CN116996168A - 数据传输方法、总线节点及通信系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种数据传输方法、总线节点和通信系统，应用于总线型以太网，用于重新发送报文。该方法包括：第一总线节点向总线发送第一数据，所述第一数据为第一报文的部分，并同时接收所述总线上的第二数据；若所述第二数据与所述第一数据不一致，则所述第一总线节点重新发送所述第一报文。本方法基于从总线上接收的第二数据与发送的第一数据不一致，即重新发送报文，无需等待其他总线节点基于数据连续性判断报文是否丢失即可进行重传，可以减少重传时延，满足数据抖动的高要求。

Description

数据传输方法、总线节点及通信系统

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据传输方法、总线节点及通信系统。

背景技术

协调共享网络(coordinated shared network，CSN)即以太网总线架构网络，网络中的总线节点直连到公用半双工线性网络上，每个总线节点可接收整个总线网络的流量。CSN网络的一些应用场景例如车内通信场景，具有数据优先级高，对于数据丢包敏感的特点，这类应用场景的数据传输要求数据抖动小，一旦发生丢包，丢失的数据包需要在1ms之内重传到目的总线节点，以满足数据抖动的需求。

现有太网总线架构网络中，由接收数据的总线节点通过接收到多个报文的数据连续性判断报文是否丢失，若确定报文丢失则通过信令通知发送数据的总线节点，发送数据的总线节点基于该信令再重新发送丢失的报文。

由于现有的重传机制基于多个报文的数据连续性进行丢包判定，丢失的报文重新发送时延较长，无法满足数据抖动的要求。有鉴于此，本申请提供了一种数据传输方法和总线节点，用于实现快速重传，减少重传时延，满足数据抖动的高要求。

发明内容

本申请提供了一种数据传输方法，应用于总线型以太网，在发送报文时实时检测是否发生错误，可以实现快速重传，减少重传时延和数据抖动。

本申请的第一方面提供了一种数据传输方法，应用于总线型以太网，包括：第一总线节点向总线发送第一数据，所述第一数据为第一报文的部分，并同时接收所述总线上的第二数据；若所述第二数据与所述第一数据不一致，则所述第一总线节点重新发送所述第一报文。

本申请提供的数据传输方法，第一总线节点基于从总线上接收的第二数据与发送的第一数据不一致，即重新发送报文。由于第一总线节点基于数据不一致可确定报文传输发生错误，无需等待其他总线节点基于数据连续性判断报文是否丢失即可进行重传，因此，可以减少重传时延，满足数据抖动的高要求。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述方法还包括：若所述第一总线节点确定所述第二数据与所述第一数据不一致，则所述第一总线节点停止发送所述第一报文的未发送部分。

本申请提供的数据传输方法，由于第一总线节点基于数据不一致可确定报文传输发生错误，即停止发送第一报文剩余的未发送部分，可以减少带宽损失。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述方法还包括：所述第一总线节点向第二总线节点发送第一信令，所述第一信令中携带所述第一报文发送终止的信息，以及所述第一报文发送错误的信息。

本申请提供的数据传输方法，第一总线节点基于数据不一致可确定报文传输发生错误，向第二总线节点发送第一信令携带所述第一报文发送终止的信息，以及所述第一报文发送错误的信息，避免其他总线节点存储错误的数据，还增加了方案实现的完整性。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述方法还包括：所述第一总线节点确定所述第一报文的重传次数；所述若所述第二数据与所述第一数据不一致，则所述第一总线节点重新发送所述第一报文，包括：若所述第二数据与所述第一数据不一致，且所述第一报文的重传次数小于或等于第一阈值，则所述第一总线节点重新发送所述第一报文。

本申请提供的数据传输方法，总线节点可以通过设置第一阈值，避免由于硬件错误导致的反复重传，减少带宽浪费。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述方法还包括：所述第一总线节点确定发送数据错误值，所述发送数据错误值包括：所述第二数据与所述第一数据累计不一致的比特数，或所述第二数据与所述第一数据连续不一致的比特数，或所述第一总线节点累计重新发送报文的次数；若所述发送数据错误值大于或等于第二阈值，则所述第一总线节点关闭收发机并重置收发机。

本申请提供的数据传输方法，若发送数据频繁出错，可能由于硬件错误导致，通过关闭收发机并重置收发机可以解决问题，避免带宽浪费。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一报文中包括标志位，所述标志位用于标记所述第一报文为首次发送的报文或重新发送的报文；在所述第一总线节点重新发送所述第一报文之前，所述方法还包括：所述第一总线节点在所述标志位标记所述第一报文为重新发送的报文。

本申请提供的数据传输方法，总线节点可以在报文的标志位中标明报文是否为重传报文，由于接收数据的总线节点通过编码方式进行冗余保护，需要通过报文之间的关系进行恢复，通过在报文的标志位中标明报文是否为重传报文可以满足接收端区分新发报文和重传报文的需要。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述方法还包括：所述第一总线节点接收所述总线中由第二总线节点发送的报文，并确定接收数据错误值，所述接收数据错误值包括：累计校验失败的比特数，或者连续校验失败的比特数，或者累计校验失败的报文数，或者接收错误次数；若所述接收数据错误值大于或等于第三阈值，则所述第一总线节点关闭收发机并重置收发机。

