專利名稱：將信號(hào)測量與網(wǎng)絡(luò)上的通信設(shè)備相關(guān)聯(lián)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。更具體地，本發(fā)明是一種用于 將在網(wǎng)絡(luò)上測量的信號(hào)與連接至該網(wǎng)絡(luò)的通信設(shè)備相關(guān)聯(lián)的方法及設(shè)
備o
背景技術(shù)：
在典型的工業(yè)廠房中，分布式控制系統(tǒng)(DCS)被用于控制在該 廠房處執(zhí)行的諸多工業(yè)過程。典型地，該廠房具有中央控制室，該中 央控制室具有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有用戶輸入/輸出(I/O)、 磁盤1/0、以及計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域公知的其它外圍設(shè)備?？刂破骱吞幚鞩/0 子系統(tǒng)耦合到該計(jì)算系統(tǒng)。
該處理I/O子系統(tǒng)包括連接至遍及該廠房的各種現(xiàn)場設(shè)備的I/O 接口。現(xiàn)場設(shè)備包括各種分析儀器、硅壓力傳感器、電容式壓力傳感 器、電阻式溫度探測器、熱電偶、應(yīng)變儀、限位開關(guān)、雙位開關(guān)、流 量變送器、壓力變送器、電容式物位開關(guān)、測重儀、換能器、閥門定 位器、閥門控制器、執(zhí)行器、螺線管和指示燈。"現(xiàn)場設(shè)備"這個(gè)術(shù)語 包括這些設(shè)備以及在分布式控制系統(tǒng)中起作用的任何其他設(shè)備。
現(xiàn)場總線是多點(diǎn)串行數(shù)字雙向通信協(xié)議，該通信協(xié)議旨在將現(xiàn)場 儀器和諸如分布式控制系統(tǒng)中的監(jiān)測和仿真設(shè)備的其他處理設(shè)備連接 在一起?，F(xiàn)場總線允許基于以前的處理控制回路方法的增強(qiáng)型數(shù)字通 信，同時(shí)保持向耦合至該現(xiàn)場總線回路的處理設(shè)備提供電力的能力， 并且同時(shí)滿足內(nèi)在的安全要求。
兩個(gè)相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)現(xiàn)場總線協(xié)議是基金會(huì)現(xiàn)場總線 (Foundation Fieldbus)和過程現(xiàn)場總線(Profibus)。美國儀器協(xié)會(huì) (ISA)標(biāo)準(zhǔn)ANSI/ISA-50.02-1992定義了現(xiàn)場總線協(xié)議的物理層，并且其草案在1995年兩次進(jìn)行了擴(kuò)展。該現(xiàn)場總線協(xié)議定義了兩個(gè)子協(xié) 議。HI現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)以最大每秒31.25千比特(Kbps)的速度傳輸數(shù) 據(jù)，并且向耦合至網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場設(shè)備提供電力。ISA標(biāo)準(zhǔn)的第2部分第 22條定義了 HI物理層子協(xié)議，此子協(xié)議在1992年9月獲得批準(zhǔn)。 H2現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)以最大每秒2.5兆比特(Mbps)的速度傳輸數(shù)據(jù)，不 提供電力給連接至網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場設(shè)備，并且具有冗余的傳輸介質(zhì)。
由在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信的設(shè)備發(fā)送的信號(hào)可用于指示這些設(shè)備是否 正常運(yùn)行。例如，諸如信號(hào)的振幅這樣的特定的信號(hào)測量值有助于找 出其中某個(gè)通信設(shè)備出現(xiàn)的問題。傳統(tǒng)地，示波器被用于測量在網(wǎng)絡(luò) 上進(jìn)行通信的設(shè)備的信號(hào)。然而，使用示波器不能容易地把這些信號(hào) 與原始設(shè)備相關(guān)聯(lián)，這樣就使得不僅難以跟蹤當(dāng)前在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信 的設(shè)備，而且難以識(shí)別有問題的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
將在網(wǎng)絡(luò)上測量的信號(hào)與連接至該網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)通信設(shè)備之一相關(guān) 聯(lián)。確定被調(diào)度為下個(gè)在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信的有效通信設(shè)備的指定地址。 如果在最大響應(yīng)時(shí)間內(nèi)收到網(wǎng)絡(luò)上下個(gè)接收的信號(hào)，則將該下個(gè)接收 的信號(hào)與該有效通信設(shè)備的指定地址相關(guān)聯(lián)。


