Метод последовательной связи
2.1 Полнодуплексный и полудуплексный режимы
Если система передачи данных использует разные каналы для двух направлений передачи данных, такая система может работать в полнодуплексном режиме, а система, работающая в полнодуплексном режиме, может одновременно отправлять и принимать данные. Противоположностью полнодуплексного режима является полудуплексный режим. В полудуплексном режиме для ввода и вывода используется один и тот же канал. В последовательной связи компьютеров используется полнодуплексный режим.
2.2 Синхронная и асинхронная связь
Последовательную передачу данных можно разделить на два типа: один из них называется синхронной передачей, а другой — асинхронной. При использовании синхронной передачи несколько символов объединяются в информационный блок, что позволяет передавать символы один за другим. Однако в начало каждой группы информации (обычно называемой информационным кадром) необходимо добавлять символ синхронизации. Если передаваемой информации нет, необходимо заполнить пробелом, поскольку синхронная передача не допускает пробелов. При использовании асинхронной связи расстояние между двумя символами может быть произвольным, поэтому перед и после каждого символа необходимо использовать определенные флаги в качестве разделителей.
В отличие от этого, синхронная связь требует, чтобы обе стороны обменивались данными с одинаковой скоростью и точно координировали свои действия. Она обеспечивает точную синхронизацию отправителя и получателя за счет использования общего источника тактовых импульсов или синхронизирующих импульсов. Ее особенностью является возможность передачи последовательности символов, причем каждый символ содержит одинаковое количество битов данных, не имеет стартовых и стоповых битов и отличается высокой эффективностью. Синхронная передача данных осуществляется блоками, состоящими из нескольких байтов, причём перед блоком данных добавляется идентификационная последовательность, образующая кадр. Методы синхронизации делятся на два типа: байтовая синхронизация и битовая синхронизация; обычно используется последний метод.
Асинхронная связь не требует синхронизации между обеими сторонами, и отправитель, и получатель могут использовать свои собственные источники тактовой частоты. Обе стороны не следуют протоколу асинхронной связи, используя символы в качестве единиц передачи данных, а интервал времени, с которым отправитель передает символы, является неопределённым. Каждая передача символа начинается со стартового бита и заканчивается стоповым битом. Количество битов данных, метод проверки четности и количество стоп-символов, заданные обеими сторонами связи, должны быть одинаковыми. Эффективность передачи ниже, чем при синхронном способе связи, но и затраты при этом ниже. Асинхронная связь осуществляется в символьных единицах, длина которых составляет 5–8 бит.
Что такое последовательный порт?
Перед каждым байтом данных последовательный порт передает стартовый бит — это один бит со значением 0. После каждого байта данных он передает стоповый бит, чтобы указать, что байт завершен. Он также может передавать биты четности.
Последовательные порты, также называемые коммуникационными (COM) портами, являются двунаправленными. Двунаправленная связь позволяет каждому устройству принимать и отправлять данные. Последовательные устройства (такие как последовательные серверы) используют разные контакты для приёма и передачи данных — использование одних и тех же контактов ограничивает обмен данными полудуплексным режимом, то есть информация может передаваться только в одном направлении за раз. Использование разных контактов обеспечивает полнодуплексный обмен данными, при котором информация может передаваться одновременно в обоих направлениях.
Для правильной работы последовательные порты используют специальный микроконтроллер, называемый универсальным асинхронным приёмником-передатчиком (UART). Микросхема UART принимает параллельный сигнал с системной шины компьютера и преобразует его в последовательный формат для передачи через последовательный порт. Для обеспечения более высокой скорости работы большинство микросхем UART имеют встроенные буферы объемом от 16 до 64 КБ. Этот буфер позволяет микросхеме буферизовать входящие данные с системной шины одновременно с обработкой данных, выводимых на последовательный порт. Максимальная скорость передачи данных для большинства стандартных последовательных портов составляет 115 кбит/с (килобит в секунду), тогда как скорость передачи данных по высокоскоростным последовательным портам, таким как Enhanced Serial Port (ESP) и Super Enhanced Serial Port (Super ESP), может достигать 460 кбит/с.
Описание 9-контактного последовательного интерфейса:
● Проверка наличия сигнала: определить, подключен ли модем к исправной телефонной линии.
● Прием данных: компьютер принимает информацию, отправленную модемом.
● Передача данных: компьютер отправляет информацию в модем.
● Готовность терминала: компьютер сообщает модему, что он готов к связи.
