專利名稱：一種并行通訊總線及數(shù)據(jù)傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航空電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種并行通訊總線及數(shù)據(jù)傳輸方法。
背景技術(shù)：
并行通訊總線作為一種常見的通訊總線，以其接口簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)容易，在通訊領(lǐng)域占據(jù)著重要的位置。然而現(xiàn)有的并行通訊總線及數(shù)據(jù)傳輸方法在實(shí)際應(yīng)用中卻存在以下不足1)現(xiàn)有的并行通訊總線必須依靠時(shí)鐘信號(hào)的邊沿來進(jìn)行數(shù)據(jù)的采樣，在采樣時(shí)要求數(shù)據(jù)和地址保持穩(wěn)定，如果進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸，數(shù)據(jù)、地址和時(shí)鐘的延遲都可能導(dǎo)致傳輸失??；2)現(xiàn)有的并行總線通常采用地址總線、數(shù)據(jù)總線同時(shí)進(jìn)行傳輸，需要大量的傳輸線，同時(shí)傳輸線之間信號(hào)的同步也制約并行總線的傳輸速度和傳輸距離；3)無信號(hào)和信號(hào)“O”均采用低電平表示，當(dāng)硬件故障時(shí)(常見如開路、對(duì)地短路等)容易誤讀為“0”，導(dǎo)致誤碼的出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種并行通訊總線及數(shù)據(jù)傳輸方法，具有傳輸穩(wěn)定可靠、誤碼率低、占用信號(hào)線少、傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。技術(shù)方案一種并行通訊總線，包括時(shí)鐘、數(shù)據(jù)，所述時(shí)鐘包括幀同步時(shí)鐘和字同步時(shí)鐘。所述幀同步時(shí)鐘控制總線幀速率，可以根據(jù)需要設(shè)置幀同步時(shí)鐘的頻率；所述字同步時(shí)鐘控制數(shù)據(jù)字的傳輸速率，可以根據(jù)需要設(shè)置字同步時(shí)鐘的頻率；所述數(shù)據(jù)的寬度可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。采用TTL下降沿有效方式傳輸。若傳輸數(shù)據(jù)為“O”則保持總線信號(hào)為TTL高電平，若傳輸數(shù)據(jù)為“I”則總線信號(hào)為TTL低脈沖信號(hào)，脈沖寬度小于等于半個(gè)字同步時(shí)鐘周期。所述數(shù)據(jù)和字同步時(shí)鐘可相差半個(gè)字同步時(shí)鐘周期。一種數(shù)據(jù)傳輸方法，利用到上述并行通訊總線，包括以下步驟步驟一同時(shí)發(fā)送幀同步時(shí)鐘和數(shù)據(jù)；步驟二 半個(gè)字同步時(shí)鐘周期之后，發(fā)送字同步時(shí)鐘；步驟三在上一個(gè)字同步時(shí)鐘開始后的半個(gè)字同步時(shí)鐘周期，發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)；步驟四重復(fù)步驟二和步驟三，發(fā)送該幀的所有數(shù)據(jù)和字同步時(shí)鐘；步驟五重復(fù)步驟一至步驟四操作，依次發(fā)送其它幀。有益效果本發(fā)明提供了一種新型并行通訊總線，該總線具有傳輸穩(wěn)定可靠、誤碼率低、占用信號(hào)線少、傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，并能及時(shí)發(fā)現(xiàn)傳輸線路上的硬件故障情況，可廣泛應(yīng)用于電子技術(shù)領(lǐng)域。I)總線傳輸延遲改進(jìn)。由于本發(fā)明不像現(xiàn)有并行總線那樣在時(shí)鐘的邊沿采樣數(shù)據(jù)總線信號(hào)，而是通過捕捉時(shí)鐘脈沖前數(shù)據(jù)總線上是否有TTL低脈沖信號(hào)來判斷數(shù)據(jù)是“I”還是“0”，因此只要數(shù)據(jù)延遲小于±1/2時(shí)鐘周期，數(shù)據(jù)均能得到可靠傳輸，避免因信號(hào)延遲造成的數(shù)據(jù)誤碼和傳輸失敗。本發(fā)明可接受的傳輸延遲也遠(yuǎn)大于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)總線，并且抗干擾能力更強(qiáng)。2)不需要地址線。本發(fā)明采用字同步信號(hào)來進(jìn)行地址的同步。當(dāng)幀同步信號(hào)出現(xiàn)后，第I個(gè)字同步時(shí)鐘前的數(shù)據(jù)的地址為O號(hào)地址，后面依次遞增，直到下一個(gè)幀同步信號(hào)出現(xiàn)后，開始下一幀的地址和數(shù)據(jù)。