CN114968876A - 数据通信方法、系统、电子装置和存储介质 - Google Patents

数据通信方法、系统、电子装置和存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种数据通信方法、系统、电子装置和存储介质，其中，该数据通信方法包括：通过通用接口接收从设备发送的状态信号，状态信号用于表征从设备为就绪状态；根据状态信号将主数据信息发送至从设备，主数据信息至少包括主设备当前的待传输主数据，以及从数据校验结果，从数据校验结果表征从设备发送的从数据信息在主设备中的校验结果，从数据信息为主设备在上一通信周期接收的。通过本申请，解决了芯片之间的数据传输带宽利用率低的问题，从而提高了芯片之间数据传输的可靠性。

Description

数据通信方法、系统、电子装置和存储介质
技术领域
本申请涉及数据通信技术领域，特别是涉及一种数据通信方法、系统、电子装置和存储介质。
背景技术
随着智能辅助驾驶技术的不断发展，智能驾驶的嵌入式系统中，片上系统（Systemon a Chip，SOC）和微控制单元（Micro Control Unit，MCU）之间传输的数据量也越来越大，两者之间通过串行外围设备接口（Serial Peripheral Interface，SPI）进行数据交互。
传统的SPI通信模块只提供了物理层和数据链路层，MCU作为主设备，SOC作为从设备，在进行芯片之间的数据通信时，主设备无法确定从设备的状态，若在从设备忙碌时，主设备给从设备发送数据，会导致从设备无法及时接收数据，并且，当主设备发送数据后，无法获知从设备是否正确接收数据，在此种状态下进行芯片之间的数据传输，容易造成带宽利用率低、数据延时大，从而导致芯片之间数据传输的可靠性低。
针对相关技术中存在芯片之间数据传输的可靠性低的问题，目前还没有提出有效的解决方案。
发明内容
在本实施例中提供了一种数据通信方法、系统、电子装置和存储介质，以解决相关技术中芯片之间数据传输的可靠性低的问题。
第一个方面，在本实施例中提供了一种数据通信方法，所述数据通信方法应用于与从设备进行数据通信的主设备，所述主设备和所述从设备中至少包括通用接口，所述通用接口为通用输入/输出接口GPIO，所述数据通信方法包括：
通过所述通用接口接收所述从设备发送的状态信号，所述状态信号用于表征所述从设备为就绪状态；
根据所述状态信号将主数据信息发送至所述从设备，所述主数据信息至少包括所述主设备当前的待传输主数据，以及从数据校验结果，所述从数据校验结果表征所述从设备发送的从数据信息在所述主设备中的校验结果，所述从数据信息为所述主设备在上一通信周期接收的。
在其中的一些实施例中，所述根据所述状态信号将主数据信息发送至所述从设备，包括：
根据所述状态信号向所述从设备发送握手信息；
接收所述从设备发送的应答信息，所述应答信息是所述从设备基于所述握手信息生成的；
基于所述应答信息与所述从设备建立SPI通信连接；
基于建立的所述SPI通信连接，将主数据信息发送至所述从设备。
在其中的一些实施例中，所述从数据信息中包括主数据校验结果，所述主数据校验结果表征所述主设备发送的主数据信息在所述从设备中的校验结果，所述主数据信息为所述主设备在上一通信周期发送的，所述基于建立的所述SPI通信连接，将主数据信息发送至所述从设备，包括：
根据所述主数据校验结果确定是否重发所述主设备上一通信周期发送的待传输主数据；
若重发，则根据所述主设备上一通信周期发送的待传输主数据构建当前通信周期的主数据信息，并将所述当前通信周期的主数据信息发送至所述从设备。
在其中的一些实施例中，所述基于所述应答信息与所述从设备建立SPI通信连接之后，还包括：
实时确定所述主设备与所述从设备之间的所述SPI通信连接状态；
在所述SPI通信连接状态为故障时，在下一通信周期时，重新与所述从设备建立SPI通信连接。
在其中的一些实施例中，所述实时确定所述主设备与所述从设备之间的所述SPI通信连接状态，包括：
根据所述通用接口的触发间隔时间，和/或所述从数据校验结果，确定所述主设备与所述从设备之间的所述SPI通信连接状态。
在其中的一些实施例中，所述根据所述状态信号将主数据信息发送至所述从设备，包括：
根据所述待传输主数据的数据长度，确定数据传输方式，所述数据传输方式包括单帧传输或多帧传输；
根据所述状态信号将所述主数据信息以所述传输方式发送至所述从设备。
在其中的一些实施例中，所述根据所述状态信号将主数据信息发送至所述从设备，包括：
根据所述状态信号确定所述主设备与所述从设备的通信周期；
基于所述通信周期将所述主数据信息发送至所述从设备。
第二个方面，在本实施例中提供了一种数据通信方法，所述数据通信方法应用于与主设备进行数据通信的从设备，所述主设备和所述从设备中至少包括通用接口，所述通用接口为通用输入/输出接口GPIO，所述数据通信方法包括：
在所述从设备的状态为就绪状态时，通过所述通用接口向所述主设备发送状态信号，所述状态信号用于表征所述从设备为就绪状态；
接收所述主设备发送的主数据信息，所述主数据信息是所述主设备根据所述状态信号发送的，所述主数据信息至少包括所述主设备当前的待传输主数据，以及从数据校验结果，所述从数据校验结果表征所述从设备发送的待传输从数据在所述主设备中的校验结果，所述待传输从数据为所述主设备在上一通信周期接收的；
对所述主数据信息中的待传输主数据进行校验，得到主数据校验结果；
根据所述主数据校验结果以及下一通信周期的待传输从数据构建从数据信息；
将所述从数据信息发送至所述主设备。
第三个方面，在本实施例中提供了一种数据通信系统，所述数据通信系统包括：主设备和从设备，所述主设备和所述从设备中至少包括通用接口，所述通用接口为通用输入/输出接口GPIO；
