CN103927285B - 一种高可靠的双通道串行总线的数据传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高可靠的双通道串行总线的数据传输方法，该方法为：数据通过第一总线和第二总线的双通道传输方式从数据发送模件传输至数据接收模件，第二总线的数据传输滞后所述第一总线的数据传输，第一总线的第一数据集按正序进行数据传输，第二总线包括第二数据集和第三数据集，第二数据集按倒序进行数据传输，第三数据集通过正序进行数据传输；第一总线和第二总线上的数据集均设有CRC校验，若CRC校验均未通过，则将所传输的数据转移至自恢复模块中进行数据恢复；第一总线和第二总线上的数据为并行解码。该方法通过自恢复模块、双通道、错时、倒序传输等方法大大提升了串行数据传输的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种数据传输方法，具体涉及一种高可靠的双通道串行总线的数据传输方法。
背景技术
智能变电站系统要求合并单元(Merging Unit)以IEC61850-9-2标准规约发送采样值(SV)报文。而SV报文依赖于数据采集模件的稳定性及数据采集模件与数据处理模件之间数据传输的可靠性。传统变电站及智能变电站保护和测控等装置采用功能模件式设计，各功能模件间的数据交换也都是基于模件间的背板传输。所以背板传输的可靠性，对于这些装置的正确工作是至关重要的。
但是，传统背板数据的串行传输很难保证所有数据在背板传输过程中都是正确的。装置在受到现场环境干扰等特殊情况下，数据处理模件接收到的采样数据不可避免的会出现异常。
不同的厂家、不同的装置采用的背板传输方式虽各有不同，但往往背板传输一旦出现异常，数据处理模件就无法恢复当前点的采样值，会导致丢点或数据失真，严重时甚至会造成保护装置误动。
经过对现有技术的检索发现，文献“基于低压差分信号高速串行总线的智能变电站硬件平台设计”(电力系统自动化，2012.21)，提出一种基于LVDS技术构建智能变电站装置高速串行总线的方法，但该技术只是描述了一种采用LVDS接口进行高速串行传输的方法，这种串行传输技术无法恢复异常点的数据，无法保证背板总线的高可靠传输。
发明内容
本发明的目的是提供一种高可靠的双通道串行总线的数据传输方法，该方法通过自恢复模块、双通道、错时、倒序传输等方法大大提升了数据传输的可靠性，克服了现有背板串行总线在受到外部干扰的情况下会出现误码的不足。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种高可靠的双通道串行总线的数据传输方法，所述数据传输方法为：数据通过第一总线和第二总线的双通道传输方式从数据发送模件传输至数据接收模件，第一总线和第二总线上的数据为并行解码(即数据接收模件对两条总线的状态同时进行判断处理，一旦收到数据则实时进行解码)；
所述第二总线的数据传输滞后所述第一总线的数据传输，第一总线的第一数据集按正序(即按正常顺序)进行数据传输，所述第二总线包括第二数据集和第三数据集，第二数据集按倒序(即按相反顺序)进行数据传输，第三数据集按正序进行数据传输；所述第一数据集、第二数据集和第三数据集均设置了相应的CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验码)校验，若CRC校验均未通过，则数据接收模件会将所收到的数据转移至自恢复模块中进行数据恢复。
进一步地，所述数据传输的具体方法包括以下步骤：
①数据发送模件中的数据通过第一总线进行传输，数据接收模件收到数据后，进入状态一进行第一数据集CRC校验，校验通过，则将数据转移至接收缓存区，若校验未通过，则转移至数据自恢复模块，等待第二总线的CRC校验结果；
②数据发送模件中的数据滞后第一总线从第二总线进行传输，数据接收模件收到数据后，进入状态二进行第二数据集CRC校验，若校验通过，则转移至接收缓存区，若校验未通过，则转移至数据自恢复模块，并转移至状态三进行第三数据集CRC校验，若第三数据集CRC校验通过，则转移至接收缓存区，若第三数据集CRC校验均未通过，则转移至数据自恢复模块；
③当数据接收模件收到的三个数据集(本发明中所述的三个数据集均指第一数据集、第二数据集和第三数据集)CRC校验均未通过的情况下，则将自恢复模块中的数据恢复后转移至接收缓存区；
④当数据接收模件将有效的数据写入接收缓存区后，再转移至空闲状态等待数据发送模件的下一帧数据，所述接收缓存区设置于数据接收模件上。
进一步地，所述第一数据集、第二数据集和第三数据集中均包括若干个通道的数据。
进一步地，第一总线的第一数据集为从第一个通道到最后一个通道的正序传输。
进一步地，第二总线的第二数据集为从最后一个通道到第一个通道的倒序传输。
进一步地，第二总线的第三数据集为从第一个通道到最后一个通道的正序传输。
本发明提供了一种高可靠的双通道串行总线的数据传输方法，其主要具有的有益效果为：本发明通过数据的自恢复模块、双通道传输、错时传输以及倒序传输等方法使数据传输的可靠性大大增加，其可适用于电力系统数据采集模件与数据处理模件之间数据的串行传输或其它通过背板传输数据的模件间的串行通信中；这种串行传输方法适用于传统变电站及智能变电站保护测控装置、录波装置及过程层装置中，其具有重要的应用前景。
附图说明
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明实施例所述的高可靠的双通道串行总线的数据传输的并行解码状态转换示意图；
图2是本发明实施例所述的数据传输结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例所述的一种高可靠的双通道串行总线的数据传输方法，具体实施时，第二总线2比第一总线1滞后的具体时间以及第一总线1和第二总线2中的通道数等均可根据实际情况而定。下面以具体实验案例为例来说明具体实施方式，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。
实施例1
当第一总线1第一数据集11的CRC校验通过时，认为此数据正常。当第一总线1第一数据集11的CRC校验未通过时，判断第二总线2第二数据集21的CRC校验是否通过，若校验通过，则选用此数据；若未通过，则继续判断第二总线2第三数据集22的CRC校验是否通过，若校验通过，则选用此数据；若CRC校验均未通过，则根据自恢复方法恢复此数据。具体方法如下，如图1所示：①当第一总线1有数据帧时，并行解码逻辑从空闲状态3转移至状态一7进行第一数据集11CRC校验，校验通过，则将数据转移至接收缓存区9，若校验未通过，则转移至数据自恢复模块8，等待第二总线2第二数据集21CRC校验和第三数据集22CRC校验的结果；②当第二总线2有数据帧时，并行解码逻辑由空闲状态3转移至状态二5进行第二数据集21CRC校验，若校验通过，则转移至接收缓存区9，若校验未通过，则转移至数据自恢复模块，并转移至状态三6进行第三数据集22CRC校验，若该校验通过，则转移至接收缓存区9，若校验未通过，则转移至数据自恢复模块8；③当数据接收模件收到的三组数据集CRC校验均未通过时，则将自恢复模块8中的数据恢复后转移至接收缓存区9；④当有效的数据写入接收缓存区9后，则当前的状态再转移至空闲状态3等待数据发送模件的下一帧数据。
实施例2
如图2所示，总线包括第一总线1和第二总线2，第一总线1为主总线，传输的第一数据集11为各通道的数据；第二总线2为备用总线，第一总线1和第二总线2中的通道数相同，设为有N个通道；第二总线2传输的第二数据集21为N个通道的倒序数据，第二数据集21的第一个通道与第一总线1的第一数据集11的最后一个通道相同，第二数据集21的第二个通道与第一总线1的第一数据集11的倒数第二个通道相同，以此类推，即第一总线1的第一数据集11为从第一通道到第N通道的正序传输，第二总线2的第二数据集21为从第N通道到第一通道的倒序传输，第二总线2的第三数据集22为从第一通道到第N通道的正序传输，即第三数据集22与第一总线1的第一数据集11相同。
错时传输：第二总线2比第一总线1滞后t1时间启动当前数据的传输。
第一总线1的第一数据集11以及第二总线2的第二数据集21和第三数据集22均自带CRC校验，第一总线1和第二总线2的数据是并行解码的。
可靠传输说明：在数据传输过程中，如何尽可能减少因干扰导致的数据异常，成为提升传输可靠性的关键。本发明提出了以下提升传输可靠性的方法：
1、通过错时传输的方法，提升传输可靠性。
①当干扰信号处于t1区间，第一总线1的第一数据集11受到干扰，数据异常。第二总线2没有受到干扰，则取用第二总线2第二数据集21的数据。
②当干扰信号处于t2区间，第一总线1的第一数据集11与第二总线2的第二数据集21同时受到干扰，而第二总线的第三数据集22没有受到干扰，则取用第二总线2的第三数据集22的数据。
③当干扰信号处于t3区间，第二总线2的第二数据集21受到干扰，而第一总线1正常，则取用第一总线1第一数据集11的数据。
④当干扰信号处于t4区间，第二总线2第三数据集22受到干扰，第二总线2的第二数据集21及第一总线1的第一数据集11没有受到干扰，则取用第一总线1第一数据集11的数据。
⑤当干扰信号持续时间较长，t1、t2、t3、t4区间都有干扰出现，导致三个数据集的CRC校验均不通过，将可采用数据自恢复的方法恢复数据，即通过自恢复模块进行数据恢复。
2、通过倒序传输的方法，提升传输可靠性。
第二总线2第二数据集21采用延时倒序传输的方法，第三数据集22采用延时正序传输的方法，这样通道号相同的3个数据同时受到干扰的几率极低，可以利于数据自恢复，大大提升数据串行传输的可靠性。
3、通过数据自恢复的方法，提升传输可靠性。
数据自恢复方法是：比较3个数据集中通道相同的数据，若3个数据中有大于等于2个数据相同，则这个通道就取用该数据。每个通道均采用此数据自恢复方法实现数据恢复。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下所作的有关本发明的任何修饰或变更，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高可靠的双通道串行总线的数据传输方法，其特征在于：所述数据传输方法为：数据通过第一总线和第二总线的双通道传输方式从数据发送模件传输至数据接收模件，第一总线和第二总线上的数据为并行解码；
所述第二总线的数据传输滞后所述第一总线的数据传输，第一总线的第一数据集按正序进行数据传输，所述第二总线包括第二数据集和第三数据集，第二数据集按倒序进行数据传输，第三数据集按正序进行数据传输；所述第一数据集、第二数据集和第三数据集均设置了相应的CRC校验，若CRC校验均未通过，则将收到的数据转移至自恢复模块中进行数据恢复。
2.根据权利要求1所述的高可靠的双通道串行总线的数据传输方法，其特征在于：所述数据传输的具体方法包括以下步骤：
①数据发送模件中的数据从第一总线进行传输，数据接收模件收到数据后，进入状态一进行第一数据集CRC校验，校验通过，则将数据转移至接收缓存区，若校验未通过，则转移至数据自恢复模块，等待第二总线的CRC校验结果；
②数据发送模件中的数据从第二总线滞后第一总线进行传输，数据接收模件收到数据后，进入状态二进行第二数据集CRC校验，若校验通过，则转移至接收缓存区，若校验未通过，则转移至数据自恢复模块，并转移至状态三进行第三数据集CRC校验，若该校验通过，则转移至接收缓存区，若校验均未通过，则转移至数据自恢复模块；
③数据接收模件收到的三组数据集的CRC校验均未通过的情况下，则将自恢复模块中的数据恢复后转移至接收缓存区；
④当数据接收模件将有效的数据写入接收缓存区后，再转移至空闲状态等待数据发送模件的下一帧数据，所述接收缓存区设置于数据接收模件上。
3.根据权利要求1所述的高可靠的双通道串行总线的数据传输方法，其特征在于：所述第一数据集、第二数据集和第三数据集中均包括若干个通道的数据。
4.根据权利要求3所述的高可靠的双通道串行总线的数据传输方法，其特征在于：第一总线的第一数据集为从第一个通道到最后一个通道的正序传输。
5.根据权利要求3所述的高可靠的双通道串行总线的数据传输方法，其特征在于：第二总线的第二数据集为从最后一个通道到第一个通道的倒序传输。
6.根据权利要求3所述的高可靠的双通道串行总线的数据传输方法，其特征在于：第二总线的第三数据集为从第一个通道到最后一个通道的正序传输。
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