CN109144937B - 一种多路串口高可靠性传输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明于数据传输技术领域，具体涉及一种多路串口高可靠性传输方法。本方法采用一种UART控制器冗余传输方案，通过设置双路UART通道通过比对来防止数据出错，并在系统层加入了数据监控模块，全面监控串口的数据传输，对出现的状况采取预处理方案，尽量保证数据传输的正确性，进一步保证串口传输过程中的可靠性。

Description

一种多路串口高可靠性传输方法
技术领域
本发明属于数据传输技术领域，具体涉及一种多路串口高可靠性传输方法。
背景技术
随着嵌入式技术的发展，嵌入式微处理器在数据采集、工业控制、航空航天领域有着广泛的应用。为了满足数字化和智能化的需求，在这种以微处理器为核心的智能化测控系统中，处理器与外围电路功能模块、器件之间的通信大都采用简单高效的串口通信方式。这是由于串口通信设备具有控制灵活、接口简单、占用系统资源少的优点，且成本十分低廉，具有众多的接口标准，协议简单、程序设计简单方便。
串口(UART)技术硬件的具体实物表现为独立的模块化芯片，或作为集成于微处理器的周边设备。UART作为一种通用串行数据总线，用于异步通信，该总线双向通信，可以实现全双工传输和接受。处理器内部采用并行数据，不能直接把数据发送到Modem，必须经过UART整理才能进行异步传输，其过程如图1所示。
UART控制器传输协议作为异步通信协议的一种，工作原理是将传输数据的每个字符一位接一位的传输。主要有起始位、数据位、奇偶校验位、停止位。
目前，UART控制器的传输协议使用了一套底层基于UART总线的通信协议，能保证命令和数据的传输，但是其并没有做冗余设计，若是由于电磁干扰或是严酷环境的影响，传输的数据产生错误，传统的UART控制器传输协议无法监测和避免这类错误，这会导致接收方接收到的数据与发送方发送的数据产生不一致，从而造成不可预估的错误，特别是在对数据一致性要求很高的航空航天领域，进而影响了UART控制器在严酷环境下的可靠性。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提出一种多路串口高可靠性传输方法，以解决如何保证数据传输正确性的技术问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提出一种多路串口高可靠性传输方法，该传输方法包括如下步骤：
S1、处理器将准备写入串行设备的数据发送到双路UART移位寄存器中；
S2、通过数据监控模块对双路UART移位寄存器中的数据进行比对；
S3、若比对结果一致，将数据存入FIFO缓冲区中；若比对结果不一致，通过数据监控模块丢弃该帧，并要求处理器重新传输该帧，并将此次错误信息记录到系统的错误日志中；
S4、数据监控模块对错误进行分析，对不同的错误维持不同的错误计数器，在每次错误检测到后，相应的错误计数器上进行加1操作；
S5、当错误计数器超过设定的阈值时，对不同的错误采取不同的处理措施；其中，对于溢出错误，数据监控模块通过降低波特率，降低数据传输速率；对于帧错误，数据监控模块通过向下位机发送检测包来查看串口是否正常连接；
S6、在没有错误出现及比对结果一致后，数据监控模块重新加载串口驱动程序再次启动数据的传输；
S7、将存储在FIFO缓冲区中的数据发送到双路UART接收寄存器中；
S8、通过数据监控模块将双路UART接收寄存器中的数据传输到下位机。
(三)有益效果
本发明提出的多路串口高可靠性传输方法，采用一种UART控制器冗余传输方案，通过设置双路UART通道通过比对来防止数据出错，并在系统层加入了数据监控模块，全面监控串口的数据传输，对出现的状况采取预处理方案，尽量保证数据传输的正确性，进一步保证串口传输过程中的可靠性。
附图说明
图1为常规UART传输流程图；
图2为本发明实施例的多路串口高可靠性传输方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本实施例提出一种多路串口高可靠性传输方法，其流程如图2所示。该传输方法包括如下步骤：
S1、用户通过在UART的所有通道中选取两路不同的UART作为UART1和UART2；
S2、处理器将准备写入串行设备的数据发送到双路UART寄存器中，包括分别通过UART1和UART2通道传输数据到UART1移位寄存器和UART2移位寄存器；
S3、通过双路UART通道，对双路UART寄存器中的数据在数据监控模块中进行比对；
S4、若比对结果一致，将数据存入FIFO缓冲区中；
S5、若比对结果不一致，通过数据监控模块丢弃该帧，并要求处理器重新传输该帧，并将此次错误信息记录到系统的错误日志中；
S6、数据监控模块对错误进行分析，对不同的错误维持不同的错误计数器，在每次错误检测到后，相应的错误计数器上进行加1操作；
S7、当错误计数器超过设定的阈值时，对不同的错误采取不同的处理措施；其中，对于溢出错误，数据监控模块通过降低波特率，降低数据传输速率；对于帧错误，数据监控模块通过向下位机发送检测包来查看串口是否正常连接；
S8、在没有错误出现及比对结果一致时，数据监控模块通过重新加载串口驱动程序再次启动数据的传输；
S9、把存储在FIFO缓冲区中的数据发送到双路UART接收寄存器中；
S10、通过数据监控模块将双路UART接收寄存器中的数据传输到下位机。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种多路串口高可靠性传输方法，其特征在于，所述传输方法包括如下步骤：
S1、处理器将准备写入串行设备的数据发送到双路UART移位寄存器中；
S2、通过数据监控模块对双路UART移位寄存器中的数据进行比对；
S3、若比对结果一致，将数据存入FIFO缓冲区中；若比对结果不一致，通过数据监控模块丢弃该帧，并要求处理器重新传输该帧，并将此次错误信息记录到系统的错误日志中；
S4、数据监控模块对错误进行分析，对不同的错误维持不同的错误计数器，在每次错误检测到后，相应的错误计数器上进行加1操作；
S5、当错误计数器超过设定的阈值时，对不同的错误采取不同的处理措施；其中，对于溢出错误，数据监控模块通过降低波特率，降低数据传输速率；对于帧错误，数据监控模块通过向下位机发送检测包来查看串口是否正常连接；
S6、在没有错误出现及比对结果一致后，数据监控模块重新加载串口驱动程序再次启动数据的传输；
S7、将存储在FIFO缓冲区中的数据发送到双路UART接收寄存器中；
S8、通过数据监控模块将双路UART接收寄存器中的数据传输到下位机。
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基于FPGA的波特率连续可调的UART接口设计;吴志勇 等;《通信技术》;20180131;全文 *

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