所述从设备，用于在所述从设备的状态为就绪状态时，通过所述通用接口向所述主设备发送状态信号，所述状态信号用于表征所述从设备为就绪状态；
所述主设备，用于通过所述通用接口接收所述从设备发送的状态信号，并根据所述状态信号将主数据信息发送至所述从设备，所述主数据信息至少包括所述主设备当前的待传输主数据，以及从数据校验结果，所述从数据校验结果表征所述从设备发送的从数据信息在所述主设备中的校验结果，所述从数据信息为所述主设备在上一通信周期接收的；
所述从设备还用于接收所述主数据信息，并对所述主数据信息中的待传输主数据进行校验，得到主数据校验结果；根据所述主数据校验结果以及下一通信周期的待传输从数据构建从数据信息；将所述从数据信息发送至所述主设备。
第四个方面，在本实施例中提供了一种电子装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一个方面或第二个方面所述的数据通信方法。
第五个方面，在本实施例中提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第一个方面或第二个方面所述的数据通信方法。
与相关技术相比，在本实施例中提供的数据通信方法，通过通用接口接收从设备发送的状态信号，状态信号用于表征从设备为就绪状态；从而能够使主设备能够获知从设备的状态，进一步地，根据状态信号将主数据信息发送至从设备，主数据信息至少包括主设备当前的待传输主数据，以及从数据校验结果，从数据校验结果表征从设备发送的从数据信息在主设备中的校验结果，从数据信息为主设备在上一通信周期接收的，从而在从设备就绪时，将主数据信息发送至从设备，有效地避免了在从设备无法接收数据时，主设备向从设备发送数据，导致带宽利用率低的问题，并且主数据信息中包括上一通信周期的从设备发送的从数据信息的校验结果，通过主数据信息，能够有效地使从设备确定上一通信周期发送的从数据信息是否被主设备接收，从而提高了芯片之间数据传输的可靠性。
本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本申请实施例提供的一种数据通信方法的终端的硬件结构框图。
图2是本申请实施例提供的一种数据通信方法的流程图。
图3是本申请实施例提供的一种主设备和从设备之间的数据通信结构示意图。
图4是本申请实施例提供的一种主设备与从设备建立通信连接的示意图。
图5是本申请实施例提供的一帧数据的数据形式示意图。
图6是本申请实施例提供的一种通信状态检测流程图。
图7是本申请实施例提供的另一种数据通信方法的流程图。
图8是本申请实施例提供的一种数据通信系统的结构示意图。
具体实施方式
为更清楚地理解本申请的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例，对本申请进行了描述和说明。
除另作定义外，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应具有本申请所属技术领域具备一般技能的人所理解的一般含义。在本申请中的“一”、“一个”、“一种”、“该”、“这些”等类似的词并不表示数量上的限制，它们可以是单数或者复数。在本申请中所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”及其任何变体，其目的是涵盖不排他的包含；例如，包含一系列步骤或模块（单元）的过程、方法和系统、产品或设备并未限定于列出的步骤或模块（单元），而可包括未列出的步骤或模块（单元），或者可包括这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或模块（单元）。在本申请中所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并不限定于物理的或机械连接，而可以包括电气连接，无论是直接连接还是间接连接。在本申请中所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。通常情况下，字符“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系。在本申请中所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等，只是对相似对象进行区分，并不代表针对对象的特定排序。
在本实施例中提供的方法实施例可以在终端、计算机或者类似的运算装置中执行。比如在终端上运行，图1是本申请实施例提供的一种数据通信方法的终端的硬件结构框图。如图1所示，终端可以包括一个或多个（图1中仅示出一个）处理器102和用于存储数据的存储器104，其中，处理器102可以包括但不限于微处理器（Microcontroller Unit，MCU）或可编程逻辑器件（Field Programmable Gate Array，FPGA）等的处理装置。上述终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述终端的结构造成限制。例如，终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示出的不同配置。
