[发明专利]一种用于二维阵列数据高速传输的容错传输方法

说明书

本发明公开了用于二维阵列数据高速传输的容错传输方法，包括以下步骤：根据预设规则以帧为单位对二维阵列数据进行优化排序和分组，形成一维数列数据；对分组好的数据根据数据特点以及传输通道本身的电气要求进行编码；每组数据之前插入特定数量的组首特殊字符作为组引导码；每帧数据之前加上特定数量的帧首特殊字符作为帧引导码，发送到接收端。本发明实现每一帧二维阵列数据从生成到被完成使用所需的延时最小；减少接收端缓存数据的存储容量；在有限的误码率情况下，接收端仍能识别有效的帧首、组首，使收到的数据能被正确的分发和处理；适用于生成各帧二维阵列数据相同或者不同时间的应用需求。

技术领域

本发明属于通信数据传输技术领域，尤其涉及一种用于二维阵列数据高速传输的容错传输方法。

背景技术

在很多应用中，数据会以阵列为组织形式，比如视频数据、商业数据、实验数据、医药数据、经济数据等。其中，平面图像是很自然用二维阵列作为数据组织形式。

对于一些有着高速数据传输需求的应用来说，大部分的数据接收端还需要边接收边处理，从而来实现每一帧二维阵列数据从生成到被完成使用所需的延时最小。虽然，二维阵列数据由于本身固有的维度以及坐标顺序，有着天然的组别性质，但是，按照二维阵列的天然维度来进行分组打包传输却不一定能实现前述延时最小的需求。

当需要把数据从生成系统高速传输到使用系统时，考虑到硬件成本以及传输距离，往往采用串行传输的方式。串行传输是指将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度，这样一来只需要少数几条线缆就能进行系统之间的信息交换。串行传输中用来表示二进制数据中的0和1有很多种方式，比如按极性可为单极性码和双极性码，按信号是否归零可分为归零码和非归零码。在通信领域中常采用LVDS电平(即低电压差分信号)来表示数字0和1，这是一种双极性非归零码，目前针对这种双极性非归零码开发出了许多种编码方式，比如4B/5B编码，8B/10B编码，64B/66B编码，64B/67B编码，128B/130B编码，128B/132B编码等。

LVDS链路的连接还分为直流耦合和交流耦合两种方式，交流耦合可设置收发两端的共模电平，方便电平转换、去除共模误差以及避免输入电压故障等优点。但交流耦合方式需要保证链路在传输过程中保持直流平衡，即在传输过程中一定时间内保持发送数据通道中的0和1的数量基本保持一致，连续的0或者连续的1的个数不超超过若干个，否则就会发生数据丢失等错误。在前述多种编码方式中，8B/10B编码能够保证直流平衡。而64B/66B编码，128B/130B编码，128B/132B编码虽然不能实现8B/10B编码那样完美的直流平衡，但通过使用扰码技术，即将数据按比特位进行伪随机化的重新排列，可以减少长连0和长连1的出现，也能一定程度上改善直流不平衡的问题。

另一方面，在一些特殊应用中，传输环境中复杂的机械及电磁环境可能导致数据在高速传输过程中发生错误，即所谓的产生误码，所以传统的传输系统有时会因为这样的误码导致接收和使用二维阵列数据的系统发生系统性错误，并且这种系统性错误还不可恢复。所以，在开发这种传输系统时，不但要从硬件上加强各部件的抗干扰能力，还要加强高速串行数据传输所使用的数据打包和解析方式本身的容错能力。

显而易见，要在传输数据的过程中加上容错能力，那么一定要加上比原始数据更多的冗余信息。这样的冗余信息需要在接收端能够被识别出来，用来指示通道接收端进行数据定位和分发等操作，以及发生传输误码时辅助通道接收端的工作状态仍然能够正确流转。比如，8B/10B编码，通过增加两位数据，虽然增加了传输带宽的开销，但却提供若干可供用作特殊字符的控制字符，也就是所谓的K字符。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了二维阵列数据高速传输的容错传输方法。本发明第一方面公开的二维阵列数据高速传输的容错传输方法，包括以下步骤：

根据预设规则以帧为单位对二维阵列数据进行优化排序和分组，形成一维数列数据；

对分组好的数据根据数据特点以及传输通道本身的电气要求进行编码；