一种正连接器、反连接器、数据传输系统及方法与流程

1.本发明涉及到连接器领域，具体涉及到一种正连接器、反连接器、数据传输系统及方法。


背景技术：

2.在数据传输领域，在进行数据传输时，受到带宽的限制，为了降低带宽的占用或者减少传输线的数量，需要对数据进行形式上的精简，数据的精简主要有两个改进方向。
3.第一个改进方向为更换数据描述的方式，在数据处理领域，数据本身是不可压缩的，业内常说的数据的压缩实质是指通过不同的描述方法对数据进行描述，从描述形式上进行数据的简化。在数据传输时通过发送设备和接收设备共同定义的描述形式，实现传输的数据在数据量上的变化，该数据精简的方式在实际应用中的缺陷包括通用性较差(发送设备和接收设备需要具有共同定义的描述形式)、设备成本高(数据在发生设备和接收设备需要相应的编码器和解码器处理)、数据延迟较大(数据延迟时间与设备成本挂钩，要克服数据延迟大的问题需要较高的设备成本)等缺陷。
4.第二个改进方向为以时间换带宽，即将并行的数据进行分时传输，数据在传输时，多位的数据在通过在时间跨度上分散的形式，实现降低带宽使用、降低传输线数量的目的。
5.目前针对第二个改进方向，同样的，一般会采用专用的芯片对数据进行串并行的转换，而在工业领域，尤其是高精密领域，一般都需要避免采用复杂芯片，为此，需要一种简单且可靠的部件实现相关功能。
6.除此以外，数据在传输中的安全性及可靠性问题，也是数据在精简时需要考虑的因素之一。


技术实现要素：

7.本发明提供了一种正连接器、反连接器、数据传输系统及方法，利用门电路处理信号相较于数据直接传输具有相对延时的特性，将并行数据中抽取数据进行提前传输，以实现精简数据的功能，功能的实施依靠于简单且可靠的电路，且通过连接器的方式即可实施，在实际使用中具有良好的可靠性、经济性以及便利性。
8.相应的，本发明提供了一种正连接器，所述正连接器具有正输入口和正输出口，
9.所述正输入口具有n个正输入端子，所述正输出口具有n-1个正输出端子；所述n个正输入端子分别为n-1个常规正输入端子和1个基准端子，所述n-1个正输出端子的其中一个正输出端子为正复用端子；
10.所述正输入口和所述正输出口之间设置有n-1个门电路；每一个门电路包括门基准输入端、门数据输入端、门结果输出端；
11.所述n-1个门电路中的门数据输入端分别与所述n-1个常规正输入端子连接；所述n-1个门电路中的门结果输出端分别与n-1个正输出端子连接；
12.所述基准端子分别与每一个所述门电路的门基准输入端连接，且所述基准端子直
接与所述正复用端子连接；
13.所述门电路满足以下条件：已知门基准输入端和门结果输出端的数据时，门数据输入端的数据唯一确定；
14.n为大于或等于2的正整数。
15.可选的实施方式，所述n-1个门电路中的门结果输出端分别与n-1个正输出端子连接包括：
16.每一个门结果输出端与对应的正输出端子之间设置有一组信号补偿结构；
17.所述信号补偿结构包括电光信号转换元件和光电信号转换元件；
18.所述电光信号转换元件的输入端与所述门结果输出端连接，所述光电信号转换元件的输出端与所述正输出端子连接；
19.所述电光信号转换元件的输出端与所述光电信号转换元件的输入端在空间位置上正对设置。
20.可选的实施方式，所述n-1个门电路中的门结果输出端分别与n-1个正输出端子连接包括：
21.所述n-1个门电路和对应的电光信号转换元件设置在第一连接件上；
22.所述n-1个正输出端子和对应的光电信号转换元件设置在第二连接件上；
23.所述第一连接件和所述第二连接件相互连接。
24.相应的，本发明提供了一种反连接器，所述反连接器具有反输入口和反输出口；
25.所述反输入口具有n-1个反输入端子，所述反输出口n个反输出端子；
26.所述n-1个反输入端子中的其中一个反输入端子为反复用端子；
27.所述反输入口和所述反输出口之间设置有寄存器及解码器；
28.所述解码器具有一个模式切换控制端、n-1个第二输入端和n个第二输出端；
