Вид синхронизации. Используется побитовая и покадровая синхронизация.
При асинхронном обмене покадровая синхронизация обеспечивается стартовыми и стоповыми битами, а побитная - стабильностью генераторов на приёмном и передающих концах в промежутке между стартовым и стоповым битами. Значения частот приемного и передающего генераторов должны быть согласованы с точностью (0,1-1)% в зависимости от скорости обмена
Значение бита определяет голосование два из трёх на частоте в 16 раз больше, чем частота обмена.
При синхронном обмене побитовая синхронизация определяется генератором синхроимпульсов, а покадровая - задаётся битами начала и конца обмена- start/stop (I2C, CANbus), либо символом конца и начала обмена- байтом (101111110, 10000001).
Так как в процессе обмена могут появиться данные, которые совпадут со значениями стартового и стопового битов, что вызовет ложное начало или конец кадра, необходимо разработать механизм, предотвращающий это явление. Для этих целей разработана процедура битстаффинга.
Процедура битстаффинга состоит в том, что при передаче через каждые пять повторяющихся бит, вставляется бит с инверсным значением, а на приёмном конце этот бит из сообщения удаляется. Битстаффингом не охвачены байты только начала и конца кадра. Если в сообщении обнаружены шесть бит с одинаковым значением, то это трактуется как ошибка.
Наиболее часто процедура битстаффинга используется в последовательных интерфейсах (USB, IEEE-1394, CANbus и так далее) для улучшения качества синхронизации, повышения достоверности передаваемой информации.
Потеря синхронизации возможна в интерфейсах при передачи длинных последовательностей повторяющихся бит., в которых отсутствует линия синхронизации. Использование битстаффинга позволяет устранить эту погрешность.
Методы кодирования последовательных данных.
При передачи информации используется, амплитудная, частотная, фазовая модуляция или их совокупности. Наиболее часто для проводных последовательных интерфейсов используется амплитудная модуляция. Для беспроводных- частотная или фазовая.
В наиболее широко распространённых последовательных интерфейсах используется амплитудное линейное кодирование информации (см. рис. 15).
При выборе способа линейного кодирования сигнала учитываются следующие особенности:
необходимость обеспечения узкого спектра передаваемого сигнала, в целях уплотнения канала связи;
отсутствие или минимизация постоянной составляющей, приводящей к нелинейным искажениям сигнала;
структура сигнала должна обеспечивать возможность выделение тактовой частоты передаваемого сигнала ( самосинхронизирующиеся коды);
устройства должны обладать простой технической реализацией.
Наиболее широкое распространение получили коды: NRZ, NRZI, RZ, Манчестер-2.
Временные диаграммы представлены на рисунке 15. Амплитуда сигналов определяется особенностями тех интерфейсов, в которых данные коды используются.
NRZ передает значения информационных сигналов в виде уровней напряжений, постоянных на интервале каждого передаваемого разряда. К недостаткам этого кода относятся – присутствие постоянной составляющей , которая может вызвать нелинейные искажения сигнала, передача длинной серии нулей и единиц приводит к нарушению синхронизации.
Последний недостаток частично устраняется в коде NRZI- уровень 0 передаётся изменением предыдущего состояния, а 1- сохранением предыдущего состояния. В некоторых интерфейсах изменение состояния может быть при единичном значении.
К числу самосинхронизирующихся кодов относятся коды RZ (с возвратом к 0) и Манчестер- 2 . Недостатком кода RZ является: необходимость обеспечения стабильности трёх уровней (уровень 0,1 и поддержание нулевого значения).
Лучшими характеристиками обладает код Манчестер- 2, который передает значение нуля формированием фронта в середине информационного сигнала, а единицы - срезом сигнала.