本申请提供的数据传输方法，若接收数据频繁出错，可能由于硬件错误导致，通过关闭收发机并重置收发机可以解决问题，避免带宽浪费。

本申请的第二方面提供了一种总线节点，应用于总线型以太网，包括：收发单元，用于向总线发送第一数据，所述第一数据为第一报文的部分，并同时接收所述总线上的第二数据；所述收发单元，还用于若所述第二数据与所述第一数据不一致，则重新发送所述第一报文。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述总线节点还包括：处理单元，用于若所述第一总线节点确定所述第二数据与所述第一数据不一致，则停止发送所述第一报文的未发送部分。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述收发单元，还用于：向第二总线节点发送第一信令，所述第一信令中携带所述第一报文发送终止的信息，以及所述第一报文发送错误的信息。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述总线节点还包括：确定单元，用于确定所述第一报文的重传次数；所述收发单元，具体用于：若所述第二数据与所述第一数据不一致，且所述第一报文的重传次数小于或等于第一阈值，则重新发送所述第一报文。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述总线节点还包括：确定单元，用于确定发送数据错误值，所述发送数据错误值包括：所述第二数据与所述第一数据累计不一致的比特数，或所述第二数据与所述第一数据连续不一致的比特数，或所述第一总线节点累计重新发送报文的次数；处理单元，用于若所述发送数据错误值大于或等于第二阈值，则关闭收发机并重置收发机。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述第一报文中包括标志位，所述标志位用于标记所述第一报文为首次发送的报文或重新发送的报文；处理单元，用于在所述第一总线节点重新发送所述第一报文之前，在所述标志位标记所述第一报文为重新发送的报文。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述收发单元，还用于接收所述总线中由第二总线节点发送的报文；所述总线节点还包括：确定单元，用于确定接收数据错误值，所述接收数据错误值包括：累计校验失败的比特数，或者连续校验失败的比特数，或者累计校验失败的报文数，或者接收错误次数；处理单元，还用于若所述接收数据错误值大于或等于第三阈值，则关闭收发机并重置收发机。

本申请第三方面提供了一种网络设备，包括：存储器，所述存储器中存储有计算机可读指令；与所述存储器相连的处理器，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述网络设备实现如上述第一方面以及各种可能的实现方式中任一项所述的方法。

本申请第四方面提供了一种包含指令的计算机程序产品，其特征在于，当其在计算机上运行时，使得所述计算机执行如上述第一方面以及各种可能的实现方式中任一项所述的方法。

本申请第五方面提供了一种计算机可读存储介质，包括指令，其特征在于，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上述第一方面以及各种可能的实现方式中任一项所述的方法。

本申请第六方面提供了一种芯片，包括处理器。处理器用于读取并执行存储器中存储的计算机程序，以执行上述任一方面任意可能的实现方式中的方法。可选地，该芯片该包括存储器，该存储器与该处理器通过电路或电线与存储器连接。进一步可选地，该芯片还包括通信接口，处理器与该通信接口连接。通信接口用于接收需要处理的数据和/或信息，处理器从该通信接口获取该数据和/或信息，并对该数据和/或信息进行处理，并通过该通信接口输出处理结果。该通信接口可以是输入输出接口。

本申请第七方面提供了一种通信系统，包括一种网络设备，所述网络设备用于执行如上述第一方面以及各种可能的实现方式中任一项所述的方法。

其中，第二方面、第三方面、第四方面、第五方面、第六方面或第七方面以及其中任一种实现方式所带来的技术效果可参见第一方面中相应实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。

本申请提供的数据传输方法，第一总线节点基于从总线上接收的第二数据与发送的第一数据不一致，即重新发送报文。由于第一总线节点基于数据不一致可确定报文传输发生错误，无需等待其他总线节点基于数据连续性判断报文是否丢失即可进行重传，因此，可以减少重传时延，满足数据抖动的高要求。

附图说明

图1为本申请实施例提供的数据传输方法的一个系统架构图；

图2为总线数据传输误码的影响因素的示意图；

图3为本申请实施例中数据传输方法的一个实施例示意图；

图4为报文状态标识的示意图；

图5为PLCA机制的示意图；

图6为本申请实施例中总线节点的系统层级的示意图；

图7为本申请实施例中发送状态机和接收状态机的示意图；

图8为本申请实施例中总线节点进行误码检测的示意图；

图9为本申请实施例中总线节点重传实现机制的示意图；

图10本申请实施例中数据传输方法的另一个实施例示意图；

图11为本申请实施例中总线节点收发机状态检测机制的示意图；

图12为本申请实施例中总线节点接收数据检测机制的示意图；

图13为本申请实施例中总线节点的一个实施例示意图；

图14为本申请实施例中总线节点的另一个实施例示意图。

具体实施方式

本申请提供了一种数据传输方法，应用于总线型以太网，在发送报文时检测发送数据是否发生错误，可以实现快速重传，减少重传时延和数据抖动。

下面结合附图，对本申请的实施例进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员可知，随着技术的发展和新场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。在本申请中出现的对步骤进行的命名或者编号，并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤，已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序，只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。

