CN1609782A - 不确定长度的讯息的调整方法与装置 - Google Patents

Abstract

一种不确定长度的讯息的调整方法与装置，其包含一第一电路与一第二电路的装置，第一电路可以用以针对一数据输入信号、一有效字符信号及一选择信号产生一数据输出信号。第二电路可以用以针对一有效字符信号、一讯框起始信号、一讯框结束信号及一数据输出信号产生一选择信号。此选择信号可以调整每一字符的起始点以与第一字符的起始点相配。该方法与装置实施于硬件上，减少移位操作，以解决当数据速度太高以及讯框大小太大时，如此的移位与预处理可能产生的问题。

Description

不确定长度的讯息的调整方法与装置

技术领域

本发明有关于一种数据传输的方法与装置，特别是关于一种调整不确定长度的讯息的方法与装置。

背景技术

于传统的数据传输系统，一讯框可能包含数个不确定长度的讯息，讯息通常包含一开头(header)与一数据区块(data block)。藉由译码开头中的一或多个位元可以得到数据区块的长度。为了处理每一讯息，必须先处理开头，开头的信息(例如讯息的形式与长度)译码之后，才可以读取与处理数据区块。

参考图1，说明一讯框10内数个讯息的示意图。讯框10中具有不确定长度的讯息以数据区块12a-12n说明之，于每一数据区块12a-12n之前对应放置开头14a-14n，周期重复检测区16(Cyclic RedundancyCheck，CRC)位元于最后的数据区块12n之后。

第一开头14a的第一位元的位置为已知，于正常的情形下，从最高有效位元(most significant bit，MSB)或是最低有效位元(leastsignificant bit，LSB)起始第一开头14a。因为第一数据区块12a的长度是不确定的，因此下一个开头(例如14b)的第一位元可以从字符中的任何地方起始。例如，假如数据是16位元字符，第一讯息长度(即一开头与一数据区块)是274位元，下一个开头则从位元14(当开头起始于最高有效位元)或是位元3(当开头起始于最低有效位元)起始。使用传统方式，从一已知的位置起始译码开头，之后才处理数据区块。

当通过软件读取与处理讯框中的讯息数据时，首先移位数据，故开头位于一已知位置，软件可以稍后译码上述开头以得到长度与其它信息，并且处理数据。于硬件上实施相似的作法则是使用移位暂存器与相关的控制逻辑。

使用传统的方式处理含有不确定长度的讯息时利用大量的移位与预处理。如此的移位与预处理额外消耗每秒几百万个指令(millions ofinstructions per second，MIPS)，特别是当数据速度太高以及讯框大小太大时，如此的移位与预处理可能会产生问题。

根据上述，现今是需要一种可实施于硬件上、减少移位操作以调整数据讯息的方法与装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种不确定长度的讯息的调整方法与装置，该装置包含一第一电路与一第二电路。第一电路能针对一数据输入信号产生一数据输出信号，其中数据输入信号包含一连串字符、一有效字符信号与一选择信号。第二电路能针对上述有效字符信号、一讯框起始信号、一讯框结束信号与上述数据输出信号产生上述选择信号，此选择信号能调整每一字符的起始点，藉以与第一字符的起始点相配。

本发明的目的、特征与优点包含提供一种方法与/及装置，其能(i)调整具有不确定长度的讯息、(ii)于硬件上实施与/或(iii)减少移位操作。

附图说明

图1为说明一讯框具有不确定长度的数据区块的示意图。

图2为本发明的一较佳实施例的方块图。

图3为说明图2的信号的一时序图。

图4为数据单元说明开头起始于最高有效位元的示意图。

图5为数据单元说明开头起始于最低有效位元的示意图。

图6为控制单元逻辑的示意图。

图7为说明控制单元的不同讯号的时序图。

图8为图6的有限状态机的状态图。

图中符号说明：

10讯框

12a-12n数据区块

14a-14n开头

16周期重复检测区

100电路

102数据源区块

104处理区块

106提供信号DIN[15：0]的第一输出

108提供信号VALID_WD的输出

110提供信号SOF的输出

112提供信号EOF的输出

114接收时脉信号CLK的输入

120数据区块

122控制区块

130提供信号DOUT[15：0]的输出

132接收信号SEL[3：0]的输入

140接收信号VALID_WD的输入

142接收信号SOF的输入

144接收信号EOF的输入

146接收时脉信号CLK的输入

148接收信号DOUT的输入

150提供信号SEL的输出

152控制逻辑

154有限状态机

160译码器

162减法器

164比较器

166比较器

168储存单元

170加法器

180多路复用器

200状态

202决策状态

204决策状态

206状态

208决策状态

210状态

212状态

214决策状态

216决策状态

218状态

220决策状态

222状态

224结束状态

具体实施方式

一讯框能包含数个具有不确定长度的讯息。第一讯息的起始一般是已知的，因为每个后续讯息的不确定长度，故下一个讯息会从一特定字符中的任一位元开始。处理讯息则一般是从每一讯息的相同起始点开始。本发明能调整一些后续讯息的开头部分使其如同第一讯息般具有一相同起始点。

