![](/user_photo/15541_yCabg.jpg)
- •ЭВМ и периферийные устройства
- •Битовая синхронизация в интерфейсах с последовательной передачей информации
- •Длительность битового интервала определяется битовой скоростью интерфейса и отсчитывается “часами” (тактовой частотой) передатчика.
- •При передаче, например, двоичной последовательности 11000, в коде БВН в начале линии передатчиком
- •соответствующий каждому биту (проблема битовой синхронизации).
- •Приемник должен точно выделить интервал времени, соответствующий каждому биту (проблема битовой синхронизации).
- •Битовая синхронизация ограничением длины двоичной последовательности кадра
- •Битовая синхронизация ограничением длины двоичной
- •Битовая синхронизация передачей синхроимпульса по отдельной
- •Битовая синхронизация с использованием синхронизирующихся
- •Битовая синхронизация с применением процедуры
![](/html/15541/114/html_DIoiHgneey.qlrF/htmlconvd-mCHb7w1x1.jpg)
ЭВМ и периферийные устройства
Ухандеев Владимир Ильич
![](/html/15541/114/html_DIoiHgneey.qlrF/htmlconvd-mCHb7w2x1.jpg)
Битовая синхронизация в интерфейсах с последовательной передачей информации
1 1 |
0 0 0 |
1 1 |
0 0 0 |
ПЕРЕДАТЧИК |
Линия синхронизации |
|
ПРИЕМНИК |
|
|
|
t3
![](/html/15541/114/html_DIoiHgneey.qlrF/htmlconvd-mCHb7w3x1.jpg)
Длительность битового интервала определяется битовой скоростью интерфейса и отсчитывается “часами” (тактовой частотой) передатчика.
Отметим, что двоичная последовательность передается последовательно, бит за битом без пауз.
Через некоторое время сигнал, соответствующий передаваемой двоичной последовательности, достигает приемного конца лини.
![](/html/15541/114/html_DIoiHgneey.qlrF/htmlconvd-mCHb7w4x1.jpg)
При передаче, например, двоичной последовательности 11000, в коде БВН в начале линии передатчиком формируется сигнал, в котором в течение первых двух битовых интервалов устанавливается высокий уровень напряжения, а затем в течение трех битовых интервалов устанавливается низкий уровень напряжения.
1 1 |
0 0 0 |
1 1 |
0 0 0 |
ПЕРЕДАТЧИК |
Линия синхронизации |
|
ПРИЕМНИК |
|
|
|
t3
Через некоторое время сигнал, соответствующий передаваемой двоичной последовательности, достигает приемного конца линии и перед приемником стоит задача однозначно дешифрировать этот сигнал как двоичную последовательность 11000
![](/html/15541/114/html_DIoiHgneey.qlrF/htmlconvd-mCHb7w5x1.jpg)
соответствующий каждому биту (проблема битовой синхронизации).
Отметим, что двоичная последовательность поступает на вход приемника в случайный для него момент времени, что обусловлено произвольной длиной линии связи и скоростью распространения сигнала в линии, а последняя изменяется в зависимости от многих факторов. Второе важное обстоятельство: часы
![](/html/15541/114/html_DIoiHgneey.qlrF/htmlconvd-mCHb7w6x1.jpg)
Приемник должен точно выделить интервал времени, соответствующий каждому биту (проблема битовой синхронизации).
Отметим, что двоичная последовательность поступает на вход приемника в случайный для него момент времени, что обусловлено произвольной длиной линии связи и скоростью распространения сигнала в линии, а последняя изменяется в зависимости от многих факторов. Второе важное обстоятельство: часы приемника и передатчики всегда “идут“ не одинаково.
![](/html/15541/114/html_DIoiHgneey.qlrF/htmlconvd-mCHb7w7x1.jpg)
Битовая синхронизация ограничением длины двоичной последовательности кадра
D |
D1 |
D2 |
D’ |
Передатчик |
|
|
|
f1 |
|
Линия данных |
F2 |
Битовая синхронизация достигается тем, что передатчик и приемник тактируются генераторами с одинаковыми частотами, т. е. в номинале f1 = f2.
На практике тактовые частоты f1 и f2, как правило, минимум в 16 раз превышают битовую частоту передачи (в рассматриваемом примере для простоты рисунка превышение в 4 раза).
Передатчик, используя тактовую частоту f1 формирует из двоичной последовательности D на своем входе сигнал на входе линии связи D1. Через некоторый случайный интервал времени, определяемый задержкой распространения сигнала по линии связи, последний принимается приемником (сигнал D2 на входе приемника).