圖1是使用基于通信介質(zhì)段和附加診斷工具的設(shè)備之間的數(shù)字通 信的過程控制系統(tǒng)的圖示。
圖2示出了圖1的過程控制系統(tǒng)的設(shè)備之間的通信消息格式。 圖3是圖1所示的診斷工具的結(jié)構(gòu)框圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的將信號(hào)與在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信的設(shè)備相關(guān)聯(lián)的 流程圖。
圖5A是示出了當(dāng)下個(gè)調(diào)度的設(shè)備在最大響應(yīng)時(shí)間內(nèi)作出響應(yīng)時(shí)、 根據(jù)本發(fā)明的信號(hào)測量和處理的時(shí)間軸圖。
圖5B是示出了當(dāng)下個(gè)調(diào)度的設(shè)備在最大響應(yīng)時(shí)間內(nèi)沒有作出響 應(yīng)時(shí)、根據(jù)本發(fā)明的信號(hào)測量和處理的時(shí)間軸圖。
具體實(shí)施方式
過程控制系統(tǒng)概述
現(xiàn)場總線物理層以物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PhPDU)的形式定義了 傳輸和接收通信協(xié)議數(shù)據(jù)的物理裝置的電氣特性。此外，現(xiàn)場總線物 理層詳細(xì)說明了符號(hào)編碼、信息成幀以及差錯(cuò)檢測方法。ISA現(xiàn)場總 線標(biāo)準(zhǔn)定義了三種發(fā)信號(hào)速度和兩種耦合模式。出于本說明書的目的， 將在ISA標(biāo)準(zhǔn)ANSI/ISA-50.02第二部分-1992的第11條所定義的Hl 物理層的上下文中來描述過程控制系統(tǒng)。該條款覆蓋了伴隨低功率選 項(xiàng)的31.25 Kbps、電壓模式和有線介質(zhì)。該選項(xiàng)允許連接至通信介質(zhì) 的設(shè)備從該通信介質(zhì)接收其運(yùn)行電力。該物理層可以滿足對(duì)于有害環(huán) 境的固有的安全要求。該協(xié)議依據(jù)由該標(biāo)準(zhǔn)定義的電壓和電流的限定 條件而運(yùn)行于低級(jí)雙絞電纜并支持多個(gè)設(shè)備。
圖1示出了典型的過程控制系統(tǒng)10，包括段12、電源14和五個(gè) 設(shè)備鏈路活動(dòng)調(diào)度器(LAS) 20、鏈路主設(shè)備(LM) 22以及基礎(chǔ) 設(shè)備24、 26和28。圖1還示出了附加于段12的診斷工具29。段12 可以支持單條雙絞電纜上的最多32個(gè)設(shè)備。典型地，取決于環(huán)路執(zhí)行 速度、電力和固有的安全要求，段12將具有4到16個(gè)設(shè)備。
LAS 20保持對(duì)段12上的設(shè)備之間的所有通信的中央調(diào)度。LAS 20通過向每個(gè)設(shè)備發(fā)送強(qiáng)制數(shù)據(jù)(CD)數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議數(shù)據(jù)單元 (DLPDUs)以回傳循環(huán)數(shù)據(jù)來改善總體通信可靠性。LAS20基于需 要對(duì)CD DLPDU作出響應(yīng)的設(shè)備來更新中央調(diào)度表。LAS 20用作段 12上的數(shù)據(jù)鏈路時(shí)間(DL-time)的本地信號(hào)源。DLPDU是通過段 12連接的PhPDU消息的數(shù)據(jù)內(nèi)容。
如果LAS 20發(fā)生故障或變得失效，則配置LM設(shè)備22以接管LAS 20的任務(wù)。盡管在圖1中只顯示了 LM設(shè)備22，但在一段上可以存 在多于一個(gè)鏈路主設(shè)備。如果鏈路活動(dòng)調(diào)度器和第一鏈路主設(shè)備均發(fā) 生故障，則允許第二鏈路主設(shè)備接管該鏈路活動(dòng)調(diào)度器。 一旦該鏈路 活動(dòng)調(diào)度器失效，則該鏈路主設(shè)備就接管鏈路活動(dòng)調(diào)度器的功能。
每個(gè)設(shè)備帶有被稱為V(TN)的唯一地址，該地址表示本地的 node-ID ( This—Node )。在圖l所示的例子中，LAS 20帶有地址 V(TN)=20; LM設(shè)備22帶有地址V(TN)=22;基礎(chǔ)設(shè)備24帶有地址V(TN)=A5;基礎(chǔ)設(shè)備26帶有地址V(TN)=F3;以及基礎(chǔ)設(shè)備28帶有 地址V(TN)=F5。
LAS 20向段12上的所有設(shè)備發(fā)送傳遞令牌(PT)和探測節(jié)點(diǎn)(PN) 消息。在適當(dāng)情況下，每個(gè)其它設(shè)備(LM設(shè)備22和基礎(chǔ)設(shè)備24、 26、 28)向LAS20發(fā)送返回令牌(RT)和探測響應(yīng)(PR)消息。