29.所述n-1个反输入端子分别与所述n-1个第二输入端连接；
30.所述n个第二输出端分别与所述n个反输出端子连接；
31.所述反复用端子与所述寄存器连接，所述寄存器与所述模式切换控制端连接；
32.n为大于或等于2的正整数。
33.可选的实施方式，所述解码器包括n-1个可调逻辑器，所述第二输入端和所述第二输出端设置在所述可调逻辑器上；
34.每一个可调逻辑器具有一个所述第二输入端、一个比较输入端和一个所述第二输出端；
35.所述寄存器还分别与每一个所述比较输入端连接。
36.可选的实施方式，所述反连接器还包括时钟控制器；
37.所述时钟控制器与所述寄存器连接。
38.相应的，本发明提供了一种数据传输系统，包括所述正连接器和所述反连接器；
39.所述n-1个正输出端子分别与所述n-1个反输入端子连接，其中，所述n-1个正输出端子中的正复用端子与所述n-1个反输入端子反复用端子连接。
40.相应的，本发明提供了一种数据传输方法，基于所述的数据传输系统实现，包括：
41.所述正连接器的正输入口接收n位并行数据，根据所述正连接器的硬件结构，所述n位并行数据中的其中一位并行数据被设定为基准数据，其余并行数据被设定为常规数据；
42.所述基准数据通过正复用端子输出；
43.所述基准数据分别与每一位常规数据通过预设的门电路进行处理后得到门结果，所述门结果通过对应的正输出端子输出，所述门结果的输出滞后于所述基准数据的输出；
44.所述反连接器通过反复用端子接收到所述基准数据后，所述基准数据存储在所述寄存器中，所述解码器的运行模式基于所述寄存器中储存的基准数据切换；
45.在所述解码器的运行模式基于所述寄存器中储存的基准数据切换后，所述n-1个反输入端子分别接收到对应的门结果；
46.每一位门结果从对应的第二输入端进入所述解码器后，通过所述解码器解码后还原为常规数据从对应的第二输出端输出。
47.可选的实施方式，在所述反连接器还包括时钟控制器时，所述寄存器的运行模式切换速度基于所述时钟控制器控制。
48.可选的实施方式，将所述门信号通过电光转换元件和光电转换元件依次处理后，再将所述门结果通过对应的正输出端子输出。
49.本发明提供了一种正连接器、反连接器、数据传输系统及方法，利用门电路处理信号相较于数据直接传输具有相对延时的特性，将并行数据中抽取数据进行提前传输，以实现精简数据的功能，功能的实施依靠于简单且可靠的电路，且通过连接器的方式即可实施，在实际使用中具有良好的可靠性、经济性以及便利性。
50.综上，本发明提供了一种正连接器、反连接器、数据传输系统及方法，正连接器以门电路的设置形式将数据滞后发送，以硬件实现的方式将完整的数据在时间跨度上进行拆分发送，从而实现精简数据的目的；以数据中的其中一位数据作为基准进行发送以及用于参与其余位数据的门电路运算，使得其余数据与该位作为基准的数据之间产生联系性，可实现一定的加密功能；作为基准的数据相较于其余数据先到达反连接器，以指导反连机器的解码器的运行模式，使得反连接器能够对后行数据进行合适的数据解析，实现了数据的还原功能；通过正连接器和反连接器的配套设置，可保证数据传输系统本身自成体系，不依赖发送设备和接收设备的预设值结构，实现数据的可靠传输。
附图说明
51.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以如这些附图获得其它的附图。
52.图1为本发明实施例中的数据传输系统结构示意图。
53.图2为本发明实施例中的正连接器透视结构示意图。
54.图3为本发明实施例中的数据传输方法流程图。
具体实施方式
55.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它
实施例，都属于本发明保护的范围。
56.图1示出了本发明实施例的数据传输系统结构示意图，由于数据传输系统包括正连接器和反连接器，为了便于说明以及附图的精简，有关正连接器、反连接器和数据传输系统都参照图1示意图进行说明。
