo celdas vacías.

[0182] b. Codificación de datos para transmisión de datos serial.

[0183] j) Line De-Coding & De-Framer Unit (descodificación en línea y unidad de desentramado)

[0184] a. Descodificación de datos seriales

[0185] b. Separación de celdas vacías.

[0186] k) Physical Layer Interface Tx (interfaz de capa física)

[0187] a. Conversión de datos paralelos en datos seriales.

[0188] b. Traducción de los bits de datos seriales en señales eléctricas u ópticas.

[0189] l) Physical Layer Interface Rx

[0190] a. Traducción de las señales eléctricas u ópticas en bits de datos seriales.

[0191] b. Conversión de datos seriales en datos paralelos.

[0192] No se muestra una memoria de datos o un medio legible por ordenador con un producto de programa informático, que presente instrucciones de control, que implementen el proceso propuesto o la disposición de sistema propuesta. Physical Layer Interface (TX y RX)

[0193] Objetivo y función

[0194] La interfaz de capa física realiza la conexión eléctrica con el medio de transmisión físico. El medio de transmisión primario es una línea diferencial de 100 ohmios. Sin embargo, también se contemplan medios de transmisión ópticos. El formato de transmisión físico depende de la tasa de datos y es o NRZ con una tasa de datos baja o PAM4 con una tasa de datos alta.

[0195] El bloque de función de interfaz de capa física implementa la serialización de los datos codificados en línea paralela de M bits (M = ancho de bits del serializador en crudo) en el lado de emisión y el restablecimiento del reloj serial y de los datos de bits seriales, así como la deserialización en palabras codificadas en línea paralela de M bits en el lado de recepción. La transmisión de datos serial se basa en el concepto de “ reloj incrustado” , es decir, no se transmite el tiempo, sino solo datos seriales, que debido a la codificación de línea permiten restablecer el tiempo.

[0196] La frecuencia del reloj de celda se determina principalmente por el “ancho de bits en crudo” M del SERDES. Con 30 Gbps y un ancho de bits en crudo de M=128 se deduce, por ejemplo, una frecuencia de reloj del núcleo de 234.375 MHz.

[0197] Interfaz para el medio físico

[0198] En dirección del medio de transmisión, la interfaz de capa física del bloque de función implementa, según un aspecto de la presente invención, dos interfaces unidireccionales, diferenciales, de bits en serie 100 ohmios. Una interfaz de emisión y de recepción. El medio físico consta en su totalidad de una línea diferencial de ida y una línea diferencial de vuelta. Esta disposición también permite el funcionamiento opcional de medios ópticos sin grandes circuitos de adaptación.

[0199] Para el medio físico, el foco está en cables de par trenzado, puesto que la pérdida de inserción de cables coaxiales con altas frecuencias es igual que la perdida de inserción de los cables de par trenzado. Si se tiene en cuenta la pérdida de 6 dB de la transmisión de terminación única frente a la transmisión diferencial, no hay absolutamente ninguna ventaja para el cable coaxial.

[0200] La longitud máxima de cable depende de la tasa de datos (y del diámetro del cable).

[0201] Según un aspecto de la presente invención, en dirección de emisión se genera un sistema de reloj de bits para la serialización de los datos, con ayuda de un PLL. Con este reloj de bits se envían los datos/símbolos. El reloj de bits forma la base del sistema de reloj Tx. La ruta de datos Tx es opuesta a este sistema de reloj. (Síncrono por el destino) En dirección de recepción, el reloj de bits utilizado para la serialización de los datos se recupera del flujo de datos serial recibido con ayuda de un CDR. Este reloj de bits forma la base del sistema de reloj Rx. La ruta de datos Rx está orientada en la misma dirección que este sistema de reloj (síncrono por la fuente).