每一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)備24、 26、 28只需查看其自己的由LAS20發(fā)送的 PT和PN消息。PT和PN消息帶有被編碼在DLPDU的第二個(gè)字節(jié)中 的指定地址(DA)。 LAS 20每次向段12上的所有設(shè)備傳遞一個(gè)令牌 (PT)或探測一個(gè)節(jié)點(diǎn)(PN)。
一旦基礎(chǔ)設(shè)備24、 26或28接收到帶有指定地址的PT消息，該 指定地址相當(dāng)于該設(shè)備的唯一地址(DA-V(TN))，該設(shè)備就把RT消 息響應(yīng)給LAS 20。如果基礎(chǔ)設(shè)備24、 26或28接收到帶有DA=V(TN) 的PNDLPDU，該基礎(chǔ)設(shè)備就要用PR消息作出響應(yīng)。
來自LAS 20的PT消息和PN消息以及傳送到LAS 20的RT消息 和PR消息的傳輸在段12上產(chǎn)生了幾條特定的基礎(chǔ)設(shè)備24、 26、 28 不需要接收并采取行動(dòng)的消息。每一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)備24、 26、 28只需要對(duì) 給出該特定設(shè)備地址的PT和PN消息作出響應(yīng)。經(jīng)常被從LAS 20發(fā) 送給其它設(shè)備的PT和PN消息以及從其它設(shè)備發(fā)送給LAS 20的RT 和PR消息中斷，會(huì)產(chǎn)生用來處理這些"麻煩的中斷"的不適當(dāng)?shù)奶?理時(shí)間。對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)備24、 26和28， DLPDU濾波可用于減少基礎(chǔ)設(shè) 備必須處理的中斷次數(shù)。另一方面，LAS 20必須處理段12上的每一 條消息。
段12上的所有設(shè)備將數(shù)據(jù)作為Manchester編碼的基帶信號(hào)而傳 輸?shù)蕉?2。對(duì)于曼徹斯特編碼，"0 "和"1 "分別由在比特周期的 中間從低到高及從高到低發(fā)生的轉(zhuǎn)換來表示。對(duì)于現(xiàn)場總線，名義上 的比特時(shí)間是32微秒(psec)，其中轉(zhuǎn)換在16psec處發(fā)生。該曼徹斯 特編碼規(guī)則被擴(kuò)展為包括兩個(gè)附加符號(hào)非數(shù)據(jù)加(N+)和非數(shù)據(jù)減 (N-)，其中在比特周期期間無轉(zhuǎn)換發(fā)生，并且曼徹斯特編碼的基帶 信號(hào)保持高(N+)或低(N-)。
診斷工具29通過兩個(gè)像電線或探針這樣的傳導(dǎo)元件而連接至段 12。診斷工具29的探測能力之一是測量段12中的設(shè)備的振幅。峰值到峰值(P-P)地測量振幅，即，設(shè)備信號(hào)的最大正振幅與最大負(fù)振幅
之間的差值。該設(shè)備信號(hào)的振幅通常在大約250 mVp-p到大約1.2 V p-p之間的范圍內(nèi)變化。如果振幅測量值落在這個(gè)范圍以外，這個(gè)測 量值可能表示段12上的設(shè)備存在問題。
關(guān)于圖3、 4、 5A和5B的更多細(xì)節(jié)中描述了，如果在最大的響應(yīng) 時(shí)間(根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置)內(nèi)收到下一個(gè)接收的信號(hào)，則診斷工具29將段 12中的有效設(shè)備的指定地址與在段12中測量的下一個(gè)接收的信號(hào)相 關(guān)聯(lián)。此外，診斷工具29可使用該信息來維持段12中的所有設(shè)備的 列表，這些設(shè)備在段12中有效地進(jìn)行通信。
消息格式
圖2顯示用來在段12中傳輸消息的物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元 (PhPDU)的格式。該P(yáng)hPDU包括前同步碼、起始分界符(SD)、數(shù) 據(jù)鏈路協(xié)議數(shù)據(jù)單元(DLPDU)以及結(jié)束分界符(ED)。該前同步碼 是PhPDU消息的開始幾個(gè)比特。現(xiàn)場總線規(guī)范允許前同步碼的一至 八個(gè)字節(jié)。收到該消息的設(shè)備用前同步碼來與發(fā)來的消息同步。正如 在圖2中顯示的，前同步碼的第一個(gè)字節(jié)序列是10101010。
該起始分界符(SD)緊接著前同步碼。每個(gè)消息里有一個(gè)SD。 現(xiàn)場總線規(guī)范要求SD具有非字符數(shù)據(jù)(N+和N-)，這些數(shù)據(jù)總是以 互補(bǔ)對(duì)的形式出現(xiàn)在SD消息中。這種編碼方案使得SD唯一并且不 可能與消息的數(shù)據(jù)部分(DLPDU)混淆。在圖2中顯示的SD序列是 1 N+N- 1 ON- N+0。
該DLPDU是可變長度的消息。它包含作為它的第一個(gè)字節(jié)的幀 控制(FC)字節(jié)以及作為它的最后兩個(gè)字節(jié)的幀校驗(yàn)序列(FCS)校 驗(yàn)和。DLPDU的長度是可變的，從最小三個(gè)字節(jié)(在RT消息的情況 下)到最大比如大約300個(gè)字節(jié)的Jabber限制(Jabbre limit)。