57.具体的，本发明实施例所涉及的正连接器具有正输入口和正输出口，所述正输入口具有n个正输入端子，所述正输出口具有n-1个正输出端子；所述n个正输入端子分别为n-1个常规正输入端子和1个基准端子，所述n-1个正输出端子的其中一个端子为正复用端子；
58.所述正输入口和所述正输出口之间设置有n-1个门电路；每一个门电路包括门基准输入端、门数据输入端、门结果输出端；
59.所述n-1个门电路中的门数据输入端分别与所述n-1个常规正输入端子连接；所述n-1个门电路中的门结果输出端分别与n-1个正输出端子连接；
60.所述基准端子分别与每一个所述门电路的门基准输入端连接，且所述基准端子直接与所述正复用端子连接；
61.所述门电路满足以下条件：已知门基准输入端和门结果输出端的数据时，门数据输入端的数据唯一确定。
62.具体的，根据本发明实施例的实施原理，n为大于或等于2的正整数。
63.具体的，针对正连接器的物理结构而言，其正输入口具有n个正输入端子，其正输出端具有n-1个正输出端子，在端子数量上精简了1个。
64.针对数据传输的方式而言，其中一个正输入端子为基准端子，基准端子的数据可通过基准端子直连的正复用端子(正输出端子)输出。
65.除基准端子外的其余正输入端端子为常规端子，每一个常规端子的数据需要与基准端子的数据通过对应的门电路处理后在通过正输出端子进行输出。具体的，门电路的实质为一系列的电容、开关等基础电子元器件组成的电路结构，门电路对信号的处理是需要依赖于电信号变化时间的，表征即为门电路的延迟时间，因此，相较于基准端子与正复用端子直接传输数据的方式，数据在经过门电路再进行输出是滞后的。
66.先不讨论有关数据还原的相关内容，就正连接器自身而言，利用门电路主动让部分数据产生延时，将数据在时间跨度上进行分配；此外，将先行的数据与后行的数据通过门电路进行处理导出，可根据需求转换数据，可用于实现数据的加密处理。
67.以上描述均为对一个正连接器的相关结构内容进行说明，实际实施中，正连接器是可以进行多个串联使用的。本发明实施例将正连接器的正输入端端子数量定义为n个，在多个正连接器串联使用中，将第一个正连接器的正输入端端子数量定义为n个，第二个正连接器的正输入端端子数量定义为n-1个，依次类推，从数据格式上，在时间跨度上将n位逐位进行拆解；由于门电路的存在，在每一个正连接器中，常规端子上的数据以基准端子上的数据为参照，并经过门电路处理后，可用于表征非数据本身，基于门电路的差异性，相当于以不同的门电路对常规端子上的数据进行加密，实际实施中，正连接器的门电路可以为黑盒逻辑(通过反连接器进行一一配对，正连接器自身逻辑并不需要可知)，多级的正连接器可几何量级的增加其加密性能，提高其数据破解难度。
68.进一步的，所述门电路满足以下条件：已知门基准输入端和门结果输出端的数据时，门数据输入端的数据唯一确定。该限定条件的目的在于保证数据的可还原性。由于门电
路对信号的处理可能会对门数据输入端的数据进行改变，因此，门基准输入端、门结果输出端的数据、门数据输入端的数据在已知其中两者的情况下，另外一者应该都是唯一确认的，这才能保证数据的可还原性。最基础的，半加器取求和输出端作为门数据输入端即能满足本发明实施例的使用需求。
69.图2示出了本发明实施例的正连接器透视结构示意图，基于前述原理，正连接器的实施结构有多种，本发明实施例针对相关说明内容提供其中一种实施结构以供参考。
70.可选的实施方式，所述n-1个门电路中的门结果输出端分别与n-1个正输出端子连接包括：
71.每一个门结果输出端与对应的正输出端子之间设置有一组信号补偿结构；
72.所述信号补偿结构包括电光信号转换元件5和光电信号转换元件4；
73.所述电光信号转换元件5的输入端与所述门结果输出端连接，所述光电信号转换元件4的输出端与所述正输出端子连接；
74.所述电光信号转换元件5的输出端与所述光电信号转换元件4的输入端在空间位置上正对设置。
75.可选的实施方式，所述n-1个门电路中的门结果输出端分别与n-1个正输出端子连接包括：
