Truyền nối tiếp đồng bộ

Về phương diện thực hiện sự đồng bộ giữa máy thu và phát trong một hệ thống thông tin hai chế độ truyền bất đồng bộ và đồng bộ có những điểm khác biệt

_____________________________________________Chương 6 Truyền nối tiếp đồng bộ VI - 1 0 CHƯƠNG 6 TRUYỀN NỐI TIẾP ĐỒNG BỘ  GIAO TIẾP GIỮA DTE VÀ DCE ĐỒNG BỘ  CÁC GIAO THỨC ĐỒNG BỘ  Giao thức đồng bộ nhị phân  Giao thức hướng bit  VÀI IC LSI DÙNG TRONG TRUYỀN ĐỒNG BỘ  USART 8251A của Intel  SSDA 6852 của Motorola  KỂM TRA HỆ THỐNG THÔNG TIN  Phép đo tỉ số PAR  Biểu đồ mắt Về phương diện thực hiện sự đồng bộ giữa máy thu và phát trong một hệ thống thông tin hai chế độ truyền bất đồng bộ và đồng bộ có những điểm khác biệt : - Chế độ truyền bất đồng bộ: để phát bản tin người ta phát đi từng ký tự một và sự đồng bộ được thực hiện cho từng ký tự này bởi các bit Start và Stop thêm vào trước và sau mỗi ký tự . Xung đồng hồ được tạo ra một cách riêng rẽ ở máy thu và máy phát. Như vậy, sự đồng bộ được thực hiện chính xác khi tần số xung đồng hồ ở máy thu hoàn toàn đúng với tần số xung đồng hồ ở máy phát, nếu không tin tức nhận được sẽ có lỗi. - Chế độ truyền đồng bộ: để phát một bản tin người ta xem nó là một khối và phát đi một lần cả khối đó, sự đồng bộ được thực hiện bằng cách cho máy phát phát kèm theo tín hiệu dữ liệu các xung đồng hồ mà máy thu khi dò ra sẽ dùng để đồng bộ tín hiệu ở máy thu. Thực tế, việc này chỉ được thực hiện khi hệ thống thu phát khép kín về mặt vật lý, hay nói cách khác máy phát và thu phải ở gần nhau. Khi máy phát không thể gửi riêng tín hiệu xung đồng hồ tới máy thu thì ở máy thu phải có mạch tách bit thời gian từ chính tín hiệu dữ liệu để thực hiện sự đồng bộ. Ở máy thu đồng bộ, ngoài việc dò tín hiệu đồng bộ ra, máy thu phải biết phân biệt được ranh giới của mỗi ký tự để việc phục hồi bản tin không bị lỗi. Ta thấy việc thực hiện giao thức bất đồng bộ tương đối đơn giản, giá thành thấp nhưng hiệu quả không cao. Giả sử để phát một ký tự mã ASCII thì phải dùng ít nhất 9 bit (7 bit ký tự, 1 bit start, 1 bit stop), thì tỉ lệ hao là 2/9 = 0,22=22%. Trong khi đó, tỉ lệ này trong chế độ đồng bộ là rất thấp, khoảng vài %. Như vậy, chế độ truyền bất đồng bộ chỉ thuận lợi khi phát những bản tin ngắn và với vận tốc thấp (<1200 bps). Và chế độ truyền đồng bộ tỏ ra ưu việt hơn khi phát những bản tin dài với vận tốc cao hơn (>1200 bps). Dùng với các Modem âm tần, phát đồng bộ có thể đạt vận tốc 9600 bps. Chương này đề cập đến các giao thức đồng bộ, khảo sát vài IC LSI thực hiện việc phát nối tiếp đồng bộ thông dụng và cuối cùng sơ lược qua các phương pháp kiểm tra hệ thống thông tin. 6.1 GIAO TIẾP GIỮA DTE VÀ DCE ĐỒNG BỘ Trong chế độ truyền đồng bộ, máy thu phục hồi xung đồng hồ từ dòng dữ liệu nhận được. Chuẩn giao tiếp RS-232 và RS-449 có các đường dành cho xung đồng hồ liên lạc giữa các cặp thiết bị đầu cuối (DTE) và modem (DCE). Bảng 6.1 cho biết nơi nhận dữ liệu và các chân liên hệ của hai chuẩn giao tiếp nói trên __________________________________________________________________________ Nguyễn Trung Lập Truyền dữ liệu _____________________________________________Chương 6 Truyền nối tiếp đồng bộ VI - 2 Bảng 6.1 Các chân truyền tín hiệu đồng bộ của RS-232 và RS-449 RS-232 RS-449 Ký hiệu Chân Tên Ký hiệu Chân Tên TCLK RCLK ETCLK 15 17 24 Trans. clock (từ DCE) Receive Clock (từ DCE) Ext trans.clock (từ DTE) ST RT TT 6 & 23 8 & 26 17 & 25 Send timing (từ DCE) Receive timing (từ DCE) Terminal timing (từ DTE) Khi sử dụng modem, đồng bộ thu thường được cấp từ modem (DCE) tới thiết bị đầu cuối (DTE). Tuy nhiên xung đồng hồ có thể phát sinh từ modem hoặc từ DTE (Các IC tạo thành modem và IC giao tiếp đều có mạch tạo xung đồng hồ) và việc điều khiển có thể thực hiện riêng rẽ ở cả máy thu và phát hoặc thực hiện theo