● Заземление сигнала: заземление вывода.
● Набор данных готов: модем сообщает компьютеру, что он готов к связи.
● Запрос на отправку: компьютер запрашивает у модема, можно ли отправить сообщение.
● Готов к отправке: модем сообщает компьютеру, что он может отправлять информацию.
● Индикатор звонка: после установления соединения компьютер подтверждает получение сигнала (посылаемого модемом), указывающего на обнаружение звонка.
Основан ли принцип последовательной передачи данных на управлении потоком?
Важным аспектом последовательной связи является концепция управления потоком данных. Это способность одного устройства давать другому устройству команду временно прекратить передачу данных. Управление потоком данных осуществляется с помощью сигналов «Запрос на отправку» (RTS), «Готов к отправке» (CTS), «Готовность терминала данных» (DTR) и «Готовность набора данных» (DSR).
Рассмотрим пример того, как работает управление потоком данных: у вас есть модем, работающий со скоростью 56 Кбит/с. Скорость передачи данных по последовательному соединению между компьютером и модемом составляет 115 Кбит/с, что в два раза быстрее, чем раньше. Это означает, что модем получает от компьютера больше данных, чем может передать по телефонной линии. Даже если модем имеет буфер объёмом 128 Кбайт для хранения данных, место в буфере быстро закончится, и он не сможет нормально обрабатывать все потоки данных.
С помощью управления потоком модем может остановить поток данных с компьютера до того, как буфер модема переполнится. Компьютер продолжает посылать сигнал на вывод “запрос на отправку” и проверять наличие сигнала на выводе “разрешение на отправку”. Если ответ «разрешение на отправку» отсутствует, компьютер прекращает отправку данных и ожидает поступления сигнала «разрешение на отправку», прежде чем возобновить передачу. Это позволяет модему обеспечивать бесперебойный поток данных.
Введение в производство устройств серийной связи RS232
На этапе разработки продукта спрос на кристаллы данного продукта оценивается на основе маркетинговых исследований и анализа. После определения спроса на продукт начинается анализ инвестиций в производственную линию. Для некоторых видов продукции с коротким производственным циклом производственная линия должна быть компактной и эффективной на всех этапах — от проектирования до строительства, что требует относительно сжатых сроков; в то же время для некоторых видов продукции с длительным производственным циклом и большим объёмом выпуска производственная линия часто требует более высокой степени автоматизации для сокращения затрат на персонал и т. д.; поэтому проектирование производственной линии осуществляется с учетом характеристик продукта, рыночного спроса и доступных инвестиционных средств, что позволяет определить объем капиталовложений в линию, режим её работы (ручной, полуавтоматический или полностью автоматический), а также основные проектные требования к линии.
Схема общей производственной линии условно делится на участок сборки изделия, участок подготовки сырья и участок готовой продукции. Если уровень отбраковки продукции низкий, на некоторых заводах также организуется участок доработки; здесь мы в основном расскажем о основной части производственной линии: в качестве примера можно привести мелкую электротехнику. Основная часть производственной линии, как правило, подразделяется на сборку продукции, тестирование продукции и упаковку продукции: сборка продукции включает в себя вспомогательные приспособления, сборку цельных деталей, сборку с помощью клещей и сборку с помощью электрооборудования.
Для каждого рабочего места предусмотрены соответствующие рабочие инструкции. Рабочие должны строго следовать этим инструкциям, чтобы избежать ошибок. Большинство электротехнических изделий требует проведения одного или нескольких испытаний. Только после успешного прохождения испытаний их можно упаковывать и отгружать. Таким образом, конфигурация и конструкция испытательного оборудования являются ключевым технологическим элементом при проектировании производственной линии, а также одной из основных статей инвестиций в эту линию. Наконец, базовые производственные линии оснащены упаковочными станциями. Упаковочная станция может быть очень простой в реализации, но в зависимости от продукта она может быть и более сложной. Простые станции, как правило, предполагают только ручную упаковку; в то время как сложные упаковочные станции могут требовать, чтобы каждому продукту был присвоен соответствующий серийный номер, наклеена соответствующая упаковочная этикетка и т. д. Чтобы все номера совпадали, процесс упаковки должен быть автоматизирован, чтобы избежать ошибок, связанных с ручной работой. Или же можно использовать сканер штрих-кодов для считывания штрих-кода отдельного продукта и получения соответствующей этикетки после сканирования. Процесс операции относительно сложен.
Ключевые слова: сервер последовательного порта
