CN108718286B - 数据通信方法、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于时间戳的数据通信方法、系统及存储介质，涉及通信技术领域。该数据通信方法包括：获取数据，将数据写入存储队列的尾部；从存储队列的头部取出数据；判断取出的数据的类型，当数据为数据帧时，对数据进行处理，当数据为时间戳时，取出已处理的数据并输出。本发明使通信过程由同步模式变化为异步模式，减少了系统处理对时间的敏感性，降低了实现难度，提高了数据的处理效率和系统的可靠性。

Description

数据通信方法、系统及存储介质

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及基于时间戳的数据通信方法、系统及存储介质。

背景技术

在计算机组成的通信系统中，通常使用一台计算机负责内部系统与外部系统信息交换，这个计算机被称为通信计算机。

通信计算机主要使用基于时钟的同步通信方法，该方法的处理方式是：通信计算机接收输入端数据，处理后存储至共享缓存；当时钟源触发后，通信计算机锁住共享缓存，从共享缓存出取出数据并对数据进行处理并向外部系统发送；数据处理完毕后，再解锁共享缓存。

然而，在锁住共享缓存时，输入数据不能被写入该共享缓存中，也就是说，该方法对数据的后续处理有严格的时间要求，因为时钟触发是一个瞬时过程，一旦后续处理耗时过长，通信计算机获取延迟后时间，会导致数据堆积，处理效率变低，严重影响通信系统的通信速度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种数据通信方法、两种数据通信系统及一种存储介质。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种数据通信方法，包括：

获取数据，将所述数据写入存储队列的尾部；

从所述存储队列的头部取出数据；

判断取出的所述数据的类型，当所述数据为数据帧时，对所述数据进行处理，当所述数据为时间戳时，取出已处理的数据并输出。

本发明的有益效果是：本发明提供的数据通信方法，通过将数据写入存储队列的尾部，并从头部取出数据，再对数据的类型进行判断，进行后续操作，使通信过程由同步模式变化为异步模式，减少了系统处理对时间的敏感性，降低了实现难度，提高了数据的处理效率和系统的可靠性。

本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：

一种数据通信系统，包括：

写入单元，用于获取数据，将所述数据写入存储队列的尾部；

读取单元，用于从所述存储队列的头部取出数据；

判断单元，用于判断取出的所述数据的类型，当所述数据为数据帧时，对所述数据进行处理，当所述数据为时间戳时，取出已处理的数据并输出。

本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：

一种数据通信系统，包括：数据预处理机、时钟预处理机、存储介质和处理机，其中：

所述数据预处理机用于响应外部系统输入的原始数据，生成数据帧后存入所述存储介质的存储队列中，并触发所述处理机；

所述时钟预处理机用于响应外部时钟源，生成时间戳后存入所述存储介质的存储队列中，并触发所述处理机；

所述存储介质用于通过存储队列的形式存储所述数据帧和所述时间戳；

所述处理机用于从所述存储队列中读取所述数据帧和所述时间戳，并进行处理和输出。

本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：

一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如上述技术方案中任一项所述的方法。

本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。

附图说明

图1为本发明一种数据通信方法的实施例提供的流程示意图；

图2为本发明一种数据通信方法的其他实施例提供的流程示意图；

图3为本发明一种数据通信方法的其他实施例提供的数据读取示意图；

图4为本发明一种数据通信方法的其他实施例提供的数据读取示意图；

图5为本发明一种数据通信方法的其他实施例提供的流程示意图；

图6为本发明一种数据通信方法的其他实施例提供的流程示意图；

图7为本发明一种数据通信方法的其他实施例提供的数据写入示意图；

图8为本发明一种数据通信方法的其他实施例提供的流程示意图；

图9为本发明一种数据通信方法的其他实施例提供的流程示意图；

图10为本发明一种数据通信方法的其他实施例提供的流程示意图；

图11为本发明一种数据通信方法的其他实施例提供的流程示意图；

图12为本发明一种数据通信系统的实施例提供的结构框架图；

图13为本发明另一种数据通信系统的实施例提供的结构框架图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，为本发明一种数据通信方法的实施例提供的流程示意图，该方法是一种基于时间戳的异步通信方法，能够克服目前基于时钟源触发的同步通信方法的缺陷，该方法包括：

