本發(fā)明涉及串行通信中組幀發(fā)送和幀同步接收技術(shù)，是一種能夠避免誤同步的幀結(jié)構(gòu)設計方法。

技術(shù)背景

組幀通信是串行通信的常用策略。串行通信總線協(xié)議有UART，SPI，I2C等。這些通信協(xié)議都是以字節(jié)、或字為傳輸單位的。發(fā)送端和接收端的軟件處理無需考慮字節(jié)邊界。但是需要做到幀同步才能正確通信。

幀同步是串行通信中關(guān)鍵的一步。由于數(shù)據(jù)的隨機性，在每一幀數(shù)據(jù)中，可能出現(xiàn)與同步碼相同的數(shù)據(jù)，這會導致誤同步。傳統(tǒng)的組幀方案是加長同步碼，添加幀尾、校驗和等手段，來剔除誤同步幀。這會丟失數(shù)據(jù)，并帶來較大的復雜度。傳統(tǒng)的同步方法會出現(xiàn)誤同步情況，而且同步算法相對復雜。采用特殊數(shù)據(jù)作為同步頭又會帶來帶寬浪費的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)，提供一種有效的幀同步方案。

技術(shù)方案

本發(fā)明是一種能夠避免誤同步的幀結(jié)構(gòu)設計方法，其中，包括如下步驟；

步驟1、設定幀數(shù)據(jù)的第一個字為同步碼，

步驟2、設定第二個字最作為輔助同步字，設為A0，若此幀的數(shù)據(jù)中同步碼是惟一的，則使得A0＝0，進行步驟5；否則進行步驟3；

步驟3、確定幀數(shù)據(jù)中，其它和同步碼相同的數(shù)據(jù)，依次標記為A1,A2,…An，n≥1；其中A1,A2,…An的值均為同步碼，同時使用A1.Index,A2.Index,…An.Index標示上述數(shù)據(jù)在幀數(shù)據(jù)中的位置；

步驟4、修改幀數(shù)據(jù)中和同步碼相同的數(shù)據(jù)的值，使得：

A0＝A1.Index；

A1＝A2.Index；

……

An-1＝An.Index；

An＝0；

步驟5、完成幀數(shù)據(jù)編碼。

如上所述的一種能夠避免誤同步的幀結(jié)構(gòu)設計方法，其中，設同步碼所代表的二進制數(shù)為P，設幀數(shù)據(jù)中每個字的位寬為n，則取P＞2^(n-1)-1。

有益效果

本方法設計新的組幀方案，使得同步碼是一幀中唯一出現(xiàn)的數(shù) 據(jù)，就不會出現(xiàn)誤同步的情況了。

具體實施方式

以下，結(jié)合具體實施方式，對本發(fā)明做進一步的說明。

由于誤同步出現(xiàn)的原因是存在與同步碼相同的數(shù)據(jù)，這意味著有信息量可以被壓縮。這就是解決問題的關(guān)鍵。設計新的組幀方案，使得同步碼是一幀中唯一出現(xiàn)的數(shù)據(jù)，就不會出現(xiàn)誤同步的情況了。本文就是對幀同步的方案展開討論，并給出一種有效的幀同步方案。

為此本發(fā)明使用如下新組幀方案：

設每個字的位寬為n，設一幀數(shù)據(jù)的長度為L，要求2^(n-1)＞＝L。每個字的位置依次為0、1、2、3、4、……、L-1。

第一個字為同步碼，同步碼所代表的二進制數(shù)設為P，P＞2^(n-1)-1。也就是說P的最高位為1，其他位可以任意設定。

第二個字最作為輔助同步字，設為A0，若一幀的數(shù)據(jù)中同步碼是惟一的，則使得A0＝0，否則A0＝A1.Index。

其中，A1為有效數(shù)據(jù)中第一個與同步碼相同的數(shù)據(jù)。A1.Index為A1在一幀數(shù)據(jù)中的位置，顯然A1.Index＜P。

若一幀中只有一個數(shù)據(jù)與同步碼相同則使得A1＝0，否則A1＝A2.Index，A2為有效數(shù)據(jù)中第二個與同步碼相同的數(shù)據(jù)。依此類推。

最后得到的一幀數(shù)據(jù)只有第一個字是同步碼，找到同步碼就完成了幀同步。

算法簡單，節(jié)省運算量。解幀過程也同樣簡單。而通信帶寬的利用率決定于幀的長度以及數(shù)據(jù)位寬。以8比特通信為例，若子幀長度為128，則帶寬利用率為126/128＝98.4375％。

以上方案已在GPS接收機以及串口上位機上實現(xiàn)。

設數(shù)據(jù)存儲在首地址為data的內(nèi)存上，數(shù)據(jù)長度為L字節(jié)，則：

組幀代碼如下：

解幀代碼如下

上述說明并不是對本發(fā)明的限定，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，可以進行各種變形和變更。