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特表2024-532550マルチレーン通信リンクを介したシームレスなデータ通信のための通信インタフェース及び方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-09-05
(54)【発明の名称】マルチレーン通信リンクを介したシームレスなデータ通信のための通信インタフェース及び方法
(51)【国際特許分類】
H04L 1/22 20060101AFI20240829BHJP
【ＦＩ】
H04L1/22
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024514637
(86)(22)【出願日】2021-09-07
(85)【翻訳文提出日】2024-04-16
(86)【国際出願番号】 CN2021117006
(87)【国際公開番号】W WO2023035115
(87)【国際公開日】2023-03-16
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】503433420
【氏名又は名称】華為技術有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＨＵＡＷＥＩ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】Ｈｕａｗｅｉ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ， Ｂａｎｔｉａｎ， Ｌｏｎｇｇａｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｓｈｅｎｚｈｅｎ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１８１２９， Ｐ．Ｒ． Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100229448
【弁理士】
【氏名又は名称】中槇 利明
(72)【発明者】
【氏名】パーンデー，スジャン
(72)【発明者】
【氏名】ヤーン，ユイムオン
【テーマコード（参考）】
5K014
【Ｆターム（参考）】
5K014DA06
(57)【要約】
２以上の数の通信レーンを含む通信リンクの第１端で使用するための通信インタフェース。通信インタフェースは、通信リンクの第２端にある別の通信インタフェースと協働して、通信レーンを介して第２端にデータフレームを送信するように構成されたロジックを含む。ロジックは、通信レーンの各々についての通信レーンステータス、及び特定の通信レーンの通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出したときを記憶するように構成される。ロジックは、特定の通信レーンの変化した通信レーンステータスを第２端の通信インタフェースに送信し、それに応じてデータフレームを分裂させるように構成される。通信インタフェースは、レーン障害の場合であっても、通信リンクの第１端と第２端との間のシームレスなデータ通信を提供する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
２以上の数の通信レーンを含む通信リンクの第１端で使用するための通信インタフェースであって、当該通信インタフェースは、前記通信リンクの第２端の別の通信インタフェースと協働して、前記通信レーンを介して前記第２端にデータフレームを送信するように構成されるロジックを含み、前記データフレームを送信することは、前記データフレームを前記通信レーンの数に対応する数のサブフレームに分裂させることと、前記サブフレームの各々を、前記通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介して送信することとを含み、前記ロジックは、前記通信レーンの各々について、通信レーンステータスを記憶し、特定の通信レーンの前記通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出すると、
－前記特定の通信レーンを介してサブフレームを送信することを停止し、
－前記特定の通信レーンの前記変化した通信レーンステータスを、前記第２端の通信インタフェースに送信し、
－任意のデータフレームを、前記確定ステータスではない通信ステータスを有する前記通信レーンの数に対応する数のサブフレームに分裂させて、該サブフレームの各々を、前記確定ステータスではない通信ステータスを有する前記通信レーンのうちの１つの別個の通信レーンを介して送信する、
ように更に構成される、通信インタフェース。
【請求項2】
前記ロジックは、前記通信リンクの前記第２端の通信インタフェースと協働して、前記通信レーンを介して前記第２端からデータフレームを受信するように更に構成され、受信したデータフレームは、前記通信レーンの数に対応する数の受信したサブフレームに分裂されており、前記データフレームを受信することは、前記通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介してサブフレームの各々を受信することと、前記受信したサブフレームを受信したデータフレームにマージすることとを含み、前記ロジックは、－前記第２端の通信インタフェースから、前記確定ステータスを所与の通信レーンの前記通信レーンステータスとして受信し、該受信した確定ステータスを、前記所与の通信レーンのステータスとして記憶し、
－前記所与の通信レーンを介してサブフレームを受信することを停止し、
－前記確定ステータスでない通信ステータスを有する前記通信レーンを介して受信した前記サブフレームを、前記受信したデータフレームにマージする、
ように更に構成される、請求項１に記載の通信インタフェース。
【請求項3】
各通信レーンについて、該通信レーンを介して前記第２端の通信インタフェース内の対応するバッファに送信される、サブフレームを受信するように構成されるバッファと、該通信レーンを介して前記第２端の前記通信インタフェース内の対応するバッファに送信される、サブフレームの前記バッファ内の入力を開閉するように構成されるゲートと更に備え、前記ロジックは、該通信レーンの通信レーンステータスに応じて前記ゲートを制御するように構成される、請求項１又は２に記載の通信インタフェース。
【請求項4】
前記バッファは、前記第２端の通信インタフェース内の対応するバッファから前記通信レーンを介して送信されたサブフレームを受信するように構成され、前記ゲートは、前記通信レーンを介して受信したサブフレームの出力を開閉するように構成され、前記ロジックは、前記通信レーンの前記通信レーンステータスに応じて前記ゲートを制御するように構成される、請求項３に記載の通信インタフェース。
【請求項5】
通信リンクの第１端にある第１ノードと、前記通信リンクの第２端にある第２ノードとを備える通信ネットワークであって、前記通信リンクは、２以上の数の通信レーンを備え、前記第１ノードと前記第２ノードの各々は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の通信インタフェースを備える、通信ネットワーク。
【請求項6】
当該通信ネットワークは、車載通信ネットワークである、請求項５に記載の通信ネットワーク。
【請求項7】
２以上の数の通信レーンを含み、かつ第１端と第２端を有する通信リンクを介した通信方法であって、当該方法は、前記通信レーンを介して前記第１端から前記第２端にデータフレームを送信するステップを含み、データフレームを送信するステップは、前記データフレームを、前記通信レーンの数に対応する数のサブフレームに分裂させるステップと、前記サブフレームの各々を、前記通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介して送信するステップとを含み、当該方法は、前記第１端において、前記通信レーンの各々について、通信レーンステータスを記憶するステップと、
前記第１端において、特定の通信レーンの前記通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出するステップと、
前記第１端において、前記特定の通信レーンについての前記通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出すると、
－前記特定の通信レーンを介して前記第１端から前記第２端にサブフレームを送信することを停止するステップと、
－前記特定の通信レーンの前記変化した通信レーンステータスを、前記第１端から前記第２端に送信するステップと、
－前記第１端において、任意のデータフレームを、前記確定ステータスではない通信ステータスを有する前記通信レーンの数に対応する数のサブフレームに分裂させて、該サブフレームの各々を、前記確定ステータスではない通信ステータスを有する前記通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介して、前記第２端に送信するステップと、
を含む、方法。
【請求項8】
前記第１端において、前記通信レーンを介して前記第２端からデータフレームを受信するステップを更に含み、受信したデータフレームは、前記通信レーンの数に対応する数の受信したサブフレームに分裂されており、前記データフレームを受信するステップは、前記通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介してサブフレームの各々を受信するステップと、前記受信したサブフレームを受信したデータフレームにマージするステップとを含み、当該方法は、－前記第１端において、前記第２端から、前記確定ステータスを所与の通信レーンの前記通信レーンステータスとして受信し、該受信した確定ステータスを、前記所与の通信レーンのステータスとして記憶するステップと、
－前記第１端において、前記第２端から前記所与の通信レーンを介してサブフレームを受信することを停止するステップと、
－前記確定ステータスでない通信ステータスを有する前記通信レーンを介して受信した前記サブフレームを、前記受信したデータフレームにマージするステップと、
を更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項9】
各通信レーンについて、該通信レーンを介して前記第２端の対応するバッファに送信されるサブフレームを、前記第１端のバッファに入力するステップと、該通信レーンの通信レーンステータスに応じて、該通信レーンを介して前記第２端の前記対応するバッファに送信されるサブフレームの前記バッファ内の前記入力を開閉するように、前記第１端のゲートを制御するステップと、更に備える、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項10】
前記第１端の前記バッファにおいて、前記第２端の前記対応するバッファから前記通信レーンを介して受信したサブフレームを出力するステップと、前記通信レーンの前記通信レーンステータスに応じて、前記通信レーンを介して受信した前記サブフレームの出力を開閉するように、前記第１端のゲートを制御するステップと、を更に備える、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
コンピュータシステム内のプロセッサによって実行されると、請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の方法を実行する、コンピュータプログラム製品。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、データ通信の分野に関し、より具体的には、通信リンクの両端で使用される通信インタフェース、該通信インタフェースを含む通信ネットワーク、及びマルチレーン通信リンクを介したシームレスなデータ通信の方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、自律車両は、様々なセンサ（例えばカメラ１、カメラ２、ＲＡＤＡＲ等）から中央処理ユニット（ＣＰＵ）にデータを転送するために、高速（例えばマルチギガビット）データ通信リンクを必要とする。典型的には、車載通信ネットワークは、様々なセンサ（又はノード）間で、及びセンサからＣＰＵへデータを通信するために使用される。従来的に、高速自動車用イーサネット規格が、センサ間並びにセンサからＣＰＵへのマルチギガビットデータ通信に使用されている。従来の高速自動車用イーサネット規格は、単一のツイストペアケーブルを採用している。しかしながら、単一のツイストペアケーブルは、帯域幅に関して独自の物理的な制限がある。単一のツイストペアケーブルの物理的な限界から、単一のツイストペアケーブルは、マルチギガビットのデータ通信には好ましくは使用されない。マルチギガビットデータ通信は、２５ギガビット毎秒（Ｇｂｉｔ／ｓ）を超える高いデータレートを扱う。したがって、自律車両との通信のバックボーンとして、多数のギガビットを伝えることができるマルチレーン技術が必要とされている。自律車両において、マルチレーン技術（又はマルチギガビット通信技術）は安全性に関係する。マルチレーン技術のいずれかのレーンが破損した場合、その後、通信リンク全体が動作を停止することになる。さらに、レーンの障害は更に、望ましくない結果をもたらす可能性がある。典型的な車載通信ネットワークでは、様々なセンサを互いに接続するとともに、ＣＰＵへ接続するために複数のケーブルが使用される。複数のケーブルの使用は、ケーブルの密集をもたらし、また、ケーブルは、典型的な自律車両の総重量のかなりの部分に寄与する。したがって、ケーブルの密集を軽減するために、複数のセンサが典型的なスイッチに集約される。マルチギガビット通信リンクは、様々な典型的なスイッチ間で確立され、これは、典型的な車載ネットワーク通信のバックボーンとして機能する。場合によって、マルチギガビット通信リンクのいずれかのレーンに障害が発生した場合、場合によっては、通信が全く行われなくなる。
【0003】
現在、レーン障害の場合に、様々な典型的なスイッチ間の通信を維持するために、ある種の試みが行われており、例えば従来の方法は、物理（ＰＨＹ）層において巨大なバッファを使用することに基づく。しかしながら、従来の方法は、通信全体に余分な遅延をもたらす。さらに、従来の方法は、コーディングが行われ、受信されたデータが受信機で整合されることを記述しているが、この方法は、ハードウェア及び性能に影響を与えずにコーディングがどのように行われるかについての詳細を提供していない。したがって、いずれかレーン障害がある場合、通信リンクのドロップという技術的問題が存在し、その結果、典型的な車載通信ネットワークの様々な典型的なスイッチ間で通信が行われないか、あるいは欠陥のある信頼できない通信が行われることになる。
【0004】
したがって、前述の議論に照らして、マルチレーン技術のレーン障害の場合に様々な典型的なスイッチ間の通信を維持する従来の方法に関連する前述の欠点を克服する必要がある。
【発明の概要】
【0005】
本開示は、通信リンクの両端で使用するための通信インタフェースを提供する。本開示は更に、通信インタフェースを有する通信ネットワークと、マルチレーン通信リンクを介したシームレスなデータ通信の方法を提供する。本開示は、典型的な車載ネットワークの種々の典型的なスイッチ間で通信が行われないか又は欠陥のある信頼できない通信が行われる結果となる、いずれかのレーン障害の場合の通信リンクのドロップという既存の問題に対する解決策を提供する。本開示の目的は、従来技術で遭遇する問題を少なくとも部分的に克服する解決策を提供し、レーン障害の場合であっても通信リンクの両端でシームレスなデータ通信を提供する改善された通信インタフェースを提供することである。本開示は更に、レーン障害の場合であっても、完璧で信頼性のある通信を実現する、改善された通信インタフェースを有する通信ネットワークと、マルチレーン通信リンクを介したシームレスなデータ通信の方法を提供する。
【0006】
本開示の１つ以上の目的は、添付の独立請求項で提供される解決策によって達成される。本開示の有利な実装は、従属請求項において更に定義される。
【0007】
一側面では、２以上の数の通信レーンを含む通信リンクの第１端で使用するための通信インタフェースを提供する。本通信インタフェースは、通信リンクの第２端の別の通信インタフェースと協働して、通信レーンを介して第２端にデータフレームを送信するように構成されるロジックを含み、ここで、データフレームを送信することは、データフレームを通信レーンの数に対応する数のサブフレームに分裂させることと、サブフレームの各々を、通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介して送信することとを含む。ロジックは、通信レーンの各々について、通信レーンステータスを記憶するように更に構成され、特定の通信レーンについての通信レーンステータスが確定ステータス（determined status）に変化したことを検出すると、ロジックは、特定の通信レーンを介してサブフレームを送信することを停止するように更に構成される。ロジックは、特定の通信レーンの変化した通信レーンステータスを、第２端の通信インタフェースに送信し、任意のデータフレームを、確定ステータスではない通信ステータスを有する通信レーンの数に対応する数のサブフレームに分裂させて、サブフレームの各々を、確定ステータスではない通信ステータスを有する通信レーンのうちの１つの別個の通信レーンを介して送信するように更に構成される。
【0008】
開示される通信インタフェースは、レーン障害の場合であっても、通信リンクの第１端と第２端との間でシームレスなデータ通信を提供する。加えて、通信インタフェースにおけるロジックは、通信リンクの第１端における通信インタフェース及び第２端における他の通信インタフェースの各々に対して、通信レーンの数の通信レーンステータスを周期的に通信するように構成される。複数の通信レーンのうちのいずれか１つのレーンで障害が検出された場合、ロジックは、レーン障害を第１端の通信インタフェース及び第２端の他の通信インタフェースの各々に直ちに通信し、障害のあるレーンを介してデータフレームのサブフレームの数を送信することを停止する。さらに、ロジックは、障害のあるレーンに対応するゲート及びバッファをシャットダウンし、その時点でアクティブである残りの通信レーンを介して通信リンクの両端の間の通信を維持するように構成される。したがって、第１端の通信インタフェースと第２端の通信インタフェースとの各々は、レーン障害に関する安全性を発揮するとともに、通信リンクの両端の間でシームレスなデータ通信を提供する。しかしながら、データは部分的に低下した速度で通信される。
【0009】
一実装形態では、ロジックは、通信リンクの第２端の通信インタフェースと協働して、通信レーンを介して第２端からデータフレームを受信するように更に構成される。受信したデータフレームは、通信レーンの数に対応する数の受信したサブフレームに分裂されており、ここで、データフレームを受信することは、通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介してサブフレームの各々を受信することと、受信したサブフレームを受信したデータフレームにマージすることとを含み、ここで、ロジックは、第２端の通信インタフェースから、確定ステータスを所与の通信レーンの通信レーンステータスとして受信し、該受信した確定ステータスを、所与の通信レーンのステータスとして記憶するように更に構成される。ロジックは、所与の通信レーンを介してサブフレームを受信することを停止し、確定ステータスでない通信ステータスを有する通信レーンを介して受信したサブフレームを、受信したデータフレームにマージするように更に構成される。
【0010】
第１端の通信インタフェースは、第２端の他の通信インタフェースからデータフレームを受信するだけでなく、送信するようにも構成される。同様に、第２端の他の通信インタフェースは、第１端の通信インタフェースにデータフレームを送信するだけでなく、受信するようにも構成される。したがって、第１端の通信インタフェースと第２端の他の通信インタフェースとの間で全二重通信が維持される。
【0011】
更なる実装形態では、通信インタフェースは、各通信レーンについて、該通信レーンを介して第２端の通信インタフェース内の対応するバッファに送信される、サブフレームを受信するように構成されるバッファと、該通信レーンを介して第２端の通信インタフェース内の対応するバッファに送信される、サブフレームのバッファ内の入力を開閉するように構成されるゲートと更に備え、ロジックは、通信レーンの通信レーンステータスに応じてゲートを制御するように構成される。
【0012】
各通信レーンに対応するバッファとゲートを用いることにより、通信リンクの両端の間で信頼性の高い高速なデータ通信が得られる。
【0013】
