CN113726755A - 一种slip协议数据的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种SLIP协议数据的处理方法,属于软件领域。本发明在将数据写到硬件UART接口缓存前,对被发送的原始数据进行格式转换,再将标识字节0xC0填加到数据的首尾。对于接收数据,在UART接口接收到的数据字节里,先寻找0xC0字节,然后再寻找下一个0xC0字节,且与上一个0xC0字节之间有非0xC0字节存在,以便确定SLIP用户信息帧的结尾,即寻找到一个完整SLIP帧;最后将完整的SLIP帧进行格式转换,恢复出发送方发送的原始数据。本发明是简单可靠的发送和解析方法,具有很高的鲁棒性高。
Description
技术领域
本发明属于软件领域,具体涉及一种SLIP协议数据的处理方法。
背景技术
在某型系统中,各设备之间的通讯方式采用UART串行数据通讯。由于UART通讯方式的校验和检错能力有限,为保证每一包原始数据顺利可靠地从一个设备传输到另一个设备,设备之间在此基础上采用简单可靠的SLIP协议进行通讯。为此需要在软件方面实现SLIP协议数据的接收与解析。SLIP是一个简单的面向字符的协议。在每个用户信息帧的首尾各加一个特殊的标志字节END,封装成为SLIP帧,如图1所示。标识字节END的编码为(0xC0)。
在发送的数据帧时,SLIP协议将进行转义工作:帧中0xC0字节换成0xDB,0xDC;帧中0xDB字节换成0xDB,0xDD。在接收数据帧时,SLIP协议对帧中的数据做相反的转义工作,即将0xDB,0xDC换成0xC0,将0xDB,0xDD换成0xDB。
然而,现有技术中接收数据帧时由于存在多种异常情况,接收鲁棒性不高。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何提供一种SLIP协议数据的处理方法,以解决现有技术中接收SLIP协议数据帧时鲁棒性不高的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提出一种SLIP协议数据的处理方法,该方法包括如下步骤:
S21、从硬件FIFO接收缓存里读取硬件已收到的缓存字节个数,并将数据临时保存到软件缓存A中,当连续时间T没有接收到数据时,清空软件缓存B已接收数据;
S22、在缓存A从第一个字节开始逐个寻找0xC0字节,在找到的第1个0xC0字节不是第一个字节时,舍弃0xC0字节前的字节;当有两个连续0xC0字节时,判定为1个0xC0字节;
S23、找到0xC0字节后,开始寻找下一个0xC0字节,并设定最多寻找M个字节,当超过M长度且还未找到0xC0时,软件退回未找到0xC0状态,重新找第一个0xC0字节;寻找下一个0xC0的同时,软件将每个字节复制到软件缓存B中;
S24、当找到第2个0xC0字节时,将第1步保存的软件缓存A剩余未解析的字节搬移到缓存开头,重新计算软件缓存A字节个数,供下一次执行第S22步使用;至此软件缓存B已经保存一个完整的SLIP帧;
S25、将软件缓存B中的字节按SLIP协议的要求进行转化,即将0xDB和0xDC相邻字节转化为0xC0,将0xDB和0xDD相邻字节转化为0xDB,并将转化后的字节全部存放在软件缓存C中;
S26、软件缓存C中保存数据即为成功解析的原始数据;根据第S24步重新计算软件缓存A字节个数返回执行第S22步,如此在第S22步至第S26步循环执行,直到软件缓存A字节个数为0,即本次从硬件FIFO缓存中读取的所有数据都被处理,退出本次接收操作;并在软件下一周期重新从第S21步执行。
进一步地,所述SLIP帧的发送方法包括如下步骤:
