Последовательная и параллельная передача данных. Старт-стопная асинхронная последовательная передача.
Последовательный метод подразумевает поочередную передачу битов между устройствами. Поскольку биты неотличимы друг от друга, передающий и принимающий интерфейсы должны быть каким-то образом синхронизированы, потому что иначе при пропаже бита номер 4 из-за электрического «шума» на линии или неполадок иного рода принимающий интерфейс примет бит 5 за бит 4, так что данные будут полностью повреждены. Существует два метода реализации синхронизации интерфейсов:
Синхронный метод – передающий и принимающий интерфейсы синхронизируются одним общим тактовым генератором. Поскольку оба интерфейса всегда знают «текущее время», они точно знают и о том, какой именно по счету бит находится в линии в данный момент. Синхронные последовательные соединения широко используются в мейнфреймах, но редко применяются в среде персональных компьютеров.
А
синхронный
метод
используется в среде персональных
компьютеров. Подразумевает отсутствие
общего тактового генератора у передающего
и принимающего интерфейсов. Передающий
интерфейс может начать отправку данных
в любой произвольный момент времени,
а принимающий интерфейс постоянно
находится в ожидании их получения, то
есть «прослушивает» линию. Из-за
отсутствия общего отсчета времени
возникает необходимость встраивать в
поток данных специальные маркеры,
уведомляющие приемник о готовности
определенного блока данных к прибытию,
а также отмечающие начало и конец самого
блока полезных данных. Эти маркеры
реализуются в виде дополнительных
управляющих битов, передаваемых в
промежутках между полезными данными.
При добавлении маркеров данные
разбиваются на кадры
(frames),
а сами управляющие
биты называются кадрирующими
битами (fraing
bits).
Бит четности — это простейшее средство контроля правильности передачи данных. Передающее устройство вычисляет значение этого бита по значениям всех битов полезных данных. Принимающее устройство тоже вычисляет ожидаемое значение бита четности по принятым данным, а затем сравнивает результат вычислений с реально полученным битом четности. Если значения не совпадают, принимающее устройство делает вывод, что произошла ошибка передачи, и запрашивает повтор того же кадра.
Универсальный асинхронный приемопередатчик (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter – UART) – основной компонент последовательного порта. С его помощью осуществляется управление преобразованием данных из принятого от ПК параллельного формата в последовательный и наоборот. В процессе передачи данных UART принимает исходящий байтовый поток от системной шины, превращает его в битовый и помещает биты в последовательный интерфейс. В процессе приема данных UART принимает входящий битовый поток с последовательного интерфейса, накапливает биты в буфере, преобразует их в байты и отправляет по системной шине.
Параллельная связь означает, что биты пересылаются и передаются не один за другим, а все 8 бит одновременно (или иначе побайтно, параллельно). Такие параллельные связи имеют место не только при одноименных интерфейсах, но и внутри общей системы ПК, например, в шине. При этом здесь принципиальным становится понятие разрядности шины.
Принцип параллельной передачи данных становится очевидным, если посмотреть на кабель, который подсоединен к разъему параллельного интерфейса, например, на кабель принтера. Если сравнить этот кабель с кабелем мыши (последовательным), то заметно, что он толще. Дело в том, что кабель для параллельной передачи данных должен, как минимум, содержать восемь проводов, каждый из которых предназначен для транспортирования одного бита.
Параллельные интерфейсы разрабатывает фирма Centronics, специализирующаяся на производстве матричных принтеров, поэтому параллельный интерфейс часто называют интерфейсом принтера или Centronics.