CN113014547B - 一种基于排序映射的直通数据传输***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于排序映射的直通数据传输***及方法，利用直通传输，可优先发送数据，具有低延迟，无等待的优点，将数据快速的处理并发送出去。本发明采用报文排序和校验计算，将每个报文独立化，易于数据报文识别，并给出正确的应答序列，极大的提高了数据的可靠性。本发明采用排序映射缓存方法，可准确、直观的将数据报文与物理存储空间关联起来，将序号的独立性体现在物理存储的地址上。本发明采用高效应答机制，采用间隔应答和数据无等待传输方法，可实现数据传输的高效性，极大的降低了应答等待时间和应答对物理链路的占用时间。

Description

一种基于排序映射的直通数据传输***及方法

技术领域

本发明属于数字通信技术领域，具体涉及一种基于排序映射的直通数据传输***及方法。

背景技术

在数据传输过程中，由于链路的不稳定以及噪声的叠加，链路上始终会存在数据传输错误和丢失的情况，为了增加***的可靠性以及数据传输的完整性和稳定性，一般都会使用应答等待的方法来确保数据完整可靠。目前大多数的应答机制，在等待应答报文时，主机会处于等待状态，不发送数据，这样极大的浪费了物理链路的带宽；另外还有些技术在应答时都是对单个数据报文进行应答，链路上会传输很多的应答信息，应答报文极大的占用了传输信道，降低了有效数据的传输效率。随着高速传输***的广泛应用，传统的应答机制存在越来越大的局限性。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于排序映射的直通数据传输***及方法解决了现有技术中存在的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于排序映射的直通数据传输***，包括直通传输模块、报文排序模块、校验计算模块、高效应答模块、排序映射存储模块、超时检测模块以及发送接收模块；

所述直通传输模块、报文排序模块、校验计算模块、高效应答模块、超时检测模块以及发送接收模块依次连接，所述校验计算模块分别与超时检测模块、排序映射存储模块以及发送接收模块连接，所述排序映射存储模块与报文排序模块连接。

进一步地，所述直通传输模块用于接收上一级传输的数据报文，并将接收的数据报文依次发送至报文排序模块，无需等待上一级的数据报文全部接收；所述报文排序模块用于将接收的数据报文依次排序，并将其传输至校验计算模块和排序映射存储模块中；所述排序映射存储模块用于将数据报文按序号字段与存储空间的物理空间地址关联；所述校验计算模块用于根据数据报文序号从存储空间的物理空间地址中选择需要输出的数据，并将其传输至高效应答模块中；所述高效应答模块用于在下一级的应答报文未超时之前，将选择的报文数据依次且连续地传输至超时检测模块；所述超时检测模块用于检测下一级的应答报文返回是否超时，并在超时后传输重发信号至校验计算模块；所述发送接收模块用于将数据报文传输至下一级，接收应答报文以及超时后将对应报文的应答序号传输至校验计算模块进行重发操作。