当以软件处理讯息时，具有一相同起始点的每一讯息可节省移位操作，并且使处理数据的速度更快与更有效率。于硬件上实施如此的移位操作可能消耗大量的栅极。

参考图2所示，为一电路100的示意图，说明本发明的一较佳实施例。此电路100通常包含一区块(或电路)102以及区块(或电路)104。区块102可以是数据源，区块104可以被当作为一处理区块，用以处理来自数据源102的数据。数据源102可以具有能提供数据信号(例如DIN[15：0])的一第一输出106以及能提供一新有效字符的一指示信号(例如VALID_WD)的一输出108。数据源区块102可以也具有能提供一讯框信号起始(例如SOF)的一输出110以及能提供一讯框信号结束(例如EOF)的一输出112。此外，数据源102可以具有能接收一时脉信号(例如CLK)的一输入114。

电路104通常包含一数据区块(或电路)120以及一控制区块(或电路)122。数据区块120可以具有能提供一输出信号(例如DOUT[15：0])的一输出130以及能接收一选择信号(例如SEL[3：0])的一输入132。控制区块122可以具有能接收信号VALID_WD的一输入140、能接收SOF信号的一输入142以及能接收信号EOF的一输入144。控制区块122可以也具有能接收时脉信号CLK的一输入146以及能接收信号DOUT的一输入148。此外，控制区块122可以也具有能提供选择信号SEL的一输出150。于本实施例中所示的每一数据信号DIN字符具有16位元。然而，为了配合特别装置的设计准则，可以是其它的位元宽度。相同地，所示的选择信号SEL为4位元。然而，为配合特别装置的设计准则也可以是其它的位元宽度。

数据源102(通常是译码器)通常通过提供一脉冲于信号SOF中来表示讯框的起始(SOF)。讯框数据可以包含数个具有不确定长度的讯息，讯框通常被区分成若干字符。当新字符是有效时，信号VALID_WD是主动的(active)，并且于数据单元中撷取数据。数据区块120通常储存二个连续字符，选择信号SEL[3：0]一般是控制数据的调整，所以开头总是从相同的位元开始，从相同位元的开头开始可以简化数据的处理。

数据源102可以提供信号DIN作为一连串的字符。信号VALID_WD可以被当作一脉冲，其用以指出信号DIN上一新数据字符何时准备妥当。信号SOF可以产生一脉冲用以指示讯框的起始，信号EOF可以产生一脉冲用以指示一最后的有效字符或是讯框的结束。

参照图3，为一时序图，说明数据源102所提供的讯号。为了描述的目的，字符大小可以视为16位元字符。然而，本发明也可以用来处理其它大小的字符。数据源102(通常是译码器)通常通过信号SOF中提供的脉冲来表示讯框的起始(SOF)、通过信号VALID_WD提供的脉冲来表示新的有效字符以及通过确立(asserting)信号EOF来表示讯框的结束(EOF)。于信号VALID_WD的脉冲之间的时间周期数目应该足够以允许处理一字符与储存所有或部分字符的位元。

参照图4，为一数据区块120的一较详细图示，用来显示于最高有效位元(MSB)起始的开头。在控制区块122于一讯息结束处更新信号SEL[3：0]之后，新的开头从位元DOUT[15]开始。

参照图5，为所示的数据区块120的例子，用来显示于最低有效位元(LSB)起始的开头。在控制区块122于一讯息结束处更新信号SEL[3：0]之后，新的开头从位元DOUT[0]开始。数据单元120通常包含一暂存器WD1、一暂存器WD2以及一多路复用器MUX1。可以以16位元暂存器(以16位元字符为例子)当作暂存器WD1与暂存器WD2，其用以储存连续两个字符。当信号VALID_WD为主动时，一新的字符储存于暂存器WD1中，先前的字符则储存于暂存器WD2中。暂存器WD1提供一输出(例如B)。暂存器WD2提供一输出(例如A)。多路复用器MUX1一般接收信号A和B。针对信号SEL[3：0]所选的二个字符的字节合可以用来产生信号DOUT[15：0]。

于每一讯框的开始，选择信号SEL[3：0]通常是0，开头从字符的最低有效位元(LSB)或是最高有效位元(MSB)开始。当完成一讯息时，控制区块122更新选择信号SEL[3：0]。假如选择信号SEL[3：0]为0，则下一个开头已经于起始点中且不需调整。假如选择信号SEL[3：0]不为0，储存于暂存器WD1中的部分字符以及暂存器WD2中的部分字符可用以形成一新的字符。从字符最高有效位元(MSB)或是最低有效位元(LSB)开始的新开头当作第一开头。直到讯息结束之前，会一直提供于暂存器WD1以及暂存器WD2中储存的字符的一相同组合位元。在处理后续讯息之前，可以再次更新选择信号SEL[3：0]。

参照图6为所示的控制区块122的一实施例。控制区块122可以当作一控制逻辑，控制区块122包含一有限状态机154(Finite StateMachine，FSM)以及一控制逻辑152。控制逻辑152一般包含一译码器160、一减法器162、一比较器164、一比较器166、一储存单元168以及一加法器170。控制逻辑152一般接收来自状态机154的一或多个控制讯号(例如EN1、EN2、INIT等)。控制逻辑152产生一般提供给数据区块120的选择信号SEL[3：0]。

参照图7，为说明图6中的不同信号的时序图。每个讯息的开始时，信号INIT通常是主动的。译码开头并将字符长度提供给多路复用器180。此长度可以包含或是没有包含开头的长度。当有一新字符来自数据源时，信号EN1是主动的，且信号SUM一般等同于初始长度(initial length)减去16。从初始讯息长度减去的长度(例如16)之后，信号INIT通常是未确立的。之后，每一次数据源102提供新字符时，一次循环中的信号EN1是主动的，并且更新信号SUM。

当SUM信号小于16(例如于0-15之间时)，储存SUM信号的四个最低有效位元。于处理一新讯息之前，EN2信号是主动的，并且更新选择信号SEL[3：0]。选择信号SEL[3：0]是先前移位(即信号SEL[3：0]的先前值)加上现在所计算的移位的信号SUM。例如，假如第一讯息具有274位元，于接收17个字符后，信号SUM及信号SEL[3：0]分别等于2。下一个开头从第三位元开始(例如位元14或是位元2)。假如下一个讯息具有100位元，于接收6个字符后，信号SUM是4。于新的讯息开始时，信号SEL[3：0]等于6(例如2+4)，第三讯息从第七位元开始(如图4与图5所示)。

当SUM信号是0(或是负数)时，提供给状态机154的信号END_MESSAGE是确立的。状态机154开始去处理一新的讯息，并且提供控制讯号EN1、EN2以及INIT。当讯框的结束信号EOF是确立的时候，于处理最后一个字符之后，状态机154移至闲置(idle)状态。

参照图8，为所示的状态机154的流程图。状态机154可以当作一种方法或程序来实施。状态机154提供控制信号EN1、EN2以及INIT给控制逻辑152。状态机154一般包含一状态200、一决策状态202、一决策状态204、一状态206、一决策状态208、一状态210、一状态212、一决策状态214、一决策状态216、一状态218、一决策状态220、一状态222以及一结束状态224。状态200为一从执行状态机154开始的一起始(START)状态。决策状态202决定讯框的起始(SOF)是否出现。若不是，决策状态202持续检查讯框的起始(SOF)。假如出现讯框的起始(SOF)，状态机154移至决策状态204。决策状态204决定信号VALID_WD是否为主动。若不是，状态机154持续去检查信号VALID_WD的状态。假如信号VALID_WD是主动的，状态机154移至状态206。状态206设定控制讯号INIT至一主动(或确立的)状态(例如等于1)。接着，决策状态208决定信号VALID_WD是否为确立的。若不是，决策状态208持续去检查信号VALID_WD。假如信号VALID_WD是确立的，状态机154移至状态210。状态210在控制信号EN1上发起一脉冲(PULSE)。接着，状态212设定信号INIT至闲置(或未确立的)状态(例如等于0)。其次，状态214决定信号SUM是否小于或等于0。若不是，状态机154移至状态216。若是，状态机154移至状态220。

状态216决定信号VALID_WD是否为确立的。若不是，状态216持续去检查信号VALID_WD的状态。若是，状态机154移至在信号EN1上发起一脉冲(PULSE)的状态218。于状态218之后，状态机154移回至决策状态214。假如决策状态214决定信号SUM是小于或等于0时，状态机154移至状态220。状态220决定信号EOF是否确立的。若是，状态机154于状态224下结束(END)。若不是，状态机154移至在信号EN2上发起一脉冲(PULSE)的状态222。于状态222之后，状态机154移回状态206。

