Физическая реализация каналов передачи данных. Интерфейсы

Передача данных последовательная: бит за битом по одному физическому каналу:

1) экономия кабельного оборудования,

2) надежность передачи на большие расстояния.

Недостаток: время передачи увеличивается пропорционально длине битовой строки.

Режим последовательной передачи данных: асинхронный, байт-ориентированный.

Формат посылки байта (на примере интерфейса RS-232C – на рис.11.4):

Рис.11.4.Временная структура и схема последовательного интерфейса RS-232C

Старт-бит (всегда логический "0") каждого следующего байта посылается в любой момент времени после стоп-бита предыдущего байта (т.е. между передачами возможна пауза произвольной длительности). Обеспечивает механизм синхронизации приемника по сигналу передатчика (но приемник и передатчик должны работать на одной скорости обмена).

Внутренний генератор синхронизации приемника имеет счетчик-делитель опорной частоты, который обнуляется при приеме начала старт-бита. Этот счетчик генерирует строб-сигналы, по которым приемник фиксирует принимаемые биты. Стробы располагаются в середине битовых интервалов, что позволяет принимать данные при небольших рассогласованиях скоростей передатчика и приемника.

Если применяется контроль четности, то после посылки бит данных передается контрольный бит. Этот бит заполняет число единичных бит данных до четного (или нечетного в зависимости от принятого соглашения). Прием байта с неверным значением контрольного бита фиксирует ошибку.

Число бит данных может быть 7 или 8 (реже 5 или 6).

Интерфейсы последовательной передачи данных (наиболее распространенные):

1) RS-232C (стандарт EIA RS-232C) обеспечивает работу стандартного оборудования передачи данных между модемами, терминалами и компьютерами в симплексном, полудуплексном и дуплексном режимах,

2) RS-485 (стандарт EIA RS-485) соответствует спецификации симметричной передачи данных по 2-проводной линии связи.

RS-232C:

1) электрические импульсы 12 В, кодирующие последовательности "0" и "1",

2) основные сигналы передаются по линиям "передача/прием" данных,

3) битовая структура байта для асинхронной связи (показана выше),

4) скорость передачи выбирается из диапазона от 50 до 38400 бит/с (бод),

5) длина линии связи при максимальной скорости передачи не более 15 метров, при снижении скорости передачи, например до 1200 бод, допустимая длина - 900 м.

6) механически определяет 9- и 25-контактные разъемы типа DB9 или DB25,

7) для асинхронного обмена через модем необходимо 8 цепей, а для аналогичной связи по физическому каналу достаточно трех:

Ø TD-данные передатчика,

Ø RD-данные приемника.

Ø SG-сигнальная земля:

Стандарт регламентирует электрические характеристики сигналов интерфейса нумерацию цепей, скорости передачи и тип разъемов.

В компьютере последовательный обмен данными осуществляется через СОМ-порт по стандарту RS-232C. Компьютер может иметь до 4-х СОМ-портов с поддержкой на уровне BIOS. Для большего числа СОМ-портов, то устанавливается специальный адаптер-мультиплексор на 4, 8, 12 или 16 СОМ-портов. Если порты на системной плате конфигурируются через BIOS Setup, то порты на плате расширения - с помощью джамперов. Базовые адреса СОМ1-СОМ4: 3F8h, 2F8h, 3E8h и 2E8h.

RS-485:

1) пригоден для высокоскоростной передачи данных (до 10 Мбит/с),

2) максимальная длина от 200 м на скорости 500 Кбод до 1200 м - на скорости до 90 Кбод.

Симметричная линия связи

 

 

Рис.11.5.Схема последовательного интерфейса RS-485