本发明的有益效果为：采用直通传输的形式，且设置有高效应答模块，提高了传输数据的效率。并且使用超时检测模块对应答报文进行检测，保证了数据传输的可靠性。

一种基于排序映射的直通数据传输方法，包括以下步骤：

S1、接收上一级发送的数据报文，并使用直通传输方法将数据报文进行传输；

S2、将接收的数据报文进行排序，并给每个数据报文添加序号字段，所述每个数据报文的序号字段相比于前一个数据报文的序号字段进行加1操作；

S3、根据排序后的序号字段，利用排序映射缓存方法将数据报文存入对应的存储空间中，将序号字段与存储空间的物理空间地址关联；

S4、选择输出的数据，并进行校验计算，在数据报文的尾部添加校验字段；

S5、使用高效应答机制将添加了校验字段的数据报文发送至下一级；

S6、检测在规定时间内是否有下一级传输的应答报文返回，若是，则完成数据传输，否则重新发送报文，并进入步骤S7；

S7、判断重新发送报文的次数是否达到设定值，若是，则产生对应的错误信息，并上报给上一级，结束本次数据传输，否则返回步骤S4重新传输数据报文。

进一步地，所述步骤S1中直通传输方法具体为：接收上一级的数据报文，立即将数据报文发送至下一级，无需等待上一级的数据报文全部接收。

进一步地，所述步骤S2具体为：

S2.1、在每个数据报文中添加n比特的报文序号字段；

S2.2、将第一个接收的数据报文的报文序号字段设置为0；

S2.3、将除第一个数据报文之外的每个数据报文对应序号字段相比于前一个数据报文的序号字段进行加1操作，完成数据报文的序号字段添加。

进一步地，所述步骤S5中高效应答机制包括传输机制以及应答机制。

进一步地，所述传输机制具体为：发送报文数据时，若不存在下一级的应答超时，则无需等待应答信号返回，将数据报文按序号字段依次发送。

进一步地，所述应答机制具体为：采集间隔应答，对于每N个发送的数据报文，下一级返回1个应答报文。

进一步地，所述步骤S6具体为：

S6.1、每发送N个数据报文后，开始计时；

S6.2、判断在规定时间内是否有第N个数据报文的应答报文返回，若是，则完成数据传输，否则重发前N个数据报文，并进入步骤S7；

本发明的有益效果为：

(1)本发明利用直通传输方法，可优先发送数据，具有低延迟，无等待的优点，将数据快速的处理并发送出去。

(2)本发明采用报文排序和校验计算的方法，将每个报文独立化，易于数据报文识别，并给出正确的应答序列，极大的提高了数据的可靠性。

(3)本发明采用排序映射缓存方法，可准确、直观的将数据报文与物理存储空间关联起来，将序号的独立性体现在物理存储的地址上。

(3)本发明采用高效应答机制，采用间隔应答和数据无等待传输方法，可实现数据传输的高效性，极大的降低了应答等待时间和应答对物理链路的占用时间。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于排序映射的直通数据传输***示意图。

图2为本发明提出的一种基于排序映射的直通数据传输方法流程图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

下面结合附图详细说明本发明的实施例。

如图1所示，一种基于排序映射的直通数据传输***，包括直通传输模块、报文排序模块、校验计算模块、高效应答模块、排序映射存储模块、超时检测模块以及发送接收模块。

所述直通传输模块、报文排序模块、校验计算模块、高效应答模块、超时检测模块以及发送接收模块依次连接，所述校验计算模块分别与超时检测模块、排序映射存储模块以及发送接收模块连接，所述排序映射存储模块与报文排序模块连接。

在本实施例中，所有的模块和功能都是使用可编程逻辑器件进行实现，首先从上层接收数据报文，利用直通传输，降低数据报文处理时间延迟；然后对所有的报文进行排序，添加序列字段，并将序列字段映射到存储空间中。将需要发送的数据进行校验计算，并添加校验值，最后使用间断响应和无等待传输的高效响应机制发送数据，从而实现可靠、稳定的数据传输***。