cả hai chiều với một xung đồng hồ duy nhất. (H 6.1) mô tả các khả năng kết nối mạch của RS-449 để thực hiện đồng bô. (H 6.1a) Thiết bị đầu cuối (DTE) ở mỗi trạm thu phát điều khiển sự đồng bộ (xung đồng hồ từ DTE đến DCE theo đường TT) (H 6.1b) Modem (DCE) ở mỗi trạm thu phát điều khiển sự đồng bộ (xung đồng hồ từ DCE đến DTE theo đường ST) (H 6.1c) Thiết bị đầu cuối ở trạm A điều khiển sự đồng bộ theo cả hai chiều (xung đồng hồ từ DTE A đến DCE A theo đường TT, ở trạm B hai đường TT (ST) và RT nối chung lại) (H 6.1d) Modem ở trạm A điều khiển sự đồng bộ theo cả hai chiều (xung đồng hồ từ modem đến DTE theo đường ST ở trạm A, ở trạm B hai đường ST (TT) và RT nối chung lại) DTE DCE DCE DTE A SD ⎯→ SD A B SD ←⎯ SD B TT ⎯→ TT TT ←⎯ TT RT ←⎯ RT RT ⎯→ RT RD ←⎯ RD RD ⎯→ RD (a) DTE DCE DCE DTE A SD ⎯→ SD A B SD ←⎯ SD B ST ←⎯ ST ST ⎯→ ST RT ←⎯ RT RT ⎯→ RT RD ←⎯ RD RD ⎯→ RD (b) DTE DCE DCE DTE A SD ⎯→ SD A B SD ←⎯ SD B TT ⎯→ TT TT ←→ ST RT ←⎯ RT RT ⎯→ RT RD ←⎯ RD RD ⎯→ RD (c) DTE DCE DCE DTE A SD ⎯→ SD A B SD ←⎯ SD B ST ←⎯ ST TT ←→ ST RT ←⎯ RT RT ⎯→ RT RD ←⎯ RD RD ⎯→ RD (d) (H 6.1) 6.2 CÁC GIAO THỨC ĐỒNG BỘ Một hệ thống thông tin có thể được định dạng bằng các giao thức khác nhau. __________________________________________________________________________ Nguyễn Trung Lập Truyền dữ liệu _____________________________________________Chương 6 Truyền nối tiếp đồng bộ VI - 3 Trong chế độ truyền đồng bộ, có thể chia giao thức ra làm hai loại : - Giao thức điều khiển Byte hay ký tự (Byte - Controlled Protocol, BCP, hay Character-Oriented Protocol). - Giao thức hướng Bit (Bit - Orientied Protocol, BOP). - Trong giao thức điều khiển byte (BCP), khối dữ liệu bao gồm nhiều ký tự, mỗi ký tự là một đơn vị thông tin (7 hoặc 8 bit) và các thông tin điều khiển cũng xuất hiện dưới dạng từ. Các ký tự dữ liệu (bản tin chính thức) hợp với từ điều khiển thành một khung thông tin. Một khung thông tin thường bắt đầu bằng một hay nhiều từ dùng cho sự đồng bộ, thường là từ SYNC, nó báo cho máy thu biết bắt đầu một khối dữ liệu. Ngoài ra, trước và sau bản tin chính thức còn có các từ điều khiển, bao gồm các địa chỉ các đài, trạm, các từ báo bắt đầu và kết thúc văn bản, các từ báo mã kiểm tra lỗi . - Trong giao thức hướng bit (BOP), khối dữ liệu xem như một chuỗi bit, các từ điều khiển và ký tự dữ liệu không hẳn là các từ 8 bit mà có thể là một tập hợp các bit tùy theo giao thức cụ thể. Giống như trong BCP, bắt đầu khối tin cũng có tín hiệu báo, đó là từ 8 bit gọi là Cờ (Flag) , cờ này cũng được đặt ở cuối bản tin. Như vậy tác dụng của cờ là thiết lập sự đồng bộ và đánh dấu điểm bắt đầu và điểm kết thúc. Khối dữ liệu bao gồm cả các cờ hình thành một Khung (Frame). Trước và sau bản tin chính thức có các từ điều khiển, được gọi chung là Trường điều khiển (Control Field). Tất cả qui định chi tiết về bản tin, các thông báo hỏi nhận đều thực hiện trong trường điều khiển này. (H 6.2) cho ta hai dạng khung của hai protocol này (H 6.2) Chúng ta giới thiệu dưới đây: - Giao thức điều khiển byte được đề nghị bởi IBM vào năm 1964 và được sử dụng rất rộng rãi trong các ứng dụng điểm - điểm (poin - point) và nhiều điểm (multipoint) với các phương thức đơn công và bán song công. Đó là giao thức truyền đồng bộ nhị phân (Binary Synchronous Communication, BSC, đôi khi gọi là BISYNC). Giao thức BSC được ISO lấy làm cơ sở để xây dựng giao thức hướng ký tự chuẩn quốc tế với tên Basic Mode (dữ liệu dùng mã EBCDIC thay cho mã ASCII và mã dò sai là CRC thay cho BCC) - Giao thức hướng bit, do hãng IBM phát triển và sử dụng có tên là Điều khiển liên kết dữ liệu đồng bộ (Synchronous Data Link Control - SDLC) và ISO lấy làm cơ sở để phát triển thành giao thức điều khiển liên kết dữ liệu mức cao (High Level Data Link Control, HDLC). 