本发明可以用来调整每个讯息的开头部分至一已知位置，其对于用来处理具有不确定长度的讯息是有其需要的。当利用软件处理讯息时，使每一讯息于相同的起始点可节省移位操作，并且可使处理数据的速度更快与更有效率。于软件中避免使用移位指令可节省每秒几百万个指令(MIPS)。相较于传统方式需要使用调整不确定讯息的开头部分(例如移位暂存器)，本发明于栅极数目的使用上是比较有效率的。此外，本发明可以轻易地实施以调整任何字符大小的讯息。

本发明可以用以控制调整，并且放置每一讯息的开头部分于任何想要的位置(例如起始位元一定不是字符的最高有效位元或最低有效位元)。如此调整可以藉由增加一偏位给信号SEL[3：0]来达成。

熟悉本领域技术人员能了解，图8中的状态机154所完成的功能可以通过一传统通用数字计算机程序来实施。熟悉本领域技术人员也能了解，根据本发明所揭露的技术，娴熟的程序员可撰写适当的软件程序代码来达成。

本发明可以藉由专用的集成电路(ASICs)、现场可编程门阵列(FPGAs)或连接传统元件电路成为一适当网络来实施，如上所述，任何针对上述元件的修饰或改良对熟悉此项技艺者是显而易知。

本发明也包含一计算机产品，其可以是包含指令的一储存媒体，上述指令会用以设计程序使计算机去执行一根据本发明的程序。储存媒体包含任何型式的盘片，例如软磁盘(floppy disk)、光盘(opticaldisk)、光盘只读存储器(CD-ROM)、磁性光盘(magneto-optical disks)、只读存储器(ROMs)、随机存取存储器(RAMs)、可抹除可编程只读存储器(EPROMs)、电可擦可编程只读存储器(EEPROMs)、闪存(flashmemory)、磁卡或光卡(magnetic or optical cards)或任何型式适合储存电子指令的媒体，但不限于此。

本发明的不同信号通常是“开”(例如一数字高或1)或“关”(例如一数字低或0)。然而，信号的开(例如确立)与关(例如未确立)状态的特别极性可配合特别装置的设计准则而调整(例如相反的)。此外，可以加入反相器去改变信号的特别极性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含于所述的申请专利范围内。

Claims (11)

1.一种不确定长度的讯息的调整装置，其特征是，包含：

一第一电路，用以针对(1)包含一连串字符的一数据输入信号、(2)一有效字符信号及(3)一选择信号产生一数据输出信号；及

一第二电路，用以针对(1)该有效字符信号、(2)一讯框起始信号、(3)一讯框结束信号及(4)该数据输出信号产生该选择信号，其中该选择信号调整每一该字符的一起始点以与一第一字符的一起始点相配。

2.如权利要求1所述的不确定长度的讯息的调整装置，其特征是，该第一电路包含一数据电路，且该第二电路包含一控制电路。

3.如权利要求1所述的不确定长度的讯息的调整装置，其特征是，该第一电路包含：

一第一暂存器与一第二暂存器用以排列该数据输入信号的一或多个位元；及

一多路复用器电路用以针对该排列位元提供该数据输出信号。

4.如权利要求3所述的不确定长度的讯息的调整装置，其特征是，该第二暂存器包含一数据输入用以接收该第一暂存器的输出。

5.如权利要求3所述的不确定长度的讯息的调整装置，其特征是，该第一暂存器与该第二暂存器用以接收该有效字符信号。

6.如权利要求1所述的不确定长度的讯息的调整装置，其特征是，该第二电路包含：

一译码器用以针对该数据输出信号提供一长度信号；

一减法器用以针对该长度信号与一第一致能信号提供一总和信号；及

一加法电路用以针对该总和信号产生该选择信号。

7.如权利要求1所述的不确定长度的讯息的调整装置，其特征是，该数据输入信号、该有效字符信号、该讯框起始信号以及该讯框结束信号源自一数据源。

8.如权利要求6所述的不确定长度的讯息的调整装置，其特征是，该第二电路更包含一有限状态机用以控制该减法器与该加法器。

9.如权利要求8所述的不确定长度的讯息的调整装置，其特征是，该第二电路更包含：

一总和电路用以在该加法器电路产生该选择信号之前处理该总和信号。

10.如权利要求9所述的不确定长度的讯息的调整装置，其特征是，该总和电路提供一结束讯息信号给该有限状态机。

11.一种于硬件上调整不确定长度讯息的方法，其特征是，包含：

产生一数据输出信号，其针对(1)包含一连串字符的一数据输入信号、(2)一有效字符信号及(3)一选择信号；及

产生该选择信号，其针对(1)该有效字符信号、(2)一讯框起始信号、(3)一讯框结束信号及(4)该数据输出信号，其中该选择信号可调整每一该字符的一起始点与一第一字符的起始点相配。

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