Mikä on sarjaviestintä?

Sarjaliikenne on tiedonsiirtomenetelmä, joka lähettää tietoja bitti kerrallaan laitteesta toiseen. Vuosien mittaan on kehitetty monia erilaisia ​​sarjastandardeja sekä hitaille että nopeille laitteen kaistanleveyksille. Tietoja voidaan yleensä vaihtaa paljon suuremmilla etäisyyksillä sarjaliikenteen sijaan. Sarjaliikennettä käytetään yleensä tulostimien, päätelaitteiden ja kameroiden liittämiseen tietokoneisiin. Sitä käytetään myös liitäntään ulkoisiin kiintolevyihin, digitaalisiin videolevyihin (DVD) ja flash -muistilaitteisiin.

Koska sarjaliikenteessä lähetetään vain yksi bitti kerrallaan, tarvitaan vähemmän johtoja rinnakkaisliitäntään verrattuna. Hyvin vähäinen yhteys voi sisältää vain yhden johdon datalle ja toisen maadoitukselle. Käytännössä monet sarjaliitännät sisältävät myös useita kättelysignaaleja sekä tietolinjan kumpaankin suuntaan. Yleinen sarjaväylä (USB), jota käytetään yleisesti tietokoneiden ja oheislaitteiden liittämiseen, käyttää vain neljää tai viittä signaalia, joista kaksi on virtalähdettä. Suositellut vakio (RS) 232 -sarjaliitännät voivat käyttää enintään 20 signaalia toteutuksesta riippuen.

Vähemmän signaaleja sallii yleensä sarjaliikenneyhteyden kellotuksen nopeammin ja luotettavammin pitkiä matkoja. Rinnakkaisviestintä voi aiheuttaa vääristymiä tai häiriöitä tietobittien välillä, kun ne kulkevat yhdessä pitkiä linkkejä pitkin. RS 232-sarjaliitäntöjä 1,000 metriä tai enemmän voidaan yleensä käyttää yli 300 115,200 bittiä sekunnissa. Sitä vastoin USB 2.0 -linkkejä käytetään usein suuren kaistanleveyden tallennuslaitteiden liittämiseen tietokonejärjestelmiin. Ne voivat yleensä vaihtaa tietoja jopa 480 megabittiä sekunnissa, mutta kaapelit ovat enintään 16 metrin päässä keskittimien välillä.

Kun tietoja siirretään sarjayhteyden kautta, vastaanottimella on oltava tapa kertoa, milloin jokainen tavu päättyy ja seuraava alkaa. Asynkronisessa sarjaliikenteessä lähettäjä lisää “aloitusbitin” ennen kunkin tavun bittien lähettämistä. Aloitusbitti synkronoi myös sisäisen kellon auttaakseen hajottamaan loput vastaanotetusta kehyksestä yksittäisiksi bitteiksi. Tämä on yleisimmin käytetty RS 232 -tahdistusmenetelmä. Synkronisessa sarjaliikenteessä erillistä kellosignaalia käytetään osoittamaan, milloin jokainen bitti ja tavu on valmis.

Ennen kuin RS 232 -datanvaihto alkaa, molempien osapuolten laitteet on asetettava käyttämään samaa määrää data- ja pysäytysbittejä sekä samaa pariteettityyppiä. Kahdeksan databittiä, yksi pysäytysbitti ja ei pariteettia on yleinen kokoonpano, yleisesti ilmaistuna 8N1. Jos käytetään merkki- tai välilyöntiasemaa, lähettäjä asettaa pariteettibitin vastaavasti joko yhdeksi tai nollaksi. Jos käytetään parillista tai paritonta pariteettia, pariteettibitti asetetaan arvoon, joka tekee yhden bitin kokonaismäärästä parillisen tai parittoman. Vastaanotin tarkistaa vastaanotetun pariteettibitin arvon, jos sellainen on, ja ilmoittaa virheestä, jos se ei vastaa odotettua arvoa.

Pariteettitarkastuksen lisäksi tiedonsiirtovirheitä vastaan ​​voidaan käyttää yhtä tai useampaa ohjelmiston sarjaliikenneprotokollaa. Esimerkiksi XMODEM- tai ZMODEM -protokollaa käytetään usein tiedostojen siirtoon tietokoneiden välillä RS 232 -sarjayhteyden kautta. Nämä protokollat ​​suunniteltiin alun perin käytettäväksi puhelinverkkoyhteyden modeemin kanssa linkin kummassakin päässä, mutta toimivat myös ilman niitä. Jokainen protokolla sisältää lähetettäville tiedoille lasketun CRC (Cyclic Redundancy Check) -tarkistussumman validoinnin. Jos modeemeja on läsnä, ne suorittavat myös samanlaisia ​​CRC -tarkistuksia laitteistossa koko lähetyksen ajan.