更なる実装形態では、バッファは、第２端の通信インタフェース内の対応するバッファから通信レーンを介して送信されたサブフレームを受信するように構成され、ゲートは、通信レーンを介して受信したサブフレームの出力を開閉するように構成され、ロジックは、通信レーンの通信レーンステータスに応じてゲートを制御するように構成される。
【0014】
別の側面では、本開示は、通信リンクの第１端にある第１ノードと、通信リンクの第２端にある第２ノードとを備える通信ネットワークを提供する。通信リンクは、２以上の数の通信レーンを備え、第１ノードと第２ノードの各々は、通信インタフェースを備える。
【0015】
通信ネットワークは、第１ノードと第２ノードとの間の通信リンクの複数のレーンのレーン障害の場合であっても、第１ノードと第２ノードとの間でシームレスなデータ通信を提供する。第１ノードと第２ノードの各々において、開示される通信インタフェースを備えることにより、シームレスなデータ通信が得られる。
【0016】
一実装形態では、通信ネットワークは、車載通信ネットワークである。
【0017】
車載通信ネットワークは、マルチギガビット通信とともに、レーン障害にもかかわらずシームレスなデータ通信を実現する。
【0018】
更に別の側面では、本開示は、２以上の数の通信レーンを含み、かつ第１端と第２端を有する通信リンクを介した通信方法を提供する。本方法は、通信レーンを介して第１端から第２端にデータフレームを送信するステップを含み、ここで、データフレームを送信するステップは、データフレームを、通信レーンの数に対応する数のサブフレームに分裂させるステップと、サブフレームの各々を、通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介して送信するステップとを含む。本方法は、第１端において、通信レーンの各々について、通信レーンステータスを記憶するステップと、第１端において、特定の通信レーンについての通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出するステップと、第１端において、特定の通信レーンについての通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出するときを更に含む。本方法は、特定の通信レーンを介して第１端から第２端にサブフレームを送信することを停止するステップと、特定の通信レーンの変化した通信レーンステータスを、第１端から第２端に送信するステップとを更に含む。本方法は、第１端において、任意のデータフレームを、確定ステータスではない通信ステータスを有する、通信レーンの数に対応する数のサブフレームに分裂させ、該サブフレームの各々を、確定ステータスではない通信ステータスを有する、通信レーンのうちの１つの別個の通信レーンを介して、第２端に送信するステップを更に含む。
【0019】
開示される方法は、本開示の通信インタフェースの利点及び技術的特徴のすべてを達成する。
【0020】
上述のすべての実装形態を組み合わせることができることが理解されよう。本出願で説明されるすべてのデバイス、要素、回路、ユニット及び手段を、ソフトウェア又はハードウェア要素、あるいはそれらの任意の種類の組合せで実装することができることに留意されたい。本出願で説明される様々なエンティティによって実行されるすべてのステップ、並びに様々なエンティティによって実行されると説明される機能性は、それぞれのエンティティが、それぞれのステップ及び機能性を実行するように適合又は構成されることを意味するように意図されている。特定の実施形態の以下の説明において、外部エンティティによって実行される特定の機能性又はステップが、その特定のステップ又は機能性を実行するそのエンティティの特定の詳細な要素の説明に反映されていない場合であっても、これらの方法及び機能性を、それぞれのソフトウェア又はハードウェア要素、あるいはそれらの任意の種類の組合せで実装することができることは、当業者にとって明らかであるべきである。本開示の特徴は、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の範囲から逸脱することなく、様々な組合せで組み合わされることが可能であることが理解されよう。
【0021】
本開示の更なる側面、利点、特徴及び目的は、以下の添付の特許請求の範囲と関連して解釈される例示的な実装の図面及び詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0022】
上記の概要並びに例示的な実施形態の以下の詳細な説明は、添付の図面とあわせて読むとより良く理解される。本開示を例示する目的で、本開示の例示的な構成が図面に示されている。しかしながら、本開示は、本明細書に開示される特定の方法及び手段に限定されない。さらに、当業者には、図面がスケーリングされていないことが理解されよう。可能な限り、同様の要素は同一の番号で示されている。
【0023】
本開示の実施形態は、単に例示として以下の図面を参照しながら説明される。
【0024】
【図1】本開示の実施形態による、通信リンクの第１端に配置された第１ノードと、通信リンクの第２端に配置された第２ノードとの間のシームレスなデータ通信を示すネットワーク環境である。
【0025】
【図2】本開示の実施形態による、第１ノードと第２ノードの通信インタフェースに関連付けられる様々なサブブロック間の通信を示す図である。
【0026】
【図3】本開示の実施形態による、レーンが障害のある状態での通信リンクの第１端と第２端との間の通信を示す図である。
【0027】
【図4A】本開示の実施形態による、障害シナリオを伴わない複数の通信レーンのマージを示す図である。
【0028】
【図4B】本開示の別の実施形態による、障害シナリオを伴わない複数の通信レーンのマージを示す図である。
【0029】
【図4C】本開示の実施形態による、１００Ｇｂｉｔ／ｓの物理層の内部回路を示す図である。
【0030】
【図5A】本開示の実施形態による、複数の通信レーンを含む通信リンクを介した通信の方法のフローチャートである。
【図5B】本開示の実施形態による、複数の通信レーンを含む通信リンクを介した通信の方法のフローチャートである。
【0031】
添付の図面において、下線付きの番号は、下線付きの番号が位置する項目、あるいは下線付きの番号が隣接する項目を表すために使用される。下線なしの番号は、下線なしの番号を項目にリンクする線によって識別される項目に関連する。番号に下線が付けられておらず、関連する矢印が付いている場合、下線なしの番号は、矢印が指している一般的な項目を識別するために使用される。
【発明を実施するための形態】
【0032】
以下の詳細な説明は、本開示の実施形態及びそれらを実装することができる方法を示す。本開示を実施するいくつかのモードを開示しているが、当業者は、本開示を実施又は実践するための他の実施形態も可能であることを認識するであろう。
【0033】
図１は、本開示の実施形態による、通信リンクの第１端に配置された第１ノードと通信リンクの第２端に配置された第２ノードとの間のシームレスなデータ通信を示すネットワーク環境である。図１を参照すると、第１ノード１０２と第２ノード１０４とを含む通信ネットワーク１００が示されている。第１ノード１０２は、通信リンク１０６の第１端に位置し、第２ノード１０４は、通信リンク１０６の第２端に位置する。通信リンク１０６は、２以上の数の通信レーン１０８を含む。第１ノード１０２及び第２ノード１０４は、それぞれ通信インタフェース１１０及び別の通信インタフェース１１２を有する。第１ノード１０２及び第２ノード１０４に接続される、第１センサ１１４Ａ、第２センサ１１４Ｂ、第３センサ１１４Ｃ及び第４センサ１１４Ｄのような複数のセンサが更に示されている。さらに、第２ノード１０４と電子制御ユニット１１８との間には通信リンク１１６がある。
【0034】
通信ネットワーク１００は、第１ノード１０２と第２ノード１０４との間のシームレスなデータ通信を提供する。通信ネットワーク１００は、通信リンク１０６の複数の通信レーン１０８のレーン障害の場合であっても、第１ノード１０２と第２ノード１０４との間の通信を維持する。従来、複数のレーンのいずれかのレーンに障害が起こった場合、典型的な通信ネットワークの典型的なノードの間では通信が行われなかった。レーン障害にもかかわらず、通信ネットワーク１００は、部分的に低下したデータレートで、第１ノード１０２と第２ノード１０４との間の通信を提供する。一実装では、通信ネットワーク１００は、車載通信ネットワークである。車載通信ネットワークであるため、通信ネットワーク１００は、通信インタフェース１１０を有する第１ノード１０２、他の通信インタフェース１１２を有する第２ノード１０４、複数のセンサ、電子制御ユニット１１８のような様々な制御ユニット又は構成要素が相互に通信するための媒体（有線、無線又は光のいずれか）を含む。通信ネットワーク１００の有線及び無線通信プロトコルの例には、これらに限定されないが、車両エリアネットワーク（ＶＡＮ）、ＣＡＮバス、ドメスティックデジタルバス（Ｄ２Ｂ）、タイムトリガプロトコル（ＴＴＰ）、ＦｌｅｘＲａｙ、ＩＥＥＥ１３９４、集積回路間（Ｉ２Ｃ、Inter-Integrated Circuit）、装置間バス（ＩＥＢｕｓ、Inter Equipment Bus）、米国自動車技術者協会（ＳＡＥ）Ｊ１７０８、ＳＡＥ Ｊ１９３９、国際標準化機構（ＩＳＯ）１１９９２、ＩＳＯ １１７８３、メディア指向システムトランスポート（ＭＯＳＴ）、ＭＯＳＴ２５、ＭＯＳＴ５０、ＭＯＳＴ１５０、プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）、電力線通信（ＰＬＣ）、シリアル周辺インタフェース（ＳＰＩ）バス及び／又はローカル相互接続ネットワーク（ＬＩＮ）が含まれ得る。
【0035】
第１ノード１０２及び第２ノード１０４の各々は、スイッチに対応する。例えば第１ノード１０２は、第１スイッチ（ＳＷ１とも表記される）とも呼ばれることがあり、第２ノード１０４は、第２スイッチ（ＳＷ２とも表記する）とも呼ばれることがある。第１ノード１０２及び第２ノード１０４の他の例には、これらに限定されないが、ローカルエリアネットワークスイッチ（ＬＡＮ－ＳＷ）、ルータ、送信機、受信機、送信デバイス、受信デバイス及び送受信機等が含まれ得る。
【0036】
第１ノード１０２及び第２ノード１０４の各々は、それぞれ、通信リンク１０６の第１端及び第２端に位置する。通信リンク１０６は全二重リンクである。これは、第１ノード１０２及び第２ノード１０４の各々が、通信リンク１０６を介してデータを同時に送受信するように構成されることができることを意味する。さらに、第１ノード１０２と第２ノード１０４との間の通信リンク１０６は、使用ケースに応じて、有線又は無線、あるいは本質的に光のいずれかとすることができる。第１ノード１０２と第２ノード１０４との間の通信リンク１０６は、マルチレーン通信リンクであり、したがって、通信リンク１０６は、２５Ｇｂｉｔ／ｓ、５０Ｇｂｉｔ／ｓ、１００Ｇｂｉｔ／ｓ、あるいは１００Ｇｂｉｔ／ｓ超のいずれかのデータレートを提供することができる。通信ネットワーク１００では、通信リンク１０６は、４つの通信レーン１０８を含む。したがって、通信ネットワーク１００は、通信リンク１０６を介して１００Ｇｂｉｔ／ｓのデータレートを提供する。しかしながら、別の実装では、通信レーン１０８の数は、Ｎレーンまでの範囲であってよい。通信リンク１０６の例には、これらに限定されないが、ワイヤレスフィデリティ（Ｗｉ－Ｆｉ）通信リンク、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）通信リンク、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）通信リンク、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）通信リンク、無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）通信リンク、クラウドネットワーク通信リンク、長期進化（ＬＴＥ）ネットワーク通信リンク、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）通信リンク及び／又はインターネットが含まれ得る。
【0037】
第１ノード１０２及び第２ノード１０４は、それぞれ通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２を含む。第１ノード１０２の通信インタフェース１１０は、例えば図２に詳細に説明されるように、通信リンク１０６を介してデータフレームを送信するために、第２ノード１０４の他の通信インタフェース１１２と協働するように構成される。通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２の各々の例には、これらに限定されないが、アンテナ、テレマティックス・ユニット、無線周波数（ＲＦ）トランシーバ、１つ以上の増幅器、１つ以上の発振器、デジタル信号プロセッサ、コーダ／デコーダ（ＣＯＤＥＣ）チップセット及び／又は加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カードを含み得る。
【0038】
通信ネットワーク１００では、第１センサ１１４Ａ、第２センサ１１４Ｂ及び第４センサ１１４Ｄの各々は、第１ノード１０２に接続され、第３センサ１１４Ｃは第２ノード１０４に接続されている。第１センサ１１４Ａ、第２センサ１１４Ｂ、第３センサ１１４Ｃ及び第４センサ１１４Ｄの各々は、第１ノード１０２及び第２ノード１０４の物理層に接続されている。例えば第１センサ１１４Ａ、第２センサ１１４Ｂ及び第４センサ１１４Ｄの各々は、第１ノード１０２の物理層（それぞれＰ１、Ｐ２及びＰ４で表記される）で接続され、各接続は、２５Ｇｂｉｔ／ｓのデータレートを提供する。同様に、第３センサ１１４Ｃは、第２ノード１０４の物理層（Ｐ３で表記されることもある）に接続され、２５Ｇｂｉｔ／ｓのデータレートを提供する。第１ノード１０２と第２ノード１０４は、第１ノード１０２と第２ノード１０４の物理層（Ｐ３、Ｐ１）の間の通信リンク１０６を介して互いに接続されている。第１センサ１１４Ａ、第２センサ１１４Ｂ、第３センサ１１４Ｃ及び第４センサ１１４Ｄの各々の例には、これらに限定されないが、カメラ１、カメラ２、無線探知及び測距（ＲＡＤＡＲ）、光探知及び測距（ＬｉＤＡＲ）、全地球測位衛星システム（ＧＮＳＳ）受信機、ダッシュカム等が含まれ得る。
【0039】
第２ノード１０４と電子制御ユニット１１８との間の通信リンク１１６は、第１ノード１０２と第２ノード１０４との間の通信リンク１０６に対応する。電子制御ユニット１１８は、第１ノード１０２及び第２ノード１０４から受信したデータに応じて複数のセンサの性能を監視して最適化するように構成される、適切なロジック、回路、インタフェース及び／又はコードを含む。
【0040】
図２は、本開示の実施形態による、第１ノード及び第２ノードの通信インタフェースに関連付けられる様々なサブブロック間の通信を示す。図２は、図１の要素と関連して説明される。図２を参照すると、（図１の）通信ネットワーク１００の第１ノード１０２の通信インタフェース１１０と第２ノード１０４の他の通信インタフェース１１２とに関連付けられる様々なサブブロック間の通信を示す回路アーキテクチャ２００が示されている。回路アーキテクチャ２００は、通信インタフェース１１０が通信リンク１０６の第１端２０２で使用するように構成され、他の通信インタフェース１１２が通信リンク１０６の第２端２０４で使用するように構成されることを示す。通信インタフェース１１０は、ロジック２０６を含む。媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層から受信されたデータフレーム２０８が更に示されている。通信リンク１０６の第１端２０２及び第２端２０４の各々と、通信インタフェース１１０のロジック２０６は、破線のボックスによって表されているが、これは、説明の目的のためにのみ使用され、回路の一部を形成しない。
【0041】
通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２の各々は、物理コーディングサブレイヤ（ＰＣＳ）及び物理媒体アタッチメント（ＰＭＡ）を含む。通信インタフェース１１０におけるＰＣＳは、トランスコーダ２１０と、複数のゲート２１４を有するデマルチプレクサ２１２と、複数のバッファ２１６と、複数のサブフレーム２１８を表すパイプデータとを含む。同様に、他の通信インタフェース１１２におけるＰＣＳは、トランスデコーダ２２０と、複数のゲート２２４を有するマルチプレクサ２２２と、複数のバッファ２２６と、複数のサブフレーム２２８を表すパイプデータとを含む。通信インタフェース１１０におけるＰＭＡは、各通信レーンに１つずつ、ＦＥＣエンコーダ（ＦＥＣ－ＥＮ）及びＦＥＣデコーダ（ＦＥＣ－ＤＥＣ）２３０と、送信機－受信機アナログフロントエンド（ＴＸ／ＲＸ－ＡＦＥ）２３２とを含む順方向誤り訂正（ＦＥＣ）を含む。同様に、他の通信インタフェース１１２におけるＰＭＡは、各通信レーンに１つずつ、ＦＥＣエンコーダ（ＦＥＣ－ＥＮ）及びＦＥＣデコーダ（ＦＥＣ－ＤＥＣ）２３４と、送信機－受信機アナログフロントエンド（ＴＸ／ＲＸ－ＡＦＥ）２３６とを含む順方向誤り訂正（ＦＥＣ）を含む。物理ヘルスレジスタ２３８が更に示されており、物理ヘルスレジスタ２３８は、通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２の各々のＰＣＳ及びＰＭＡの両方に対してアクセス可能である。複数のゲート２１４、通信インタフェース１１０のＰＣＳにおける複数のバッファ２１６及び他の通信インタフェース１１０のＰＣＳにおける複数のゲート２２４の各々は、破線のボックスによって表されているが、これは、説明の目的のためにのみ使用され、回路の一部を形成しない。
【0042】
本開示は、２以上の数の通信レーン１０８を含む通信リンク１０６の第１端２０２で使用するための通信インタフェース１１０を提供する。通信インタフェース１１０は、通信リンク１０６の第２端２０４の他の通信インタフェース１１２と協働して、通信レーン１０８を介してデータフレーム２０８を第２端２０４に送信するように構成されたロジック２０６を備え、ここで、データフレーム２０８を送信することは、データフレームを、通信レーン１０８の数に対応する数のサブフレーム２１８に分裂させることと、通信レーン１０８の中の１つの別個の通信レーンを介してサブフレーム２１８の各々を送信することとを含む。（図１の）第１ノード１０２の通信インタフェース１１０は、通信リンク１０６の第１端２０２で使用するために構成される。通信リンク１０６は、Ｎ個までの範囲の複数の通信レーン１０８を含む。したがって、通信リンク１０６は、マルチレーン通信リンクと呼ばれる。さらに、通信インタフェース１１０のロジック２０６は、通信リンク１０６の第２端２０４における（図１の）第２ノード１０４の他の通信インタフェース１１２と協働して、ＭＡＣ層から受信したデータフレーム２０８を、複数の通信レーン１０８を介して第２端２０４に送信するように構成される。データフレーム２０８を通信リンク１０６の第２端２０４に送信する前に、データフレーム２０８は、通信レーン１０８の数に対応する数のサブフレーム２１８に分裂される。例えば通信レーン１０８の数がＮである場合、データフレーム２０８はＮ個のサブフレームに分裂され、各サブフレームは、複数の通信レーン１０８の中の１つの別個の通信レーンを介して送信される。
【0043】
ロジック２０６の例は、これらに限定されないが、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、複雑命令セットコンピューティング（ＣＩＳＣ）プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）プロセッサ、縮小命令セット（ＲＩＳＣ）プロセッサ、超長命令語（ＶＬＩＷ）プロセッサ、データ処理ユニット及び他のプロセッサ又は制御回路を含み得る。
【0044】
実施形態によると、通信インタフェース１１０は、各通信レーンについて、該通信レーンを介して、第２端２０４の通信インタフェース１１２内の対応するバッファに送信されるサブフレームを受信するように構成されるバッファと、該通信レーンを介して、第２端２０４の通信インタフェース１１２内の対応するバッファに送信されるサブフレームのバッファ内の入力を開閉するように構成されるゲートとを更に含み、ロジック２０６は、該通信レーンの通信レーンステータスに応じてゲートを制御するように構成される。データフレーム２０８を複数のサブフレーム２１８に分割した後、各サブフレームは、通信インタフェース１１０が備えるバッファに渡される。バッファは、複数のバッファ２１６のうちの１つに対応する。バッファ２１６の数は、通信レーン１０８の数に比例する。複数のバッファ２１６の各バッファは、受信したサブフレームを、通信リンク１０６の第２端２０４の通信インタフェース１１２が備える対応するバッファに、１つの通信レーンを介して送信するように構成される。複数のバッファ２１６に加えて、通信インタフェース１１０は、複数のゲート２１４を含む。複数のゲート２１４の各々は、サブフレームのバッファ内の入力を開閉するように構成され、これは、複数の通信レーン１０８のうちの１つの通信レーンを介して送信されることになる。サブフレームは、通信リンク１０６の第２端２０４の通信インタフェース１１２内の対応するバッファに送信される。通信インタフェース１１０のロジック２０６は、複数の通信レーン１０８の作動ステータスに応じて、複数のゲート２１４の各々を制御するように構成される。
