CN103365814A - 一种串行数据传输方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于通信技术领域,公开了一种串行数据传输方法和系统,其中所述方法包括步骤:位同步接收发送端连续重复发送的N位二进制编码数据,所述N位二进制编码数据为发送端按照预设规则将原始数据转化的N位二进制编码数据;对接收到的每一个所述N位二进制编码数据循环左移或右移0到N-1次,得到一数据集合,获取该数据集合的最值;对所述最值进行解码,得到发送端发送的原始数据。本发明实施例提供的串行数据传输方法和系统进行串行数据传输时不需要额外加入起始和结束标志,且接收端任意时刻开始接收数据都能够还原原始数据,提高了串行数据传输的效率。
Description
【技术领域】
本发明属于通信技术领域,特别是属于一种串行数据传输方法及其系统。
【背景技术】
在串行数据传输中,因为数据是一位一位串行传输的,而通常我们需要传输的数据的最小单位是字符。如果直接使用字符的自然二进制码发送且不插入特殊的起始和停止信号,则接收端无法解析收到的数据。例如,如果一个字符为8位二进制数,当发送端发送数据为1,2,3时,在信道上传输的数据流为000000010000001000000011。由于接收端不能确定字符的起始位,所以收到数据可能是000000100000010000000110(即2,4,6),或000001000000100000001100(即4,8,12)等错误的数据。为了避免这种问题,通常的做法是使用特殊的标志位来标识字符的起始位(例如,UART协议就是加入了起始位和结束位用来标识字符的起始和结束),但这种做法的缺点是需要传输额外的标志位,导致传输效率变低。
【发明内容】
本发明提供了一种串行数据传输方法及其系统,进行串行数据传输时不需要额外加入起始和结束标志,且接收端任意时刻开始接收数据都能够还原原始数据,提高了串行数据传输的效率。
本发明采用如下技术方案:
一种串行数据传输方法,所述方法包括步骤:
位同步接收发送端连续重复发送的N位二进制编码数据,所述N位二进制编码数据为发送端按照预设规则将原始数据转化的N位二进制编码数据;
对接收到的每一个所述N位二进制编码数据循环左移或右移0到N-1次,得到一数据集合,获取该数据集合的最值;
对所述最值进行解码,得到发送端发送的原始数据。
具体的,所述预设规则根据以下方式建立:
依此对N位二进制数据集合中的每个元素循环左移或右移0到N-1次,得到一数据集合,获取该数据集合的最值,如果该最值等于所述元素,则该最值属于N位二进制编码数据库;
建立实际要发送的原始数据与N位二进制编码数据库中每个二进制编码之间的映射关系。
所述最值为最大值或最小值。
进一步的,对所述最值进行解码,得到发送端实际要发送的原始数据之前进一步包括步骤:
比较连续收到的两个数据,如果相同则数据正确,否则丢弃该数据。
本发明实施例还公开了一种串行数据传输方法,所述方法包括步骤:
将实际要发送的原始数据按照预设规则转化为N位二进制编码数据;
连续重复发送所述N位二进制编码数据。
所述将实际要发送的原始数据按照预设规则转化为N位二进制编码具体步骤为:
依此对N位二进制数据集合的每个元素循环左移或右移0到N-1次,得到一数据集合,获取该数据集合的最值,如果该最值等于所述元素,则该最值属于N位二进制编码数据库;
建立实际要发送的原始数据与N位二进制编码数据库中每个二进制编码之间的映射关系。
具体的,所述最值为最大值或最小值。
本发明实施例还公开了一种串行数据传输系统,包括发送端和接收端,所述发送端包括编码函数模块和发送模块,其中所述编码函数模块用于将发送端实际要发送的原始数据按照预设规则转化为N位二进制编码,所述发送模块用于连续重复发送所述N位二进制编码给接收端;
所述接收端包括接收模块、预解码函数模块和解码函数模块,其中所述接收模块用于位同步接收发送端连续重复发送的N位二进制编码,所述预解码函数模块用于将接收端在只进行了位同步后接收到的数据按照预设规则进行转化,从而还原出发送端发送的N位二进制编码;所述解码模块与预解码函数模块连接,用于将所述N位二进制编码还原为原始数据。
所述编码函数模块依此对N位二进制集合的每个元素循环左移或右移0到N-1次,得到一数据集合,获取该数据集合的最值,如果该最值等于所述元素,则该最值属于N位二进制编码数据库,建立实际要发送的原始数据与N位二进制编码数据库中每个二进制编码之间的映射关系。
