CN112511334B - 提高通信速率的方法及系统 - Google Patents

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CN112511334B CN202011092952.2A CN202011092952A CN112511334B CN 112511334 B CN112511334 B CN 112511334B CN 202011092952 A CN202011092952 A CN 202011092952A CN 112511334 B CN112511334 B CN 112511334B
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Abstract

本发明揭示了一种提高通信速率的方法及系统，所述方法包括：通信发起方发送通信数据，供通信响应方进行波特率数值检测；通信响应方测量通信特征比特宽度，以此计算通信波特率，并根据计算得到的通信波特率设置串口参数；使用所述通信波特率计算模块计算得到的通信波特率，将应答和特征比特宽度发送给通信发起方；通信发起方根据对端反馈的数值调整自身的波特率，以适配对端的串口时钟数值。本发明提出的提高通信速率的方法及系统，通信发起方可以根据对端反馈的数值，调整自身的波特率，以适配对端的串口时钟数值，降低速度误差，从而大大提高自动波特率时的通信速度，提高生产效率，降低生产成本。

Description

提高通信速率的方法及系统
技术领域
本发明属于通信技术领域，涉及一种通信系统，尤其涉及一种提高通信速率的方法及系统。
背景技术
串口自动波特率在各个领域都有广泛的应用，其技术原理是，通信开始的数据接收方，处在通信监听状态，通过测量数据发送方发送特定数据的比特宽度，从而计算出通信发送方的波特率，随后通信双方使用该波特率进行数据通信。
一个典型的自动波特率应用场景是芯片程序下载，这在芯片程序烧录工厂十分常见，该场景如图1所示。在该场景中，下载模块与芯片通过串口自动波特率机制建立通信，芯片在使用自动波特率对特征比特宽度进行测量的时候，由于自身的时钟不准，加之芯片串口模块不支持时钟小数分频，从而导致下载模块不能使用过高的通信波特率，否则，芯片端在完成测量以后，会因为没有小数分频使得自身设定的波特率与数据发送方的波特率存在较大误差，通信无法正常进行。
以下载模块使用115200波特率为例，假设芯片端因RC时钟不准确，预期设计的时钟为32MHz，而实际时钟为32.1MHz，即32100000Hz，芯片串口使用16倍时钟进行采样。在这种情况下，芯片测量得到的波特率分频值是：32100000÷16÷115200＝17.42。由于没有小数分频，分频寄存器的数值只能设置为17，这样芯片端的实际波特率是32100000÷16÷17＝118015，与115200存在2.44％的误差，如果下载模块使用961200这样更高的速度通信，同理，其误差高达4.4％。
在这种大误差的情况，通信无法进行，传统的方法是降低自动波特率的通信速度。以通信波特率降低到57600为例，同样的情况，此时芯片端的分频寄存器的数值是32100000÷16÷57600＝34.83，同理，分频寄存器的数值只能设置为35，这样芯片端的实际波特率是32100000÷16÷35＝57321，与57600存在-0.48％的误差，这时误差比较小，通信可以正常进行。
传统降低自动波特率通信速度的方法，虽然解决了通信无法进行的问题，但是其缺点显而易见：通信的速度太低，增加了通信时间成本。
有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的通信控制方式，以便克服现有通信控制方式存在的上述至少部分缺陷。
发明内容
本发明提供一种提高通信速率的方法及系统，可提高自动波特率时的通信速度，提高生产效率，降低生产成本。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，采用如下技术方案：
一种提高通信速率的方法，所述方法包括：
通信发起方发送通信数据，供通信响应方进行波特率数值检测；
通信响应方测量通信特征比特宽度，以此计算通信波特率，并根据计算得到的通信波特率设置串口参数；使用所述通信波特率计算模块计算得到的通信波特率，将应答和特征比特宽度发送给通信发起方；以及
通信发起方根据对端反馈的数值调整自身的波特率，以适配对端的串口时钟数值。
作为本发明的一种实施方式，所述方法进一步包括：
将通信响应方设置为自动波特率检测状态，通信响应方能对接收的通信数据进行自动波特率检测；