結(jié)束分界符(ED)接著DLPDU。它表示通過段12傳輸?shù)娜魏?PhPDU消息的最后一個(gè)字節(jié)。與SD相似地，ED包含以互補(bǔ)對(duì)形式 的非字符數(shù)據(jù)。這種編碼方案使得ED唯一并且不可能與DLPDU混 淆。在圖2中顯示的結(jié)束分界符序列是1 N+N-N+N- 1 0 1。
圖2也顯示了載波檢測信號(hào)。該載波檢測信號(hào)的目的是指示何時(shí)(a)發(fā)來的PhPDU消息出現(xiàn)在段12上或者(b)設(shè)備在段12上傳輸消
息o
傳輸起始(SOT)發(fā)生在傳輸啟用(TxE)有效的時(shí)刻，也就是 當(dāng)PhPDU消息的前同步碼首次出現(xiàn)在段12時(shí)。
活動(dòng)起始(SOA)發(fā)生在載波檢測信號(hào)起作用之后并且已經(jīng)穩(wěn)定 了至少一個(gè)比特時(shí)間或二個(gè)比特時(shí)間(大約16至32iasec)。該時(shí)間取
決于載波檢測何時(shí)對(duì)于接收消息的設(shè)備的內(nèi)在時(shí)鐘起作用。這就允許 該設(shè)備的通信控制器忽略最容易發(fā)生在前同步碼前端的噪聲干擾。額 外的時(shí)間用來與比特邊界同步地消除在段12中被誤認(rèn)為活動(dòng)的短噪 聲突發(fā)的可能。對(duì)于傳輸?shù)南ⅲ?一旦該傳輸啟用起作用(也就是說 PhPDU的前同步碼出現(xiàn)在段12中)SOA就發(fā)生。
消息起始(SOM)發(fā)生在當(dāng)為接收到的消息探測到FC字節(jié)的第 一個(gè)比特的開始。
SOM—xmt是消息傳輸?shù)钠鹗迹l(fā)生在當(dāng)為傳輸?shù)南⑻綔y到 FC字節(jié)的第一個(gè)比特的。
SOMf是接收到的過濾的DLPDU的SOM。它發(fā)生在設(shè)備內(nèi)的通 信控制器探測到足夠用于確定要過濾發(fā)來的消息的信息時(shí)。
消息結(jié)束(EOM)發(fā)生在遇到接收到的消息ED的最后一個(gè)比特 的末端時(shí)。傳輸結(jié)束(EOT)發(fā)生在傳輸消息的ED的最后一個(gè)比特 的末端。
活動(dòng)結(jié)束(EOA)發(fā)生在當(dāng)載波檢測已經(jīng)不起作用時(shí)。該EOA 對(duì)于傳輸和接收到的DLPDUs都發(fā)生。
診斷工具29
圖3是診斷工具29的結(jié)構(gòu)簡圖。診斷工具29包括機(jī)架30、液晶 顯示器(LCD) 31、傳導(dǎo)元件32和通信板33。通信板33包含在機(jī)架 30內(nèi)，它包括介質(zhì)附加單元(MAU) 34、中央處理器(CPU) 36、通 信控制器38、峰值探測器40以及模數(shù)(模數(shù))轉(zhuǎn)換器42。
機(jī)架30的尺寸大小要適于診斷工具29方便攜帶。例如，確定機(jī) 架30的尺寸大小使得診斷工具29是手持設(shè)備。
LCD 31包含在機(jī)架30中以致于診斷工具29的用戶從外部可以看見該顯示器。LCD 31用于給用戶傳輸有關(guān)診斷工具29的運(yùn)行信息。
診斷工具29通過導(dǎo)電元件32連接至段12。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo) 電元件32是導(dǎo)線或探針。導(dǎo)電元件32從段12提供信號(hào)給MAU34。 MAU34是轉(zhuǎn)換來自段12的信號(hào)的收發(fā)器，以致于該信號(hào)可用于通信 板33上的硬件。MAU34是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的物理層的一部分，并可以由集
成電路或分立元件構(gòu)成。
CPU 36通過通信控制器38連接至MAU 34。 CPU 36是基于微處 理器的系統(tǒng)，例如Motorola 68LC302、 Motorola Mcore 2075、 Motorola PowerPC 850、 Atmel Thumb處理器AT91M40800等等。在一個(gè)實(shí)施 例中，CPU36是8個(gè)比特或更高的處理器。
通信控制器38是應(yīng)用具體化的集成電路(ASIC)芯片，是MAU 34和CPU 36之間的接口。它將編碼的Machester數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭B接至 段12的外部模擬電路，并從該外部模擬電路接收編碼的Machester數(shù) 據(jù)。在接收到從MAU 34來的連續(xù)的數(shù)據(jù)后，通信控制器38進(jìn)行數(shù) 據(jù)解碼，形成字節(jié)數(shù)據(jù)，除去前同步碼、SD、 ED (可選地是FCS字 節(jié))，并對(duì)連接層提供消息數(shù)據(jù)以供閱讀。