S1，获取数据，将数据写入存储队列的尾部。

需要说明的是，存储队列是一个共享存储区，用于存储数据。数据指的是客观存在的数据实体，可以在不同的计算机系统之间传输，将数据写入存储队列需要使用到存储介质能够存储数据的特性。

数据可以包含两种类型，一种是根据从外部系统输入的待转发的数据生成的数据帧，另一种是由外部时钟源生成的时间戳。

可以理解，在将数据帧和时间戳写入存储队列时，可以分别将数据帧和时间戳作为独立的写入单位，依次写入存储队列。

例如，可以先写入数据帧，再写入时间戳，再写入数据帧，再写入时间戳……，还可以先写入数据帧，再写入数据帧，再写入时间戳，再写入数据帧……。

优选地，对于存储队列，可以设置两个空节点，分别是位于存储队列队头的头节点和位于存储队列队尾的尾节点，数据存储在头节点和尾节点之间的数据节点中，头节点、各个数据节点和尾节点依次通过指针连接，形成存储队列。

优选地，头节点和尾节点各自分别维护2个指针，分别是前序节点指针和后序节点指针，其中，头节点的前序节点指针和尾节点的后序节点指针为空，头节点的后序节点指针指向尾节点，或者指向头节点后的第一个数据节点，尾节点的前序节点指针指向头节点，或者指向尾节点前的最后一个数据节点。

当数据写入存储队列的尾节点时，可以申请新的节点作为尾节点，然后将原尾节点的后序节点指针指向新的尾节点，新的尾节点的前序节点指针指向原尾节点。

也可以申请新的节点作为数据节点，然后将数据节点加在尾节点之前，将尾节点的前序节点指针指向新的数据节点。

S2，从存储队列的头部取出数据。

优选地，可以从存储队列的头节点后第一个数据节点取出数据。

例如，假设存储队列为A-B-C-D-E，其中A是头节点，E是尾节点，B、C、D是存储数据的数据节点，那么取出数据时，先取出数据节点B中的数据，然后让A-C-D-E形成一个新的存储队列，再取出数据节点C中的数据，然后让A-D-E形成一个新的存储队列，以此类推。

S3，判断取出的数据的类型，当数据为数据帧时，对数据进行处理，当数据为时间戳时，取出已处理的数据并输出。

需要说明的是，本实施例中的数据通信方法应用于计算机通信系统，对应的数据处理过程可以为通信所需的处理过程，例如，改变数据的输出频率、去封装等处理。

传统的数据通信过程中，数据写入和读取存在“写-读冲突”，因为当通信计算机接收输入端数据，处理后存储至共享缓存后，时钟源触发，通信计算机锁住共享缓存，从共享缓存出取出数据并对外传输信息，再解锁共享缓存，在锁住共享缓存时，输入数据不能被写入该共享缓存中，这是一种典型的基于时钟的同步通信方法，这种通信方法对后续处理有严格的时间要求，因为时钟触发是一个瞬时过程，一旦后续处理耗时过长，通信计算机获取延迟后时间，导致需要后续算法进行弥补，导致数据堆积，处理效率变低，严重影响通信系统的通信速度等问题。

而本实施例提供的数据通信方法，通过将数据写入存储队列的尾部，并从头部取出数据，再对数据的类型进行判断，进行后续操作，使通信过程由同步模式变化为异步模式，在读取和写入数据时不再需要锁住共享缓存，减少了系统处理对时间的敏感性，降低了实现难度，提高了数据的处理效率和系统的可靠性。

可选地，在一些实施例中，如图2所示，从存储队列的头部取出数据后，还可以包括：

S2a，将存储队列的头节点所维护的第一指针指向存储队列中的下一数据节点或尾节点。

例如，如图3所示，为从存储队列取出数据的示意图，存储队列由“头节点Head-数据节点P1-数据节点P2-尾节点Tail”组成，当从数据节点P1中取出数据后，该数据节点P1就成了空节点P1，此时头节点指向下一数据节点P2，以将空节点P1从存储队列中排除。