【0045】
ロジック２０６は、通信レーン１０８の各々について、特定の通信レーンについての通信レーンステータスが、確定ステータスに変化したことを検出したときに、通信レーンステータスを記憶するように更に構成される。ロジック２０６は、特定の通信レーンを介してサブフレームを送信することを停止し、特定の通信レーンの変化した通信レーンステータスを、第２端２０４の通信インタフェース１１２に送信するように更に構成される。ロジック２０６は、任意のデータフレームを、確定ステータスではない通信ステータスを有する通信レーンの数に対応する数のサブフレームに分裂させ、確定ステータスではない通信ステータスを有する通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介してサブフレームの各々を送信するように更に構成される。ロジック２０６は、通信リンク１０６内の複数の通信レーン１０８の各々について、通信レーンステータスを記憶するように構成される。例えば特定の通信レーン（例えばレーン１）の通信レーンステータスが確定ステータス（又は障害ステータス）に変化したことが検出されるケースである。そのケースでは、ロジック２０６は、その特定の通信レーン（すなわち、レーン１）を介してサブフレームを送信することを停止するように更に構成される。ロジック２０６は、特定の通信レーン（すなわち、レーン１）の変化した通信レーンステータス（すなわち、障害）を、通信リンク１０６の第２端２０４における他の通信インタフェース１１２に通信するように更に構成される。したがって、特定の通信レーン（すなわち、レーン１）の障害の場合、サブフレームを他の通信インタフェース１１２に送信するために利用可能な通信レーン１０８の数が減少し、結果としてデータレートが低下する。さらに、ロジック２０６は、その時点でアクティブである通信レーン１０８の数に対応するサブフレームの数にデータフレームを分裂させるように更に構成される。ロジック２０６は、その時点でアクティブである複数の通信レーン１０８の中の１つの別個の通信レーンを介してサブフレームの各々を送信するように更に構成される。このように、特定の通信レーン（すなわち、レーン１）の障害にもかかわらず、通信インタフェース１１０におけるロジック２０６は、通信リンク１０６の第１端２０２における通信インタフェース１１０と第２端２０４における他の通信インタフェース１１２との間のシームレスなデータ通信を維持する。障害のある通信レーンとのシームレスなデータ通信の例示的なシナリオは、例えば図３に詳細に記載されている。
【0046】
動作中、通信インタフェース１１０では、トランスコーダ２１０は、ＭＡＣ層から受信したデータフレーム２０８内に制御目的のために最初の数ビットを追加するように構成される。データフレーム２０８は、固定サイズのデータフレームである。同時にアクティブである通信レーン１０８の数に依存して、トランスコーダ２１０の出力は、デマルチプレクサ２１２の使用により、ゲート２１４（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、．．．、Ｇｎとも表記される）の数に比例する等しい数のサブフレームに切断される。例えば同時に機能するゲート２１４の数が４である場合、サブフレーム２１８の数も４に等しくなる。複数のサブフレーム２１８のうちの１つのサブフレームは、複数のバッファ２１６のうちのあるバッファに入るとき、インデックスＴｋｎによって符号化され、ここで、ｋは、サブフレームがバッファに入ることを可能にするゲートＩＤを指し、ｎは、フレームＩＤを指す。データフレーム２０８は整数であり、オーバーフロー後にリセットして反復し得る。ロジック２０６（例えばコントローラ）は、第１ゲート（又はＧ１）から開始する複数のゲート２１４を開くように構成され、その後、ロジック２０６は、第２ゲート（Ｇ２）を開くように移動し、以下同様に続く。例えば第１トランスコーダブロック（複数のサブフレームＦ１、Ｆ２、Ｆ３、．．．、Ｆｎとともに、Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３、．．．、Ｔ１ｎとも表記される）は、第１ゲート（すなわち、Ｇ１）を通過し、第２トランスコーダブロック（複数のサブフレームＦ１、Ｆ２、Ｆ３、．．．、Ｆｎとともに、Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ２３、．．．、Ｔ２ｎとも表記される）は、第２ゲート（すなわち、Ｇ２）を通過し、以下同様に続く。複数のバッファ２１６の各バッファがデータで満たされると、次いで、データは、通信リンク１０６の第１端２０２における通信インタフェース１１０のＰＭＡにおいて順方向誤り訂正（ＦＥＣ）に移動する。複数のバッファ２１６の各々のサイズは、ＦＥＣフレーム入力に等しい。ＦＥＣは、ＦＥＣエンコーダ（ＦＥＣ－ＥＮ）及びＦＥＣデコーダ（ＦＥＣ－ＤＥＣ）をそれぞれ使用することによるＦＥＣ符号化及びＦＥＣ復号化の両方を含む。ＦＥＣ－ＥＮ ２３０に入力される運営・管理及び運用（ＯＡＭ、Operation, Administration, and Management）フレームが更に示されており、これは、通信インタフェース１１０においてＦＥＣフレームを符号化する間、ＯＡＭがＦＥＣフレームに接着されていることを意味する。したがって、ＦＥＣ－ＥＮ ２３０は、複数のサブフレーム２１８の各サブフレームを、ＯＡＭメッセージとともにそのフレームに符号化する。ＦＥＣ符号化の後、符号化されたビットは、ラインコーディングの一部としてシンボルにマッピングされ、送信機アナログフロントエンド（ＴＸ－ＡＦＥ）２３２の使用により、通信リンク１０６の第２端２０４の他の通信インタフェース１１２に送信される。ＰＣＳブロック内の通信インタフェース１１０には、２つのタイプのメッセージ、すなわち、すべてのレーンに共通の共通メッセージと、あるレーンのみに特有のレーン固有メッセージとを含む、符号化ＯＡＭメッセージが更に示されている。
【0047】
回路アーキテクチャ２００において、通信インタフェース１１０と他の通信インタフェース１１２との間の通信は、対称的かつ双方向のデータ通信であり、したがって、この通信は全二重通信とも呼ばれる。さらに、回路アーキテクチャ２００は、高いデータレートを容易にするために、（図１の）第１ノード１０２と第２ノード１０４との間の通信のために物理層内の通信リンク１０６の様々なリンクパートナー及びそれらに関連するサブブロックを示す。第１ノード１０２と第２ノード１０４との間の通信は、対称的双方向通信であり、したがって、通信リンク１０６の両端では、すべてのリンクが有効にされる。対称的双方向データ通信を容易にするために、通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２の各々は、送信機及び受信機として、あるいはより適切にはトランシーバとして機能するように構成される。したがって、回路アーキテクチャ２００では、通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２の各々は、トランシーバとして機能するように構成される。したがって、通信インタフェース１１０（又はトランシーバ）は、データフレーム２０８を複数のサブフレーム２１８へと分裂させることによって、データフレーム２０８を他の通信インタフェース１１２に送信するとともに、他の通信インタフェース１１２からデータフレームの複数のサブフレームを受信し、更に自身で複数のサブフレームをマージすることができる。別の実装では、通信インタフェース１１０（又は送信機）は、データフレームを他の通信インタフェース１１２（又は受信機）に送信するように構成されることができ、他の通信インタフェース１１２（又は受信機）は、データフレームを取得するために、データフレームの複数のサブフレームを受信し、それらをマージするように構成される。
【0048】
一実施形態によると、ロジック２０６は、通信リンク１０６の第２端２０４における通信インタフェース１１２と協働して、通信レーン１０８を介して第２端２０４からデータフレームを受信するように更に構成される。受信したデータフレームは、通信レーン１０８の数に対応する複数の受信したサブフレームに分裂されており、ここで、データフレームを受信することは、これらの通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介してサブフレームの各々を受信することと、受信したサブフレームを受信したデータフレームにマージすることとを含み、ここで、ロジック２０６は、第２端２０４の通信インタフェース１１２から、確定ステータスを所与の通信レーンの通信レーンステータスとして受信し、受信した確定ステータスを所与の通信レーンのステータスとして記憶するように更に構成される。ロジック２０６は、所与の通信レーンを介してサブフレームを受信することを停止し、確定ステータスではない通信ステータスを有する通信レーンを介して受信したサブフレームを、受信したデータフレームにマージするように更に構成される。一実装では、第１端２０２の通信インタフェース１１０は、受信機として機能するように構成され、第２端２０４の他の通信インタフェース１１２は、送信機として機能するように構成される。そのような実装では、通信インタフェース１１０は、通信リンク１０６の第２端２０４における他の通信インタフェース１１２からデータフレームを受信するように構成される。受信したデータフレームは、通信レーン１０８の数に比例する数の受信したサブフレーム（例えばＦ１、Ｆ２、Ｆ３、．．．、Ｆｎ）に分裂される。複数の受信したサブフレームは、ＲＸ－ＡＦＥ２３２によって処理され、次いで、通信インタフェース１１０のＦＥＣ－ＤＥＣ２３０の使用によりＦＥＣ復号される。ＦＥＣ復号の後、ＦＥＣデータとＯＡＭメッセージは分離され、ＯＡＭメッセージは復号ＯＡＭブロックに進む。復号ＯＡＭブロックからのメッセージビットは、メモリ又はレジスタ、例えば物理ヘルスレジスタ２３８内の対応する空間に記憶される。物理ヘルスレジスタ２３８は、ローカル及びリモート物理層（例えば通信リンク１０６の第１端２０２並びに第２端２０４の物理層）、通信リンク１０６のステータス（例えば信号対雑音比、ＳＮＲ、ビット誤り率、ＢＥＲ）、ケーブルヘルス（例えばオープン又はショート）、ＦＥＣエラー及びスクランブラ、並びに同時に機能する通信レーン１０８の数の識別を記憶するように構成される。ＦＥＣ復号データは、特定の通信レーンに対応する各バッファに進み、後にトランスコーダ２１０（トランスデコーダとしても機能することがある）に渡されて、追加された制御ビットを除去する。その後、受信したデータは、ＭＡＣインタフェース（例えばＭＩＩインタフェース）を介してＭＡＣに渡される。複数のゲート２１４を開く順序は、データフレーム２０８の送信時に行われた順序と同じとなる。関連するＯＡＭメッセージは、復号後にローカルに解釈され、物理ヘルスレジスタ２３８に記憶される。さらに、必要に応じて、ＯＡＭメッセージに基づいて適切なアクションが取られる。複数のサブフレームを受信するプロセスでは、各サブフレームは、複数の通信レーン１０８のうちの１つの別個の通信レーンで受信される。第２端２０４から複数のサブフレームの各サブフレームを受信した後、受信したサブフレームの数は、受信データフレームにマージされる。各サブフレームを受信するために、ロジック２０６は、所与の通信レーンの確定（すなわち、障害）ステータスが、もしあれば、第２端２０４における他の通信インタフェース１１２から、受信するように構成される。障害通信レーンの場合、ロジック２０６は、受信データフレームを確実に取得するために、障害通信レーンを介してサブフレームを受信することを停止し、健全な通信レーンを介して受信されたサブフレームをマージするように更に構成される。
【0049】
別の実装では、第２端２０４の他の通信インタフェース１１２は、通信リンク１０６の第１端２０２の通信インタフェース１１０からデータフレームを受信するように構成されることができる。受信データフレームは、複数のサブフレームに分裂され、他の通信インタフェース１１２は、複数の通信レーン１０８の中の１つの別個の通信レーンを介して各サブフレームを受信するように構成される。受信した複数のサブフレームは、ＲＸ－ＡＦＥ２３６によって処理され、次いで、他の通信インタフェース１１２のＦＥＣ－ＤＥＣ２３４の使用によってＦＥＣ復号される。ＦＥＣ復号の後、ＦＥＣ復号データは、特定の通信レーンに対応する複数のバッファ２２６の各バッファに進み、後にトランスデコーダ２２０に渡されて、追加された制御ビットを除去する。その後、受信したデータは、ＭＡＣインタフェース（例えばメディア独立インタフェース、ＭＩＩ）を介してＭＡＣに渡される。複数のゲート２２４を開く順序は、通信インタフェース１１０においてデータフレーム２０８の送信時に行われたのと同じままである。関連するＯＡＭメッセージは、復号後にローカルに解釈され、物理ヘルスレジスタ２３８に記憶される。このように、通信インタフェース１１０と他の通信インタフェース１１２の各々は、トランシーバとして機能するように構成される。
【0050】
一実施形態によると、バッファは、第２端２０４の通信インタフェース１１２内の対応するバッファから、通信レーンを介して送信されたサブフレームを受信するように構成され、ゲートは、通信レーンを介して受信したサブフレームの出力を開閉するように構成され、ロジック２０６は、通信レーンの通信レーンステータスに応じてゲートを制御するように構成される。一実装では、第１端２０２の通信インタフェース１１０は、受信機として機能するように構成され、第２端２０４の他の通信インタフェース１１２は、送信機として機能するように構成される。このような実装では、複数のバッファ２１６の各バッファは、通信リンク１０６の第２端２０４の通信インタフェース１１２内の対応するバッファによって送信されるサブフレームを受信するように構成される。その結果、複数のゲート２１４の各ゲートは、複数の通信レーン１０８のうちの通信レーンを介して受信したサブフレームの出力を開閉するように構成される。ロジック２０６は、複数の通信レーン１０８のステータス（機能的又は非機能的）ステータスに応じて、複数のゲート２１４の各々を制御するように更に構成される。
【0051】
したがって、通信インタフェース１１０は、レーン障害の場合であっても、通信ネットワーク１００の第１ノード１０２と第２ノード１０４との間でシームレスなデータ通信を提供する。加えて、通信インタフェース１１０のロジック２０６は、通信リンク１０６の第１端２０２の通信インタフェース１１０及び第２端２０４の他の通信インタフェース１１２の各々に対して、複数の通信レーン１０８の通信レーンステータスを周期的に通信するように構成される。複数の通信レーン１０８のうちのいずれかの１つのレーンで障害が検出された場合、ロジック２０６は、ＯＡＭメッセージの「共通メッセージ」を使用することにより、通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２の各々にレーン障害を直ちに通信し、障害のあるレーンを介したデータフレーム２０８の複数のサブフレーム２１８の送信（又は受信）を停止する。さらに、ロジック２０６は、障害のあるレーンに対応するゲート及びバッファをシャットダウンし、その時点でアクティブである残りの通信レーンを介して通信リンク１０６の両端の間の通信を維持するように構成される。したがって、通信インタフェース１１０は、レーン障害に関する安全性、並びに通信リンク１０６の両端の間のシームレスなデータ通信を実現する。しかしながら、データは部分的に低下した速度で通信される。したがって、通信インタフェース１１０は、２５Ｇｂｐｓ、５０Ｇｂｐｓ又は１００Ｇｂｐｓのような異なるデータ速度を提供するためにＩＥＥＥ ８０２．３ｃｙとして現在定義されている、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）規格の一部となり得る。
【0052】
図３は、本開示の実施形態による、レーンに障害がある通信リンクの第１端と第２端との間のシームレスな通信を示す。図３は、図１及び図２からの要素と関連して説明される。図３を参照すると、複数の通信レーン１０８のうちの障害のある通信レーンを含む通信リンク１０６の第１端２０２と第２端２０４との間のシームレスな通信を示す回路アーキテクチャ３００が示されている。
【0053】
通信レーン１０８の数は、レーン１、レーン２、レーン３からレーンＮまでのような、Ｎ個の通信レーンを含む。最初は、複数の通信レーン１０８のうちのすべてのレーン（すなわち、レーン１、レーン２、レーン３、．．．、レーンＮ）が動作モードにあり、データフレーム（例えばデータフレーム２０８）が、通信リンク１０６の第１端２０２の通信インタフェース１１０から第２端２０４の他の通信インタフェース１１２に送信される。同様に、データフレームは、通信リンク１０６の第２端２０４の他の通信インタフェース１１２から第１端２０２の通信インタフェース１１０に送信され得る。データ通信とともに、通信インタフェース１１０のロジック２０６は、複数の通信レーン１０８のうちのいずれかの通信レーンのステータスが確定ステータス（又は障害ステータス）に変化したことを識別するように構成される。検出後、レーン１は障害のあるレーンとして検出される。その後、ロジック２０６は、レーン１の変化した（すなわち、障害のある）ステータスを、第２端２０４の他の通信インタフェース１１２に通信するように構成される。レーン１の変化した（すなわち、障害のある）ステータスに関する情報は、ＯＡＭメッセージの「共通メッセージ」フィールドを使用することにより、通信リンク１０６の第１端２０２の通信インタフェース１１０に、並びに第２端２０４の他の通信インタフェース１１２にも通信される。したがって、通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２の各々は、レーン１に障害があることに同意し、したがって、通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２の各々において、対応するゲート（例えばＧ１）をシャットダウンする必要がある。加えて、通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２の各々におけるＭＡＣ層は、ＭＡＣインタフェース（例えばＭＩＩインタフェース）を介して、双方向でリンク容量が低下することを通知される。回路アーキテクチャ３００では、レーン１は障害があるが、レーン２、レーン３、．．．、レーンＮのような残りのレーンはまだ動作中である。通信リンク１０６の両端の間のレーン１の障害レーンステータスの通信の後、通信インタフェース１１０におけるＭＡＣ層から受信したデータフレーム（例えばデータフレーム２０８）の複数のサブフレームが、ゲート２（Ｇ２とも表記される）から開始してゲートｎ（Ｇｎとも表記される）までの複数のバッファ２１６の各バッファに入り始め、このプロセスはゲート２（すなわち、Ｇ２）から再び繰り返される。実際、レーン１に障害があり、トランスコーダ２１０は、依然として動作中の残りのバッファ（すなわち、Ｔ２ｎ，．．．，Ｔｋｎ）に対応する数のサブフレームを提供するように構成される。トランスコーダ２１０では、現在機能していないゲート１（Ｇ１）に対応する空間にダミーデータが埋め込まれ、その後、ダミーデータは無視される。これは更に、受信機（又は他の通信インタフェース１１２）における正しい復号を更に導く。このように、通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２の各々における物理層は、ＯＡＭメッセージを通じて、通信レーンのステータス及び可用性を維持するように構成される。さらに、１つのレーンに障害がある限り、通信リンク１０６の両端（すなわち、第１端２０２と第２端２０４）の間で、部分的に低下した速度で自由な通信がシームレスに行われる。
【0054】
図４Ａは、本開示の実施形態による、障害シナリオを伴わない複数の通信レーンのマージを示す。図４Ａは、図１、図２及び図３からの要素と関連して説明される。図４Ａを参照すると、障害のない複数の通信レーンのマージを示す実装シナリオ４００Ａが示されている。実装シナリオ４００Ａは、ローカルエリアネットワークスイッチ（ＬＡＮ ＳＷ）４０４を含むゲートウェイデバイス４０２を含む。ＬＡＮ ＳＷ４０４は、複数の通信レーン４０８を介して１００ Ｇｂｉｔ／ｓの物理層４０６（１００Ｇ ＰＨＹとも表記される）に接続されている。ゲートウェイデバイス４０２は更に、ツイストペアケーブルを介して複数のセンサ４１０に接続され、各センサに２５ギガビット／秒の帯域幅を提供する。
【0055】
ゲートウェイデバイス４０２は、データトラフィックの要求に応じて、可変帯域幅を提供するように構成される適切なロジック、回路、インタフェース又はコードを含む。ゲートウェイデバイス４０２は、イーサネットゲートウェイデバイスであってもよい。一般に、ゲートウェイデバイスは、通信ネットワークの２つのノード間の「ゲート」として定義され得る。ゲートウェイデバイス４０２は、ハードウェアデバイスに対応し、ゲートウェイデバイス４０２の例には、これらに限定されないが、ルータ、ファイアウォール、サーバ、あるいは通信ネットワーク（例えば通信ネットワーク１００）内及び通信ネットワーク外へのトラフィックの流れを可能にする任意の他のハードウェアデバイスが含まれる。
【0056】
ＬＡＮ ＳＷ４０４は、（図１の）通信ネットワーク１００の第１ノード１０２及び第２ノード１０４のうちの一方に対応する。ＬＡＮ ＳＷ４０４は、イーサネットスイッチとも呼ばれることがある。一般に、ＬＡＮ ＳＷは、通信ネットワークを介して送信機と受信機とを柔軟に接続するインターネットプロトコル（ＩＰ）ベースのイーサネットスイッチとして定義され得る。ＬＡＮ ＳＷは、異なるプラットフォーム間でローカルエリアネットワークを拡張するために使用され、これは、複数の同時送信だけでなく、各データの宛先アドレスの読み取りとターゲットデバイスへのデータの転送をサポートする。
【0057】
１００Ｇｂｉｔ／ｓの物理層４０６は、通信リンク１０６の第１端２０２で使用される通信インタフェース１１０又は第２端２０４で使用される他の通信インタフェース１１２のいずれかの物理層であることができる。
【0058】
複数の通信レーン４０８の各々は、ＭＩＩインタフェースを介して、ＬＡＮ ＳＷ４０４を１００Ｇｂｉｔ／ｓの物理層４０６に接続するように構成される。複数の通信レーン４０８は、全二重通信をサポートする４つの通信レーンを含む。通信レーン４０８の数は、（図１の）通信リンク１０６が備える通信レーン１０８の数に対応する。複数の通信レーン４０８の各々は、２５Ｇｂｉｔ／ｓを伝送し、動作モードステータスを有する。言い換えると、実装シナリオ４００Ａでは、複数の通信レーン４０８のいずれも障害がない。したがって、ゲートウェイデバイス４０２は、複数の通信レーン４０８のうちの１つ以上を互いにマージすることによって、２５Ｇｂｉｔ／ｓ、５０Ｇｂｉｔ／ｓ、７５Ｇｂｉｔ／ｓ又は１００Ｇｂｉｔ／ｓのような可変帯域幅を複数のセンサ４１０に提供することができる。複数のセンサ４１０は、（図１の）第１センサ１１４Ａ、第２センサ１１４Ｂ、第３センサ１１４Ｃ及び第４センサ１１４Ｄのうちの１つ以上に対応する。例えば７５Ｇｂｉｔ／ｓの帯域幅のみが要求される場合、ユーザは、それに応じてゲートウェイデバイス４０２の構成（例えば複数の通信レーン４０８のうち３つの通信レーンをマージする）を設定することができ、電力を削減してデータトラフィックの要求に応じたシステム性能を利用するために、複数の通信レーン４０８のうちの特定のレーンを無効にすることができる。
【0059】
図４Ｂは、本開示の別の実施形態による、障害シナリオを伴わない複数の通信レーンのマージを示す。図４Ｂは、図１、図２、図３及び図４Ａからの要素と関連して説明される。図４Ｂを参照すると、障害のない複数の通信レーンのマージを示す実装シナリオ４００Ｂが示されている。実装シナリオ４００Ｂは、（図４Ａの）ローカルエリアネットワークスイッチ（ＬＡＮ ＳＷ）４０４を含むゲートウェイデバイス４０２を含む。ＬＡＮ ＳＷ４０４は、複数の通信レーン４１４を介して、１００Ｇｂｉｔ／ｓの第１物理層４１２Ａ（１００Ｇ ＰＨＹとも表記される）と、１００Ｇｂｉｔ／ｓの第２物理層４１２Ｂのような、２つの物理層に接続される。ゲートウェイデバイス４０２は更に、ツイストペアケーブルを介して、異なる物理層に可変帯域幅を提供する。異なる物理層は、７５Ｇｂｉｔ／ｓの第１物理層４１６Ａ、５０Ｇｂｉｔ／ｓの第２物理層４１６Ｂ及び７５Ｇｂｉｔ／ｓの第３物理層４１６Ｃを含む。
【0060】
実装シナリオ４００Ｂでは、ゲートウェイデバイス４０２は、１００Ｇｂｉｔ／ｓの第１物理層４１２Ａ及び１００Ｇｂｉｔ／ｓの第２物理層４１２Ｂのような２つの物理層を使用する。ＬＡＮ ＳＷ４０４は、複数の通信レーン４１４を介して、１００Ｇｂｉｔ／ｓの第１物理層４１２Ａ及び１００Ｇｂｉｔ／ｓの第２物理層４１２Ｂの各々に接続され、各通信レーンは異なる帯域幅を有する。複数の通信レーン４１４は、７５Ｇｂｉｔ／ｓの第１通信レーン、５０Ｇｂｉｔ／ｓの第２通信レーン、７５Ｇｂｉｔ／ｓの第３通信レーンのような３つの通信レーンを含む。
【0061】
実装シナリオ４００Ｂでは、１００Ｇｂｉｔ／ｓの第１物理層４１２Ａ及び１００Ｇｂｉｔ／ｓの第２物理層４１２Ｂの各々をグループ化して、ゲートウェイデバイス４０２の出力で速度グレードのより多くの組合せを提供することができる。このようにして、ゲートウェイデバイス４０２は、７５Ｇｂｐｓ、１２５Ｇｂｐｓ等のような非標準速度グレードをサポートすることができる。したがって、ゲートウェイデバイス４０２は、１００Ｇｂｉｔ／ｓの第１物理層４１６Ａと１００Ｇｂｉｔ／ｓの第２物理層４１６Ｂとをグループ化することによって、７５Ｇｂｉｔ／ｓの第１物理層４１６Ａ、５０Ｇｂｉｔ／ｓの第２物理層４１２Ｂ、７５Ｇｂｉｔ／ｓの第３物理層４１２Ｃのような異なる物理層に対して可変帯域幅を提供することができる。例えば１００Ｇｂｉｔ／ｓの第１物理層４１２Ａに接続され、各々が２５Ｇｂｉｔ／ｓを伝送する３つのツイストペアケーブルは、７５Ｇｂｉｔ／ｓの第１物理層４１６Ａを提供することができ、１００Ｇｂｉｔ／ｓの第１物理層４１２Ａ及び１００Ｇｂｉｔ／ｓの第２物理層４１２Ｂの各々に接続された１つのツイストペアケーブルは、５０Ｇｂｉｔ／ｓの第２物理層４１６Ｂを提供することができ、１００Ｇｂｉｔ／ｓの第２物理層４１２Ｂに接続され、各々が２５Ｇｂｉｔ／ｓを伝送する３つのツイストペアケーブルは、７５Ｇｂｉｔ／ｓの第３物理層４１６Ｃを提供することができる。
【0062】
図４Ｃは、本開示の実施形態による、１００Ｇｂｉｔ／ｓの物理層の内部回路を示す。図４Ｃは、図１、図２、図３、図４Ａ及び図４Ｂからの要素と関連して説明される。図４Ｃは、物理層４１８の内部回路４００Ｃを示す。物理層４１８は、１００Ｇｂｐｓの帯域幅を有する（１００Ｇ ＰＨＹとも表記される）。物理層４１８は、複数の通信レーン４２０、複数の物理媒体アタッチメント（ＰＭＡ）４２２、複数のパルス振幅変調器（ＰＡＭ）４２４及び複数の順方向誤り訂正（ＦＥＣ）エンコーダ／デコーダ４２６を含む。
【0063】
物理層４１８の内部回路４００Ｃは、複数のＦＥＣ ＥＮ－ＤＥＣ４２６を使用するように構成され、１００Ｇｂｐｓの１つのＦＥＣ ＥＮ－ＤＥＣの代わりに、各ＦＥＣ ＥＮ－ＤＥＣは２５Ｇｂｐｓの帯域幅を有する。通信レーン４２０の数は、（図１の）通信リンク１０６が備える通信レーン１０８の数に対応する。複数のＰＭＡ４２２は、送信機／受信機－アナログフロントエンド（ＴＸ／ＲＸ－ＡＦＥ）を含み得る。
【0064】
物理層４１８の内部回路４００Ｃは、データが、複数の通信レーン４２０を介して複数のＰＭＡ４２２が備えるＲＸ－ＡＦＥによって受信されることを示す。その後、受信データは、複数のパルス振幅変調器（ＰＡＭ）４２４を使用することにより変調され、次いで、複数のＦＥＣ ＥＮ－ＤＥＣ４２６によって符号化（又は復号）される。複数のＦＥＣ ＥＮ－ＤＥＣ４２６の使用は、物理層４１８と媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層（ここでは図示せず）との間で使用するために構成される、柔軟なＭＩＩインタフェースに異なる速度集約を提供する。
【0065】
図５Ａ及び図５Ｂは、本開示の実施形態による、複数の通信レーンを含む通信リンクを介した通信方法のフローチャートである。図５Ａ及び図５Ｂは、図１、図２及び図３からの要素と関連して説明される。図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、２以上の数の通信レーンを含み、かつ第１端及び第２端を有する通信リンクを介した通信を示す方法５００が示されている。方法５００は、５０２から５１２のステップを含む（方法５００のステップ５０２～５０６は図５Ａに示され、ステップ５０８～５１２は図５Ｂに示される）。方法５００は、例えば図１及び図２に詳細に説明されている（図１の）通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２によって実行される。
【0066】
本開示は、２以上の数の通信レーン１０８を含み、第１端２０２と第２端２０４を有する通信リンク１０６を介した通信方法５００を提供し、方法５００は、通信レーン１０８を介して第１端２０２から第２端２０４にデータフレーム２０８を送信するステップを含み、ここで、データフレーム２０８を送信するステップは、データフレーム２０８を、通信レーン１０８の数に対応する数のサブフレーム２１８に分裂させるステップと、通信レーン１０８の中の１つの別個の通信レーンを介して、サブフレーム２１８の各々を送信するステップとを含み、方法５００は、
第１端２０２において、通信レーンの各々についての通信レーンステータスを記憶するステップと、
第１端２０２において、特定の通信レーンの通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出するステップと、第１端２０２において、特定の通信レーンの通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出すると、
－特定の通信レーンを介して第１端２０２から第２端２０４にサブフレームを送信することを停止するステップと、
－特定の通信レーンの変化した通信レーンステータスを、第１端２０２から第２端２０４に送信するステップと、
－第１端２０２において、任意のデータフレームを、確定ステータスでない通信ステータスを有する通信レーン１０８の数に対応する数のサブフレームに分裂させ、確定ステータスでない通信ステータスを有する通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介して、サブフレームの各々を第２端２０４に送信するステップと、
を更に含む。
第１端２０２において、通信レーンの各々についての通信レーンステータスを記憶するステップと、
第１端２０２において、特定の通信レーンの通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出するステップと、第１端２０２において、特定の通信レーンの通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出すると、
－特定の通信レーンを介して第１端２０２から第２端２０４にサブフレームを送信することを停止するステップと、
－特定の通信レーンの変化した通信レーンステータスを、第１端２０２から第２端２０４に送信するステップと、
－第１端２０２において、任意のデータフレームを、確定ステータスでない通信ステータスを有する通信レーン１０８の数に対応する数のサブフレームに分裂させ、確定ステータスでない通信ステータスを有する通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介して、サブフレームの各々を第２端２０４に送信するステップと、
を更に含む。
【0067】
方法５００は、２以上の数の通信レーン１０８を含み、かつ第１端２０２と第２端２０４とを有する通信リンク１０６を介した通信を示す。言い換えると、方法５００は、５０２から５１２までのステップにおいて、通信インタフェース１１０を有する第１ノード１０２と、他の通信インタフェース１１２を有する第２ノード１０４との間の通信を示す。
【0068】
図５Ａを参照すると、ステップ５０２において、方法５００は、通信レーン１０８を介して第１端２０２から第２端２０４にデータフレーム２０８を送信することを含み、ここで、データフレーム２０８を送信することは、データフレーム２０８を、通信レーン１０８の数に対応する数のサブフレーム２１８に分裂させることと、サブフレーム２１８の各々を、通信レーン１０８の中の１つの別個の通信レーンを介して送信することとを含む。データフレーム２０８は、通信リンク１０６の第１端２０２の物理層によって媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層から受信される。その後、データフレーム２０８は、通信レーン１０８の数に対応する数のサブフレーム２１８に分裂される。複数のサブフレーム２１８の各々は、複数の通信レーン１０８のうちの１つの別個の通信レーンを介して第２端２０４に送信される。
【0069】
ステップ５０４において、方法５００は、第１端２０２において、通信レーンの各々について、通信レーンステータスを記憶することを更に含む。通信インタフェース１１０におけるロジック２０６は、複数の通信レーン１０８の各々のステータスを記憶するように構成される。
【0070】
ステップ５０６において、方法５００は、第１端２０２において、特定の通信レーンについての通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出することと、第１端２０２において、特定の通信レーンについての通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出したときを更に含む。第１端２０２における通信インタフェース１１０のロジック２０６は、複数の通信レーン１０８のうちのいずれかの通信レーンの通信レーンステータス（障害又は作動）が、確定ステータス（すなわち、障害ステータス）に変化したかどうかを検出するように更に構成される。
【0071】
次に、図５Ｂを参照すると、ステップ５０８において、方法５００は、特定の通信レーンを介して第１端２０２から第２端２０４にサブフレームを送信することを停止することを更に含む。特定の通信レーンの通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出した後、ロジック２０６は、その特定の通信レーンを介して第１端２０２から第２端２０４にサブフレームを送信することを停止するように更に構成される。
【0072】
ステップ５１０において、方法５００は、特定の通信レーンの変化した通信レーンステータスを、第１端２０２から第２端２０４に送信するステップを更に含む。ロジック２０６は、特定の通信レーンの変化した通信レーンステータス（すなわち、障害）を、通信リンク１０６の第２端２０４の他の通信インタフェース１１２に通信するように更に構成される。
【0073】
ステップ５１２において、方法５００は、第１端２０２において、任意のデータフレームを、確定ステータスでない通信ステータスを有する通信レーン１０８の数に対応する数のサブフレームに分裂させることと、サブフレームの各々を、確定ステータスでない通信ステータスを有する通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介して第２端２０４に送信することを更に含む。ロジック２０６は、データフレームをその時点でアクティブである通信レーン１０８の数に対応する数のサブフレームに分裂させるように更に構成される。ロジック２０６は、その時点でアクティブである複数の通信レーン１０８のうちの１つの別個の通信レーンを介してサブフレームの各々を送信するように更に構成される。
【0074】
一実施形態によると、方法５００は、各通信レーンについて、第２端２０４の対応するバッファに通信レーンを介して送信されるサブフレームを第１端２０２のバッファに入力するステップと、通信レーンの通信レーンステータスに応じて、第２端２０４の対応するバッファに通信レーンを介して送信されるサブフレームのバッファにおける入力を開閉するように第１端２０２のゲートを制御することとを更に含む。データフレーム２０８を複数のサブフレーム２１８に分割した後、各サブフレームは、通信インタフェース１１０によって構成されるバッファに渡される。複数のバッファ２１６のうちの各バッファは、受信したサブフレームを、通信リンク１０６の第２端２０４の通信インタフェース１１２によって構成される対応するバッファに、１つの通信レーンを介して送信するように構成される。複数のバッファ２１６に加えて、通信インタフェース１１０は、複数のゲート２１４を含む。複数のゲート２１４の各々は、複数の通信レーン１０８のうちの１つの通信レーンを介して送信されるサブフレームのバッファ内の入力を開閉するように構成される。
【0075】
一実施形態によると、方法５００は、第１端２０２において、通信レーン（又は複数の通信レーン１０８）を介して第２端２０４からデータフレームを受信することを更に含み、受信したデータフレームは、通信レーン１０８の数に対応する複数の受信サブフレームに分裂されており、ここで、データフレームを受信することは、サブフレームの各々を、通信レーンのうちの１つの別個の通信レーンを介して受信することと、受信サブフレームを受信データフレームにマージすることとを含む。一実装では、第１端２０２の通信インタフェース１１０は、受信機として機能するように構成されることができ、第２端２０４の他の通信インタフェース１１２は、送信機として機能するように構成されることができる。そのような実装では、第１端２０２のロジック２０６は、第２端２０４からのデータフレームを、複数の通信レーン１０８を介して受信するように構成される。実際、受信したデータフレームは、通信レーン１０８の数に比例する数の受信サブフレーム（例えばＦ１、Ｆ２、Ｆ３、．．．、Ｆｎ）に分裂されており、ロジック２０６は、通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介してサブフレームの各々を受信し、受信サブフレームを受信データフレームにマージするように構成される。
【0076】
方法５００は、第１端２０２において、確定ステータスを、第２端２０４から所与の通信レーンの通信レーンステータスとして受信することと、受信した確定ステータスを所与の通信レーンのステータスとして記憶することとを更に含む。方法５００は、第１端２０２において、第２端２０４からの所与の通信レーンを介してサブフレームを受信することを停止し、第１端２０２において、確定ステータスでない通信ステータスを有する通信レーンを介して受信したサブフレームを受信データフレームにマージするステップを更に含む。各サブフレームを受信するために、ロジック２０６は、存在する場合、第２端２０４の他の通信インタフェース１１２から、所与の通信レーンの確定（すなわち、障害）ステータスを受信し、受信した確定ステータスを所与の通信レーンの通信ステータスとして記憶するように更に構成される。障害のある通信レーンの場合、ロジック２０６は、障害のある通信レーンを介してサブフレームを受信することを停止し、受信データフレームを取得するために、健全な通信レーンを介して受信したサブフレームをマージするように更に構成される。
【0077】
一実施形態によると、方法５００は、第１端２０２のバッファにおいて、第２端２０４の対応するバッファから通信レーンを介して受信したサブフレームを出力することと、通信レーンの通信レーンステータスに応じて、通信レーンを介した受信したサブフレームの出力を開閉するように第１端２０２のゲートを制御することとを更に含む。複数のバッファ２１６の各バッファは、通信リンク１０６の第２端２０４の通信インタフェース１１２内の対応するバッファによって送信されたサブフレームを受信するように構成される。その結果、複数のゲート２１４の各ゲートは、複数の通信レーン１０８の中の通信レーンを介して受信したサブフレームの出力を開閉するように構成される。ロジック２０６は、複数の通信レーン１０８のステータス（機能的又は非機能的）ステータスに応じて、複数のゲート２１４の各々を制御するように更に構成される。
【0078】
一実施形態によると、本開示は、コンピュータシステム内のプロセッサ（又はロジック２０６）によって実行されるときに、方法５００を実行するためのプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品を提供する。通信インタフェース１１０のロジック２０６は、方法５００を実行するように構成される。
【0079】
したがって、方法５００は、レーン障害の場合であっても、通信ネットワーク１００の第１ノード１０２と第２ノード１０４との間のシームレスなデータ通信を提供する。通信レーン１０８のうちのいずれか１つのレーンで障害が検出された場合、方法５００は、レーン障害を通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２の各々に直ちに通信し、障害のあるレーンを介してデータフレーム２０８の複数のサブフレーム２１８を送信することを停止する。このように、方法５００は、レーン障害に関する安全性、並びに部分的に低下した速度での通信リンク１０６の両端の間のシームレスなデータ通信を提供する。
【0080】
ステップ５０２～５１２は、単に例示的なものであり、本明細書の特許請求の範囲から逸脱することなく、１つ以上のステップが追加されるか、１つ以上のステップが削除されるか、又は１つ以上のステップが異なる順序で提供される他の代替案を提供することができる。
【0081】
上記に記載された本開示の実施形態に対する修正は、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の範囲から逸脱することなく可能である。本開示を記載し、特許請求するために使用される、「含む」、「備える」、「組み込む」、「有する」、「である」等の表現は、非排他的な方法で解釈されるように意図される、すなわち、明示的に記載されていない項目、構成要素又は要素も存在することを可能にする。単数への言及はまた、複数に関連するとも解釈されるべきである。ここで、「例示的」という言葉は、「例、実例又は例示として機能する」を意味するように使用される。「例示的」として記載された実施形態は、必ずしも、他の実施形態に対して好ましいか又は有利であると解釈されるべきではなく、あるいは他の実施形態からの特徴の組み込みを排除するものでもない。「任意に」という語は、本明細書では、「いくつかの実施形態では提供され、他の実施形態では提供されない」を意味するように使用される。本開示の特定の特徴は、明確性のために、別個の実施形態の文脈で説明されるが、単一の実施形態において組み合わせて提供されてもよいことが理解される。反対に、簡潔性のために、単一の実施形態の文脈で説明される本開示の様々な特徴は、別個に、又は任意の適切な組合せで、又は本開示の任意の他の説明される実施形態において適切なように提供され得る。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【手続補正書】
【提出日】2024-04-16
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
２以上の数の通信レーンを含む通信リンクの第１端で使用するための通信インタフェースであって、当該通信インタフェースは、前記通信リンクの第２端の別の通信インタフェースと協働して、前記通信レーンを介して前記第２端にデータフレームを送信するように構成されるロジックを含み、前記データフレームを送信することは、前記データフレームを前記通信レーンの数に対応する数のサブフレームに分裂させることと、前記サブフレームの各々を、前記通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介して送信することとを含み、前記ロジックは、前記通信レーンの各々について、通信レーンステータスを記憶し、特定の通信レーンの前記通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出すると、
－前記特定の通信レーンを介してサブフレームを送信することを停止し、
－前記特定の通信レーンの前記変化した通信レーンステータスを、前記第２端の通信インタフェースに送信し、
－任意のデータフレームを、前記確定ステータスではない通信レーンステータスを有する前記通信レーンの数に対応する数のサブフレームに分裂させて、該サブフレームの各々を、前記確定ステータスではない通信レーンステータスを有する前記通信レーンのうちの１つの別個の通信レーンを介して送信する、
ように更に構成される、通信インタフェース。
【請求項2】
前記ロジックは、前記通信リンクの前記第２端の通信インタフェースと協働して、前記通信レーンを介して前記第２端からデータフレームを受信するように更に構成され、受信したデータフレームは、前記通信レーンの数に対応する数の受信したサブフレームに分裂されており、前記データフレームを受信することは、前記通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介してサブフレームの各々を受信することと、前記受信したサブフレームを受信したデータフレームにマージすることとを含み、前記ロジックは、－前記第２端の通信インタフェースから、前記確定ステータスを所与の通信レーンの前記通信レーンステータスとして受信し、該受信した確定ステータスを、前記所与の通信レーンのステータスとして記憶し、
－前記所与の通信レーンを介してサブフレームを受信することを停止し、
－前記確定ステータスでない通信レーンステータスを有する前記通信レーンを介して受信した前記サブフレームを、前記受信したデータフレームにマージする、
ように更に構成される、請求項１に記載の通信インタフェース。
【請求項3】
各通信レーンについて、該通信レーンを介して前記第２端の通信インタフェース内の対応するバッファに送信される、サブフレームを受信するように構成されるバッファと、該通信レーンを介して前記第２端の前記通信インタフェース内の対応するバッファに送信される、サブフレームの前記バッファ内の入力を開閉するように構成されるゲートと更に備え、前記ロジックは、該通信レーンの通信レーンステータスに応じて前記ゲートを制御するように構成される、請求項１又は２に記載の通信インタフェース。
【請求項4】
前記バッファは、前記第２端の通信インタフェース内の対応するバッファから前記通信レーンを介して送信されたサブフレームを受信するように構成され、前記ゲートは、前記通信レーンを介して受信したサブフレームの出力を開閉するように構成され、前記ロジックは、前記通信レーンの前記通信レーンステータスに応じて前記ゲートを制御するように構成される、請求項３に記載の通信インタフェース。
【請求項5】
通信リンクの第１端にある第１ノードと、前記通信リンクの第２端にある第２ノードとを備える通信ネットワークであって、前記通信リンクは、２以上の数の通信レーンを備え、前記第１ノードと前記第２ノードの各々は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の通信インタフェースを備える、通信ネットワーク。
【請求項6】
当該通信ネットワークは、車載通信ネットワークである、請求項５に記載の通信ネットワーク。
【請求項7】
２以上の数の通信レーンを含み、かつ第１端と第２端を有する通信リンクを介した通信方法であって、当該方法は、前記通信レーンを介して前記第１端から前記第２端にデータフレームを送信するステップを含み、データフレームを送信するステップは、前記データフレームを、前記通信レーンの数に対応する数のサブフレームに分裂させるステップと、前記サブフレームの各々を、前記通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介して送信するステップとを含み、当該方法は、前記第１端において、前記通信レーンの各々について、通信レーンステータスを記憶するステップと、
前記第１端において、特定の通信レーンの前記通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出するステップと、
前記第１端において、前記特定の通信レーンについての前記通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出すると、
－前記特定の通信レーンを介して前記第１端から前記第２端にサブフレームを送信することを停止するステップと、
－前記特定の通信レーンの前記変化した通信レーンステータスを、前記第１端から前記第２端に送信するステップと、
－前記第１端において、任意のデータフレームを、前記確定ステータスではない通信レーンステータスを有する前記通信レーンの数に対応する数のサブフレームに分裂させて、該サブフレームの各々を、前記確定ステータスではない通信レーンステータスを有する前記通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介して、前記第２端に送信するステップと、
を含む、方法。
【請求項8】
前記第１端において、前記通信レーンを介して前記第２端からデータフレームを受信するステップを更に含み、受信したデータフレームは、前記通信レーンの数に対応する数の受信したサブフレームに分裂されており、前記データフレームを受信するステップは、前記通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介してサブフレームの各々を受信するステップと、前記受信したサブフレームを受信したデータフレームにマージするステップとを含み、当該方法は、－前記第１端において、前記第２端から、前記確定ステータスを所与の通信レーンの前記通信レーンステータスとして受信し、該受信した確定ステータスを、前記所与の通信レーンのステータスとして記憶するステップと、
－前記第１端において、前記第２端から前記所与の通信レーンを介してサブフレームを受信することを停止するステップと、
－前記確定ステータスでない通信レーンステータスを有する前記通信レーンを介して受信した前記サブフレームを、前記受信したデータフレームにマージするステップと、
を更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
各通信レーンについて、該通信レーンを介して前記第２端の対応するバッファに送信されるサブフレームを、前記第１端のバッファに入力するステップと、該通信レーンの通信レーンステータスに応じて、該通信レーンを介して前記第２端の前記対応するバッファに送信されるサブフレームの前記バッファ内の前記入力を開閉するように、前記第１端のゲートを制御するステップと、更に備える、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項10】
前記第１端の前記バッファにおいて、前記第２端の前記対応するバッファから前記通信レーンを介して受信したサブフレームを出力するステップと、前記通信レーンの前記通信レーンステータスに応じて、前記通信レーンを介して受信した前記サブフレームの出力を開閉するように、前記第１端のゲートを制御するステップと、を更に備える、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
コンピュータシステム内のプロセッサによって実行されると、前記プロセッサに請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の方法を実行させる、コンピュータプログラム。【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、データ通信の分野に関し、より具体的には、通信リンクの両端で使用される通信インタフェース、該通信インタフェースを含む通信ネットワーク、及びマルチレーン通信リンクを介したシームレスなデータ通信の方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、自律車両は、様々なセンサ（例えばカメラ１、カメラ２、ＲＡＤＡＲ等）から中央処理ユニット（ＣＰＵ）にデータを転送するために、高速（例えばマルチギガビット）データ通信リンクを必要とする。典型的には、車載通信ネットワークは、様々なセンサ（又はノード）間で、及びセンサからＣＰＵへデータを通信するために使用される。従来的に、高速自動車用イーサネット規格が、センサ間並びにセンサからＣＰＵへのマルチギガビットデータ通信に使用されている。従来の高速自動車用イーサネット規格は、単一のツイストペアケーブルを採用している。しかしながら、単一のツイストペアケーブルは、帯域幅に関して独自の物理的な制限がある。単一のツイストペアケーブルの物理的な限界から、単一のツイストペアケーブルは、マルチギガビットのデータ通信には好ましくは使用されない。マルチギガビットデータ通信は、２５ギガビット毎秒（Ｇｂｉｔ／ｓ）を超える高いデータレートを扱う。したがって、自律車両との通信のバックボーンとして、多数のギガビットを伝えることができるマルチレーン技術が必要とされている。自律車両において、マルチレーン技術（又はマルチギガビット通信技術）は安全性に関係する。マルチレーン技術のいずれかのレーンが破損した場合、その後、通信リンク全体が動作を停止することになる。さらに、レーンの障害は更に、望ましくない結果をもたらす可能性がある。典型的な車載通信ネットワークでは、様々なセンサを互いに接続するとともに、ＣＰＵへ接続するために複数のケーブルが使用される。複数のケーブルの使用は、ケーブルの密集をもたらし、また、ケーブルは、典型的な自律車両の総重量のかなりの部分に寄与する。したがって、ケーブルの密集を軽減するために、複数のセンサが典型的なスイッチに集約される。マルチギガビット通信リンクは、様々な典型的なスイッチ間で確立され、これは、典型的な車載ネットワーク通信のバックボーンとして機能する。場合によって、マルチギガビット通信リンクのいずれかのレーンに障害が発生した場合、場合によっては、通信が全く行われなくなる。
【0003】
現在、レーン障害の場合に、様々な典型的なスイッチ間の通信を維持するために、ある種の試みが行われており、例えば従来の方法は、物理（ＰＨＹ）層において巨大なバッファを使用することに基づく。しかしながら、従来の方法は、通信全体に余分な遅延をもたらす。さらに、従来の方法は、コーディングが行われ、受信されたデータが受信機で整合されることを記述しているが、この方法は、ハードウェア及び性能に影響を与えずにコーディングがどのように行われるかについての詳細を提供していない。したがって、いずれかレーン障害がある場合、通信リンクのドロップという技術的問題が存在し、その結果、典型的な車載通信ネットワークの様々な典型的なスイッチ間で通信が行われないか、あるいは欠陥のある信頼できない通信が行われることになる。
【0004】
したがって、前述の議論に照らして、マルチレーン技術のレーン障害の場合に様々な典型的なスイッチ間の通信を維持する従来の方法に関連する前述の欠点を克服する必要がある。
【発明の概要】
【0005】
本開示は、通信リンクの両端で使用するための通信インタフェースを提供する。本開示は更に、通信インタフェースを有する通信ネットワークと、マルチレーン通信リンクを介したシームレスなデータ通信の方法を提供する。本開示は、典型的な車載ネットワークの種々の典型的なスイッチ間で通信が行われないか又は欠陥のある信頼できない通信が行われる結果となる、いずれかのレーン障害の場合の通信リンクのドロップという既存の問題に対する解決策を提供する。本開示の目的は、従来技術で遭遇する問題を少なくとも部分的に克服する解決策を提供し、レーン障害の場合であっても通信リンクの両端でシームレスなデータ通信を提供する改善された通信インタフェースを提供することである。本開示は更に、レーン障害の場合であっても、完璧で信頼性のある通信を実現する、改善された通信インタフェースを有する通信ネットワークと、マルチレーン通信リンクを介したシームレスなデータ通信の方法を提供する。
【0006】
本開示の１つ以上の目的は、添付の独立請求項で提供される解決策によって達成される。本開示の有利な実装は、従属請求項において更に定義される。
【0007】
一側面では、２以上の数の通信レーンを含む通信リンクの第１端で使用するための通信インタフェースを提供する。本通信インタフェースは、通信リンクの第２端の別の通信インタフェースと協働して、通信レーンを介して第２端にデータフレームを送信するように構成されるロジックを含み、ここで、データフレームを送信することは、データフレームを通信レーンの数に対応する数のサブフレームに分裂させることと、サブフレームの各々を、通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介して送信することとを含む。ロジックは、通信レーンの各々について、通信レーンステータスを記憶するように更に構成され、特定の通信レーンについての通信レーンステータスが確定ステータス（determined status）に変化したことを検出すると、ロジックは、特定の通信レーンを介してサブフレームを送信することを停止するように更に構成される。ロジックは、特定の通信レーンの変化した通信レーンステータスを、第２端の通信インタフェースに送信し、任意のデータフレームを、確定ステータスではない通信レーンステータスを有する通信レーンの数に対応する数のサブフレームに分裂させて、サブフレームの各々を、確定ステータスではない通信レーンステータスを有する通信レーンのうちの１つの別個の通信レーンを介して送信するように更に構成される。
【0008】
開示される通信インタフェースは、レーン障害の場合であっても、通信リンクの第１端と第２端との間でシームレスなデータ通信を提供する。加えて、通信インタフェースにおけるロジックは、通信リンクの第１端における通信インタフェース及び第２端における他の通信インタフェースの各々に対して、通信レーンの数の通信レーンステータスを周期的に通信するように構成される。複数の通信レーンのうちのいずれか１つのレーンで障害が検出された場合、ロジックは、レーン障害を第１端の通信インタフェース及び第２端の他の通信インタフェースの各々に直ちに通信し、障害のあるレーンを介してデータフレームのサブフレームの数を送信することを停止する。さらに、ロジックは、障害のあるレーンに対応するゲート及びバッファをシャットダウンし、その時点でアクティブである残りの通信レーンを介して通信リンクの両端の間の通信を維持するように構成される。したがって、第１端の通信インタフェースと第２端の通信インタフェースとの各々は、レーン障害に関する安全性を発揮するとともに、通信リンクの両端の間でシームレスなデータ通信を提供する。しかしながら、データは部分的に低下した速度で通信される。
【0009】
一実装形態では、ロジックは、通信リンクの第２端の通信インタフェースと協働して、通信レーンを介して第２端からデータフレームを受信するように更に構成される。受信したデータフレームは、通信レーンの数に対応する数の受信したサブフレームに分裂されており、ここで、データフレームを受信することは、通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介してサブフレームの各々を受信することと、受信したサブフレームを受信したデータフレームにマージすることとを含み、ここで、ロジックは、第２端の通信インタフェースから、確定ステータスを所与の通信レーンの通信レーンステータスとして受信し、該受信した確定ステータスを、所与の通信レーンのステータスとして記憶するように更に構成される。ロジックは、所与の通信レーンを介してサブフレームを受信することを停止し、確定ステータスでない通信レーンステータスを有する通信レーンを介して受信したサブフレームを、受信したデータフレームにマージするように更に構成される。
【0010】
第１端の通信インタフェースは、第２端の他の通信インタフェースからデータフレームを受信するだけでなく、送信するようにも構成される。同様に、第２端の他の通信インタフェースは、第１端の通信インタフェースにデータフレームを送信するだけでなく、受信するようにも構成される。したがって、第１端の通信インタフェースと第２端の他の通信インタフェースとの間で全二重通信が維持される。
【0011】
更なる実装形態では、通信インタフェースは、各通信レーンについて、該通信レーンを介して第２端の通信インタフェース内の対応するバッファに送信される、サブフレームを受信するように構成されるバッファと、該通信レーンを介して第２端の通信インタフェース内の対応するバッファに送信される、サブフレームのバッファ内の入力を開閉するように構成されるゲートと更に備え、ロジックは、通信レーンの通信レーンステータスに応じてゲートを制御するように構成される。
【0012】
各通信レーンに対応するバッファとゲートを用いることにより、通信リンクの両端の間で信頼性の高い高速なデータ通信が得られる。
【0013】
更なる実装形態では、バッファは、第２端の通信インタフェース内の対応するバッファから通信レーンを介して送信されたサブフレームを受信するように構成され、ゲートは、通信レーンを介して受信したサブフレームの出力を開閉するように構成され、ロジックは、通信レーンの通信レーンステータスに応じてゲートを制御するように構成される。
【0014】
別の側面では、本開示は、通信リンクの第１端にある第１ノードと、通信リンクの第２端にある第２ノードとを備える通信ネットワークを提供する。通信リンクは、２以上の数の通信レーンを備え、第１ノードと第２ノードの各々は、通信インタフェースを備える。
【0015】
通信ネットワークは、第１ノードと第２ノードとの間の通信リンクの複数のレーンのレーン障害の場合であっても、第１ノードと第２ノードとの間でシームレスなデータ通信を提供する。第１ノードと第２ノードの各々において、開示される通信インタフェースを備えることにより、シームレスなデータ通信が得られる。
【0016】
一実装形態では、通信ネットワークは、車載通信ネットワークである。
【0017】
車載通信ネットワークは、マルチギガビット通信とともに、レーン障害にもかかわらずシームレスなデータ通信を実現する。
【0018】
