CN116015543A - 一种基于总线型fc网络数据快速恢复的方法 - Google Patents
一种基于总线型fc网络数据快速恢复的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116015543A CN116015543A CN202211575415.2A CN202211575415A CN116015543A CN 116015543 A CN116015543 A CN 116015543A CN 202211575415 A CN202211575415 A CN 202211575415A CN 116015543 A CN116015543 A CN 116015543A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- word
- recovery
- synchronization
- bit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 8
- 235000008694 Humulus lupulus Nutrition 0.000 claims description 3
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/50—Reducing energy consumption in communication networks in wire-line communication networks, e.g. low power modes or reduced link rate
Landscapes
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
Abstract
本发明属于总线网络通讯技术领域，具体涉及一种基于总线型FC网络数据快速恢复的方法，所述方法设计基于5倍过采样的窗口对数据进行采样，完整采样完数据以后，进行解过采样实现数据恢复；解过采样后的数据通过字同步模块进行对齐，完成对齐以后，识别出加在数据字前的特殊控制字符，就可以快速完成数据的恢复。与现有技术相比较，本发明基于PON网络的FC‑AE‑1553网络链路层FC‑1层进行研究，提出一种以过采样为主的数据恢复方式，其结合无源光网络带宽高、延迟低和抗干扰等传输特性，完成数据的快速恢复。
Description
技术领域
本发明属于总线网络通讯技术领域，具体涉及一种基于总线型FC网络数据快速恢复的方法，其涉及FC总线功能和基于FPGA的高速传输技术。
背景技术
数据恢复是FC-AE-1553总线技术中的一个重要环节，当发送通道将数据通过FC-AE-1553总线发送到接收通道时，由于数据传输可能遇到信号畸变，如果不能正确的将数据恢复出来，可能会对后续的工作产生极大的影响，甚至影响产品的设计。因此如何把数据正确的恢复出来，是评价总线性能的一个关键所在。
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：基于PON网络的FC-AE-1553网络链路层FC-1层进行研究，如何提出一种以过采样为主的数据恢复方式结合无源光网络带宽高、延迟低和抗干扰等传输特性，完成数据的快速恢复。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于总线型FC网络数据快速恢复的方法，所述方法设计基于5倍过采样的窗口对数据进行采样，完整采样完数据以后，进行解过采样实现数据恢复；
解过采样后的数据通过字同步模块进行对齐，完成对齐以后，识别出加在数据字前的特殊控制字符，就可以快速完成数据的恢复。
所述方法中，对于码元1和0来说，进行5倍过采样就变为11111、00000；
为了解出过采样的数据，在工程实例中，设计5个连续的窗口用来对齐；
用5个窗口依次进行比较，直到出现连续的1111100000或者111110000，说明窗口对齐可以解出过采样的数据。
发送端将串行数据进行8b/10b编码后，需要加入特殊控制字符来确定数据的起始位置和结束位置，方便接收端在解过采样的过程中快速锁定数据的位置从而把数据恢复出来。
经5倍过采样解码后，要先对数据位进行对齐，才能进行后续的数据恢复，10bit的数据变为2bit，由0000011111或者1111100000变为10或者01，只有采样窗口对齐连续的0000011111或者1111100000，才能确定字的位边界，完成位同步。
采样的位置可能是采样点1-5中的任意一个，假设采样位置为采样点1，那么窗口对齐的10bit数据为0011111000，无法达到位同步的要求进行数据恢复。
由于数据的采样点不确定，无法确定字的位边界，所以需要插入位同步控制字符，以便于快速确定采样点。
设计位同步控制字符为16进制数155或2AA，转换为二进制数为0101010101和1010101010，因为155和2AA有最多的0和1的跳变，所以更容易确定字的位边界完成位同步。
在对齐字的位边界后，由于不能确定从哪一个字开始是需要恢复出来的数据，所以需要找到字的边界进行对齐，才能正确的将数据恢复出来。
