一种支持FDIR功能的错误恢复系统的制作方法

本发明涉及航天工程领域，具体涉及应用于航天总线网络中spacefibre节点的fdir功能，特别涉及一种支持fdir功能的错误恢复系统。

背景技术：

随着航天技术的不断发展，航天任务复杂性的提升，航天数据向大规模、多样性、和高速的方向发展。传统的互联总线如1553b总线、can总线、rs485总线越来越难以满足现在和未来的航天数据处理的需求。esa提出了新型的spacefibre互联网络总线协议，支持点对点传输和路由组网，串行传输速率最高可达6.25gbps。同时spacefibre提供虚拟通道机制，可以分类传输不同传输需求的数据；提供qos(qualityofservice，质量服务)机制，为不同类型的数据提供不同优先级的调度服务；提供fdir(faultdetection,isolationandrecovery，错误检测、隔离和重发)机制，能够对发送的数据及时地进行错误恢复，为数据的发送提供可靠的保障。由于spacefibre的上述特点，能为数据传输提供定制qos服务和可靠传输保障，spacefibre互联总线成为了研究热点。

其中，fdir是作为spacefibre节点至关重要的一个功能，使用错误恢复缓存对发送的数据进行备份，同时在对方数据接收正确时清除备份，在对方数据接收错误时对备份数据进行重发，为数据传输提供可靠的保障。spacefibre需要保障的数据有三类：广播数据(bc)、流量控制字(fct)、普通数据(data)，三类数据的发送优先级为：bc>fct>data。这三类数据在发送的时候会按照发送顺序被依次编号，并按照对应的数据格式产生crc校验和，再进行组帧。当对方接收节点接收数据后，向本地节点发送一个确认：若对方节点接收正确，向本地节点发送正确确认ack，ack携带着对方节点已成功接收的数据序列号seq，则本地节点对小于等于seq的数据备份进行清零；若对方节点接收错误，向本地节点发送错误确认nack，nack携带着对方节点已经成功接收的数据列号seq，则本地先对小于等于seq的各类数据备份进行清零，然后再对本缓存中大于seq的数据备份进行重发。在重发的时候，需要对各类数据按照数据的优先级进行重发，即先重发完所有的广播数据bc，然后重发所有的fct数据，最后重发所有的普通数据data。同时，重发的时候，需要对序列号重新排序，重新校验和组帧。

在整个错误重发流程中，存储数据类型较多，重发规则较位复杂。错误恢复缓存结构的设计影响着重发的效率，而重发的控制算法是实现fdir功能的关键。合理的错误恢复系统和重发能够提供高效的fdir的重发恢复效率。目前缺乏相应的技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供了一种支持fdir功能的错误恢复系统，设置在每个spacefibre节点数据链路层中；所述系统包括主控状态机、广播错误恢复通道、数据错误恢复通道和fct错误恢复通道；

所述主控状态机，用于对广播错误恢复通道、数据错误恢复通道和fct错误恢复通道进行状态控制；

所述广播错误恢复通道，用于根据主控状态机的状态，对广播数据进行正常发数备份、正确确认清除、以及错误确认清除和重发；

所述数据错误恢复通道，用于根据主控状态机的状态，对普通数据的正常发数备份、正确确认清除、以及错误确认清除和重发；

所述fct错误恢复通道，用于根据主控状态机的状态，对fct数据的正常发数备份、正确确认清除、以及错误确认清除和重发。

作为上述系统的一种改进，当本地节点的数据备份和数据发送并行执行且无延迟；则主控状态机处于正常发数备份状态；

当本地节点收到ack，主控状态机进入ack处理状态；则各个错误恢复通道能够同时独立清除各自备份中小于等于seq的数据备份，其中，seq为ack中所携带已成功接收的序列号；

当本地节点收到nack，主控状态机进入nack处理状态；则各个错误恢复通道首先进入数据清除状态，各个错误恢复通道能够同时地清除各自备份中小于等于seq的数据备份，其中，seq为nack中所携带已成功接收的序列号；然后进入数据重发状态，首先重发广播信息，重发结束后产生广播重发结束信号bc_resend_done，然后重发fct控制字，重发结束后产生fct重发结束信号fct_resend_done，最后重发数据控制字，重发结束后产生数据重发结束信号data_resend_done；当各路错误恢复通道数据重发都结束后，主控状态机恢复到正常发数备份状态，重发操作结束。