通信发起方以通信速度低于设定阈值的第一通信波特率d1，发送符合自动波特率检测需要的数据，供通信响应方进行波特率数值检测；
通信响应方根据自动波特率原理，测量通信特征比特宽度w，计算通信波特率，并根据计算得到的通信波特率设置串口参数；然后使用该通信波特率，将应答和特征比特宽度w发送给通信发起方；此时由于通信速度低，通信响应方的计算误差小，通信能完成；
通信发起方根据收到的应答和测量的特征比特宽度w，结合已知的第一通信波特率d1，计算出通信响应方的串口时钟速度f＝w×d1；
通信发起方根据通信响应方的串口时钟速度f，选择一个能让通信响应方误差小于设定阈值且通信速度高于设定阈值的第二通信波特率d2；
通信发起方复位通信响应方或者以之前确定的通信速度低于设定阈值的第一通信波特率发送重新计算波特率命令；
通信响应方因复位或者对端命令，再次进入自动波特率检测状态；
通信发起方以第二通信波特率d2发送符合自动波特率检测需求的数据，供通信响应方进行波特率数值检测；
通信响应方检测到第二通信波特率，设定串口通信速度，并向通信发起方应答；
通信发起方接收到应答以后，进行正常的数据通信。
根据本发明的另一个方面，采用如下技术方案：一种提高通信速率的方法，应用于通信发起方，所述方法包括：通信发起方根据对端反馈的数值调整自身的波特率，以适配对端的串口时钟数值。
作为本发明的一种实施方式，所述方法进一步包括如下步骤中的至少一个：
通信发起方以通信速度低于设定阈值的第一通信波特率d1，发送符合自动波特率检测需要的数据，供通信响应方进行波特率数值检测；
通信发起方根据收到的应答和测量的特征比特宽度w，结合已知的第一通信波特率d1，计算出通信响应方的串口时钟速度f＝w×d1；
通信发起方根据通信响应方的串口时钟速度f，选择一个能让通信响应方误差小于设定阈值且通信速度高于设定阈值的第二通信波特率d2；
通信发起方复位通信响应方或者以之前确定的通信速度低于设定阈值的第一通信波特率发送重新计算波特率命令；
通信发起方以第二通信波特率d2发送符合自动波特率检测需求的数据，供通信响应方进行波特率数值检测；
通信发起方接收到应答以后，进行正常的数据通信。
根据本发明的另一个方面，采用如下技术方案：一种提高通信速率的方法，应用于通信响应方，所述方法包括：通信响应方测量通信特征比特宽度，以此计算通信波特率，并根据计算得到的通信波特率设置串口参数；使用所述通信波特率计算模块计算得到的通信波特率，将应答和特征比特宽度发送给通信发起方。
作为本发明的一种实施方式，所述方法进一步包括如下步骤中的至少一个：
将通信响应方设置为自动波特率检测状态，通信响应方能对接收的通信数据进行自动波特率检测；
通信响应方根据自动波特率原理，测量通信特征比特宽度w，计算通信波特率，并根据计算得到的通信波特率设置串口参数；然后使用该通信波特率，将应答和特征比特宽度w发送给通信发起方；此时由于通信速度低，通信响应方的计算误差小，通信能完成；
通信响应方因复位或者对端命令，再次进入自动波特率检测状态；
通信响应方检测到第二通信波特率，设定串口通信速度，并向通信发起方应答。
根据本发明的又一个方面，采用如下技术方案：一种提高通信速率的系统，包括通信发起方，所述通信发起方包括：波特率调整模块，用以根据对端反馈的数值调整自身的波特率，以适配对端的串口时钟数值。
根据本发明的又一个方面，采用如下技术方案：一种提高通信速率的系统，包括通信响应方，所述通信响应方包括：
通信特征测量模块，用以根据自动波特率原理，测量通信特征比特宽度；
通信波特率计算模块，用以根据所述通信特征测量模块获取的通信特征比特宽度计算通信波特率；
串口参数设置模块，用以根据所述通信波特率计算模块计算得到的通信波特率设置串口参数；以及
数据反馈模块，用以使用所述通信波特率计算模块计算得到的通信波特率，将应答和特征比特宽度发送给通信发起方。
根据本发明的又一个方面，采用如下技术方案：一种提高通信速率的系统，包括通信发起方及通信响应方；
所述通信发起方包括波特率调整模块，用以根据对端反馈的数值调整自身的波特率，以适配对端的串口时钟数值；
所述通信响应方包括：
通信特征测量模块，用以根据自动波特率原理，测量通信特征比特宽度；
通信波特率计算模块，用以根据所述通信特征测量模块获取的通信特征比特宽度计算通信波特率；
串口参数设置模块，用以根据所述通信波特率计算模块计算得到的通信波特率设置串口参数；以及
数据反馈模块，用以使用所述通信波特率计算模块计算得到的通信波特率，将应答和特征比特宽度发送给通信发起方。
作为本发明的一种实施方式，所述通信发起方进一步包括：
第一通信数据发送模块，用以以通信速度低于设定阈值的第一通信波特率d1，发送符合自动波特率检测需要的数据，供通信响应方进行波特率数值检测；
串口时钟速度计算模块，用以根据收到的应答和测量的特征比特宽度w，结合已知的第一通信波特率d1，计算出通信响应方的串口时钟速度f＝w×d1；
第二通信波特率选择模块，用以根据通信响应方的串口时钟速度f，选择一个能让通信响应方误差小于设定阈值且通信速度高于设定阈值的第二通信波特率d2；
复位模块，用以复位通信响应方；以及
第二通信数据发送模块，以第二通信波特率d2发送符合自动波特率检测需求的数据，供通信响应方进行波特率数值检测；
所述通信响应方进一步包括：波特率自动检测模块，用以对接收的通信数据进行自动波特率检测。
本发明的有益效果在于：本发明提出的提高通信速率的方法及系统，通信发起方可以根据对端反馈的数值，调整自身的波特率，以适配对端的串口时钟数值，降低速度误差，从而大大提高自动波特率时的通信速度，提高生产效率，降低生产成本。本发明可以应用于任何自动波特率场景。
附图说明
图1为典型的自动波特率应用场景示意图。
图2为本发明一实施例中提高通信速率的方法的流程图。
图3为本发明一实施例中提高通信速率的系统的组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
该部分的描述只针对几个典型的实施例，本发明并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。
说明书中各个实施例中的步骤的表述只是为了方便说明，本申请的实现方式不受步骤实现的顺序限制。
说明书中的“连接”既包含直接连接，也包含间接连接。
本发明揭示了一种提高通信速率的方法，应用于通信发起方，所述方法包括：通信发起方根据对端反馈的数值调整自身的波特率，以适配对端的串口时钟数值。
在本发明的一实施例中，所述方法进一步包括如下步骤中的至少一个：
通信发起方以通信速度低于设定阈值的第一通信波特率d1，发送符合自动波特率检测需要的数据，供通信响应方进行波特率数值检测；
通信发起方根据收到的应答和测量的特征比特宽度w，结合已知的第一通信波特率d1，计算出通信响应方的串口时钟速度f＝w×d1；
通信发起方根据通信响应方的串口时钟速度f，选择一个能让通信响应方误差小于设定阈值且通信速度高于设定阈值的第二通信波特率d2；
通信发起方复位通信响应方或者以之前确定的通信速度低于设定阈值的第一通信波特率发送重新计算波特率命令(这里只要达到让对方再次进入自动波特率检测状态，有上述两种方式，具体使用哪种方式没有条件限制)；
通信发起方以第二通信波特率d2发送符合自动波特率检测需求的数据，供通信响应方进行波特率数值检测；
通信发起方接收到应答以后，进行正常的数据通信。
本发明揭示了一种提高通信速率的方法，应用于通信响应方，所述方法包括：通信响应方测量通信特征比特宽度，以此计算通信波特率，并根据计算得到的通信波特率设置串口参数；使用所述通信波特率计算模块计算得到的通信波特率，将应答和特征比特宽度发送给通信发起方。
在本发明的一实施例中，所述方法进一步包括如下步骤中的至少一个：
将通信响应方设置为自动波特率检测状态，通信响应方能对接收的通信数据进行自动波特率检测；
通信响应方根据自动波特率原理，测量通信特征比特宽度w，计算通信波特率，并根据计算得到的通信波特率设置串口参数；然后使用该通信波特率，将应答和特征比特宽度w发送给通信发起方；此时由于通信速度低，通信响应方的计算误差小，通信能完成；
通信响应方因复位或者对端命令，再次进入自动波特率检测状态；
通信响应方检测到第二通信波特率，设定串口通信速度，并向通信发起方应答。
本发明揭示一种提高通信速率的方法，所述方法包括：
通信发起方发送通信数据，供通信响应方进行波特率数值检测；
通信响应方测量通信特征比特宽度，以此计算通信波特率，并根据计算得到的通信波特率设置串口参数；使用所述通信波特率计算模块计算得到的通信波特率，将应答和特征比特宽度发送给通信发起方；以及
通信发起方根据对端反馈的数值调整自身的波特率，以适配对端的串口时钟数值。
图2为本发明一实施例中提高通信速率的方法的流程图；请参阅图2，在本发明的一实施例中，所述方法具体包括：
【步骤S1】将通信响应方设置为自动波特率检测状态，通信响应方能对接收的通信数据进行自动波特率检测；
【步骤S2】通信发起方以通信速度低于设定阈值的第一通信波特率d1，发送符合自动波特率检测需要的数据，供通信响应方进行波特率数值检测；
【步骤S3】通信响应方根据自动波特率原理，测量通信特征比特宽度w，计算通信波特率，并根据计算得到的通信波特率设置串口参数；然后使用该通信波特率，将应答和特征比特宽度w发送给通信发起方；此时由于通信速度低，通信响应方的计算误差小，通信能完成；