峰值探測器40也通過MAU34從段12接收信號(hào)。當(dāng)信號(hào)的振幅 測量值是期望值時(shí)，CPU 36指示連接至CPU 36和峰值探測器40的 模數(shù)轉(zhuǎn)換器42在接收SOM后對(duì)峰值探測器的輸出進(jìn)行采樣。峰值探 測器40保持從段12接收到的信號(hào)的信號(hào)振幅直到探測到EOA。峰值 探測器40的輸出是與最大信號(hào)振幅的電壓電平相一致的整數(shù)。模數(shù)轉(zhuǎn) 換器42從峰值探測器40接收該整數(shù)，并把該整數(shù)轉(zhuǎn)換成電壓測量值， 該電壓測量值對(duì)應(yīng)于來自段12的信號(hào)的峰間振幅測量值。通過LCD 31將與信號(hào)測量相關(guān)的信息提供給診斷工具29的用戶。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖4是診斷工具29使用的步驟的流程圖， 該步驟用于將連接至段12的設(shè)備的指定地址與在段12中測量的信號(hào) 相關(guān)聯(lián)。這個(gè)過程可以由CPU 36運(yùn)行的軟件或者診斷工具29中的硬 件來執(zhí)行。通常，診斷工具29得出被調(diào)度為下次在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信的 設(shè)備的指定地址，并且，如果在網(wǎng)絡(luò)的最大響應(yīng)時(shí)間內(nèi)收到下個(gè)接收 信號(hào)，則將該下個(gè)接收信號(hào)與該指定地址相關(guān)聯(lián)。
通信控制器38解析段12中的消息以獲得探測節(jié)點(diǎn)(PN)消息。如上面討論的，F(xiàn)C字節(jié)是DLPDU的第一個(gè)字節(jié)，并且指定了包含在 DLPDU中的消息類型。因此，通信控制器38在搜索PN消息時(shí)檢查 網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)消息的FC字節(jié)。該P(yáng)N消息包含網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)置 與諸如連接至段12的設(shè)備的最大響應(yīng)時(shí)間相關(guān)。通信控制器38從PN 消息中得出網(wǎng)絡(luò)設(shè)置(步驟50)。通信控制器38根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置計(jì)算針 對(duì)保存有通信令牌的設(shè)備的最大響應(yīng)時(shí)間(步驟51)。
當(dāng)將設(shè)備調(diào)度為在段12上進(jìn)行通信時(shí)，LAS 20通過傳遞令牌 (PT)消息傳遞通信令牌到段12中的該設(shè)備。被調(diào)度為下次進(jìn)行通 信的設(shè)備是從LAS 20接收PT消息的設(shè)備。如上所述，PT消息具有 被調(diào)度為下次進(jìn)行通信的設(shè)備的指定地址，該P(yáng)T消息被編碼在PT DLPDU的第二個(gè)字節(jié)處。通信控制器38監(jiān)測段12來尋找下個(gè)PT消 息(步驟52)。當(dāng)找到下個(gè)PT消息時(shí)，通信控制器38解析該P(yáng)T消 息來恢復(fù)被調(diào)度為下次進(jìn)行通信的設(shè)備的指定地址(步驟53)。對(duì)最 大響應(yīng)時(shí)間設(shè)置響應(yīng)定時(shí)器(步驟54)。在一個(gè)實(shí)施例中，響應(yīng)定時(shí) 器被包含在通信控制器38中并由CPU36設(shè)置。
如果LAS20在最大時(shí)間內(nèi)接收到下個(gè)信號(hào)(步驟55)，則模數(shù)轉(zhuǎn) 換器42測量下個(gè)接收信號(hào)特性(步驟56)。測量的信號(hào)特性之一是振 幅，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器42從峰值探測器40進(jìn)行采樣。如前所述，峰間(p-p) 測量振幅，也就是設(shè)備信號(hào)的最大正振幅和最大負(fù)振幅之間的差值。 設(shè)備信號(hào)的振幅的通常范圍是從大約250 mVp-p到大約1.2Vp-p。超 出這個(gè)正常范圍的振幅測量值表示該設(shè)備存在問題。例如，在段12 設(shè)備中的諸如電容器、電阻器或微芯片這些故障元件，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備信 號(hào)的振幅超出正常范圍。如果振幅測量超出正常的振幅范屈，重要的 是向診斷工具29的用戶警告提供該信號(hào)的可能有問題的設(shè)備。
因?yàn)榻邮誔T消息的設(shè)備被調(diào)度為下次進(jìn)行通信，所以期望在段 12中測量的下個(gè)信號(hào)來自該設(shè)備。如果在最大時(shí)間內(nèi)接收到在段12 中測量的下個(gè)信號(hào)，通信控制器38把測量信號(hào)與從PT消息恢復(fù)的指 定地址相關(guān)聯(lián)(步驟57)。然后CPU36向診斷工具29的用戶發(fā)送測 量值(步驟58)。在一個(gè)實(shí)施例中，診斷工具29的用戶在LCD31上 觀察信號(hào)的測量值。此外，如果任何振幅測量值超出正常的振幅范圍， 則診斷工具29產(chǎn)生用于警告可能有問題的設(shè)備的用戶的輸出。在一個(gè)實(shí)施例中，診斷工具29在LCD31上提供字符顯示以向用戶指示測量的振幅超出正常范圍。如果診斷工具29獲得另一個(gè)測量值(步驟59)，那么通信控制器 38向段12監(jiān)測下一個(gè)PT消息(步驟52)。否則，測量過程結(jié)束(步 驟60)。如果沒有在最大時(shí)間內(nèi)接收到在段12上測量的下個(gè)信號(hào)，則 不將該測量信號(hào)與從PT消息恢復(fù)的指定地址相關(guān)聯(lián)(步驟61 )。