更に別の側面では、本開示は、２以上の数の通信レーンを含み、かつ第１端と第２端を有する通信リンクを介した通信方法を提供する。本方法は、通信レーンを介して第１端から第２端にデータフレームを送信するステップを含み、ここで、データフレームを送信するステップは、データフレームを、通信レーンの数に対応する数のサブフレームに分裂させるステップと、サブフレームの各々を、通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介して送信するステップとを含む。本方法は、第１端において、通信レーンの各々について、通信レーンステータスを記憶するステップと、第１端において、特定の通信レーンについての通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出するステップと、第１端において、特定の通信レーンについての通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出するときを更に含む。本方法は、特定の通信レーンを介して第１端から第２端にサブフレームを送信することを停止するステップと、特定の通信レーンの変化した通信レーンステータスを、第１端から第２端に送信するステップとを更に含む。本方法は、第１端において、任意のデータフレームを、確定ステータスではない通信レーンステータスを有する、通信レーンの数に対応する数のサブフレームに分裂させ、該サブフレームの各々を、確定ステータスではない通信レーンステータスを有する、通信レーンのうちの１つの別個の通信レーンを介して、第２端に送信するステップを更に含む。
【0019】
開示される方法は、本開示の通信インタフェースの利点及び技術的特徴のすべてを達成する。
【0020】
上述のすべての実装形態を組み合わせることができることが理解されよう。本出願で説明されるすべてのデバイス、要素、回路、ユニット及び手段を、ソフトウェア又はハードウェア要素、あるいはそれらの任意の種類の組合せで実装することができることに留意されたい。本出願で説明される様々なエンティティによって実行されるすべてのステップ、並びに様々なエンティティによって実行されると説明される機能性は、それぞれのエンティティが、それぞれのステップ及び機能性を実行するように適合又は構成されることを意味するように意図されている。特定の実施形態の以下の説明において、外部エンティティによって実行される特定の機能性又はステップが、その特定のステップ又は機能性を実行するそのエンティティの特定の詳細な要素の説明に反映されていない場合であっても、これらの方法及び機能性を、それぞれのソフトウェア又はハードウェア要素、あるいはそれらの任意の種類の組合せで実装することができることは、当業者にとって明らかであるべきである。本開示の特徴は、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の範囲から逸脱することなく、様々な組合せで組み合わされることが可能であることが理解されよう。
【0021】
本開示の更なる側面、利点、特徴及び目的は、以下の添付の特許請求の範囲と関連して解釈される例示的な実装の図面及び詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0022】
上記の概要並びに例示的な実施形態の以下の詳細な説明は、添付の図面とあわせて読むとより良く理解される。本開示を例示する目的で、本開示の例示的な構成が図面に示されている。しかしながら、本開示は、本明細書に開示される特定の方法及び手段に限定されない。さらに、当業者には、図面がスケーリングされていないことが理解されよう。可能な限り、同様の要素は同一の番号で示されている。
【0023】
本開示の実施形態は、単に例示として以下の図面を参照しながら説明される。
【0024】
【図1】本開示の実施形態による、通信リンクの第１端に配置された第１ノードと、通信リンクの第２端に配置された第２ノードとの間のシームレスなデータ通信を示すネットワーク環境である。
【0025】
【図2】本開示の実施形態による、第１ノードと第２ノードの通信インタフェースに関連付けられる様々なサブブロック間の通信を示す図である。
【0026】
【図3】本開示の実施形態による、レーンが障害のある状態での通信リンクの第１端と第２端との間の通信を示す図である。
【0027】
【図4A】本開示の実施形態による、障害シナリオを伴わない複数の通信レーンのマージを示す図である。
【0028】
【図4B】本開示の別の実施形態による、障害シナリオを伴わない複数の通信レーンのマージを示す図である。
【0029】
【図4C】本開示の実施形態による、１００Ｇｂｉｔ／ｓの物理層の内部回路を示す図である。
【0030】
【図5A】本開示の実施形態による、複数の通信レーンを含む通信リンクを介した通信の方法のフローチャートである。
【図5B】本開示の実施形態による、複数の通信レーンを含む通信リンクを介した通信の方法のフローチャートである。
【0031】
添付の図面において、下線付きの番号は、下線付きの番号が位置する項目、あるいは下線付きの番号が隣接する項目を表すために使用される。下線なしの番号は、下線なしの番号を項目にリンクする線によって識別される項目に関連する。番号に下線が付けられておらず、関連する矢印が付いている場合、下線なしの番号は、矢印が指している一般的な項目を識別するために使用される。
【発明を実施するための形態】
【0032】
以下の詳細な説明は、本開示の実施形態及びそれらを実装することができる方法を示す。本開示を実施するいくつかのモードを開示しているが、当業者は、本開示を実施又は実践するための他の実施形態も可能であることを認識するであろう。
【0033】
図１は、本開示の実施形態による、通信リンクの第１端に配置された第１ノードと通信リンクの第２端に配置された第２ノードとの間のシームレスなデータ通信を示すネットワーク環境である。図１を参照すると、第１ノード１０２と第２ノード１０４とを含む通信ネットワーク１００が示されている。第１ノード１０２は、通信リンク１０６の第１端に位置し、第２ノード１０４は、通信リンク１０６の第２端に位置する。通信リンク１０６は、２以上の数の通信レーン１０８を含む。第１ノード１０２及び第２ノード１０４は、それぞれ通信インタフェース１１０及び別の通信インタフェース１１２を有する。第１ノード１０２及び第２ノード１０４に接続される、第１センサ１１４Ａ、第２センサ１１４Ｂ、第３センサ１１４Ｃ及び第４センサ１１４Ｄのような複数のセンサが更に示されている。さらに、第２ノード１０４と電子制御ユニット１１８との間には通信リンク１１６がある。
【0034】
通信ネットワーク１００は、第１ノード１０２と第２ノード１０４との間のシームレスなデータ通信を提供する。通信ネットワーク１００は、通信リンク１０６の複数の通信レーン１０８のレーン障害の場合であっても、第１ノード１０２と第２ノード１０４との間の通信を維持する。従来、複数のレーンのいずれかのレーンに障害が起こった場合、典型的な通信ネットワークの典型的なノードの間では通信が行われなかった。レーン障害にもかかわらず、通信ネットワーク１００は、部分的に低下したデータレートで、第１ノード１０２と第２ノード１０４との間の通信を提供する。一実装では、通信ネットワーク１００は、車載通信ネットワークである。車載通信ネットワークであるため、通信ネットワーク１００は、通信インタフェース１１０を有する第１ノード１０２、他の通信インタフェース１１２を有する第２ノード１０４、複数のセンサ、電子制御ユニット１１８のような様々な制御ユニット又は構成要素が相互に通信するための媒体（有線、無線又は光のいずれか）を含む。通信ネットワーク１００の有線及び無線通信プロトコルの例には、これらに限定されないが、車両エリアネットワーク（ＶＡＮ）、ＣＡＮバス、ドメスティックデジタルバス（Ｄ２Ｂ）、タイムトリガプロトコル（ＴＴＰ）、ＦｌｅｘＲａｙ、ＩＥＥＥ１３９４、集積回路間（Ｉ２Ｃ、Inter-Integrated Circuit）、装置間バス（ＩＥＢｕｓ、Inter Equipment Bus）、米国自動車技術者協会（ＳＡＥ）Ｊ１７０８、ＳＡＥ Ｊ１９３９、国際標準化機構（ＩＳＯ）１１９９２、ＩＳＯ １１７８３、メディア指向システムトランスポート（ＭＯＳＴ）、ＭＯＳＴ２５、ＭＯＳＴ５０、ＭＯＳＴ１５０、プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）、電力線通信（ＰＬＣ）、シリアル周辺インタフェース（ＳＰＩ）バス及び／又はローカル相互接続ネットワーク（ＬＩＮ）が含まれ得る。
【0035】
第１ノード１０２及び第２ノード１０４の各々は、スイッチに対応する。例えば第１ノード１０２は、第１スイッチ（ＳＷ１とも表記される）とも呼ばれることがあり、第２ノード１０４は、第２スイッチ（ＳＷ２とも表記する）とも呼ばれることがある。第１ノード１０２及び第２ノード１０４の他の例には、これらに限定されないが、ローカルエリアネットワークスイッチ（ＬＡＮ－ＳＷ）、ルータ、送信機、受信機、送信デバイス、受信デバイス及び送受信機等が含まれ得る。
【0036】
第１ノード１０２及び第２ノード１０４の各々は、それぞれ、通信リンク１０６の第１端及び第２端に位置する。通信リンク１０６は全二重リンクである。これは、第１ノード１０２及び第２ノード１０４の各々が、通信リンク１０６を介してデータを同時に送受信するように構成されることができることを意味する。さらに、第１ノード１０２と第２ノード１０４との間の通信リンク１０６は、使用ケースに応じて、有線又は無線、あるいは本質的に光のいずれかとすることができる。第１ノード１０２と第２ノード１０４との間の通信リンク１０６は、マルチレーン通信リンクであり、したがって、通信リンク１０６は、２５Ｇｂｉｔ／ｓ、５０Ｇｂｉｔ／ｓ、１００Ｇｂｉｔ／ｓ、あるいは１００Ｇｂｉｔ／ｓ超のいずれかのデータレートを提供することができる。通信ネットワーク１００では、通信リンク１０６は、４つの通信レーン１０８を含む。したがって、通信ネットワーク１００は、通信リンク１０６を介して１００Ｇｂｉｔ／ｓのデータレートを提供する。しかしながら、別の実装では、通信レーン１０８の数は、Ｎレーンまでの範囲であってよい。通信リンク１０６の例には、これらに限定されないが、ワイヤレスフィデリティ（Ｗｉ－Ｆｉ）通信リンク、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）通信リンク、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）通信リンク、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）通信リンク、無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）通信リンク、クラウドネットワーク通信リンク、長期進化（ＬＴＥ）ネットワーク通信リンク、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）通信リンク及び／又はインターネットが含まれ得る。
【0037】
第１ノード１０２及び第２ノード１０４は、それぞれ通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２を含む。第１ノード１０２の通信インタフェース１１０は、例えば図２に詳細に説明されるように、通信リンク１０６を介してデータフレームを送信するために、第２ノード１０４の他の通信インタフェース１１２と協働するように構成される。通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２の各々の例には、これらに限定されないが、アンテナ、テレマティックス・ユニット、無線周波数（ＲＦ）トランシーバ、１つ以上の増幅器、１つ以上の発振器、デジタル信号プロセッサ、コーダ／デコーダ（ＣＯＤＥＣ）チップセット及び／又は加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カードを含み得る。
【0038】
通信ネットワーク１００では、第１センサ１１４Ａ、第２センサ１１４Ｂ及び第４センサ１１４Ｄの各々は、第１ノード１０２に接続され、第３センサ１１４Ｃは第２ノード１０４に接続されている。第１センサ１１４Ａ、第２センサ１１４Ｂ、第３センサ１１４Ｃ及び第４センサ１１４Ｄの各々は、第１ノード１０２及び第２ノード１０４の物理層に接続されている。例えば第１センサ１１４Ａ、第２センサ１１４Ｂ及び第４センサ１１４Ｄの各々は、第１ノード１０２の物理層（それぞれＰ１、Ｐ２及びＰ４で表記される）で接続され、各接続は、２５Ｇｂｉｔ／ｓのデータレートを提供する。同様に、第３センサ１１４Ｃは、第２ノード１０４の物理層（Ｐ３で表記されることもある）に接続され、２５Ｇｂｉｔ／ｓのデータレートを提供する。第１ノード１０２と第２ノード１０４は、第１ノード１０２と第２ノード１０４の物理層（Ｐ３、Ｐ１）の間の通信リンク１０６を介して互いに接続されている。第１センサ１１４Ａ、第２センサ１１４Ｂ、第３センサ１１４Ｃ及び第４センサ１１４Ｄの各々の例には、これらに限定されないが、カメラ１、カメラ２、無線探知及び測距（ＲＡＤＡＲ）、光探知及び測距（ＬｉＤＡＲ）、全地球測位衛星システム（ＧＮＳＳ）受信機、ダッシュカム等が含まれ得る。
【0039】
第２ノード１０４と電子制御ユニット１１８との間の通信リンク１１６は、第１ノード１０２と第２ノード１０４との間の通信リンク１０６に対応する。電子制御ユニット１１８は、第１ノード１０２及び第２ノード１０４から受信したデータに応じて複数のセンサの性能を監視して最適化するように構成される、適切なロジック、回路、インタフェース及び／又はコードを含む。
【0040】
図２は、本開示の実施形態による、第１ノード及び第２ノードの通信インタフェースに関連付けられる様々なサブブロック間の通信を示す。図２は、図１の要素と関連して説明される。図２を参照すると、（図１の）通信ネットワーク１００の第１ノード１０２の通信インタフェース１１０と第２ノード１０４の他の通信インタフェース１１２とに関連付けられる様々なサブブロック間の通信を示す回路アーキテクチャ２００が示されている。回路アーキテクチャ２００は、通信インタフェース１１０が通信リンク１０６の第１端２０２で使用するように構成され、他の通信インタフェース１１２が通信リンク１０６の第２端２０４で使用するように構成されることを示す。通信インタフェース１１０は、ロジック２０６を含む。媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層から受信されたデータフレーム２０８が更に示されている。通信リンク１０６の第１端２０２及び第２端２０４の各々と、通信インタフェース１１０のロジック２０６は、破線のボックスによって表されているが、これは、説明の目的のためにのみ使用され、回路の一部を形成しない。
【0041】
通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２の各々は、物理コーディングサブレイヤ（ＰＣＳ）及び物理媒体アタッチメント（ＰＭＡ）を含む。通信インタフェース１１０におけるＰＣＳは、トランスコーダ２１０と、複数のゲート２１４を有するデマルチプレクサ２１２と、複数のバッファ２１６と、複数のサブフレーム２１８を表すパイプデータとを含む。同様に、他の通信インタフェース１１２におけるＰＣＳは、トランスデコーダ２２０と、複数のゲート２２４を有するマルチプレクサ２２２と、複数のバッファ２２６と、複数のサブフレーム２２８を表すパイプデータとを含む。通信インタフェース１１０におけるＰＭＡは、各通信レーンに１つずつ、ＦＥＣエンコーダ（ＦＥＣ－ＥＮ）及びＦＥＣデコーダ（ＦＥＣ－ＤＥＣ）２３０と、送信機－受信機アナログフロントエンド（ＴＸ／ＲＸ－ＡＦＥ）２３２とを含む順方向誤り訂正（ＦＥＣ）を含む。同様に、他の通信インタフェース１１２におけるＰＭＡは、各通信レーンに１つずつ、ＦＥＣエンコーダ（ＦＥＣ－ＥＮ）及びＦＥＣデコーダ（ＦＥＣ－ＤＥＣ）２３４と、送信機－受信機アナログフロントエンド（ＴＸ／ＲＸ－ＡＦＥ）２３６とを含む順方向誤り訂正（ＦＥＣ）を含む。物理ヘルスレジスタ２３８が更に示されており、物理ヘルスレジスタ２３８は、通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２の各々のＰＣＳ及びＰＭＡの両方に対してアクセス可能である。複数のゲート２１４、通信インタフェース１１０のＰＣＳにおける複数のバッファ２１６及び他の通信インタフェース１１０のＰＣＳにおける複数のゲート２２４の各々は、破線のボックスによって表されているが、これは、説明の目的のためにのみ使用され、回路の一部を形成しない。
【0042】
本開示は、２以上の数の通信レーン１０８を含む通信リンク１０６の第１端２０２で使用するための通信インタフェース１１０を提供する。通信インタフェース１１０は、通信リンク１０６の第２端２０４の他の通信インタフェース１１２と協働して、通信レーン１０８を介してデータフレーム２０８を第２端２０４に送信するように構成されたロジック２０６を備え、ここで、データフレーム２０８を送信することは、データフレームを、通信レーン１０８の数に対応する数のサブフレーム２１８に分裂させることと、通信レーン１０８の中の１つの別個の通信レーンを介してサブフレーム２１８の各々を送信することとを含む。（図１の）第１ノード１０２の通信インタフェース１１０は、通信リンク１０６の第１端２０２で使用するために構成される。通信リンク１０６は、Ｎ個までの範囲の複数の通信レーン１０８を含む。したがって、通信リンク１０６は、マルチレーン通信リンクと呼ばれる。さらに、通信インタフェース１１０のロジック２０６は、通信リンク１０６の第２端２０４における（図１の）第２ノード１０４の他の通信インタフェース１１２と協働して、ＭＡＣ層から受信したデータフレーム２０８を、複数の通信レーン１０８を介して第２端２０４に送信するように構成される。データフレーム２０８を通信リンク１０６の第２端２０４に送信する前に、データフレーム２０８は、通信レーン１０８の数に対応する数のサブフレーム２１８に分裂される。例えば通信レーン１０８の数がＮである場合、データフレーム２０８はＮ個のサブフレームに分裂され、各サブフレームは、複数の通信レーン１０８の中の１つの別個の通信レーンを介して送信される。
【0043】
ロジック２０６の例は、これらに限定されないが、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、複雑命令セットコンピューティング（ＣＩＳＣ）プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）プロセッサ、縮小命令セット（ＲＩＳＣ）プロセッサ、超長命令語（ＶＬＩＷ）プロセッサ、データ処理ユニット及び他のプロセッサ又は制御回路を含み得る。
【0044】
実施形態によると、通信インタフェース１１０は、各通信レーンについて、該通信レーンを介して、第２端２０４の通信インタフェース１１２内の対応するバッファに送信されるサブフレームを受信するように構成されるバッファと、該通信レーンを介して、第２端２０４の通信インタフェース１１２内の対応するバッファに送信されるサブフレームのバッファ内の入力を開閉するように構成されるゲートとを更に含み、ロジック２０６は、該通信レーンの通信レーンステータスに応じてゲートを制御するように構成される。データフレーム２０８を複数のサブフレーム２１８に分割した後、各サブフレームは、通信インタフェース１１０が備えるバッファに渡される。バッファは、複数のバッファ２１６のうちの１つに対応する。バッファ２１６の数は、通信レーン１０８の数に比例する。複数のバッファ２１６の各バッファは、受信したサブフレームを、通信リンク１０６の第２端２０４の通信インタフェース１１２が備える対応するバッファに、１つの通信レーンを介して送信するように構成される。複数のバッファ２１６に加えて、通信インタフェース１１０は、複数のゲート２１４を含む。複数のゲート２１４の各々は、サブフレームのバッファ内の入力を開閉するように構成され、これは、複数の通信レーン１０８のうちの１つの通信レーンを介して送信されることになる。サブフレームは、通信リンク１０６の第２端２０４の通信インタフェース１１２内の対応するバッファに送信される。通信インタフェース１１０のロジック２０６は、複数の通信レーン１０８の作動ステータスに応じて、複数のゲート２１４の各々を制御するように構成される。
【0045】
ロジック２０６は、通信レーン１０８の各々について、特定の通信レーンについての通信レーンステータスが、確定ステータスに変化したことを検出したときに、通信レーンステータスを記憶するように更に構成される。ロジック２０６は、特定の通信レーンを介してサブフレームを送信することを停止し、特定の通信レーンの変化した通信レーンステータスを、第２端２０４の通信インタフェース１１２に送信するように更に構成される。ロジック２０６は、任意のデータフレームを、確定ステータスではない通信レーンステータスを有する通信レーンの数に対応する数のサブフレームに分裂させ、確定ステータスではない通信レーンステータスを有する通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介してサブフレームの各々を送信するように更に構成される。ロジック２０６は、通信リンク１０６内の複数の通信レーン１０８の各々について、通信レーンステータスを記憶するように構成される。例えば特定の通信レーン（例えばレーン１）の通信レーンステータスが確定ステータス（又は障害ステータス）に変化したことが検出されるケースである。そのケースでは、ロジック２０６は、その特定の通信レーン（すなわち、レーン１）を介してサブフレームを送信することを停止するように更に構成される。ロジック２０６は、特定の通信レーン（すなわち、レーン１）の変化した通信レーンステータス（すなわち、障害）を、通信リンク１０６の第２端２０４における他の通信インタフェース１１２に通信するように更に構成される。したがって、特定の通信レーン（すなわち、レーン１）の障害の場合、サブフレームを他の通信インタフェース１１２に送信するために利用可能な通信レーン１０８の数が減少し、結果としてデータレートが低下する。さらに、ロジック２０６は、その時点でアクティブである通信レーン１０８の数に対応するサブフレームの数にデータフレームを分裂させるように更に構成される。ロジック２０６は、その時点でアクティブである複数の通信レーン１０８の中の１つの別個の通信レーンを介してサブフレームの各々を送信するように更に構成される。このように、特定の通信レーン（すなわち、レーン１）の障害にもかかわらず、通信インタフェース１１０におけるロジック２０６は、通信リンク１０６の第１端２０２における通信インタフェース１１０と第２端２０４における他の通信インタフェース１１２との間のシームレスなデータ通信を維持する。障害のある通信レーンとのシームレスなデータ通信の例示的なシナリオは、例えば図３に詳細に記載されている。
【0046】
動作中、通信インタフェース１１０では、トランスコーダ２１０は、ＭＡＣ層から受信したデータフレーム２０８内に制御目的のために最初の数ビットを追加するように構成される。データフレーム２０８は、固定サイズのデータフレームである。同時にアクティブである通信レーン１０８の数に依存して、トランスコーダ２１０の出力は、デマルチプレクサ２１２の使用により、ゲート２１４（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、．．．、Ｇｎとも表記される）の数に比例する等しい数のサブフレームに切断される。例えば同時に機能するゲート２１４の数が４である場合、サブフレーム２１８の数も４に等しくなる。複数のサブフレーム２１８のうちの１つのサブフレームは、複数のバッファ２１６のうちのあるバッファに入るとき、インデックスＴｋｎによって符号化され、ここで、ｋは、サブフレームがバッファに入ることを可能にするゲートＩＤを指し、ｎは、フレームＩＤを指す。データフレーム２０８は整数であり、オーバーフロー後にリセットして反復し得る。ロジック２０６（例えばコントローラ）は、第１ゲート（又はＧ１）から開始する複数のゲート２１４を開くように構成され、その後、ロジック２０６は、第２ゲート（Ｇ２）を開くように移動し、以下同様に続く。例えば第１トランスコーダブロック（複数のサブフレームＦ１、Ｆ２、Ｆ３、．．．、Ｆｎとともに、Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３、．．．、Ｔ１ｎとも表記される）は、第１ゲート（すなわち、Ｇ１）を通過し、第２トランスコーダブロック（複数のサブフレームＦ１、Ｆ２、Ｆ３、．．．、Ｆｎとともに、Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ２３、．．．、Ｔ２ｎとも表記される）は、第２ゲート（すなわち、Ｇ２）を通過し、以下同様に続く。複数のバッファ２１６の各バッファがデータで満たされると、次いで、データは、通信リンク１０６の第１端２０２における通信インタフェース１１０のＰＭＡにおいて順方向誤り訂正（ＦＥＣ）に移動する。複数のバッファ２１６の各々のサイズは、ＦＥＣフレーム入力に等しい。ＦＥＣは、ＦＥＣエンコーダ（ＦＥＣ－ＥＮ）及びＦＥＣデコーダ（ＦＥＣ－ＤＥＣ）をそれぞれ使用することによるＦＥＣ符号化及びＦＥＣ復号化の両方を含む。ＦＥＣ－ＥＮ ２３０に入力される運営・管理及び運用（ＯＡＭ、Operation, Administration, and Management）フレームが更に示されており、これは、通信インタフェース１１０においてＦＥＣフレームを符号化する間、ＯＡＭがＦＥＣフレームに接着されていることを意味する。したがって、ＦＥＣ－ＥＮ ２３０は、複数のサブフレーム２１８の各サブフレームを、ＯＡＭメッセージとともにそのフレームに符号化する。ＦＥＣ符号化の後、符号化されたビットは、ラインコーディングの一部としてシンボルにマッピングされ、送信機アナログフロントエンド（ＴＸ－ＡＦＥ）２３２の使用により、通信リンク１０６の第２端２０４の他の通信インタフェース１１２に送信される。ＰＣＳブロック内の通信インタフェース１１０には、２つのタイプのメッセージ、すなわち、すべてのレーンに共通の共通メッセージと、あるレーンのみに特有のレーン固有メッセージとを含む、符号化ＯＡＭメッセージが更に示されている。
【0047】
回路アーキテクチャ２００において、通信インタフェース１１０と他の通信インタフェース１１２との間の通信は、対称的かつ双方向のデータ通信であり、したがって、この通信は全二重通信とも呼ばれる。さらに、回路アーキテクチャ２００は、高いデータレートを容易にするために、（図１の）第１ノード１０２と第２ノード１０４との間の通信のために物理層内の通信リンク１０６の様々なリンクパートナー及びそれらに関連するサブブロックを示す。第１ノード１０２と第２ノード１０４との間の通信は、対称的双方向通信であり、したがって、通信リンク１０６の両端では、すべてのリンクが有効にされる。対称的双方向データ通信を容易にするために、通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２の各々は、送信機及び受信機として、あるいはより適切にはトランシーバとして機能するように構成される。したがって、回路アーキテクチャ２００では、通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２の各々は、トランシーバとして機能するように構成される。したがって、通信インタフェース１１０（又はトランシーバ）は、データフレーム２０８を複数のサブフレーム２１８へと分裂させることによって、データフレーム２０８を他の通信インタフェース１１２に送信するとともに、他の通信インタフェース１１２からデータフレームの複数のサブフレームを受信し、更に自身で複数のサブフレームをマージすることができる。別の実装では、通信インタフェース１１０（又は送信機）は、データフレームを他の通信インタフェース１１２（又は受信機）に送信するように構成されることができ、他の通信インタフェース１１２（又は受信機）は、データフレームを取得するために、データフレームの複数のサブフレームを受信し、それらをマージするように構成される。
【0048】
一実施形態によると、ロジック２０６は、通信リンク１０６の第２端２０４における通信インタフェース１１２と協働して、通信レーン１０８を介して第２端２０４からデータフレームを受信するように更に構成される。受信したデータフレームは、通信レーン１０８の数に対応する複数の受信したサブフレームに分裂されており、ここで、データフレームを受信することは、これらの通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介してサブフレームの各々を受信することと、受信したサブフレームを受信したデータフレームにマージすることとを含み、ここで、ロジック２０６は、第２端２０４の通信インタフェース１１２から、確定ステータスを所与の通信レーンの通信レーンステータスとして受信し、受信した確定ステータスを所与の通信レーンのステータスとして記憶するように更に構成される。ロジック２０６は、所与の通信レーンを介してサブフレームを受信することを停止し、確定ステータスではない通信レーンステータスを有する通信レーンを介して受信したサブフレームを、受信したデータフレームにマージするように更に構成される。一実装では、第１端２０２の通信インタフェース１１０は、受信機として機能するように構成され、第２端２０４の他の通信インタフェース１１２は、送信機として機能するように構成される。そのような実装では、通信インタフェース１１０は、通信リンク１０６の第２端２０４における他の通信インタフェース１１２からデータフレームを受信するように構成される。受信したデータフレームは、通信レーン１０８の数に比例する数の受信したサブフレーム（例えばＦ１、Ｆ２、Ｆ３、．．．、Ｆｎ）に分裂される。複数の受信したサブフレームは、ＲＸ－ＡＦＥ２３２によって処理され、次いで、通信インタフェース１１０のＦＥＣ－ＤＥＣ２３０の使用によりＦＥＣ復号される。ＦＥＣ復号の後、ＦＥＣデータとＯＡＭメッセージは分離され、ＯＡＭメッセージは復号ＯＡＭブロックに進む。復号ＯＡＭブロックからのメッセージビットは、メモリ又はレジスタ、例えば物理ヘルスレジスタ２３８内の対応する空間に記憶される。物理ヘルスレジスタ２３８は、ローカル及びリモート物理層（例えば通信リンク１０６の第１端２０２並びに第２端２０４の物理層）、通信リンク１０６のステータス（例えば信号対雑音比、ＳＮＲ、ビット誤り率、ＢＥＲ）、ケーブルヘルス（例えばオープン又はショート）、ＦＥＣエラー及びスクランブラ、並びに同時に機能する通信レーン１０８の数の識別を記憶するように構成される。ＦＥＣ復号データは、特定の通信レーンに対応する各バッファに進み、後にトランスコーダ２１０（トランスデコーダとしても機能することがある）に渡されて、追加された制御ビットを除去する。その後、受信したデータは、ＭＡＣインタフェース（例えばＭＩＩインタフェース）を介してＭＡＣに渡される。複数のゲート２１４を開く順序は、データフレーム２０８の送信時に行われた順序と同じとなる。関連するＯＡＭメッセージは、復号後にローカルに解釈され、物理ヘルスレジスタ２３８に記憶される。さらに、必要に応じて、ＯＡＭメッセージに基づいて適切なアクションが取られる。複数のサブフレームを受信するプロセスでは、各サブフレームは、複数の通信レーン１０８のうちの１つの別個の通信レーンで受信される。第２端２０４から複数のサブフレームの各サブフレームを受信した後、受信したサブフレームの数は、受信データフレームにマージされる。各サブフレームを受信するために、ロジック２０６は、所与の通信レーンの確定（すなわち、障害）ステータスが、もしあれば、第２端２０４における他の通信インタフェース１１２から、受信するように構成される。障害通信レーンの場合、ロジック２０６は、受信データフレームを確実に取得するために、障害通信レーンを介してサブフレームを受信することを停止し、健全な通信レーンを介して受信されたサブフレームをマージするように更に構成される。
【0049】
別の実装では、第２端２０４の他の通信インタフェース１１２は、通信リンク１０６の第１端２０２の通信インタフェース１１０からデータフレームを受信するように構成されることができる。受信データフレームは、複数のサブフレームに分裂され、他の通信インタフェース１１２は、複数の通信レーン１０８の中の１つの別個の通信レーンを介して各サブフレームを受信するように構成される。受信した複数のサブフレームは、ＲＸ－ＡＦＥ２３６によって処理され、次いで、他の通信インタフェース１１２のＦＥＣ－ＤＥＣ２３４の使用によってＦＥＣ復号される。ＦＥＣ復号の後、ＦＥＣ復号データは、特定の通信レーンに対応する複数のバッファ２２６の各バッファに進み、後にトランスデコーダ２２０に渡されて、追加された制御ビットを除去する。その後、受信したデータは、ＭＡＣインタフェース（例えばメディア独立インタフェース、ＭＩＩ）を介してＭＡＣに渡される。複数のゲート２２４を開く順序は、通信インタフェース１１０においてデータフレーム２０８の送信時に行われたのと同じままである。関連するＯＡＭメッセージは、復号後にローカルに解釈され、物理ヘルスレジスタ２３８に記憶される。このように、通信インタフェース１１０と他の通信インタフェース１１２の各々は、トランシーバとして機能するように構成される。
【0050】
一実施形態によると、バッファは、第２端２０４の通信インタフェース１１２内の対応するバッファから、通信レーンを介して送信されたサブフレームを受信するように構成され、ゲートは、通信レーンを介して受信したサブフレームの出力を開閉するように構成され、ロジック２０６は、通信レーンの通信レーンステータスに応じてゲートを制御するように構成される。一実装では、第１端２０２の通信インタフェース１１０は、受信機として機能するように構成され、第２端２０４の他の通信インタフェース１１２は、送信機として機能するように構成される。このような実装では、複数のバッファ２１６の各バッファは、通信リンク１０６の第２端２０４の通信インタフェース１１２内の対応するバッファによって送信されるサブフレームを受信するように構成される。その結果、複数のゲート２１４の各ゲートは、複数の通信レーン１０８のうちの通信レーンを介して受信したサブフレームの出力を開閉するように構成される。ロジック２０６は、複数の通信レーン１０８のステータス（機能的又は非機能的）ステータスに応じて、複数のゲート２１４の各々を制御するように更に構成される。
【0051】
したがって、通信インタフェース１１０は、レーン障害の場合であっても、通信ネットワーク１００の第１ノード１０２と第２ノード１０４との間でシームレスなデータ通信を提供する。加えて、通信インタフェース１１０のロジック２０６は、通信リンク１０６の第１端２０２の通信インタフェース１１０及び第２端２０４の他の通信インタフェース１１２の各々に対して、複数の通信レーン１０８の通信レーンステータスを周期的に通信するように構成される。複数の通信レーン１０８のうちのいずれかの１つのレーンで障害が検出された場合、ロジック２０６は、ＯＡＭメッセージの「共通メッセージ」を使用することにより、通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２の各々にレーン障害を直ちに通信し、障害のあるレーンを介したデータフレーム２０８の複数のサブフレーム２１８の送信（又は受信）を停止する。さらに、ロジック２０６は、障害のあるレーンに対応するゲート及びバッファをシャットダウンし、その時点でアクティブである残りの通信レーンを介して通信リンク１０６の両端の間の通信を維持するように構成される。したがって、通信インタフェース１１０は、レーン障害に関する安全性、並びに通信リンク１０６の両端の間のシームレスなデータ通信を実現する。しかしながら、データは部分的に低下した速度で通信される。したがって、通信インタフェース１１０は、２５Ｇｂｐｓ、５０Ｇｂｐｓ又は１００Ｇｂｐｓのような異なるデータ速度を提供するためにＩＥＥＥ ８０２．３ｃｙとして現在定義されている、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）規格の一部となり得る。
【0052】
図３は、本開示の実施形態による、レーンに障害がある通信リンクの第１端と第２端との間のシームレスな通信を示す。図３は、図１及び図２からの要素と関連して説明される。図３を参照すると、複数の通信レーン１０８のうちの障害のある通信レーンを含む通信リンク１０６の第１端２０２と第２端２０４との間のシームレスな通信を示す回路アーキテクチャ３００が示されている。
【0053】
通信レーン１０８の数は、レーン１、レーン２、レーン３からレーンＮまでのような、Ｎ個の通信レーンを含む。最初は、複数の通信レーン１０８のうちのすべてのレーン（すなわち、レーン１、レーン２、レーン３、．．．、レーンＮ）が動作モードにあり、データフレーム（例えばデータフレーム２０８）が、通信リンク１０６の第１端２０２の通信インタフェース１１０から第２端２０４の他の通信インタフェース１１２に送信される。同様に、データフレームは、通信リンク１０６の第２端２０４の他の通信インタフェース１１２から第１端２０２の通信インタフェース１１０に送信され得る。データ通信とともに、通信インタフェース１１０のロジック２０６は、複数の通信レーン１０８のうちのいずれかの通信レーンのステータスが確定ステータス（又は障害ステータス）に変化したことを識別するように構成される。検出後、レーン１は障害のあるレーンとして検出される。その後、ロジック２０６は、レーン１の変化した（すなわち、障害のある）ステータスを、第２端２０４の他の通信インタフェース１１２に通信するように構成される。レーン１の変化した（すなわち、障害のある）ステータスに関する情報は、ＯＡＭメッセージの「共通メッセージ」フィールドを使用することにより、通信リンク１０６の第１端２０２の通信インタフェース１１０に、並びに第２端２０４の他の通信インタフェース１１２にも通信される。したがって、通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２の各々は、レーン１に障害があることに同意し、したがって、通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２の各々において、対応するゲート（例えばＧ１）をシャットダウンする必要がある。加えて、通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２の各々におけるＭＡＣ層は、ＭＡＣインタフェース（例えばＭＩＩインタフェース）を介して、双方向でリンク容量が低下することを通知される。回路アーキテクチャ３００では、レーン１は障害があるが、レーン２、レーン３、．．．、レーンＮのような残りのレーンはまだ動作中である。通信リンク１０６の両端の間のレーン１の障害レーンステータスの通信の後、通信インタフェース１１０におけるＭＡＣ層から受信したデータフレーム（例えばデータフレーム２０８）の複数のサブフレームが、ゲート２（Ｇ２とも表記される）から開始してゲートｎ（Ｇｎとも表記される）までの複数のバッファ２１６の各バッファに入り始め、このプロセスはゲート２（すなわち、Ｇ２）から再び繰り返される。実際、レーン１に障害があり、トランスコーダ２１０は、依然として動作中の残りのバッファ（すなわち、Ｔ２ｎ，．．．，Ｔｋｎ）に対応する数のサブフレームを提供するように構成される。トランスコーダ２１０では、現在機能していないゲート１（Ｇ１）に対応する空間にダミーデータが埋め込まれ、その後、ダミーデータは無視される。これは更に、受信機（又は他の通信インタフェース１１２）における正しい復号を更に導く。このように、通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２の各々における物理層は、ＯＡＭメッセージを通じて、通信レーンのステータス及び可用性を維持するように構成される。さらに、１つのレーンに障害がある限り、通信リンク１０６の両端（すなわち、第１端２０２と第２端２０４）の間で、部分的に低下した速度で自由な通信がシームレスに行われる。
【0054】
図４Ａは、本開示の実施形態による、障害シナリオを伴わない複数の通信レーンのマージを示す。図４Ａは、図１、図２及び図３からの要素と関連して説明される。図４Ａを参照すると、障害のない複数の通信レーンのマージを示す実装シナリオ４００Ａが示されている。実装シナリオ４００Ａは、ローカルエリアネットワークスイッチ（ＬＡＮ ＳＷ）４０４を含むゲートウェイデバイス４０２を含む。ＬＡＮ ＳＷ４０４は、複数の通信レーン４０８を介して１００ Ｇｂｉｔ／ｓの物理層４０６（１００Ｇ ＰＨＹとも表記される）に接続されている。ゲートウェイデバイス４０２は更に、ツイストペアケーブルを介して複数のセンサ４１０に接続され、各センサに２５ギガビット／秒の帯域幅を提供する。
【0055】
ゲートウェイデバイス４０２は、データトラフィックの要求に応じて、可変帯域幅を提供するように構成される適切なロジック、回路、インタフェース又はコードを含む。ゲートウェイデバイス４０２は、イーサネットゲートウェイデバイスであってもよい。一般に、ゲートウェイデバイスは、通信ネットワークの２つのノード間の「ゲート」として定義され得る。ゲートウェイデバイス４０２は、ハードウェアデバイスに対応し、ゲートウェイデバイス４０２の例には、これらに限定されないが、ルータ、ファイアウォール、サーバ、あるいは通信ネットワーク（例えば通信ネットワーク１００）内及び通信ネットワーク外へのトラフィックの流れを可能にする任意の他のハードウェアデバイスが含まれる。
【0056】
ＬＡＮ ＳＷ４０４は、（図１の）通信ネットワーク１００の第１ノード１０２及び第２ノード１０４のうちの一方に対応する。ＬＡＮ ＳＷ４０４は、イーサネットスイッチとも呼ばれることがある。一般に、ＬＡＮ ＳＷは、通信ネットワークを介して送信機と受信機とを柔軟に接続するインターネットプロトコル（ＩＰ）ベースのイーサネットスイッチとして定義され得る。ＬＡＮ ＳＷは、異なるプラットフォーム間でローカルエリアネットワークを拡張するために使用され、これは、複数の同時送信だけでなく、各データの宛先アドレスの読み取りとターゲットデバイスへのデータの転送をサポートする。
【0057】
１００Ｇｂｉｔ／ｓの物理層４０６は、通信リンク１０６の第１端２０２で使用される通信インタフェース１１０又は第２端２０４で使用される他の通信インタフェース１１２のいずれかの物理層であることができる。
【0058】
複数の通信レーン４０８の各々は、ＭＩＩインタフェースを介して、ＬＡＮ ＳＷ４０４を１００Ｇｂｉｔ／ｓの物理層４０６に接続するように構成される。複数の通信レーン４０８は、全二重通信をサポートする４つの通信レーンを含む。通信レーン４０８の数は、（図１の）通信リンク１０６が備える通信レーン１０８の数に対応する。複数の通信レーン４０８の各々は、２５Ｇｂｉｔ／ｓを伝送し、動作モードステータスを有する。言い換えると、実装シナリオ４００Ａでは、複数の通信レーン４０８のいずれも障害がない。したがって、ゲートウェイデバイス４０２は、複数の通信レーン４０８のうちの１つ以上を互いにマージすることによって、２５Ｇｂｉｔ／ｓ、５０Ｇｂｉｔ／ｓ、７５Ｇｂｉｔ／ｓ又は１００Ｇｂｉｔ／ｓのような可変帯域幅を複数のセンサ４１０に提供することができる。複数のセンサ４１０は、（図１の）第１センサ１１４Ａ、第２センサ１１４Ｂ、第３センサ１１４Ｃ及び第４センサ１１４Ｄのうちの１つ以上に対応する。例えば７５Ｇｂｉｔ／ｓの帯域幅のみが要求される場合、ユーザは、それに応じてゲートウェイデバイス４０２の構成（例えば複数の通信レーン４０８のうち３つの通信レーンをマージする）を設定することができ、電力を削減してデータトラフィックの要求に応じたシステム性能を利用するために、複数の通信レーン４０８のうちの特定のレーンを無効にすることができる。
【0059】
図４Ｂは、本開示の別の実施形態による、障害シナリオを伴わない複数の通信レーンのマージを示す。図４Ｂは、図１、図２、図３及び図４Ａからの要素と関連して説明される。図４Ｂを参照すると、障害のない複数の通信レーンのマージを示す実装シナリオ４００Ｂが示されている。実装シナリオ４００Ｂは、（図４Ａの）ローカルエリアネットワークスイッチ（ＬＡＮ ＳＷ）４０４を含むゲートウェイデバイス４０２を含む。ＬＡＮ ＳＷ４０４は、複数の通信レーン４１４を介して、１００Ｇｂｉｔ／ｓの第１物理層４１２Ａ（１００Ｇ ＰＨＹとも表記される）と、１００Ｇｂｉｔ／ｓの第２物理層４１２Ｂのような、２つの物理層に接続される。ゲートウェイデバイス４０２は更に、ツイストペアケーブルを介して、異なる物理層に可変帯域幅を提供する。異なる物理層は、７５Ｇｂｉｔ／ｓの第１物理層４１６Ａ、５０Ｇｂｉｔ／ｓの第２物理層４１６Ｂ及び７５Ｇｂｉｔ／ｓの第３物理層４１６Ｃを含む。
【0060】
実装シナリオ４００Ｂでは、ゲートウェイデバイス４０２は、１００Ｇｂｉｔ／ｓの第１物理層４１２Ａ及び１００Ｇｂｉｔ／ｓの第２物理層４１２Ｂのような２つの物理層を使用する。ＬＡＮ ＳＷ４０４は、複数の通信レーン４１４を介して、１００Ｇｂｉｔ／ｓの第１物理層４１２Ａ及び１００Ｇｂｉｔ／ｓの第２物理層４１２Ｂの各々に接続され、各通信レーンは異なる帯域幅を有する。複数の通信レーン４１４は、７５Ｇｂｉｔ／ｓの第１通信レーン、５０Ｇｂｉｔ／ｓの第２通信レーン、７５Ｇｂｉｔ／ｓの第３通信レーンのような３つの通信レーンを含む。
【0061】
実装シナリオ４００Ｂでは、１００Ｇｂｉｔ／ｓの第１物理層４１２Ａ及び１００Ｇｂｉｔ／ｓの第２物理層４１２Ｂの各々をグループ化して、ゲートウェイデバイス４０２の出力で速度グレードのより多くの組合せを提供することができる。このようにして、ゲートウェイデバイス４０２は、７５Ｇｂｐｓ、１２５Ｇｂｐｓ等のような非標準速度グレードをサポートすることができる。したがって、ゲートウェイデバイス４０２は、１００Ｇｂｉｔ／ｓの第１物理層４１６Ａと１００Ｇｂｉｔ／ｓの第２物理層４１６Ｂとをグループ化することによって、７５Ｇｂｉｔ／ｓの第１物理層４１６Ａ、５０Ｇｂｉｔ／ｓの第２物理層４１２Ｂ、７５Ｇｂｉｔ／ｓの第３物理層４１２Ｃのような異なる物理層に対して可変帯域幅を提供することができる。例えば１００Ｇｂｉｔ／ｓの第１物理層４１２Ａに接続され、各々が２５Ｇｂｉｔ／ｓを伝送する３つのツイストペアケーブルは、７５Ｇｂｉｔ／ｓの第１物理層４１６Ａを提供することができ、１００Ｇｂｉｔ／ｓの第１物理層４１２Ａ及び１００Ｇｂｉｔ／ｓの第２物理層４１２Ｂの各々に接続された１つのツイストペアケーブルは、５０Ｇｂｉｔ／ｓの第２物理層４１６Ｂを提供することができ、１００Ｇｂｉｔ／ｓの第２物理層４１２Ｂに接続され、各々が２５Ｇｂｉｔ／ｓを伝送する３つのツイストペアケーブルは、７５Ｇｂｉｔ／ｓの第３物理層４１６Ｃを提供することができる。
【0062】
図４Ｃは、本開示の実施形態による、１００Ｇｂｉｔ／ｓの物理層の内部回路を示す。図４Ｃは、図１、図２、図３、図４Ａ及び図４Ｂからの要素と関連して説明される。図４Ｃは、物理層４１８の内部回路４００Ｃを示す。物理層４１８は、１００Ｇｂｐｓの帯域幅を有する（１００Ｇ ＰＨＹとも表記される）。物理層４１８は、複数の通信レーン４２０、複数の物理媒体アタッチメント（ＰＭＡ）４２２、複数のパルス振幅変調器（ＰＡＭ）４２４及び複数の順方向誤り訂正（ＦＥＣ）エンコーダ／デコーダ４２６を含む。
【0063】
物理層４１８の内部回路４００Ｃは、複数のＦＥＣ ＥＮ－ＤＥＣ４２６を使用するように構成され、１００Ｇｂｐｓの１つのＦＥＣ ＥＮ－ＤＥＣの代わりに、各ＦＥＣ ＥＮ－ＤＥＣは２５Ｇｂｐｓの帯域幅を有する。通信レーン４２０の数は、（図１の）通信リンク１０６が備える通信レーン１０８の数に対応する。複数のＰＭＡ４２２は、送信機／受信機－アナログフロントエンド（ＴＸ／ＲＸ－ＡＦＥ）を含み得る。
【0064】
物理層４１８の内部回路４００Ｃは、データが、複数の通信レーン４２０を介して複数のＰＭＡ４２２が備えるＲＸ－ＡＦＥによって受信されることを示す。その後、受信データは、複数のパルス振幅変調器（ＰＡＭ）４２４を使用することにより変調され、次いで、複数のＦＥＣ ＥＮ－ＤＥＣ４２６によって符号化（又は復号）される。複数のＦＥＣ ＥＮ－ＤＥＣ４２６の使用は、物理層４１８と媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層（ここでは図示せず）との間で使用するために構成される、柔軟なＭＩＩインタフェースに異なる速度集約を提供する。
【0065】
図５Ａ及び図５Ｂは、本開示の実施形態による、複数の通信レーンを含む通信リンクを介した通信方法のフローチャートである。図５Ａ及び図５Ｂは、図１、図２及び図３からの要素と関連して説明される。図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、２以上の数の通信レーンを含み、かつ第１端及び第２端を有する通信リンクを介した通信を示す方法５００が示されている。方法５００は、５０２から５１２のステップを含む（方法５００のステップ５０２～５０６は図５Ａに示され、ステップ５０８～５１２は図５Ｂに示される）。方法５００は、例えば図１及び図２に詳細に説明されている（図１の）通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２によって実行される。
【0066】
本開示は、２以上の数の通信レーン１０８を含み、第１端２０２と第２端２０４を有する通信リンク１０６を介した通信方法５００を提供し、方法５００は、通信レーン１０８を介して第１端２０２から第２端２０４にデータフレーム２０８を送信するステップを含み、ここで、データフレーム２０８を送信するステップは、データフレーム２０８を、通信レーン１０８の数に対応する数のサブフレーム２１８に分裂させるステップと、通信レーン１０８の中の１つの別個の通信レーンを介して、サブフレーム２１８の各々を送信するステップとを含み、方法５００は、
第１端２０２において、通信レーンの各々についての通信レーンステータスを記憶するステップと、
第１端２０２において、特定の通信レーンの通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出するステップと、第１端２０２において、特定の通信レーンの通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出すると、
－特定の通信レーンを介して第１端２０２から第２端２０４にサブフレームを送信することを停止するステップと、
－特定の通信レーンの変化した通信レーンステータスを、第１端２０２から第２端２０４に送信するステップと、
－第１端２０２において、任意のデータフレームを、確定ステータスでない通信レーンステータスを有する通信レーン１０８の数に対応する数のサブフレームに分裂させ、確定ステータスでない通信レーンステータスを有する通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介して、サブフレームの各々を第２端２０４に送信するステップと、
を更に含む。
第１端２０２において、通信レーンの各々についての通信レーンステータスを記憶するステップと、
第１端２０２において、特定の通信レーンの通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出するステップと、第１端２０２において、特定の通信レーンの通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出すると、
－特定の通信レーンを介して第１端２０２から第２端２０４にサブフレームを送信することを停止するステップと、
－特定の通信レーンの変化した通信レーンステータスを、第１端２０２から第２端２０４に送信するステップと、
－第１端２０２において、任意のデータフレームを、確定ステータスでない通信レーンステータスを有する通信レーン１０８の数に対応する数のサブフレームに分裂させ、確定ステータスでない通信レーンステータスを有する通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介して、サブフレームの各々を第２端２０４に送信するステップと、
を更に含む。
【0067】
方法５００は、２以上の数の通信レーン１０８を含み、かつ第１端２０２と第２端２０４とを有する通信リンク１０６を介した通信を示す。言い換えると、方法５００は、５０２から５１２までのステップにおいて、通信インタフェース１１０を有する第１ノード１０２と、他の通信インタフェース１１２を有する第２ノード１０４との間の通信を示す。
【0068】
図５Ａを参照すると、ステップ５０２において、方法５００は、通信レーン１０８を介して第１端２０２から第２端２０４にデータフレーム２０８を送信することを含み、ここで、データフレーム２０８を送信することは、データフレーム２０８を、通信レーン１０８の数に対応する数のサブフレーム２１８に分裂させることと、サブフレーム２１８の各々を、通信レーン１０８の中の１つの別個の通信レーンを介して送信することとを含む。データフレーム２０８は、通信リンク１０６の第１端２０２の物理層によって媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層から受信される。その後、データフレーム２０８は、通信レーン１０８の数に対応する数のサブフレーム２１８に分裂される。複数のサブフレーム２１８の各々は、複数の通信レーン１０８のうちの１つの別個の通信レーンを介して第２端２０４に送信される。
【0069】
ステップ５０４において、方法５００は、第１端２０２において、通信レーンの各々について、通信レーンステータスを記憶することを更に含む。通信インタフェース１１０におけるロジック２０６は、複数の通信レーン１０８の各々のステータスを記憶するように構成される。
【0070】
ステップ５０６において、方法５００は、第１端２０２において、特定の通信レーンについての通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出することを更に含む。第１端２０２における通信インタフェース１１０のロジック２０６は、複数の通信レーン１０８のうちのいずれかの通信レーンの通信レーンステータス（障害又は作動）が、確定ステータス（すなわち、障害ステータス）に変化したかどうかを検出するように更に構成される。
【0071】
次に、図５Ｂを参照すると、ステップ５０８において、第１端２０２において、特定の通信レーンについての通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出したとき、方法５００は、特定の通信レーンを介して第１端２０２から第２端２０４にサブフレームを送信することを停止することを更に含む。特定の通信レーンの通信レーンステータスが確定ステータスに変化したことを検出した後、ロジック２０６は、その特定の通信レーンを介して第１端２０２から第２端２０４にサブフレームを送信することを停止するように更に構成される。
【0072】
ステップ５１０において、方法５００は、特定の通信レーンの変化した通信レーンステータスを、第１端２０２から第２端２０４に送信するステップを更に含む。ロジック２０６は、特定の通信レーンの変化した通信レーンステータス（すなわち、障害）を、通信リンク１０６の第２端２０４の他の通信インタフェース１１２に通信するように更に構成される。
【0073】
ステップ５１２において、方法５００は、第１端２０２において、任意のデータフレームを、確定ステータスでない通信レーンステータスを有する通信レーン１０８の数に対応する数のサブフレームに分裂させることと、サブフレームの各々を、確定ステータスでない通信レーンステータスを有する通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介して第２端２０４に送信することを更に含む。ロジック２０６は、データフレームをその時点でアクティブである通信レーン１０８の数に対応する数のサブフレームに分裂させるように更に構成される。ロジック２０６は、その時点でアクティブである複数の通信レーン１０８のうちの１つの別個の通信レーンを介してサブフレームの各々を送信するように更に構成される。
【0074】
一実施形態によると、方法５００は、各通信レーンについて、第２端２０４の対応するバッファに通信レーンを介して送信されるサブフレームを第１端２０２のバッファに入力するステップと、通信レーンの通信レーンステータスに応じて、第２端２０４の対応するバッファに通信レーンを介して送信されるサブフレームのバッファにおける入力を開閉するように第１端２０２のゲートを制御することとを更に含む。データフレーム２０８を複数のサブフレーム２１８に分割した後、各サブフレームは、通信インタフェース１１０によって構成されるバッファに渡される。複数のバッファ２１６のうちの各バッファは、受信したサブフレームを、通信リンク１０６の第２端２０４の通信インタフェース１１２によって構成される対応するバッファに、１つの通信レーンを介して送信するように構成される。複数のバッファ２１６に加えて、通信インタフェース１１０は、複数のゲート２１４を含む。複数のゲート２１４の各々は、複数の通信レーン１０８のうちの１つの通信レーンを介して送信されるサブフレームのバッファ内の入力を開閉するように構成される。
【0075】
一実施形態によると、方法５００は、第１端２０２において、通信レーン（又は複数の通信レーン１０８）を介して第２端２０４からデータフレームを受信することを更に含み、受信したデータフレームは、通信レーン１０８の数に対応する複数の受信サブフレームに分裂されており、ここで、データフレームを受信することは、サブフレームの各々を、通信レーンのうちの１つの別個の通信レーンを介して受信することと、受信サブフレームを受信データフレームにマージすることとを含む。一実装では、第１端２０２の通信インタフェース１１０は、受信機として機能するように構成されることができ、第２端２０４の他の通信インタフェース１１２は、送信機として機能するように構成されることができる。そのような実装では、第１端２０２のロジック２０６は、第２端２０４からのデータフレームを、複数の通信レーン１０８を介して受信するように構成される。実際、受信したデータフレームは、通信レーン１０８の数に比例する数の受信サブフレーム（例えばＦ１、Ｆ２、Ｆ３、．．．、Ｆｎ）に分裂されており、ロジック２０６は、通信レーンの中の１つの別個の通信レーンを介してサブフレームの各々を受信し、受信サブフレームを受信データフレームにマージするように構成される。
【0076】
方法５００は、第１端２０２において、確定ステータスを、第２端２０４から所与の通信レーンの通信レーンステータスとして受信することと、受信した確定ステータスを所与の通信レーンのステータスとして記憶することとを更に含む。方法５００は、第１端２０２において、第２端２０４からの所与の通信レーンを介してサブフレームを受信することを停止し、第１端２０２において、確定ステータスでない通信レーンステータスを有する通信レーンを介して受信したサブフレームを受信データフレームにマージするステップを更に含む。各サブフレームを受信するために、ロジック２０６は、存在する場合、第２端２０４の他の通信インタフェース１１２から、所与の通信レーンの確定（すなわち、障害）ステータスを受信し、受信した確定ステータスを所与の通信レーンの通信レーンステータスとして記憶するように更に構成される。障害のある通信レーンの場合、ロジック２０６は、障害のある通信レーンを介してサブフレームを受信することを停止し、受信データフレームを取得するために、健全な通信レーンを介して受信したサブフレームをマージするように更に構成される。
【0077】
一実施形態によると、方法５００は、第１端２０２のバッファにおいて、第２端２０４の対応するバッファから通信レーンを介して受信したサブフレームを出力することと、通信レーンの通信レーンステータスに応じて、通信レーンを介した受信したサブフレームの出力を開閉するように第１端２０２のゲートを制御することとを更に含む。複数のバッファ２１６の各バッファは、通信リンク１０６の第２端２０４の通信インタフェース１１２内の対応するバッファによって送信されたサブフレームを受信するように構成される。その結果、複数のゲート２１４の各ゲートは、複数の通信レーン１０８の中の通信レーンを介して受信したサブフレームの出力を開閉するように構成される。ロジック２０６は、複数の通信レーン１０８のステータス（機能的又は非機能的）ステータスに応じて、複数のゲート２１４の各々を制御するように更に構成される。
【0078】
一実施形態によると、本開示は、コンピュータシステム内のプロセッサ（又はロジック２０６）によって実行されるときに、方法５００を実行するためのプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品を提供する。通信インタフェース１１０のロジック２０６は、方法５００を実行するように構成される。
【0079】
したがって、方法５００は、レーン障害の場合であっても、通信ネットワーク１００の第１ノード１０２と第２ノード１０４との間のシームレスなデータ通信を提供する。通信レーン１０８のうちのいずれか１つのレーンで障害が検出された場合、方法５００は、レーン障害を通信インタフェース１１０及び他の通信インタフェース１１２の各々に直ちに通信し、障害のあるレーンを介してデータフレーム２０８の複数のサブフレーム２１８を送信することを停止する。このように、方法５００は、レーン障害に関する安全性、並びに部分的に低下した速度での通信リンク１０６の両端の間のシームレスなデータ通信を提供する。
【0080】
ステップ５０２～５１２は、単に例示的なものであり、本明細書の特許請求の範囲から逸脱することなく、１つ以上のステップが追加されるか、１つ以上のステップが削除されるか、又は１つ以上のステップが異なる順序で提供される他の代替案を提供することができる。
【0081】
上記に記載された本開示の実施形態に対する修正は、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の範囲から逸脱することなく可能である。本開示を記載し、特許請求するために使用される、「含む」、「備える」、「組み込む」、「有する」、「である」等の表現は、非排他的な方法で解釈されるように意図される、すなわち、明示的に記載されていない項目、構成要素又は要素も存在することを可能にする。単数への言及はまた、複数に関連するとも解釈されるべきである。ここで、「例示的」という言葉は、「例、実例又は例示として機能する」を意味するように使用される。「例示的」として記載された実施形態は、必ずしも、他の実施形態に対して好ましいか又は有利であると解釈されるべきではなく、あるいは他の実施形態からの特徴の組み込みを排除するものでもない。「任意に」という語は、本明細書では、「いくつかの実施形態では提供され、他の実施形態では提供されない」を意味するように使用される。本開示の特定の特徴は、明確性のために、別個の実施形態の文脈で説明されるが、単一の実施形態において組み合わせて提供されてもよいことが理解される。反対に、簡潔性のために、単一の実施形態の文脈で説明される本開示の様々な特徴は、別個に、又は任意の適切な組合せで、又は本開示の任意の他の説明される実施形態において適切なように提供され得る。
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図5A】
【国際調査報告】