为了确定数据的起始点，所述方法利用8b/10b编码后的数据连续的“0”和“1”最多不超过5个，而控制字符编码会出现连续的5个“0”或者连续的5个“1”这一特点来重定解过采样后需要恢复的数据，进行数据重定的字符我们称为字同步控制字符；
字同步控制字符就是所述方法用来找到位同步过后的字节边界，由于本次设计要先进行解过采样的位同步，但是无法确定数据何时传进来，也就无法确定数据的起始点，所以需要K码信号加在数据前作为帧头，帮助确定位同步和字同步的位置以便于数据的恢复。
为了保证字同步控制字符作为帧头可以被识别，字同步控制字符需要满足以下条件：首先它是一个确定的10bit数，有足够多的0和1的跳变；当数据流传输过程中没有出现误码时，字同步控制字符只会出现在帧头的位置；
8b/10b编码规则规定控制字符只有K28.1、K28.5以及K28.7作为K码字符，由于FC帧和信令协议只使用了K28.5作为控制字符，所以选择K28.5出现在传输字的第1个字符位置；
当字同步窗口1识别到特殊控制字符K28.5时，字边界对齐字同步成功，当字同步窗口2-4进行对齐时，因没有识别字同步标志位，所以无法对齐字边界，重新进行字同步窗口选择；
完成同步和识别的数据进入Rate match FIFO模块，因为时钟信号为3Gbps，传输来的数据是基于5倍过采样，所以每一个传输过来的10bit数据速率为300Mbps，解过采样后的数据为60Mbps，所以需要Rate match FIFO匹配传输的时钟FIFO作为数据缓冲器可以顺序存储连续的数据，之后按照同样的顺序输出这些数据；
过采样逻辑恢复数据时间为436.661ns，实现了数据的快速恢复；在实际的情况下，数据信号可能会发生畸变的情况，恢复时间为5us。
(三)有益效果
与现有技术相比较，本发明基于PON网络的FC-AE-1553网络链路层FC-1层进行研究，提出一种以过采样为主的数据恢复方式，其结合无源光网络带宽高、延迟低和抗干扰等传输特性，完成数据的快速恢复。
附图说明
图1-图4为本发明技术方案实施过程中的原理示意图。
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。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于总线型FC网络数据快速恢复的方法，所述方法设计基于5倍过采样的窗口对数据进行采样，完整采样完数据以后，进行解过采样实现数据恢复；
解过采样后的数据通过字同步模块进行对齐，完成对齐以后，识别出加在数据字前的特殊控制字符，就可以快速完成数据的恢复。
所述方法中，对于码元1和0来说，进行5倍过采样就变为11111、00000；
为了解出过采样的数据，在工程实例中，设计5个连续的窗口用来对齐，如图1所示；
用5个窗口依次进行比较，直到出现连续的1111100000或者111110000，说明窗口对齐可以解出过采样的数据。
发送端将串行数据进行8b/10b编码后，需要加入特殊控制字符来确定数据的起始位置和结束位置，方便接收端在解过采样的过程中快速锁定数据的位置从而把数据恢复出来。
经5倍过采样解码后，要先对数据位进行对齐，才能进行后续的数据恢复，10bit的数据变为2bit，由0000011111或者1111100000变为10或者01，只有采样窗口对齐连续的0000011111或者1111100000，才能确定字的位边界，完成位同步。
如图2所示，采样的位置可能是采样点1-5中的任意一个，假设采样位置为采样点1，那么窗口对齐的10bit数据为0011111000，无法达到位同步的要求进行数据恢复。
由于数据的采样点不确定，无法确定字的位边界，所以需要插入位同步控制字符，以便于快速确定采样点。
设计位同步控制字符为16进制数155或2AA，转换为二进制数为0101010101和1010101010，因为155和2AA有最多的0和1的跳变，所以更容易确定字的位边界完成位同步。
在对齐字的位边界后，由于不能确定从哪一个字开始是需要恢复出来的数据，所以需要找到字的边界进行对齐，才能正确的将数据恢复出来。
为了确定数据的起始点，所述方法利用8b/10b编码后的数据连续的“0”和“1”最多不超过5个，而控制字符编码会出现连续的5个“0”或者连续的5个“1”这一特点来重定解过采样后需要恢复的数据，进行数据重定的字符我们称为字同步控制字符；
字同步控制字符就是所述方法用来找到位同步过后的字节边界，由于本次设计要先进行解过采样的位同步，但是无法确定数据何时传进来，也就无法确定数据的起始点，所以需要K码信号加在数据前作为帧头，帮助确定位同步和字同步的位置以便于数据的恢复。
为了保证字同步控制字符作为帧头可以被识别，字同步控制字符需要满足以下条件：首先它是一个确定的10bit数，有足够多的0和1的跳变；当数据流传输过程中没有出现误码时，字同步控制字符只会出现在帧头的位置；
8b/10b编码规则规定控制字符只有K28.1、K28.5以及K28.7作为K码字符，由于FC帧和信令协议只使用了K28.5作为控制字符，所以选择K28.5出现在传输字的第1个字符位置；
如图3所示，当字同步窗口1识别到特殊控制字符K28.5时，字边界对齐字同步成功，当字同步窗口2-4进行对齐时，因没有识别字同步标志位，所以无法对齐字边界，重新进行字同步窗口选择；