所述直通传输模块用于接收上一级传输的数据报文，并将接收的数据报文依次发送至报文排序模块，无需等待上一级的数据报文全部接收。

所述报文排序模块用于将接收的数据报文依次排序，并将其传输至校验计算模块和排序映射存储模块中。

所述排序映射存储模块用于将数据报文按序号字段与存储空间的物理空间地址关联。

所述校验计算模块用于根据数据报文序号从存储空间的物理空间地址中选择需要输出的数据，并将其传输至高效应答模块中。

所述高效应答模块用于在下一级的应答报文未超时之前，将选择的报文数据依次且连续地传输至超时检测模块。

所述超时检测模块用于检测下一级的应答报文返回是否超时，并在超时后传输重发信号至校验计算模块。

所述发送接收模块用于将数据报文传输至下一级，接收应答报文以及超时后将对应报文的应答序号传输至校验计算模块进行重发操作。

本发明的有益效果为：采用直通传输的形式，且设置有高效应答模块，提高了传输数据的效率。并且使用超时检测模块对应答报文进行检测，保证了数据传输的可靠性。

如图2所示，一种基于排序映射的直通数据传输方法，包括以下步骤：

S1、接收上一级发送的数据报文，并使用直通传输方法将数据报文进行传输；

S2、将接收的数据报文进行排序，并给每个数据报文添加序号字段，所述每个数据报文的序号字段相比于前一个数据报文的序号字段进行加1操作；

S3、根据排序后的序号字段，利用排序映射缓存方法将数据报文存入对应的存储空间中，将序号字段与存储空间的物理空间地址关联；

S4、选择输出的数据，并进行校验计算，在数据报文的尾部添加校验字段；

S5、使用高效应答机制将添加了校验字段的数据报文发送至下一级；

S6、检测在规定时间内是否有下一级传输的应答报文返回，若是，则完成数据传输，否则重新发送报文，并进入步骤S7；

S7、判断重新发送报文的次数是否达到设定值，若是，则产生对应的错误信息，并上报给上一级，结束本次数据传输，否则返回步骤S4重新传输数据报文。

在本实施例中，校验计算的具体方法为：选择输出的数据，将数据与序列号一起进行CRC8校验计算，并将校验值添加在数据报文的尾部。校验计算的作用具体为：添加校验，可以保证数据传输的可靠性。由于信号在信道中传输时，可能存在各种干扰，导致传输数据出错，添加校验可以有效的过滤掉出错的数据报文。

所述步骤S1中直通传输方法具体为：接收上一级的数据报文，立即将数据报文发送至下一级，无需等待上一级的数据报文全部接收。

所述步骤S2具体为：

S2.1、在每个数据报文中添加n比特的报文序号字段；

S2.2、将第一个接收的数据报文的报文序号字段设置为0；

S2.3、将除第一个数据报文之外的每个数据报文对应序号字段相比于前一个数据报文的序号字段进行加1操作，完成数据报文的序号字段添加。

所述步骤S5中高效应答机制包括传输机制以及应答机制。

所述传输机制具体为：发送报文数据时，若不存在下一级的应答超时，则无需等待应答信号返回，将数据报文按序号字段依次发送。

所述应答机制具体为：采集间隔应答，对于每N个发送的数据报文，下一级返回1个应答报文。

所述步骤S6具体为：

S6.1、每发送N个数据报文后，开始计时；

S6.2、判断在规定时间内是否有第N个数据报文的应答报文返回，若是，则完成数据传输，否则重发前N个数据报文，并进入步骤S7；

本发明的有益效果为：

(1)本发明利用直通传输方法，可优先发送数据，具有低延迟，无等待的优点，将数据快速的处理并发送出去。

(2)本发明采用报文排序和校验计算的方法，将每个报文独立化，易于数据报文识别，并给出正确的应答序列，极大的提高了数据的可靠性。

(3)本发明采用排序映射缓存方法，可准确、直观的将数据报文与物理存储空间关联起来，将序号的独立性体现在物理存储的地址上。

(3)本发明采用高效应答机制，采用间隔应答和数据无等待传输方法，可实现数据传输的高效性，极大的降低了应答等待时间和应答对物理链路的占用时间。

直通传输具体为：一个完整的数据报文输入可能是由几个时钟周期进行传输的，直通传输中，只要接收到了第一个时钟周期的数据报文，就会开始进行报文排序，校验计算等的后续操作，然后开始发送输入的数据报文。由于不用等待所有的报文字段接收完成后才开始操作，减少了报文的处理和等待时间，极大的提高了数据报文的处理时效。

如果在传输的过程中发现该数据报文是错误或者无效的，可以通过校验计算，在尾部添加错误的校验值，从而让接收方丢弃该报文。

报文排序具体为：在每个数据报文中添加n比特的报文序号字段，报文序号字段默认为0，按照接收报文的顺序进行加1操作，当加满后，报文序号字段翻转到0。接收方根据上次返回的应答序号(M)，如果当前接收到报文序号字段小于M，则认为数据重复发送，同时返回应答序号M；否则返回当前接收到的报文序号字段。通过对所有报文进行排序计数，为每个数据报文打上独特的标签，可有效的识别数据报文传输是否完整。

排序映射存储具体为：将应答的序列号与已经发送过的数据报文对应起来。针对报文排序得到的n比特报文序号字段，用来映射到不同的物理存储空间。将n比特报文序号作为存储空间的地址，每个存储空间都保存着与其地址相对应的数据报文字段。通过排序映存储存方法，可以直接使用报文的序号字段从存储空间中选择已经发送过的数据报文，可以实现已发送数据报文的快速查找，具有结构简单、快速直观的优先。

高效的应答机制具体为：使用间隔应答方法和无等待传输机制，可以高效的传输数据报文，同时消除了应答等待时间，减少了应答报文对信道的占用时间。

间隔应答方法，对多个数据报文，只返回一个应答报文。例如，实际使用中可能发送8个数据报文后，接收方才返回一个应答报文，应答报文中包含了第8个数据报文的序号字段。发送方接收到这个应答报文后，就会知道接收方已经正确的接收了之前的数据报文。