圖5A是時(shí)間軸圖，示出了當(dāng)下個(gè)調(diào)度的設(shè)備在最大響應(yīng)時(shí)間內(nèi) 作出響應(yīng)時(shí)信號(hào)測量。在縱軸顯示電壓，在橫軸顯示時(shí)間。LAS 20在時(shí)間64期間發(fā)送PN消息信號(hào)。該P(yáng)N消息包含網(wǎng)絡(luò)設(shè) 置，例如與在段12上進(jìn)行通信的設(shè)備的最大響應(yīng)時(shí)間有關(guān)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)置 由通信控制器38從該信號(hào)得出。LAS 20下次在時(shí)間66期間發(fā)送PT 消息信號(hào)給連接至段12的設(shè)備(例如設(shè)備24)。當(dāng)設(shè)備24接收到該 PT消息信號(hào)時(shí)，設(shè)備24在時(shí)間68期間發(fā)送返回令牌(RT)信號(hào)給 LAS 20。 一旦通信控制器38在時(shí)間68期間探測到該信號(hào)，由時(shí)間68 期間的信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器42完成在時(shí)間70期間的信號(hào)測量。在一個(gè) 實(shí)施例中，在時(shí)間68期間的信號(hào)結(jié)束時(shí)進(jìn)行在時(shí)間70期間的信號(hào)測 量。在這點(diǎn)顯示的測量是計(jì)算診斷工具29探測信號(hào)并開始測量過程所 花費(fèi)的時(shí)間。在進(jìn)行測量和將指定地址與信號(hào)測量相關(guān)聯(lián)后，LAS 20在時(shí)間 72期間發(fā)送PT消息信號(hào)給連接至段12的另一設(shè)備(例如設(shè)備26)。 設(shè)備26在時(shí)間74期間通過DLPDU信號(hào)來對(duì)LAS 20作出響應(yīng)，并且 在時(shí)間76期間實(shí)施DLPDU的信號(hào)測量。該DLPDU包括對(duì)PT消息 作出響應(yīng)的RT信號(hào)。該DLPDU也包括與設(shè)備26運(yùn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)。在時(shí)間76期間將信號(hào)測量與設(shè)備26的指定地址相關(guān)聯(lián)之后，LAS 20在時(shí)間78期間發(fā)送PT消息信號(hào)給連接至段12的另一設(shè)備(例如 設(shè)備28)。在時(shí)間80期間，設(shè)備28用DLPDU信號(hào)對(duì)LAS20作出響 應(yīng)。在時(shí)間82期間實(shí)施該DLPDU的信號(hào)測量。圖5A圖解的信號(hào)顯 示信號(hào)可以有不同的振幅，因?yàn)樵诙?2中的設(shè)備具有截然不同的信號(hào) 特征。圖5B是圖解當(dāng)被調(diào)度為下次進(jìn)行通信的設(shè)備沒有在最大的響應(yīng) 時(shí)間內(nèi)作出響應(yīng)時(shí)的信號(hào)測量的時(shí)間軸圖。在縱軸顯示電壓，在橫軸顯示時(shí)間。LAS 20在時(shí)間88期間發(fā)送PN消息信號(hào)。該P(yáng)N消息包含網(wǎng)絡(luò)設(shè) 置，例如它與在段12連接的設(shè)備的最大響應(yīng)時(shí)間有關(guān)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)置由通 信控制器38從該信號(hào)得出。LAS 20下次在時(shí)間90期間發(fā)送PT消息 信號(hào)給連接至段12的設(shè)備(例如設(shè)備24)。當(dāng)設(shè)備24接收到該P(yáng)T消 息信號(hào)時(shí)，設(shè)備24在時(shí)間92期間發(fā)送RT信號(hào)給LAS20。一旦通信 控制器38探測到該信號(hào)，則在時(shí)間94期間進(jìn)行信號(hào)測量當(dāng)在時(shí)間96期間將PT消息信號(hào)發(fā)送到連接至段12的另一設(shè)備 (例如設(shè)備26)時(shí)，最大響應(yīng)定時(shí)器在設(shè)備26對(duì)PT消息作出響應(yīng)之 前到期(步驟98)。當(dāng)設(shè)備沒有對(duì)PT消息作出響應(yīng)時(shí)，表示設(shè)備不是 有效地在段12進(jìn)行通信。因此，如果最大響應(yīng)定時(shí)器在信號(hào)送出之前 終止，診斷工具29就不作信號(hào)測量。在定時(shí)器到期后，給被調(diào)度為下 次在段12上進(jìn)行通信的設(shè)備(例如設(shè)備28)在時(shí)間IOO期間發(fā)送PT 消息。在時(shí)間102期間，設(shè)備28通過DLPDU信號(hào)對(duì)LAS20作出響 應(yīng)。在時(shí)間104期間實(shí)施DLPDU的信號(hào)測量。將在段12上測量的信號(hào)與連接至段12的設(shè)備的指定地址相關(guān)聯(lián) 有許多用途。