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在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,CPU和外部通信有兩種通信方式:并行通信和串行通信。而按照串行數(shù)據(jù)的時(shí)鐘控制方式,串行通信又可分為同步通信和異步通信兩種方式。
1、異步串行方式的特點(diǎn)
所謂異步通信,是指數(shù)據(jù)傳送以字符為單位,字符與字符間的傳送是完全異步的,位與位之間的傳送基本上是同步的。異步串行通信的特點(diǎn)可以概括為:
、僖宰址麨閱挝粋魉托畔ⅰ
、谙噜弮勺址g的間隔是任意長。
、垡?yàn)橐粋(gè)字符中的比特位長度有限,所以需要的接收時(shí)鐘和發(fā)送時(shí)鐘只要相近就可以。
、墚惒椒绞教攸c(diǎn)簡單的說就是:字符間異步,字符內(nèi)部各位同步。
異步位系統(tǒng)是面向字符來傳輸信息的,也就是我們一般情況下的一個(gè)字符,8位,1bit,當(dāng)然了傳輸?shù)臅r(shí)候還要加上起始位和結(jié)束位,沒有這兩位接收方就不知道什么時(shí)候開始接收數(shù)據(jù)什么時(shí)候結(jié)束了。如此一來字符與字符之間就不是連著的,打個(gè)比喻,就像秋天的葉子一樣,一片一片往下落。發(fā)送方和接收方不要求同步,就是說你想什么時(shí)候落就什么時(shí)候落,我都接著,用不著先通知我
2、異步串行方式的數(shù)據(jù)格式
異步串行通信的數(shù)據(jù)格式如圖8-1所示,每個(gè)字符(每幀信息)由4個(gè)部分組成:
①1位起始位,規(guī)定為低電0;
、5~8位數(shù)據(jù)位,即要傳送的有效信息;
、1位奇偶校驗(yàn)位;
、1~2位停止位,規(guī)定為高電平1。
圖1 異步串行數(shù)據(jù)格式
3、同步串行方式的特點(diǎn)
所謂同步通信,是指數(shù)據(jù)傳送是以數(shù)據(jù)塊(一組字符)為單位,字符與字符之間、字符內(nèi)部的位與位之間都同步。同步串行通信的特點(diǎn)可以概括為:
、僖詳(shù)據(jù)塊為單位傳送信息。
②在一個(gè)數(shù)據(jù)塊(信息幀)內(nèi),字符與字符間無間隔。
、垡?yàn)橐淮蝹鬏數(shù)臄?shù)據(jù)塊中包含的數(shù)據(jù)較多,所以接收時(shí)鐘與發(fā)送進(jìn)鐘嚴(yán)格同步,通常要有同步時(shí)鐘。
同步位系統(tǒng)就不同了,他要求發(fā)送方與接收方嚴(yán)格的同步,二者波特率要相同。
同步位系統(tǒng)傳輸?shù)氖裁茨兀皇亲址,是字符組合,也就是幀,我們?cè)贠SI數(shù)據(jù)鏈路層可以學(xué)習(xí)到。幀的長度沒有規(guī)定,傳輸?shù)臅r(shí)候視情況而定吧。這個(gè)幀里面包含了同步信息,來通知接收方調(diào)整以同步。這里再打個(gè)比喻,前面我們說異步位系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)像樹葉,那么同步位系統(tǒng)傳輸?shù)木拖袷前堰@些樹葉串成一串,是連續(xù)的。
4、同步串行方式的數(shù)據(jù)格式
同步串行通信的數(shù)據(jù)格式如圖8-2所示,每個(gè)數(shù)據(jù)塊(信息幀)由3個(gè)部分組成:
①2個(gè)同步字符作為一個(gè)數(shù)據(jù)塊(信息幀)的起始標(biāo)志;
、趎個(gè)連續(xù)傳送的數(shù)據(jù)
③2個(gè)字節(jié)循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC)
圖2 同步串行數(shù)據(jù)格式
5.用途:
同步串行:通信網(wǎng)中,有大批量數(shù)據(jù)需要傳輸
異步串行:應(yīng)用于在工業(yè)、實(shí)際應(yīng)用中。適用于短距離、速率不高的情況下。
同步位系統(tǒng)比異步位系統(tǒng)要實(shí)用高效。這個(gè)比較好理解,計(jì)算機(jī)對(duì)幀的處理比對(duì)字符要少的多,在傳送相同大小的數(shù)據(jù)量的時(shí)候,計(jì)算機(jī)要對(duì)大量的字符進(jìn)行開始與結(jié)束操作,幀則要少的多。同時(shí)同步位系統(tǒng)的下的網(wǎng)絡(luò)效率也更高,因?yàn)槊總(gè)字符都至少包含兩位的開始結(jié)束信息,這個(gè)在數(shù)據(jù)量大的時(shí)候開銷是很客觀的。
時(shí)鐘在通信中的作用就是在數(shù)據(jù)收發(fā)時(shí)起協(xié)調(diào)作用的,異步時(shí)鐘用到比較少,同步時(shí)鐘肯定會(huì)用到。
單工、半雙工、全雙工
單工數(shù)據(jù)傳輸只支持?jǐn)?shù)據(jù)在一個(gè)方向上傳輸;
半雙工數(shù)據(jù)傳輸允許數(shù)據(jù)在兩個(gè)方向上傳輸,但是,在某一時(shí)刻,只允許數(shù)據(jù)在一個(gè)方向上傳輸,它實(shí)際上是一種切換方向的單工通信;
全雙工數(shù)據(jù)通信允許數(shù)據(jù)同時(shí)在兩個(gè)方向上傳輸,因此,全雙工通信是兩個(gè)單工通信方式的結(jié)合,它要求發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備都有獨(dú)立的接收和發(fā)送能力。
網(wǎng)卡的全雙工(Full Duplex)是指網(wǎng)卡在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)也能夠接收數(shù)據(jù),兩者同步進(jìn)行,這好像我們平時(shí)打電話一樣,說話的同時(shí)也能夠聽到對(duì)方的聲音。目前的網(wǎng)卡一般都支持全雙工。
提到全雙工,就不能不提與之密切對(duì)應(yīng)的另一個(gè)概念,那就是“半雙工(Half Duplex)”,所謂半雙工就是指一個(gè)時(shí)間段內(nèi)只有一個(gè)動(dòng)作發(fā)生,舉個(gè)簡單例子,一條窄窄的馬路,同時(shí)只能有一輛車通過,當(dāng)目前有兩量車對(duì)開,這種情況下就只能一輛先過,等到頭兒后另一輛再開,這個(gè)例子就形象的說明了半雙工的原理。早期的對(duì)講機(jī)、以及早期集線器等設(shè)備都是基于半雙工的產(chǎn)品。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,半雙工會(huì)逐漸退出歷史舞臺(tái)。
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