6.2.1 Giao thức đồng bộ nhị phân Đây là giao thức điều khiển việc truyền nhận dữ liệu nhờ một số ký tự đặc biệt trong các bảng mã. Các thông tin dữ liệu được gửi đi trong các khung dữ liệu mà hai biên là các ký tự SYNC để báo máy thu biết bắt đầu bản tin. Các từ điều khiển dùng trong BISYNC lấy từ bản mã ASCII, gồm một số từ như sau : __________________________________________________________________________ Nguyễn Trung Lập Truyền dữ liệu _____________________________________________Chương 6 Truyền nối tiếp đồng bộ VI - 4 SYN Ký tự đồng bộ mã ASCII dạng Hex 16H SOH Ký tự bắt đầu của Header 01H STX Ký tự bắt đầu văn bản 02H ETX Ký tự kết thúc văn bản 03H EOT Ký tự kết thúc phát 04H ETB Ký tự kết thúc truyền khối 17H ENQ Ký tự hỏi 05H ACK Ký tự báo cho biết đã nhận dữ liệu 06H NAK Ký tự báo cho biết chưa nhận dữ liệu 15H NUL Ký tự rỗng 00H DLE Ký tự giải phóng đường dữ liệu 10H CAN Ký tự hủy 18H Một khung dữ liệu của BISYNC tiêu biểu có cấu trúc sau : SYN SYN SOH header STX text ETX BCC Đầu Cuối - Phần văn bản (text) chứa dữ liệu thông tin. Kích thước vùng text có giới hạn nên với các văn bản lớn người ta chia thành những khối nhỏ (block) và trong phần Header có phần identifier (id) để chỉ thứ tự các khối. - Phần header chứa điạ chỉ đến và tín hiệu trả lời ACK/NAK nếu có yêu cầu. - BCC là ký tự 1 Byte dùng kiểm tra khung. Đây là byte duy nhất được tạo ra để kiểm tra lỗi trong toàn khối. BCC có thể là một phép kiểm tra chẵn lẻ (dùng trong BSC), hoặc chặc chẽ hơn là kiểm tra dư thừa theo chu kỳ (Cycle Redundancy Check, CRC ) (Dùng trong Basic Mode, với CRC - 16). Dưới đây là ví dụ truyền chữ TEST và kiểm tra chẵn lẻ theo hàng STX T E S T EXT BCC 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 b0b1b2b3b4b5b6b7 Đối với ví dụ trên các bit sẽ được truyền như sau : STX T E S T ETX BCC 01000001 00101011 10100011 11001010 00101011 11000000 11101000 Đầu Cuối Trong ví dụ này người ta dùng kiểm tra chẵn và BCC chỉ kiểm tra các ký tự từ STX đến ETX. Trên thực tế, sự kiểm tra được thực hiện trên toàn khối (từ SOH đến ETX). Khi nhận được bản tin, máy thu thực hiện phép tính kiểm tra tổng, so sánh với BCC nhận được, sau đó sẽ trả lời bằng tín hiệu ACK (Đúng) hoặc NAK (Không đúng). Máy phát sẽ không gửi bản tin khác khi chưa được xác nhận rằng bản tin trước đã nhận đúng (phương thức bán song công). Dưới đây là một số thủ tục chính trong BSC/Basic Mode: - Mời truyền tin: Giả sử trạm A muốn mời trạm B truyền tin, trạm A sẽ gửi lệnh sau đây tới B: __________________________________________________________________________ Nguyễn Trung Lập Truyền dữ liệu _____________________________________________Chương 6 Truyền nối tiếp đồng bộ VI - 5 EOT B ENQ Trong đó B là địa chỉ của trạm được mời truyền tin EOT để chuyển liên kết sang trạng thái điều khiển Khi B nhận được lệnh này, có thể xảy ra 2 trường hợp: - Nếu B có tin để truyền thì B tạo cấu trúc tin theo dạng chuẩn và gửi đi - Nếu B không có tin để truyền thì gửi đi lệnh EOT để trả lời Ở phía A một khoảng thời gian xác định sau khi gửi lệnh đi mà không được trả lời hoặc nhận được trả lời sai thì A sẽ chuyển sang trạng thái phục hồi (Recovery state). - Mời nhận tin: Giả sử trạm A muốn mời trạm B nhận tin, trạm A sẽ gửi lệnh sau đây tới B: EOT B ENQ Có thể bỏ qua lệnh EOT. Khi nhận được lệnh này, nếu B sẵn sàng nhận tin thì nó gửi lệnh ACK để trả lời, nếu không thì gửi lệnh NAK Ở phía A một khoảng thời gian xác định sau khi gửi lệnh đi mà không được trả lời hoặc nhận được trả lời sai thì A sẽ chuyển sang trạng thái phục hồi (Recovery state). - Yêu cầu trả lời: Khi một trạm cần trạm kia trả lời một yêu cầu nào đó đã gửi đi trước đó thì nó chỉ cần gửi lệnh ENQ đến trạm kia - Ngừng truyền tin (tạm thời): Gửi lệnh EOT - Giải phóng liên kết: Gửi lệnh DLE EOT - Trạng thái phục hồi: Khi