三種常見嵌入式設(shè)備通信協(xié)議

1、設(shè)備在運(yùn)行中需要設(shè)置參數(shù)，這個丄作經(jīng)常山PC機(jī)來實(shí)現(xiàn)，需要 為雙方通信設(shè)計(jì)協(xié)議，有代表性協(xié)議是如下三種：名稱 固定二進(jìn)制變長二進(jìn)制純文本協(xié)議代表DL64SXML實(shí)例Vog:4Bytes01 04 Volvol-roov.02 04 CurCur=SACur:4Bytes適合場長S內(nèi)容固定提供數(shù)攜模型數(shù)搦內(nèi)容、長度、單幀數(shù)據(jù)較短長度靈活可變交換格式不受限優(yōu)點(diǎn)編解碼簡單.效率高，占用內(nèi)存長度靈活.可以實(shí)現(xiàn)可讀性極佳，卜分靈活.跨平臺缺點(diǎn)可讀性差，長度可讀性較差9占用內(nèi)存多，編解碼耗時受限，不易擴(kuò)展編解碼較復(fù)朵從上表可以看到，一般嵌入式設(shè)備內(nèi)存和運(yùn)算性能都有限，因此 固定二進(jìn)制是首選通信協(xié)議。簡單性

2、保證協(xié)議是一個簡單的方案，晦澀難懂往往意味著實(shí)現(xiàn)困難和容 易出錯。協(xié)議的結(jié)構(gòu)宜采用平面方式，每個域作用明確，數(shù)據(jù)域盡可 能設(shè)計(jì)得長度和位置固定，注釋詳盡，文檔清晰，實(shí)例豐富，讓人盡 快上手和理解。協(xié)議一般都需要以下域：幀頭，長度，幀類型，U標(biāo)地址，源地 址，數(shù)據(jù)，校驗(yàn)，幀尾?？蓴U(kuò)展必須保證將來增加功能和更改硬件后協(xié)議仍能勝任工作，這往往 是通過預(yù)留空間來實(shí)現(xiàn)，協(xié)議的變更應(yīng)該只是量的增加，不至于引起 協(xié)議結(jié)構(gòu)的變化。低耦合理想悄況下每個協(xié)議包是原子信息，即本協(xié)議包不與其他協(xié)議包 牽連，以防止通訊丟幀和設(shè)置牽連帶來的錯誤。四. 穩(wěn)定性協(xié)議包長度適宜：太小包含的信息過少，協(xié)議包的種類繁多，容 易引起

3、通訊混亂和牽連錯誤；太大包含的信息過多，可讀性較差，組 幀和解幀的工作困難，還會帶來通訊易受干擾的缺陷，一般協(xié)議氏度 以最小原子性信息為標(biāo)尺。協(xié)議必須包括校驗(yàn)機(jī)制，以便于接收方判別協(xié)議包正確完整接收, 如果出錯需要較好的機(jī)制來確保通訊成功（如重傳）。五. 高效率按信息類型區(qū)分協(xié)議包類別，如：設(shè)置網(wǎng)絡(luò)信息參數(shù)，設(shè)置當(dāng)前 運(yùn)行參數(shù)，可以區(qū)分開來，方便程序處理。將同種操作編碼為一個子集是一種高效手段，如Read操作，編碼為 0xOOlOr Write 操作，編碼為 0x0020。數(shù)據(jù)盡可能設(shè)訃成同構(gòu)模式，如果實(shí)在有差異，至少將同類型數(shù) 據(jù)放置在一起，這樣程序可以充分利用指針和線性尋址加速處理。六.