[0202] La frecuencia del reloj del núcleo se puede determinar principalmente por el “ ancho de bits en crudo” M del SERDES. Con 30 Gbps y un ancho de bits en crudo de M=128 se deduce, por ejemplo, una frecuencia de reloj del núcleo de 234.375 MHz. Puesto que las tecnologías SERDES pueden variar, también varía M. En consecuencia, el formato de celda y las interfaces de datos de celda tienen que soportar entre las diferentes unidades de función o dispositivos anchos de bits SERDES flexibles o el formado de celda tiene que desacoplarse del ancho de datos de fila de celda. Dispositivo Line Coding & Framer y dispositivo Line Decoding & Deframer

[0203] Objetivo y función

[0205] Según un aspecto de la presente invención, el dispositivo de salida en dirección de emisión o el dispositivo de entrada en dirección de recepción genera, de las tramas de transmisión con un ancho de N bits (véase: 7. Tramas de transmisión y formato de celda) en dirección de emisión los símbolos con un ancho de M bits del código en línea para la interfaz SERDES y genera las tramas de emisión con un ancho de N bits, de nuevo de los símbolos de M bits de la interfaz SERDES en dirección de recepción.

[0207] La función principal del dispositivo de salida en dirección de emisión o el dispositivo de entrada en dirección de recepción es la composición de las tramas de transmisión de las celdas en dirección de emisión y viceversa, en dirección de recepción, la división de las tramas de transmisión en celdas.

[0209] Según un aspecto de la presente invención, para adaptar la tasa de datos del flujo de celdas a la tasa de datos de la transmisión serial, estos dispositivos pueden añadir celdas vacías en dirección de emisión (desde la interfaz de aplicación al serializador). La disponibilidad de las celdas depende de todas las exigencias de anchos de banda de todas las interfaces de aplicación. Con ello, según un aspecto de la presente invención, las celdas no forman ningún flujo de celdas continuo, puesto que las celdas se procesan con el reloj de sistema (se agrupan, componen y reúnen).

[0210] En dirección de recepción (desde el deserializador a las interfaces de aplicación) se descartan en este caso las celdas vacías. Las celdas se extraen de las tramas seriales. Puesto que de forma similar a la dirección de emisión, las tasas de datos de celdas son menores que el ancho de banda en relación con el reloj del sistema, estas celdas se transfieren con una señal de validez de datos.

[0212] El dispositivo de procesamiento de paquetes de datos trata el flujo de las celdas. Además de la generación de la cabecera de celda y de CRC o la extracción con verificación de CRC de los datos de las celdas, en este caso, se implementa la llamada función de multiplexor de inserción/extracción.

[0214] Lo que significa que, en dirección de emisión se agrupan las celdas de las distintas funciones de servicio, se proveen de una identificación VP, se generan la cabecera y cola de cela y se recopilan por las interfaces par a par y, después, se multiplexan en un flujo de célula común (función de inserción).

[0216] Según un aspecto de la presente invención, en dirección de recepción, el flujo de celdas se distribuye según la identificación VP del dispositivo de entrada en dirección de recepción a las diferentes funciones de servicio y la interfaz par a par. Los datos para las funciones de servicio se desempaquetan y se verifican de CRC (función de extracción). Todas las celdas, cuya identificación VP no pertenezca a la función de servicio se transfieren a las interfaces par a par (función de transmisión).

[0218] Dispositivo de entrada en dirección de emisión y dispositivo de salida en dirección de recepción

[0220] Objetivo y función

[0222] En este caso se convierten las rutas de datos virtuales basadas en celdas de nuevo en rutas de datos físicas. Estas se conectan a través de interfaces de servicio genéricas para datos de flujo continuo o en ráfaga a las distintas interfaces de aplicación.

[0224] Tipos de interfaces de aplicación son, por ejemplo, datos de flujo continuo para, por ejemplo, datos de vídeo y audio y datos en ráfaga para casi todos los tipos de paquetes. La manera en la que los datos de flujo continuo y/o en ráfaga se empaquetan y desempaquetan en las/de las celdas no se codifica en la celda. En lugar de eso, se configura entre dos puntos terminales y se establece en base a una conexión virtual.

[0226] Según un aspecto de la presente invención, en dirección de emisión, el dispositivo de entrada junto con la interfaz específica de la aplicación implementa el punto de salida para las rutas de datos virtuales basadas en celdas.

[0228] En dirección de recepción, el dispositivo de salida junto con la interfaz específica de la aplicación implementa el punto terminal para las rutas de datos virtuales basadas en celdas.

