硬體設計30之通訊的基本概念

2021-08-18 18:03:19 字數 2102 閱讀 7065

在計算機裝置與裝置之間或積體電路之間常常需要進行資料傳輸,在本書後面的章節中我們會學習到各種各樣的通訊方式,所以在本章中我們先統一介紹這些通訊的基本概念。

1.序列通訊與並行通訊

按資料傳送的方式,通訊可分為序列通訊與並行通訊:

序列通訊是指裝置之間通過少量資料訊號線(一般是 8 根以下),地線以及控制訊號線,按資料位形式一位一位地傳輸資料的通訊方式。

並行通訊一般是指使用 8、 16、 32 及 64 根或更多的資料線進行傳輸的通訊方式,它們的通訊傳輸對比說明見圖 ,並行通訊就像多個車道的公路,可以同時傳輸多個資料位的資料,而序列通訊,而序列通訊就像單個車道的公路,同一時刻只能傳輸乙個資料位的資料。

很明顯,因為一次可傳輸多個資料位的資料 ,在資料傳輸速率相同的情況下,並行通訊傳輸的資料量要大得多,而序列通訊則可以節省資料線的硬體成本(特別是遠距離時)以及 pcb 的佈線面積,序列通訊與並行通訊的特性對比見表。

不過由於並行傳輸對同步要求較高,且隨著通訊速率的提高,訊號干擾的問題會顯著影響通訊效能,現在隨著技術的發展,越來越多的應用場合採用高速率的序列差分傳輸。

2.全雙工、半雙工及單工通訊

根據資料通訊的方向,通訊又分為全雙工、半雙工及單工通訊,它們主要以通道的方向來區分,見圖及表。

仍以公路來模擬,全雙工的通訊就是乙個雙向車道,兩個方向上的車流互不相干;半雙工則像鄉間小道那樣,同一時刻只能讓一輛小車通過,另一方向的來車只能等待道路空出來時才能經過;而單工則像單行道,另一方向的車輛完全禁止通行。

3.同步通訊與非同步通訊

根據通訊的資料同步方式,又分為同步和非同步兩種,可以根據通訊過程中是否有使用到時鐘訊號進行簡單的區分。

在同步通訊中,收發裝置雙方會使用一根訊號線表示時鐘訊號,在時鐘訊號的驅動下雙方進行協調,同步資料,見圖。通訊中通常雙方會統一規定在時鐘訊號的上公升沿或下降沿對資料線進行取樣

在非同步通訊中不使用時鐘訊號進行資料同步,它們直接在資料訊號中穿插一些同步用的訊號位,或者把主體資料進行打包,以資料幀的格式傳輸資料,見圖,某些通訊中還需要雙方約定資料的傳輸速率,以便更好地同步。

在同步通訊中,資料訊號所傳輸的內容絕大部分就是有效資料,而非同步通訊中會包含有幀的各種識別符號,所以同步通訊的效率更高,但是同步通訊雙方的時鐘允許誤差較小,而非同步通訊雙方的時鐘允許誤差較大。

4.通訊速率

衡量通訊效能的乙個非常重要的引數就是通訊速率,通常以位元率(bitrate)來表示,即每秒鐘傳輸的二進位制位數,單位為位元每秒(bit/s)。容易與位元率混淆的概念是"波特率"(baudrate),它表示每秒鐘傳輸了多少個碼元。而碼元是通訊訊號調製的概念,通訊中常用時間間隔相同的符號來表示乙個二進位制數字,這樣的訊號稱為碼元。如常見的通訊傳輸中,用 0v 表示數字 0, 5v 表示數字 1,那麼乙個碼元可以表示兩種狀態 0 和 1,所以乙個碼元等於乙個二進位制位元位,此時波特率的大小與位元率一致;如果在通訊傳輸中,有0v、 2v、 4v 以及 6v 分別表示二進位制數 00、 01、 10、 11,那麼每個碼元可以表示四種狀態,即兩個二進位制位元位,所以碼元數是二進位制位元位數的一半,這個時候的波特率為位元率的一半。因為很多常見的通訊中乙個碼元都是表示兩種狀態,人們常常直接以波特率來表示位元率,雖然嚴格來說沒什麼錯誤,但希望您能了解它們的區別。

通訊的基本概念

計算機與裝置 裝置與裝置 裝置與積體電路之間都是要通訊的。一 序列與並行通訊 通訊方式按照每次傳輸的位數可以分為序列通訊和並行通訊兩種。所謂的序列通訊就是資料一位一位的傳輸,常見的通訊介面有usart spi 並行通訊則是資料多位傳輸,常見的通訊介面有 舉個栗子 傳輸乙個8位的資料,如果是用序列通訊...

串列埠通訊的基本概念

串列埠通訊的基本概念 1,什麼是串列埠?2,什麼是rs 232?3,什麼是rs 422?4,什麼是rs 485?5,什麼是握手?1,什麼是串列埠?串列埠是計算機上一種非常通用裝置通訊的協議 不要與通用序列匯流排universal serial bus或者usb混淆 大多數計算機包含兩個基於rs232...

串列埠通訊的基本概念

1,什麼是串列埠?2,什麼是rs 232?3,什麼是rs 422?4,什麼是rs 485?5,什麼是握手?1,什麼是串列埠?串列埠是計算機上一種非常通用裝置通訊的協議 不要與通用序列匯流排universal serial bus或者usb混淆 大多數計算機包含兩個基於rs232的串列埠。串列埠同時也...