存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如在本实施例中的数据通信方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实施例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至终端。上述网络的实施例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络包括终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实施例中，传输设备106包括一个网络适配器（NetworkInterface Controller，简称为NIC），其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实施例中，传输设备106可以为射频（Radio Frequency，简称为RF）模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
随着智能辅助驾驶技术的不断发展，智能驾驶的嵌入式系统中，片上系统（Systemon a Chip，SOC）和微控制单元（Micro Control Unit，MCU）之间传输的数据量也越来越大，两者之间通过串行外围设备接口（Serial Peripheral Interface，SPI）进行数据交互。
传统的SPI通信模块只提供了物理层和数据链路层，MCU作为主设备，SOC作为从设备，在进行芯片之间的数据通信时，主设备无法确定从设备的状态，若在从设备忙碌时，主设备给从设备发送数据，会导致从设备无法及时接收数据，并且，当主设备发送数据后，无法获知从设备是否正确接收数据，在此种状态下进行芯片之间的数据传输，容易造成带宽利用率低、数据延时大，从而导致芯片之间数据传输的可靠性低的问题。
因此，如何提高芯片之间数据传输的可靠性，是一个需要解决的问题。
在本实施例中提供了一种数据通信方法，图2是本申请实施例提供的一种数据通信方法的流程图，该方法应用于与从设备进行数据通信的主设备，主设备可以是电子装置，可选的，电子装置可以是服务器，也可以是终端设备，也可以是芯片，但本申请不限于此。具体的，本申请实施例中的主设备为MCU，从设备为SOC，如图2所示，该流程包括如下步骤：
步骤S201，通过通用接口接收从设备发送的状态信号。
示例性地，主设备和从设备中至少包括通用接口，通用接口可以为通用输入/输出接口GPIO，进一步地，当从设备在就绪状态时，通过该GPIO向主设备发送状态信号，该状态信号用于表征从设备为就绪状态。
进一步地，主设备通过该GPIO接收到从设备发送的状态信号。
具体的，当从设备SOC准备好进行数据交互后，拉高GPIO接口信号，主设备MCU通过中断形式接收到GPIO接口信号上升，从而主设备MCU确定出当前从设备SOC的状态为就绪状态。
步骤S202，根据状态信号将主数据信息发送至从设备，主数据信息至少包括主设备当前的待传输主数据，以及从数据校验结果。
其中，从数据校验结果表征从设备发送的从数据信息在主设备中的校验结果，从数据信息为主设备在上一通信周期接收的。
示例性地，当主设备MCU接收到从设备SOC的状态信号后，根据主设备MCU当前的待传输主数据，以及从数据校验结果，构建当前通信周期的主数据信息，并将当前通信周期的主数据信息发送至从设备SOC，其中，从数据校验结果为从设备SOC发送的从数据信息在主设备中的校验结果，该从数据信息为主设备MCU在上一通信周期接收到的。
在上述实现过程中，从设备在就绪状态时，通过通用输入/输出接口GPIO向主设备发送状态信号，从而便于使主设备确定出从设备的状态，进一步地，主设备在从设备就绪状态时，向从设备发送主数据信息，并且主数据信息中包括当前的待传输主数据以及上一通信周期从设备发送的从数据信息的校验结果，当从设备接收到主数据信息的同时，不仅能够接收到主设备发送的主数据，而且便于从设备能够确定出上一通信周期发送的从数据信息是否被主设备正确地接收，从而提高了带宽的利用率，并且无需单独通过其他设备或其他信号线使从设备获知自己上一通信周期发送的从数据信息是否被主设备正确地接收，从而提高了芯片之间数据传输的可靠性。
在其中的一些实施例中，根据状态信号将主数据信息发送至从设备，可以包括以下步骤：
步骤1：根据状态信号向从设备发送握手信息。
步骤2：接收从设备发送的应答信息，应答信息是从设备基于握手信息生成的。
步骤3：基于应答信息与从设备建立SPI通信连接。
步骤4：基于建立的SPI通信连接，将主数据信息发送至从设备。
示例性地，图3是本申请实施例提供的一种主设备和从设备之间的数据通信结构示意图，如图3所示，Master端301即为主设备，也是数据的发起者，Slave端302即为从设备，也是数据的接收者，在图3中的SPI通信中，通过五条信号线实现数据的传输和控制，其中，SCLK表示从主设备输出的串行时钟线，MOSI表示由主设备输出从设备输入数据的信号线，MISO表示由从设备输出主设备输入数据的信号线，CS表示片选信号线，GPIO为通用输入/输出接口信号线，用于在从设备为就绪状态时，从设备拉高GPIO接口信号，从而使主设备通过GPIO接口获知到从设备的状态。
当主设备MCU接收到从设备发送的状态信号后，主设备向从设备发送握手信息，进一步地，从设备根据主设备发送的握手信息生成应答信息，并将应答信息发送至主设备，进一步地，当主设备接收到应答信息后，与从设备建立SPI通信连接，并在建立好SPI通信连接后，将主数据信息发送至从设备。
具体的，图4是本申请实施例提供的一种主设备与从设备建立通信连接的示意图，如图4所示，当从设备SOC就绪后，进入监听中，即从设备SOC进入监听状态，当主设备MCU通过GPIO信号线接收到从设备SOC发送的状态信号后，主设备MCU准备通信，进入正在连接状态，即主设备进入正在连接状态，进一步地，主设备MCU使用SYN与从设备SOC轮询。