[0230] Una tarea principal de los dispositivos (junto con las interfaces específicas de aplicación) consiste en permitir la conversión del formato (ancho de bits) de datos transmitidos o en ráfaga con un ancho de bits cualquiera al formato de datos de línea de celda con un ancho de N bits.

[0232] Las interfaces entre las funciones de los datos de flujo continuo o de los datos en ráfaga en estos dos dispositivos presentan el ancho de bits de las líneas de celda (N). Las interfaces de datos de flujo continuo o de los datos en ráfaga combinan el cruce de dominios de reloj y la conversión de los anchos de bits de los datos de las interfaces de aplicación a los N bits de las líneas de celdas. A este respecto, la carga útil de la línea de celda ya está formateada de tal manera, que la cabecera y la cola de celda entran en la primera y última línea de celda.

[0233] Según un aspecto de la presente invención, las celdas ofrecen la posibilidad de transmitir datos de información de carga útil adicionalmente a los datos de carga útil. Los datos de información útil se utilizan, por ejemplo, para la generación de señales de trama para vídeo o audio, en caso de datos de flujo continuo y para la generación de paquetes, transacciones o ráfagas en caso de datos en ráfaga.

[0235] Unión de señales de trama a los datos de flujo continuo

[0237] La idea principal de la unión de las señales de trama al flujo de datos consiste en definir un punto de anclaje significativo (o varios puntos de anclaje) en el transcurso temporal de las señales de trama y transmitirlo (o transmitirlos) por medio de los bits de información de carga útil, de tal manera que sea posible una sincronización unívoca del flujo de datos y las señales de trama. Idealmente, esto ocurre cuando un punto fijo del flujo de datos se coloca en un punto fijo de la celda de datos marcada. Para el restablecimiento del curso temporal de las señales de trama, se utiliza un generador de temporización de funcionamiento libre, que puede generar la temporización completa por sí solo. La adaptación de la temporización al flujo de datos se efectúa entonces valorando los bits de información de carga útil y la adaptación de la temporización al punto definido en la celda de datos.

[0239] Stream data (flujo de datos continuo)

[0241] La interfaz de datos de flujo continuo combina la violación del dominio de reloj de aplicación al dominio de reloj de celda y la conversión del ancho de bits de datos de la interfaz de aplicación a los N bits de las líneas de celda. A este respecto, la carga útil de la línea de celda ya está formateada previamente, de tal manera que la cabecera y la cola de celda entren en la primera y última línea de celda.

[0243] Los datos de flujo continuo (normalmente) son síncronos por la fuente. En este caso, el cruce de dominios de reloj(clock domain Crossing)de la rutas de datos se lleva a cabo del dominio de reloj de aplicación al dominio de reloj de celda.

[0245] En dirección de emisión, está previsto un búfer de datos, en el que se escriben los datos síncronos por fuente con el reloj de aplicación. El dispositivo de entrada en dirección de emisión pide los datos de ese búfer según se necesite, para llevar a cabo la conversión de formato de datos a las filas con ancho de N bits de las celdas. Señales de trama (p. ej.: Hsync, Vsync, DE) se codifican en bits de información de carga útil, de modo que en el lado de recepción es posible una reconstrucción de las señales de trama.

[0247] En dirección de recepción se escriben los datos de celdas desde el dispositivo de salida en dirección de recepción a un búfer de datos. En base a los bits de información de carga útil, se reconstruyen las señales de trama. El reloj de aplicación del lado de emisión se regenera, por ejemplo, utilizando el nivel de llenado del búfer y la síntesis del reloj.

[0248] Si se requiere la encriptación de los datos (HDCP), en esta función se encriptan y desencriptan los datos de celda.

[0249] Debido a diferentes tipos de datos de flujo continuo, como p. ej.: Audio, vídeo con o sin encriptación, puede haber distintas implementaciones de esta función base (p. ej.: VStream In/Out; AStream In/Out; EncVStream In/Out).

[0250] Datos en ráfaga (flujo de datos discontinuo)

[0252] La interfaz de datos en ráfaga combina la violación del dominio de reloj de aplicación al dominio de reloj de celda y la conversión del ancho de bits de datos en ráfaga de la interfaz de aplicación a los N bits de las líneas de celda. A este respecto, la carga útil de la línea de celda ya está formateada previamente de tal manera, que la cabecera y la cola de celda entren en la primera y última línea de celda.