S11、将保存在无符号单字节数组里的原始数据逐个字节搬移到发送缓存数组里,在搬移的过程中,对每个字节进行判断,当不是0xC0和0xDB时原样搬移;当它为0xC0时,用0xDB和0xDC两个字节替换并放到发送缓存数组里;当是0xDB时,用0xDB和0xDD两个字节替换并放到发送缓存数组里;
S12、当发送缓存数组里存好一帧SLIP数据后,软件开始执行UART数据发送操作,先在UART硬件FIFO发送缓存里写入0xC0字节,作为SLIP数据帧的头,再将所有第1步生成的发送缓存数组里的数据写入UART硬件FIFO发送缓存,最后再次写入0xC0字节,作为SLIP数据帧的尾,完成一整个SLIP数据帧发送操作。
进一步地,一次性将全部待发送数据尽可能全部放入硬件FIFO发送缓存中;或当软件数据有剩余未放入硬件FIFO发送缓存,且硬件FIFO发送缓存有空余位置时,要第一时间将数据放入硬件FIFO发送缓存。
进一步地,软件缓存采用数组实现,通过数组下标访问每个单元。
进一步地,时间T设定为一整帧数据传输时间。
进一步地,T为100ms。
进一步地,所述步骤S22中当有两个连续0xC0字节时,表示接收方从某一帧后半段开始接收数据时,去除第1个0xC0。
进一步地,M由通讯双方根据实际传输数据量来确定最大值。
进一步地,M为1K字节。
进一步地,所述步骤S26后还包括:将软件缓存C中保存数据提交用户使用。
(三)有益效果
本发明提出一种SLIP协议数据的处理方法,本发明针对SLIP格式(Serial LineInternet Protocol串行线路因特网协议)的数据在软件方面提出一种简单可靠的发送和解析方法。该方法可满足SLIP协议要求,在发送方将待发送原始数据按SLIP协议要求进行打包,在接收方完成对SLIP协议数据进行正常数据的解析和异常数据的识别,从中解析出正确的原始数据,向系统中其他模块提交使用,具有很高的鲁棒性高。
附图说明
图1为SLIP封装示意图;
图2为软件发送SLIP协议数据流图;
图3为软件接收SLIP协议数据流图;
图4为SLIP协议接收处理流程图。
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。
本专利针对SLIP格式(Serial Line Internet Protocol串行线路因特网协议)的数据在软件方面提出一种简单可靠的发送和解析方法。该方法可满足SLIP协议要求,在发送方将待发送原始数据按SLIP协议要求进行打包,在接收方完成对SLIP协议数据进行正常数据的解析和异常数据的识别,从中解析出正确的原始数据,向系统中其他模块提交使用。
结合SLIP封装示意图,对软件发送和接收SLIP协议数据提出如下发明内容:
1.对于发送数据,软件在将数据写到硬件UART接口缓存前,需要对被发送的原始数据进行格式转换,再将标识字节0xC0填加到数据的首尾。软件发送数据只需严格按协议要求执行即可。
2.对于接收数据,软件需要制定严密的流程,才能保证接收数据不出错,遇到错误数据格式能进行异常处理,软件逻辑不受错误数据干扰。
1)在UART接口接收到的数据字节里,先寻找0xC0字节,以便确定SLIP用户信息帧的开头;
2)然后再寻找下一个0xC0字节,且与上一个0xC0字节之间有非0xC0字节存在,以便确定SLIP用户信息帧的结尾,即寻找到一个完整SLIP帧;
3)最后将完整的SLIP帧进行格式转换,恢复出发送方发送的原始数据。
软件发送操作过程如图2所示,软件接收操作过程如图3所示。
发送数据时,软件按下列步骤执行SLIP协议数据发送操作:
S11、将保存在无符号单字节数组里的原始数据逐个字节搬移到发送缓存数组里,在搬移的过程中,对每个字节进行判断,当它不为0xC0和0xDB时原样搬移;当它为0xC0时,用0xDB和0xDC两个字节替换并放到发送缓存数组里;当它为0xDB时,用0xDB和0xDD两个字节替换并放到发送缓存数组里。