因此無需額外的地址總線，減少了傳輸線的數(shù)量。3)傳輸距離遠(yuǎn)。本發(fā)明采用TTL電平和下降沿有效方式進(jìn)行信號(hào)傳輸，信號(hào)衰減小，傳輸距離至少可達(dá)數(shù)百米以上，克服了現(xiàn)有的并行數(shù)據(jù)總線傳輸距離較短的缺陷。且當(dāng)前通用電子元器件就能夠保證傳輸信號(hào)被可靠接收。4)易于發(fā)現(xiàn)總線硬件故障。在實(shí)際工程應(yīng)用中，數(shù)據(jù)總線長(zhǎng)時(shí)間使用后經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)總線斷開、對(duì)地短路等故障?，F(xiàn)有并行總線采用TTL低電平表示“0”，TTL高電平表示“1”，當(dāng)總線發(fā)生此類故障時(shí)總線為“O”通常會(huì)誤判而無法分辨總線斷開或?qū)Φ囟搪返惹闆r，因此無法識(shí)別該類故障。本發(fā)明采用TTL高電平表示“0”，采用TTL低脈沖表示“1”，由于時(shí) 鐘的存在總線不可能長(zhǎng)時(shí)間為“0”，當(dāng)出現(xiàn)以上故障時(shí)，總線保持為“O” 一個(gè)字同步時(shí)鐘周期以上，就會(huì)被判定為故障，從而避免了總線傳輸錯(cuò)誤。


圖1現(xiàn)有并行通訊總線信號(hào)及其失敗模式示意圖。圖2本發(fā)明并行通訊總線傳輸信號(hào)示意圖。圖3本發(fā)明并行通訊總線傳輸信號(hào)實(shí)例圖。其中a:正常情況；b :數(shù)據(jù)延遲導(dǎo)致傳輸失??；c :地址延遲導(dǎo)致傳輸失??；d :時(shí)鐘延遲造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致傳輸失?。籩 :時(shí)鐘延遲造成地址錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致傳輸失敗。DO, Dl……D1:地址O對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，地址I對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)……地址i對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)；SZl, SZ2......SZ1:地址I對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘，地址2對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘......地址i對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘；XHl, XH2:幀同步時(shí)鐘I，幀同步時(shí)鐘2 ；AO, Al......A1:地址0，地址I點(diǎn)......地址i ;T為字同步時(shí)鐘周期。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述，請(qǐng)參閱圖1至圖2。如圖1所示，為現(xiàn)有并行通訊總線信號(hào)及其失敗模式示意圖?，F(xiàn)有的并行通訊總線包括時(shí)鐘、數(shù)據(jù)以及地址。圖中這4種傳輸失敗模式均與信號(hào)傳輸延遲有關(guān)，而信號(hào)的傳輸速度和距離造成該延遲不可避免，因此通常實(shí)現(xiàn)時(shí)需要保持時(shí)鐘、數(shù)據(jù)、地址三類信號(hào)的嚴(yán)格同步，才能完成數(shù)據(jù)的正確傳輸。其可容忍的傳輸延遲為一個(gè)數(shù)據(jù)脈沖寬度。如圖2所示，為本發(fā)明并行通訊總線傳輸信號(hào)示意圖。一種并行通訊總線，包括時(shí)鐘、數(shù)據(jù)，所述時(shí)鐘包括幀同步時(shí)鐘和字同步時(shí)鐘。與現(xiàn)有的并行通訊總線相比，本發(fā)明一種并行通訊總線沒有地址，并且時(shí)鐘包括幀同步時(shí)鐘和字同步時(shí)鐘，通過字同步時(shí)鐘減少了并行總線的信號(hào)線數(shù)量；將字同步時(shí)鐘與數(shù)據(jù)相差1/2時(shí)鐘周期，當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸延遲小于±1/2時(shí)鐘周期時(shí)就完成數(shù)據(jù)傳輸，其可容忍的傳輸延遲為±1/2時(shí)鐘周期；因?yàn)椴⑿锌偩€的時(shí)鐘周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號(hào)脈沖，所以本發(fā)明一種并行通訊總線可接受的傳輸延遲也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)總線。所述幀同步時(shí)鐘控制總線幀速率，可以根據(jù)需要設(shè)置幀同步時(shí)鐘的頻率；所述字同步時(shí)鐘控制數(shù)據(jù)字的傳輸速率，可以根據(jù)需要設(shè)置字同步時(shí)鐘的頻率；所述數(shù)據(jù)的寬度可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。采用TTL下降沿有效方式傳輸。若傳輸數(shù)據(jù)為“O”則保持總線信號(hào)為TTL高電平，若傳輸數(shù)據(jù)為“I”則總線信號(hào)為TTL低脈沖信號(hào)，脈沖寬度小于等于半個(gè)字同步時(shí)鐘周期。一種數(shù)據(jù)傳輸方法，利用到上述并行通訊總線，包括以下步驟步驟一發(fā)送幀同步時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào) 發(fā)送幀同步時(shí)鐘XHl和數(shù)據(jù)D0。步驟二 發(fā)送字同步時(shí)鐘在數(shù)據(jù)信號(hào)開始T/2時(shí)間后，開始發(fā)送地址AO的字同步時(shí)鐘SZ0。步驟三發(fā)送數(shù)據(jù)在上一個(gè)字同步時(shí)鐘開始后T/2時(shí)間后，發(fā)送數(shù)據(jù)D2 ；步驟四重復(fù)步驟二和步驟三，依次發(fā)送SZl、D2、SZ2、D3......，直到第I幀XHl
內(nèi)所有數(shù)據(jù)和字同步時(shí)鐘發(fā)送完畢。步驟五重復(fù)步驟一至步驟四操作，依次發(fā)送所有數(shù)據(jù)幀XH2、XH3.......舉個(gè)例子說明一下上述步驟。例如利用本發(fā)明實(shí)現(xiàn)下表所示的4位數(shù)據(jù)的傳輸。其中第一行表示需要傳輸?shù)牡刂?，第二行表示該地址?duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，采用二進(jìn)制表示，示例中總線寬度定為4位，幀長(zhǎng)定為4 ;幀數(shù)率定為I次/秒，字時(shí)鐘周期定為250毫秒。
地址OI23OI23數(shù)據(jù)(二進(jìn)制)10001001110011011111000100100011本例并行通訊總線傳輸信號(hào)的時(shí)序如圖3所示。具體傳輸步驟如下步驟一先發(fā)送幀同步時(shí)鐘第I幀的幀同步時(shí)鐘XHl和地址O的數(shù)據(jù)1000，其中數(shù)據(jù)為4位總線數(shù)據(jù)；步驟二 125毫秒(半個(gè)字同步時(shí)鐘周期)之后，發(fā)送地址O的字同步時(shí)鐘；步驟三在上一個(gè)字同步時(shí)鐘開始后的125毫秒(半個(gè)字同步時(shí)鐘周期)，發(fā)送地址I的數(shù)據(jù)1001 ；步驟四重復(fù)步驟二至步驟三操作，依次發(fā)送地址I的字同步時(shí)鐘，地址2的數(shù)據(jù)1100，地址2的字同步時(shí)鐘，地址3數(shù)據(jù)1101，地址3的字同步時(shí)鐘，數(shù)據(jù)和字同步時(shí)鐘間隔125暈秒；步驟五重復(fù)步驟一至步驟四操作，在第I幀最后的字同步時(shí)鐘125毫秒后，依次發(fā)送第2幀的幀同步時(shí)鐘XH2和地址O數(shù)據(jù)1111、地址O的字同步時(shí)鐘、地址I數(shù)據(jù)0001、地址I的字同步時(shí)鐘、地址2數(shù)據(jù)0010、地址2的字同步時(shí)鐘、地址數(shù)據(jù)0011、地址3的字同步時(shí)鐘，數(shù)據(jù)和字同步時(shí)鐘間隔125毫秒。在接收本發(fā)明的傳輸信號(hào)時(shí)，先鎖存數(shù)據(jù)和幀同步時(shí)鐘，在字同步時(shí)鐘的下降沿出現(xiàn)時(shí)，檢查數(shù)據(jù)和幀同步時(shí)鐘的鎖存器是否出現(xiàn)TTL低脈沖，如果TTL低脈沖出現(xiàn)，則該位數(shù)據(jù)為“ I ”，否則該位數(shù)據(jù)為“0”，如果幀同步時(shí)鐘出現(xiàn)，表示新一幀數(shù)據(jù)的開始。由于本發(fā)明不像現(xiàn)有并行總線那樣在時(shí)鐘的邊沿采樣數(shù)據(jù)總線信號(hào)，而是通過捕捉時(shí)鐘脈沖前數(shù)據(jù)總線上是否有TTL低脈沖信號(hào)來判斷數(shù)據(jù)是“ I ”還是“0”，因此只要數(shù)據(jù)延遲小于±1/2時(shí)鐘周期，數(shù)據(jù)均能得到可靠傳輸，避免因信號(hào)延遲造成的數(shù)據(jù)誤碼和傳輸失敗。本發(fā)明可接受的傳輸延遲也遠(yuǎn)大于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)總線，并且抗干擾能力更強(qiáng)。本發(fā)明采用字同步信號(hào)來進(jìn)行地址的同步。當(dāng)幀同步信號(hào)出現(xiàn)后，第I個(gè)字同步時(shí)鐘前的數(shù)據(jù)的地址為O號(hào)地址，后面依次遞增，直到下一個(gè)幀同步信號(hào)出現(xiàn)后，開始下一幀的地址和數(shù)據(jù)。因此無需額外的地址總線，減少了傳輸線的數(shù)量。本發(fā)明采用TTL電平和下降沿有效方式進(jìn)行信號(hào)傳輸，信號(hào)衰減小，傳輸距離至少可達(dá)數(shù)百米以上，克服了現(xiàn)有的并行數(shù)據(jù)總線傳輸距離較短的缺陷。且當(dāng)前通用電子元器件就能夠保證傳輸信號(hào)被可靠接收。在實(shí)際工程應(yīng)用中，數(shù)據(jù)總線長(zhǎng)時(shí)間使用后經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)總線斷開、對(duì)地短路等故障?，F(xiàn)有并行總線采用TTL低電平表示“0”，TTL高電平表示“1”，當(dāng)總線發(fā)生此類故障時(shí)總線為“O”通常會(huì)誤判而無法分辨總線斷開或?qū)Φ囟搪返惹闆r，因此無法識(shí)別該類故障。本發(fā)明采用TTL高電平表示“0”，采用TTL低脈沖表示“1”，由于時(shí)鐘的存在總線不可能長(zhǎng)時(shí)間為“0”，當(dāng)出現(xiàn)以上故障時(shí)，總線保持為“O” 一個(gè)字同步時(shí)鐘周期以上，就會(huì)被判定為故障，從而避免了總線傳輸錯(cuò)誤。
權(quán)利要求
1.一種并行通訊總線，包括時(shí)鐘、數(shù)據(jù)，其特征在于，所述時(shí)鐘包括幀同步時(shí)鐘和字同步時(shí)鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種并行通訊總線，其特征在于，所述幀同步時(shí)鐘控制總線幀速率，可以根據(jù)需要設(shè)置幀同步時(shí)鐘的頻率；所述字同步時(shí)鐘控制數(shù)據(jù)字的傳輸速率， 可以根據(jù)需要設(shè)置字同步時(shí)鐘的頻率；所述數(shù)據(jù)的寬度可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種并行通訊總線，其特征在于，采用TTL下降沿有效方式傳輸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種并行通訊總線，其特征在于，所述數(shù)據(jù)和字同步時(shí)鐘可相差半個(gè)字同步時(shí)鐘周期。
5.一種數(shù)據(jù)傳輸方法，利用到權(quán)利要求1至4所述任意一種并行通訊總線，其特征在于，包括以下步驟步驟一同時(shí)發(fā)送幀同步時(shí)鐘和數(shù)據(jù)；步驟二 半個(gè)字同步時(shí)鐘周期之后，發(fā)送字同步時(shí)鐘；步驟三在上一個(gè)字同步時(shí)鐘開始后的半個(gè)字同步時(shí)鐘周期，發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)；步驟四重復(fù)步驟二和步驟三，發(fā)送該幀的所有數(shù)據(jù)和字同步時(shí)鐘；步驟五重復(fù)步驟一至步驟四操作，依次發(fā)送其它幀。
全文摘要
本發(fā)明屬于航空電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種并行通訊總線及數(shù)據(jù)傳輸方法。一種并行通訊總線，包括時(shí)鐘、數(shù)據(jù)，所述時(shí)鐘包括幀同步時(shí)鐘和字同步時(shí)鐘，方法包括同時(shí)發(fā)送幀同步時(shí)鐘和數(shù)據(jù)的步驟，發(fā)送字同步時(shí)鐘的步驟，發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)的步驟，發(fā)送該幀的所有數(shù)據(jù)和字同步時(shí)鐘的步驟。本發(fā)明提供了一種新型并行通訊總線及數(shù)據(jù)傳輸方法，該總線具有傳輸穩(wěn)定可靠、誤碼率低、占用信號(hào)線少、傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，并能及時(shí)發(fā)現(xiàn)傳輸線路上的硬件故障情況，可廣泛應(yīng)用于電子技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G06F13/38GK103019986SQ20121052157
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者夏元林, 費(fèi)生波, 程金 申請(qǐng)人:陜西千山航空電子有限責(zé)任公司