进一步地，主设备MCU向从设备SOC发送SYN信号，从设备SOC向主设备MCU发送dummy信号，主设备MCU接收到dummy信号，从设备SOC接收到SYN信号后，从设备SOC进入接收到SYN状态，即从设备已接收到SYN信号，从而完成了主设备MCU与从设备SOC之间的第一次SPI握手。
进一步地，主设备MCU接收到dummy信号后，向从设备SOC再次发送SYN信号，并且，从设备SOC向主设备MCU发送应答信息，当从设备SOC第二次接收到SYN信号后，进入已确认状态，当主设备MCU接收到应答信息后，进入已确认状态，从而完成了主设备MCU与从设备SOC之间的SPI通信连接。
进一步地，当建立好主设备MCU与从设备SOC之间的SPI通信连接后，主设备MCU向从设备SOC发送主数据信息，同时，从设备SOC向主设备MCU发送从数据信息。
需要说明的是，在主设备与从设备之间建立SPI通信连接，能够实现主设备与从设备之间的SPI全双工通信，即主设备向从设备发送主数据信息的同时，从设备也会向主设备发送从数据信息。
在上述实现过程中，主设备通过向从设备发送握手信息，进一步地，从设备根据握手信息生成应答信息，并将应答信息反馈至主设备，进一步地，主设备基于应答信息与从设备建立SPI通信连接，便于实现MCU与SOC之间的SPI通信，从而能够实现主设备与从设备之间的SPI全双工通信，即主设备向从设备发送主数据信息的同时，从设备也会向主设备发送从数据信息。
在其中的一些实施例中，从数据信息中包括主数据校验结果，主数据校验结果表征主设备发送的主数据信息在从设备中的校验结果，主数据信息为主设备在上一通信周期发送的，基于建立的SPI通信连接，将主数据信息发送至从设备，可以包括以下步骤：
步骤1：根据主数据校验结果确定是否重发主设备上一通信周期发送的待传输主数据。
步骤2：若重发，则根据主设备上一通信周期发送的待传输主数据构建当前通信周期的主数据信息，并将当前周期的主数据信息发送至从设备。
示例性地，从设备在发送从数据信息之前，还包括对将上一通信周期接收的主数据信息中的待传输主数据进行校验，得到主数据校验结果，进一步地，根据该主数据校验结果，以及当前通信周期内待发送的从数据构建当前通信周期的从数据信息，并将从数据信息基于建立好的SPI通信连接发送至主设备MCU，从而使主设备MCU接收到的从数据信息中包括主数据校验结果。
进一步地，主设备MCU查看从数据信息中包括主数据校验结果，并根据主数据校验结果确定是否重发主设备上一通信周期发送的待传输主数据，具体的，若该主数据校验结果未通过，则主设备需要重发上一通信周期发送的待传输主数据，若该主数据校验结果通过，则主设备不需要重发上一通信周期发送的待传输主数据。
进一步地，当主设备需要重发上一通信周期发送的待传输主数据时，主设备根据上一通信周期发送的待传输主数据构建当前通信周期的主数据信息，并将当前周期的主数据信息发送至从设备。
具体的，主设备根据上一通信周期发送的待传输主数据，以及上一通信周期接收到的从数据校验结果构建当前通信周期的主数据信息，并将构建好的主数据信息发送至从设备。
也就是说，当主设备在第一通信周期向从设备发送待传输主数据为A，进一步地，主设备在第二通信周期时接收从设备发送的从数据信息B，从数据信息B中包括从设备对主数据A的主数据校验结果a，当主设备确定到主数据校验结果a为不通过时，主设备在第三通信周期向从设备发送的待传输主数据仍然为A。
在上述实现过程中，主设备根据主数据校验结果确定是否重发主设备上一通信周期发送的待传输主数据，并在需要重发时，将上一通信周期发送的待传输主数据重新发送至从设备，避免因从设备没有正确接收到主设备发送的数据而导致主设备与从设备之间传输数据的丢失，进一步地，提高了芯片之间数据传输的可靠性。
在其中的一些实施例中，若重发，则根据主设备上一通信周期发送的待传输主数据构建当前通信周期的主数据信息，并将当前通信周期的主数据信息发送至从设备之后，还可以包括：
确定上一通信周期发送的待传输主数据的重发次数，当重发次数大于重发次数阈值时，停止重发。
具体的，主设备记录重发的待传输主数据的重发次数，当重发次数大于重发次数阈值时，主设备停止重发，此时可以确定出主设备和从设备的通信状态为故障状态。
在上述实现过程中，当重发次数大于重发次数阈值时，停止重发待传输主数据，能够有效地避免因主设备和从设备的通信状态故障导致主设备与从设备之间的无效传输。
在其中的一些实施例中，基于应答信息与从设备建立SPI通信连接之后，还可以包括以下步骤：
步骤1：实时确定主设备与从设备之间的SPI通信连接状态。
步骤2：在SPI通信连接状态为故障时，在下一通信周期时，重新与从设备建立SPI通信连接。
示例性地，主设备实时地判断主设备与从设备之间的SPI通信连接状态是否正常，并在SPI通信连接状态为故障时，在下一通信周期时，重新与从设备建立SPI通信连接。
具体的，如图4所示，当主设备MCU检测到自身发生故障时，主设备MCU进入故障状态，进一步地，主设备MCU关闭SPI通信，主设备MCU进入关闭状态。
进一步地，当主设备MCU将入关闭状态后，从设备SOC进入关闭状态，当下一通信周期时，主设备MCU重新与从设备SOC建立SPI通信连接。
同理，当从设备SOC检测到自身发生故障时，从设备SOC进入故障状态，进一步地，从设备SOC关闭SPI通信，从设备SOC进入关闭状态。
进一步地，当从设备SOC进入关闭状态后，主设备MCU进入关闭状态，当下一通信周期时，主设备MCU重新与从设备SOC建立SPI通信连接。
在上述实现过程中，通过实时确定主设备和从设备之间的通信状态，并在SPI通信连接故障时，在下一通信周期重新建立主设备和从设备之间的SPI通信连接，从而确保了主设备和从设备之间的数据的正常传输。