một trạm nào đó đi vào trạng thái "phục hồi" nó sẽ thực hiện một trong các hành động sau: - Lặp lại lệnh đã gửi đi n lần (n là số nguyên chọn trước) hoặc - Gửi "yêu cầu trả lời" n lần hoặc kết thúc truyền bằng lệnh EOT - Chế độ thông suốt (Transparent Mode). Trong trường hợp các mã điều khiển xuất hiện trong văn bản (Text) nhưng không mang ý nghĩa điều khiển mà phải được hiểu như là dữ liệu, hệ thống được chuyển sang chế độ thông suốt bằng cách dùng ký tự DLE đặt trước STX và DLE đặt trước ETX để chấm dứt chế độ này. 6.2.2 Giao thức hướng bit. Giao thức hướng bit được thiết kế để thoả mãn nhiều yêu cầu trong cách truyền đồng bộ, bao gồm : - Truyền giữa hai đài (trạm) (point to point) hay nhiều đài (multipoint). - Bán song công hay song công. - Liên lạc giữa trạm sơ cấp và trạm thứ cấp. - Liên lạc với khoảng cách ngắn (nối trực tiếp), hoặc rất xa (vệ tinh). Giao thức này có một số tính chất sau : - Người sử dụng có thể sử dụng bất cứ loại mã nào. - Có khả năng thích hợp với nhiều loại đường truyền. - Hiệu suất cao : giảm tối thiểu tỉ lệ hao hụt. - Độ tin cậy cao : cho phép kiểm tra lỗi có hiệu quả và có khả năng phục hồi dữ liệu. Có thể nói các tính chất của giao thức hướng bit được thể hiện ở trường điều khiển bởi các tổ hợp bit mã hóa các từ điều khiển. Có nhiều giao thức hướng bit đã được đề nghị bởi các cơ quan khác nhau và được sử dụng rộng rãi : - Thủ tục điều khiển thông tin dữ liệu cao cấp (Advanced Data Communication Control Procedure - ADCCP) phát triển bởi Viện chuẩn quốc gia Hoa Kỳ (American National Standard Institute - ANSI) đây là chuẩn trong hệ thống thông tin quốc gia. __________________________________________________________________________ Nguyễn Trung Lập Truyền dữ liệu _____________________________________________Chương 6 Truyền nối tiếp đồng bộ VI - 6 - Thủ tục truy xuất đường truyền cân bằng (Link Access Procedure, balance - LAP-B) thực hiện bởi Hội đồng Tư vấn Điện tín và Điện thoại quốc tế (International Telegraph & Telephone Consultative Committee - CCITT) Đây là một chuẩn về mạng. - Điều khiển liên kết dữ liệu đồng bộ (Synchronous Data Link Control - SDLC) được dùng bởi hãng IBM (International Business Machine Corporation) và ISO lấy làm cơ sở để phát triển thành giao thức điều khiển liên kết dữ liệu mức cao (High Level Data Link Control, HDLC). Thật ra không có mấy khác biệt giữa các chuẩn nói trên: HDLC và ADCCP có thể xem là một còn LAP-B và SDLC là những tập con của HDLC. Phần sau đây sẽ bàn tới chuẩn SDLC. 6.2.2.1 Đặc tính cơ bản : SDLC định nghĩa 3 loại trạm, 2 dạng truyền và 2 chế độ vận hành. * 3 loại trạm: - Trạm sơ cấp: (Primary) có trách nhiệm điều khiển vận hành của hệ thống, những khung phát bởi trạm sơ cấp gọi là lệnh (command) - Trạm thứ cấp: (secondary) vận hành dưới sự điều khiển của trạm sơ cấp, những khung phát bởi trạm thứ cấp là lời đáp (response) Trạm sơ cấp duy trì việc nối logic với từng trạm thứ cấp trong hệ thống một cách riêng rẽ . - Trạm hỗn hợp: Các trạm đồng thời giữ vai trò sơ và thứ cấp. * 2 dạng truyền:- Dạng không cân bằng : dùng giữa 2 trạm hoặc nhiều trạm, gồm một trạm sơ cấp và một hoặc nhiều trạm thứ cấp, có thể truyền song công và bán song công. - Dạng cân bằng : chỉ dùng giữa 2 trạm hỗn hợp, có thể truyền song công hoặc bán song công. * 2 chế độ vận hành : - Chế độ trả lời chuẩn (Normal Response Mode - NRM) : đây là một dạng truyền không cân bằng, một trạm sơ cấp có thể khởi động để truyền dữ liệu đến trạm thứ cấp và trạm thứ cấp chỉ có thể truyền dữ liệu để trả lời khi trạm sơ cấp yêu cầu. - Chế độ bình thường không kết nối (DISC) : Ở chế độ này trạm thứ cấp nhận tin nhưng không tác động được vào bản tin. (H 6.3) mô tả dạng truyền cân bằng và không cân bằng. Primary Commands→ ⎯⎯⎯⎯⎯⎯ ← Responses ⎯⎯⎯⎯ ↓ ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ ⎯⎯ ↓ Secondary Secondary (a) Dạng không cân bằng Combined ← Commands → ---------------------------------------------- ← Responses → Combined b) Dạng cân bằng (H 6.3) 6.2.2.1 Cấu trúc của khung : (H 6.4) __________________________________________________________________________ Nguyễn Trung Lập Truyền dữ liệu _____________________________________________Chương 6 Truyền nối tiếp đồng bộ VI - 7 Một khung thông tin trong SDLC gồm các trường sau đây : - Cờ : 8 bit - Điạ chỉ : 1 byte. - Điều khiển : 8 bit. - Thông tin : thay đổi theo bản tin. - Chuỗi kiểm tra khung (Frame Check Sequence - FCS) : 16 bit. - Cờ : 8 bit. Các trường cờ, điạ chỉ và điều khiển đặt trước trường thông tin gọi là đầu khung (header) và các trường FCS và cờ đặt sau trường thông tin gọi là cuối khung (Trailer). (H 6.4) cho dạng của khung và các trường trong khung FLAG AADDRESS CONTROL INFORMATION FCS FLAG ← 8 bit → ← 8 bit → ← 8 bit → ← variable → ← 16 bit → ← 8 bit → (H 6.4) Dạng khung thông tin SDLC a. Trường cờ (Flag Field) : Trường cờ đặt ở đầu và cuối một khung để giới hạn khung, gồm 8 bit theo qui định là 01111110 (6 bit 1 liên tiếp giữa 2 bit 0 ). Giữa 2 khung có thể có một trong các trường hợp sau đây: - Một cờ xuất hiện giữa bản tin gọi là cờ đơn vừa dùng chấm dứt một khung đồng thời bắt đầu một khung khác. - Một cờ chấm dứt khung trước và một cờ bắt đầu khung sau. Giữa 2 cờ này có thể chỉ dùng một bit 0. - Có thể chèn vào giữa 2 cờ một số cờ khác. Khung x : Khung x+1 . . . . 01111110 . . . . . . . . 01111110 : 01111110 . . . . . . . . 011111101111110 . . . . . . . . 01111110 01111110 : 01111110 01111110 . . . . Do SDLC không có qui định chặt chẻ về mã dùng cho dữ liệu nên các mã có dạng của cờ có thể xuất hiện trong bản tin và gây nên nhầm lẫn ở máy thu. Để tránh sự hiểu lầm ở máy thu khi nhận dữ liệu, máy phát dùng kỹ thuật nhồi bit nghĩa là khi thấy trong chuỗi dữ liệu có 5 bit 1 liên tiếp thì thêm vào bit 0 ngay sau 5 bit 1 này. Ở máy thu sau tín hiệu cờ khi gặp liên tiếp 5 bit 1 thì tự động bỏ bit 0 theo sau đó để phục hồi dữ liệu. Như vậy bảo đảm sự chính xác của dữ liệu. Thí dụ: Trạm B có địa chỉ là C2 phát đi văn bản “C?” - Khung thông tin chưa nhồi bit: (Viết theo chiều mũi tên hướng về bên trái) 01111110 01000011 01111110 11111110 11000011 11110110 Cờ Đ/c= C2 TĐK mã “=7F mã C= C3 mã ?= 6F 11111110 FCS 01111110 111111111111. . . . “=7F Cờ Bit nghỉ - Khung thông tin có bit nhồi (o): 01111110 01000011 011111o10 11111o110 11000011 111o10110 Cờ Đ/c= C2 TĐK mã “=7F mã C= C3 mã ?= 6F 11111o110 FCS 01111110 111111111111. . . . __________________________________________________________________________ Nguyễn Trung Lập Truyền dữ liệu _____________________________________________Chương 6 Truyền nối tiếp đồng bộ VI - 8 “=7F Cờ Bit nghỉ b. Trường địa chỉ (Address field) Trường địa chỉ dùng để xác định trạm thứ cấp trong hệ thống. Địa chỉ trong bản tin luôn luôn là địa chỉ của trạm thứ cấp dù nó do trạm sơ cấp hay thứ cấp gửi đi. Trường này không cần thiết trong trường hợp hệ thống chỉ gồm hai trạm. Trường địa chỉ dài 8 bit. Nếu tất cả các bit trong trường địa chỉ đều =1 có nghĩa trạm sơ cấp yêu cầu liên lạc với tất cả trạm thứ cấp. Giá trị 00 không được xem là một địa chỉ (gọi là void address) c. Trường điều khiển (Control field) (H 6.5) SDLC định nghĩa 3 loại khung của trường điều khiển, mỗi loại có dạng khác nhau Một hoặc hai bit đầu tiên của trường điều khiển dùng định nghĩa khung : bit thứ nhất = 0 chỉ khung thông tin, bit thứ nhất và hai = 10 chỉ khung giám sát và = 11 chỉ khung không số. Những bit còn lại được tổ chức như những tập bit con mà ý nghĩa của nó sẽ được giải thích cụ thể đối với từng loại khung. Một frame của SDLC được coi là bất hợp lệ nếu nó không được đóng khung bởi 