进一步的,本发明实施例串行数据传输系统还包括校验模块,所述校验模块连接在预解码函数模块和解码函数模块之间,用于比较预解码后连续两个数据,如果相同则数据正确,否则丢弃该数据。
本发明与现有技术相比,有益效果在于:进行串行数据传输时不需要额外加入起始和结束标志,且接收端任意时刻开始接收数据都能够还原原始数据,提高了串行数据传输的效率。
【附图说明】
图1是本发明实施例一公开的一种串行数据传输方法流程图;
图2是本发明实施例二公开的一种串行数据传输方法流程图;
图3是本发明实施例三公开的一种串行数据传输方法流程图;
图4是本发明实施例四公开的一种串行数据传输系统框图;
图5是本发明实施例五公开的一种串行数据传输系统框图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明使用该编码方式进行串行数据传输时不需要额外加入起始和结束标志,且接收端任意时刻开始接收数据都能够还原原始数据,提高了串行数据传输的效率。
实施例一
如图1所示,本发明公开了一种串行数据传输方法,包括以下步骤:
步骤101:位同步接收发送端连续重复发送的N位二进制编码数据,所述N位二进制编码数据为发送端按照预设规则将原始数据转化的N位二进制编码数据;
本实施例中预设规则通过以下方式建立:依此对N位二进制数据集合中的每个元素循环左移或右移0到N-1次,得到一数据集合,获取该数据集合的最大值,如果该最大值等于所述元素,则该最大值属于N位二进制编码数据库,然后建立实际要发送的原始数据与N位二进制编码数据库中每个二进制编码之间的映射关系。
下面以3位二进制数据举例说明,对于3位二进制数据来说,3位二进制数的集合Q={000,001,010,011,100,101,110,111}。
取x=000,将其右移(或左移)0到2次产生的结果集P为{000,000,000},其中P的最大值为000,等于x,所以000属于集合S;
取x=001,将其右移(或左移)0到2次产生的结果集P为{001,010,100},其中P的最大值为100,不等于x,所以001不属于集合S;
取x=010,将其右移(或左移)0到2次产生的结果集P为{010,100,001},其中P的最大值为100,不等于x,所以010不属于集合S;
取x=011,将其右移(或左移)0到2次产生的结果集P为{011,110,101},其中P的最大值为110,不等于x,所以011不属于集合S;
取x=100,将其右移(或左移)0到2次产生的结果集P为{100,001,010},其中P的最大值为100,等于x,所以100属于集合S;
取x=101,将其右移(或左移)0到2次产生的结果集P为{101,011,110},其中P的最大值为110,不等于x,所以101不属于集合S;
取x=110,将其右移(或左移)0到2次产生的结果集P为{110,101,011},其中P的最大值为110,等于x,所以110不属于集合S;
取x=111,将其右移(或左移)0到2次产生的结果集P为{111,111,111},其中P的最大值为111,等于x,所以111属于集合S;
综上可得,3位二进制编码数据库的最大值集合S为{000,100,110,111}。
同理易得,4位二进制编码数据库最大值集合S等于{0000,1000,1010,1100,1110,1111}。
5位二进制编码数据库最大值集合S等于{00000,10000,10100,11000,11010,11100,11110,11111}。
6位二进制编码数据库最大值集合S等于{000000,100000,100100,101000,101010,110000,110010,110100,110110,111000,111010,111100,111110,111111}。
7位二进制编码数据库最大值集合S等于{0000000,1000000,1001000,1010000,1010100,1100000,1100010,1100100,1101000,1101010,1101100,1110000,1110010,1110100,1110110,1111000,1111010,1111100,1111110,⊥111111}。
