Comunicazione seriale asincrona - Asynchronous serial communication

In questo diagramma vengono inviati due byte , ciascuno costituito da un bit di inizio, seguito da otto bit di dati (bit 0-7) e un bit di stop, per un frame di caratteri a 10 bit. L'ultimo bit di dati viene talvolta utilizzato come bit di parità . Il numero dei bit di dati e di formattazione, l' ordine dei bit di dati , la presenza o meno di un bit di parità, la forma della parità (pari o dispari) e la velocità di trasmissione devono essere preventivamente concordati dalle parti comunicanti. Il "bit di stop" è in realtà un "periodo di stop"; il periodo di arresto del trasmettitore può essere arbitrariamente lungo. Non può essere inferiore a una quantità specificata, di solito da 1 a 2 bit. Il ricevitore richiede un periodo di arresto più breve rispetto al trasmettitore. Alla fine di ogni carattere, il ricevitore si ferma brevemente per attendere il successivo bit di inizio. È questa differenza che mantiene il trasmettitore e il ricevitore sincronizzati.

La comunicazione seriale asincrona è una forma di comunicazione seriale in cui le interfacce degli endpoint comunicanti non sono continuamente sincronizzate da un segnale di clock comune. Invece di un segnale di sincronizzazione comune, il flusso di dati contiene informazioni di sincronizzazione sotto forma di segnali di avvio e arresto, rispettivamente prima e dopo ciascuna unità di trasmissione. Il segnale di avvio prepara il ricevitore all'arrivo dei dati e il segnale di arresto ripristina il suo stato per consentire l'attivazione di una nuova sequenza.

Un tipo comune di trasmissione start-stop è ASCII su RS-232 , ad esempio per l'uso in operazioni di telescrivente .

Origine

Le telescriventi meccaniche che utilizzano codici a 5 bit (vedi codice Baudot ) utilizzavano tipicamente un periodo di stop di 1,5 bit. Le primissime telescriventi elettromeccaniche (pre-1930) potevano richiedere 2 bit di stop per consentire l'impressione meccanica senza buffering. L'hardware che non supporta bit di stop frazionari può comunicare con un dispositivo che utilizza tempi di 1,5 bit se è configurato per inviare 2 bit di stop durante la trasmissione e richiede 1 bit di stop durante la ricezione.

Il formato è derivato direttamente dal design della telescrivente , che è stata progettata in questo modo perché la tecnologia elettromeccanica del suo tempo non era abbastanza precisa per il funzionamento sincrono : quindi i sistemi dovevano essere risincronizzati all'inizio di ogni carattere. Essendo stata risincronizzata, la tecnologia dell'epoca era abbastanza buona da preservare la sincronizzazione dei bit per il resto del personaggio. I bit di stop hanno dato al sistema il tempo di recuperare prima del successivo bit di start. I primi sistemi di telescriventi usavano cinque bit di dati, tipicamente con qualche variante del codice Baudot .

I primissimi dispositivi telegrafici di stampa sperimentali utilizzavano solo un bit di avvio e richiedevano la regolazione manuale della velocità del meccanismo del ricevitore per decodificare in modo affidabile i caratteri. La sincronizzazione automatica era necessaria per mantenere "al passo" le unità trasmittente e ricevente. Ciò è stato infine ottenuto da Howard Krum, che ha brevettato il metodo di sincronizzazione start-stop ( US 1199011  , concesso il 19 settembre 1916, quindi US 1286351  , concesso il 3 dicembre 1918). Poco dopo fu brevettata una pratica telescrivente ( US 1232045  , concessa il 3 luglio 1917).

operazione

Prima che la segnalazione funzioni, il mittente e il destinatario devono concordare i parametri di segnalazione:

  • Completa o mezza duplex operazione
  • Il numero di bit per carattere - attualmente quasi sempre caratteri a 8 bit , ma storicamente alcuni trasmettitori hanno utilizzato un codice a cinque bit , un codice a sei bit o un ASCII a 7 bit .
  • Endianness : l'ordine in cui vengono inviati i bit
  • La velocità oi bit al secondo della linea (uguale al Baud rate quando ogni simbolo rappresenta un bit). Alcuni sistemi utilizzano il rilevamento automatico della velocità, chiamato anche rilevamento automatico della velocità di trasmissione .
  • Se usare o meno la parità
  • Parità pari o dispari, se utilizzata
  • Deve essere scelto il numero di bit di stop inviati (il numero inviato deve essere almeno quello di cui ha bisogno il destinatario)
  • Simboli di segno e spazio (direzioni correnti nella prima telegrafia, polarità di tensione successive in EIA RS-232 e così via, polarità di spostamento di frequenza nella codifica di spostamento di frequenza e così via)

Asincrono segnalazione start-stop è stato ampiamente utilizzato per la connessione dial-up modem accesso al time-sharing computer e BBS sistemi. Questi sistemi utilizzavano sette o otto bit di dati, trasmessi per primi il bit meno significativo , in conformità con lo standard ASCII .

Tra i computer, la configurazione più comune utilizzata era " 8N1 ": caratteri a otto bit, con un bit di inizio, un bit di stop e nessun bit di parità. Quindi vengono utilizzati 10 tempi di baud per inviare un singolo carattere, e quindi dividendo il bit-rate di segnalazione per dieci si ottiene la velocità di trasmissione complessiva in caratteri al secondo.

Start-stop asincrono è il livello di collegamento dati inferiore utilizzato per connettere i computer ai modem per molte applicazioni di accesso a Internet dial-up, utilizzando un secondo protocollo di frame di collegamento dati (incapsulamento) come PPP per creare pacchetti composti da caratteri seriali asincroni. L'interfaccia di livello fisico più comune utilizzata è RS-232D. La perdita di prestazioni relativa all'accesso sincrono è trascurabile, poiché la maggior parte dei modem moderni utilizzerà un protocollo sincrono privato per inviare i dati tra di loro e i collegamenti asincroni a ciascuna estremità sono gestiti più velocemente di questo collegamento dati, con il controllo del flusso utilizzato per limitare il velocità dei dati per evitare il sovraccarico.

Guarda anche

Riferimenti

Ulteriori letture

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