作为上述系统的一种改进，所述广播错误恢复通道包括：双端口的广播缓存ram、广播地址fifo和广播重发控制状态机；广播地址fifo为fwft型；

广播缓存ram，用于存储广播组帧模块发送的原有的广播帧备份数据，以及重发的广播帧备份数据；

广播地址fifo，用于对原有的广播帧备份数据进行地址标识记录，以及对重发的广播帧备份数据进行地址标识记录；所述广播地址fifo对原有的广播帧备份数据进行地址标识记录的具体过程为：

当广播缓存ram每写入一个字，写指针wr_ptr加1；当写到广播帧帧尾ebf时，对该帧存储位置进行标识；由于广播帧尾由4个字节组成，从低位到高位依次为ebf字符、状态status、广播帧的序列号bc_seq和校验码crc；构建一个广播帧的地址标识addr＝{alter,wr_ptr,bc_seq}，在广播帧帧尾写入ram的同时，对应的地址标识被写入广播地址fifo；alter作为重发控制标识符，初始化为0，每重发一次alter进行一次翻转；

广播重发控制状态机，用于当主控状态机进入ack状态时对已确认的广播帧备份数据进行清除，当主控状态机进入nack状态时，先对已确认的广播帧备份数据进行清除，再对未确认广播帧备份数据采用重发控制算法进行重发。

作为上述系统的一种改进，当主控状态机进入ack状态，所述广播重发控制状态机的具体处理过程包括：

步骤101)广播错误恢复通道由等待状态进入广播备份清除状态，读取广播地址fifo的地址标识，获取广播缓存ram中未被确认广播帧的最小序列号bc_seq＝addr[7:0]，以及该广播帧的帧尾的ram写入地址ebf_wr_ptr＝addr[wr_ptr]；

步骤102)比较ack中携带的seq和广播地址fifo输出端口的bc_seq，bc_seq为未被恢复的首个广播帧的序列号，当bc_seq<＝seq时，读出广播地址fifo中的地址标识，同时更新读指针，令rd_ptr＝ebf_wr_ptr+1，即读指针指到下一广播帧的帧头，则该广播帧数据及其备份同时被清除；广播缓存ram正常接收正在发送的广播帧；

步骤103)转入步骤102)，直至bc_seq>seq，即清除完广播缓存ram中剩余未被确认的广播帧，清除完毕后广播错误恢复通道返回等待状态。

作为上述系统的一种改进，当主控状态机进入nack状态，所述广播重发控制状态机的具体处理过程包括：

步骤201)广播错误恢复通道由等待状态进入广播备份清除状态，读取广播地址fifo的地址标识，获取广播缓存ram中未被确认广播帧的最小序列号bc_seq＝addr[7:0]，以及该广播帧的帧尾的ram写入地址ebf_wr_ptr＝addr[wr_ptr]；

步骤202)比较nack中携带的seq和广播地址fifo输出端口的bc_seq，bc_seq为未被恢复的首个广播帧的序列号，当bc_seq<＝seq时，读出广播地址fifo中的地址标识，同时更新读指针，令rd_ptr＝ebf_wr_ptr+1，即读指针指到下一广播帧的帧头，备份完正在发送的广播帧后，广播缓存ram不再接收正常的广播备份；

步骤203)转入步骤202)，直至bc_seq>seq，即清除完广播缓存ram中剩余未被确认的广播帧，然后广播错误恢复通道进入重发状态，对alter重发控制符取反；

步骤204)向广播组帧模块提出重发申请，当收到广播组帧模块的使能信号后，对广播缓存ram进行读取，rd_ptr＝rd_ptr+1，并发送到广播组帧模块进行重新组帧，直到读到广播帧帧尾；同时对广播组帧模块重新组帧的广播帧进行备份，重发的广播帧写入广播缓存ram，同时在写到广播帧帧尾的时候，构建新的地址标识addr＝{alter,wr_ptr,bc_seq}，并写入广播地址fifo；