完成同步和识别的数据进入Rate match FIFO模块，因为时钟信号为3Gbps，传输来的数据是基于5倍过采样，所以每一个传输过来的10bit数据速率为300Mbps，解过采样后的数据为60Mbps，所以需要Rate match FIFO匹配传输的时钟FIFO作为数据缓冲器可以顺序存储连续的数据，之后按照同样的顺序输出这些数据；
过采样逻辑恢复数据时间为436.661ns，实现了数据的快速恢复，如图4所示；在实际的情况下，数据信号可能会发生畸变的情况，恢复时间为5us。
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)
1.一种基于总线型FC网络数据快速恢复的方法，其特征在于，所述方法设计基于5倍过采样的窗口对数据进行采样，完整采样完数据以后，进行解过采样实现数据恢复；
解过采样后的数据通过字同步模块进行对齐，完成对齐以后，识别出加在数据字前的特殊控制字符，就可以快速完成数据的恢复。
2.如权利要求1所述的基于总线型FC网络数据快速恢复的方法，其特征在于，所述方法中，对于码元1和0来说，进行5倍过采样就变为11111、00000；
为了解出过采样的数据，在工程实例中，设计5个连续的窗口用来对齐；
用5个窗口依次进行比较，直到出现连续的1111100000或者111110000，说明窗口对齐可以解出过采样的数据。
3.如权利要求2所述的基于总线型FC网络数据快速恢复的方法，其特征在于，发送端将串行数据进行8b/10b编码后，需要加入特殊控制字符来确定数据的起始位置和结束位置，方便接收端在解过采样的过程中快速锁定数据的位置从而把数据恢复出来。
4.如权利要求3所述的基于总线型FC网络数据快速恢复的方法，其特征在于，经5倍过采样解码后，要先对数据位进行对齐，才能进行后续的数据恢复，10bit的数据变为2bit，由0000011111或者1111100000变为10或者01，只有采样窗口对齐连续的0000011111或者1111100000，才能确定字的位边界，完成位同步。
5.如权利要求4所述的基于总线型FC网络数据快速恢复的方法，其特征在于，采样的位置可能是采样点1-5中的任意一个，假设采样位置为采样点1，那么窗口对齐的10bit数据为0011111000，无法达到位同步的要求进行数据恢复。
6.如权利要求5所述的基于总线型FC网络数据快速恢复的方法，其特征在于，由于数据的采样点不确定，无法确定字的位边界，所以需要插入位同步控制字符，以便于快速确定采样点。
7.如权利要求6所述的基于总线型FC网络数据快速恢复的方法，其特征在于，设计位同步控制字符为16进制数155或2AA，转换为二进制数为0101010101和1010101010，因为155和2AA有最多的0和1的跳变，所以更容易确定字的位边界完成位同步。
8.如权利要求7所述的基于总线型FC网络数据快速恢复的方法，其特征在于，在对齐字的位边界后，由于不能确定从哪一个字开始是需要恢复出来的数据，所以需要找到字的边界进行对齐，才能正确的将数据恢复出来。
9.如权利要求8所述的基于总线型FC网络数据快速恢复的方法，其特征在于，为了确定数据的起始点，所述方法利用8b/10b编码后的数据连续的“0”和“1”最多不超过5个，而控制字符编码会出现连续的5个“0”或者连续的5个“1”这一特点来重定解过采样后需要恢复的数据，进行数据重定的字符我们称为字同步控制字符；
字同步控制字符就是所述方法用来找到位同步过后的字节边界，由于本次设计要先进行解过采样的位同步，但是无法确定数据何时传进来，也就无法确定数据的起始点，所以需要K码信号加在数据前作为帧头，帮助确定位同步和字同步的位置以便于数据的恢复。
10.如权利要求9所述的基于总线型FC网络数据快速恢复的方法，其特征在于，为了保证字同步控制字符作为帧头可以被识别，字同步控制字符需要满足以下条件：首先它是一个确定的10bit数，有足够多的0和1的跳变；当数据流传输过程中没有出现误码时，字同步控制字符只会出现在帧头的位置；
8b/10b编码规则规定控制字符只有K28.1、K28.5以及K28.7作为K码字符，由于FC帧和信令协议只使用了K28.5作为控制字符，所以选择K28.5出现在传输字的第1个字符位置；
当字同步窗口1识别到特殊控制字符K28.5时，字边界对齐字同步成功，当字同步窗口2-4进行对齐时，因没有识别字同步标志位，所以无法对齐字边界，重新进行字同步窗口选择；
完成同步和识别的数据进入Rate match FIFO模块，因为时钟信号为3Gbps，传输来的数据是基于5倍过采样，所以每一个传输过来的10bit数据速率为300Mbps，解过采样后的数据为60Mbps，所以需要Rate match FIFO匹配传输的时钟FIFO作为数据缓冲器可以顺序存储连续的数据，之后按照同样的顺序输出这些数据；
过采样逻辑恢复数据时间为436.661ns，实现了数据的快速恢复；在实际的情况下，数据信号可能会发生畸变的情况，恢复时间为5us。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211575415.2A CN116015543A (zh) | 2022-12-08 | 2022-12-08 | 一种基于总线型fc网络数据快速恢复的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211575415.2A CN116015543A (zh) | 2022-12-08 | 2022-12-08 | 一种基于总线型fc网络数据快速恢复的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116015543A true CN116015543A (zh) | 2023-04-25 |