S12、当发送缓存数组里存好一帧SLIP数据后,软件开始执行UART数据发送操作。先在UART硬件FIFO发送缓存里写入0xC0字节,作为SLIP数据帧的头,再将所有第1步生成的发送缓存数组里的数据写入UART硬件FIFO发送缓存,最后再次写入0xC0字节,作为SLIP数据帧的尾,完成一整个SLIP数据帧发送操作。
S13、对发送端提出的特别要求是:软件一次性将全部待发送数据尽可能全部放入硬件FIFO发送缓存中;或当软件数据有剩余未放入硬件FIFO发送缓存,且硬件FIFO发送缓存有空余位置时,要第一时间将数据放入硬件FIFO发送缓存。其目的是为了保证数据从硬件UART接口连续发送不间断,充分发挥硬件通讯能力,提高通讯吞吐量。
接收数据时,相比发送操作,接收操作的过程和分支处理略为复杂。由于UART接口的异步特性,以及通讯线路出现中断干扰和软件随机接收操作不及时等等干扰因素,具体从硬件FIFO接收数据的各种情况如下:(以16进制表示,XX代表非0xC0字节,…代表多个XX)
为提高软件接收逻辑鲁棒性,科学合理应对上述1~5异常情况,软件按下列步骤执行SLIP协议数据接收操作,如图4所示:
S21、从硬件FIFO接收缓存里读取硬件已收到的缓存字节个数,一次性读清所有硬件已收到的字节,并将数据临时保存到软件缓存A中,软件缓存一般采用数组实现,通过数组下标访问每个单元。当连续时间T没有接收到数据时,清空软件缓存B已接收数据。这可以解决上述第1种情况,防止发送方或线路出现数据中断,在已发送数据帧前半段后,造成接收方处于长期等待后半段的状态。时间T可根据实际情况调整,一般设定为一整帧数据传输时间,保证接收方不会长期等待,不影响正常接收下一帧数据即可。
S22、软件在缓存A从第一个字节开始逐个寻找0xC0字节(解决第2种情况),在找到的第1个0xC0字节不是第一个字节时,对应第2种情况,舍弃0xC0字节前的字节;
在找到的第1个0xC0字节不是第一个字节时,当有两个连续0xC0字节时,判定为1个0xC0字节,并认为已经找到0xC0字节。这可以解决上述第3种情况,当接收方从某一帧后半段开始接收数据时,将会遇到连续两个字节0xC0,此时应当去除第1个0xC0。
S23、找到0xC0字节后,开始寻找下一个0xC0字节,并设定最多寻找M个字节。M由通讯双方根据实际传输数据量来确定最大值,确定M的目的是为了约束发送方出现逻辑异常造成发送数据异常,进而影响到接收方,产生异常扩展的不良后果。这可以解决上述第4种情况。
当超过M长度且还未找到0xC0时,软件退回未找到0xC0状态,重新找第一个0xC0字节。代表发送数据有异常。
寻找下一个0xC0的同时,软件将每个字节复制到软件缓存B中。
S24、当找到第2个0xC0字节时,将第1步保存的软件缓存A剩余未解析的字节(如果存在的话)搬移到缓存开头,目的为了方便后续再次解析此数据。重新计算软件缓存A字节个数,供下一次执行第S22步使用。这可解决上述第5种情况。至此软件缓存B已经保存一个完整的SLIP帧。
S25、将软件缓存B中的字节按SLIP协议的要求进行转化,即将0xDB和0xDC相邻字节转化为0xC0,将0xDB和0xDD相邻字节转化为0xDB,并将转化后的字节全部存放在软件缓存C中。
S26、软件缓存C中保存数据即为成功解析的原始数据。软件可将其提交用户使用。软件根据第S24步重新计算软件缓存A字节个数返回执行第S22步。如此在第S22步至第S26步循环执行,直到软件缓存A字节个数为0,即本次从硬件FIFO缓存中读取的所有数据都被处理,退出本次接收操作。并在软件下一周期重新从第S21步执行。
软件代码按上述流程处理接收数据,在M为1K字节,T为100ms,收发波特率为921600bits/S,实际帧长度为100字节左右时可正常实现所有SLIP协议帧的发送与解析功能。
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 (10)