2 Cờ ở hai đầu hoặc có tổng kích thước các vùng nằm giữa 2 Cờ nhỏ hơn 32 bit. 1 (LSB) 2 3 4 5 6 7 8 I : Information 0 Ns P/F Nr S : Supervisory 1 0 S P/F Nr U : Unnumbered 1 1 M P/F M Ns = Send sequence number Nr = Receive sequence number S = Supervisory function bits M = Unnumbered function bits P/F = Poll/Final bit (H 6.5) Dạng trường điều khiển - Khung loại I: (Thông tin, Information frame, I-frame) , đây là khung chứa bản tin cần phát đi của người sử dụng. Khi khung I được dùng thì bản văn phát đi được đánh số thứ tự. Bit 5 trong khung thông tin có tên là bit P/F (Poll/Final). * Nếu bản tin phát đi từ trạm sơ cấp đến trạm thứ cấp thì đây là bit P, nếu P=0 thì trạm thứ cấp không cần thiết phải trả lời ngay, nếu P=1 thì đây là bit thăm dò và trạm thứ cấp phải trả lời ngay. * Nếu bản tin phát đi từ trạm thứ cấp đến trạm sơ cấp thì đây là bit F, nếu F=0 thì đây chưa phải là bản tin cuối cùng và trạm sơ cấp không cần thiết phải trả lời ngay, nếu F=1 có nghĩa đây là bản tin cuối cùng và trạm sơ cấp phải trả lời ngay. * Ns chỉ số thứ tự bản tin đang được phát đi. * Nr là số thứ tự nhận, nếu phát đi từ trạm sơ cấp thì liên hệ đến số Ns phát đi từ trạm thứ cấp và nếu phát đi từ trạm thứ cấp thì liên hệ với Ns phát đi từ trạm sơ cấp. Nr chỉ số thứ tự bản tin mà trạm đang chờ và đồng thời xác nhận đã nhận tốt các bản tin trước đó (tức đến số Nr-1) Thí dụ, trạm thứ cấp phát đi Ns=2 và Nr=3 có nghĩa là nó đang phát đi bản tin thứ 2 và đã nhận tốt các bản tin thứ 2 trở về trước. Do các số Ns chỉ có 3 bit nên số lượng tối đa mỗi lần phát chỉ được 7 bản tin, như vậy buộc máy thu phải xác nhận trước khi số Ns vượt quá 7 (Ns=111). Dưới đây là một thí dụ, Giả sử trạm sơ cấp đang phát và các số Nr và Ns đều bắt đầu bằng số 0 __________________________________________________________________________ Nguyễn Trung Lập Truyền dữ liệu _____________________________________________Chương 6 Truyền nối tiếp đồng bộ VI - 9 Sơ cấp Thứ cấp Ns P Nr Ns F Nr 0 000 0 000 0 100 0 000 0 010 1 000 0 110 0 010 0 001 0 010 0 101 0 010 0 011 0 010 0 111 0 010 0 000 1 010 0 011 0 101 0 111 0 101 0 000 0 101 0 100 1 101 0 010 0 101 0 110 0 101 0 001 0 101 0 101 0 101 0 011 1 101 0 000 0 110 0 100 1 110 0 010 0 011 0 110 0 011 0 001 1 011 10 00 1 010 10 00 1 101 (RR) or 10 01 1 101 (REJ) Trạm sơ cấp phát 3 khung thông tin. Khung thứ 3 là khung thăm dò Trạm thứ cấp báo nhận với Nr=3. Nó gửi lại 2 khung thông tin. Trạm sơ cấp báo nhận tốt 2 khung với Nr=2. Gửi tiếp 6 khung Vì Nr=6, Trạm thứ cấp báo nhận Nr-1=5 khung và yêu cầu phát lại khung 6. Vì trạm sơ cấp không biết chỉ khung 6 hay tất cả các khung theo sau có sai FCS nên nó phát lại tất cả từ khung 6 Trạm sơ cấp báo nhận tốt khung 4 với Nr=5. Tiếp tục phát lại khung 6. (Lưu ý là số đếm Ns đã vượt trị cho phép nên trở về 0) Trạm thứ cấp báo nhận tất cả các khung với Nr=2. Vì trạm thứ cấp không còn gì để gửi, khung giám sát được dùng Trạm sơ cấp gửi tiếp 5 khung Trạm thứ cấp xác nhận khung 4 và yêu cầu phát lại từ khung 5 (Nr=5) - Khung loại S: (Giám sát , Supervisory frame, S-frame), dùng để đếm số khung gửi/nhận; một số lệnh và lời đáp báo tình trạng của máy thu (như sẵn sàng hay bận) kiểm soát và báo lỗi. Khung giám sát bắt đầu bởi 2 bit 10. Bit 3 và 4 (vị trí S trong khung) xác định các lệnh của khung giám sát b3b4= 00 : Ready to receive (RR) b3b4= 10 : Not ready to receive (RNR) b3b4= 01 : Reject (REJ) Trạm thứ cấp sẽ xóa khung RNR bằng cách gửi một khung thông tin với bit F=1 và đối với các khung RR và REJ thì F=0 hay 1. Trạm sơ cấp sẽ xóa khung RNR bằng cách gửi một khung thông tin với bit P=1 và đối với các khung RR và REJ thì P=0 hay 1. - Khung loại U: (Không số, Unnumbered frame, U-frame), cung cấp những chức năng điều khiển phụ như khởi động trạm thu, kiểm tra trạm, giải