90. Послідовний інтерфейс. Сом-порт
При послідовної зв'язку (Serial Interface і Serial Port) ПК посилає або приймає байти інформації побітно, тому для передачі даних в одну сторону використовується одна сигнальна лінія. Послідовна передача даних може здійснюватися як в асинхронному, так і в синхронному режимах.
При асинхронної передачі біти передаються синхронно, а байти асинхронно (старт - стопного передача). Сигнал на лінії може бути високого або низького рівня, що відповідає логічному нулю або одиниці, і кажуть, що лінія відзначена (marking), коли рівень високий, і порожня (spacing), коли рівень низький.
Лінія підтримується в зазначеному стані, коли по ній немає передачі даних. При початку передачі байта даних сигнал падає в О, відзначаючи стартовий біт. Потім слідують вісім бітів даних (іноді менше) у вигляді набору високих і низьких рівнів. Останній біт даних може супроводжуватися бітом парності, використовуваним для виявлення помилок, а потім у послідовність включаються 1 або більше стоп-бітів, яким відповідає високий рівень. Ці стоп-біти починають зазначене стан, який буде зберігатися доти, поки не почнеться передача наступного байта даних; число використовуваних стоп-бітів істотно, оскільки вони встановлюють мінімальний час, який має пройти перед наступним стартовим бітом. На рис. 3.1 показана ця послідовність.
Звичайно, передає і приймальня станції повинні використовувати один і той же протокол для цих ланцюжків бітів і вони повинні працювати з однією і тією ж швидкістю обміну (вимірюваної в бітах в секунду). Для асинхронного режиму прийнятий ряд стандартних швидкостей обміну: 50, 75, 110, 150, 300, 600 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600 і 115200 біт / с. Внутрішній генератор синхронізації приймача використовує лічильник-дільник опорної частоти, обнуляє в момент прийому початку старт-біта. Цей лічильник генерує внутрішні строби, за якими приймач фіксує наступні прийняті біти. В ідеалі ці строби розташовуються в середині бітових інтервалів, що забезпечує можливість прийому даних і при деякому неузгодженості швидкостей приймача і передавача. Неважко помітити, що при передачі 8 біт даних, одного контрольного і одного стоп-біта гранично допустиме неузгодженість швидкостей, при якому дані будуть розпізнані вірно, не може перевищувати 5%. З урахуванням фазових спотворень (затягнутих фронтів сигналу) і дискретності роботи внутрішнього лічильника синхронізації реально допустимо менше відхилення частот. При обміні можуть легко виникати помилки, тому комунікаційне обладнання надає різноманітну інформацію про статус як самого порту, так і приєднаної до нього модему. Завданням модему є перетворення сигналу, що генерується портом комунікації, в акустичний сигнал, який може потім бути переданий по телефонному каналу. Більшість модемів надають також додаткові комунікаційні можливості, такі як автоматичний виклик і відповідь, які не підтримуються самим портом комунікації.
Асинхронний обмін в PC реалізується за допомогою COM-порту з використанням протоколу RS-232C.
Синхронний режим передачі передбачає постійну активність каналу зв'язку. Здійснення починається з сінхробайта, за яких впритул слід потік інформаційних біт. Якщо у передавача немає даних для передачі, він заповнює паузу посилкою байтів синхронізації безперервної. Очевидно, що при передачі великих масивів даних накладні витрати на синхронізацію в даному режимі обміну будуть нижчими, ніж в асинхронному. Однак у синхронному режимі необхідна зовнішня синхронізація приймача з передавачем, оскільки навіть мале відхилення частот призведе до швидко накопичується помилку і спотворення отриманих даних. Зовнішня синхронізація можлива або за допомогою окремої лінії для передачі сигналу синхронізації, або з використанням самосінхронізірующіхся кодування даних (наприклад, манчестерський код або NRZ), при якому на приймальній стороні з прийнятого сигналу можуть бути виділені і імпульси синхронізації. У будь-якому випадку синхронний режим вимагає або дорогах ліній зв'язку, або дорогого обладнання (а може, і того й іншого). Для ПК IBM PC існують спеціальні плати - адаптери SDLC (досить дорогі), що підтримують синхронний режим обміну. Вони використовуються в основному для зв'язку з великими машинами (mainframes) ЮМ і в даний час мало поширені.