![](/html/15541/114/html_DIoiHgneey.qlrF/htmlconvd-mCHb7w8x1.jpg)
|
Битовая синхронизация ограничением длины двоичной |
|||||||||||
|
последовательности кадра |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
D |
|
|
|
D1 |
|
D2 |
D’ |
|
|
|
|
|
|
|
Передатчик |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
f1 |
|
|
Линия данных |
F2 |
|
D |
|
0 |
1 |
|
|
0 |
|
Двоичная последовательность |
|
|||
|
|
|
|
|
навходепередатчика |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задержка сигнала, вносимая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
f1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
линией связи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТБ |
|
Появление данных |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||
D2 |
|
|
входе приемника |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f2
|
|
|
0,5ТБ |
|
|
|
|
ТБ |
|
|
ТБ |
|
|
ТБ |
||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
Двоичная последовательность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
D’ |
навходеприемника |
0 |
|
|
1 |
|
|
0 |
||||||||
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t
t
t
t
t
t
(N n) T ТБ |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
где |
|
T и N*n – число тактовых интервалов в кадре |
||||||
f 1 |
f 2 |
|||||||
2 |
|
|
|
|
![](/html/15541/114/html_DIoiHgneey.qlrF/htmlconvd-mCHb7w9x1.jpg)
Битовая синхронизация ограничением длины двоичной
последовательности кадра
|
|
|
Данный метод битовой |
|
|
|
синхронизации используется, |
|
|
|
например, в интерфейсе RS-232C. |
|
|
|
Размер так называемого стандартного |
|
|
|
асинхронного кадра (длина |
|
|
|
последовательности информационных |
|
|
|
битов) в данном случае небольшой, |
|
|
|
как правило, 6 –9 бит. |
|
|
|
Недостаток этого метода очевиден: |
|
|
|
весьма короткий кадр и, как |
|
ТБ |
|
следствие, снижение реальной |
(N n) T |
где |
скорости передачи данных из-за |
|
2 |
значительных расходов на управление |
||
|
|
передачей. |
|
|
|
|
|
|
|
|
(N * n ) – число тактовых |
|
|
|
интервалов в кадре, |
|
|
|
n – число битовых интервалов в |
|
|
|
кадре, N - число тактовых |
|
|
|
интервалов в битовом интервале. |
![](/html/15541/114/html_DIoiHgneey.qlrF/htmlconvd-mCHb7w10x1.jpg)
Битовая синхронизация передачей синхроимпульса по отдельной
|
|
дополнительной линии. |
|
|
D |
|
D1 |
D2 |
D’ |
|
|
|
||
|
ПЕРЕДАТЧИК |
C1 |
|
ПРИЕМНИК |
|
|
|
|
|
l |
|
Передатчик,f1как и в предыдущем случае формирует из двоичной |
||
|
|
f1 |
последовательности |
сигнал D1, который передается по линии |
|
данных и через время некоторое время поступает как сигнал D2 на |
||
вход приемника. |
|
|
В этом случае передатчик и приемник работают от одного генератора тактирующего сигнала C1 , расположенного в передатчике и, как правило, формирующего меандр с периодом T на частоте f1.
Тактирующий сигнал C2 на входе приемника передается по дополнительной линии синхронизации. Отметим, что номинально физические длины линий данных и синхронизации одинаковы и сигналы D2 и C2 приходят на вход приемника в идеальном случае одновременно.
Приемник по отрицательному фронту тактирующего сигнала C2 считывает принимаемую двоичную последовательность D’. Нетрудно видеть, что в идеальном случае битовая синхронизация не нарушается даже при сколь угодно длинной двоичной последовательности.
![](/html/15541/114/html_DIoiHgneey.qlrF/htmlconvd-mCHb7w11x1.jpg)
1 2 3 4 5 6
C1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Недостатки данного метода: |
|
|
||||||||||||||||||
D |
|
|
0 |
|
1 |
|
0 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
- используются |
две |
линии |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вместо одной; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
D1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- ограниченная |
длина |
линий |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
связи интерфейса. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
ТБ |
|
|
1 |
|
|
2 3 |
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
C2 |
|
|
|
|
|
Тc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
D2 |
|
|
|
|
|
ТD |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
D’ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
НО скорости распространения |
|
сигнала в линии данных и линииt |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
синхронизации никогда точно не равны и поэтому сигналы |
С2 и D2 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
будут сдвинуты во времени относительно друг друга. Таким |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
образом, метод будет работать, если выполняется условие: |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
где Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TC TD |
|
T |
1 TБ |
|
ТС |
lC |
ТD |
lD |
|
Т |
|
– |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V 0C |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0D |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
||
время распространения сигнала в линии данных, ТБ – время битового |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
интервала. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
где lC, lD – длины линии синхронизации и данных; V0C,V0D |
– скорость |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
распространения сигнала в линии синхронизации в линии данных, |
|