Labor-Octet-Protocol

In diesem Artikel ist ein Byte ein Oktet, also einem Datenwort der Länge 8 Bit.

About

Das Labor-Octet-Protocol (LOP) stellt sowohl ein Nachrichten als auch eine Stream orientierte Möglichkeit der Kommunikation zur Verfügung.

Das Protokoll geht dabei von einer Byte orientierten, tieferliegenden, Kommunikationsschicht aus und nimmt besondere Rücksicht darauf, dass die atomare Übertragungsgröße 8 Bit ist.

Aufbau

Escape-Schicht

Um (atomare) Kommandos zu ermöglichen werden einigen Bytes spezielle Kommandos zugeordnet. Um jedoch diese Werte auch im normalen Datenstrom zu übermitellen findet ein so genanntes Escaping statt.

Kommandozeichen	Bedeutung
0x42	Reset
0x23	Escape

Escape-Sequenz	Daten
0x23 0x01	0x42
0x23 0x02	0x23
0x23 0x03	0x11
0x23 0x04	0x13

Die zwei zusätzlichen Escape-Sequenzen ermöglichen ein normales Software-Flowcontrol (XON/XOFF), wie es bei seriellen Leitungen häufig gewünscht ist.

Kommandos

0x23 0x14 Message

Die Sequenz 0x23 0x14 leitet eine Message ein. Es folgen zwei Bytes die zusammen die Länge der Nachricht in Bytes angeben, wobei hier die Network-Byteorder zum tragen kommt, d.h. dass erste Längenbyte ist das MSB und wird vom LSB gefolgt. Anschließend werden die Datenbytes der Nachricht übertragen.

0x23 0x15 Stream Sync

Die Sequenz 0x23 0x15 stellt eine besondere Markierung im Datenstrom da, und ist für Synchonisierungszwecke geeignet.

Implementierung

AVR-Mikrocontroller

Eine Implementierung des LOP für AVR-Mikrocontroller ist unter [1] zu finden. Auf Diese Implementierung bezihen sich auch die folgenden Aussagen.

Konzept

Die Nutzung basiert auf dem Umgang mit einem sogenannten LOP-Kontextes, welcher alle Informationen zum Status und zur Verwaltung des Protokolls enthält. Auch sind in diesem Kontext die Adressen jener Funktionen gespeichert, welche bei bestimmten Ereignissen (z.B. eingehende Message, empfangen einer Sync-Sequenz) aufgerufen werden sollen.

Durch die Hinterlegung entsprechender Funktionszeiger wird auch eine gewisse Ereignisorientiertheit implementiert, welche es erlaubt Teile der Anwendung nebenläufig zu implementieren.

LOP-Kontext

typedef struct lop_ctx {
	lopstates_t rxstate, txstate, msgretstate;
	uint32_t msgidx;
	uint16_t msglength;
	uint8_t* msgbuffer;
	uint8_t escaped;
	void (*sendrawbyte)(uint8_t);           /* pointer to the writing function */
	void (*on_msgrx)(uint16_t, uint8_t*);   /* function called on message recieve */
	void (*on_streamrx)(uint8_t);           /* function called on recieve of a stream byte*/
	void (*on_streamsync)(void);            /* function called on recieve of streamsync */
} lop_ctx_t;