編碼設備、編碼方法、數(shù)據(jù)通信設備和數(shù)據(jù)通信方法
【專利摘要】4B5B編碼器(3)將輸入的4比特數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成5比特數(shù)據(jù)模式，其(i)允許連續(xù)“0”數(shù)據(jù)值的比特數(shù)最大為2，同時(ii)允許頭端兩個比特最多一個比特具有“0”數(shù)據(jù)值，允許尾端兩個比特的最多一個比特具有“0”數(shù)據(jù)值。5N比特命令編碼器(4)將命令轉(zhuǎn)換成命令模式，其中允許連續(xù)“0”數(shù)據(jù)值中包含的比特數(shù)最多為2。由NRZI編碼器(7)將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)換后的命令轉(zhuǎn)換成NRZI碼。
【專利說明】編碼設備、編碼方法、數(shù)據(jù)通信設備和數(shù)據(jù)通信方法
[0001]本申請為分案申請，其原申請是于2012年6月15日向中國專利局提交的專利申請，申請?zhí)枮?01210201494.0，發(fā)明名稱為“光編碼設備、編碼方法、數(shù)據(jù)通信設備和數(shù)據(jù)通?目方法”。

【技術(shù)領域】
[0002]本公開涉及一種將數(shù)據(jù)和命令編碼成適用于時鐘提取的格式的編碼設備和編碼方法。
[0003]此外，本公開涉及一種傳送包含數(shù)據(jù)的幀的數(shù)據(jù)通信方法和數(shù)據(jù)通信設備。

【背景技術(shù)】
[0004][專利文獻 I] JP S59-2H358A
[0005][專利文獻 2] JP 2001-69181Α
[0006][專利文獻 3] JP 2008-257221A(US 2008/0225173)
[0007][專利文獻 4] JP S61-195453A (US 5001642B1)
[0008][專利文獻 5] JP H11-317675A (US 6405338B1)
[0009]首先，在從數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸中的接收數(shù)據(jù)提取時鐘時，在接收數(shù)據(jù)包含連續(xù)的相同值時，變得困難?？梢允褂寐鼜厮固卮a克服這個問題。另一方面，曼徹斯特碼需要兩倍信息量的頻帶。提出了一種轉(zhuǎn)換二進制數(shù)據(jù)的技術(shù)，通過組合4B5B轉(zhuǎn)換和NRZI編碼，例如用于以太網(wǎng)(注冊商標)的100BASE-FX容易地進行時鐘提取。
[0010]NRZI編碼使得時鐘提取更容易，因為在數(shù)據(jù)值“I”連續(xù)時，波形連續(xù)改變。相反，在數(shù)據(jù)值“O”連續(xù)時，波形不變化。于是，如何刪除包含連續(xù)數(shù)據(jù)值“O”的模式是一個問題。專利文獻I公開了一種方法，以將4比特數(shù)據(jù)(Ox-Fx)轉(zhuǎn)換成5比特數(shù)據(jù)，該5比特數(shù)據(jù)在頭部具有一個數(shù)據(jù)值“0”，在尾部具有最多兩個數(shù)據(jù)值“0”，由此設置了未經(jīng)歷邊緣的最大位長為“4”。在這里，邊緣是“O”和“I”之間的變化。這種方法未充分抑制最大位長。此外，沒有用于通信的命令的特殊規(guī)則性；將模式逐個分配到每個命令。能夠使用的命令數(shù)量受到自然限制。
[0011]專利文獻2公開了一種方法以從用于編碼的目標移除命令，由此轉(zhuǎn)換成頭部包含最多一個數(shù)據(jù)值“0”，尾部還包含最多一個數(shù)據(jù)值“O”的5-比特數(shù)據(jù)。由此將不經(jīng)歷邊緣的最大比特長度設置為“3”。
[0012]專利文獻2的方法需要僅利用特定模式表達除數(shù)據(jù)或定界符(命令的一個類別)之外的幀，定界符表示幀的邊界。于是，專利文獻2的方法限制了命令碼的設置。
[0013]第二，已知有一種數(shù)據(jù)通信方法，為數(shù)據(jù)幀分配標識符以標識數(shù)據(jù)幀并向通信路徑發(fā)送數(shù)據(jù)幀。例如，專利文獻3公開了一種技術(shù)，其中向較短的加長數(shù)據(jù)幀分配較短的加長標識符，而向較長的加長數(shù)據(jù)幀分配較長的加長標識符。
[0014]不過，在專利文獻3的技術(shù)中，在較長的加長數(shù)據(jù)幀通信頻率高于較短的加長數(shù)據(jù)幀通信頻率時，較長的加長標識符通信頻率高于較短的加長標識符通信頻率。這在總體上減小了通信網(wǎng)絡的通信效率。
[0015]第三，有一種常規(guī)上廣泛知道的CAN(控制器區(qū)域網(wǎng))作為LAN(局域網(wǎng))，其需要高可靠性(例如，參考專利文獻4)。CAN確保了利用堆棧錯誤檢測、比特錯誤檢測、形式錯誤檢測、確認錯誤檢測、CRC(循環(huán)冗余校驗)錯誤檢測等時低于500kbps的比特率。
[0016]此外，近來通信系統(tǒng)中有一種趨勢，需要改善數(shù)據(jù)通信的速度(幾百Mbps或更大)和高的可靠性。CAN作為通信系統(tǒng)，提供數(shù)據(jù)通信速度改善所需的無沖突或時鐘再現(xiàn)，提供充分可靠性并不那么容易，因為CAN中有特定的幀結(jié)構(gòu)。
[0017]第四，已知一種數(shù)據(jù)通信，其中發(fā)送側(cè)發(fā)送帶有檢錯碼，例如CRC的數(shù)據(jù)幀，接收側(cè)利用檢錯碼檢測接收數(shù)據(jù)的錯誤，如果檢測到錯誤，請求重新發(fā)送相關(guān)的通信幀(例如，參考專利文獻5)。
[0018]這樣的錯誤檢測僅應用于數(shù)據(jù)而不應用于數(shù)據(jù)幀的報頭部分，因為報頭部分的比特比數(shù)據(jù)部分少，且假設其不經(jīng)歷任何錯誤檢測。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]本公開的第一個目的是提供一種編碼設備和編碼方法，其靈活地設置命令碼，同時防止數(shù)據(jù)值變化頻率減小。
[0020]本公開的第二目的是提供一種數(shù)據(jù)通信方法和數(shù)據(jù)通信設備，在為數(shù)據(jù)幀分配標識符以識別幀并向通信路徑發(fā)送時，在整體上提高了通信網(wǎng)絡的通信效率。
[0021]本公開的第三目的是提供一種數(shù)據(jù)通信方法和數(shù)據(jù)通信設備，確保高可靠性，同時加快數(shù)據(jù)通信速度。
[0022]本公開的第四目的是提供一種數(shù)據(jù)通信方法和數(shù)據(jù)通信設備，其即使在通信幀的控制信息部分中也能夠檢測錯誤。
[0023]為了實現(xiàn)第一目的，根據(jù)本公開的第一范例，如下提供了一種編碼設備。包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置，將具有4比特串的4比特數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有5比特串的5比特數(shù)據(jù)模式。包括命令轉(zhuǎn)換裝置，將命令轉(zhuǎn)換成具有5N比特串的5N比特命令模式，其中N是二或更大的自然數(shù)。包括NRZI轉(zhuǎn)換裝置，將5比特數(shù)據(jù)模式和5N比特命令模式轉(zhuǎn)換成NRZI碼，其中NRZI表示非歸零/反轉(zhuǎn)。在這里，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換成具有5比特串的5比特數(shù)據(jù)模式，其中⑴允許連續(xù)“O”數(shù)據(jù)值的比特數(shù)最大為2，同時(ii)允許頭端兩個比特最多一個比特具有“O”數(shù)據(jù)值，允許尾端兩個比特的最多一個比特具有“O”數(shù)據(jù)值；并且命令轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換成具有5N比特串的5N比特命令模式，其中允許連續(xù)“O”數(shù)據(jù)值中包含的比特數(shù)最多為兩個。
[0024]在以上配置下，將命令轉(zhuǎn)換成5N比特命令模式，其在5N比特(10、15、20……比特)的比特串之內(nèi)包含最多兩個連續(xù)的“O”數(shù)據(jù)值。于是，可以根據(jù)需要的命令分類容易地擴展轉(zhuǎn)換之后的命令模式。此外，轉(zhuǎn)換成NRZI碼之后的比特串包含連續(xù)比特長度的比特，其數(shù)據(jù)值相同，維持在最大“3”。
[0025]為了實現(xiàn)第二目的，根據(jù)本公開的第二范例，提供了一種數(shù)據(jù)通信方法，用于為幀分配標識符以識別幀并向通信路徑發(fā)送幀。該方法包括:為通信網(wǎng)絡中通信頻率最高的數(shù)據(jù)幀分配標識符長度最短的標識符，并向所述通信路徑發(fā)送具有標識符的數(shù)據(jù)幀；以及為通信頻率最高的數(shù)據(jù)幀之外的任意幀分配任意標識符長度的標識符，并向所述通信路徑發(fā)送任意幀。
[0026]在以上配置下，在通信網(wǎng)絡中的標識符中具有最短長度的標識符跟隨在通信頻率最高的數(shù)據(jù)幀通信之后，由此提供了標識符中最高的通信頻率。這樣能夠防止較長加長標識符的通信頻率變得高于較短加長標識符的通信頻率。這在總體上改善了通信網(wǎng)絡的通信效率。
[0027]為了實現(xiàn)第三目的，根據(jù)本公開的第三范例，提供了一種數(shù)據(jù)通信方法，包括:對包含數(shù)據(jù)的鏈路層幀進行4B5B編碼；向經(jīng)過4B5B編碼的鏈路層幀添加前導碼、幀開始部分和幀結(jié)束部分，產(chǎn)生物理層幀；對產(chǎn)生的物理層幀進行NRZI (非歸零反轉(zhuǎn))編碼；在將經(jīng)過NRZI編碼的物理層幀作為發(fā)送幀向通信路徑發(fā)送之前，執(zhí)行比特錯誤檢測，判斷發(fā)送幀中的發(fā)送數(shù)據(jù)是否正常；在從所述通信路徑接收物理層幀作為接收幀時，執(zhí)行編碼錯誤檢測，判斷接收的物理層幀的4B5B編碼是否正常；執(zhí)行CRC(循環(huán)冗余校驗)錯誤檢測，判斷接收的物理層幀中包括的鏈路層幀中的數(shù)據(jù)是否正常；執(zhí)行形式錯誤檢測，判斷鏈路層幀的配置和內(nèi)容是否正常；執(zhí)行狀態(tài)錯誤檢測，判斷鏈路層幀的比特串的次序是否正常；以及執(zhí)行超時錯誤檢測，判斷在預定時間之內(nèi)是否正常接收到ACK(確認)幀。
[0028]以上配置采用了握手通信方法，使用ACK幀實現(xiàn)無沖突；對包含數(shù)據(jù)的鏈路層幀進行4B5B編碼；向鏈路層幀添加前導碼、幀開始部分和幀結(jié)尾，以產(chǎn)生物理層幀；以及添加物理層幀的NRZI編碼作為時鐘再現(xiàn)的要求，由此提高通信速度。此外，在從通信路徑接收到接收幀時，以上配置在向通信路徑發(fā)送發(fā)送幀時執(zhí)行比特錯誤檢測，并執(zhí)行編碼錯誤檢測、CRC錯誤檢測、形式錯誤檢測、狀態(tài)錯誤檢測和超時錯誤檢測。由此，確保了高可靠性。
[0029]為了實現(xiàn)第四目的，根據(jù)本公開的第四范例，如下提供了一種在發(fā)送側(cè)和接收側(cè)之間傳送通信幀的數(shù)據(jù)通信方法。所述通信幀包含(i)包含控制碼的控制信息部分，(ii)包含發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)部分，以及(iii)包含檢錯碼的錯誤檢測部分。所述數(shù)據(jù)通信方法包括:所述發(fā)送側(cè)發(fā)送錯誤檢測部分，其包含用于檢測控制信息部分中的錯誤的控制使用檢錯碼；以及接收側(cè)基于控制使用檢錯碼執(zhí)行控制信息部分的錯誤檢測。
[0030]因此，接收側(cè)能夠檢測控制信息部分中是否還發(fā)生了錯誤。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]從參考附圖做出的以下詳細描述，本公開的以上和其他目的、特征和優(yōu)點將變得更加明顯。在附圖中:
[0032]圖1A是示出了根據(jù)第一實施例的范例I將4比特數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成5比特數(shù)據(jù)模式的表格的圖不;
[0033]圖1B是示出了根據(jù)第一實施例范例I用于表達命令的數(shù)據(jù)值表格的圖示；
[0034]圖1C是示出了根據(jù)第一實施例范例I的頭端兩個比特和尾端兩個比特的圖示；
[0035]圖2是示出了根據(jù)第一實施例范例I使用NRZI碼發(fā)送的波形的圖示；
[0036]圖3是功能框圖，示出了根據(jù)第一實施例范例I的編碼設備的配置；
[0037]圖4是功能框圖，示出了根據(jù)第一實施例范例I的解碼設備配置；
[0038]圖5是示出了根據(jù)第一實施例范例2用于表達命令的數(shù)據(jù)值表格的圖示；
[0039]圖6是功能框圖，示出了根據(jù)第一實施例范例3的編碼設備的配置；
[0040]圖7是功能框圖，不出了根據(jù)第一實施例范例4的編碼設備的配置；
[0041]圖8是示出了根據(jù)本公開第二實施例的數(shù)據(jù)通信設備配置的功能框圖；
[0042]圖9是示出了根據(jù)第二實施例的每個幀的幀結(jié)構(gòu)的圖示；
[0043]圖10是示出了根據(jù)第二實施例每個幀的通信頻率、標識符長度和標識符的圖示；
[0044]圖11是示出了根據(jù)本公開第三實施例的數(shù)據(jù)通信設備配置的功能框圖；圖12是示出了根據(jù)第三實施例的鏈路層幀和物理層幀的幀結(jié)構(gòu)圖示；
[0045]圖13是示出了根據(jù)第三實施例的功能層次結(jié)構(gòu)的圖示；
[0046]圖14是示出了根據(jù)第三實施例與開放系統(tǒng)互連參考模型比照的圖示；
[0047]圖15是示出了根據(jù)第三實施例的數(shù)據(jù)發(fā)送中錯誤檢測過程的流程圖；
[0048]圖16是示出了根據(jù)第三實施例的數(shù)據(jù)接收中錯誤檢測過程的流程圖；
[0049]圖17是示出了根據(jù)第三實施例的錯誤分類和檢測節(jié)點的圖示；
[0050]圖18是示出了根據(jù)本公開第四實施例范例I的數(shù)據(jù)通信設備配置的功能框圖；
[0051]圖19是示出了根據(jù)第四實施例范例I的每個幀的幀結(jié)構(gòu)的圖示；
[0052]圖20是不出了根據(jù)第四實施例范例I每個幀的通信頻率、標識符長度和標識符的圖示；
[0053]圖21是示出了根據(jù)第四實施例范例I關(guān)于12比特ID突發(fā)幀產(chǎn)生CRC碼的圖示；
[0054]圖22是示出了根據(jù)第四實施例范例I的數(shù)據(jù)接收中錯誤檢測過程的流程圖；
[0055]圖23是示出了根據(jù)第四實施例范例I請求重新發(fā)送關(guān)于12比特ID突發(fā)幀一部分數(shù)據(jù)的過程圖示；
[0056]圖24是示出了根據(jù)第四實施例范例I發(fā)送和接收期間處理序列的圖示；
[0057]圖25是示出了根據(jù)第四實施例范例2改變CRC碼比特數(shù)的圖示；
[0058]圖26是示出了根據(jù)第四實施例范例I發(fā)送和接收期間處理序列的圖示；以及
[0059]圖27是示出了根據(jù)本公開第四實施例范例2的數(shù)據(jù)通信設備配置的功能框圖。

【具體實施方式】
[0060][第一實施例]
[0061](范例I)
[0062]將參考圖1A到4解釋根據(jù)本公開第一實施例的范例I。圖3是功能框圖，示出了編碼設備的配置，該編碼設備對發(fā)送數(shù)據(jù)進行編碼并將編碼的發(fā)送數(shù)據(jù)作為串行數(shù)據(jù)發(fā)送。在這里，編碼設備I的FIFO 2(先進先出，數(shù)據(jù)/命令識別裝置或模塊)2接收從傳輸控制電路(未示出)輸出的發(fā)送信號(即數(shù)據(jù)或命令)；將經(jīng)過FIFO 2的信號輸入到4B5B編碼器3 (數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置或模塊)和5N比特命令編碼器4 (命令轉(zhuǎn)換裝置或模塊)。
[0063]輸入到FIFO 2中的數(shù)據(jù)和命令是九(9)比特；九個比特在頭部包含識別比特，利用一個比特“O”表示數(shù)據(jù)，利用一個比特“I”表示命令。在FIFO 2中去除標識比特；由此，向4B5B編碼器3和5N比特命令編碼器4輸出8比特串。亦即，向編碼器3、4中輸入數(shù)據(jù)和命令，無需指出是數(shù)據(jù)還是命令。
[0064]4B5B編碼器3將輸入的8比特數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成與8比特數(shù)據(jù)的高位對應的4比特數(shù)據(jù)和與8比特數(shù)據(jù)的低位對應的4比特數(shù)據(jù)，并根據(jù)圖1A中所示的表格將每個4比特數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成5比特數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)模式。此外，5N比特命令編碼器4轉(zhuǎn)換8比特命令，以便利用10個比特(N = 2，5N = 10)表達。這種轉(zhuǎn)換使用4B5B編碼器3轉(zhuǎn)換之后的以上5比特數(shù)據(jù)模式中的(i)尾部數(shù)據(jù)值為“I”的(xxxxl)數(shù)據(jù)模式和(ii)頭部數(shù)據(jù)值為“I”的(lxxxx)數(shù)據(jù)模式；由此，將(xxxxl)數(shù)據(jù)模式和(ii) (Ixxxx)數(shù)據(jù)模式與七種表達單個命令的命令模式⑴到⑵之一組合。
[0065]4B5B編碼器3轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)和5N比特命令編碼器4轉(zhuǎn)換后的命令經(jīng)由選擇器5 (選擇裝置或模塊)提供到串行器6以進行并行/串行轉(zhuǎn)換。由NRZI編碼器7(NRZI信號轉(zhuǎn)換裝置或模塊)將轉(zhuǎn)換后的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成NRZI碼并從發(fā)送終端發(fā)送。要指出的是，F(xiàn)IFO 2判斷被處理的比特串是根據(jù)識別比特的值的數(shù)據(jù)或命令，并向選擇器5輸出數(shù)據(jù)/命令識別信號(選擇開關(guān)信號)。
[0066]圖4是功能框圖，示出了解碼設備11的配置，其經(jīng)由編碼設備I接收數(shù)據(jù)和命令并對數(shù)據(jù)和命令解碼。向時鐘再現(xiàn)部分12和NRZI解碼器13輸入接收信號。時鐘再現(xiàn)部分12從接收的NRZI碼的比特串提取時鐘分量，并向每個功能部分供應再現(xiàn)的時鐘信號。NRZI解碼器13將接收到的NRZI編碼轉(zhuǎn)換(解碼)成5比特或5N比特的數(shù)據(jù)和命令并將它們輸出到5N比特命令解碼器14。
[0067]圖2中示出了本實施例中傳輸數(shù)據(jù)的幀。傳輸數(shù)據(jù)包含⑴前導碼，即開始時用于同步的命令，(?)用于檢測幀頭的命令SFD(幀定界符的開始)，(iii)數(shù)據(jù)或命令，以及(iv)用于最終檢測幀尾部或結(jié)束的命令EFD (幀定界符結(jié)束)。5N比特命令解碼器14檢測(即解碼)命令SFD。在檢測到命令SFD時，5N比特命令解碼器14向解串行器15輸出后續(xù)的接收數(shù)據(jù)或命令。
[0068]解串行器15向所接收的比特串的每5個比特應用串行/并行轉(zhuǎn)換并向4B5B解碼器16和5N比特命令解碼器17輸出它們。4B5B解碼器16向接收的5比特數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)模式應用逆轉(zhuǎn)換以根據(jù)圖1A所示的表格產(chǎn)生4比特數(shù)據(jù)。此外，與高位對應的4比特數(shù)據(jù)和與低位對應的4比特數(shù)據(jù)被組合成8比特數(shù)據(jù)。此外，5N比特命令解碼器17向5N比特命令應用逆轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生8比特命令模式。
[0069]4B5B解碼器16逆轉(zhuǎn)換之后的8比特數(shù)據(jù)和5N比特命令解碼器17逆轉(zhuǎn)換之后的命令經(jīng)由選擇器18被輸出到FIFO 19。5N比特命令解碼器17逆轉(zhuǎn)換之后的命令被給予控制電路20?？刂齐娐?0判斷本處理之下的比特串是數(shù)據(jù)還是命令，并基于判斷結(jié)果向選擇器18輸出開關(guān)控制信號。
[0070]下文將參考圖1A、1B、1C分別解釋4B5B編碼器3和5N比特命令編碼器4轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)和命令的模式。圖1C是示出了 5比特串頭端兩個比特和尾端兩個比特的圖示。首先，為從4比特數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后的5比特數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)模式提供以下關(guān)于數(shù)據(jù)值“O”(也稱為“O”數(shù)據(jù)值)的布置。
[0071](I)在MSB側(cè)或LSB側(cè)(即，頭端兩個比特或尾端兩個比特)布置具有“O”數(shù)據(jù)值的最多一個比特。
[0072](2)在5比特數(shù)據(jù)的整個比特串中布置最多兩個具有“O”數(shù)據(jù)值的連續(xù)比特。在同時滿足兩個條件時，即使串行組合任何兩個5比特數(shù)據(jù)模式，具有連續(xù)“O”數(shù)據(jù)值的比特數(shù)限于最多兩個。
[0073]此外，與以上5比特數(shù)據(jù)不同的是，利用根據(jù)如下條件選擇的命令模式⑴到(7)表示命令:連續(xù)“O”數(shù)據(jù)值中包括的比特數(shù)最多為兩個。此外，參考圖1B，通過將以上5比特數(shù)據(jù)模式中的尾比特為“I”的十個(xxxxl)數(shù)據(jù)模式或頭比特為“I”的(lxxxx)十個數(shù)據(jù)與命令模式(I)到(7)組合，將命令表達為10比特數(shù)據(jù)(N =2)。例如，為前一半5個比特分配(xxxxl)數(shù)據(jù)模式和命令模式(I)，實現(xiàn)十一個類別；為后一半5個比特分配命令模式⑵到(4)，實現(xiàn)3個類別。于是，可以分配命令的11X3 = 33個類別。
[0074]此外，為前一半5個比特分配命令模式(5)到(7)，實現(xiàn)3個類別；為后一半5個比特分配(lxxxx)數(shù)據(jù)模式和命令模式(I)到(4)，實現(xiàn)十一個類別。于是，類似地，可以分配命令的11X3 = 33個類別。于是，可以分配總共66個命令類別。(因此，提供了轉(zhuǎn)換之前8比特命令的共66個命令類別。)允許命令模式⑵到(7)在MSB側(cè)或LSB側(cè)(即頭端兩個比特或尾端兩個比特)具有最多兩個連續(xù)的“O”數(shù)據(jù)值；將命令模式(2)到(7)與命令模式(1)、(xxxxl)數(shù)據(jù)模式或(lxxxx)數(shù)據(jù)模式組合。結(jié)果，在組合這些時，連續(xù)的“O”數(shù)據(jù)值限于最多2個比特。
[0075]此外，如圖2中所示，前導碼包含所有數(shù)據(jù)值都是“I”的10個比特(S卩，命令模式(1)/(1));命令SFD包含“1111100110” (即，命令模式(1)/(2));而命令EFD包含“1111100101”(即命令模式(1)/(3)) ο在這里，考慮串行組合前導碼和命令SFD的連續(xù)20個比特。即使在從20比特的比特串中選擇了除命令SFD的連續(xù)比特之外的任何連續(xù)10個比特，所選的任意連續(xù)10個比特也沒有與命令SFD相同的比特模式。此外，參見圖2中編碼為NRZI的數(shù)據(jù)波形。前導碼的最后比特波形(即符號)“I”與命令SFD的最后比特波形“O”不同(即，倒數(shù))(參見圖2中的兩個圓圈中的部分)。由此，接收側(cè)能夠確定地在前導碼和命令SFD之間進行區(qū)分。
[0076]根據(jù)本實施例，4B5B編碼器3將輸入的4比特數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成5比特數(shù)據(jù)模式，其在頭端兩個比特處包含最多一個比特的數(shù)據(jù)值“0”，在尾端兩個比特處包含最多一個比特的數(shù)據(jù)值“0”，在整個5比特數(shù)據(jù)模式中包含最多兩個連續(xù)比特的數(shù)據(jù)值“O”。換言之，兩個連續(xù)的“O”不出現(xiàn)在5比特數(shù)據(jù)之內(nèi)頭端兩個比特和尾端兩個比特中。5N比特命令編碼器4將命令轉(zhuǎn)換成命令模式，其在5N比特的比特串之內(nèi)包含最多兩個連續(xù)的數(shù)據(jù)值“O”。此夕卜，以上轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)和命令被NRZI編碼器7轉(zhuǎn)換成NRZI碼。亦即，將該命令轉(zhuǎn)換成在5N比特的比特串之內(nèi)包含最多兩個連續(xù)數(shù)據(jù)值“O”的命令模式；于是，可以根據(jù)所需的命令分類容易地擴展轉(zhuǎn)換后的命令模式。此外，轉(zhuǎn)換成NRZI碼之后的比特串包含連續(xù)比特長度的比特，其數(shù)據(jù)值相同，維持在最大“ 3 ”。
[0077]此外，4B5B編碼器3如下執(zhí)行轉(zhuǎn)換。(i)用于通信同步的前導碼使用串行布置的命令和幀開始命令SFD ； (ii)除了命令SFD自身之外，串行組合兩個命令的比特串或模式不包含與命令SFD相同的命令模式，(iii)NRZI編碼器7轉(zhuǎn)換之后的命令SFD的最后比特的符號與串行組合兩個命令的比特串或模式中前導碼的最后比特符號不同(即，倒數(shù))。具體而言，在設置N = 2時，將前導碼的模式轉(zhuǎn)換成“1111111111”;將命令SFD的模式轉(zhuǎn)換成“1111100110”。因此，接收側(cè)能夠在前導碼的終結(jié)終點和命令SFD的終結(jié)終點清晰地區(qū)分；可以防止錯誤決策。此外，為轉(zhuǎn)換之前的每個數(shù)據(jù)和命令分配標識比特，用于標識數(shù)據(jù)或命令。FIFO 2參考標識比特，由此向選擇器5輸出選擇開關(guān)信號。有選擇地輸出轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)換之后的命令。因此，以預定次序提供的數(shù)據(jù)和命令可以通過適當次序被轉(zhuǎn)換和輸出。
[0078](范例2)
[0079]圖5示出了第一實施例的范例2。與范例I相同的裝置等被分配相同的附圖標記。主要針對不同部分進行解釋，對相同裝置等省略解釋。范例2的配置基本與范例I相同，但在5N比特命令編碼器4的編碼過程和編碼設備I的5N比特命令解碼器17的解碼過程中與范例I不同。圖5是對應于圖1A或IB的圖。范例I在將命令轉(zhuǎn)換成5N比特時使用5比特數(shù)據(jù)模式的一些。相反，范例2通過組合范例I中的命令模式(1)-(7)而無需使用5比特數(shù)據(jù)模式來表達命令。不過，對于N = 2的情況，范例2可能僅提供七個命令類別。
[0080]如圖1B所示，通過以下模式的組合表達命令N0.1到7。命令N0.1在前半段5比特包含命令模式(I)，在后半段5比特包含命令模式(I)。命令N0.2在前半段5比特包含命令模式(I)，在后半段5比特包含命令模式(2)。命令N0.3在前半段5比特包含命令模式(I)，在后半段5比特包含命令模式(3)。命令N0.4在前半段5比特包含命令模式(I)，在后半段5比特包含命令模式(4)。命令N0.5在前半段5比特包含命令模式(5)，在后半段5比特包含命令模式(I)。命令N0.6在前半段5比特包含命令模式￠)，在后半段5比特包含命令模式(I)。命令N0.7在前半段5比特包含命令模式(7)，在后半段5比特包含命令模式(I)。在這里，命令N0.1到3分別對應于前導碼、SFD和EFD ;于是，可以允許將其他四個命令N0.4到7用于前導碼、SFD和EFD之外的命令。
[0081]此外，4B5B編碼器3進行轉(zhuǎn)換以免使5N比特命令模式中的每個5比特串與5比特數(shù)據(jù)模式交疊。接收轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)和命令的接收側(cè)于是能夠在接收第一個5比特時在數(shù)據(jù)和命令之間進行區(qū)分。
[0082](范例3)
[0083]圖6不出了根據(jù)范例3的編碼設備21的配置。僅解釋與范例I的不同部分。范例3的編碼設備21利用與FIFO 2稍微不同的FIFO 22替代FIFO 2。不為FIFO 22提供任何命令，僅為其提供8比特數(shù)據(jù)(因此，不需要任何識別比特)。FIFO 22向控制電路23 (也稱為命令轉(zhuǎn)換裝置或模塊)發(fā)送EMPTY信號(數(shù)據(jù)檢測信號)。在不輸入數(shù)據(jù)時，F(xiàn)IFO 22使EMPTY信號激活，在輸入任何數(shù)據(jù)時，使EMPTY信號不激活(NO EMPTY)。于是，可以將FIFO22稱為數(shù)據(jù)檢測裝置或模塊。
[0084]此外，利用命令輸出部分24 (也稱為命令轉(zhuǎn)換裝置或模塊)替換5N比特命令編碼器4。假設范例3僅使用前導碼、SFD和EFD三個命令。像范例1、2那樣，事先將這三個命令轉(zhuǎn)換成10比特命令模式，并基于控制電路23提供的信號時間點，按照前導碼、SFD和EFD的次序輸出到選擇器5。
[0085]控制電路23根據(jù)EMPTY信號的變化向選擇器5和命令輸出部分24輸出數(shù)據(jù)/命令識別信號。在EMPTY信號從激活變?yōu)椴患せ顣r，控制電路23在觸發(fā)時間將選擇器5切換到命令輸出部分24 —側(cè)。命令輸出部分24串行輸出前導碼和SFD。在從選擇器5被切換到命令輸出部分24 —側(cè)過去發(fā)送20比特所需的時間之后，控制電路23將選擇器5切換到4B5B編碼器3—側(cè)，并令選擇器5輸出5比特數(shù)據(jù)。在過去發(fā)送通信格式中預定字節(jié)所需的時間之后，再次將選擇器5切換到命令輸出部分24 —側(cè)。此時，命令輸出部分24輸出命令 EFD0
[0086]根據(jù)范例3，命令輸出部分24基于EMPTY信號變化的時間點以預定次序輸出事先經(jīng)過轉(zhuǎn)換的5N比特命令模式。選擇器5基于EMPTY信號的變化，有選擇地輸出⑴轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)和(ii)轉(zhuǎn)換后的命令。亦即，在數(shù)據(jù)通信的傳輸幀之內(nèi)命令和數(shù)據(jù)的次序是預定的；于是，僅需要根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)在適當時間點將命令作為5比特命令模式輸出。然后，選擇器5基于EMPTY信號的變化，有選擇地輸出(i)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)和(ii)轉(zhuǎn)換后的命令；由此，可以根據(jù)預定格式輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果。因此，不需要實時地轉(zhuǎn)換命令。
[0087](范例4)
[0088]圖7示出了根據(jù)范例4的編碼設備31的配置。僅針對與第一實施例范例I不同的部分進行范例4的解釋。范例4的編碼設備31未使用任何識別比特；為FIFO 32提供8比特數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)和命令。FIFO 32沒有數(shù)據(jù)/命令識別功能，這與范例I的FIFO 2不同；FIFO 32包括一般FIFO。在范例4中，傳輸控制部分(未示出)向選擇器5輸出數(shù)據(jù)/命令識別信號。亦即，傳輸控制部分能夠識別(i)傳輸控制部分自身輸出數(shù)據(jù)和命令的時間點，以及(ii)編碼設備31執(zhí)行轉(zhuǎn)換過程的時間點，由此基于識別結(jié)果輸出數(shù)據(jù)/命令識別信號。范例4能夠簡化編碼設備31的配置。
[0089]本公開不僅限于上述或圖示實施例，可以如下進行修改或擴展。數(shù)據(jù)的編碼和命令的編碼的任一個都可以比另一個進行得早。不需要分別將前導碼和命令SFD轉(zhuǎn)換成“1111111111”和“1111100110”。亦即，對串行組合兩個命令的模式最低要求如下:在如下條件下進行轉(zhuǎn)換(i)不包含與命令SFD相同的另一命令模式，以及條件(ii)轉(zhuǎn)換成NRZI碼之后的前導碼最后比特的符號與轉(zhuǎn)換成NRZI碼之后的命令SFD的最后比特的符號不同。此外，在接收側(cè)進行區(qū)分沒有麻煩時，可以從要求中去除以上兩個條件(i)和(ii)之一或兩者。
[0090]此外，當然，第一實施例可以應用于既不使用用于通信同步的命令也不使用幀開始命令的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)?？梢杂肗O-EMPTY信號替換范例3的EMPTY信號，在向FIFO 32中寫入數(shù)據(jù)時，將NO-EMPTY信號切換成激活。根據(jù)必要命令類別的數(shù)量，可以將命令模式的命令擴展到N彡3。
[0091][第二實施例]
[0092]圖8是示出了根據(jù)本公開第二實施例的數(shù)據(jù)通信設備配置的功能框圖。數(shù)據(jù)通信設備101包括控制數(shù)據(jù)發(fā)送系統(tǒng)的發(fā)送控制器102和控制數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)的接收控制器103。
[0093]發(fā)送控制器102包括Huffman編碼部分104、選擇器105 (也稱為標識符分配裝置或模塊)、CRC(循環(huán)冗余校驗)計算部分106、串行器107和驅(qū)動器108(也稱為發(fā)送裝置或模塊)。Huffman編碼部分4向選擇器105輸出包含Huffman編碼的標識符。選擇器105接收以下比特串:表示標識符的比特串，表示指出數(shù)據(jù)寫或數(shù)據(jù)讀的遠程的比特串，表示指出數(shù)據(jù)長度的尺寸的比特串，表示要訪問的地址空間的比特串，表示數(shù)據(jù)的比特串以及表示從CRC計算部分106輸出的CRC的比特串。選擇器105組裝接收的比特串，由此產(chǎn)生包括數(shù)據(jù)幀、突發(fā)幀、ACK(確認)幀和命令幀的幀。向串行器107輸出產(chǎn)生的幀。
[0094]串行器107以8比特為單元接收比特串中的幀并向接收的幀應用并行/串行轉(zhuǎn)換，并向驅(qū)動器108輸出經(jīng)過并行/串行轉(zhuǎn)換的幀。在從串行器107接收經(jīng)過并行/串行轉(zhuǎn)換的幀時，驅(qū)動器108向通信路徑發(fā)送接收的幀。
[0095]接收控制器104包括接收機109、解串行器110、選擇器111、CRC計算部分112和Huffman解碼部分113。在從通信路徑接收幀時，接收機109向解串行器110輸出接收的幀。在從接收機109接收幀時，解串行器110向接收的幀應用串行/并行轉(zhuǎn)換，并向選擇器111和CRC計算部分112輸出經(jīng)過串行/并行轉(zhuǎn)換的幀。在從解串行器110以8比特為單元接收經(jīng)過串行/并行轉(zhuǎn)換的比特串時，選擇器111從接收的8比特單元比特串提取表示標識符的比特串、表示遠程的比特串、表示尺寸的比特串、表示ID(身份)的比特串和表示數(shù)據(jù)的比特串。在從解串行器110接收經(jīng)過串行/并行轉(zhuǎn)換的8比特比特串時，CRC計算部分112使用計算方程對接收的8比特單元比特串執(zhí)行錯誤判斷，并輸出錯誤判斷的結(jié)果。
[0096]數(shù)據(jù)通信設備101如下判斷標識符長度，即分配給每個幀的標識符比特數(shù)。下文將參考圖9和圖10解釋確定分配給每個幀的標識符比特數(shù)的流程。此外，基于如下前提在下文中進行解釋:(i)具有通信網(wǎng)絡中最高通信頻率(使用頻率)的幀是具有預定數(shù)量比特數(shù)的ID長度的數(shù)據(jù)幀，(ii)具有第二高通信頻率的幀是ACK幀；以及(iii)具有第三高通信頻率的幀是命令幀。要指出的是，假設數(shù)據(jù)通信設備101用于諸如車上安裝的車載通信網(wǎng)絡(即車載LAN(局域網(wǎng)))的通信系統(tǒng)中。這樣的車載通信網(wǎng)絡具有嚴重的噪聲環(huán)境；于是，頻繁發(fā)生通信故障。結(jié)果，ACK幀的通信頻率應當是第二高的。
[0097]第一，確定了在通信網(wǎng)絡中通信頻率最高的數(shù)據(jù)幀。詳細地，Na定義為連接到通信路徑的節(jié)點(碼片)數(shù)；Nb定義為節(jié)點需要的地址空間；N、N1、N2是系數(shù)。獲得NI以滿足Na<2Nl。獲得N2以滿足Nb = 2N2。獲得N為N1+N2。在根據(jù)本實施例的通信系統(tǒng)中，假設Na彡8。于是可以獲得Nl = 3。在假設N2 = 9，獲得N = 12。于是，判斷ID長度為N比特(即12比特)的數(shù)據(jù)幀是通信網(wǎng)絡中通信頻率最高的數(shù)據(jù)幀。
[0098]接下來，在上文確定的ID長度為12比特的數(shù)據(jù)幀中，指定遠程比特的比特數(shù)(遠程長度)、尺寸比特的比特數(shù)(尺寸長度)、ID比特(ID長度)的比特數(shù)。確定標識符比特的比特數(shù)(標識符長度)，使得標識符長度、遠程長度、尺寸長度和ID長度的總和比特是8的倍數(shù)(8N，即8比特、16比特、24比特、32比特……)。亦即，如圖9中所示，ID長度為12的數(shù)據(jù)幀具有I比特的遠程長度、2比特的尺寸長度和12比特的ID長度。確定標識符比特的比特數(shù)(標識符長度)為I比特，使得標識符長度、遠程長度、尺寸長度和ID長度的總和比特是8的最近倍數(shù)(即16比特)。詳細地講，如圖10中所示，確定分配給ID長度為12的數(shù)據(jù)幀的標識符為“O”。
[0099]接下來，確定標識符的比特數(shù)，以分配給與ID長度為12比特的數(shù)據(jù)幀相鄰的通信頻率第二高的ACK幀。ACK指出對請求的響應。亦即，如圖9所示，ACK幀的ACK長度為5比特，CRC長度為16比特。確定標識符比特的比特數(shù)(標識符長度)為3比特，使得ACK長度、CRC長度和標識符長度的總和比特是8的最近倍數(shù)(即24比特)。詳細地講，如圖10中所示，確定分配給ACK幀的標識符為“ 100”。
[0100]接下來，確定標識符的比特數(shù)，以分配給與ID長度為12比特的數(shù)據(jù)幀和ACK幀相鄰的通信頻率第三高的命令幀。命令指出控制信息。亦即，如圖9所示，命令幀包含5比特的命令長度和16比特的CRC長度。確定標識符比特的比特數(shù)(標識符長度)為3比特，使得命令長度、CRC長度和標識符長度的總和比特是8的最近倍數(shù)(即24比特)。詳細地講，如圖10中所示，確定分配給命令幀的標識符為“101”。
[0101]此外，在通信系統(tǒng)的將來擴展中，例如增大地址空間或更長數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)通信時，可能需要本系統(tǒng)不必要的擴展用途數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)通信設備101如下判斷標識符長度，即分配給擴展使用數(shù)據(jù)幀的標識符比特的比特數(shù)。下文的前提如下:擴展使用數(shù)據(jù)幀包括ID長度為4比特的數(shù)據(jù)幀、ID長度為16比特的數(shù)據(jù)幀、ID長度為24比特的數(shù)據(jù)幀以及ID長度為32比特的數(shù)據(jù)幀。
[0102]如圖9中所示，ID長度為4比特的擴展使用數(shù)據(jù)幀具有I比特的遠程長度、O比特的尺寸長度和4比特的ID長度。確定標識符比特的比特數(shù)(標識符長度)為3比特，使得標識符長度、遠程長度、尺寸長度和ID長度的總和比特是8的最近倍數(shù)(即8比特)。詳細地講，如圖10中所示，確定分配給ID長度為4比特的擴展使用數(shù)據(jù)幀的標識符為“110”。
[0103]如圖9中所示，ID長度為16比特的數(shù)據(jù)幀具有I比特的遠程長度、2比特的尺寸長度和16比特的ID長度。確定標識符比特的比特數(shù)(標識符長度)為5比特，使得標識符長度、遠程長度、尺寸長度和ID長度的總和比特是8的最近倍數(shù)(即24比特)。詳細地講，如圖10中所示，確定分配給ID長度為16比特的擴展使用數(shù)據(jù)幀的標識符為“11100”。
[0104]如圖9中所示，ID長度為24比特的數(shù)據(jù)幀具有I比特的遠程長度、2比特的尺寸長度和24比特的ID長度。確定標識符比特的比特數(shù)(標識符長度)為5比特，使得標識符長度、遠程長度、尺寸長度和ID長度的總和比特是8的最近倍數(shù)(即32比特)。詳細地講，如圖10中所示，確定分配給ID長度為24比特的擴展使用數(shù)據(jù)幀的標識符為“11101”。
[0105]如圖9中所示，ID長度為32比特的數(shù)據(jù)幀具有I比特的遠程長度、2比特的尺寸長度和32比特的ID長度。確定標識符比特的比特數(shù)(標識符長度)為5比特，使得標識符長度、遠程長度、尺寸長度和ID長度的總和比特是8的最近倍數(shù)(即40比特)。詳細地講，如圖10中所示，確定分配給ID長度為32比特的擴展使用數(shù)據(jù)幀的標識符為“11110”。
[0106]此外，突發(fā)幀包含幾個數(shù)據(jù)(即幾個數(shù)據(jù)元)和幾個CRC。任意確定突發(fā)幀的標識符比特數(shù)，與上述數(shù)據(jù)幀不同，其中確定標識符比特的比特數(shù)(標識符長度)，使得標識符長度、遠程長度、尺寸長度和ID長度的總和比特是8的最近倍數(shù)。亦即，如圖9中所示，盡管ID長度為12的突發(fā)幀具有I比特的遠程長度、2比特的尺寸長度和12比特的ID長度，但標識符的比特數(shù)被確定為7比特。詳細地講，如圖10中所示，確定分配給ID長度為12比特的突發(fā)幀的標識符為“ 1111100 ”。
[0107]此外，如圖9中所示，盡管ID長度為32的突發(fā)幀具有I比特的遠程長度、2比特的尺寸長度和32比特的ID長度，但標識符的比特數(shù)被確定為例如7比特。詳細地講，如圖10中所示，確定分配給ID長度為32比特的突發(fā)幀的標識符為“1111101”。
[0108]在上述配置中，為通信頻率最高的ID長度為12比特的數(shù)據(jù)幀分配標識符長度最短(I比特)的標識符。為通信頻率第二高的ACK幀和通信頻率第三高的命令幀分配標識符長度第二短(3比特)的標識符。為擴展使用數(shù)據(jù)幀和突發(fā)幀分配(i)標識符長度第二短的標識符，(ii)標識符長度第三短的標識符(5比特)和(iii)標識符長度第四短的標識符(7比特)之一。
[0109]此外，相對于突發(fā)幀，任意確定標識符的比特數(shù)。不過，就此而言，像上述數(shù)據(jù)幀那樣，即使對于突發(fā)幀而言，也可以確定標識符比特數(shù)(標識符長度)，使得標識符長度、遠程長度、尺寸長度和ID長度的總和比特是8的最近倍數(shù)?？梢詾镮D長度為32比特的突發(fā)幀和ID長度為12比特的突發(fā)幀的每個分配比特數(shù)為5個比特的標識符。
[0110]如上所述，本實施例提供了如下配置。在通信網(wǎng)絡中通信頻率最高的數(shù)據(jù)幀是ID長度為12比特的數(shù)據(jù)幀時，為ID長度為12比特的數(shù)據(jù)幀分配最短標識符長度I比特的標識符，并發(fā)送到通信路徑。相反，為ID長度為12比特的數(shù)據(jù)幀之外的任意幀分配標識符長度任意長的標識符并發(fā)送到通信路徑。因此，通信網(wǎng)絡中的標識符中長度最短的I比特標識符跟隨著通信網(wǎng)絡中ID長度為12比特的數(shù)據(jù)幀通信；于是，I比特標識符提供了標識符中最高的通信頻率。亦即，這種配置能夠防止較長加長標識符的通信頻率高于較短加長標識符的通信頻率。這在總體上改善了通信網(wǎng)絡的通信效率。
[0111]此外，Na定義為連接到通信路徑的節(jié)點的節(jié)點數(shù)。Nb定義為節(jié)點需要的地址空間。N、N1、N2是系數(shù)。獲得NI以滿足Na彡2N1。獲得N2以滿足Nb = 2N2。獲得N為N1+N2。確定ID長度為N比特的數(shù)據(jù)幀是通信頻率最高的數(shù)據(jù)幀。于是，基于與通信路徑連接的節(jié)點的節(jié)點數(shù)目和所需的地址空間確定分配有標識符長度最短的標識符的目標的數(shù)據(jù)幀。
[0112]此外，為ACK幀分配標識符長度第二短，即3比特的標識符并發(fā)送到通信路徑。在諸如握手通信方法的通信系統(tǒng)中，這在總體上改善了通信網(wǎng)絡的通信效率，其中充當數(shù)據(jù)幀回復的ACK幀的通信頻率是與數(shù)據(jù)幀相鄰的第二高。
[0113]此外，還為命令幀分配標識符長度第二短，即3比特的標識符并發(fā)送到通信路徑。在通信系統(tǒng)中，這在總體上改善了通信網(wǎng)絡的通信效率，其中用于交換控制信號(命令)的命令幀的通信頻率是與數(shù)據(jù)幀和ACK幀相鄰的第三高。
[0114]此外，按照幀長的升序，為ID長度為4比特、16比特、24比特和32比特的擴展使用數(shù)據(jù)幀分配標識符長度第二短，即3比特的標識符、標識符長度第三短，即5比特的標識符以及標識符第四短7比特的標識符，并發(fā)送到通信路徑。此外，將擴展使用數(shù)據(jù)幀用作本系統(tǒng)中不必要但在將來系統(tǒng)中增加的地址空間的手段，以及傳送數(shù)據(jù)長度較長的數(shù)據(jù)手段。按照次序向較短的擴展使用數(shù)據(jù)幀分配標識符長度較短的標識符。此外，假設擴展使用數(shù)據(jù)幀的需求逐漸增加(逐步)。按次序向較短數(shù)據(jù)幀分配較短標識符長度的標識符能夠事先防止標準用盡。
[0115]本公開不僅限于上述實施例，可以如下進行修改或擴展。可以將以上實施例應用于通信系統(tǒng)，其中通信頻率最高的幀是12比特長度的數(shù)據(jù)幀之外的ID長度的數(shù)據(jù)幀。此夕卜，可以將以上實施例應用于通信系統(tǒng)，其中通信頻率第二高的幀是命令幀而非ACK幀。
[0116][第三實施例]
[0117]圖11是示出了根據(jù)本公開第三實施例的數(shù)據(jù)通信設備配置的功能框圖。作為發(fā)送系統(tǒng)的功能塊，數(shù)據(jù)通信設備201包括發(fā)送LLF(鏈路層幀)編碼器202、FIFO(先進先出)203.4B5B編碼器204、5N比特命令編碼器205、控制電路206、選擇器207、串行器208和NRZI編碼器209。
[0118]在從發(fā)送和接收序列發(fā)生器210 (也稱為狀態(tài)錯誤檢測裝置或模塊或超時錯誤檢測裝置或模塊)接收發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送LLF編碼器202產(chǎn)生鏈路層幀(LLF)，包含(i)用于識別(指定)幀的標識符，(?)表示寫或讀數(shù)據(jù)的遠程；(iii)表示數(shù)據(jù)長度的尺寸；(iv)表示要訪問的地址空間的ID ; (V)數(shù)據(jù)(發(fā)送數(shù)據(jù))；以及(vi) CRC，然后通過FIFO 203向4B5B編碼器204和5N比特命令編碼器205輸出鏈路層幀。
[0119]在從發(fā)送LLF編碼器202經(jīng)由FIFO 203接收8比特串中的鏈路層幀時，4B5B編碼器204根據(jù)4B5B編碼表(未示出)將8比特串中包括的高位4比特串和低位4比特串轉(zhuǎn)換成5比特串，并產(chǎn)生10比特串，向選擇器207輸出產(chǎn)生的10比特串。在這種情況下，4B5B編碼器204將4比特串轉(zhuǎn)換成5比特串，使得連續(xù)的“O”數(shù)據(jù)值小于連續(xù)的三個比特。
[0120]在從LLF編碼器202經(jīng)由FIFO 203接收鏈路層幀時，5N比特命令編碼器205產(chǎn)生前導碼，即用于同步的比特串，用于檢測鏈路層幀頭端的SFD (開始幀定界符)(幀開始部分)和用于檢測鏈路層幀的尾端的EFD (結(jié)束幀定界符)(幀末端部分)，并向控制電路206和選擇器207輸出產(chǎn)生的這些。
[0121]在從4B5B編碼器204接收10比特串并從5N比特命令編碼器205接收前導碼、SFD和EFD時，選擇器207根據(jù)從控制電路206輸入的控制指令將前導碼、SFD和EFD增加到10比特串來產(chǎn)生物理層幀(PLF)，并向串行器208和位錯誤檢測部分(數(shù)據(jù)比較部分)211(也稱為位錯誤檢測裝置或模塊)輸出。
[0122]在從選擇器207接收物理層幀時，串行器208向物理層幀應用并行/串行轉(zhuǎn)換，并向NRZI編碼器209輸出經(jīng)過并行/串行轉(zhuǎn)換的物理層幀。在從串行器208接收經(jīng)過并行/串行轉(zhuǎn)換的物理層幀時，NRZI編碼器209將物理層幀編碼成NRZI碼，并經(jīng)由發(fā)送終端將其發(fā)送到通信路徑作為發(fā)送幀。
[0123]相反，作為接收系統(tǒng)的功能塊，數(shù)據(jù)通信設備201包括時鐘再現(xiàn)部分212、NRZI解碼器213、SFD(開始幀定界符)檢測部分214、解串行器215、4B5B解碼器216 (也稱為編碼錯誤檢測裝置或模塊)、選擇器217、控制電路218、FIFO 219和接收LLF解碼器220 (也稱為形式錯誤檢測裝置或模塊、CRC錯誤檢測裝置或模塊和代碼錯誤檢測裝置或模塊)。
[0124]時鐘再現(xiàn)部分212從從通信路徑接收的作為接收幀的NRZI碼的物理層幀提取時鐘分量，并再現(xiàn)時鐘信號，向每個功能塊供應再現(xiàn)的時鐘信號。NRZI解碼器213對從通信路徑接收的作為接收幀的NRZI碼的物理層幀解碼，并向SFD檢測部分214輸出解碼后的結(jié)果O
[0125]在從NRZI解碼器213接收物理層幀時，SFD檢測部分214檢測物理層幀中包含的SFD以檢測鏈路層幀的頭端，并向解串行器215輸出鏈路層幀。在從SFD檢測部分214接收鏈路層幀時，解串行器215向鏈路層幀的比特串應用串行/并行轉(zhuǎn)換，并將其輸出到4B5B解碼器216和比特錯誤檢測部分211。4B5B解碼器216根據(jù)4B5B編碼表(未示出)向在解串行器215中經(jīng)過串行/并行轉(zhuǎn)換成為8比特串的鏈路層幀的10比特串應用逆轉(zhuǎn)換，并將其輸出到選擇器217和控制電路218。
[0126]在從4B5B解碼器16接收鏈路層幀的8比特串時，選擇器207根據(jù)來自控制電路218的控制指令經(jīng)由FIFO 219向接收LLF解碼器220輸出接收到的8比特串。在從選擇器217經(jīng)由FIFO 219接收鏈路層幀的8比特串時，接收LLF解碼器220向發(fā)送和接收序列發(fā)生器210輸出鏈路層幀的8比特串。
[0127]上述鏈路層幀和物理層幀的幀結(jié)構(gòu)具有圖12中所示相關(guān)關(guān)系。此外，如圖13中所示，數(shù)據(jù)通信設備201將功能分成層次結(jié)構(gòu)，包含物理層、鏈路層和API (應用程序接口)層?？梢詫⑽锢韺臃殖煽刂瓢l(fā)送(TX)的功能部分和控制接收(RX)的功能部分。將本實施例中的物理層、鏈路層和API層如下與國際標準化組織(ISO)制訂的OSI (開放系統(tǒng)互連)參考模型比較。如圖14所示，物理層對應于OSI參考模型的第一層(物理層)；鏈路層對應于OSI參考模型的第二層(數(shù)據(jù)鏈路層)和第三層(網(wǎng)絡層)；API層對應于OSI參考模型的第四層(傳輸層)、第五層(會話層)和第六層(表示層)。在數(shù)據(jù)通信設備201的鏈路層之間邏輯地傳送鏈路層幀，而在數(shù)據(jù)通信設備201的物理層之間物理地傳送物理層幀。
[0128]現(xiàn)在，上述數(shù)據(jù)通信設備201具有下文要解釋的錯誤檢測功能，并在數(shù)據(jù)發(fā)送時執(zhí)行錯誤檢測過程，在數(shù)據(jù)接收時執(zhí)行錯誤檢測過程。下文將按次序解釋數(shù)據(jù)發(fā)送時的錯誤檢測過程和數(shù)據(jù)接收時的錯誤檢測過程。
[0129]要進一步指出的是，本申請中的流程圖或流程圖處理包括多個段落(也稱為步驟)，例如將每個步驟表示為Si。此外，可以將每個部分分成幾個子部分，同時可以將幾個部分組合成單個部分。此外，這樣配置的每個部分可以稱為裝置、模塊或單元。
[0130](I)數(shù)據(jù)發(fā)送時的錯誤檢測過程
[0131]數(shù)據(jù)通信設備201在圖15中所示的數(shù)據(jù)發(fā)送時執(zhí)行錯誤檢測。亦即，數(shù)據(jù)通信設備201執(zhí)行比特錯誤檢測，利用比特錯誤檢測部分211判斷發(fā)送數(shù)據(jù)是否正常(SI)。數(shù)據(jù)通信設備201比較從選擇器207輸入錯誤檢測部分211中的物理層幀中包含的數(shù)據(jù)和解串行器215輸入到比特錯誤檢測部分211中的鏈路層幀中包含的數(shù)據(jù)。在檢測與發(fā)送數(shù)據(jù)不同的數(shù)據(jù)或檢測不到發(fā)送數(shù)據(jù)時，判定發(fā)送數(shù)據(jù)不正常(SI處“否”)。檢測到發(fā)生比特錯誤(S2)。于是，數(shù)據(jù)通信設備201在數(shù)據(jù)發(fā)送時執(zhí)行比特錯誤檢測。
[0132](2)數(shù)據(jù)接收時的錯誤檢測過程
[0133]數(shù)據(jù)通信設備201在圖16中所示的數(shù)據(jù)接收時執(zhí)行錯誤檢測。亦即，數(shù)據(jù)通信設備201執(zhí)行編碼錯誤檢測，利用4B5B解碼器216判斷4B5B編碼是否正常(S11)。數(shù)據(jù)通信設備201根據(jù)4B5B編碼表確定從解串行器215輸入4B5B解碼器216中的鏈路層幀10比特串逆轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的8比特串。在檢測到4B5B編碼表中例示的比特串之外的比特串(未定義的比特串)時，判定4B5B編碼不正常(S11，“否”)。于是檢測到發(fā)生了編碼錯誤(S12)。
[0134]接下來，數(shù)據(jù)通信設備201執(zhí)行CRC (循環(huán)冗余校驗)錯誤檢測，利用接收LLF解碼器220判斷鏈路層幀中包含的數(shù)據(jù)是否正常(S13)。數(shù)據(jù)通信設備201向利用接收LLF解碼器220從選擇器217經(jīng)FIFO 219輸入接收LLF解碼器220的鏈路層幀的8比特串應用利用CRC計算方程的計算。在利用CRC計算方程計算時檢測到錯誤時，判定鏈路層幀中包含的數(shù)據(jù)不正常(S13，“否”)。于是檢測到發(fā)生了 CRC錯誤(S14)。
[0135]接下來，數(shù)據(jù)通信設備201執(zhí)行形式錯誤檢測，利用接收LLF解碼器220判斷鏈路層幀的配置和內(nèi)容是否正常(S15)。數(shù)據(jù)通信設備201確定從選擇器217經(jīng)FIFO 19輸入接收LLF解碼器220中的鏈路層幀的8比特串。在檢測到與接收報頭的條件不同的鏈路層幀接收時，判定鏈路層幀的配置和內(nèi)容不正常(S15的“否”)。于是檢測到發(fā)生了形式錯誤(S16)。
[0136]接下來，數(shù)據(jù)通信設備201執(zhí)行狀態(tài)錯誤檢測，利用發(fā)送和接收序列發(fā)生器210判斷鏈路層幀的比特串的次序是否正常(S17)。在檢測到與正常序列不同的鏈路層幀接收時，數(shù)據(jù)通信設備201判定鏈路層幀的比特串的次序不正常(S17的“否”)。于是檢測到發(fā)生了狀態(tài)錯誤(S18)。
[0137]最后，數(shù)據(jù)通信設備201執(zhí)行超時錯誤檢測，利用發(fā)送和接收序列發(fā)生器210判斷是否在預定時間之內(nèi)正常接收到ACK幀(S19)。數(shù)據(jù)通信設備201發(fā)送數(shù)據(jù)幀、突發(fā)幀或命令幀作為發(fā)送幀，并判斷是否從發(fā)送發(fā)送幀時預定時間之內(nèi)接收到對發(fā)送幀的響應(ACK幀)。在判定預定時間之內(nèi)未接收到響應時，判定在預定時間之內(nèi)未正常接收到ACK幀(S19，“否”)。于是檢測到發(fā)生了超時錯誤(S20)。于是，數(shù)據(jù)通信設備201在數(shù)據(jù)接收時一個接一個地執(zhí)行編碼錯誤檢測、CRC錯誤檢測、形式錯誤檢測、狀態(tài)錯誤檢測和超時錯誤檢測。
[0138]圖17示出了上述錯誤的分類和檢測節(jié)點(發(fā)送節(jié)點或接收節(jié)點)。要指出的是，發(fā)送節(jié)點是發(fā)送發(fā)送幀的數(shù)據(jù)通信設備201，接收節(jié)點是接收接收幀的數(shù)據(jù)通信設備I。
[0139]如上所述，根據(jù)本實施例，在數(shù)據(jù)通信設備201中，利用ACK幀采用握手通信方法，用于實現(xiàn)無沖突。進行鏈路層幀的4B5B編碼。向鏈路層幀添加前導碼、SFD和EFD。對時鐘再現(xiàn)的要求是由物理層幀的NRZI編碼增加的。由此，可以提高數(shù)據(jù)通信速度。此外，在向通信路徑發(fā)送發(fā)送幀時，進行比特錯誤檢測。在從通信路徑接收接收幀時，數(shù)據(jù)通信設備201執(zhí)行編碼錯誤檢測、CRC錯誤檢測、形式錯誤檢測、狀態(tài)錯誤檢測和超時錯誤檢測，由此確保高可靠性。
[0140]本公開不僅限于上述實施例，可以如下進行修改或擴展。數(shù)據(jù)通信設備201可以是連接到車載LAN的節(jié)點或連接到除車載LAN的任何LAN的節(jié)點。
[0141][第四實施例]
[0142](范例I)
[0143]在下文中，將參考圖18到24和第三實施例中使用的圖12到15、17解釋本公開的第四實施例的范例I。圖18是示出了根據(jù)本公開第四實施例范例I的數(shù)據(jù)通信設備配置的功能框圖。包括發(fā)射機(即發(fā)送側(cè))和接收機(即接收側(cè))的數(shù)據(jù)通信設備301與圖11中第三實施例的數(shù)據(jù)通信設備201不同之處在于包含選擇器321和CRC計算部分322。
[0144]此外，像第三實施例中那樣，在發(fā)送LLF編碼器202從發(fā)送和接收序列發(fā)生器210接收發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送LLF編碼器202輸出用于標識(即指定)幀的標識符，表示指出數(shù)據(jù)寫或數(shù)據(jù)讀的遠程的比特串、表示數(shù)據(jù)長度的尺寸、表示要訪問的地址空間的ID和數(shù)據(jù)(發(fā)送數(shù)據(jù))。相反，與第三實施例不同的是，產(chǎn)生鏈路層幀(LLF)而沒有CRC碼，并輸出到選擇器321和CRC計算部分322。CRC計算部分322產(chǎn)生關(guān)于報頭部分(即控制信息)的16比特CRC碼和輸入的鏈路層幀的數(shù)據(jù)部分并將其輸出到選擇器321。由發(fā)送和接收序列發(fā)生器210進行選擇器321的切換控制。通過切換控制，產(chǎn)生鏈路層幀，從在通信幀中的指定位置布置CRC碼并輸入到FIF0203中。此外，像在第三實施例中那樣，經(jīng)由FIFO 203向4B5B編碼器204和5N比特命令編碼器205輸入鏈路層幀。
[0145]上述鏈路層幀的幀結(jié)構(gòu)和物理層幀的幀結(jié)構(gòu)具有與第三實施例的圖12中所示相同的相關(guān)關(guān)系。此外，如第三實施例的圖13中所示，將功能分成層次結(jié)構(gòu)，包含物理層、鏈路層和API (應用程序接口)層?？梢詫⑽锢韺臃殖煽刂瓢l(fā)送(TX)的功能部分和控制接收(RX)的功能部分。
[0146]此外，在本范例中，將物理層、鏈路層和API層與國際標準化組織(ISO)制訂的OSI(開放系統(tǒng)互連)參考模型比較，類似地，如第三實施例的圖14中所示。
[0147]下文將參考圖19和圖20解釋確定分配給每個幀的標識符比特數(shù)(標識符長度)的流程。在本范例中，前提是:(i)具有通信網(wǎng)絡中最高通信頻率(使用頻率)的幀是具有預定數(shù)量比特數(shù)的ID長度的數(shù)據(jù)幀，(ii)具有第二高通信頻率的幀是ACK幀；以及(iii)具有第三高通信頻率的幀是命令幀。此外，假設數(shù)據(jù)通信設備301用于諸如車上安裝的車載通信網(wǎng)絡(即車載LAN(局域網(wǎng)))的通信系統(tǒng)中。這樣的車載通信網(wǎng)絡具有嚴重的噪聲環(huán)境；于是，頻繁發(fā)生通信故障。結(jié)果，ACK幀的通信頻率應當是第二高的。
[0148]第一，確定了在通信網(wǎng)絡中通信頻率最高的數(shù)據(jù)幀。詳細地，Na定義為連接到通信路徑的節(jié)點(碼片)數(shù)；Nb定義為節(jié)點需要的地址空間；N、N1、N2是系數(shù)。獲得NI以滿足Na<2Nl。獲得N2以滿足Nb = 2N2。獲得N為N1+N2。在根據(jù)本范例的通信系統(tǒng)中，假設Na彡8。于是可以獲得NI = 3。在假設N2 = 9時，獲得N = 12。于是，判斷ID長度為12比特的數(shù)據(jù)幀(也稱為12比特ID數(shù)據(jù)幀)是通信網(wǎng)絡中通信頻率最高的數(shù)據(jù)幀。
[0149]接下來，在上文確定的ID長度為12比特的數(shù)據(jù)幀中，指定遠程比特的比特數(shù)(遠程長度)、尺寸比特的比特數(shù)(尺寸長度)、ID比特(ID長度)的比特數(shù)。確定標識符比特的比特數(shù)(標識符長度)，使得標識符長度、遠程長度、尺寸長度和ID長度的總和比特是8的倍數(shù)(8N，即8比特、16比特、24比特、32比特……)。
[0150]亦即，如圖19中所示，ID長度為12的數(shù)據(jù)幀具有I比特的遠程長度、2比特的尺寸長度和12比特的ID長度。確定標識符比特的比特數(shù)(標識符長度)為I比特，使得標識符長度、遠程長度、尺寸長度和ID長度的總和比特是8的最近倍數(shù)(即16比特)。詳細地講，如圖20中所示，確定分配給ID長度為12比特的數(shù)據(jù)幀的標識符為“O”。
[0151]接下來，確定標識符的比特數(shù)，以分配給與ID長度為12比特的數(shù)據(jù)幀相鄰的通信頻率第二高的ACK幀。ACK指出對請求的響應。確定標識符比特的比特數(shù)(標識符長度)為3比特，使得ACK長度、CRC長度和標識符長度的總和比特是8的最近倍數(shù)(即24比特)。詳細地講，如圖20中所示，確定分配給ACK幀的標識符為“100”。
[0152]接下來，確定標識符的比特數(shù)，以分配給與ID長度為12比特的數(shù)據(jù)幀和ACK幀相鄰的通信頻率第三高的命令幀。命令指出控制信息。亦即，如圖19所示，命令幀包含5比特的命令長度和16比特的CRC長度。確定標識符比特的比特數(shù)(標識符長度)為3比特，使得命令長度、CRC長度和標識符長度的總和比特是8的最近倍數(shù)(即24比特)。詳細地講，如圖20中所示，確定分配給命令幀的標識符為“101”。
[0153]此外，在通信系統(tǒng)的將來擴展中，例如增大地址空間或更長數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)通信時，可能需要本系統(tǒng)不必要的擴展用途數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)通信設備301如下判斷標識符長度，即分配給擴展使用數(shù)據(jù)幀的標識符比特的比特數(shù)。下文的前提如下:擴展使用數(shù)據(jù)幀包括ID長度為4比特的數(shù)據(jù)幀、ID長度為16比特的數(shù)據(jù)幀、ID長度為24比特的數(shù)據(jù)幀以及ID長度為32比特的數(shù)據(jù)幀。ID長度為4比特的數(shù)據(jù)幀具有I比特的遠程長度、O比特的尺寸長度和4比特的ID長度。確定標識符比特的比特數(shù)(標識符長度)為3比特，使得標識符長度、遠程長度、尺寸長度和ID長度的總和比特是8的最近倍數(shù)(即8比特)。詳細地講，如圖20中所示，確定分配給ID長度為4比特的數(shù)據(jù)幀的標識符為“110”。
[0154]ID長度為16比特的數(shù)據(jù)幀具有I比特的遠程長度、2比特的尺寸長度和16比特的ID長度。確定標識符比特的比特數(shù)(標識符長度)為5比特，使得標識符長度、遠程長度、尺寸長度和ID長度的總和比特是8的最近倍數(shù)(即24比特)。詳細地講，如圖20中所示，確定分配給ID長度為16比特的擴展使用數(shù)據(jù)幀的標識符為“11100”。ID長度為24比特的數(shù)據(jù)幀具有I比特的遠程長度、2比特的尺寸長度和24比特的ID長度。確定標識符比特的比特數(shù)(標識符長度)為5比特，使得標識符長度、遠程長度、尺寸長度和ID長度的總和比特是8的最近倍數(shù)(即32比特)。詳細地講，如圖20中所示，確定分配給ID長度為24比特的擴展使用數(shù)據(jù)幀的標識符為“11101”。
[0155]ID長度為32比特的數(shù)據(jù)幀具有I比特的遠程長度、2比特的尺寸長度和32比特的ID長度。確定標識符比特的比特數(shù)(標識符長度)為5比特，使得標識符長度、遠程長度、尺寸長度和ID長度的總和比特是8的最近倍數(shù)(即40比特)。詳細地講，如圖20中所示，確定分配給ID長度為32比特的擴展使用數(shù)據(jù)幀的標識符為“11110”。此外，突發(fā)幀包含幾個數(shù)據(jù)(即幾個數(shù)據(jù)元)和幾個CRC。任意確定突發(fā)幀的標識符比特數(shù)，與上述數(shù)據(jù)幀不同，其中確定標識符比特的比特數(shù)(標識符長度)，使得標識符長度、遠程長度、尺寸長度和ID長度的總和比特是8的最近倍數(shù)。
[0156]盡管ID長度為12的突發(fā)幀具有I比特的遠程長度、4比特的尺寸長度和12比特的ID長度，但標識符的比特數(shù)被確定為7比特。在這里，比特的總和為24。詳細地講，如圖20中所示，確定分配給ID長度為12比特的突發(fā)幀的標識符為“1111100”。此外，盡管ID長度為32的突發(fā)幀具有I比特的遠程長度、8比特的尺寸長度和32比特的ID長度，但標識符的比特數(shù)被確定為例如7比特。在這里，比特的總和為48。詳細地講，如圖20中所示，確定分配給ID長度為32比特的突發(fā)幀的標識符為“1111101”。要指出的是，在突發(fā)幀中，向?qū)诿總€單元數(shù)據(jù)的每128比特(即16字節(jié))增加16比特的CRC碼(錯誤檢測部分)。
[0157]此外，圖21示出了具有12比特ID的突發(fā)幀。從開始的標識符經(jīng)由遠程、尺寸到ID的部分等價于報頭。布置第一 CRC碼以跟隨報頭之后的單元數(shù)據(jù)部分。在本范例中，產(chǎn)生第一 CRC作為控制使用檢錯碼，這是用于控制的檢錯碼，用于利用CRC計算部分(也稱為控制使用檢錯碼產(chǎn)生裝置或模塊)計算報頭和(第一)單元數(shù)據(jù)部分的組合的目標。因此，可以利用第一 CRC碼檢測報頭中出現(xiàn)的錯誤。
[0158]現(xiàn)在，上述數(shù)據(jù)通信設備301具有錯誤檢測功能，在數(shù)據(jù)發(fā)送時執(zhí)行錯誤檢測過程，在數(shù)據(jù)接收時執(zhí)行錯誤檢測過程。在下文中，參考第三實施例的圖15和17，以及圖22一個接一個地解釋數(shù)據(jù)發(fā)送時的錯誤檢測過程和數(shù)據(jù)接收時的錯誤檢測過程。
[0159](I)數(shù)據(jù)發(fā)送時的錯誤檢測過程
[0160]數(shù)據(jù)通信設備301與第三實施例的圖15中的數(shù)據(jù)通信設備201執(zhí)行基本相同的數(shù)據(jù)發(fā)送時的錯誤檢測過程的相同S1、S2。
[0161](2)數(shù)據(jù)接收時的錯誤檢測過程
[0162]數(shù)據(jù)通信設備301執(zhí)行圖22中所示的數(shù)據(jù)接收時的錯誤檢測。要指出的是，數(shù)據(jù)接收時的錯誤檢測過程幾乎與圖16中第三實施例的數(shù)據(jù)通信設備201的數(shù)據(jù)接收時的錯誤檢測過程相同。差別僅在于S13，其中接收LLF解碼器220執(zhí)行CRC錯誤檢測(編碼錯誤檢測)，其判斷鏈路層幀中的報頭以及數(shù)據(jù)(或數(shù)據(jù)元)是否正常。
[0163]在這樣的配置下，數(shù)據(jù)通信設備301在數(shù)據(jù)接收時一個接一個地執(zhí)行編碼錯誤檢測、CRC錯誤檢測、形式錯誤檢測、狀態(tài)錯誤檢測和超時錯誤檢測。
[0164]此外，錯誤的內(nèi)容與第三實施例中相同。此外，錯誤的分類和檢測節(jié)點(發(fā)送節(jié)點或接收節(jié)點)在第三實施例的圖17中類似地示出。要指出的是，發(fā)送節(jié)點是發(fā)送發(fā)送幀的數(shù)據(jù)通信設備301，接收節(jié)點是接收接收幀的數(shù)據(jù)通信設備301。
[0165]下文將參考圖23、24解釋在接收的突發(fā)幀中的單元數(shù)據(jù)部分的一部分中檢測到CRC錯誤時執(zhí)行的過程。如圖23 (a)所示，利用CRC2檢測第二有序單元數(shù)據(jù)部分(即DATA2)中的錯誤。在這種情況下，接收側(cè)需要從發(fā)送側(cè)僅重新發(fā)送DATA2。圖24示出了重新發(fā)送過程序列。(I)發(fā)送側(cè)發(fā)送12比特的ID突發(fā)幀。(2)接收側(cè)接收幀并答復ACK幀。接收側(cè)使用每個CRC碼執(zhí)行錯誤檢查。由此，假設檢測到DATA2的錯誤。(3)接收側(cè)發(fā)送需要向發(fā)送側(cè)重新發(fā)送DATA2的幀。發(fā)送側(cè)由此接收重新發(fā)送的上述請求幀。(4)發(fā)送側(cè)重新發(fā)送DATA2的部分。(5)接收側(cè)接收重新發(fā)送的數(shù)據(jù)幀(即DATA2)，然后答復ACK幀。接收側(cè)再次對重新發(fā)送的DATA2進行錯誤檢查。
