Синхронизация и реализация кода Хэмминга на программном последовательном порту

Я хочу изучить и использовать код Хэмминга. Будет ли разумно… изменить библиотеку последовательного интерфейса программного обеспечения, чтобы сделать это, или просто изменить данные, которые передано в реальном скетче Arduino?

Кроме того, какой метод лучше всего подходит для лучшей синхронизации этих модулей передачи/приёма (tx/rx) с Arduino через программный последовательный порт? Обязан ли я использовать встроенную синхронизацию из библиотеки или могу реализовать другие формы синхронизации, например, кодирование Manchester и NRZ? Если да, то есть ли какие-либо рекомендации?

РЕДАКТИРОВАТЬ

Что делать, если помехи возникают в бите чётности при реализации кода Хэмминга? Есть ли способ обойти эту проблему?

, 👍1


3 ответа

Лучший ответ:

2

Это может выглядеть примерно так:

class HammingStream : public Stream {
public:
  HammingStream(Stream& ios) : m_ios(ios) {}
  virtual size_t write(uint8_t byte);
  virtual int read();
  virtual int available();
  virtual void flush();
protected:
  Stream& m_ios;
  uint8_t encode4(uint8_t nibble);
  uint8_t decode8(uint8_t code);
};

size_t HammingStream::write(uint8_t byte)
{
   m_ios.write(encode4(byte >> 4));
   m_ios.write(encode4(byte & 0xf));
   return (1);
}

int HammingStream::read()
{
  if (available() == 0) return (-1);
  uint8_t nibble = decode8(m_ios.read());
  return ((nibble << 4) | decode8(m_ios.read());
}

int HammingStream::available()
{
  return (m_ios.available() / 2);
}

void HammingStream::flush()
{
  m_ios.flush();
}

Тогда вы могли бы:

HammingStream HammingSerial(SoftwareSerial);
HammingSerial.println(F("hello world"));

Вышеизложенное не включает кодирование/декодирование, а также обнаружение ошибок. Декодирование Хэмминга может обнаруживать до двух битовых ошибок и исправлять один бит (для 4-битных данных).

Пример реализации кодера можно найти в Cosa. Здесь используется код Хэмминга (8, 4) для повышения производительности VirtualWire. Обратите внимание, что таблица кодера настроена на радиочастотный сигнал и не допускает постоянного тока (т.е. длительных периодов нуля или единицы).

Ура!

,
1

SoftwareSerial может передавать и принимать только пакеты в формате EIA-232. Именно для этого он и предназначен, и именно это он и делает.

Он не может передавать никакой другой формат.

Если вы хотите использовать другие методы кодирования, вам придется использовать метод, отличный от SoftwareSerial.

Для этого может потребоваться написание собственных процедур обработки битов в вашем скетче или в вашей собственной библиотеке, либо использование SoftwareSerial в качестве основы для адаптации в вашу собственную библиотеку.

Обратите внимание, что библиотека SoftwareSerial написана таким образом, что пакеты EIA-232 являются обязательным требованием — задний фронт стартового бита запускает прием одного пакета — любая другая кодировка, не имеющая такого рода расположения стартовых битов, потребует совершенно иного метода организации приема.

,

Итак, я мог бы просто создать простую функцию в своём скетче, которая при передаче числа автоматически реорганизует блок данных, добавляя в него биты чётности. А затем передаст эти новые данные, как будто это просто полезная нагрузка. А затем я могу заставить скетч-приёмник принять эти данные и обработать их в другой функции внутри скетча, верно? Или это было бы неразумно?, @Jonathan

Я бы предпочёл создать собственную библиотеку. Но будет ли эта библиотека просто реструктурировать данные и вызывать функцию записи SoftwareSerial (по сути, то же самое, что я описал выше)? Или мне придётся полностью переделывать функцию записи?, @Jonathan

Здравствуйте, можете ли вы дать мне какие-нибудь советы по поводу моего EDIT? И ещё, не будет ли разумнее вообще не использовать кодировку NRZ на Arduino? @Majenko, @Jonathan

2

Вы можете использовать эту информацию и код: Хэмминг(8,4) с Arduino.

Имеется PDF-файл с документацией о процессе создания класса, реализующего хэмминг(8,4), и ссылкой на исходный код.

Вы можете использовать любой класс, производный от Stream (например, Serial или SoftwareSerial).

Дополнение: Если вы хотите реализовать код Хэмминга ECC в Arduino, будет полезно предварительно вычислить все возможные значения сообщения (подробнее по ссылке выше). В коде Хэмминга (8,4) ваше сообщение — это 1 байт = 4 бита + 4 бита чётности; поэтому вам придётся разбить байты на полубайты. Лучше поместить всё это (кодирование, декодирование, управление старшей/нижней частью байта и т. д.) в класс. Пример использования класса Хэмминга по ссылке выше:

Текст:

#include <hamming.h>

Hamming hamming(&Serial);
char message[] = "Hello World!!";

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  delay(100);
}


void loop()
{
  hamming.write(message);
  delay(1000);
}

Рецепт:

#include <hamming.h>

Hamming hamming(&Serial);
char message[Hamming::SIZE];

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  delay(100);
}

void loop()
{
  if(hamming.isMessageReady())
  {
    hamming.read(message);
    Serial.println(message);
  }
}

Если вам нужно отправить другой тип информации: число с плавающей точкой, целое число... вы можете это сделать, но я думаю, что лучше токенизировать/детокенизировать вашу информацию и обрабатывать ее как «строку».

P.S. Вы можете использовать любой тип физического уровня, являющийся дочерним для Stream: Serial, SoftwareSerial... Но я тестировал только на Serial.

,

Это хорошая ссылка. Однако, на случай, если ссылка в будущем перестанет работать, было бы неплохо, если бы вы отредактировали свой ответ, включив в него _краткое изложение_ информации и основную часть необходимого кода., @Greenonline

Смотрите также: