嵌入式環(huán)境下串行幀通信的設計與實(shí)現
3.3 幀發(fā)送與接收
鏈路層以幀為單位進(jìn)行數據收發(fā),一種普遍的界定幀起始與結束的方法是:在待發(fā)送數據的頭部和尾部加入特殊的起始碼和結束碼,如果在數據中出現了這個(gè)碼型,就必須在數據發(fā)送前進(jìn)行轉義處理,把它轉換成其他碼型,否則將導致幀定位錯誤,數據通信失敗。很多協(xié)議實(shí)現者為求實(shí)現簡(jiǎn)單沒(méi)有進(jìn)行這種轉義,存在通信失敗的風(fēng)險,其實(shí)在點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議(PPP協(xié)議)中的描述了一種轉義處理方法,經(jīng)簡(jiǎn)化后,實(shí)現起來(lái)也并不復雜,描述如下:
數據發(fā)送方在幀首處發(fā)送0x7E作為起始碼,逐字節發(fā)送封裝后的數據,遇到0x7E時(shí),發(fā)送0x7D,0x5E字節序列,遇到0x7D時(shí),發(fā)送0x7 D,0x5D字節序列,最后在幀尾處發(fā)送0x7E作為結束碼;
數據接收方在串口數據流中搜索第一個(gè)0x7E作為幀起始(連續的0x7E則以最后一個(gè)為幀起始),逐字節接收數據,遇到0x7D時(shí),跳過(guò)不處理,而把該字節的后一個(gè)字節加上0x20,直到遇到0x7E認為幀結束。
在鏈路幀發(fā)送前,應使用CRC16算法對封裝數據進(jìn)行校驗,校驗多項式為,校驗值寫(xiě)入校驗字段中;在鏈路幀接收后,先對其進(jìn)行校驗,如果檢驗成功再進(jìn)行數據解封裝處理,如果校驗失敗則按照下述重發(fā)機制進(jìn)行重發(fā)。
3.4 錯誤檢測與重發(fā)機制
綜合考慮協(xié)議實(shí)現的簡(jiǎn)單性和數據收發(fā)的可靠性,決定采用停等協(xié)議進(jìn)行數據收發(fā),過(guò)程如下:
發(fā)送方發(fā)送一幀數據幀后,設置一個(gè)最長(cháng)等待時(shí)間,等待接收對方的確認幀或拒絕幀,若收到確認幀則發(fā)送下一幀;若收到拒絕幀或者在超時(shí)時(shí)間內未收到確認幀或拒絕幀,則重發(fā)當前幀,因等待超時(shí)而重發(fā)的幀要設置超時(shí)指示位。當連續收到拒絕幀三次或連續超時(shí)重發(fā)三次,則認為對端不可達,取消當前幀的發(fā)送,上報錯誤給應用層。
接收方收到數據幀后,當超時(shí)指示位為0時(shí),如果校驗正確,則發(fā)送確認幀,并處理此幀,如果校驗錯誤,則發(fā)送拒絕幀,不處理該幀;當超時(shí)指示位為1時(shí),說(shuō)明對方未正確收到確認幀或拒絕幀,如果上次非重發(fā)幀的校驗結果是正確的,則該幀實(shí)際上已經(jīng)處理過(guò),直接發(fā)送確認幀即可;如果上次非重發(fā)幀的校驗結果是錯誤的,則根據校驗結果正常處理該幀。本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/151026.htm
4 鏈路層實(shí)現
鏈路層采用C++語(yǔ)言實(shí)現,以便于代碼在各模塊程序中復用。應用層數據發(fā)送和接收流程如圖2,圖3所示。
5 結語(yǔ)
鏈路層的作用是可靠地把應用層數據發(fā)送到對端設備,但如果僅僅是這樣,應用程序使用起來(lái)并不是很方便,如果使用面向對象編程的方法,把鏈路層代碼封裝在一個(gè)類(lèi)中,向應用程序提供一些較為簡(jiǎn)單的功能接口,如發(fā)送數據,接收數據,檢測對端是否可達等,就可以很好地解決易用性問(wèn)題。另外當數據發(fā)送失敗時(shí),應當以返回值或事件方式通知應用程序,當有應用層數據需要處理時(shí),最好以回調函數或事件方式激活應用層處理程序,以避免應用程序低效的循環(huán)檢測。通過(guò)在協(xié)議設計和協(xié)議實(shí)現兩個(gè)方面同時(shí)進(jìn)行優(yōu)化,該協(xié)議在實(shí)際應用過(guò)程中表現出極好的可靠性和一定的通用性,可供參考借鑒。
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