在对应答报文的检测中，使用了超时检测的方法，当发送方发送完8个数据报文后，超时计时开始，当计时到特定的时间后，如果接收方没有返回正确的应答序列，那么发送方开始重新传输之前的序列。

发送无等待方法，在接收方返回的应答没有超时时，发送方会连续不断的发送数据报文，无需等待应答序列到达后才开始发送数据。减少了传输过程中对应答的等待时间。

发送接收模块对应不同种类的信号，使用不同的发送和接收方法，来进行信号的接收和模拟。具有很强的兼容性。

Claims (5)

1.一种基于排序映射的直通数据传输方法，该方法基于一种基于排序映射的直通数据传输***，包括直通传输模块、报文排序模块、校验计算模块、高效应答模块、排序映射存储模块、超时检测模块以及发送接收模块；

所述直通传输模块、报文排序模块、校验计算模块、高效应答模块、超时检测模块以及发送接收模块依次连接，所述校验计算模块分别与超时检测模块、排序映射存储模块以及发送接收模块连接，所述排序映射存储模块与报文排序模块连接；

所述直通传输模块用于接收上一级传输的数据报文，并将接收的数据报文依次发送至报文排序模块，无需等待上一级的数据报文全部接收；所述报文排序模块用于将接收的数据报文依次排序，并将其传输至校验计算模块和排序映射存储模块中；所述排序映射存储模块用于将数据报文按序号字段与存储空间的物理空间地址关联；所述校验计算模块用于根据数据报文序号从存储空间的物理空间地址中选择需要输出的数据，并将其传输至高效应答模块中；所述高效应答模块用于在下一级的应答报文未超时之前，将选择的报文数据依次且连续地传输至超时检测模块；所述超时检测模块用于检测下一级的应答报文返回是否超时，并在超时后传输重发信号至校验计算模块；所述发送接收模块用于将数据报文传输至下一级，接收应答报文以及超时后将对应报文的应答序号传输至校验计算模块进行重发操作；

其特征在于，方法包括以下步骤：

S1、接收上一级发送的数据报文，并使用直通传输方法将数据报文进行传输；

S2、将接收的数据报文进行排序，并给每个数据报文添加序号字段，所述每个数据报文的序号字段相比于前一个数据报文的序号字段进行加1操作；

S3、根据排序后的序号字段，利用排序映射缓存方法将数据报文存入对应的存储空间中，将序号字段与存储空间的物理空间地址关联；

S4、选择输出的数据，并进行校验计算，在数据报文的尾部添加校验字段；

S5、使用高效应答机制将添加了校验字段的数据报文发送至下一级；

S6、检测在规定时间内是否有下一级传输的应答报文返回，若是，则完成数据传输，否则重新发送报文，并进入步骤S7；

S7、判断重新发送报文的次数是否达到设定值，若是，则产生对应的错误信息，并上报给上一级，结束本次数据传输，否则返回步骤S4重新传输数据报文；

所述步骤S1中直通传输方法具体为：接收上一级的数据报文，立即将数据报文发送至下一级，无需等待上一级的数据报文全部接收；

所述步骤S2具体为：

S2.1、在每个数据报文中添加n比特的报文序号字段；

S2.2、将第一个接收的数据报文的报文序号字段设置为0；

S2.3、将除第一个数据报文之外的每个数据报文对应序号字段相比于前一个数据报文的序号字段进行加1操作，完成数据报文的序号字段添加。

2.根据权利要求1所述的基于排序映射的直通数据传输方法，其特征在于，所述步骤S5中高效应答机制包括传输机制以及应答机制。

3.根据权利要求2所述的基于排序映射的直通数据传输方法，其特征在于，所述传输机制具体为：发送报文数据时，若不存在下一级的应答超时，则无需等待应答信号返回，将数据报文按序号字段依次发送。

4.根据权利要求3所述的基于排序映射的直通数据传输方法，其特征在于，所述应答机制具体为：采集间隔应答，对于每N个发送的数据报文，下一级返回1个应答报文。

5.根据权利要求4所述的基于排序映射的直通数据传输方法，其特征在于，所述步骤S6具体为：

S6.1、每发送N个数据报文后，开始计时；

S6.2、判断在规定时间内是否有第N个数据报文的应答报文返回，若是，则完成数据传输，否则重发前N个数据报文，并进入步骤S7。

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