在其中的一些实施例中，实时确定主设备与从设备之间的SPI通信连接状态，包括：根据通用接口的触发间隔时间，和/或从数据校验结果，确定主设备与从设备之间的SPI通信连接状态。
示例性地，主设备可以通过检测GPIO接口的触发间隔时间，和/或某一从数据检验结果，确定主设备与从设备之间的SPI通信连接状态。
具体的，当MCU监测GPIO接口的触发间隔时间，超过预设间隔时间时，确定出主设备与从设备之间的SPI通信超时，即主设备与从设备之间的SPI通信故障，如果出现SPI通信超时故障，则MCU可以控制SOC重新启动，并与SOC重新建立SPI通信连接。
主设备MCU也可以对接收到的从数据信息进行校验，得到从数据校验结果，若某一从数据信息的校验结果为错误的次数超过预设次数，则确定出主设备与从设备之间的SPI通信故障，并关闭SPI通信连接，在下一通信周期时，重新与从设备SOC建立SPI通信连接。
同时，从设备SOC也可以对接收的主数据信息进行校验，得到主数据校验结果，若某一主数据信息的校验结果为错误的次数超过预设次数，则确定出主设备与从设备之间的SPI通信故障，并关闭SPI通信连接，在下一通信周期时，重新与从设备SOC建立SPI通信连接。
作为一种实施例，主设备与从设备进行数据通信时，主数据信息以及从数据信息都是以数据包的形式进行数据传输的，两者交互的每帧数据包的长度为固定值，图5是本申请实施例提供的一帧数据的数据形式示意图，如图5所示，每帧数据包包括：帧头501、数据体502、结尾标识503以及填充字段504。
其中，帧头501包括：当前帧的帧序号（Seq）、时间戳（timestamp）、填充语义（handshakes）、除包头外所有数据checksum的计算值、数据类型（longframe）以及对上一周期发送数据的应答信息（dataAck）。其中，若该帧数据为单帧数据，则数据类型（longframe）的值为0，若该帧数据为长帧数据，则数据类型（longframe）的值为1。若上一周期发送的应答信息正确，则dataAck的值为1，若上一周期发送的应答信息错误，则dataAck的值为0，则需要重发。
数据体502包括：有效数据的类型ID（Item ID）、有效数据的长度（Length）、有效数据的总包数（pkgSum）以及分包索引（pkgIndex）。若数据为单帧数据，则有效数据的总包数（pkgSum）的值为1，分包索引（pkgIndex）的值为0。若数据为长帧数据，则有效数据的总包数（pkgSum）的值为对应的分包总数，分包索引（pkgIndex）的值从0开始依次递增加一。
结尾标识503存在于数据体502的末端，填充字段504用于在数据较少时，通过填充字段形成一个完整的单帧数据。
图6是本申请实施例提供的一种通信状态检测流程图，如图6所示，该流程图包括以下步骤：
步骤601：开始。
具体的，主设备或从设备开始对SPI通信状态进行检测。
步骤602：判断SPI通信是否超时。
具体的，主设备或从设备判断SPI通信是否超时，当检测到主设备与从设备之间的SPI通信超时，执行步骤605；若主设备与从设备的SPI通信未超时，则执行步骤603。
步骤603：对数据进行校验，并记录校验结果为未通过的次数。
具体的，主设备对从设备发送的从数据信息进行数据值（checksum）以及数据帧数（sequenceCount）校验，同时，从设备对主设备发送的从数据信息进行数据值（checksum）以及数据帧数（sequenceCount）校验，得到校验结果，从设备记录主数据校验结果为未通过的次数，主设备记录从数据校验结果为未通过的次数。
步骤604：判断未通过次数是否超过预设次数。
进一步地，若主数据校验结果为未通过次数超过预设次数，则主设备的SPI通信发生故障，执行步骤605。
同理，若从数据校验结果为未通过次数超过预设次数，则从设备的SPI通信发生故障，执行步骤605。
若校验结果为未通过的次数小于预设次数，则重复执行步骤603。
步骤605：关闭当前SPI通信连接，并在下一通信周期时重新进行SPI通信连接。
具体的，当确定出主设备的SPI通信发生故障时，主设备进入Error状态，进一步地，主设备关闭当前的SPI通信连接，从设备进入Closed状态，并在下一通信周期时重新进行SPI通信连接。
同理，当确定出从设备的SPI通信发生故障时，从设备进入Error状态，进一步地，从设备关闭当前的SPI通信连接，主设备进入Closed状态，并在下一通信周期时重新进行SPI通信连接。
在上述实现过程中，通过GPIO接口的触发间隔时间以及从数据校验结果，确定出主设备与从设备之间的SPI通信故障，能够有效地检测出多种SPI通信故障的情况，并在SPI通信故障时，重新建立SPI通信连接，有效地提高了芯片之间数据传输的可靠性。
在其中的一些实施例中，根据状态信号将主数据信息发送至从设备，还可以包括以下步骤：
步骤1：根据待传输主数据的数据长度，确定数据传输方式，数据传输方式包括单帧传输或多帧传输。
步骤2：根据状态信号将主数据信息以传输方式发送至从设备。
示例性地，获取当前待传输主数据的数据长度，进一步地，主设备根据待传输主数据的数据长度确定待传输主数据的传输方式，其中，数据传输方式包括单帧传输或多帧传输。
具体的，根据待传输主数据的数据长度，确定数据传输方式，可以包括：
若待传输主数据的数据长度小于或等于单帧数据总长度，则数据传输方式为单帧传输；若待传输主数据的数据长度大于单帧数据总长度，则数据传输方式为多帧传输。
作为一种实施例，单帧数据总长度为5120字节，若待传输主数据的数据长度小于等于5120字节，则该待传输主数据的数据传输方式为单帧传输，若待传输主数据的数据长度大于5120字节，则该待传输主数据的数据传输方式为多帧传输，并且，每帧数据中记录了该待传输主数据的总帧数以及当前帧的帧序号。