[0254] Los datos en ráfaga son (normalmente) síncronos con un reloj externo y presentan distintas señales de identificación para la dirección o tipo de datos (dirección/datos/activación de bytes).

[0256] Estos datos se acompañan normalmente por líneas de control, para realizar un determinado protocolo.

[0258] En dirección de emisión, está previsto un búfer de datos, en el que se escriben los datos en ráfagas con el reloj de interfaz. El dispositivo de entrada en dirección de emisión pide los datos de ese búfer según lo necesite, para llevar a cabo la conversión de formato de datos a las filas con ancho de N bits de las celdas.

[0260] En dirección de recepción se escriben los datos de celdas desde el dispositivo de salida en dirección de recepción a un búfer de datos. En base a los bits de información de carga útil, se reconstruyen las señales de control de interfaz.

[0261] Los bits de información de carga útil se utilizan para generar las señales de control de las interfaces específicas de aplicación o para sincronizar las máquinas de estado de protocolo en las interfaces específicas de aplicación.

[0262] Debido a las distintas interfaces, que proporcionan datos en ráfaga (SPI, I2C, MII), puede haber distintas implementaciones de esta función base (p. ej.: SPIBurst, I2CBurst, MIIBurst).

[0263] Correspondientemente, también hay interfaces de entrada/salida de flujo continuo (ligeramente) distintas, cuya estructura, no obstante, debería ser la misma.

[0264] El formato de celda

[0265] Según un aspecto de la presente invención, la celda consiste en una cabecera con longitud de bits fija, un área de carga útil con 4 longitudes de bits elegibles y una cola de nuevo con longitud de bits fija.

[0266] La estructura de celda es una serie de bits como sigue:

[0267] • Identificador de ruta de 7 bits (VP), que representa una dirección unívoca de la ruta virtual.

[0268] • Un número de secuencia de 3 bits (SN), que numera las celdas por orden consecutivamente.

[0269] • Identificador (CT) de tipo de celda con un ancho de 2 bits, que indica la longitud de los datos útiles.

[0270] • Información de carga útil (PI) con un ancho de 3 bits, que contiene información adicional sobre la carga útil. Esto también se puede utilizar para la sincronización de datos útiles y datos de trama o datos de control.

[0271] • Un polinomio de CRC (HCRC) con un ancho de 10 bits para la protección frente a errores de la información de cabezal. El polinomio tiene hasta una secuencia de bits de 21 bits (P=0x2B9) una distancia de Hamming de 5.

[0272] • El área (PL) de carga útil tiene una longitud de: 187, 411, 635 o 859 bits, dependiendo del valor CT. La carga útil más corta se elige de tal manera, que siempre sea mayor que el mayor ancho de bus de flujo de continuo (de vídeo) soportado. (La reproducción de datos de flujo se debe simplificar a la carga útil de celda).

[0273] • Por último, un polinomio de CRC (PCRC) con un ancho de 12 bits para la protección frente a errores de los datos útiles. El polinomio tiene hasta una secuencia de bits de 2035 bits (P=0x8F3) una distancia de Hamming de 4.

[0274] Formato de las tramas de transmisión

[0275] Según un aspecto de la presente invención, la trama de transmisión consiste en una sucesión de palabras con un ancho de M bits. La trama comienza con una palabra “coma” con un ancho de M bits de una sucesión definida de palabras coma para la orientación de trama. Entonces siguen celdas K. Las celdas consisten en palabras con un ancho de 2, 4, 6 u 8 N bits, que llevan cabezal, carga útil y cola. Estas palabras con un ancho de N bits se codifican en símbolos con un ancho de M bits (codificación de líneas).