phóng liên kết khi cần thiết . . . . Khung không số bắt đầu bởi 2 bit 11. Khi dùng khung U để phát thì không cần đánh số thứ tự bản tin. Bảng 6.2 cho các lệnh trong khung U: Mã nhị phân Lệnh Phát đi từ trạm sơ cấp Phát đi từ trạm thứ cấp Cho phép phát bản văn __________________________________________________________________________ Nguyễn Trung Lập Truyền dữ liệu _____________________________________________Chương 6 Truyền nối tiếp đồng bộ VI - 10 1100 P/F 000 1110 P 000 1110 F 000 1100 P 001 1111 F 000 1100 F 010 1100 P 010 1100 P/F 110 1110 F 001 UI SIM RIM SNRM DM RD DISC UA FRMR x x x x x x x x x x x x x UI - Unumbered Information (NSI - Nonsequenced Information): Cho phép dữ liệu người sử dụng được phát theo kiểu không tuần tự SIM - Set Initialization Mode: Dùng để khởi tạo một cuộc liên lạc giữa trạm sơ và thứ cấp. Lệnh này sẽ reset số đếm Ns và Nr và trạm sơ cấp chờ trạm thứ cấp trả lời với lệnh UA. RIM - Request Initialization Mode (RQI - Request Initialization): Trạm thứ cấp yêu cầu trạm sơ cấp phát lệnh SIM SNRM - Set Normal Response Mode: Đặt trạm thứ cấp vào chế độ chỉ trả lời. Trong chế độ này trạm thứ cấp có thể trả lời với các loại khung I, U và S. Trạm thứ cấp không thể tự đặt mình vào một trong hai chế độ NRM và DISC DM - Disconnect Mode (ROL - Request On-Line): Được phát bởi trạm thứ cấp để báo cho trạm sơ cấp biết nó đang ở chế độ bình thường không kết nối. Thường khi được báo thì trạm sơ cấp sẽ đặt chế độ trả lời bình thường cho nó (SNRM). RD - Request Disconnect (RQD - Request Disconnect): Dùng ở trạm thứ cấp để yêu cầu không kết nối. DISC - Disconnect: Phát bởi trạm sơ cấp để đưa trạm thứ cấp vào chế độ bình thường không kết nối. Ở chế độ này trạm thứ cấp nhận tin nhưng không tác động được vào bản tin. UA - Unumbered Acknowledgement (NSA - Nonsequenced Ack.): Phục vụ như một tín hiệu ACK (trạm thứ cấp báo nhận) đối với khung SNRM, DISC hoặc SIM. FRMR - Frame Reject (CMDR - Command Reject): được dùng bởi trạm thứ cấp để từ chối một khung sai FCS. Để phát lệnh FRMR, trạm thứ cấp phải ở chế độ trả lời bình thường (NRM). Lệnh này báo cho trạm sơ cấp biết khung thông tin trạm thứ cấp nhận được có một trong các lỗi: - Trường điều khiển không có nghĩa. - Trường thông tin quá dài (dài hơn bộ đệm của máy thu). - Số Nr phát từ trạm sơ cấp không có giá trị (không tương thích với số Ns của trạm thứ cấp). Trạm thứ cấp sau khi phát lệnh này chỉ trở về chế độ bình thường khi nhận được một trong các lệnh đặt chế độ như DISC, SIM hoặc SNRM từ trạm sơ cấp. Ta nói các lệnh này reset lệnh FRMR. Khi gửi khung FRMR, trạm thứ cấp phải dùng dạng văn bản cố định, trong đó có chỉ rõ lý do sai: Flag Address field FRMR control field control field of rejected frame [ Ns Nr] 0 xxx 0 xxx [ ] wxyz 0000 FCS Flag - Nr và Ns là số thứ tự hiện hành của trạm thứ cấp. Lý do sai xác định bởi các bit wxyz (các số 0 thêm vào sau các bit wxyz cho đủ 8 bit) - w=1 nếu trạm thứ cấp nhận được lệnh không có giá trị hay không thể thi hành được. - x=1 khung thông tin không đúng. - y=1 đệm thu bị tràn. - z=1 nếu số Nr không khớp với số Ns. __________________________________________________________________________ Nguyễn Trung Lập Truyền dữ liệu [...]... __________________________________________________________________________ Nguyễn Trung Lập Truyền dữ liệu _____________________________________________Chương 6 Truyền nối tiếp đồng bộ VI - 1 0 CHƯƠNG 6 TRUYỀN NỐI TIẾP ĐỒNG BỘ  GIAO TIẾP GIỮA DTE VÀ DCE ĐỒNG BỘ  CÁC GIAO THỨC ĐỒNG BỘ  Giao thức đồng bộ nhị phân  Giao thức hướng bit  VÀI IC LSI DÙNG TRONG TRUYỀN ĐỒNG BỘ  USART 8251A của Intel  SSDA 6852 của Motorola ... sự đồng bộ giữa máy thu và phát trong một hệ thống thông tin hai chế độ truyền bất đồng bộ và đồng bộ có những điểm khác biệt : - Chế độ truyền