本申请实施例涉及了许多关于以太网总线的相关知识，为了更好地理解本申请实施例的方案，下面先对本申请实施例可能涉及的相关术语和概念进行介绍。应理解的是，相关的概念解释可能会因为本申请实施例的具体情况有所限制，但并不代表本申请仅能局限于该具体情况，在不同实施例的具体情况可能也会存在差异，具体此处不做限定。

为了便于理解，下面对本申请实施例涉及的部分技术术语进行简要介绍：

1、协调共享网络(coordinated shared network，CSN)

即以太网总线架构网络，网络中的节点直连到公用半双工线性网络上，每个节点可接收整个总线网络的流量。

2、半双工

半双工(half duplex)数据传输，指数据可以在一个信号载体的两个方向上传输，但是不能同时传输。一方的数据传输结束之后，另一方再回应，也就是说同时只有一个节点能够传输，如果两个节点同时传输数据，则网络中出现拥堵。

3、媒体访问拥塞避免机制(carrier sense media access/collisiondetection，CSMA/CD)

CSMA/CD的基本原理是：所有节点都共享网络传输信道，节点在发送数据之前，首先检测信道是否空闲，如果信道空闲则发送，否则就等待；在发送出信息后，再对冲突进行检测，当发现冲突时，则取消发送。

4、物理层免冲突机制(physical layer collision avoidance，PLCA)

采用物理层冲突避免机制实现无报文仲裁冲突，所有节点有序发送报文。

下面结合附图，对本申请的实施例进行描述。本领域普通技术人员可知，随着技术的发展和新场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

下面对本申请实施例中数据传输方法的应用场景进行介绍，请参阅图1，为本申请实施例中数据传输方法的应用场景架构图。

请参阅图1，为本申请实施例提供的数据传输方法的一个应用场景架构图，该应用场景架构包括：至少两个总线节点100，以太网总线200。

至少两个总线节点100分别与以太网总线200连接，通信过程中，总线通信模式为半双工(multi-drop)，既共享介质，单发多收。示例性地，第一总线节点向以太网总线发送数据，与以太网总线连接的所有总线节点均可接收总线信号以获取第一总线节点发送的数据。需要说明的是，各总线节点的数据传输得益于CSMA/CD或PLCA机制避免冲突，可能出现数据丢包现象的主要原因为误码丢包。

下面对总线数据传输误码的影响因素进行简要介绍，请参阅图2，为总线数据传输误码的影响因素的示意图。其中，图2中以太网总线200相当于图1所示的以太网总线200，数据发送端101、数据接收端102以及其他未标示的节点均相当于图1所示的总线节点100。以数据发送端101向数据接收端102发送数据为例进行说明。图2中浅色箭头示意的路径代表数据传输方向。

由图2可知，总线数据传输误码的影响因素包括：

201.发送端收发机失效，通过关闭收发机，防止重传占用带宽，稍后重试或者重置硬件重试可以解决该问题。

202.总线电磁干扰，总线电磁干扰会造成数据报文CRC校验失败，导致报文误码，通过重传报文，并持续验证发送报文在总线上的正确性可以解决该问题。

203.数据发送冲突，多个总线节点同时发送数据产生冲突，遵循CSMA/CD标准方式处理冲突，或者PLCA节点总线网络免冲突。

204.接收端收发机失效，数据接收端持续接收到校验失败的报文，通过关闭收发机，稍后重试，或者重置收发机重试可以解决该问题。

上述总线数据传输误码的影响因素都可以导致总线节点报文发送出错，其中，总线电磁干扰造成的误码可以通过重新发送报文解决。

现有的总线型以太网，通过比特出错概率(bit error ratio，BER)的最低标准保证数据传输大部分可用，重传方式是由接收端通过接收到的数据连续性判断报文是否丢失，若确定报文丢失则通过信令通知数据发送端，数据发送端基于该信令再重传丢失的报文。

由于现有的重传机制基于多个报文的连续性判定报文是否丢失，重传时延长，无法满足车控数据的对于重传时延的要求。有鉴于此，本申请提供了一种数据传输方法和数据传输节点，总线节点发送数据时，通过接收到的总线信号判断发送数据的正确性，一旦判定发生数据误码即重传，可以减少重传时延。

下面请参见图3，介绍本申请实施例提出了一种数据传输的方法300。所述方法300可以应用于图1所示的场景中，其中，图3中的第一总线节点相当于图1所示的总线节点100，总线相当于图1所示的以太网总线200，该方法300包括步骤301-302。

需要说明的是，第一总线节点可以是任一个总线节点，以太网总线连接至少两个总线节点。本申请实施例中涉及的总线网络，包括遵循CSMA/CD标准的以太网，或者遵循PLCA标准的以太网，具体网络实现方式此处不做限定。

301、第一总线节点向总线发送第一数据，第一数据为第一报文的部分，并同时接收总线上的第二数据。

第一总线节点可以向总线发送第一报文，第一总线节点按照预设的数据发送规则将第一报文包含的数据发送至总线。示例性地，预设的数据发送规则包括总线节点以每次4比特大小发送数据。第一总线节点同时接收总线上的第二数据。

