协议帧解码策略

Question

我遇到以下问题：我正在用C对微控制器（ATmega 8bit，8051等）进行编程，并通过UART接口接收了自定义的总线协议。 我将接收到的字节放入缓冲区中，然后再处理。

现在的问题是：是否有任何设计模式或策略可以对接收到的帧进行解码？ 如何做到这一点的最佳方法？ 有书籍/教程吗？

_{这是我的第一个问题，如果问题的格式不正确，请不要打我:)}

Answer 1

由于所有此类协议都是自定义的，因此没有标准的方法可以照此处理。 唯一类似于ADT（如果需要的话，就是“设计模式”）是实际的数据接收，通常是通过环形缓冲区来完成的。

通常，解析实际协议所做的事情并不花哨，但总是以相同的方式完成。 您最终将得到如下结果：

（我在下面的代码中使用前缀XYZ表示该代码用于解码虚构的“ XYZ”协议。将其替换为自定义协议的名称。）

// xyz.h
#ifndef XYZ_H
#define XYZ_H

typedef enum
{
  XYZ_OK,
  XYZ_ERR_SYNC,        // various error codes for things that can go wrong
  XYZ_ERR_LENGTH,
  XYZ_ERR_CHECKSUM,
  ...

} xyz_result_t;


xyz_result_t  xyz_decode (const uint8_t* buf, size_t n);

#endif /* XYZ_H */



// xyz.c
#include "xyz.h"

xyz_result_t  xyz_decode (const uint8_t* buf, size_t n)
{
  // various protocol-specific checks:

  if(buf[0] != SOME_SYNC_CHARACTER)
  {
    return XYZ_ERR_SYNC;
  }

  if(buf[something] < expected_min_length ||
     buf[something] > expected_max_length)
  {
    return XYZ_ERR_LENGTH;
  }

  ...

  return XYZ_OK;
}

Answer 2

我发现设计协议以使其易于解码非常重要。 我当前的那个有特定的开始和结束字节。 因此，当UART接收到信息时，它便知道数据包在何处开始（将缓冲区索引设置为零）以及在何处结束（以便可以进行处理）。

如果执行此操作，则需要“转义”数据中的开始/结束字节，并添加另一个字节。即0x7F-> 0x7D，0x5F其中0x7D表示“下一个字节已转义”，而0x5F表示转义的0x7F。

这使事情变得对我来说更容易。 IRQ很简单，对数据包进行转义/检查很简单，然后很容易从数据包字节中获取数据。

IRQ

If (received byte == start flag)
    set receive buffer index to zero
else
    if (space left in buffer)
        store character in buffer
        if (received byte == end flag)
            process buffer

工艺缓冲

Unescape the packet data
Check length
Check checksum
Analyse data