CN100365610C - 数据同步系统以及方法 - Google Patents

Abstract

一种数据同步系统以及方法，用以形成一数据包，数据包包含一识别数据以及一内容数据，识别数据包含一保护数据以及一图形数据。数据同步系统以及方法先选定该图形数据的位数目。根据保护数据以及图形数据对应的位数目，产生多组识别数据。接着，将多组识别数据，分别进行一位映像以转换成多组计算数据。并将多组计算数据通过一半自相关运算，分别对应多组比对参数。接着，选取具最小比对参数的选定识别数据。最后，将选定识别数据与内容数据结合成数据包。

Description

数据同步系统以及方法

技术领域

本发明涉及一种数据同步系统以及方法，特别涉及利用在电路板之间的数据同步系统以及方法。

背景技术

请参阅图1，图1是已知技术数据传输的示意图。一块电路板视为发送端2，另一块电路板视为接收端4，其间通过信号线6相连结，自发送端2传送一传输数据串至接收端4。为了使发送端2与接收端4能对数据有相同的认知，即使两端2、4的数据同步化，则会将所传输的数据以数据包(datapacket)的方式传送，藉此以使接收端4能分辨所接收数据的内容。

请参阅图2，图2是已知技术传输数据串8的示意图。在整个传输数据串8中，数据包10包含一识别数据12以及一内容数据14，识别数据12并进一步包含一保护数据(guard data)12a以及一图形数据(pattern data)12b，上述这些数据皆以”1”与”0”所组成。

内容数据14可能是程序代码、数值数据、影像数据、或是语音数据，为发送端2与接收端4主要需要传输的信息。而识别数据12在所传送的传输数据串8中，用以作为辨认内容数据14的开端，当接收端4接收一连串的传输数据串8，发现并辨认出一段识别数据12时，会将后续的传输数据串8视为内容数据14，让接收端4来处理内容数据14。

然而，接收端4有可能于辨认识别数据12时，发生辨认上的错误。例如定义识别数据12为00001，当内容数据14中出现一段00001，即会被误判为一段识别数据12。若加多识别数据12的位数目，自然可以减少误判的机会，如前例00001识别数据12的位数目为5，改成000000001即将位数目增加到9。但是因此也会加重了数据传输的负担，也减低了数据传输的效率；另在传输端与接收端有关于识别数据的长度，在同一系统中通常会设计为一固定长度，因此对于较高重要性的数据或是电路传输路径较长的链接缺少调整识别数据12的长度与内容的弹性。

因此，本发明的主要目的在于提供一种有效率的数据同步系统以及方法，藉以调整识别数据12的长度与内容，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在提供一种有效率的数据同步系统以及方法，在不需增大识别数据的位数目的条件下，可以减低识别数据被误判的机率，藉此，以提升内容数据的传输效率。

本发明涉及一种数据同步系统以及方法，适用于自一发送端传送传输数据串至一接收端，用以形成一数据包(data packet)。该数据包包含一识别数据以及一内容数据，该识别数据包含一保护数据(guard data)以及一图形数据(pattern data)。其中，该内容数据具一预定数据长度，该内容数据可能是程序代码、数值数据、影像数据、或是语音数据。

该方法包含下列步骤：选定该图形数据的位数目；根据该保护数据以及该图形数据对应的位数目，产生多组识别数据；将该多组“1”与“0”所组成的识别数据，分别分别进行一位映像，以转换成多组分别对应为“1”与“-1”的计算数据；将该多组计算数据通过一半自相关运算，分别对应多组比对参数；选取该多组比对参数中，具最小比对参数的一选定识别数据；以及将该选定识别数据，与该内容数据结合成该数据包，其中，该半自相关运算包括下列步骤：步骤A：将该其中一计算数据复制成一第一计算数据与一第二计算数据；步骤B：该第一计算数据与该第二计算数据每一位相同位置的位映像相乘后加总成一计算值；步骤C：该第一计算数据位移一位，并于空出区域加入一”-1”成为一新的第二计算数据；步骤D：重复上述步骤B与步骤C，直至位移次数等于该第一计算数据的位数目；以及步骤E：将该多个步骤B所产生的计算值加总成为该比对参数。