4、易實(shí)現(xiàn)盡量減少復(fù)雜算法的使用，如，通訊鏈路穩(wěn)定，數(shù)據(jù)幀的校驗(yàn)碼 可以山Checksum代替CRC。除非資源非常緊張，否則不要將過多的 信息擠壓在一個數(shù)據(jù)里，因?yàn)樗鼤砜勺x性差和實(shí)現(xiàn)困難。七. 軟件開發(fā)盡可能地讓碩件ISR完成驅(qū)動工作，不要讓“進(jìn)程”參與復(fù)雜的 時序邏輯，否則處理器將步履蹣跚且邏輯復(fù)雜！如：接收固定長度的數(shù)據(jù)幀，可以使用DMA,每接收完一幀DMA_ISR 向進(jìn)程發(fā)消息。小心處理DMA斷層異常（接收的數(shù)據(jù)幀長度正常但數(shù) 據(jù)錯誤，數(shù)據(jù)為上幀的后半部分+本幀的前半部分）。接收不定長的數(shù)據(jù)幀，可以使用狀態(tài)機(jī)，當(dāng)接收到“幀尾數(shù)據(jù)” 時向進(jìn)程發(fā)消息。小心數(shù)據(jù)紊亂和超時異常（數(shù)ffi紊亂時需

5、要將狀態(tài) 機(jī)及時復(fù)位，超時一般使用定時器監(jiān)控）O八. 考慮硬件如果通信鏈路是高速總線（如SPORT可達(dá)100Mbps）, 般設(shè)計(jì) 成一幀產(chǎn)生一次中斷，它通過長度觸發(fā)的DMA來實(shí)現(xiàn)，需要將協(xié)議設(shè) 汁成固定長度，如附錄A。它具備尚效率，但靈活性較差。如果通信鏈路是低速總線（如UART 一般100kbps）, 般接收 一字節(jié)產(chǎn)生一次中斷，可以將協(xié)議設(shè)訃成變長幀，如附錄Bo它具備 商靈活性，但效率較低。上圖顯示了 PC發(fā)送數(shù)據(jù)幀的格式，總長為64字節(jié)，是4字節(jié)的 整倍數(shù)，符合絕大部分32位處理器結(jié)構(gòu)體對齊的特性。0x3C： IXT8U,幀頭，可見字符Len：INT8U,Ds t ：INT8U,Sr c

6、 :INT8U,O標(biāo)識U標(biāo)設(shè)備的ID號O標(biāo)識源設(shè)備的ID號O本幀的總數(shù)據(jù)長度，在圖4即為64Data： 56字節(jié)的存儲區(qū)，內(nèi)容依賴于具體的通信幀（實(shí)例見表2 ）Cmd： INT16U,數(shù)據(jù)幀的類別CS： INT8L對它詢面所有數(shù)據(jù)（62字節(jié)進(jìn)行8位累加和校驗(yàn) 0x7D： IXT8U,幀尾可見字符Data域數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)例:目的給M&MQ8配g任CGZgSQ協(xié)議通用部分命令字OxOMO/Ox0O2O/0xCO30(/ 2/3MU)名稱字卩單位說明y 標(biāo) MAC6/發(fā)送數(shù)據(jù)包的目標(biāo)MAC地址源MACG/發(fā)送數(shù)據(jù)包的源MAC地址VLAN4/Q表示不添加，其他為VLAN值a道映射32/源數(shù)據(jù)映射到ASDU的數(shù)據(jù)集APPID2/應(yīng)用標(biāo)識符ASDU 數(shù)1/應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元個數(shù)數(shù)菽域總長度SZ/不能超過圖1數(shù)據(jù)幀的Data總長1 Byte 1 Bvtc I bLicf*1 Byte 1 ByteI leadTypeData SizeCSTail總氏度(5+DataSizc)孑節(jié)Y(I一個基于變氏格式的UART通信協(xié)議實(shí)例:匸總是等roxoix冋牛符） 対（3 DirtaSizc）字節(jié)枝驗(yàn)和數(shù)據(jù)域數(shù)據(jù)域7節(jié)數(shù)，MAX-250詐見Type定義農(nóng)總是等rox3cPC與i WL880