同理，单帧数据总长度为5120字节，若待传输从数据的数据长度小于等于5120字节，则该待传输从数据的数据传输方式为单帧传输，若待传输从数据的数据长度大于5120字节，则该待传输从数据的数据传输方式为多帧传输，并且，每帧数据中记录了该待传输从数据的总帧数以及当前帧的帧序号。
主设备与从设备中都包括发送缓冲队列、接收缓冲队列，以及DMA模块。
在需要发送数据信息时，从发送缓存队列中获取待传输数据，当主设备需要发送数据时，该待传输数据为待传输主数据，当从设备需要发送数据时，该待传输数据为待传输从数据。
其中，发送缓存队列由m个TX Buffer组成：TX Buffer大小为5120字节，m的设定主要取决于待传输主数据的最大数据，即长帧的分包数。
具体的，发送的数据存入发送缓冲队列TX Buffer遵循以下原则：
（1）当发送的单个数据长度小于TX Buffer的总数据长度时，按照最满原则，集中化放置，放入最满的TXBuffer，帧头longFrame设置为0，有效数据的总包数（pkgSum）设置为1，按照单帧发送。
（2）当发送的单个数据长度大于TX Buffer的总数据长度，按照长帧发送，即多帧发送。将数据分段放入空的TX buffer，帧头longFrame设置为1，有效数据的总包数（pkgSum）设置为分包总数，pkgIndex分包索引从0开始随分包数量依次递增加1。
发送数据传递分为2个阶段：（1）打包；（2）拷贝。
具体的，从发送缓冲队列中获取待传输数据，计算待传输数据的数据值（checksum），并记录在帧头中，进一步地，填充当前的数据帧数（sequenceCount），以及当前时间戳，从而实现了数据的打包。
进一步地，将打包好的数据拷贝至DMA模块中的TX XMA，进一步地进行SPI传输。
具体的，选择某个TX Buffer拷贝到TX XMA需遵循以下原则：
（1）重传优先发送，达到重发阈值时取消。
若存在重发的数据时，优先选择存储重发数据的TX Buffer拷贝到TX XMA，直到重发次数大于预设重发次数时，停止重发。
（2）长帧优先发送，且长帧的分包必须连续传输，数据信息中分包索引pkgIndex必须连续发送。
若存在长帧数据和单帧数据都重发时，优先重发长帧数据，并且长帧数据的分包必须连续传输，分包索引pkgIndex必须连续发送。
（3）发送阻塞达到阈值的TX Buffer。
若需要重发的数据达到阻塞阈值时，优先选择达到阻塞阈值的发送缓冲队列TXBuffer拷贝到TX XMA。
（4）发送有效数据最多的TX Buffer。
若存在多个重发数据时，优先选择数据体中有效数据最多的发送缓冲队列TXBuffer拷贝到TX XMA。
在需要接收数据信息时，将接收的数据放入接收缓冲队列RX Buffer，当主设备需要接收数据时，该接收的数据为从数据，当从设备需要接收数据时，该接收的数据为主数据。
接收数据传递分为3个阶段：（1）拷贝；（2）校验；（3）解包。
具体的，将接收的数据从RX XMA拷贝到接收缓冲队列RX Buffer中。
进一步地，对接收缓冲队列RX Buffer中的数据进行校验。若校验无误，且是长帧数据，则将收到的数据放入长帧缓冲队列LRX Buffer中，通过pkgSum、pkgIndex判断长帧分包数据是否接收完全。未全部接收则继续等待长帧分包。
进一步地，对接收到的完整的数据根据有效数据的类型ID（Item ID）和有效数据的长度（Length）进行解包。
在上述实现过程中，根据待传输主数据的数据长度确定待传输主数据的数据传输方式，当待传输主数据的数据长度大于单帧数据总长度时，将该待传输主数据分为多帧传输，从而便于实现不同长度的数据的传输。
在其中的一些实施例中，根据状态信号将主数据信息发送至从设备，还可以包括以下步骤：
步骤1：根据状态信号确定主设备与从设备的通信周期。
步骤2：基于通信周期将主数据信息发送至从设备。
示例性地，主设备接收来自从设备的状态信号，当从设备SOC准备好通信数据后，从设备SOC拉高GPIO接口信号通知从而MCU发起数据通信。即通信周期大小由SOC决定，可以实现任意周期大小的通信，MCU只决定通信的发起。
因此，主设备根据接收的状态信号确定出与从设备之间的通信周期，其中，该通信周期包括基准周期以及动态延时，基准周期可以是根据单帧数据的理论传输时间确定的，例如，若单帧数据的大小为5120字节，则在10Mb/s波特率下理论传输时间4ms，即，基准周期可以是4ms。
需要说明的是，本申请实施例中仅以单帧数据的总长度为5120字节为例进行说明，在实际应用中，单帧数据的总长度也可以是1518字节，也可以根据需要设定为其他字节，在此不做限制。
动态延时可以SPI通信双方系统调度的延时确定的，例如，为了兼顾CPU负载率（SPI+DMA中断及数据处理时间），动态延时可以是1ms。
因此，主设备与从设备的通信周期可以是5ms。
进一步地，根据确定的通信周期将主数据信息发送至从设备。
在上述实现过程中，主设备通过GPIO接口的状态信号确定主设备与从设备的通信周期，从而使通信周期的大小由从设备决定，当从设备未就绪时，主设备并不会向从设备发起数据，即便从设备中存在任务延时，通过从设备决定通信周期的起始时间，只会产生周期加长，并不会导致主设备和从设备因启动时间不一致导致交互不上的问题，从而提高了SPI通信的稳定性。
在本实施例中还提供了一种数据通信方法。图7是本申请实施例提供的另一种数据通信方法的流程图，该数据通信方法应用于与主设备进行数据通信的从设备，主设备和从设备中至少包括通用接口，通用接口为通用输入/输出接口GPIO，如图7所示，该流程包括如下步骤：
