Protocolos de comunicação

Mensagens sobre bytes

Um protocolo define limites, tipos, comprimentos, unidades, ordem de campos e ordem de bytes. UART entrega bytes, não mensagens. Serializa campos explicitamente; padding e endianness impedem usar uma struct crua como formato portátil.

No formato próprio da lição, cada frame é delimitado por 7E. O corpo contém tipo, sequência, comprimento, payload e checksum XOR dos bytes anteriores.

• 7E no corpo transmite-se como 7D 5E.
• 7D no corpo transmite-se como 7D 5D.
• Remove escaping antes de interpretar campos e conferir checksum.

Corpo:  01 07 02 7E 05 7F
Linha:  7E 01 07 02 7D 5E 05 7F 7E

O XOR dá 7F. Os nove bytes em 8N1 a 9600 bit/s demoram pelo menos $9\cdot10/9600=9{,}375$ ms. Para payload de $L\leq255$ bytes, reserva até $2(L+4)+2$ bytes transmitidos.

XOR deteta alguns erros, mas inverter o mesmo bit em dois bytes conserva o checksum: payload 7F 04 tem o mesmo XOR de 7E 05. ACK e timeout não revelam essa corrupção aceite.

Parser e recuperação

• O estado persiste entre chegadas fragmentadas; não bloqueies à espera do frame inteiro.
• Outro byte após escape invalida o corpo e leva a WAIT_START. Delimitadores consecutivos não publicam mensagens vazias. Excesso de capacidade, erro UART ou timeout invalidam o parcial.

Estado e entrada	Ação
WAIT_START, 7E	Iniciar corpo vazio em BODY
WAIT_START, outro	Ignorar
BODY, byte normal	Guardar dentro da capacidade
BODY, 7D	Passar a ESCAPED
ESCAPED, 5E ou 5D	Guardar byte XOR 20, voltar a BODY
ESCAPED, 7E	Descartar parcial, iniciar corpo vazio
BODY, 7E	Validar corpo, preparar o seguinte

Só publica um evento depois de validar tipo, campos, comprimento e checksum no fecho. Aplicar o primeiro campo antes dessa validação deixa efeitos de mensagens inválidas.

ACK, sequência e sessão

Em stop-and-wait, guarda a mensagem, envia e espera ACK; reenvia a mesma sequência após timeout, com tentativas limitadas.

1. MOVE +5, sequência 7, é aplicado e confirmado.
2. Se o ACK se perder, o emissor reenvia sequência 7.
3. O recetor reconhece o duplicado, repete ACK 7 e não aplica outro +5.

ACK confirma aceitação segundo o contrato, não apresentação ao utilizador. Sequências de oito bits dão a volta; sessão e janela têm de impedir confusão com mensagens antigas. Estados absolutos podem tolerar repetição, mas ainda precisam de rejeitar versões antigas.

Sincronização e capacidade

Define quem inicia JOIN, quem responde START, versão, sessão, timeout e desempate se ambos iniciarem. Reconexão descarta bytes e estado parcial anterior.

Na replicação, ambos precisam do mesmo estado inicial, entradas na mesma ordem, instantes lógicos e regras determinísticas. Na centralização, um lado calcula o estado e o outro envia entradas/apresenta resultados.

Em 8N1 a 115200 bit/s, a capacidade ideal é 11520 bytes/s. Uma imagem de 1024×768 a 8 bpp demora pelo menos 68,27 s. Envia entradas ou alterações de estado e desenha localmente; overhead e retransmissões agravam o tempo.

Parser e traço de receção.