可以理解的是，第二数据包括第一总线节点发送的数据，并叠加了总线上可能存在的噪声、干扰或者来自其他节点的冲突的数据。

302、若第二数据与第一数据不一致，则第一总线节点重新发送第一报文。

第一总线节点比较第一数据与第二数据，若第二数据与第一数据不一致，说明发生误码，因此，第一总线节点需重新发送第一报文。第一总线节点比较第一数据与第二数据的具体实现细节将在后续实施例中具体进行介绍。此外，第一总线节点重新发送第一报文的具体实现细节也可参考后续实施例。

可选地，若第一总线节点确定第二数据与第一数据不一致，则第一总线节点停止发送第一报文的未发送部分。

可选地，第一总线节点向第二总线节点发送第一信令，第一信令中携带第一报文发送终止的信息，以及第一报文发送错误的信息。这里，报文错误通知机制可参考已有标识方法。如图4所示，PLCA标准中，总线节点发送数据之后，会主动发送数据流终止分隔符(endof stream delimiter，ESD)401标识当前报文数据发送结束，同时发送数据发送成功/失败标识符402，具体可以是ESD OK/ERR(end of stream delimiter OK/end of streamdelimiter error)来标识当前结束的报文的状态，ESD OK标识报文发送成功，ESD ERR标识报文发送失败。本申请实施例中，当第一总线节点确定第二数据与第一数据不一致，则第一总线节点可以发送ESD标识第一报文发送终止的信息，并通过发送ESD ERR标识第一报文发送错误的信息。

可选地，若第二数据与第一数据不一致，且第一报文的重传次数小于或等于第一阈值，则第一总线节点重新发送第一报文。示例性地，第一阈值可以根据实际需求设定，例如3次。

可选地，第一总线节点确定发送数据错误值，发送数据错误值包括：第二数据中与第一数据累计不一致的比特数，或第二数据与第一数据连续不一致的比特数，或第一总线节点累计重新发送报文的次数；若发送数据错误值大于或等于第二阈值，则第一总线节点关闭收发机并重置收发机。重置收发机包括收发机软件重启，或者硬件重新启动，此处不做限定。需要说明的是，第二阈值的设定可参考总线长度设定，具体数值不做限定。

可选地，第一报文中包括标志位，标志位用于标记第一报文为首次发送的报文或重新发送的报文；在第一总线节点重新发送第一报文之前，该方法还包括：第一总线节点在标志位标记第一报文为重新发送的报文。示例性地，在报文前导码第五个nibble(示例性，一个nibble为4比特)对重新发送的报文和首次发送的报文进行标识。

可选地，第一总线节点接收总线网络中由第二总线节点发送的第二报文；第二总线节点确定接收数据错误值，接收数据错误值包括以下任意一项：累计校验失败的比特数，或者连续校验失败的比特数，或者累计校验失败的报文数，或者接收错误次数；若接收数据错误值大于或等于第三阈值，则第一总线节点关闭收发机并重置收发机。需要说明的是，第三阈值的设定可参考总线长度设定，具体数值不做限定。

通过上述介绍可知，本申请实施例提供的数据传输方法，第一总线节点基于从总线上接收的第二数据与发送的第一数据不一致，即重新发送报文。由于第一总线节点基于数据不一致可确定报文传输发生错误，无需等待其他总线节点基于数据连续性判断报文是否丢失即可进行重传，因此，可以减少重传时延，满足数据抖动的高要求。

下面对本申请实施例提供的数据传输方法中，总线节点实现报文误码检测机制的细节进行介绍，为例便于理解，参考图5，对PLCA机制进行了简要介绍，图6至图7对PLCA机制下的总线节点的网络层级及与错误检测机制相关的改进点进行了介绍，图8介绍了第一数据与第二数据实时对比的实现细节，图9介绍了如何实现报文重新发送。下面逐一进行详细介绍。

本申请实施例中涉及的总线网络，包括遵循CSMA/CD标准的以太网，或者遵循PLCA标准的以太网，具体网络实现方式此处不做限定，后续实施例中将以PLCA机制下的总线型以太网为例进行介绍，请参阅图5。

PLCA机制中定义了主节点(master)和从节点(slave)，master节点通过定义不同的发送周期来控制总线各个节点的数据发送。每个发送周期由master发送Beacon信令开始，此后相关节点会顺序发送报文。每个slave节点通过计算当前发送节点的标识号(ID)来确定当前是否能够发送数据。每个节点在发送周期里面都有发送数据的机会。每个slave发言之前通过发送Commit信令标识信道占用。每个节点分配总线唯一ID，通过本地计算确认当前传输窗口是否属于自己。Yield是指该节点放弃发送数据。需要说明的是，在本申请实施例提供的数据传输方法中，第一总线节点可以是master节点，也可以是slave节点，也就是说，master节点和slave节点均可应用本申请实施例提供的数据传输方法，本申请对于第一总线节点的具体类型不做限定。

本申请中的数据传输方法在PLCA子层进行了相应改进，请参阅图6，为PLCA机制下的总线节点的网络层级示意图，包括逻辑链路层(logical link layer)、媒体接入控制层(media access control，MAC)、PLCA子层600、物理编码子层(physical coding sublayer，PCS)，以及物理媒体接入子层(physical medium attachment)。其中，PLCA子层通过媒体无关统一数据接口(media independent interface，MII)与上下层连接。本申请实施例中，数据报文停发功能可以通过已有的其他MII接口实现。新增的TX_EN接口601，接口数据为“1”时，使能数据发送，数据“0”用于停止当前数据发送；新增的TX_ER接口602，接口数据为“0”代表报文正常发送，接口数据为“1”用于实现标识当前数据报文发送错误，并通知其他总线节点的功能。具体实现方式参考下一实施例进行介绍。

已有的PLCA控制状态机由IEEE 802.3标准定义。状态机同时定义发送状态和接收状态，并定义在不同情况下状态的转换关系。同一时间下，PLCA节点只能工作在单一状态下，既发送状态或者是接收状态。请参阅图7，在本申请实施例中，由于第一总线节点需要对发送的第一数据和接收的第二数据进行对比，即实现报文自校验功能，PLCA报文自校验功能使能要求数据发送节点在发送数据的情况下同时接收总线上的数据，如图7所示，第一总线节点收发机在发送数据的同时接收总线数据，进行实时数据校验。发送功能运行PLCA发送控制状态机701，接收功能运行PLCA接收控制状态机702。数据发送端并实时对比发送和接受到的数据是否一致，如果不一致，则认为数据发送发生了误码。发送端检测到发送误码之后，立即停止数据发送，并重传当前报文。PLCA发送控制状态机701和PLCA接收控制状态机702，通过错误检测(Error Notification)机制进行通信。

当发送状态机通过Error Notification机制确定接收到数据不一致的信息之后，将MII的TX_ER接口置位来确保err(接收数据错误值)标识当前数据报文发送错误。同时，将MII接口的TX_EN接口复位，此操作将使得数据发送端停止当前数据发送，并发送信令(携带ESD和ESD ERR)，通知总线上其他节点当前数据发送结束。同时，由于err之前累积了报文发送错误，总线节点发送ESD ERR标识当前数据发送发生误码，后续报文重新发送。

下面参考图8，对第一数据与第二数据实时对比的实现方法进行介绍，所述方法可以应用于图1所示的场景中，其中，图8中的数据发送端800相当于图1所示的总线节点100。

如图8所示，发送节点在发送数据的同时启动发送状态机(Tx_SM)和接收状态机(Rx_SM)，并实时将发送和接收到的数据进行实时对比。如果数据一致，则认为发送无误，否则认定为发送失败。例如，图8中数据不一致处801通过Error Notification机制通知Tx_SM，停止当前数据发送。同时，发送模块将自己的发送数据错误值(active receive error)计数加一，并开始重传当前报文。

下面参考图9，介绍如何实现报文的重新发送，重传可以通过帧缓存(framebuffer)机制实现，如图9所示，PLCA子层并没有报文的概念，当发生发送误码之后，PLCA子层无法识别重传的数据开始点。这种情况下，需要通过frame buffer机制中的缓冲区900实现。frame buffer物理上遵循先进先出(first in first out，FIFO)，每个FIFO元素包含当前节点顺序发送的数据报文和重传标识R。MAC层发送数据时，将需要发送的报文进行压栈，并将对应的R标志复位(代表不需要重传)。PLCA子层发送数据的时候，从Frame buffer队尾抽取报文副本，直至报文成功发送，才会将buffer里面的报文消除。如果在报文发送期间发生误码，则将报文R标志置位，标明报文为重传报文。

示例性地，重传报文通过PCS层发送的同步信令标识(SSD3，即重传标志R)来标识重传报文。SSD3占用报文前导码的第5个nibble，接收方通过对比前导码第五个nibble辨别该报文属于首次发送的普通报文或者是重新发送的报文。重传报文可以通过现有PLCA突发(burst mode)机制发送，发送节点发送报文时，处于传输(transmit)状态。当发现报文误码之后，TX_EN复位，造成状态机跳转到burst mode，只要当前发送的报文个数(bc)小于最大可发报文个数(max_bc)，则可以进行重传，可选地，最大可发报文数为预配置数量，可支持更改。示例性的，最大可发报文个数为255。

参考图10对本申请实施例提供的数据方法进行介绍。该方法可以应用于图1所示的场景中，其中，实现图10方法的总线节点相当于图1所示的总线节点100，该方法包括步骤1001-1008。

1001、数据发送开始。

第一总线节点发送的数据为第一数据，通常为第一报文的一部分数据。

1002、接收总线数据。

第一总线节点同时接收总线上的第二数据，由于半双工模式下，仅有第一总线节点发送数据，总线上的第二数据包括由第一总线节点发送至总线的数据，是第一数据与总线中可能存在的噪声、干扰或者来自其他节点的冲突的数据的叠加。

1003、判断数据是否一致。

若数据一致，则执行步骤1004；若数据不一致，则执行步骤1005。

若第一总线节点确定第二数据与第一数据一致，则执行步骤1004，若第一总线节点确定第二数据与第一数据不一致，则执行步骤1005。

1004、若数据一致，则判断报文是否发送完成。

若报文发送完成，则执行步骤1008；若报文发送未完成，则执行步骤1002。

第一总线节点判断报文发送是否完成，若未完成，则继续执行步骤1002，若完成，则结束。

1005、若数据不一致，则停止当前报文发送。

若第一总线节点确定第二数据与第一数据不一致，则停止当前报文发送。

1006、判断重传次数是否大于阈值。

若第一总线节点判断当前报文的重传次数大于阈值，则可能由于硬件错误造成，例如收发机失效导致报文频繁发送出错，若持续执行重传将浪费带宽。

1007、若小于或等于阈值，则重传当前报文。

若第一总线节点判断当前报文的重传次数小于或等于阈值，则重传当前报文。

1008、若大于阈值，则结束发送。

若第一总线节点判断当前报文的重传次数大于阈值，则结束发送。对于硬件错误造成的报文发送错误，可以通过其他方式解决问题，例如关闭收发机并重启收发机等，具体此处不做限定。

本申请提供的数据传输方法，数据发送端开始发送数据时，接收控制状态机持续将接受到的数据和发送的数据进行对比，如果相同，则判定数据发送正确，直至数据发送完成。如果发现数据发送错误(接收到的数据和发送数据不同)，则立即停止当前数据发送，重传报文并更新当前报文重传次数。如果重传次数大于规定的最大重传次数，则停止重传。

前面在图2对应的文字部分介绍了报文传输出错的多种可能因素，在一些可能的场景中，由于总线节点收发机的物理问题(例如201.发送端收发机失效，或者204.接收端收发机失效)，如果错误无法恢复，反复重新发送报文将占用物理带宽，干扰其他总线节点工作。为避免上述问题，应强制关闭收发机，尝试通过重置恢复错误。本申请实施例对总线节点收发机状态检测功能进行介绍，请参阅图11。需要说明的是，该收发机状态检测功能可以应用于图1所述的场景中，本申请实施例中的数据发送节点或数据接收节点均相当于于图1中的总线节点100。

数据发送节点收发机状态检测功能实现方法如下：

数据发送节点确定发送数据错误值，发送数据错误值包括：第二数据与第一数据累计不一致的比特数，或第二数据与第一数据连续不一致的比特数，或数据发送节点累计重新发送报文的次数；若发送数据错误值大于或等于第二阈值，则数据发送节点关闭收发机并重置收发机。可选地，重启之后，发送数据错误值清零。

示例性地：数据发送节点持续发现发送数据与接收数据不符，可能的原因包括：发送功能失效，收发机无法正确驱动总线电平；或者，接收功能失效，收发机无法正确将总线电信号转换为报文数据。

由于数据发送节点无法区分上述两种可能性，若发送节点持续重传报文将占用带宽，数据发送节点确定发送数据错误值(例如发送数据与接收数据累计不一致的比特数)，若大于第二阈值，则收发机需要关闭发送功能从而避免干扰其他节点的正常通信。

数据接收节点接收总线中由其他节点发送的报文，并确定接收数据错误值，接收数据错误值包括以下任意一项：累计校验失败的比特数，或者连续校验失败的比特数，或者累计校验失败的报文数，或者接收错误次数；若接收数据错误值大于或等于第三阈值，则第一数据接收节点关闭收发机并重置收发机。

数据接收节点通过报文FCS校验所接收到的数据的正确性。由于本申请实施例中数据发送节点可保证数据发送端不会持续发送误码报文。如果数据接收节点持续发现接收数据校验失败，则可认为接收功能出错。数据接收节点的可以尝试通过重置收发机解决问题，并在问题解决之前不发送数据报文。数据接收节点确定接收数据错误值的具体方法可参考下一个实施例，此处不展开介绍。

上述收发机状态检测功能，可通过包括三种状态的状态机实现，下面进行介绍。需要说明的是，状态机将发送误码认定为总线节点发送数据出错，属于主动接收错误(activereceive error)，可将错误记录在发送数据错误值中。状态机将接收误码认定为总线节点接收数据出错，属于被动接收错误(passive receive error)，可将错误记录在接收数据错误值中。

如图11所示，状态机用来统一控制节点的发送和接收硬件状态检测功能，包括三个状态：

正常状态1110(Normal)，此状态下总线节点正常发送或接收数据报文。

发送错误1120(transmission error，TxErr)，此状态下总线节点处理主动接收错误或被动接收错误。

硬件错误1130(hardware fault，HW Fault)，此状态下收发机关闭，需要自动或者手动重置。

正常状态下，若检测到发送错误(Tx error detected)，即主动接收错误，则跳转至TxErr状态，若接收数据错误值大于阈值，则跳转至HW Fault状态。在TxErr状态下可以处理主动接收错误(handle active receive error)，重新发送报文(retransmit)成功，则返回Normal状态；在TxErr状态下若发送数据错误值大于阈值，则跳转至HW Fault状态。HWFault状态下关闭收发机(transceiver off)，通过主动或手动重置(reset automatic/manual)恢复Normal状态。

无论发送数据出错还是接收数据出错，在接收数据错误值或接收数据错误值超过各自门限值之后，都认定为HW Fault，需要通过重置回到Normal状态，否则关闭收发机，收发机停止工作，节点无法发送和接收数据报文。

总线节点既可以发送数据，也可以接收数据，前面介绍了总线节点发送数据时出现的问题以及解决方法，下面对总线节点接收数据时的一种可能的数据校验方法进行介绍，请参阅图12。