步骤205)读取广播地址fifo的输出addr，若addr的最高位和现在的alter重发控制符相同，则说明广播缓存ram中全为重发的广播帧备份数据，原有的广播帧备份数据已全部被重发，重发过程结束则广播错误恢复通道返回到等待状态，并产生bc_resend_done指示信号；否则说明广播缓存ram中仍有未被重发的广播帧备份，则广播错误恢复通道跳到重发状态，进入步骤204)。

作为上述系统的一种改进，所述数据错误恢复通道包括：双端口的数据缓存ram、数据地址fifo和数据重发控制状态机；数据地址fifo为fwft型；

数据缓存ram，用于存储数据组帧模块发送的原有的数据帧备份数据，以及重发的数据帧备份数据；

数据地址fifo，用于对原有的数据帧备份数据进行地址标识记录，以及对重发的数据帧备份数据进行地址标识记录；所述数据地址fifo对原有的数据帧备份数据进行地址标识记录的具体过程为：

当数据缓存ram每写入一个字，写指针wr_ptr加1；当写到数据帧帧尾edf时，对该帧存储位置进行标识；由于帧尾edf由4个字节组成，从低位到高位依次为edf字符、数据帧的序列号data_seq以及16位的校验码crc；构建一个数据帧的地址标识addr＝{alter,wr_ptr,data_seq}，在数据帧帧尾写入ram的同时，对应的地址标识被写入数据地址fifo；alter作为重发控制标识符，初始化为0，每重发一次alter进行一次翻转；

数据重发控制状态机，用于当主控状态机进入ack状态时对已确认的数据帧备份数据进行清除，当主控状态机进入nack状态时，先对已确认的数据帧备份数据进行清除，再对未确认的数据帧备份数据采用重发控制算法进行重发。

作为上述系统的一种改进，当主控状态机进入ack状态，所述数据重发控制状态机的具体处理过程为：

步骤301)数据错误恢复通道由等待状态进入数据备份清除状态，读取数据地址fifo的地址标识，获取当前数据错误恢复缓存中未被确认数据帧的最小序列号data_seq＝addr[7:0]，以及该数据帧帧尾的ram写入地址edf_wr_ptr＝addr[wr_ptr]；

步骤302)比较ack中携带的seq和数据地址fifo输出端口的data_seq，data_seq即为未被恢复的首个数据帧的序列号，当data_seq<＝seq时，读出数据地址fifo中的地址标识，同时更新读指针，令rd_ptr＝edf_wr_ptr+1，即读指针指到下一数据帧的帧头，则该数据帧数据及其备份同时被清除；数据缓存ram正常接收正在发送的数据帧；

步骤303)转入步骤302)，直至data_seq>seq，即数据缓存ram中剩余未被确认的数据帧；然后数据错误恢复通道返回等待状态。

作为上述系统的一种改进，当主控状态机进入nack状态，所述数据重发控制状态机的具体处理过程为：

步骤401)数据错误恢复通道由等待状态进入数据备份清除状态，读取数据地址fifo的地址标识，获取当前数据错误恢复缓存中未被确认数据帧的最小序列号data_seq＝addr[7:0]，以及该数据帧帧尾的ram写入地址edf_wr_ptr＝addr[wr_ptr]；

步骤402)比较nack中携带的seq和数据地址fifo输出端口的data_seq，data_seq即为未被恢复的首个数据帧的序列号，当data_seq<＝seq时，读出数据地址fifo中的地址标识，同时更新读指针，令rd_ptr＝edf_wr_ptr+1，即读指针指到下一数据帧的帧头，则该数据帧数据及其备份同时被清除；备份完正在发送的数据帧后，数据缓存ram不再接收正常的数据备份；