步骤S701：在从设备的状态为就绪状态时，通过通用接口向主设备发送状态信号，状态信号用于表征从设备为就绪状态。
示例性地，当从设备SOC准备好通信数据后，进入就绪状态，并拉高GPIO接口信号，从而向主设备发送状态信号。
步骤S702：接收主设备发送的主数据信息。
主数据信息是主设备根据状态信号发送的，主数据信息至少包括主设备当前的待传输主数据，以及从数据校验结果，从数据校验结果表征从设备发送的待传输从数据在主设备中的校验结果，待传输从数据为主设备在上一通信周期接收的。
进一步地，当主设备接收到从设备发送的状态信号后，向从设备发送主数据信息，其中，主数据信息至少包括主设备当前的待传输主数据，以及从数据校验结果，从数据校验结果表征从设备发送的待传输从数据在主设备中的校验结果，待传输从数据为主设备在上一通信周期接收的。
步骤S703：对主数据信息中的待传输主数据进行校验，得到主数据校验结果。
进一步地，从设备对主数据信息中的待传输主数据进行校验，得到主数据校验结果。
具体的，从设备可以对待传输主数据的数据内容以及当前的帧序号进行校验，得到主数据校验结果。
步骤S704：根据主数据校验结果以及下一通信周期的待传输从数据构建从数据信息。
进一步地，根据当前的主数据校验结果以及下一通信周期的待传输从数据构建下一通信周期的从数据信息。
步骤S705：将从数据信息发送至主设备。
进一步地，将构建的从数据信息发送至主设备。
在上述实现过程中，在从设备为就绪状态时，从设备拉高GPIO接口信号，从而使主设备获取到从设备的状态信号，进一步地，主设备根据状态信号向从设备发送主数据信息，进一步地，从设备对主数据信息对进行校验，得到主数据校验结果，进一步地，从设备根据主数据校验结果以及下一通信周期的待传输从数据构建下一通信周期的从数据信息，并将从数据信息发送至主设备，以使主设备能够根据从数据信息确定主设备上一通信周期发送的主数据信息是否被从设备正确接收，从而提高了主设备与从设备之间数据传输的可靠性。
本申请实施例还提供了一种数据通信系统，图8是本申请实施例提供的一种数据通信系统的结构示意图，如图8所示，该数据通信系统800包括：
主设备801和从设备802，主设备801和从设备802中至少包括通用接口，通用接口为通用输入/输出接口GPIO。
从设备802，用于在从设备802的状态为就绪状态时，通过通用接口向主设备801发送状态信号，状态信号用于表征从设备802为就绪状态。
主设备801，用于通过通用接口接收从设备802发送的状态信号，并根据状态信号将主数据信息发送至从设备802，主数据信息至少包括主设备801当前的待传输主数据，以及从数据校验结果，从数据校验结果表征从设备802发送的从数据信息在主设备801中的校验结果，从数据信息为主设备801在上一通信周期接收的。
从设备802还用于接收主数据信息，并对主数据信息中的待传输主数据进行校验，得到主数据校验结果；根据主数据校验结果以及下一通信周期的待传输从数据构建从数据信息；将从数据信息发送至主设备801。
在本实施例中还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。
可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：
S1，通过通用接口接收从设备发送的状态信号，状态信号用于表征从设备为就绪状态。
S2，根据状态信号将主数据信息发送至从设备，主数据信息至少包括主设备当前的待传输主数据，以及从数据校验结果，从数据校验结果表征从设备发送的从数据信息在主设备中的校验结果，从数据信息为主设备在上一通信周期接收的。
或者，上述处理器还可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：
S1，在从设备的状态为就绪状态时，通过通用接口向主设备发送状态信号，状态信号用于表征从设备为就绪状态。
S2，接收主设备发送的主数据信息，主数据信息是主设备根据状态信号发送的，主数据信息至少包括主设备当前的待传输主数据，以及从数据校验结果，从数据校验结果表征从设备发送的待传输从数据在主设备中的校验结果，待传输从数据为主设备在上一通信周期接收的。
S3，对主数据信息中的待传输主数据进行校验，得到主数据校验结果。
S4，根据主数据校验结果以及下一通信周期的待传输从数据构建从数据信息。
S5，将从数据信息发送至主设备。
需要说明的是，在本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，在本实施例中不再赘述。
此外，结合上述实施例中提供的数据通信方法，在本实施例中还可以提供一种存储介质来实现。该存储介质上存储有计算机程序；该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种数据通信方法。
应该明白的是，这里描述的具体实施例只是用来解释这个应用，而不是用来对它进行限定。根据本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在不进行创造性劳动的情况下得到的所有其它实施例，均属本申请保护范围。
显然，附图只是本申请的一些例子或实施例，对本领域的普通技术人员来说，也可以根据这些附图将本申请适用于其他类似情况，但无需付出创造性劳动。另外，可以理解的是，尽管在此开发过程中所做的工作可能是复杂和漫长的，但是，对于本领域的普通技术人员来说，根据本申请披露的技术内容进行的某些设计、制造或生产等更改仅是常规的技术手段，不应被视为本申请公开的内容不足。
