[发明专利]基于流水线的数据帧发送方法、接收方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据帧处理领域，尤其是涉及一种基于流水线的数据帧发送方法、接收方法。

背景技术

地空数据链终端设备主要用于实现指控命令的上传、态势信息的共享以及平台状态信息的共享。

中频处理模块是地空数据链终端设备重要组成部分之一，主要实现中频信号解调、发送数据调制、实现数据链的物理层和链路层波形、实现与保密机的互联互通。中频数据帧处理能力及方式是衡量链路性能的重要指标，影响通信效率、通信质量。

现有数据帧处理方法主要采用常规串行处理方法及多芯片处理方法。串行处理方法是先将前一个数据帧处理完成后，再处理第二帧数据，此方法能够实现数据通信，但是对于长帧数据，时延较长，实时性差，影响通信效率；多芯片处理方法，是采用多个芯片(4个DSP芯片，4个FPGA，4个加密芯片)同时进行工作，虽然提高了效率，但存在很大缺点：占用硬件资源多，成本高，体积大，灵活性低，资源利用效率低。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种基于流水线的数据帧发送方法、接收方法，解决现有采用串行处理方法对数据帧处理时，时延较长，实时性差，影响通信效率的问题；解决现有采用多个芯片对数据帧处理时，占用硬件资源多，成本高，体积大，灵活性低，资源利用效率低的问题。

本发明的发明目的通过以下技术方案来实现：一种基于流水线的数据帧发送方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)提取需要发送的数据并判断是否是一个完整的数据帧，如果是则将其分为帧头段和数据段，并以流水线方式将帧头段和数据段按段依次进行数据加密和编码，如果不是则进行步骤(2)；

(2)判断所提取的数据是否为帧头数据，且是否满足帧头段处理要求，如果是则将帧头段进行数据加密和编码处理，一边处理一边接收剩余的数据段；

(3)判断所接收的数据是否满足数据段处理要求，如果是，则接着帧头段的处理，以流水线方式，将数据段按段进行数据加密和编码处理；否则，则继续接收数据；

(4)当整帧数据全部编码完成后，根据协议添加同步头组帧，并将组帧后的数据流发送出去。

优选的，在步骤(1)或步骤(2)处理帧头段数据时，提取帧头中消息字个数位，判断其值是否处于1到K之间，如果是，则继续后续处理；如果否则丢掉此数据帧，处理下一数据帧。

优选的，所述数据帧由帧头和多个消息字组成，帧头独立分为帧头段，每两个消息字组成一个数据段。

优选的，所述以流水线方式将帧头段和数据段按段依次进行数据加密和编码为：当对加密后的帧头段进行编码时，对分成的第一个数据段进行加密，当对第一个数据段进行编码时，对第二个数据段进行加密，依次处理完整帧数据。

一种基于流水线的数据帧接收方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)提取接收到的bit流数据，并判断是否通过窗口法找到最大相关峰，如果是则开始接收帧头段数据，并进行步骤(2)，否则继续查收最大相关峰；

(2)判断帧头段数据是否全部接收，如果是则进行步骤(3)，否，则继续接收；

(3)继续接收数据段数据，同时，以流水线方式将帧头段和数据段按段依次进行解码和数据解密；

(4)当整帧数据全部解密完成后，发送给下一级处理器。

优选的，判断是否通过窗口法找到最大相关峰的步骤包括以下步骤：

(11)设定相关峰阈值；设定窗口长度，解调的bit流从右端不断进来，填充到窗口中，每1bit从窗口右端进来，窗口中原来数据依次向左移动1bit位置；

(12)每更新1bit数据，则将窗口中的数据与相关码作与运算，得出两组数据，然后统计每组中的比特和，1表+1，0表-1，得到两个相关值；

(13)将两个相关值与相关峰阈值相比，如果都大于相关峰阈值，则认为已找到最大相关峰，否则继续返回步骤(11)。

优选的，所述以流水线方式将帧头段和数据段按段依次进行解码和数据解密为：当对解码后的帧头段进行解密时，对接收到的第一个数据段进行解码，当对第一个数据段进行解密时，对第二个数据段进行解码，依次处理完整帧数据。

与现有技术相比，本发明引用流水线处理方式，实现了数据帧的快速处理，提高了数据帧处理实时性，满足实际需要；将本方法与传统方法进行比较，单在数据发送过程中，对于6个消息字的数据帧，就节省时间8.04ms。

附图说明

图1为发送过程中的流水线处理方式的示意图；

图2为接收过程中的流水线处理方式的示意图；