步骤403)转入步骤402)，直至data_seq>seq，即数据缓存ram中剩余未被确认的数据帧，数据错误恢复通道进入重发状态，并对alter重发控制符取反；

步骤404)若广播帧和fct控制字重发均结束，向数据组帧模块提出重发申请，当收到数据组帧模块的使能信号后，对数据缓存ram进行读取，rd_ptr＝rd_ptr+1，并发送到数据组帧模块进行重新组帧，直到读到数据帧帧尾；同时对数据组帧模块重新组帧的数据帧进行备份，重发的数据帧写入数据缓存ram，同时在写到数据帧帧尾的时候，构建新的地址标识addr＝{alter,wr_ptr,data_seq}，并写入数据地址fifo；

步骤405)读取数据地址fifo的输出addr，若addr的最高位和现在的alter重发控制符相同，则说明数据缓存ram中全为重发的数据帧备份数据，原有的数据帧备份数据已全部被重发，重发过程结束数据错误恢复通道返回到等待状态，并产生data_resend_done指示信号；否则说明数据缓存ram中仍有未被重发的数据帧备份，则数据错误恢复通道跳回重发状态，进入步骤404)。

作为上述系统的一种改进，fct错误恢复通道包括：fct错误恢复缓存fifo和fct重发控制状态机；fct错误恢复缓存fifo为fwft型；

fct错误恢复缓存fifo，用于对fct生成模块发送的原有的fct备份数据进行存储，以及对重发的fct备份数据进行存储，其中根据fct控制字格式可得fct_seq＝fct[23:16]；fct重发控制中需要一个alter重发控制符，当有效的fct数据备份时，构造新的fct格式：new_fct＝{alter,fct}；alter重发控制符初始化为0，每重发一次alter进行一次翻转；

fct重发控制状态机，用于当主控状态机进入ack状态时对已确认的fct备份数据进行清除，当主控状态机进入nack状态时，先对已确认的fct备份数据进行清除后，再对未确认fct备份采用重发控制算法进行重发。

作为上述系统的一种改进，当主控状态机进入ack状态，所述fct重发控制状态机的具体实现过程为：

步骤501)fct错误恢复通道由等待状态进入fct备份清除状态，读取fct错误恢复缓存fifo的输出端口，获取当前fct错误恢复缓存fifo中未被确认fct的最小序列号fct_seq＝fifo_out[23:16]；

步骤502)比较ack中的seq和fct错误恢复缓存输出端口的fct_seq，当fct_seq<＝seq时，说明fct错误恢复缓存fifo中仍有已成功确认的fct需要被清除，使能fifo_rd＝1，读出使fct_seq<＝seq的所有fct并丢弃，则原有的fct备份数据被清除，fct缓存正常接收正在发送的fct；

步骤503)转入步骤502)，直至fct_seq>seq，即fct错误恢复缓存fifo中剩余未被确认的fct，清除完毕后则fct错误恢复通道返回等待状态。

作为上述系统的一种改进，当主控状态机进入nack状态，所述fct重发控制状态机的具体实现过程为：

步骤601)fct错误恢复通道由等待状态进入fct备份清除状态，读取fct错误恢复缓存fifo的输出端口，获取当前fct错误恢复缓存fifo中未被确认fct的最小序列号fct_seq＝fifo_out[23:16]；

步骤602)比较nack中的seq和fct错误恢复缓存输出端口的fct_seq，当fct_seq<＝seq时，说明fct错误恢复缓存fifo中仍有已成功确认的fct需要被清除，使能fifo_rd＝1，读出使fct_seq<＝seq的所有fct并丢弃，则原有的fct备份数据被清除；备份完正在发送的fct后，fct错误恢复缓存fifo不再接收正常的数据备份；

步骤603)转入步骤602)，直至fct_seq>seq，即fct错误恢复缓存fifo中剩余未被确认的fct，则fct错误恢复通道进入重发状态，并对alter重发控制符取反；

步骤604)若广播帧重发结束，向fct生成模块提出重发申请，当收到fct生成模块的使能信号后，对fct错误恢复缓存fifo进行读取，并发送到fct生成模块进行重新生成；同时对fct生成模块重新生成的fct数据进行备份，构建新的fct备份格式new_fct＝{alter,fct}，并写入fct错误恢复缓存fifo；