在一种可能的实现方式中，总线节点接收数据时校验发现的错误属于被动接收错误(passive receive error)，本申请实施例中，总线节点可将报文接收按照既定的格式分为三个接收阶段，第一阶段，从控制信令SYN到控制信令SFD。由于此阶段报文格式固定且报文值可以预计，接收数据的总线节点可以通过接收到的数据直接判断是否发生接收误码。第二阶段，数据部分(从DMAC到CRC)，由于此阶段无法实现预知报文内容，只能够通过CRC校验接收到的数据，且校验只能在报文接收完成之后进行。第三阶段，报文结束符和状态标识符等，由于此阶段数据格式固定且数据值也确定，接收数据的总线节点可以通过接收到的数据直接判断是否发生接收误码。

第一总线节点接收总线中由第二总线节点发送的报文，并确定接收数据错误值，若接收数据错误值大于或等于第三阈值，则第一总线节点关闭收发机并重置收发机。需要说明的是，接收数据错误值的具体形式有多种，包括累计校验失败的比特数，或连续校验失败的比特数，或累计校验失败的报文数，还可以是被动接收错误次数。

示例性的：

第一阶段中，如果持续接收到超过三个控制信令误码，由于发送端能够在一个nibble里面校验发送错误，接收节点认为收发机发生HW_FAULT。可选地，接收数据错误值还包括第一阶段的连续误码信令数，阈值为3，若连续误码信令数大于或等于3，则总线节点关闭收发机并重置收发机。

第二阶段中，当ESD和ESDS标明当前报文正确，但CRC校验未通过，则认为发生了被动接收错误。可选地，接收数据错误值包括第二阶段中CRC校验未通过的累计比特数，当超过对应的阈值时，则总线节点关闭收发机并重置收发机。

第三阶段中，若阶段3检测到非法格式但并未接检测到后续重传报文，则认为发生被动接收错误。

可选地，重启之后，接收数据错误值清零。

通过上述实施例介绍的状态机可以实现收发机状态检测功能，通过误码检测总线节点收发机的物理问题，尝试通过重置恢复错误，如果错误无法恢复，则强制关闭收发机，从而避免节点收发机占用物理带宽，干扰其他节点的正常工作。

上面介绍了本申请实施例提供的数据传输方法，下面对实现该数据传输方法的总线节点进行介绍，请参阅图13，为本申请实施例中总线节点的一个实施例示意图。

该总线节点，应用于总线型以太网，包括：收发单元1301，用于向总线发送第一数据，所述第一数据为第一报文的部分，并同时接收所述总线上的第二数据；所述收发单元1301，还用于若所述第二数据与所述第一数据不一致，则重新发送所述第一报文。

可选地，所述总线节点还包括：处理单元1302，用于若所述第一总线节点确定所述第二数据与所述第一数据不一致，则停止发送所述第一报文的未发送部分。

可选地，所述收发单元1301，还用于：向第二总线节点发送第一信令，所述第一信令中携带所述第一报文发送终止的信息，以及所述第一报文发送错误的信息。

可选地，所述总线节点还包括：确定单元1303，用于确定所述第一报文的重传次数；所述收发单元1301，具体用于：若所述第二数据与所述第一数据不一致，且所述第一报文的重传次数小于或等于第一阈值，则重新发送所述第一报文。

可选地，所述总线节点还包括：确定单元1303，用于确定发送数据错误值，所述发送数据错误值包括：所述第二数据与所述第一数据累计不一致的比特数，或所述第二数据与所述第一数据连续不一致的比特数，或所述第一总线节点累计重新发送报文的次数；处理单元1302，用于若所述发送数据错误值大于或等于第二阈值，则关闭收发机并重置收发机。

可选地，所述第一报文中包括标志位，所述标志位用于标记所述第一报文为首次发送的报文或重新发送的报文；处理单元1302，用于在所述第一总线节点重新发送所述第一报文之前，在所述标志位标记所述第一报文为重新发送的报文。

可选地，所述收发单元1301，还用于接收所述总线中由第二总线节点发送的报文；所述总线节点还包括：确定单元1303，用于确定接收数据错误值，所述接收数据错误值包括：累计校验失败的比特数，或者连续校验失败的比特数，或者累计校验失败的报文数，或者接收错误次数；处理单元1302，还用于若所述接收数据错误值大于或等于第三阈值，则关闭收发机并重置收发机。

应理解以上总线节点的各个单元的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些单元可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分单元以软件通过处理元件调用的形式实现，部分单元以硬件的形式实现。例如，以上这些单元可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(applicationspecific integrated circuit，ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital singnalprocessor，DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)等。再如，当以上某个单元通过处理元件调度程序的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(central processing unit，CPU)或其它可以调用程序的处理器。再如，这些单元可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，SOC)的形式实现。

请参阅图14，为本申请实施例中总线节点的另一个实施例示意图；

本实施例提供的总线节点，具体为一种网络设备，例如在车内通信网络应用场景下，总线节点可以为电子控制单元(electrical control unit，ECU)等电子设备，本申请实施例中对总线节点的具体设备形态不做限定。

该总线节点1400可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器1401和存储器1402，该存储器1402中存储有程序或数据。

