CN106254054B - 一种能够避免误同步的帧结构设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开串行通信中组帧发送和帧同步接收技术，是一种能够避免误同步的帧结构设计方法。步骤1、设定帧数据的第一个字为同步码，步骤2、设定第二个字最作为辅助同步字，设为A0，若此帧的数据中同步码是惟一的，则使得A0＝0，进行步骤5；否则进行步骤3；步骤3、确定帧数据中，其它和同步码相同的数据；步骤4、修改帧数据中和同步码相同的数据的值；步骤5、完成帧数据编码。本方法设计新的组帧方案，使得同步码是一帧中唯一出现的数据，就不会出现误同步的情况了。
Description
技术领域
本发明涉及串行通信中组帧发送和帧同步接收技术，是一种能够避免误同步的帧结构设计方法。
技术背景
组帧通信是串行通信的常用策略。串行通信总线协议有UART，SPI，I2C等。这些通信协议都是以字节、或字为传输单位的。发送端和接收端的软件处理无需考虑字节边界。但是需要做到帧同步才能正确通信。
帧同步是串行通信中关键的一步。由于数据的随机性，在每一帧数据中，可能出现与同步码相同的数据，这会导致误同步。传统的组帧方案是加长同步码，添加帧尾、校验和等手段，来剔除误同步帧。这会丢失数据，并带来较大的复杂度。传统的同步方法会出现误同步情况，而且同步算法相对复杂。采用特殊数据作为同步头又会带来带宽浪费的问题。
发明内容
发明目的
本发明针对现有技术，提供一种有效的帧同步方案。
技术方案
本发明是一种能够避免误同步的帧结构设计方法，其中，包括如下步骤；
步骤1、设定帧数据的第一个字为同步码，
步骤2、设定第二个字最作为辅助同步字，设为A0，若此帧的数据中同步码是惟一的，则使得A0＝0，进行步骤5；否则进行步骤3；
步骤3、确定帧数据中，其它和同步码相同的数据，依次标记为A1,A2,…An，n≥1；其中A1,A2,…An的值均为同步码，同时使用A1.Index,A2.Index,…An.Index标示上述数据在帧数据中的位置；
步骤4、修改帧数据中和同步码相同的数据的值，使得：
A0＝A1.Index；
A1＝A2.Index；
……
An-1＝An.Index；
An＝0；
步骤5、完成帧数据编码。
如上所述的一种能够避免误同步的帧结构设计方法，其中，设同步码所代表的二进制数为P，设帧数据中每个字的位宽为n，则取P＞2^(n-1)-1。
有益效果
本方法设计新的组帧方案，使得同步码是一帧中唯一出现的数据，就不会出现误同步的情况了。
具体实施方式
以下，结合具体实施方式，对本发明做进一步的说明。
由于误同步出现的原因是存在与同步码相同的数据，这意味着有信息量可以被压缩。这就是解决问题的关键。设计新的组帧方案，使得同步码是一帧中唯一出现的数据，就不会出现误同步的情况了。本文就是对帧同步的方案展开讨论，并给出一种有效的帧同步方案。
为此本发明使用如下新组帧方案：
设每个字的位宽为n，设一帧数据的长度为L，要求2^(n-1)＞＝L。每个字的位置依次为0、1、2、3、4、……、L-1。
第一个字为同步码，同步码所代表的二进制数设为P，P＞2^(n-1)-1。也就是说P的最高位为1，其他位可以任意设定。
第二个字最作为辅助同步字，设为A0，若一帧的数据中同步码是惟一的，则使得A0＝0，否则A0＝A1.Index。
其中，A1为有效数据中第一个与同步码相同的数据。A1.Index为A1在一帧数据中的位置，显然A1.Index＜P。
若一帧中只有一个数据与同步码相同则使得A1＝0，否则A1＝A2.Index，A2为有效数据中第二个与同步码相同的数据。依此类推。
最后得到的一帧数据只有第一个字是同步码，找到同步码就完成了帧同步。
算法简单，节省运算量。解帧过程也同样简单。而通信带宽的利用率决定于帧的长度以及数据位宽。以8比特通信为例，若子帧长度为128，则带宽利用率为126/128＝98.4375％。
以上方案已在GPS接收机以及串口上位机上实现。
设数据存储在首地址为data的内存上，数据长度为L字节，则：
组帧代码如下：
上述说明并不是对本发明的限定，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以进行各种变形和变更。
Claims (1)
1.一种能够避免误同步的帧结构设计方法，其特征在于，包括如下步骤；
步骤1、设定帧数据的第一个字为同步码，
步骤2、设定帧数据的第二个字作为辅助同步字，设为A0，若此帧的数据中同步码是唯一的，则使得A0＝0，进行步骤5；
否则进行步骤3；
步骤3、确定帧数据中，其它和同步码相同的数据，依次标记为A1,A2,…An，n≥1；其中A1,A2···An的值均为同步码，同时使用A1.Index,A2.Index,…An.Index标示上述其它和同步码相同的数据在帧数据中的位置；
步骤4、修改帧数据中和同步码相同的数据的值，使得：
A0＝A1.Index，
A1＝A2.Index，
……
An-1＝An.Index，
An＝0；
步骤5、完成帧数据编码；
设同步码所代表的二进制数为P，设帧数据中每个字的位宽为n，则取P＞2^(n-1)-1；
设一帧数据长度为L，要求2^(n-1)＞＝L，每个字的位置依次 为0、1、2、3、4、···、L-1。
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| CN201510344855.0A CN106254054B (zh) | 2015-06-19 | 2015-06-19 | 一种能够避免误同步的帧结构设计方法 |
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| CN106254054A CN106254054A (zh) | 2016-12-21 |
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| CN201510344855.0A Active CN106254054B (zh) | 2015-06-19 | 2015-06-19 | 一种能够避免误同步的帧结构设计方法 |
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| CN (1) | CN106254054B (zh) |
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2015
- 2015-06-19 CN CN201510344855.0A patent/CN106254054B/zh active Active
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