8位二进制编码数据库最大值集合S为{00000000,10000000,10001000,10010000,10100000,10100100,10101000,10101010,11000000,11000010,11000100,11001000,11001010,11001100,11010000,11010010,11010100,11011000,11011010,11100000,11100010,11100100,11100110,11101000,11101010,11101100,11101110,11110000,11110010,11110100,11110110,11111000,11111010,11111100,11111110,11111111}。
可以看出,随着二进制编码位数的增加,二进制编码数据库集合S的元素的个数会越来越多,预先根据需要发送的字符个数,选择满足字符数的二进制编码库,预先建立字符与二进制编码库之间的映射关系即构成编码函数。
步骤102:对接收到的每一个所述N位二进制编码数据循环右移(或左移)0到N-1次,得到一数据集合,获取该数据集合的最大值;
发送端将需要发送的原始数据经过编码后连续重复的发送,而接收端将收到二进制编码数据循环右移(或左移)0到N-1次(N为二进制数据的位数),其结果集合的最大值就是发送端发送的二进制编码数据。
步骤103:对所述最大值进行解码,得到发送端实际发送的原始数据。
示例1:下面为满足该规则的一组编解码函数及其传输示例。
编码函数y=F(x)的映射关系如下:
预编码函数y=g(s)定义为y=s循环右移0∽4次的最大值,
解码函数x=f(y)的映射关系如下:
当发送端需要发送的原始数据为2时,使用编码函数进行编码后的数据为F(2)=10100。因为发送端会一直连续重复的发送该编码,所以在信道上看到是如下二进制串:...101001010010100...。由于接收端只进行了位同步且接收的起始时间又不确定,所以接收端收到的数据s∈{10100,01001,10010,00101,01010}。使用上面的预解码函数对s预解码得g(10100)=10100,g(01001)=10100,g(10010)=10100,g(00101)=10100,g(01010)=10100,即g(s)=10100,s∈{10100,01001,10010,00101,01010}。最后解码后的数据为f(10100)=2,通信结束。
其中,g(01001)=10100的计算过程如下:
01001循环右移0次为01001,
01001循环右移1次为10100,
01001循环右移2次为01010,
01001循环右移3次为00101,
01001循环右移4次为10010,
这5次移动的最大值为MAX(01001,10100,01010,00101,10010)=10100,即g(01001)=10100。
示例2:下面为另一组满足该规则的编解码函数。
编码函数y=F(x)及解码函数x=f(y)的映射关系如下,
预编码函数y=g(s)定义为y=s循环右移0~5次的最大值,
例如,如果使用5位的编码发送数据,5位该编码的集合为{00000,10000,10100,11000,11010,11100,11110,11111}。当发送端发送编码11010时,信道上的数据流为110101101011010,由于接收端接收数据的起始位不确定,所以根据起始位的不同易得接收端收到的数据属于集合{11010,10101,01011,10110,01101},
如果收到数据为11010,将其循环右移0到4次的结果的集合为{11010,10101,01011,10110,01101},易知其中的最大值11010即为发送端发送的编码;
如果收到数据为10101,将其循环右移0到4次的结果的集合为{10101,01011,10110,01101,11010},易知其中的最大值11010即为发送端发送的编码;
如果收到数据为01011,将其循环右移0到4次的结果的集合为{01011,10110,01101,11010,10101},易知其中的最大值11010即为发送端发送的编码;
如果收到数据为10110,将其循环右移0到4次的结果的集合为{10110,01101,11010,10101,01011},易知其中的最大值11010即为发送端发送的编码;
如果收到数据为01101,将其循环右移0到4次的结果的集合为{01101,11010,10101,01011,10110},易知其中的最大值11010即为发送端发送的编码;
综上可得,不管接收端从哪一位开始接收数据,经过循环移位求最值(最大值或最小值)的转化后都可以还原发送端发送的原始数据。同理可验证,只要发送该编码数据,接收端都可以还原发送端发送的原始数据。
本发明使用该方式的编码进行串行数据传输时,不需要额外发送起始和结束的标志信号,且接收端任意时刻开始接收数据都能够还原原始数据。
实施例二
请参阅图2所示,本发明还公开了一种串行数据传输方法,包括以下步骤:
步骤201:位同步接收发送端连续重复发送的N位二进制编码数据,所述N位二进制编码数据为发送端按照预设规则将原始数据转化的N位二进制编码数据;
本实施例中预设规则通过以下方式建立:依此对N位二进制数据集合中的每个元素循环左移或右移0到N-1次,得到一数据集合,获取该数据集合的最小值,如果该最小值等于所述元素,则该最小值属于N位二进制编码数据库,然后建立实际要发送的原始数据与N位二进制编码数据库中每个二进制编码之间的映射关系。
下面以3位二进制数据举例说明,对于3位二进制数据来说,3位二进制数的集合Q={000,001,010,011,100,101,110,111}。
取x=000,将其右移(或左移)0到2次产生的结果集P为{000,000,000},其中P的最小值为000,等于x,所以000属于集合S;
取x=001,将其右移(或左移)0到2次产生的结果集P为{001,010,100},其中P的最小值为001,等于x,所以001属于集合S;
取x=010,将其右移(或左移)0到2次产生的结果集P为{010,100,001},其中P的最小值为001,不等于x,所以010不属于集合S;
取x=011,将其右移(或左移)0到2次产生的结果集P为{011,110,101},其中P的最小值为011,等于x,所以011属于集合S;
取x=100,将其右移(或左移)0到2次产生的结果集P为{100,001,010},其中P的最小值为001,不等于x,所以100不属于集合S;
取x=101,将其右移(或左移)0到2次产生的结果集P为{101,011,110},其中P的最小值为011,不等于x,所以101不属于集合S;
取x=110,将其右移(或左移)0到2次产生的结果集P为{110,101,011},其中P的最小值为011,不等于x,所以110不属于集合S;
取x=111,将其右移(或左移)0到2次产生的结果集P为{111,111,111},其中P的最小值为111,等于x,所以111属于集合S;
综上可得,3位二进制编码数据库的最大值集合S为{000,100,110,111}。
同理易得,4位二进制编码数据库集合S等于{0000,1000,1010,1100,1110,1111}。
5位二进制编码数据库集合S等于{00000,00001,01011,00011,00101,00011,00001,0000}。
步骤102:对接收到的每一个所述N位二进制编码数据循环左移或右移0到N-1次,得到一数据集合,获取该数据集合的最小值;
发送端将需要发送的原始数据经过编码后连续重复的发送,而接收端将收到二进制编码数据循环右移(或左移)0到N-1次(N为二进制数据的位数),其结果集合的或最小值就是发送端发送的二进制编码数据。
步骤203:对所述最小值进行解码,得到发送端实际发送的原始数据。
实施例三
请参阅图3所示,本发明还公开一种串行数据传输方法,所述方法包括步骤:
步骤301:将要发送的原始数据按照预设规则转化为N位二进制编码数据;
本步骤中发送端依此对N位二进制集合的每个元素循环左移或右移0到N-1次,得到一数据集合,获取该数据集合的最值(最大值或者最小值),如果该最值等于该元素,则该最值属于N位二进制编码数据库,然后建立实际要发送的原始数据与N位二进制编码数据库之间的映射关系,那么要发送原始数据时,实际发送的是该原始数据对应的N为二进制编码数据。
步骤302:连续重复发送该N位二进制编码数据。
实施例四
请参阅图4所示,本发明还公开了一种串行数据传输系统,该串行数据传输系统包括发送端401和接收端402,发送端进一步包括编码函数模块4010和发送模块4011,其中编码函数模块4010用于将发送端实际要发送的原始数据转化为N位二进制编码,发送模块4011用于连续重复发送N位二进制编码给接收端。本实施例中编码函数模块4010依此对N位二进制集合的每个元素循环左移或右移0到N-1次,得到一数据集合,获取该数据集合的最值,如果该最值等于元素,则该最值属于N位二进制编码数据库,然后建立原始数据与预设二进制编码数据库之间的映射关系,那么要发送原始数据时,实际发送的是该原始数据对应的N为二进制编码数据。
接收端402包括接收模块4020、预解码函数模块4021和解码函数模块4022,其中接收模块4020用于位同步接收发送端连续重复发送的N位二进制编码,预解码函数模块4021用于将接收端在只进行了位同步后接收到的数据按照预设规则进行转化,从而还原出发送端发送的N位二进制编码数据。解码模块4022与预解码函数模块4021连接,用于将N位二进制编码数据还原为发送端发送的原始数据。
实施例五
为了提高串行数据传输系统的准确性,串行数据传输系统,还包括校验模块4023,校验模块4023连接在预解码函数模块4021和解码函数模块4022之间,用于比较预解码后连续两个数据,如果相同则数据正确,否则丢弃该数据。
本发明所示系统使用该方式的编码进行串行数据传输时,不需要额外发送起始和结束的标志信号,且接收端任意时刻开始接收数据都能够还原原始数据。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种串行数据传输方法,其特征在于,所述方法包括步骤:
位同步接收发送端连续重复发送的N位二进制编码数据,所述N位二进制编码数据为发送端按照预设规则将原始数据转化的N位二进制编码数据;
对接收到的每一个所述N位二进制编码数据循环左移或右移0到N-1次,得到一数据集合,获取该数据集合的最值;
对所述最值进行解码,得到发送端发送的原始数据。
2.根据权利要求1所述的串行数据传输方法,其特征在于,所述预设规则根据以下方式建立:
依此对N位二进制数据集合中的每个元素循环左移或右移0到N-1次,得到一数据集合,获取该数据集合的最值,如果该最值等于所述元素,则该最值属于N位二进制编码数据库;
建立实际要发送的原始数据与N位二进制编码数据库中每个二进制编码之间的映射关系。
3.根据权利要求1或2所述的串行数据传输方法,其特征在于,所述最值为最大值或最小值。
4.根据权利要求1所述的串行数据传输方法,其特征在于,对所述最值进行解码,得到发送端实际要发送的原始数据之前进一步包括步骤:
比较连续收到的两个数据,如果相同则数据正确,否则丢弃该数据。
5.一种串行数据传输方法,其特征在于,所述方法包括步骤:
将实际要发送的原始数据按照预设规则转化为N位二进制编码数据;
连续重复发送所述N位二进制编码数据。
6.根据权利要求5所述的串行数据传输方法,其特征在于,所述将实际要发送的原始数据按照预设规则转化为N位二进制编码具体步骤为:
依此对N位二进制数据集合的每个元素循环左移或右移0到N-1次,得到一数据集合,获取该数据集合的最值,如果该最值等于所述元素,则该最值属于N位二进制编码数据库;
建立实际要发送的原始数据与N位二进制编码数据库中每个二进制编码之间的映射关系。
7.根据权利要求5或6所述的串行数据传输方法,其特征在于,所述最值为最大值或最小值。
8.一种串行数据传输系统,包括发送端和接收端,其特征在于,所述发送端包括编码函数模块和发送模块,其中所述编码函数模块用于将发送端实际要发送的原始数据按照预设规则转化为N位二进制编码,所述发送模块用于连续重复发送所述N位二进制编码给接收端;
所述接收端包括接收模块、预解码函数模块和解码函数模块,其中所述接收模块用于位同步接收发送端连续重复发送的N位二进制编码,所述预解码函数模块用于将接收端在只进行了位同步后接收到的数据按照预设规则进行转化,从而还原出发送端发送的N位二进制编码;所述解码模块与预解码函数模块连接,用于将所述N位二进制编码还原为原始数据。
9.根据权利要求8所述的串行数据传输系统,其特征在于,所述编码函数模块依此对N位二进制集合的每个元素循环左移或右移0到N-1次,得到一数据集合,获取该数据集合的最值,如果该最值等于所述元素,则该最值属于N位二进制编码数据库,建立实际要发送的原始数据与N位二进制编码数据库中每个二进制编码之间的映射关系。
10.根据权利要求8或9所述的串行数据传输系统,其特征在于,还包括校验模块,所述校验模块连接在预解码函数模块和解码函数模块之间,用于比较预解码后连续两个数据,如果相同则数据正确,否则丢弃该数据。
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