【步骤S4】通信发起方根据收到的应答和测量的特征比特宽度w，结合已知的第一通信波特率d1，计算出通信响应方的串口时钟速度f＝w×d1；
【步骤S5】通信发起方根据通信响应方的串口时钟速度f，选择一个能让通信响应方误差小于设定阈值且通信速度高于设定阈值的第二通信波特率d2；
【步骤S6】通信发起方复位通信响应方或者以之前确定的通信速度低于设定阈值的第一通信波特率发送重新计算波特率命令；
【步骤S7】通信响应方因复位或者对端命令，再次进入自动波特率检测状态；
【步骤S8】通信发起方以第二通信波特率d2发送符合自动波特率检测需求的数据，供通信响应方进行波特率数值检测；
【步骤S9】通信响应方检测到第二通信波特率，设定串口通信速度，并向通信发起方应答；
【步骤S10】通信发起方接收到应答以后，进行正常的数据通信。
本发明还揭示一种提高通信速率的系统，包括通信发起方，所述通信发起方包括：波特率调整模块，用以根据对端反馈的数值调整自身的波特率，以适配对端的串口时钟数值。
本发明还揭示一种提高通信速率的系统，包括通信响应方，所述通信响应方包括：通信特征测量模块、通信波特率计算模块、串口参数设置模块及数据反馈模块。
通信特征测量模块用以根据自动波特率原理，测量通信特征比特宽度；通信波特率计算模块用以根据所述通信特征测量模块获取的通信特征比特宽度计算通信波特率；串口参数设置模块用以根据所述通信波特率计算模块计算得到的通信波特率设置串口参数；数据反馈模块用以使用所述通信波特率计算模块计算得到的通信波特率，将应答和特征比特宽度发送给通信发起方。
本发明揭示一种提高通信速率的系统，图3为本发明一实施例中提高通信速率的系统的组成示意图；请参阅图3，所述系统包括通信发起方1及通信响应方2；所述通信发起方1包括波特率调整模块11，用以根据对端反馈的数值调整自身的波特率，以适配对端的串口时钟数值。
所述通信响应方2包括：通信特征测量模块21、通信波特率计算模块22、串口参数设置模块23及数据反馈模块24。
通信特征测量模块21用以根据自动波特率原理，测量通信特征比特宽度；通信波特率计算模块22用以根据所述通信特征测量模块获取的通信特征比特宽度计算通信波特率；串口参数设置模块23用以根据所述通信波特率计算模块计算得到的通信波特率设置串口参数；数据反馈模块24用以使用所述通信波特率计算模块计算得到的通信波特率，将应答和特征比特宽度发送给通信发起方。
在本发明的一实施例中，所述通信发起方进一步包括：第一通信数据发送模块12、串口时钟速度计算模块13、第二通信波特率选择模块14、复位模块15及第二通信数据发送模块16。
第一通信数据发送模块12用以以通信速度低于设定阈值的第一通信波特率d1，发送符合自动波特率检测需要的数据，供通信响应方进行波特率数值检测；串口时钟速度计算模块13用以根据收到的应答和测量的特征比特宽度w，结合已知的第一通信波特率d1，计算出通信响应方的串口时钟速度f＝w×d1；第二通信波特率选择模块14用以根据通信响应方的串口时钟速度f，选择一个能让通信响应方误差小于设定阈值且通信速度高于设定阈值的第二通信波特率d2；复位模块15用以复位通信响应方；第二通信数据发送模块16以第二通信波特率d2发送符合自动波特率检测需求的数据，供通信响应方进行波特率数值检测。
所述通信响应方2进一步包括波特率自动检测模块25，用以对接收的通信数据进行自动波特率检测。
在本发明的一实施例中，当通信发起方使用d1＝57600的波特率进行第一次握手以后，通信响应方返回的波特率比特宽度测量值是32100000÷57600＝557.3，由于测量不会存在小数部分，通信发起方收到的数值w＝557，这时候，通信发起方可以反推出通信响应方内部串口时钟是f＝w×d1＝557×57600＝32083200，通信发起方想使用921600速度进行通信，则计算32083200÷16÷961200＝2.086，为了保证通信响应方的误差足够小，这里去掉分频的小数部分，重新计算通信的波特率得到d2＝32083200÷16÷2＝1002600。
通信发起方再次以1002600进行自动波特率通信握手，通信响应方重新检测，得到的寄存器分频值是32100000÷16÷1002600＝2.001，由于没有小数分频，分频寄存器的数值只能设置为2，故，通信响应方的通信速度为32100000÷16÷2＝1003125，与真实通信速度1002600的误差是0.05％，远远小于通信的误差要求，由此可见，通过这种方式，通信的速度可以大大提高。
综上所述，本发明提出的提高通信速率的方法及系统，通信发起方可以根据对端反馈的数值，调整自身的波特率，以适配对端的串口时钟数值，降低速度误差，从而大大提高自动波特率时的通信速度，提高生产效率，降低生产成本。本发明可以应用于任何自动波特率场景。
需要注意的是，本申请可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施；例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一些实施例中，本申请的软件程序可以通过处理器执行以实现上文步骤或功能。同样地，本申请的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中；例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本申请的一些步骤或功能可采用硬件来实现；例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。实施例中所涉及的效果或优点可因多种因素干扰而可能不能在实施例中体现，对于效果或优点的描述不用于对实施例进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (2)

1.一种提高通信速率的方法，其特征在于，所述方法包括：
通信发起方发送通信数据，供通信响应方进行波特率数值检测；
通信响应方测量通信特征比特宽度，以此计算通信波特率，并根据计算得到的通信波特率设置串口参数；使用通信波特率计算模块计算得到的通信波特率，将应答和特征比特宽度发送给通信发起方；以及
通信发起方根据对端反馈的数值调整自身的波特率，以适配对端的串口时钟数值；
所述方法进一步包括：
将通信响应方设置为自动波特率检测状态，通信响应方能对接收的通信数据进行自动波特率检测；
通信发起方以通信速度低于设定阈值的第一通信波特率 d1，发送符合自动波特率检测需要的数据，供通信响应方进行波特率数值检测；
通信响应方根据自动波特率原理，测量通信特征比特宽度 w，计算通信波特率，并根据计算得到的通信波特率设置串口参数；然后使用该通信波特率，将应答和特征比特宽度w发送给通信发起方；此时由于通信速度低，通信响应方的计算误差小，通信能完成；
通信发起方根据收到的应答和测量的特征比特宽度 w，结合已知的第一通信波特率d1，计算出通信响应方的串口时钟速度 f=w×d1；
通信发起方根据通信响应方的串口时钟速度 f，选择一个能让通信响应方误差小于设定阈值且通信速度高于设定阈值的第二通信波特率 d2；
通信发起方复位通信响应方或者以之前确定的通信速度低于设定阈值的第一通信波特率发送重新计算波特率命令；
通信响应方因复位或者对端命令，再次进入自动波特率检测状态；
通信发起方以第二通信波特率 d2 发送符合自动波特率检测需求的数据，供通信响应方进行波特率数值检测；
通信响应方检测到第二通信波特率，设定串口通信速度，并向通信发起方应答；
通信发起方接收到应答以后，进行正常的数据通信。
2.一种提高通信速率的系统，包括通信发起方及通信响应方；其特征在于；
所述通信发起方包括波特率调整模块，用以根据对端反馈的数值调整自身的波特率，以适配对端的串口时钟数值；
所述通信响应方包括：
通信特征测量模块，用以根据自动波特率原理，测量通信特征比特宽度；
通信波特率计算模块，用以根据所述通信特征测量模块获取的通信特征比特宽度计算通信波特率；
串口参数设置模块，用以根据所述通信波特率计算模块计算得到的通信波特率设置串口参数；以及
数据反馈模块，用以使用所述通信波特率计算模块计算得到的通信波特率，将应答和特征比特宽度发送给通信发起方；
所述通信发起方进一步包括：
第一通信数据发送模块，用以以通信速度低于设定阈值的第一通信波特率 d1，发送符合自动波特率检测需要的数据，供通信响应方进行波特率数值检测；
串口时钟速度计算模块，用以根据收到的应答和测量的特征比特宽度 w，结合已知的第一通信波特率 d1，计算出通信响应方的串口时钟速度 f=w×d1；
第二通信波特率选择模块，用以根据通信响应方的串口时钟速度 f，选择一个能让通信响应方误差小于设定阈值且通信速度高于设定阈值的第二通信波特率 d2；
复位模块，用以复位通信响应方；以及
第二通信数据发送模块，以第二通信波特率 d2 发送符合自动波特率检测需求的数据，供通信响应方进行波特率数值检测；
所述通信响应方进一步包括：波特率自动检测模块，用以对接收的通信数据进行自动波特率检测。
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Citations (12)

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