在该接收端，将所选取最小比对参数的识别数据与所接收的传输数据串比对。当依序所接收的传输数据串，出现与该识别数据相同的传输数据串时，则视后续该预定数据长度的传输数据串为该内容数据。

因此，藉由本发明提供一种有效率的数据同步系统以及方法，利用位映像(bit mapping)以及半自相关运算(half-autocorrelator)，对所有的识别数据产生相对应的比对参数，可以在不需增大识别数据的位数目的条件下，选取比对参数小的识别数据，以减低识别数据被误判的机率。藉此，以增加准确判断内容数据的机率，并提升内容数据的传输效率。

关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1是已知技术数据传输的示意图；

图2是已知技术传输数据串的示意图；

图3是本发明数据同步系统的示意图；

图4是本发明接收端的示意图；

图5是图形数据排列的示意图；

图6是位映像模块所进行位映像的示意图；

图7A和7B是演算模块所进行半自相关运算的示意图；

图8是本发明各识别数据的比对参数错误机率的说明表；以及

图9是本发明数据同步方法的流程图。

附图符号说明

2：发送端               4：接收端

6：信号线               8：传输数据串

10：数据封包            12：识别数据

14：内容数据            12a：保护数据

12b：图形数据           30：数据同步系统

32：图形数量登录模块    34：识别数据排列模块

36：位映像模块          38：演算模块

40：识别数据选取模块    42：数据结合模块

44：识别数据比对模块    46：数据包接收模块

48：计算数据

具体实施方式

请参阅图3，图3是本发明数据同步系统30的示意图。本发明涉及一种数据同步系统30，在自如图1的发送端将一传输数据串传送至接收端时，用以形成一数据包(data packet)。发送端以及接收端可以分别是二个电路板。该数据包包含如图2中的识别数据以及内容数据，该内容数据具一预定数据长度，该识别数据包含一保护数据(guard data)以及一图形数据(patterndata)。其中内容数据可能是程序代码、数值数据、影像数据、或是语音数据。

回到图3，该数据同步系统30是包含一图形数量登录模块32、一识别数据排列模块34、一位映像模块36、一演算模块38、一识别数据选取模块40、以及一数据结合模块42。

图形数量登录模块32是用以登录该图形数据的位数目，其中所述通过该图形数量登录模块32以登录该图形数据的位数目，是由该发送端与该接收端所共同决定。一般来说，保护数据是已经固定位数目，但是也可以在图形数量登录模块32同时来修改保护数据的位数目。

上述决定图形数量位数目，是根据内容数据来判定，原则上愈重要的内容数据，就会给予较多的图形数量位数目。实务上要自动判别的话，可以根据内容数据的位数目判断，当该内容数据的位数目增加，则该图形数据对应的位数目就随之增加。或是将程序代码、数值数据视为重要内容数据，而将影像数据、语音数据视为较不重要的内容数据，而针对重要内容数据给予较多的图形数量位数目。

识别数据排列模块34是根据该保护数据以及该图形数据对应的位数目，产生多组识别数据，识别数据排列模块34排列多组识别数据，于后以图5进一步说明。

位映像模块36是用以将该多组识别数据，分别进行一位映像(bitmapping)，以转换成多组计算数据，关于位映像，于后以图6进一步说明。

演算模块38将该多组计算数据通过一半自相关运算(half-autocorrelator)，分别计算出相对应的多组比对参数，关于半自相关运算来计算，于后以图7进一步说明。

识别数据选取模块40是用以选取该多组比对参数中，具最小比对参数的一选定识别数据。先前识别数据排列模块34所排列出所有的识别数据排列顺序，需根据一预定的排序原则予以排序，使该发送端与该接收端所排出的顺序皆相同，所以，当识别数据选取模块40发现两组以上最小比对参数相同时，可以选取最小比对参数中排序最先者的比对参数所对应的识别数据。