“实施例”一词在本申请中指的是结合实施例描述的具体特征、结构或特性可以包括在本申请的至少一个实施例中。该短语出现在说明书中的各个位置并不一定意味着相同的实施例，也不意味着与其它实施例相互排斥而具有独立性或可供选择。本领域的普通技术人员能够清楚或隐含地理解的是，本申请中描述的实施例在没有冲突的情况下，可以与其它实施例结合。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种数据通信方法，所述数据通信方法应用于与从设备进行数据通信的主设备，其特征在于，所述主设备和所述从设备中至少包括通用接口，所述通用接口为通用输入/输出接口GPIO，所述数据通信方法包括：
通过所述通用接口接收所述从设备发送的状态信号，所述状态信号用于表征所述从设备为就绪状态；
根据所述状态信号将主数据信息发送至所述从设备，所述主数据信息至少包括所述主设备当前的待传输主数据，以及从数据校验结果，所述从数据校验结果表征所述从设备发送的从数据信息在所述主设备中的校验结果，所述从数据信息为所述主设备在上一通信周期接收的。
2.根据权利要求1所述的数据通信方法，其特征在于，所述根据所述状态信号将主数据信息发送至所述从设备，包括：
根据所述状态信号向所述从设备发送握手信息；
接收所述从设备发送的应答信息，所述应答信息是所述从设备基于所述握手信息生成的；
基于所述应答信息与所述从设备建立SPI通信连接；
基于建立的所述SPI通信连接，将主数据信息发送至所述从设备。
3.根据权利要求2所述的数据通信方法，其特征在于，所述从数据信息中包括主数据校验结果，所述主数据校验结果表征所述主设备发送的主数据信息在所述从设备中的校验结果，所述主数据信息为所述主设备在上一通信周期发送的，所述基于建立的所述SPI通信连接，将主数据信息发送至所述从设备，包括：
根据所述主数据校验结果确定是否重发所述主设备上一通信周期发送的待传输主数据；
若重发，则根据所述主设备上一通信周期发送的待传输主数据构建当前通信周期的主数据信息，并将所述当前通信周期的主数据信息发送至所述从设备。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的数据通信方法，其特征在于，所述基于所述应答信息与所述从设备建立SPI通信连接之后，还包括：
实时确定所述主设备与所述从设备之间的所述SPI通信连接状态；
在所述SPI通信连接状态为故障时，在下一通信周期时，重新与所述从设备建立SPI通信连接。
5.根据权利要求4所述的数据通信方法，其特征在于，所述实时确定所述主设备与所述从设备之间的所述SPI通信连接状态，包括：
根据所述通用接口的触发间隔时间，和/或所述从数据校验结果，确定所述主设备与所述从设备之间的所述SPI通信连接状态。
6.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的数据通信方法，其特征在于，所述根据所述状态信号将主数据信息发送至所述从设备，包括：
根据所述待传输主数据的数据长度，确定数据传输方式，所述数据传输方式包括单帧传输或多帧传输；
根据所述状态信号将所述主数据信息以所述传输方式发送至所述从设备。
7.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的数据通信方法，其特征在于，所述根据所述状态信号将主数据信息发送至所述从设备，包括：
根据所述状态信号确定所述主设备与所述从设备的通信周期；
基于所述通信周期将所述主数据信息发送至所述从设备。
8.一种数据通信方法，所述数据通信方法应用于与主设备进行数据通信的从设备，其特征在于，所述主设备和所述从设备中至少包括通用接口，所述通用接口为通用输入/输出接口GPIO，所述数据通信方法包括：
在所述从设备的状态为就绪状态时，通过所述通用接口向所述主设备发送状态信号，所述状态信号用于表征所述从设备为就绪状态；
接收所述主设备发送的主数据信息，所述主数据信息是所述主设备根据所述状态信号发送的，所述主数据信息至少包括所述主设备当前的待传输主数据，以及从数据校验结果，所述从数据校验结果表征所述从设备发送的待传输从数据在所述主设备中的校验结果，所述待传输从数据为所述主设备在上一通信周期接收的；
对所述主数据信息中的待传输主数据进行校验，得到主数据校验结果；
根据所述主数据校验结果以及下一通信周期的待传输从数据构建从数据信息；
将所述从数据信息发送至所述主设备。
9.一种数据通信系统，其特征在于，所述数据通信系统包括：主设备和从设备，所述主设备和所述从设备中至少包括通用接口，所述通用接口为通用输入/输出接口GPIO；
所述从设备，用于在所述从设备的状态为就绪状态时，通过所述通用接口向所述主设备发送状态信号，所述状态信号用于表征所述从设备为就绪状态；
所述主设备，用于通过所述通用接口接收所述从设备发送的状态信号，并根据所述状态信号将主数据信息发送至所述从设备，所述主数据信息至少包括所述主设备当前的待传输主数据，以及从数据校验结果，所述从数据校验结果表征所述从设备发送的从数据信息在所述主设备中的校验结果，所述从数据信息为所述主设备在上一通信周期接收的；
所述从设备还用于接收所述主数据信息，并对所述主数据信息中的待传输主数据进行校验，得到主数据校验结果；根据所述主数据校验结果以及下一通信周期的待传输从数据构建从数据信息；将所述从数据信息发送至所述主设备。
10.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行权利要求1至权利要求8中任一项所述的数据通信方法。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至权利要求8中任一项所述的数据通信方法的步骤。
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