其中，存储器1402可以是易失性存储或非易失性存储。可选地，处理器1401是一个或多个中央处理器(central processing unit，CPU)，该CPU可以是单核CPU，也可以是多核CPU。处理器1401可以与存储器1402通信，在总线节点1400上执行存储器1402中的一系列指令。

该总线节点1400还包括一个或一个以上有线或无线网络接口1403，例如以太网接口。可以用于收发报文。

可选地，尽管图14中未示出，总线节点1400还可以包括一个或一个以上电源；一个或一个以上输入输出接口，输入输出接口可以用于连接显示器、鼠标、键盘、触摸屏设备或传感设备等，输入输出接口为可选部件，可以存在也可以不存在，此处不做限定。

本实施例中总线节点1400中的处理器1401所执行的流程可以参考前述方法实施例中描述的方法流程，此处不加赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (18)

1.一种数据传输方法，其特征在于，应用于总线型以太网，包括：

第一总线节点向总线发送第一数据，所述第一数据为第一报文的部分，并同时接收所述总线上的第二数据；

若所述第二数据与所述第一数据不一致，则所述第一总线节点重新发送所述第一报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述第一总线节点确定所述第二数据与所述第一数据不一致，则所述第一总线节点停止发送所述第一报文的未发送部分。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一总线节点向第二总线节点发送第一信令，所述第一信令中携带所述第一报文发送终止的信息，以及所述第一报文发送错误的信息。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一总线节点确定所述第一报文的重传次数；

所述若所述第二数据与所述第一数据不一致，则所述第一总线节点重新发送所述第一报文，包括：

若所述第二数据与所述第一数据不一致，且所述第一报文的重传次数小于或等于第一阈值，则所述第一总线节点重新发送所述第一报文。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一总线节点确定发送数据错误值，所述发送数据错误值包括：所述第二数据与所述第一数据累计不一致的比特数，或所述第二数据与所述第一数据连续不一致的比特数，或所述第一总线节点累计重新发送报文的次数；

若所述发送数据错误值大于或等于第二阈值，则所述第一总线节点关闭收发机并重置收发机。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一报文中包括标志位，所述标志位用于标记所述第一报文为首次发送的报文或重新发送的报文；

在所述第一总线节点重新发送所述第一报文之前，所述方法还包括：

所述第一总线节点在所述标志位标记所述第一报文为重新发送的报文。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一总线节点接收所述总线中由第二总线节点发送的报文，并确定接收数据错误值，所述接收数据错误值包括：累计校验失败的比特数，或者连续校验失败的比特数，或者累计校验失败的报文数，或者接收错误次数；

若所述接收数据错误值大于或等于第三阈值，则所述第一总线节点关闭收发机并重置收发机。

8.一种总线节点，其特征在于，应用于总线型以太网，包括：

收发单元，用于向总线发送第一数据，所述第一数据为第一报文的部分，并同时接收所述总线上的第二数据；

所述收发单元，还用于若所述第二数据与所述第一数据不一致，则重新发送所述第一报文。

9.根据权利要求8所述的总线节点，其特征在于，所述总线节点还包括：

处理单元，用于若所述第一总线节点确定所述第二数据与所述第一数据不一致，则停止发送所述第一报文的未发送部分。

10.根据权利要求9所述的总线节点，其特征在于，所述收发单元，还用于：

向第二总线节点发送第一信令，所述第一信令中携带所述第一报文发送终止的信息，以及所述第一报文发送错误的信息。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的总线节点，其特征在于，所述总线节点还包括：

确定单元，用于确定所述第一报文的重传次数；

所述收发单元，具体用于：

若所述第二数据与所述第一数据不一致，且所述第一报文的重传次数小于或等于第一阈值，则重新发送所述第一报文。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的总线节点，其特征在于，所述总线节点还包括：

确定单元，用于确定发送数据错误值，所述发送数据错误值包括：所述第二数据与所述第一数据累计不一致的比特数，或所述第二数据与所述第一数据连续不一致的比特数，或所述第一总线节点累计重新发送报文的次数；

处理单元，用于若所述发送数据错误值大于或等于第二阈值，则关闭收发机并重置收发机。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的总线节点，其特征在于，所述第一报文中包括标志位，所述标志位用于标记所述第一报文为首次发送的报文或重新发送的报文；

处理单元，用于在所述第一总线节点重新发送所述第一报文之前，在所述标志位标记所述第一报文为重新发送的报文。

14.根据权利要求8至13中任一项所述的总线节点，其特征在于，所述收发单元，还用于接收所述总线中由第二总线节点发送的报文；

所述总线节点还包括：

确定单元，用于确定接收数据错误值，所述接收数据错误值包括：累计校验失败的比特数，或者连续校验失败的比特数，或者累计校验失败的报文数，或者接收错误次数；

处理单元，还用于若所述接收数据错误值大于或等于第三阈值，则关闭收发机并重置收发机。

15.一种网络设备，其特征在于，包括：

存储器，所述存储器中存储有计算机可读指令；

与所述存储器相连的处理器，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述网络设备实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。

16.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机可读指令，当所述计算机可读指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1至7中任一项所述的方法。

17.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1至7中任一项所述的方法。

18.一种通信系统，包括一种网络设备，所述网络设备用于执行如权利要求1至7中任一项所述的方法。