最后，数据结合模块42将该选定识别数据与该内容数据结合，就形成该数据包，以供发送端传输至接收端，并供两端来辨认及同步运作。

实务上，发送端以及接收端皆可设置识别数据排列模块34、位映像模块36、演算模块38、以及识别数据选取模块40。藉此，于发送端便于形成该数据包，在接收端便于辨认该数据包。图形数量登录模块32可分别设于发送端以及接收端中，或是分别外接于发送端以及接收端，以供方便统一定义图形数据的位数目。至于数据结合模块42仅需在发送端中运作。

进一步请参阅图4，图4是本发明接收端4的示意图。如上述的数据同步系统30，为了在接收端4接收该数据包，其中接收端4更包含一识别数据比对模块44、以及一数据包接收模块46。

识别数据比对模块44用以将所选取最小比对参数的识别数据，与所接收自发送端2的传输数据串比对。当依序所接收的传输数据串，出现与该识别数据相同的传输数据串时，该数据包接收模块46则将后续的传输数据串视为该内容数据，藉此达到内容数据同步的目的。

请参阅图5，图5是图形数据排列(pattern candidate generating)的示意图。识别数据排列模块34将所有的保护数据以及图形数据的各种组合一一排列出来，并依照从小到大的顺序排列。若保护数据的位数目为2，图形数据的位数目也为3，通常保护数据皆以0来表示，则有变化的图形数据会形成图5所示的各种排列，依序为(0，0，0，0，1)、(0，0，0，0，1)、(0，0，0，0，1)、(0，0，0，0，1)、(0，0，0，0，1)、(0，0，0，0，1)、(0，0，0，0，1)七组，全部为0者(0，0，0，0，0)因为产生的错误机率较大，可以先行排除。

请参阅图6，图6是位映像模块36所进行位映像的示意图。如上述的数据同步系统30，其中该识别数据12是”1”与”0”所组成的数据，所述位映像(bit mapping)是位映像模块36将”1”与”0”所组成的识别数据12，分别对应为”1”与”-1”转换成计算数据48。例如图6中，识别数据12原来为(0，0，0，0，1)，经过位映像模块36转换成计算数据48(-1，-1，-1，-1，1)。

请参阅图7A与七B，图7A与七B是演算模块38所进行半自相关运算的示意图。如上述的数据同步系统30，其中该半自相关运算是包括下列程序：

如图7A所示，举例采用图6所示的计算数据(-1，-1，-1，-1，1)，但是因为实务上，原先保护数据皆以(0，0)来表示，所以，计算时可以不列入参与计算，而仅以图形数据的(0，0，1)来计算，因此计算数据即采用(-1，-1，1)。

首先，将计算数据(-1，-1，1)复制成一第一计算数据(-1，-1，1)D1与一第二计算数据(-1，-1，1)D2。并将该第一计算数据D1与该第二计算数据D2每一位相同位置的位映像相乘后，加总成一计算值V1，图7A中计算值为3。

图7B所示：该第一计算数据位移一位，并于空出区域加入一”-1”成为一新的第二计算数据(-1，-1，-1)D3，且将该第一计算数据D1与该新的第二计算数据D3每一位相同位置的位映像相乘后，加总成一计算值V2，图7B中计算值为1。

重复上述图7A以及图7B的步骤，直至位移次数等于该第一计算数据的位数目，以图7的实施例，一共需进行四次，所得的计算值V1、V2、V3、V4分别是3、1、1、1。接着，将该多个计算值V1、V2、V3、V4加总成为该比对参数，图7实施例的比对参数为6。

接续，对识别数据排列模块34所排列出如图5中所有的识别数据，皆进行如图7中的比对参数计算，所计算出所有的七组比对参数分别为6、4、2、2、0、-2、0。进一步参阅图8对此七组比对参数说明。

请参阅图8，图8是本发明各识别数据的比对参数错误机率的说明表。表中E1栏框中为预设的错误机率参数，E3栏框中为该栏上方的位数目对应该列左方识别数据，所会发生错误的种类数。例如(0，0，0，0，1)的识别数据发生二个位数目错误的种类数为4种可能。将该栏上方的错误机率参数E1乘以发生错误种类数E3，即会得该列右方的该识别数据的总错误机率E2，如(0，0，0，0，1)的识别数据的总错误机率为0.576。如此，可印证识别数据的比对参数小者，其发生错误的机率较小。如图8中为第六组(0，0，1，1，0)识别数据的错误机率(0.06912)最小，同时其比对参数(-2)也是最小。

上述数据同步系统30中图形数量登录模块32、一识别数据排列模块34、一位映像模块36、一演算模块38、一识别数据选取模块40、一数据结合模块42、以及识别数据比对模块4 4，是可利用C语言或汇编语言撰写成应用程序(Application Program；AP)，储存在内存(如只读存储器(ROM)或闪存(flash))中，配合处理器(如数字信号处理器(DSP)或微处理器(MCU))即可执行以及运作所述的相关功能。或是以Verilog或VHDL语言写成，通过编译(compile)储存在复杂可程序逻辑组件(CPLD)或FPGA中，以运作所述的相关功能。

如上述的数据同步系统30，本发明也同时说明数据同步系统30所进行的数据同步的方法。请参阅图9，图9的本发明数据同步方法的流程图。本发明的数据同步的方法，分别在发送端2以及接收端4，进行下列步骤：

步骤S02：首先，选定该图形数据的位数目，此步骤在发送端2以及接收端4皆须一致。

步骤S04：根据该保护数据以及该图形数据对应的位数目，根据一预定的排序原则予以排序(例如自数字小到数字大，即先排0后排1)，以产生多组识别数据，这个步骤可称为图形数据排列(pattern candidategenerating)。这个步骤在发送端2以及接收端4皆须进行，并使发送端2与接收端4所排出的顺序皆相同。

步骤S06：将多组识别数据，分别进行一位映像(bit mapping)，以转换成多组计算数据。这个步骤在发送端2以及接收端4分别进行，并使该多组计算数据皆相同。

步骤S08：将该多组计算数据通过一半自相关运算(half-autocorrelator)，分别计算出相对应的多组比对参数。这个步骤在发送端2以及接收端4分别进行。

步骤S10：判断该多个识别数据中，是否至少存在二个相同的最小的比对参数。这个步骤在发送端2以及接收端4分别进行。

步骤S12：若步骤S10为是，选取最小比对参数中排序最先者的比对参数所对应的识别数据，以作为一选定识别数据。这个步骤于发送端2以及接收端4分别进行。

步骤S14：若步骤S10为否，选取该多组比对参数中具最小比对参数的识别数据，以作为选定识别数据。这个步骤在发送端2以及接收端4分别进行。

步骤S16：接着在发送端2，将该选定识别数据，与该内容数据结合成该数据包。

步骤S18：进一步在接收端4，将所选取最小比对参数的识别数据，与所接收自发送端2的传输数据串比对。

步骤S20：在接收端4，当依序所接收的传输数据串，出现与该识别数据相同的传输数据串时，则后续的该预定数据长度的传输数据串为该内容数据。

因此，藉由本发明提供一种有效率的数据同步系统30以及方法，利用位映像(bit mapping)以及半自相关运算(half-autocorrelator)，对所有的识别数据产生相对应的比对参数，可以在不需增大识别数据的位数目的条件下，选取比对参数小的识别数据，以减低识别数据被误判的机率。藉此，以增加准确判断内容数据的机率，并提升内容数据的传输效率。

藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。

Claims (12)

1.一种数据同步的方法，用以形成一数据包，该数据包包含一识别数据以及一内容数据，该识别数据包含一保护数据以及一图形数据，该方法包含下列步骤：

选定该图形数据的位数目；

根据该保护数据以及该图形数据对应的位数目，产生多组识别数据；

将该多组“1”与“0”所组成的识别数据，分别进行一位映像，以转换成多组分别对应为“1”与“-1”的计算数据；

将该多组计算数据通过一半自相关运算，分别对应多组比对参数；

选取该多组比对参数中，具最小比对参数的一选定识别数据；以及

将该选定识别数据，与该内容数据结合成该数据包，

其中，该半自相关运算包括下列步骤：

步骤A：将该其中一计算数据复制成一第一计算数据与一第二计算数据；

步骤B：该第一计算数据与该第二计算数据每一位相同位置的位映像相乘后加总成一计算值；

步骤C：该第一计算数据位移一位，并于空出区域加入一”-1”成为一新的第二计算数据；

步骤D：重复上述步骤B与步骤C，直至位移次数等于该第一计算数据的位数目；以及

步骤E：将该多个步骤B所产生的计算值加总成为该比对参数。

2.如权利要求1所述的方法，其中，一传输数据串是自一发送端传送至一接收端，该传输数据串包含该数据包，该内容数据具一预定数据长度，该方法更包含下列步骤：

在该接收端，将所选取最小比对参数的识别数据与所接收的传输数据串比对；以及

当依序所接收的传输数据串，出现与该识别数据相同的传输数据串时，则后续的该预定数据长度的传输数据串为该内容数据。

3.如权利要求2所述的方法，其中，该发送端以及该接收端，皆为一电路板。

4.如权利要求1所述的方法，其中，该图形数据对应的位数目是对应该内容数据的位数目。

5.如权利要求4所述的方法，其中，当该内容数据的位数目增加，则该图形数据对应的位数目增加。

6.如权利要求1所述的方法，该方法适用于自一发送端传送至一接收端，其中，该图形数据的位数目，是由该发送端与该接收端所共同决定。

7.如权利要求6所述的方法，其中，当该发送端与该接收端所传输的数据为重要数据时，该图形数据的位数目增加。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述重要数据是选自于由程序代码、数值数据所组成族群中的重要数据。

9.如权利要求2所述的方法，其中，所述排列出所有的识别数据排列顺序，是根据一预定的排序原则予以排序，使该发送端与该接收端所排出的顺序皆相同。

10.如权利要求9所述的方法，其中，当该多个识别数据中，至少存在二最小的比对参数相同时，是选取最小比对参数中排序最先者的比对参数所对应的识别数据。

11.一种数据同步系统，用以形成一数据包，该数据包包含一识别数据以及一内容数据，该识别数据包含一保护数据以及一图形数据，该数据同步系统包含：

一图形数量登录模块，是用以登录该图形数据的位数目；

一识别数据排列模块，是根据该保护数据以及该图形数据对应的位数目，产生多组识别数据；

一位映像模块，是用以将该多组“1”与“0”所组成的识别数据，分别进行一位映像，以转换成多组分别对应为“1”与“-1”的计算数据；

一演算模块，将该多组计算数据通过一半自相关运算，分别对应多组比对参数；

一识别数据选取模块，是用以选取该多组比对参数中，具最小比对参数的一选定识别数据；以及

一数据结合模块，是用以将该选定识别数据，与该内容数据结合成该数据包。

其中，该半自相关运算是：

A.将该其中一计算数据复制成一第一计算数据与一第二计算数据；

B.该第一计算数据与该第二计算数据每一位相同位置的位映像相乘后加总成一计算值；

C.该第一计算数据位移一位，并于空出区域加入一”-1”成为一新的第二计算数据；

D.重复上述B与C，直至位移次数等于该第一计算数据的位数目；以及

E.将该多个B所产生的计算值加总成为该比对参数。

12.如权利要求11所述的数据同步系统，其中，一传输数据串是自一发送端传送至一接收端，该传输数据串包含该数据包，该内容数据具一预定数据长度，其中该接收端还包含：

一识别数据比对模块，用以将所选取最小比对参数的识别数据与所接收的传输数据串比对；以及

一数据包接收模块，当依序所接收的传输数据串，出现与该识别数据相同的传输数据串时，该数据包接收模块则将后续的传输数据串作为该内容数据。

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