bất đồng bộ: để phát bản tin người ta phát đi từng ký tự một và sự đồng bộ được thực hiện cho từng ký tự này bởi các bit Start và Stop thêm vào trước và sau mỗi ký t ự . Xung đồng hồ được tạo ra một cách riêng rẽ ở máy thu và máy phát. Như vậy, sự đồng bộ. .. giao thức đồng bộ, khảo sát vài IC LSI thực hiện việc phát nối tiếp đồng bộ thông dụng và cuối cùng sơ lược qua các phương pháp kiểm tra hệ thống thông tin. 6.1 GIAO TIẾP GIỮA DTE VÀ DCE ĐỒNG BỘ Trong chế độ truyền đồng bộ, máy thu phục hồi xung đồng hồ từ dòng dữ liệu nhận được. Chuẩn giao tiếp RS-232 và RS-449 có các đường dành cho xung đồng hồ liên lạc giữa các cặp thiết bị đầu cuối (DTE) và... này trong chế độ đồng bộ là rất thấp, khoảng vài %. Như vậy, chế độ truyền bất đồng bộ chỉ thuận lợi khi phát những bản tin ngắn và với vận tốc thấp (<1200 bps). Và chế độ truyền đồng bộ tỏ ra ưu việt hơn khi phát những bản tin dài với vận tốc cao hơn (>1200 bps). Dùng vớ i các Modem âm tần, phát đồng bộ có thể đạt vận tốc 9600 bps. Chương này đề cập đến các giao thức đồng bộ, khảo sát vài... thu trong tình trạng đồng bộ hóa, chân SYNDET lên cao để báo cho µP biết. - Khi sự đồng bộ được thưc hiện từ bên ngoài, xung đồng hồ dời bit của máy thu được cấp vào chân RxC . Xung này thường được cấp từ modem và phải đồng bộ với dòng dữ liệu thu được. Ở chế độ đồng bộ, 8251A làm việc với một tần số cố định của xung đồng hồ (chứ không được chia như ở chế độ bất đồng bộ) . Tần số xung này phải... số tính chất của IC trong chế độ đồng bộ. Vận hành ở chế độ đồng bộ 8251A có vận tốc truyền lên tới 64 kbps. Chi tiết các thanh ghi điều khiển, lệnh và trạng thái cho ở bảng 6.3 và 6.4 Để IC hoạt động ở chế độ đồng bộ bit D 0 và D 1 trong thanh ghi điều khiển = 00, các bit D 2 , D 3 , D 4 , D 5 như trong phần bất đồng bộ, bit D 6 cho phép chọn thực hiện đồng bộ từ bên trong hay bên ngoài... hiện đồng bô. (H 6.1a) Thiết bị đầu cuối (DTE) ở mỗi trạm thu phát điều khiển sự đồng bộ (xung đồng hồ từ DTE đến DCE theo đường TT) (H 6.1b) Modem (DCE) ở mỗi trạm thu phát điều khiển sự đồng bộ (xung đồng hồ từ DCE đến DTE theo đường ST) (H 6.1c) Thiết bị đầu cuối ở trạm A điề u khiển sự đồng bộ theo cả hai chiều (xung đồng hồ từ DTE A đến DCE A theo đường TT, ở trạm B hai đường TT (ST) và RT nối. .. với cạnh lên của xung đồng hồ thu RxC - 8251A giao tiếp với modem (H 6.9) là một mẫu giao tiếp giữa 8251A và modem, chuẩn giao tiếp RS-449 được sử dụng. Xung đồng hồ thu phát được cấp từ modem (H 6.9) 6.3.2 SSDA 6852 của Motorola 6852 của Motorola là IC điều hợp đồng bộ nối tiếp (Synchronous Serial Data Adaptor, SSDA) loại NMOS 24 chân được chế tạo để giao tiếp với họ vi xử lý 6800... __________________________________________________________________________ Nguyễn Trung Lập Truyền dữ liệu _____________________________________________Chương 6 Truyền nối tiếp đồng bộ VI - 17 - Chân SYN/BREAK của IC trong chế độ đồng bộ có thể là ngã ra hoặc ngã vào và tùy thuộc vào từ điều khiển trong chương trình. Khi thực hiện chế độ đồng bộ bên trong thì chân này là ngã ra, ở mức thấp khi được reset và lên... chính xác khi tần số xung đồng hồ ở máy thu hoàn toàn đúng với tần số xung đồng hồ ở máy phát, nếu không tin tức nhận được sẽ có lỗi. - Chế độ truyền đồng bộ: để phát một bản tin người ta xem nó là một khối và phát đi một lần cả kh ối đó, sự đồng bộ được thực hiện bằng cách cho máy phát phát kèm theo tín hiệu dữ liệu các xung đồng hồ mà máy thu khi dò ra sẽ dùng để đồng bộ tín hiệu ở máy thu. Thực . Truyền nối tiếp đồng bộ VI - 1 0 CHƯƠNG 6 TRUYỀN NỐI TIẾP ĐỒNG BỘ  GIAO TIẾP GIỮA DTE VÀ DCE ĐỒNG BỘ  CÁC GIAO THỨC ĐỒNG BỘ  Giao thức đồng bộ. đồng bộ giữa máy thu và phát trong một hệ thống thông tin hai chế độ truyền bất đồng bộ và đồng bộ có những điểm khác biệt : - Chế độ truyền bất đồng