步骤605)当fct错误恢复缓存fifo输出端口输出的数据最高位和现在的alter重发控制符相同，则说明fct错误恢复缓存fifo中全为重发的fct备份，原有的fct已全部被重发，重发过程结束则fct错误恢复通道返回等待状态，并产生fct_resend_done指示信号；否则说明fct错误恢复缓存fifo中仍有未被重发的fct备份，则fct错误恢复通道跳到重发状态，进入步骤604)。

本发明的优势在于：

1、本发明的错误恢复系统具有缓存占用资源小的优点；

2、本发明的系统针对各类数据类型进行架构设计，处理时延迟低；在数据发送的时候同时备份，能够无延迟地备份数据；在接收正确确认ack时，能够快速地清除备份，并且不影响新数据的发送备份；在接收错误确认nack时，能够快速清除已接收备份，同时自动地按照数据优先级迅速重发备份；

3、本发明的系统的重发算法控制简单，通过控制重发控制符转变，可以进行多轮重发，能够有效识别原数据和重发数据。

附图说明

图1为本发明的支持fdir功能的错误恢复系统的框架图；

图2为本发明的主控状态机main_state的三种状态切换的示意图；

图3为广播帧的格式；

图4为本发明的广播错误恢复通道的框架图；

图5为本发明的广播重发控制状态机的重发流程图；

图6为数据帧的格式；

图7为本发明的数据错误恢复通道的框架图；

图8为本发明的数据重发控制状态机的重发流程图；

图9为fct帧的格式；

图10为本发明的fct错误恢复通道的框架图；

图11为本发明的fct重发控制状态机的重发流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细的说明。

本发明设计了一种在spacefibre节点数据链路层中支持fdir功能的错误恢复系统。错误恢复包括错误恢复缓存结构和错误恢复算法；该系统包括主控状态机main_state和3个错误恢复通道；主控状态机主要用于实现对错误恢复缓存的控制，如图1所示；3个错误恢复通道分别用于备份spacefibre中的重要数据：广播数据(bc)、流量控制字(fct)和普通数据(data)。3个错误恢复通道包括：广播错误恢复通道、数据错误恢复通道和fct错误恢复通道。

错误恢复的操作流程如下所述：

当各类数据发送的时候，同时对发送数据进行备份，数据备份和数据发送并行执行，无延迟。此时，主控状态机main_state处于正常发数状态(wait)。

当接收节点数据正确接收时，按照协议规定，接收节点会发送来数据确认信号ack(seq)，其中seq代表接收方已经成功接收的数据序列号。本地节点收到ack(seq)后，主控状态机main_state进入ack处理状态(ack)。各个错误恢复通道能够同时地清除各自备份中小于等于seq的数据备份。清除操作在各错误恢复通道内并行执行，互不影响。在清除的同时，可以正常地接收和备份数据，对数据发送无影响，无延迟。由于高效的错误恢复通道内部结构，清除操作简单迅速，无需冗余的数据备份读出操作，具体说明详见图2说明。

当接收节点数据接收错误时，按照协议规定，接收节点会发送来数据错误确认信号nack(seq)，其中seq代表接收方已经成功接收的数据序列号。本地节点收到nack(seq)后，主控状态机main_state进入nack处理状态(nack)。各路错误恢复通道首先进入数据清除状态，各路错误恢复通道能够同时地清除各自备份中小于等于seq的数据备份；然后进入数据重发状态，按照各缓存数据的优先级展开重发操作：首先重发广播信息，重发结束后产生广播重发结束信号bc_resend_done，然后重发fct控制字，重发结束后产生fct重发结束信号fct_resend_done，最后重发数据控制字，重发结束后产生数据重发结束信号data_resend_done；当各路错误恢复缓存通道数据重发都结束后，主控状态机main_state恢复到正常发数状态(wait)，重发操作结束。

主控状态机main_state主要用于错误恢复通道的状态控制，告知错误恢复通道目前是处于正常发数备份状态(wait)、ack处理状态(ack)、nack处理状态(nack)中的哪一个状态，以便进行处理。当收到ack(seq)后，进入ack处理状态，当错误恢复通道中的备份都清除完毕，即各个备份中剩余的备份序列号都大于seq时，回到数据正常发数状态(wait)；当收到nack(seq)后，进入nack处理状态，当错误恢复通道中的备份都重发完毕，即回到数据正常发数状态(wait)。

广播错误恢复通道主要用于对广播数据的正常发数备份、正确确认清除、以及错误确认清除和重发。

当主控状态机处于正常发数状态时，广播错误恢复通道正常进行数据备份。备份的数据是经过组帧的广播帧模块，广播帧格式如下：包括广播帧帧头、广播信息以及广播帧帧尾，帧格式如图3所示。

为了便于对备份数据的清除和重发，本申请提出一种高效的错误恢复缓存架构：备份的数据采用简单的双端口ram结构进行存储，同时采用fwft型的fifo结构对备份数据进行地址标识记录，缓存架构如图4所示：

广播错误恢复通道包括：双端口的广播缓存ram、广播地址fifo和广播重发控制状态机；广播地址fifo为fwft型；

广播缓存ram，用于存储广播组帧模块发送的原有广播帧备份数据，以及重发的广播帧备份数据；广播组帧模块为本地节点自带的功能模块，用于对接收到的广播数据进行组帧；

广播地址fifo，用于对原有广播帧备份数据进行地址标识记录，以及对重发的广播帧备份数据进行地址标识记录；

广播地址fifo对原有广播帧备份数据进行地址标识记录的具体过程为：

当广播缓存ram每写入一个字，写指针wr_ptr加1；当写到广播帧帧尾ebf时，对该帧存储位置进行标识；由于广播帧尾由4个字节组成，从低位到高位依次为ebf字符、状态status、广播帧的序列号bc_seq(ebf[23:16])、校验码crc；为标识广播缓存ram中广播帧的位置，并且及时地获取序列号bc_seq，构建一个广播帧的地址标识addr＝{alter,wr_ptr,bc_seq}，在广播帧帧尾写入ram的同时，对应的地址标识被写入广播地址fifo；alter作为重发控制标识符，初始化为0，每重发一次alter进行一次翻转。由于被重发的数据也重新备份入广播缓存ram中，原有数据重发结束时，此时广播地址fifo中的地址标识的最高位已不同于未重发前的的alter标识，故此可以对原有广播帧和重发广播帧进行区分。

广播重发控制状态机，用于当主控状态机进入ack状态时对已确认的广播帧备份进行清除，当主控状态机进入nack状态时，先对已确认的广播帧备份进行清除后，再对未确认广播帧备份采用重发控制算法进行重发。如图5所示，算法流程如下：

(1).主控状态机main_state进入nack或ack后，由等待状态(wait)进入数据备份清除状态(clear)，读取地址fifo的地址标识，获取当前广播错误恢复缓存中未被确认广播帧的最小序列号bc_seq＝addr[7:0]，以及该广播帧的帧尾的ram写入地址ebf_wr_ptr＝addr[wr_ptr]；

(2).比较nack或ack中携带的seq(已成功接收序号)和广播地址fifo输出端口的bc_seq，读出地址fifo中的地址标识，同时更新读指针，令rd_ptr＝ebf_wr_ptr+1，即读指针指到下一广播帧的帧头，则该广播帧记录和备份同时被清除。若main_state为nack处理状态时备份完正在发送的广播帧后，广播缓存不再接收正常的广播备份；若main_state为ack处理状态时，广播缓存正常接收正在发送的广播帧，对广播帧的发送无影响；

(3).重复上述清除操作，直至bc_seq>seq，即广播缓存ram中剩余未被确认的广播帧，若main_state为nack处理状态则进入重发状态(resend)，并对alter重发控制符取反；若main_state为ack处理状态，则清除完毕，则返回等待状态(wait)；

(4).进入重发状态(resend)，向广播组帧模块提出重发申请，当收到广播组帧模块的使能信号后，对广播缓存ram进行读取，rd_ptr＝rd_ptr+1,并发送到广播组帧模块进行重新组帧，直到读到广播帧帧尾，进入读取地址状态(read)。重发的同时，对广播组帧模块重新组帧的新广播帧进行备份，重发的广播帧写入广播缓存ram，同时在写到广播帧帧尾的时候，构建新的地址标识addr＝{alter,wr_ptr,bc_seq}，并写入地址fifo；

(5)在读取地址状态(read)读取地址fifo的输出addr后进入判别状态(judge)；

(6).在判别状态(judge)，若addr的最高位和现在的alter重发控制符相同，则说明广播缓存ram中全为重发的广播帧备份，原有的广播帧已全部被重发，重发过程结束跳回到等待状态(wait)，并产生bc_resend_done指示信号；反之，则说明广播缓存ram中仍有未被重发的广播帧备份，则跳到重发状态(resend)继续进行重发。

数据错误恢复通道主要用于对普通数据的正常发数备份、正确确认清除、以及错误确认清除和重发。

当主控状态机处于正常发数状态时，数据错误恢复通道正常进行数据备份。备份的数据是经过组帧的数据帧模块，数据帧格式如下：包括数据帧帧头、数据信息以及数据帧帧尾，帧格式如图6所示。

数据帧格式和广播帧相似，不同的地方是数据帧的长度不固定，最长的数据帧包括64个32bit的数据信息，同样采用ram+fifo的高效错误恢复缓存架构，缓存架构如图7所示：

数据错误恢复通道包括：双端口的数据缓存ram、数据地址fifo和数据重发控制状态机；数据地址fifo为fwft型；

数据缓存ram，用于存储数据组帧模块(本地节点自带的功能模块，用于对普通数据进行组帧)发送的原有数据帧备份数据，以及重发的数据帧备份数据；

数据地址fifo，用于对数据帧备份数据进行地址标识记录，以及对重发的数据帧备份数据进行地址标识记录；

数据地址fifo对数据帧备份数据进行地址标识记录的具体过程为：

当数据缓存ram每写入一个字，写指针wr_ptr加1；当写到数据帧帧尾edf时，对该帧存储位置进行标识；由于帧尾edf由4个字节组成，从低位到高位依次为edf字符、数据帧的序列号data_seq(edf[15:8])以及16位的校验码crc；为标识ram中数据帧的位置，并且及时地获取序列号data_seq，构建一个数据帧的地址标识addr＝{alter,wr_ptr,data_seq}，在数据帧帧尾写入ram的同时，对应的地址标识被写入数据地址fifo；alter作为重发控制标识符，初始化为0，每重发一次alter进行一次翻转。由于被重发的数据也重新备份入数据缓存ram中，原有数据重发结束时，此时数据地址fifo中的地址标识的最高位已不同于未重发前的alter标识，故此可以对原有数据帧和重发数据帧进行区分。

数据重发控制状态机，用于当主控状态机进入ack状态时对已确认的数据帧备份进行清除，当主控状态机进入nack状态时，先对已确认的数据帧备份进行清除后，再对未确认数据帧备份采用重发控制算法进行重发。如图8所示，算法流程如下：

(1).主控状态机main_state进入nack或ack后，由等待状态(wait)进入数据备份清除状态(clear)，读取地址fifo的地址标识，获取当前数据错误恢复缓存中未被确认数据帧的最小序列号data_seq＝addr[7:0],以及该数据帧帧尾的ram写入地址edf_wr_ptr＝addr[wr_ptr]；

(2).比较nack或ack中携带的seq和数据地址fifo输出端口的data_seq，data_seq即为未被恢复的首个数据帧的序列号，当data_seq<＝seq时，读出地址fifo中的地址标识，同时更新读指针，令rd_ptr＝edf_wr_ptr+1，即读指针指到下一数据帧的帧头，则该数据帧记录和备份同时被清除。若main_state为nack处理状态时备份完正在发送的数据帧后，数据缓存不再接收正常的数据备份；若main_state为ack处理状态时，数据缓存正常接收正在发送的数据帧，对数据帧的发送无影响；

(3).重复上述清除操作，直至data_seq>seq，即数据缓存ram中剩余未被确认的数据帧，若main_state为nack处理状态则进入重发状态(resend)，并对alter重发控制符取反；若main_state为ack处理状态，则清除完毕，则返回等待状态(wait)；