76.所述n-1个门电路和对应的电光信号转换元件设置在第一连接件2上；
77.所述n-1个正输出端子和对应的光电信号转换元件设置在第二连接件1上；
78.所述第一连接件2和所述第二连接件1相互连接。
79.具体的，在无补偿时，门电路对信号进行处理后所产生的信号会产生一点的衰减，为了保证数据的稳定(电位的稳定性)，利用电光转换后再进行光电转换的形式，可保证电位的恒定性。进一步的，连接器一般还需要具有可拆卸连接的功能，因此，在此基础上，可将电光信号转换元件和光电转换元件分设在两个可拆卸的连接件上；此外，由于电光信号转换元件和光电转换元件分别涉及到了相应的前后端部件，相对应的，与电光信号转换元件涉及的前后端部件(正输入端子、门电路等)设置在所述第一连接件2上，与光电转换元件涉及的前后端部件(正输出端子)设置在所述第二连接件1上。
80.需要说明的是，端子在本发明实施例的表现结构为焊球3结构，实际使用中可通过焊接连接线的方式使用。
81.信号补偿结构除了具有补强信号的作用外，通过连接件组合结构的方式，利用信号补偿结构可实现信号的免接触传输，保证了正连接器的重复使用性能。
82.相应的，本发明提供了一种反连接器，所述反连接器具有反输入口和反输出口；
83.所述反输入口具有n-1个反输入端子，所述反输出口n个反输出端子；
84.所述n-1个反输入端子中的其中一个反输入端子为反复用端子；
85.所述反输入口和所述反输出口之间设置有寄存器及解码器；
86.所述解码器具有一个模式切换控制端、n-1个第二输入端和n个第二输出端；
87.所述n-1个反输入端子分别与所述n-1个第二输入端连接；
88.所述n个第二输出端分别与所述n个反输出端子连接；
89.所述反复用端子与所述寄存器连接，所述寄存器与所述模式切换控制端连接。
90.具体的，从物理结构上，针对反连接器，其反输入口具有n-1个反输入端子，其反输
出口n个反输出端子，在端子数量上增加了1个端子。
91.从数据传输的角度而言，n-1位的输入数据通过解码器后可得到n为输出数据，解码器的解码形式决定了数据的还原。
92.针对于此，其中一个反输入端子为反复用端子，反复用端子的数据可寄存在寄存器中，寄存器的寄存数据可决定解码器的运行模式。
93.结合前述对正连接器的说明，基于时间上的差异，先行数据会首先进入到反复用端子并寄存在寄存器中，而此时，反复用端子只有一个端子的数据输入至解码器中，实质上是无效的，解码器不工作；后续，待后行数据并行进入到n-1个反输入端子时，解码器根据调节后的运行模式对相关数据进行处理后进行输出，实现数据的还原。
94.在此基础上，若前级的正连接器数量为多级，实际实施中，根据正连接器数量可相应的设置寄存器的位数以及解码器的工作模式数量，多位先行数据会逐位寄存在寄存器中，并在寄存器数据满位时进行解码器的运行模式的确认调整，后续的后行数据再并行输入时，始终能够输出n位数据。
95.具体的，寄存器对先行数据的储存动作影响着反连接器的工作，为了工作的可靠性，可选的实施方式，所述反连接器还包括时钟控制器；所述时钟控制器与所述寄存器连接。由时间控制器为寄存器提供精密的计时脉冲，保证寄存器的运行的稳定性。
96.具体的，针对一个正连接器的设置方式，反连接器上的解码器可遵循相应的方式进行解码，可选的实施方式，所述解码器包括n-1个可调逻辑器，所述第二输入端和所述第二输出端设置在所述可调逻辑器上；每一个可调逻辑器具有一个所述第二输入端、一个比较输入端和一个所述第二输出端；所述寄存器还分别与每一个所述比较输入端连接。
97.具体的，可调逻辑器相当于正连接器上门电路的逆电路，例如，正连接器上的一个门电路的作用为已知a和b，得到c；可调逻辑器的作用则为已知a和c，得到b。例如，当正连接器的门电路采用半加器时，反连接器的可调逻辑器可选用减法器。
98.相应的，本发明提供了一种数据传输系统，包括所述正连接器和所述反连接器；
99.所述n-1个正输出端子分别与所述n-1个反输入端子连接，其中，所述n-1个正输出端子中的正复用端子与所述n-1个反输入端子反复用端子连接。
100.图3示出了本发明实施例的数据传输方法流程图，基于所述的数据传输系统实现，包括：
101.s101：所述正连接器的正输入口接收n位并行数据，根据所述正连接器的硬件结构，所述n位并行数据中的其中一位并行数据被设定为基准数据，其余并行数据被设定为常规数据；
102.从数据输入角度而言，正连接器的正输入端子实质上都为等价的，在正连接器中，由于其中一个正输入端子与正复用端子连接，该位数据会与其余数据产生用途上的差异性；需要说明的是，基准数据的选取针对正连接器而言是确认的，而对于输出该数据的对象而言则是相对随机的，即基准端子的选取是随机的；反连接器与正连接器的配套设计可使得使用者无需了解基准端子是哪一位端子，该过程是通过硬件实现的，而非软件实现。
103.s102：所述基准数据通过正复用端子输出，所述基准数据分别与每一位常规数据通过预设的门电路进行处理后得到门结果，所述门结果通过对应的正输出端子输出；
104.从时间上的分布而言，所述门结果的输出始终是滞后于所述基准数据的输出；实
际操作中，门电路之间也会具有性能差异性，但是门电路的性能差异性之间的时间误差是远小于信号通过或不通过门电路进行传输的时间差异的，因此，通过调节数据的识别时间，可统一并行数据的时间，而非并行的数据(先行数据)可与并行数据(后行数据)产生足够的时间差以供识别。
105.s103：所述反连接器通过反复用端子接收到所述基准数据后，所述基准数据存储在所述寄存器中，所述解码器的运行模式基于所述寄存器中储存的基准数据切换；
106.先行数据和后行数据的时间差异性让反连接器有足够的时间分别对其进行处理，具体的，先行数据，即基准数据从反复用端子输入是会同步输出至寄存器和解码器中，对于寄存器而言，数据会被改写，对于解码器而言，一位的输入数据不会引起其作用。
107.寄存器的数据被改写后，解码器的运行控制模式相应切换，以接收后续的后行数据
108.s104：在所述解码器的运行模式基于所述寄存器中储存的基准数据切换后，所述n-1个反输入端子分别接收到对应的门结果；
109.反输入端子在同一时间内接收到了来自于对应的正输出端子上的们结果数据，此时，解码器的运行模式已经切换，而且由于所有反输入端子都同时具有输入数据，解码器会对输入的数据进行处理。
110.s105：每一位门结果从对应的第二输入端进入所述解码器后，通过所述解码器解码后还原为常规数据从对应的第二输出端输出。
111.寄存器中的寄存数据让解码器以对应的运行模式工作，可通过对应的解码逻辑对反输入端子的数据进行解码并得到对应的还原后的数据进行输出。解码器的运行逻辑实质上与门电路的功能是类似的，实际上也是一种对数据的变换手段，需要通过配套设计的方式满足实际使用需求。
112.基于前述的有关系统的结构说明内容可知，可选的实施方式，在所述反连接器还包括时钟控制器时，所述寄存器的运行模式切换速度基于所述时钟控制器控制。此外，可选的实施方式，将所述门信号通过电光转换元件和光电转换元件依次处理后，再将所述门结果通过对应的正输出端子输出。
113.综上，本发明提供了一种正连接器、反连接器、数据传输系统及方法，正连接器以门电路的设置形式将数据滞后发送，以硬件实现的方式将完整的数据在时间跨度上进行拆分发送，从而实现精简数据的目的；以数据中的其中一位数据作为基准进行发送以及用于参与其余位数据的门电路运算，使得其余数据与该位作为基准的数据之间产生联系性，可实现一定的加密功能；作为基准的数据相较于其余数据先到达反连接器，以指导反连机器的解码器的运行模式，使得反连接器能够对后行数据进行合适的数据解析，实现了数据的还原功能；通过正连接器和反连接器的配套设置，可保证数据传输系统本身自成体系，不依赖发送设备和接收设备的预设值结构，实现数据的可靠传输。
114.以上对本发明实施例所提供的一种正连接器、反连接器、数据传输系统及方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。