如图4所示，为从存储队列取出数据的另一示意图，存储队列由“头节点Head-数据节点P3-尾节点Tail”组成，当从数据节点P3中取出数据后，该数据节点P3就成了空节点P3，此时头节点指向尾节点Tail，以将空节点P3从存储队列中排除。

可以理解，头节点维护的第一指针为头节点的后序节点指针。

可选地，在一些实施例中，如图5所示，获取数据，将数据写入存储队列的尾部，具体可以包括：

S11，获取外部系统输入的外部数据。

S12，根据外部数据生成数据帧。

S13，将数据帧写入存储队列的尾节点。

可选地，在一些实施例中，如图6所示，将数据帧写入存储队列的尾节点之后，还可以包括：

S13a，申请新的节点作为新的尾节点。

需要说明的是，所申请的新的节点为不在存储队列中的空的数据节点。

S13b，将写入数据帧的尾节点所维护的第二指针指向新的尾节点。

例如，如图7所示，为将数据写入存储队列的示意图，存储队列由“头节点Head-尾节点Tail”组成，此时还有不在存储队列中的空的数据节点P4，当写入数据时，先将数据写入尾节点Tail，此时尾节点Tail变成存储数据的数据节点P5，然后申请数据节点P4作为新的尾节点Tail，然后将新的尾节点的第二指针指向数据节点P5，形成了新的存储队列“头节点Head-数据节点P5(原尾节点)-尾节点Tail(原数据节点P4)”。

可以理解，尾节点维护的第二指针为尾节点的前序节点指针。

可选地，在一些实施例中，如图8所示，根据外部数据生成数据帧，具体可以包括：

S121，提取外部数据的数据信息。

S122，生成帧头，帧头包括：信息类别、信息长度和扩展域内容。

需要说明的是，信息类别指的是该帧的类别，用以区分数据帧和时间戳。信息长度指的是数据域的长度。扩展域用于根据业务需要填充扩展标志。

S123，将帧头添加到数据信息上，得到数据帧。

可选地，在一些实施例中，如图9所示，获取数据，将数据写入存储队列的尾部，还可以包括：

S14，获取时钟源输入的时刻。

S15，根据时刻生成时间戳。

S16，将时间戳写入存储队列的尾节点。

可选地，在一些实施例中，如图10所示，将时间戳写入存储队列的尾节点之后，还可以包括：

S16a，申请新的节点作为新的尾节点。

S16b，将写入时间戳的尾节点所维护的第二指针指向新的尾节点。

需要说明的是，将时间戳写入存储队列的过程与写入数据帧的过程相同，在此不再赘述。

可选地，在一些实施例中，如图11所示，根据时刻生成时间戳，具体可以包括：

S151，识别时刻的时间戳属性，得到时刻的频率属性的数量。

S152，根据时刻和频率属性的数量生成时间戳，使生成的时间戳的数量与频率属性的数量相同。

需要说明的是，在生成时间戳时，不仅要提取时间信息，还要识别该时间戳属性，即频率类型，例如，根据业务要求，一个时刻具有多个频率属性，则要生成多个时间戳，多个时间戳都要存储在存储队列中。比如北京时间8时25分10秒000毫秒这个时刻，即可以是20Hz周期也可以1Hz周期，则可以生成2个时间戳。

可选地，在一些实施例中，可以包含如上述各实施例中的部分或全部步骤。

如图12所示，为本发明一种数据通信系统的实施例提供的结构框架图，该系统包括：

写入单元1，用于获取数据，将数据写入存储队列的尾部。

读取单元2，用于从存储队列的头部取出数据。

判断单元3，用于判断取出的数据的类型，当数据为数据帧时，对数据进行处理，当数据为时间戳时，取出已处理的数据并输出。

需要说明的是，本实施例是与上述各方法实施例对应的产品实施例，对于本实施例中各结构装置的说明及可选实施方式可以参考上述各方法实施例中的对应说明及可选实施方式，在此不再赘述。

如图13所示，为本发明另一种数据通信系统的实施例提供的结构框架图，该系统包括：数据预处理机10、时钟预处理机20、存储介质30和处理机40，其中：

数据预处理机10用于响应外部系统输入的原始数据，生成数据帧后存入存储介质30的存储队列中，并触发处理机40。

时钟预处理机20用于响应外部时钟源，生成时间戳后存入存储介质30的存储队列中，并触发处理机40。

存储介质30用于通过存储队列的形式存储数据帧和时间戳。

处理机40用于从存储队列中读取数据帧和时间戳，并进行处理和输出。

需要说明的是，本实施例是与上述各方法实施例对应的产品实施例，对于本实施例中各结构装置的说明及可选实施方式可以参考上述各方法实施例中的对应说明及可选实施方式，在此不再赘述。

在本发明的其他实施例中，还提供一种存储介质，存储介质中存储有指令，当计算机读取指令时，使计算机执行如上述实施例中任一项的方法。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种数据通信方法，其特征在于，包括：

获取数据，将所述数据写入存储队列的尾部；所述数据包含两种类型，一种是根据从外部系统输入的待转发的数据生成的数据帧，另一种是由外部时钟源生成的时间戳；所述由外部时钟源生成的时间戳的过程包括：获取时钟源输入的时刻，提取时间信息，识别时刻的时间戳属性，得到时刻的频率属性的数量，根据时刻和频率属性的数量生成时间戳，使生成的时间戳的数量与频率属性的数量相同；当一个时刻具有多个频率属性，则要生成多个时间戳；在将数据帧和时间戳写入存储队列时，分别将数据帧和时间戳作为独立的写入单位，依次写入存储队列；当生成多个时间戳时，多个时间戳都要依次存储在存储队列中；对于存储队列，设置两个空节点，分别是位于存储队列队头的头节点和位于存储队列队尾的尾节点，数据存储在头节点和尾节点之间的数据节点中，头节点、各个数据节点和尾节点依次通过指针连接，形成存储队列；头节点和尾节点各自分别维护2个指针，分别是前序节点指针和后序节点指针；当数据写入存储队列的尾节点时，申请新的节点作为尾节点，然后将原尾节点的后序节点指针指向新的尾节点，新的尾节点的前序节点指针指向原尾节点；

从存储队列的头节点后第一个数据节点取出数据；将存储队列的头节点所维护的后序节点指针指向存储队列中的下一数据节点或尾节点；

判断取出的所述数据的类型，当所述数据为数据帧时，对所述数据进行处理，当所述数据为时间戳时，取出已处理的数据并输出。

2.根据权利要求1所述的数据通信方法，其特征在于，根据从外部系统输入的待转发的数据生成的数据帧，具体包括：

提取所述外部系统输入的待转发的数据信息；

生成帧头，所述帧头包括：信息类别、信息长度和扩展域内容；

将所述帧头添加到所述数据信息上，得到数据帧。

3.一种用于权利要求1或2所述数据通信方法的数据通信系统，其特征在于，包括：

写入单元，用于获取数据，将所述数据写入存储队列的尾部；所述数据包含两种类型，一种是根据从外部系统输入的待转发的数据生成的数据帧，另一种是由外部时钟源生成的时间戳；所述由外部时钟源生成的时间戳的过程包括：获取时钟源输入的时刻，提取时间信息，识别时刻的时间戳属性，得到时刻的频率属性的数量，根据时刻和频率属性的数量生成时间戳，使生成的时间戳的数量与频率属性的数量相同；当一个时刻具有多个频率属性，则要生成多个时间戳；在将数据帧和时间戳写入存储队列时，分别将数据帧和时间戳作为独立的写入单位，依次写入存储队列；当生成多个时间戳时，多个时间戳都要依次存储在存储队列中；对于存储队列，设置两个空节点，分别是位于存储队列队头的头节点和位于存储队列队尾的尾节点，数据存储在头节点和尾节点之间的数据节点中，头节点、各个数据节点和尾节点依次通过指针连接，形成存储队列；头节点和尾节点各自分别维护2个指针，分别是前序节点指针和后序节点指针；当数据写入存储队列的尾节点时，申请新的节点作为尾节点，然后将原尾节点的后序节点指针指向新的尾节点，新的尾节点的前序节点指针指向原尾节点；

读取单元，用于从所述存储队列的头部取出数据；

判断单元，用于判断取出的所述数据的类型，当所述数据为数据帧时，对所述数据进行处理，当所述数据为时间戳时，取出已处理的数据并输出。

4.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如权利要求1至2中任一项所述的方法。

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