例如，診斷工具29測量設(shè)備的信號(hào)，向用戶提供測量值 及信號(hào)來源處的設(shè)備地址。也可向用戶提供信號(hào)來源處的設(shè)備的描述。 如果測量的信號(hào)落在正常的網(wǎng)絡(luò)振幅范圍之外，用戶立刻知道測量信 號(hào)源以識(shí)別有缺陷的設(shè)備。此外，當(dāng)在最大響應(yīng)時(shí)間內(nèi)接受到信號(hào)，就表示該設(shè)備有效地連 接至段12。創(chuàng)建有效連接至段12的設(shè)備的動(dòng)態(tài)列表，該列表包括每 個(gè)有效設(shè)備的指定地址。另一方面，如果沒有在最大時(shí)間內(nèi)收到該信 號(hào)，就表示該設(shè)備不是有效連接至網(wǎng)絡(luò)。因此，如果呈現(xiàn)有效連接的 設(shè)備列表，則從該列表中刪除該設(shè)備的指定地址?？傊?，使用示波器不容易將在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信的設(shè)備與信號(hào)相關(guān) 聯(lián)。傳統(tǒng)上，示波器的使用使得難以跟蹤在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信的設(shè)備并 識(shí)別哪個(gè)設(shè)備有問題。本發(fā)明是用于將網(wǎng)絡(luò)中的信號(hào)與多個(gè)連接至網(wǎng) 絡(luò)的通信設(shè)備之一相關(guān)聯(lián)的方法。首先確定被調(diào)度為下次進(jìn)行通信至 網(wǎng)絡(luò)的有效通信設(shè)備的指定地址。如果在最大響應(yīng)時(shí)間內(nèi)收到下個(gè)信 號(hào)，則將該信號(hào)與該設(shè)備的指定地址相關(guān)聯(lián)。如果定時(shí)器在收到下個(gè)信號(hào)之前到期，則不將該信號(hào)與指定地址相關(guān)聯(lián)。盡管參考優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到， 在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行改 變。
權(quán)利要求
1. 一種用于將網(wǎng)絡(luò)上測量的信號(hào)與連接至所述網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)通信設(shè)備之一相關(guān)聯(lián)的方法，所述方法包括確定被調(diào)度為下次在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信的有效通信設(shè)備的指定地址；以及如果在最大響應(yīng)時(shí)間內(nèi)收到網(wǎng)絡(luò)上的下個(gè)接收信號(hào)，則將所述下個(gè)接收信號(hào)與所述有效通信設(shè)備的指定地址相關(guān)聯(lián)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)所述有效通信設(shè)備被調(diào) 度為下次在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信時(shí)，所述有效通信設(shè)備接收通信令牌消息。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述指定地址是從所述通 信令牌消息中得出的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述最大響應(yīng)時(shí)間是從所 述網(wǎng)絡(luò)設(shè)置中得出的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)置是從包含在 網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備探測消息中的信息得出的。
6. —種用于識(shí)別網(wǎng)絡(luò)上有缺陷的設(shè)備的方法，所述方法包括 確定被調(diào)度為下次在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信的有效通信設(shè)備的指定地址；測量網(wǎng)絡(luò)上下個(gè)接收信號(hào)的振幅；如果在最大響應(yīng)時(shí)間內(nèi)接收到所述下個(gè)接收信號(hào)，則將所述下個(gè) 接收信號(hào)與所述有效通信設(shè)備的指定地址相關(guān)聯(lián)；以及當(dāng)測量的振幅超出正常的網(wǎng)絡(luò)振幅范圍時(shí)，產(chǎn)生指示所述有效通 信設(shè)備有缺陷的輸出。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，當(dāng)所述有效通信設(shè)備被調(diào) 度為下次在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信時(shí)，所述有效通信設(shè)備接收通信令牌消息。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述指定地址是從所述通 信令牌消息得出的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述最大響應(yīng)時(shí)間是從網(wǎng)絡(luò)設(shè)置中得出的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)置是從包含 在網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備探測消息中的信息得出的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述輸出是在測量到的 振幅超過正常的網(wǎng)絡(luò)振幅范圍時(shí)產(chǎn)生的。
12. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述輸出是在測量到的 振幅小于正常的網(wǎng)絡(luò)振幅范圍時(shí)產(chǎn)生的。
13. —種用于對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)上的有效的設(shè)備進(jìn)行跟蹤的方法，所述方法包括確定被調(diào)度為下次在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信的有效通信設(shè)備的指定地址；如果在最大響應(yīng)時(shí)間內(nèi)接收到下個(gè)接收通信，則將所述下個(gè)接收 通信與所述有效通信設(shè)備的指定地址相關(guān)聯(lián)；以及將所述有效通信設(shè)備的指定地址存儲(chǔ)在列表中，所述列表包含網(wǎng) 絡(luò)上所有有效的設(shè)備的指定地址。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，當(dāng)所述有效通信設(shè)備被 調(diào)度為下次在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信時(shí)，所述有效通信設(shè)備接收通信令牌消 息。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述指定地址是從所述通信令牌消息中得出的。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述最大響應(yīng)時(shí)間是從網(wǎng)絡(luò)設(shè)置中得出的。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)置是從包含 在網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備探測消息中的信息得出的。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，如果沒有在最大響應(yīng)時(shí) 間內(nèi)接收到所述下個(gè)接收信號(hào)，則從所述列表中刪除所述有效通信設(shè) 備的指定地址。
19. 一種用于連接至通信介質(zhì)的診斷工具，所述診斷工具包括 連接至通信介質(zhì)的介質(zhì)連接單元(MAU)，所述介質(zhì)連接單元用于通過導(dǎo)電元件從通信介質(zhì)接收信號(hào)；連接至所述MAU的通信控制器，所述通信控制器用于確定被調(diào)度為下次在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信的有效通信設(shè)備的指定地址；以及連接至所述通信控制器的處理器，所述處理器用于如果在最大響 應(yīng)時(shí)間內(nèi)收到網(wǎng)絡(luò)上的下個(gè)接收信號(hào)，則將所述下個(gè)接收信號(hào)與所述 有效通信設(shè)備的指定地址相關(guān)聯(lián)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的診斷工具，其中，所述地址是從通信令牌消息中得出的。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的診斷工具，其中，所述處理器還用于在所述下個(gè)接收信號(hào)的測量振幅超出正常振幅范圍時(shí)產(chǎn)生輸出。
全文摘要
將網(wǎng)絡(luò)上測量的信號(hào)與連接至該網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)通信設(shè)備之一相關(guān)聯(lián)。確定被調(diào)度為下次進(jìn)行通信的有效通信設(shè)備的指定地址。如果在最大的響應(yīng)時(shí)間內(nèi)接收到網(wǎng)絡(luò)上的下個(gè)接收信號(hào)，則將該信號(hào)與該有效通信設(shè)備的指定地址相關(guān)聯(lián)。
文檔編號(hào)H04L12/42GK101536422SQ200680044110
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2006年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月29日
發(fā)明者安東尼·D·佛古森, 布賴恩·A·弗萊庫克 申請(qǐng)人:費(fèi)希爾-羅斯蒙德系統(tǒng)公司