4. Truyền dữ liệu nối tiếp và đồng bộ
4.1. Truyền dữ liệu nối tiếp
Đặt vấn đề
Một trong những kỹ thuật ghép nối được sử dụng rộng rãi là kỹ thuật ghép nối TBN qua cổng nối tiếp
- Qua cổng nối tiếp cĩ thể ghép nối chuột, modem ngồi, máy in, bộ biến
đổi A/D, các thiết bị đo lường, …
- Các cách ghép nối này sử dụng phương pháp truyền thơng tin (dữ liệu) theo kiểu nối tiếp. các bit dữ liệu được truyền nối tiếp nhau trên một đường dây duy nhất. Tại một thời điểm chỉ cĩ một bit dữ liệu được truyền trên đường dây.
- Truyền thơng nối tiếp cĩ ưu điểm là cần ít đường dây, cĩ thể sử dụng một đường để truyền, một đường để nhận. Thơng tin thu nhận là tin cậy, tuy nhiên tốc độ truyền là chậm.
- Chuẩn RS232 được xây dựng thành chuẩn chính thức dành cho truyền thơng nối tiếp, do hiệp hội các nhà cơng nghiệp điện tử EIA (Electronic Industries Association) năm 1962. Chuẩn này cho phép truyền với tốc độ cực đại 19.600 bit/s với khoảng cách nhỏ hơn 20 m
- Sau đĩ ra đời một số chuẩn như RS422, RS449, RS485 cĩ tốc độ truyền
và khoảng cách cho phép xa hơn. Vd: RS422: Tốc độ truyền 10Mbit/s, khoảng cách >1000m
Yêu cầu trao đổi tin nối tiếp
Khi khoảng cách giữa hai thiết bị trao đổi tin là rất lớn, việc sử dụng phương pháp truyền tin song song sẽ địi hỏi chi phí tốn kém về đường dây đồng thời cũng khĩ khăn trong việc chống nhiễu trên đường truyền. Do đĩ với việc truyền tin ở khoảng cách xa và yêu cầu về tốc độ khơng lớn thì phương pháp truyền tin nối tiếp được sử dụng. Truyền thơng nối tiếp cần thêm cơng đoạn gia cơng tín hiệu để chuyển tín hiệu song song thành tín hiệu nối tiếp để gửi đi, sau đĩ phải chuyển từ tín hiệu nối tiếp thành song song ở nơi nhận. Việc gia cơng tín hiệu này cũng tốn một khoản chi phí nhưng cũng giảm hơn nhiều so với truyền thơng song song.
Các thiết bị đầu cuối trong liên kết nối tiếp cĩ thể là các loại thiết bị khác nhau nhưng chúng phải thống nhất với nhau về các quy tắc về giao thức cũng như định dạng dữ liệu. Sự thống nhất này đảm bảo dữ liệu được gửi tới bên nhận và bên nhận cĩ thể hiểu được dữ liệu đĩ. Phần này sẽ trình bày về định dạng dữ liệu và giao thức truyền dữ liệu sử dụng trong truyền thơng nối tiếp, và sẽ chú trọng hơn tới phương pháp truyền thơng khơng đồng bộ do được dùng trong chuẩn RS232 của cổng nối tiếp COM
Trong truyền tin nối tiếp, tại một thời điểm chỉ cĩ một bit dữ liệu được truyền đi và các bit dữ liệu được truyền tuần tự nhau. Một liên kết giữa hai bên cĩ thể sử dụng hai đường dữ liệu để truyền theo hai hướng riêng biệt hoặc cĩ thể sử dụng chung một đường dữ liệu để truyền theo cả hai hướng vào các thời điểm khác nhau. Việc truyền thơng sửe dụng chung một đường tín hiệu cho cả hai hướng gọi là truyền bán song cơng (Half-duplex) cịn trường hợp sử dụng hai đường tín hiệu riêng cho hai hướng cho phép truyền đồng thời cả hai hướng thì được gọi là truyền song cơng đầy đủ (Full-duplex). Trong máy tính PC, liên kết nối tiếp sử dụng dạng Full-duplex.
Cĩ một tín hiệu phải cĩ trong truyền tin nối tiếp đĩ là tín hiệu xung đồng hồ (clock). Tín hiệu này giúp điều khiển dịng dữ liệu. Bên gửi và bên nhận sử dụng tín hiệu này để quyết định khi nào gửi và nhận mỗi bit. Cĩ hai phương pháp truyền thơng nối tiếp là truyền thơng đồng bộ (Synchronous) và truyền thơng khơng đồng bộ (Asynchronous). Với mỗi loại thì cách sử dụng tín hiệu clock là khác nhau.