Последовательная передача данных

Способы передачи данных в компьютерах

В компьютерных линиях связи используются два способа передачи:

• параллельный, когда передаются одновременно все биты машинного слова;

• последовательный, когда биты передаются поочередно, начи­ная с младшего.

1. Канал параллельной передачи

Для одновременной передачи нескольких сигналов, очевидно, требуется линия связи, количество проводников в которой совпа­дает с числом передаваемых сигналов. Такая линия связи называ­ется шиной. Количество проводников определяет ширину или раз­рядность шины. Например, во внутренних линиях компьютера мо­гут использоваться 16-ти и 32-х разрядные шины. На рис. 5.2. по­казана линия параллельной передачи, связывающая регистр АЛУ и ячейку памяти компьютера.

Шина обеспечивает наиболее быстрый способ передачи информации.

Параллельный способ передачи используется во внутренних ли­ниях связи компьютера, а также для связи с внешними устройствами, подключаемыми к параллельному порту компьютера.

Недостатки параллельного способа передачи:

¨ невозможность передачи на большие расстояния (более нескольких метров), поскольку из-за электроемкости между проводниками в них возникают наводки.

¨ данный способ требует многожильных специальных проводов для связи, что существенно повышает стоимость линии.

Для передачи информации на большие расстояния используется последова­тельный способ передачи. Возможны два режима последователь­ной передачи: синхронный и асинхронный.

При синхронной передаче каждый передаваемый бит сопрово­ждается импульсом синхронизации, информирующим приемник о наличии в линии информационного бита. Синхронизирующие им­пульсы управляют приемом информации. Следовательно, между передатчиком и приемником должны быть протянуты минимум три провода, два из которых экранированные: один - для передачи данных, второй - для передачи син­хроимпульсов, третий - общий заземленный. Кроме того, такая передача оказывается целесообразной, если передается некоторый массив символов (не отдельные символы). Оба перечисленных обстоя­тельства приводят к тому, что синхронный способ связи не полу­чил широкого распространения.

Асинхронный способ передачи не требует синхронизации дей­ствий приемника и передатчика - поэтому для связи доста­точно линии из двух проводников, в том числе пригодны и телефонные линии. При этом источник и приемник информации должны быть согласованы по формату и скорости передачи.

Передача производится машинными словами (информацион­ными битами), дополненными несколькими служебными. Рассмот­рим пример передачи 8-битного слова с одним контрольным битом

Передатчик может начать пересылку в любой момент посред­ством генерации стартового бита - по нему приемник узнает, что передача нача­лась. Затем происходит передача информационных битов, начи­ная с младшего (0-го). За ними передается контрольный бит чет­ности. Наконец, за ним следует стоповый бит (их может быть два), который вновь переводит линию в состояние ожидания. Вся передаваемая цепочка сигналов от стар­тового до стопового бита называется кадром.

Передача следующего кадра может начаться сразу после сто­пового бита, причем, новый стартовый бит может быть послан в любой момент времени (не обязательно кратный t₀ ) – поэтому передача и называется асинхронной.

Безусловно, данная схема передачи требует предварительного согласования передатчика и приемника по продолжительности элементарного сигнала. Кроме того, для обеспечения максималь­ной защищенности сигнала от искажений приемник настраивается на считывание бита в середине его длительности.

Помимо информационных и контрольных битов в последова­тельном способе передачи кадр, как было сказано, дополняется еще двумя-тремя граничными битами. Это, естественно, приводит к увеличению избыточности кода и суммарной времени передачи. Поскольку биты передаются по очереди, скорость передачи ниже, чем в параллельном способе (при одинаковых частотах генерато­ров). Тем не менее, и в последовательных линиях скорость может достигать единиц Гбит/с - такой скорости более чем достаточно для передачи, например, телевизионного сигнала. При этом неос­поримым преимуществом данного способа является то, что в нем нет ограничений на дальность передачи.