[0166]圖23(b)示出了在以上⑷中由發(fā)送側(cè)重新發(fā)送的通信幀。通信幀向(a)的同一報頭部分增加DATA2和CRC2。在這種情況下，標識符可以與(a)中所示的相同以表示突發(fā)發(fā)送，或表示重新發(fā)送包含報頭的一部分數(shù)據(jù)。此外，圖23(c)示出了如下情況:128比特的DATA2被分成兩個通信幀，每個幀包含64比特，并作為獨立的兩個通信幀重新發(fā)送。
[0167]如上所述，本范例利用包含具有控制碼的報頭、具有發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)部分和具有CRC碼的錯誤檢測部分的幀進行通信。發(fā)送側(cè)通過投入控制使用檢錯碼對錯誤檢測部分中的報頭進行錯誤檢測來執(zhí)行發(fā)送。接收側(cè)基于控制使用檢錯碼進行報頭的錯誤檢測。于是，可以基于CRC碼檢測報頭中錯誤的出現(xiàn)。此外，發(fā)送側(cè)將數(shù)據(jù)部分分成幾個單元數(shù)據(jù)部分，每個單元數(shù)據(jù)部分包括預定數(shù)量的比特(例如128個比特(16字節(jié)))，并提供幾個錯誤檢測部分，其執(zhí)行錯誤檢測，以便對應于幾個單元數(shù)據(jù)部分。接收側(cè)對幾個單元數(shù)據(jù)部分的每個執(zhí)行錯誤檢測。因此，可以針對突發(fā)發(fā)送幀中的每個單元數(shù)據(jù)部分進行錯誤檢測。
[0168]此外，在發(fā)送側(cè)，錯誤檢測部分產(chǎn)生CRC碼以針對報頭和后續(xù)第一單元數(shù)據(jù)部分兩者執(zhí)行錯誤檢測；于是，可以抑制檢錯碼比特數(shù)的增加。此外，(i)控制使用檢錯碼和(?)添加到幾個單元數(shù)據(jù)部分的每個的檢錯碼是同一類型的檢錯碼(即，CRC);發(fā)送側(cè)和接收側(cè)的過程都容易。此外，接收側(cè)向發(fā)送側(cè)發(fā)送發(fā)生錯誤部分的重新發(fā)送請求，其中由CRC碼檢測錯誤；發(fā)送側(cè)在接收到重新發(fā)送請求時，僅重新發(fā)送發(fā)生錯誤的部分。因此，即使在突發(fā)發(fā)送具有立刻發(fā)送的更長通信幀時，也僅可以再次發(fā)送請求的單元數(shù)據(jù)部分。于是改善了通信效率。
[0169]此外，發(fā)送側(cè)向通信幀應用4B5B編碼以產(chǎn)生經(jīng)過4B5B編碼的鏈路層幀；向經(jīng)過4B5B編碼的鏈路層幀添加前導碼、幀開始部分和幀結(jié)尾部分，產(chǎn)生物理層幀；向物理層幀應用NRZI編碼；并在向通信路徑發(fā)送時執(zhí)行比特錯誤檢測并形成錯誤檢測。相反，接收側(cè)向接收的物理層幀應用編碼錯誤檢測、利用CRC碼的錯誤檢測、形式錯誤檢測和狀態(tài)錯誤檢測。此外，發(fā)送側(cè)檢測超時錯誤。因此，將CRC碼與其他各種錯誤檢測組合；可以進一步提尚通?目可靠性。
[0170](范例2)
[0171]圖25到27示出了第四實施例的范例2。與范例I相同的裝置等被分配相同的附圖標記。主要針對不同部分進行解釋，對相同裝置等省略解釋。范例2提供了一種過程，其中在通信過程期間錯誤檢測部分中的CRC碼的比特數(shù)動態(tài)變化。圖25從概念上示出了該過程。例如，在由于干擾很少而錯誤檢測次數(shù)很少的通信環(huán)境中，將CRC碼的比特數(shù)保持在16比特。相反，在CRC錯誤的檢測變得更頻繁時，CRC碼的比特數(shù)按順序增加到24比特和32比特。
[0172]圖26示出了發(fā)送側(cè)和接收側(cè)之間的處理序列。圖27示出了根據(jù)范例2的數(shù)據(jù)通信設備331的配置。數(shù)據(jù)通信設備331包括三個CRC計算部分322Α到322C，分別產(chǎn)生16比特、24比特和32比特的CRC碼。將CRC計算部分322Α到322C產(chǎn)生和輸出的CRC碼輸入到選擇器323中。由發(fā)送和接收序列發(fā)生器333進行選擇器323的切換控制。
[0173]如圖26中所示，(I)首先，發(fā)送側(cè)利用CRC計算部分322Α產(chǎn)生的16比特CRC碼發(fā)送幀。(2)接收側(cè)接收發(fā)送的幀，答復ACK幀并進行錯誤檢查，由此檢查錯誤。(3)接收側(cè)向發(fā)送側(cè)發(fā)送包含或發(fā)出重新發(fā)送數(shù)據(jù)的請求的幀，請求將附于24比特CRC碼。發(fā)送側(cè)接收重新發(fā)送請求，由此，變?yōu)槭褂肅RC計算部分322Β。(4)發(fā)送側(cè)重新發(fā)送攜帶24比特CRC碼的數(shù)據(jù)。(5)接收側(cè)在接收到重新發(fā)送的數(shù)據(jù)時答復ACK幀，并利用24比特CRC碼執(zhí)行錯誤檢查。接收側(cè)檢測錯誤。(6)接收側(cè)向發(fā)送側(cè)發(fā)送包含或發(fā)出重新發(fā)送數(shù)據(jù)的請求的幀，請求將附于32比特CRC碼。發(fā)送側(cè)接收包含重新發(fā)送請求的以上幀，由此，變?yōu)槭褂肅RC計算部分322C。(7)發(fā)送側(cè)重新發(fā)送攜帶32比特CRC碼的數(shù)據(jù)。(8)接收側(cè)接收重新發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，然后答復ACK幀。在圖26所示的范例中，在檢測到CRC錯誤之后不久請求增加CRC碼的比特數(shù)。不必限于此?？梢栽谑褂?6比特CRC碼的通信中定義每預定時間的CRC錯誤檢測頻率。在CRC錯誤檢測頻率超過預定閾值時，可以請求增大CRC碼的比特數(shù)。
[0174]根據(jù)范例2，根據(jù)重新發(fā)送請求頻率，接收側(cè)向發(fā)送側(cè)請求改變CRC碼的比特數(shù)。發(fā)送側(cè)根據(jù)請求改變檢錯碼的比特數(shù)。因此，可以根據(jù)通信環(huán)境改變錯誤檢測的精確度。
[0175]本實施例不僅限于上述范例，可以如下進行修改或擴展。可以僅為控制信息部分準備控制使用檢錯碼。可以根據(jù)需要提供狀態(tài)錯誤檢測裝置或模塊、超時錯誤檢測裝置或模塊、比特錯誤檢測裝置或模塊、編碼錯誤檢測裝置或模塊或形式錯誤檢測裝置或模塊。數(shù)據(jù)通信設備301、331可以是連接到車載LAN的節(jié)點或連接到除車載LAN的任何LAN的節(jié)點?？梢詫⒁陨蠈嵤├龖糜谕ㄐ畔到y(tǒng)，其中通信頻率最高的幀是12比特長度的數(shù)據(jù)幀之外的ID長度的數(shù)據(jù)幀。此外，可以將以上實施例應用于通信系統(tǒng)，其中通信頻率第二高的幀是命令幀而非ACK幀。
[0176]盡管已經(jīng)參考其優(yōu)選實施例描述了本公開，但要理解本公開不限于優(yōu)選實施例和構(gòu)造。本公開意在覆蓋各種修改和等價布置。此外，盡管優(yōu)選各種組合和配置，其他組合和配置，包括更多、更少或單個元件，也在本公開的精神和范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)據(jù)通信方法，包括: 對包含數(shù)據(jù)的鏈路層幀進行4B5B編碼； 向經(jīng)過4B5B編碼的鏈路層幀添加前導碼、幀開始部分和幀結(jié)束部分，從而產(chǎn)生物理層幀； 對產(chǎn)生的物理層幀進行NRZI (非歸零反轉(zhuǎn))編碼； 在將經(jīng)過NRZI編碼的物理層幀作為發(fā)送幀發(fā)送給通信路徑之前，執(zhí)行(SI)比特錯誤檢測，所述比特錯誤檢測確定發(fā)送幀中的發(fā)送數(shù)據(jù)是否正常； 在從通信路徑接收物理層幀作為接收幀時，執(zhí)行(Sll)編碼錯誤檢測，所述編碼錯誤檢測確定接收的物理層幀的4B5B編碼是否正常； 執(zhí)行(S13)CRC(循環(huán)冗余校驗)錯誤檢測，所述CRC錯誤檢測確定包括在接收的物理層幀中的鏈路層幀中的數(shù)據(jù)是否正常； 執(zhí)行(S15)形式錯誤檢測，所述形式錯誤檢測確定鏈路層幀的配置和內(nèi)容是否正常；執(zhí)行(S17)狀態(tài)錯誤檢測，所述狀態(tài)錯誤檢測確定鏈路層幀的比特串的次序是否正常；以及 執(zhí)行(S19)超時錯誤檢測，所述超時錯誤檢測確定在預定時間內(nèi)是否正常接收到ACK (確認)幀。
2.—種數(shù)據(jù)通信設備(201)，(i)對包含數(shù)據(jù)的鏈路層幀進行4B5B編碼，(ii)向經(jīng)過4B5B編碼的鏈路層幀添加前導碼、幀開始部分和幀結(jié)束部分，從而產(chǎn)生物理層幀，(iii)對產(chǎn)生的物理層幀進行NRZI (非歸零反轉(zhuǎn))編碼，以及(iv)將經(jīng)過NRZI編碼的物理層幀作為發(fā)送幀發(fā)送給通信路徑， 所述數(shù)據(jù)通信設備包括: 執(zhí)行比特錯誤檢測的比特錯誤檢測裝置(211)，所述比特錯誤檢測確定包含在發(fā)送幀中的發(fā)送數(shù)據(jù)是否正常； 編碼錯誤檢測裝置(Sll，216)，在從通信路徑接收物理層幀作為接收幀時，所述編碼錯誤檢測裝置執(zhí)行編碼錯誤檢測，所述編碼錯誤檢測確定物理層幀的4B5B編碼是否正常；執(zhí)行CRC (循環(huán)冗余校驗)錯誤檢測的CRC錯誤檢測裝置(S13，220)，所述CRC錯誤檢測確定物理層幀中包含的鏈路層幀中包含的數(shù)據(jù)是否正常； 執(zhí)行形式錯誤檢測的形式錯誤檢測裝置(S15，220)，所述形式錯誤檢測確定鏈路層幀的配置和內(nèi)容是否正常； 執(zhí)行狀態(tài)錯誤檢測的狀態(tài)錯誤檢測裝置(S17，210)，所述狀態(tài)錯誤檢測確定鏈路層幀的比特串的次序是否正常；以及 執(zhí)行超時錯誤檢測的超時錯誤檢測裝置(S19，210)，所述超時錯誤檢測確定在預定時間內(nèi)是否正常接收到ACK(確認)幀。
【文檔編號】H04L1/16GK104506276SQ201410779762
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月15日
【發(fā)明者】寺部雅能, 山本啟史, 市橋基, 杉山尚樹 申請人:株式會社電裝