(4).进入重发状态(resend)，若广播帧和fct控制字都重发结束，向数据组帧模块提出重发申请，当收到数据组帧模块的使能信号后，对数据缓存ram进行读取，rd_ptr＝rd_ptr+1,并发送到数据组帧模块进行重新组帧，直到读到数据帧帧尾，进入读取地址状态(read)。重发的同时，对数据组帧模块重新组帧的新数据帧进行备份，重发的数据帧写入数据缓存ram，同时在写到数据帧帧尾的时候，构建新的地址标识addr＝{alter,wr_ptr,data_seq}，并写入地址fifo；

(5)在读取地址状态(read)读取地址fifo的输出addr后进入判别状态(judge)；

(6).在判别状态(judge)，读取地址fifo的输出addr，若addr的最高位和现在的alter重发控制符相同，则说明数据缓存ram中全为重发的数据帧备份，原有的数据帧已全部被重发，重发过程结束跳回到等待状态(wait)，并产生data_resend_done指示信号；反之，则说明数据缓存ram中仍有未被重发的数据帧备份，则跳到重发状态(resend)继续进行重发。

由于fct控制字由于不同于广播帧和数据帧的格式，仅由一个32bit的字组成，数据格式如9所示。如图10所示，fct错误恢复通道包括：fct错误恢复缓存fifo和fct重发控制状态机；fct错误恢复缓存fifo为fwft型；

fct错误恢复缓存fifo，用于对fct生成模块(本节点自带的功能模块，用于生成fct控制字)发送的原有的fct备份数据进行存储和地址标识记录，以及对重发的fct备份数据进行存储和地址标识记录；fct重发控制中需要一个alter重发控制符，当有效的fct数据备份时，构造新的fct格式：new_fct＝{alter,fct}；alter重发控制符初始化为0，每重发一次alter进行一次翻转；由于被重发的fct也需要重新备份入fct错误恢复缓存fifo中，当原有数据重发结束时，此时fct错误恢复缓存fifo中的地址标识的最高位已不同于未重发前的alter标识，故此可以对原有fct和重发fct进行区分。

fct重发控制状态机，用于当主控状态机进入ack状态时对已确认的fct备份进行清除，当主控状态机进入nack状态时，先对已确认的fct备份进行清除后，再对未确认fct备份采用重发控制算法进行重发。如图11所示，算法流程如下：

(1).主控状态机main_state进入nack或ack后，由等待状态(wait)进入数据备份清除状态(clear)，读取fct错误恢复缓存fifo的输出端口，获取当前fct错误恢复缓存中未被确认fct的最小序列号data_seq＝fifo_out[7:0]；

(2).比较nack或ack中携带的seq和fct错误恢复缓存fifo输出端口的fct_seq，当fct_seq<＝seq时，即说明fct错误恢复缓存fifo中仍有已成功确认的fct需要被清除，使能fifo_rd＝1，读出使fct_seq<＝seq的所有fct并丢弃，则fct备份被清除。若main_state为nack处理状态时，备份完正在发送的fct后，fct缓存不再接收正常的数据备份；若main_state为ack处理状态时，fct缓存正常接收正在发送的fct，对fct的发送无影响；

(3).重复上述清除操作，直至fct_seq>seq，即fct错误恢复缓存fifo中剩余未被确认的fct，若main_state为nack处理状态，则进入重发状态(resend)，并对alter重发控制符取反；若main_state为ack处理状态，则清除完毕，返回等待状态(wait)；

(4).进入重发状态(resend)，若广播帧重发结束，fct生成模块提出重发申请，当收到fct生成模块的使能信号后，对fct错误恢复缓存fifo进行读取，并发送到fct生成模块进行重新生成。重发的同时，对fct生成模块重新生成的新fct进行备份，构建新的fct备份格式new_fct＝{alter,fct}，并写入fct错误恢复缓存fifo；

(6).当fct错误恢复缓存fifo输出端口输出的数据最高位和现在的alter重发控制符相同，则说明fct错误恢复缓存fifo中全为重发的fct备份，原有的fct已全部被重发，重发过程结束跳回到等待状态(wait)，并产生fct_resend_done指示信号；反之，则说明fct错误恢复缓存fifo中仍有未被重发的fct备份，则跳到重发状态(resend)继续进行重发。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。