Family
ID=86018409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211575415.2A Pending CN116015543A (zh) | 2022-12-08 | 2022-12-08 | 一种基于总线型fc网络数据快速恢复的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116015543A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104639410A (zh) * | 2013-11-13 | 2015-05-20 | 沈阳高精数控技术有限公司 | 一种现场总线光纤通信接口的设计方法 |
| CN108011694A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-05-08 | 北京航空航天大学 | 一种基于fc的高效数据交换方法 |
| CN108111224A (zh) * | 2017-12-05 | 2018-06-01 | 艾乐德电子（南京）有限公司 | 一种异步光纤通信方法、装置及网络 |
| US20190044695A1 (en) * | 2018-01-23 | 2019-02-07 | Intel Corporation | Method and apparatus for performing non-unique data pattern detection and alignment in a receiver implemented on a field programmable gate array |
| CN109450610A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-03-08 | 成都九芯微科技有限公司 | 一种通道相位对齐电路及方法 |
| WO2021108680A1 (en) * | 2019-11-25 | 2021-06-03 | Strong Force Iot Portfolio 2016, Llc | Intelligent vibration digital twin systems and methods for industrial environments |
| CN114416626A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-04-29 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种基于8b/10b编码的异步串行数据恢复方法 |
-
2022
- 2022-12-08 CN CN202211575415.2A patent/CN116015543A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104639410A (zh) * | 2013-11-13 | 2015-05-20 | 沈阳高精数控技术有限公司 | 一种现场总线光纤通信接口的设计方法 |
| CN108011694A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-05-08 | 北京航空航天大学 | 一种基于fc的高效数据交换方法 |
| CN108111224A (zh) * | 2017-12-05 | 2018-06-01 | 艾乐德电子（南京）有限公司 | 一种异步光纤通信方法、装置及网络 |
| US20190044695A1 (en) * | 2018-01-23 | 2019-02-07 | Intel Corporation | Method and apparatus for performing non-unique data pattern detection and alignment in a receiver implemented on a field programmable gate array |
| CN109450610A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-03-08 | 成都九芯微科技有限公司 | 一种通道相位对齐电路及方法 |
| WO2021108680A1 (en) * | 2019-11-25 | 2021-06-03 | Strong Force Iot Portfolio 2016, Llc | Intelligent vibration digital twin systems and methods for industrial environments |
| CN114416626A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-04-29 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种基于8b/10b编码的异步串行数据恢复方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7240271B2 (en) | Transmitting data words | |
| US8838822B2 (en) | Media converter and a system for mutually converting a packet-based data stream into a serial data stream | |
| US4979185A (en) | High speed serial data link | |
| US5617419A (en) | Adapting switch port and work station communication adapters to data frame types with disparate formats and data rates | |
| US20090295606A1 (en) | Apparatus for enhancing packet communication | |
| US6628725B1 (en) | Method and system for encoding data for transmission over a serial link | |
| WO1992022160A1 (en) | Line code using block inversion for high speed links | |
| CN109450610B (zh) | 一种通道相位对齐电路及方法 | |
| CN102523436B (zh) | 发送终端、接收终端、多路视频光纤传输系统及传输方法 | |
| CN101247128A (zh) | 带同步时钟的脉宽调制式光纤通信编码/解码方法及电路 | |
| CA1241121A (en) | Process for the parallel-series code conversion of a parallel digital train and a device for the transmission of digitized video signals using such a process | |
| CN109245853B (zh) | 一种基于极化码的免同步通信方法 | |
| CN101313505B (zh) | 同步接收机 | |
| EP1453239A1 (en) | Packet format with two different line codes and suitable receiver | |
| CN116015543A (zh) | 一种基于总线型fc网络数据快速恢复的方法 | |
| CA1314937C (en) | Method for the transmission of data between two stations by means of optical waveguides | |
| CN108833321A (zh) | 基于差分相位波形匹配的编码cpm信号码块同步方法 | |
| US5347547A (en) | Method and apparatus for synchronizing transmitter and receiver for high speed data communication | |
| CN114513711A (zh) | 一种光纤以太网接口通信方法、fpga模块以及系统 | |
| US20080310450A1 (en) | Method of Passing a Constant Bit Rate Digital Signal Through an Ethernet Interface and System for Carrying Out the Method | |
| EP0476968A2 (en) | Clock recovery circuit | |
| CN112073151B (zh) | 一种基于fpga的遥测pcm解码和帧同步方法 | |
| JP2005136498A (ja) | フレームフォーマット変換方式 | |
| US7460563B1 (en) | Determination of interleaving channels in a serial interleaver | |
| US8873592B1 (en) | System and method for adding a low data rate data channel to a 100Base-T ethernet link |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |