单片机通信性能分析和评价方法

对应用系统所设计的软件结构进行核实，如果不能满足，则说明应用系统不能满足对通信的要求，必须进行调整。
　　
　　2.有效性分析
　　
　　所谓有效性，是指对包括通信协议在内的整个通信过程的有效性。设单片机应用系统发送和接收的控制信息数据是随机函数y=P(x)，其中x代表单位时间内的数据传输量。Y的数据期望是：
　　
　　σ=E[y]=E[P(x)](6)
　　
　　σ叫做单片机串行通信系统的数据传输有效性系数。显然，在满足应用系统功能的前提下，σ的值小，说明数据传输的有效性高；反之，系统数据传输量大，说明系数控制信息的有效性差。必须注意，这里只考虑控制信息，并不包括必要的数据采集。
　　
　　有效性分析就是要根据系数数据传输的随机分布，估计系统数据的有效性。可以直接利用有效性系数作为检验的标准。
　　
　　此外，数据识别率也是衡量单片机通信效果和应用系统固件特性的一种重要参数。
　　
　　数据识别率是指对接收到的数据语义理解的速度。设单片机接收到能代表完整意义的X个字节所需要的时间是tx,语义理解（翻译和判别）需要的时间为tY，则数据识别率为
　　
　　η=X/(tx+ty)（7）
　　
　　数据识别率表示了单位时间内单片机通信的效果，η值越大，表明单片机的整体固件特性越好，通信效率越高。
　　
　　3.数据完全性
　　
　　数据安全性不仅与系统的串行通信物理特征有关，更主要的是与应用系统通信的固件特性有关，尤其是通信协议中的应用层，直接关系系统的数据安全。
　　
　　数据安全性可以用通信稳定性和数据识别率表示。
　　
　　通信稳定性与通信线路和物理接口的侵入和干扰状态有关。对于单片机通信系统来说，当多个单片机采用串行连接的方法连接在1条总线上时，通信线路的侵入状态由通信协议直接确定。如使用令牌通信方式时，基本上没有侵入状态；但如果用客户/服务器方式，侵入状态将随线路上单片机数量的增加而恶化。这是比较复杂的通信系统行为特性分析问题，本文不再分析。
　　
　　结论
　　
　　本文对单片机通信接口的物理特性和固件特性进行了分析。指出了确定物理接口电路分布参数的分析方法，并导出了在不考虑传输线电感（PCB板）条件下电路分布参数与保证通信可靠条件之间的关系计算公式。这些计算表明，接口电路的分布参数是限制通信速度的主要因素之一。
　　
　　通信接口控制的固件特性对单片机通信性能有重要影响。通信接口控制的固件特性需要用通信接口操作次序集合A、相关协议集合B和隐含规约集合C的交集进行检查。选择一组合适的固件结构组合，以保证通信系统通信接口控制性能固件的正确性。
　　
　　对单片机通信性能评价时，可以使用本文提出的单片机通信性能分析参数。这些参数是比特吞吐系数ξ、数据传输有效性系数σ和数据识别率η。利用这些参数，可以定量地对单片机通信特性进行分析，同时也中以利用这些参数进行单片机的选择和应用系统设计。
　　
　　必须指出，单片机通信系统的安全特性也是一个重要的应用基础，限于篇幅本文不再讨论。
　

《单片机通信性能分析和评价方法(第3页)》