1.一种SLIP协议数据的处理方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
S21、从硬件FIFO接收缓存里读取硬件已收到的缓存字节个数,并将数据临时保存到软件缓存A中,当连续时间T没有接收到数据时,清空软件缓存B已接收数据;
S22、在缓存A从第一个字节开始逐个寻找0xC0字节,在找到的第1个0xC0字节不是第一个字节时,舍弃0xC0字节前的字节;当有两个连续0xC0字节时,判定为1个0xC0字节;
S23、找到0xC0字节后,开始寻找下一个0xC0字节,并设定最多寻找M个字节,当超过M长度且还未找到0xC0时,软件退回未找到0xC0状态,重新找第一个0xC0字节;寻找下一个0xC0的同时,软件将每个字节复制到软件缓存B中;
S24、当找到第2个0xC0字节时,将第1步保存的软件缓存A剩余未解析的字节搬移到缓存开头,重新计算软件缓存A字节个数,供下一次执行第S22步使用;至此软件缓存B已经保存一个完整的SLIP帧;
S25、将软件缓存B中的字节按SLIP协议的要求进行转化,即将0xDB和0xDC相邻字节转化为0xC0,将0xDB和0xDD相邻字节转化为0xDB,并将转化后的字节全部存放在软件缓存C中;
S26、软件缓存C中保存数据即为成功解析的原始数据;根据第S24步重新计算软件缓存A字节个数返回执行第S22步,如此在第S22步至第S26步循环执行,直到软件缓存A字节个数为0,即本次从硬件FIFO缓存中读取的所有数据都被处理,退出本次接收操作;并在软件下一周期重新从第S21步执行。
2.如权利要求1所述的SLIP协议数据的处理方法,其特征在于,所述SLIP帧的发送方法包括如下步骤:
S11、将保存在无符号单字节数组里的原始数据逐个字节搬移到发送缓存数组里,在搬移的过程中,对每个字节进行判断,当不是0xC0和0xDB时原样搬移;当它为0xC0时,用0xDB和0xDC两个字节替换并放到发送缓存数组里;当是0xDB时,用0xDB和0xDD两个字节替换并放到发送缓存数组里;
S12、当发送缓存数组里存好一帧SLIP数据后,软件开始执行UART数据发送操作,先在UART硬件FIFO发送缓存里写入0xC0字节,作为SLIP数据帧的头,再将所有第1步生成的发送缓存数组里的数据写入UART硬件FIFO发送缓存,最后再次写入0xC0字节,作为SLIP数据帧的尾,完成一整个SLIP数据帧发送操作。
3.如权利要求2所述的SLIP协议数据的处理方法,其特征在于,一次性将全部待发送数据尽可能全部放入硬件FIFO发送缓存中;或当软件数据有剩余未放入硬件FIFO发送缓存,且硬件FIFO发送缓存有空余位置时,要第一时间将数据放入硬件FIFO发送缓存。
4.如权利要求1-3任一项所述的SLIP协议数据的处理方法,其特征在于,软件缓存采用数组实现,通过数组下标访问每个单元。
5.如权利要求4所述的SLIP协议数据的处理方法,其特征在于,时间T设定为一整帧数据传输时间。
6.如权利要求4所述的SLIP协议数据的处理方法,其特征在于,T为100ms。
7.如权利要求1-3任一项所述的SLIP协议数据的处理方法,其特征在于,所述步骤S22中当有两个连续0xC0字节时,表示接收方从某一帧后半段开始接收数据时,去除第1个0xC0。
8.如权利要求1-3任一项所述的SLIP协议数据的处理方法,其特征在于,M由通讯双方根据实际传输数据量来确定最大值。
9.如权利要求8所述的SLIP协议数据的处理方法,其特征在于,M为1K字节。
10.如权利要求1所述的SLIP协议数据的处理方法,其特征在于,所述步骤S26后还包括:将软件缓存C中保存数据提交用户使用。
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