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シリアルプロトコルの区切り/同期技術
非同期シリアル通信は今日でも電子機器に広く普及しているため、私たちの多くはそのような質問に時々出くわしたと思います。電子デバイスDと、PCシリアル回線(RS-232または同様のもの)で接続され、継続的に情報を交換する必要があるコンピューターを検討してください。すなわち、PCそれぞれコマンドフレームを送信しており、それぞれステータスレポート/テレメトリーフレームで応答しています(レポートはリクエストへの応答として、または独立して送信できます-ここでは実際には関係ありません)。通信フレームには、任意のバイナリデータを含めることができます。通信フレームが固定長パケットであると仮定します。X msDY ms 問題: プロトコルは継続的であるため、受信側は同期を失ったり、進行中の送信フレームの途中で「結合」したりする可能性があるため、フレームの開始(SOF)がどこにあるかはわかりません。Aデータは、SOFに対する相対的な位置に基づいて異なる意味を持ち、受信したデータは破損する可能性があり、永久に破損する可能性があります。 必要なソリューション 短い回復時間でSOFを検出するための信頼性の高い区切り/同期スキーム(つまり、再同期に1フレーム以上かかることはありません)。 私が知っている(そして使用している)既存のテクニック: 1)ヘッダー/チェックサム -事前定義されたバイト値としてのSOF。フレームの最後のチェックサム。 長所:シンプル。 短所:信頼できません。不明な回復時間。 2)バイトスタッフィング: 長所:信頼性が高く高速な回復で、どのハードウェアでも使用可能 短所:固定サイズのフレームベースの通信には適していません 3)9番目のビットマーキング -各バイトに追加ビットを追加します。SOFでマークされたSOF 1とデータバイトには次のマークが付けられ0ます。 長所:信頼性が高く、高速な回復 短所:ハードウェアサポートが必要です。ほとんどのPCハードウェアおよびソフトウェアでは直接サポートされていません。 4)8番目のビットマーキング -上記の一種のエミュレーション。9番目ではなく8番目のビットを使用し、各データワードに7ビットのみを残します。 長所:信頼性の高い高速リカバリは、どのハードウェアでも使用できます。 短所:従来の8ビット表現と7ビット表現の間のエンコード/デコードスキームが必要です。やや無駄だ。 5)タイムアウトベース -定義されたアイドル時間の後に来る最初のバイトとしてSOFを想定します。 長所:データオーバーヘッドなし、シンプル。 短所:それほど信頼できません。Windows PCなどのタイミングの悪いシステムではうまく動作しません。潜在的なスループットのオーバーヘッド。 質問: 問題に対処するために存在する他の可能な技術/解決策は何ですか?上記のリストで簡単に回避できる短所を指摘できますか?システムプロトコルをどのように設計しますか(または設計しますか)?
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