Universeller synchroner und asynchroner Empfänger-Sender - Universal synchronous and asynchronous receiver-transmitter

Ein universeller synchroner und asynchroner Empfänger-Sender ( USART ) ist ein Typ eines seriellen Schnittstellengeräts, das so programmiert werden kann, dass es asynchron oder synchron kommuniziert. Eine Erörterung der asynchronen Fähigkeiten dieser Geräte finden Sie unter Universal Asynchronous Receiver-Transmitter (UART).

Zweck und Geschichte

Die synchronen Fähigkeiten des USART sollten in erster Linie synchrone Protokolle wie IBMs synchrones Senden-Empfangen (STR), binäre synchrone Kommunikation (BSC), synchrone Datenverbindungssteuerung (SDLC) und die ISO-Standard- High-Level-Datenverbindungssteuerung (HDLC) unterstützen. synchrone Verbindungsschichtprotokolle, die mit synchronen Sprachfrequenzmodems verwendet wurden . Diese Protokolle wurden entwickelt, um die Bandbreite optimal zu nutzen, wenn Modems analoge Geräte waren. Zu dieser Zeit konnte das schnellste asynchrone Sprachbandmodem  mit Frequency-Shift-Keying-Modulation (FSK) höchstens Geschwindigkeiten von 300 Bit/s erreichen, während synchrone Modems mit Geschwindigkeiten von bis zu 9600 laufen konnten Bit/s mit Phasenumtastung (PSK). Die synchrone Übertragung nutzte nur knapp über 80 % der Bandbreite der mittlerweile bekannteren asynchronen Übertragung, da Start- und Stoppbits überflüssig waren. Diese Modems sind obsolet, da sie durch Modems ersetzt wurden, die asynchrone Daten in synchrone Formen umwandeln, aber ähnliche synchrone Telekommunikationsprotokolle überleben in zahlreichen blockorientierten Technologien wie dem weit verbreiteten IEEE 802.2 (Ethernet) Link-Level-Protokoll. USARTs sind manchmal immer noch in MCUs integriert. USARTs werden immer noch in Routern verwendet, die eine Verbindung zu externen CSU/DSU-Geräten herstellen, und sie verwenden häufig entweder die proprietäre HDLC-Implementierung von Cisco oder das IETF- Standard- Point-to-Point-Protokoll (PPP) in HDLC-ähnlichem Framing, wie in RFC  1662 definiert .

Operation

Der Betrieb einer USART ist eng mit den verschiedenen Protokollen verbunden; Einzelheiten finden Sie auf diesen Seiten. Dieser Abschnitt enthält nur einige allgemeine Hinweise.

  • USARTs im synchronen Modus überträgt Daten in Frames . Im synchronen Betrieb müssen Zeichen rechtzeitig bereitgestellt werden, bis ein Rahmen vollständig ist; tut der steuernde Prozessor dies nicht, ist dies ein "Unterlauffehler ", und die Übertragung des Rahmens wird abgebrochen.
  • USARTs, die als synchrone Geräte arbeiteten, verwendeten entweder den zeichenorientierten oder den bitorientierten Modus. In den Zeichenmodi (STR und BSC) verließ sich das Gerät auf bestimmte Zeichen, um Rahmengrenzen zu definieren; im Bit-Modus (HDLC und SDLC) verließen sich frühere Geräte auf Signale der physikalischen Schicht, während spätere Geräte die Erkennung von Bitmustern auf der physikalischen Schicht übernahmen.
  • Eine Synchronlinie ist nie still; Wenn das Modem sendet, fließen Daten. Wenn die Bitübertragungsschicht anzeigt, dass das Modem aktiv ist, sendet ein USART einen stetigen Füllstrom, entweder Zeichen oder Bits, je nach Gerät und Protokoll.

Geräte

Hersteller Gerät Beschreibung Gerätedaten
Intel 8251A Programmierbare Kommunikationsschnittstelle Intel 8251A Datenblatt
Signetik / Philips 2651 Programmierbare Kommunikationsschnittstelle Philips Semiconductors SCN2651 Datenblatt
Zilog Z85230/Z80230/Z8523L/Z85233 Verbesserter serieller Kommunikationscontroller IXYS-Webseite

Verweise

  1. ^ "Intel 8251A Programmierbare Kommunikationsschnittstelle" (PDF) . www.datasheetarchive.com . Abgerufen 2015-12-16 .
  2. ^ "Philips Semiconductors SCN2651 Programmierbare Kommunikationsschnittstelle" (PDF) . www.datasheetarchive.com . Abgerufen 2020-04-05 .
  3. ^ "Erweiterte serielle Kommunikationscontroller", . www.zilog.com . Abgerufen 2015-12-16 .