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

i.Dispositivo de emisión para la transmisión eficiente de datos en un automóvil, que presenta:

- un equipo (10) de interfaz de entrada, que presenta una pluralidad de unidades de interfaz de entrada, con un primer grupo de unidades de interfaz de entrada, que están configuradas en cada caso en términos dehardwarepara recibir datos continuos y un segundo grupo de unidades de interfaz de entrada, que están configuradas en cada caso en términos dehardwarepara recibir datos discontinuos;

- un equipo (20) de paquetización configurado para enriquecer los datos recibidos con información de transmisión e información de protección de datos; y

- un equipo de salida en dirección (30) de emisión, configurado para proporcionar datos a un canal de transferencia físico, donde el equipo (10) de interfaz de entrada, el equipo (20) de paquetización y el equipo (30) de salida están acoplados de forma unidireccionalmente comunicativa.

2. Dispositivo de emisión según la reivindicación 1,caracterizado por queun número de unidades de interfaz está comprendido entre 2 y 128 y/o hay hasta 128 rutas de datos virtuales hacia las unidades de interfaz de entrada.

3. Dispositivo de emisión según la reivindicación 1 o 2,caracterizado por queel equipo (10) de interfaz de entrada, el equipo (20) de paquetización y el equipo (30) de salida están implementados en términos dehardware.

4. Dispositivo de emisión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por quetodas las unidades y equipos están configurados para transmitir datos únicamente en una dirección.

5. Dispositivo de emisión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por quelos datos continuos están presentes como datos en flujo continuo y los datos discontinuos están presentes como datos en ráfaga.

6. Dispositivo de emisión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por quelas unidades de interfaz para datos continuos presentan una memoria intermedia mayor que las unidades de interfaz para datos discontinuos.

7. Dispositivo de emisión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por queel equipo (20) de paquetización adapta los datos en su formato de datos.

8. Dispositivo de emisión según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por queel equipo (10) de interfaz de entrada, el equipo (20) de paquetización y el equipo (30) de salida presentan memorias volátiles.

9. Dispositivo de emisión según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por queel número de unidades de interfaz del primer grupo y el segundo grupo es el mismo.

10. Dispositivo de recepción para la transmisión eficiente de datos a un automóvil, que presenta:

- un equipo (10) de interfaz de salida, que presenta una pluralidad de unidades de interfaz de salida, con un primer grupo de unidades de interfaz de salida, que están configuradas en cada caso en términos dehardwarepara enviar datos continuos y un segundo grupo de unidades de interfaz de salida, que están configuradas en cada caso en términos dehardwarepara enviar datos discontinuos;

- un equipo (20) de despaquetización, configurado para separar los datos por enviar de una información de transmisión y una información de protección de datos; y

- un equipo de entrada en dirección (30) de recepción, configurado para recibir datos en un canal de transmisión físico, donde el equipo (10) de interfaz de salida, el equipo (20) de despaquetización y el equipo (30) de entrada están acoplados de forma unidireccionalmente comunicativa.

11. Disposición de sistema que presenta el dispositivo de emisión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 y el dispositivo de recepción según la reivindicación 10, que están acoplados de forma comunicativa por medio de una conexión de datos serial.

12. Disposición de sistema según la reivindicación 11,caracterizada por queentre todos los dispositivos, equipos y unidades está previsto un enrutamiento estático y/o un cableado fijo.

13. Disposición de sistema según la reivindicación 11 o 12,caracterizada por queesta está formada de una pieza.

14. Proceso para proporcionar un dispositivo de entrada para la transmisión eficiente de datos a una trayectoria de datos virtual, que comprende:

- proporcionar (100) un equipo de interfaz de entrada, que presenta una pluralidad de unidades de interfaz de entrada, con un primer grupo de unidades de interfaz de entrada, que están configuradas en cada caso en términos dehardwarepara recibir datos continuos y un segundo grupo de unidades de interfaz de entrada, que están configuradas en cada caso en términos dehardwarepara recibir datos discontinuos;

- proporcionar (101) un equipo de paquetización, configurado para enriquecer los datos recibidos con información de transmisión e información de protección de datos; y

- proporcionar (102) un equipo de salida configurado, para proporcionar datos a un canal de transmisión físico, donde el equipo de interfaz de entrada, el equipo de paquetización y el equipo de salida están acoplados de forma unidireccionalmente comunicativa.

15. Proceso para proporcionar una disposición de sistema según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, que comprende proporcionar el dispositivo emisor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 y un dispositivo de recepción según la reivindicación 10, que se acoplan de forma comunicativa.