Kommunikation

1. Kommunikation William Sandqvist william@kth.se

2. Parallell och Serie -kommunikation Seriekommunikation behöver få ledningar, men går därför långsammare än parallell kommunikation. William Sandqvist william@kth.se

3. Parallellt S Burd, Systems Architecture ISBN 0-619-21692-1 Figure 8-21 William Sandqvist william@kth.se

4. Parallell kommunikation Handskakning. Två styrsignaler DAV (DataAVailable, data tillgängligt) och DAK (Data AcKnowledge, data bekräftelse) ser till att mottagaren hinner med. • A presenterar en byte för B. • När data är stabilt signalerar A detta till B med DAV = 1. • B upptäcker detta och mottager byten. • Med DAK = 1 kvitterar B till A att data mottagits. • A kan nu ta bort byten och sätta DAK = 0. • I sista steget upptäcker B att DAV = 0 och svarar i sin tur med att sätta DAK = 0. William Sandqvist william@kth.se

5. Seriellt Skiftregister ombesörjer översättningen parallell – seriell – parallell S Burd, Systems Architecture ISBN 0-619-21692-1 Figure 8-22 William Sandqvist william@kth.se

6. Seriekommunikation Ibland kan det vara tillräckligt att kunna överföra data i en riktning. Detta brukar kallas för simplex. I de flesta fall är emellertid en två-vägs kommunikation nödvändig, tex. för att sändaren av meddelandet åtminstone ska kunna få en bekräftelse på att mottagningen gått bra (eller, om den misslyckats, få en begäran om omsändning). Detta brukar kallas för duplex. Vid full duplex kan kommunikationen pågå samtidigt i båda riktningarna. Vid halv duplex kan man bara kommunicera i en riktning i taget. S Burd, Systems Architecture ISBN 0-619-21692-1 Figure 8-20 William Sandqvist william@kth.se

7. Asynkron seriekommunikation Vid seriekommunikation är det nödvändigt att sändare och mottagare opererar med samma i förväg överenskommna hastighet. Den hastighet med vilken bitarna överförs kallas för Bitrate [bit/sek]. Vanliga Bitrate´s är multiplar av 75 bit/sek som: 75, 150, 300, 600, 1200, 9600, 19200 och 38400 bit/sek. William Sandqvist william@kth.se

8. Bitar och extrabitar Den asynkrona överföringstekniken innebär att man för varje byte lägger till extra bitar som ska göra det möjligt att skilja ut byten från bitströmmen. Ofta lägger man dessutom till en bit för felindikering. En nackdel med detta arrangemang är att dessa extra bitar sänker den effektiva överföringshastigheten (det vill säga antalet överförda bytes/sek). William Sandqvist william@kth.se

9. Skicka ett tecken … • Dataöverföringens startar med att datalinjen hålls låg "0" under ett tidsintervall som är en bit långt (T = 1/Baudrate). Detta är startbiten. • Under 8 lika långa tidsintervall följer sedan databitarna, ettor eller nollor, med den minst signifikantabiten först och den mest signifikanta biten sist. • Därefter kan följa en paritetsbit, ett hjälpmedel vid detekteringen av överföringsfel. • Överföringen avslutas slutligen av att datalinjen för åtminstone ett bit-tidsintervall är hög. Det är stoppbiten. William Sandqvist william@kth.se

10. Mottaga ett tecken Mottagningen av data sker genom att man först inväntar startbitens negativa flank, för att därefter registrera datalinjen vid tidpunkterna 3T/2, 5T/2, ... 17T/2 relativt startflanken (dessa tider är databitarnas "mittpunkter"). Mottagaren "synkroniseras om" på nytt av varje startflank. Detta medför att relativt stora avvikelser från överens-kommen bauderate kan förekomma, hos både mottagare och sändare, innan dataöverföringen misslyckas! William Sandqvist william@kth.se

11. Paritetsbiten Paritetskontroll. Till den byte som överförs lägger man en extra s.k. paritetsbit som är så vald att det totala antalet ettor är jämnt vid jämn paritet (J), eller udda vid udda paritet (U). Sedan det överenskommits om vilken paritet J/U som ska gälla, kan mottagaren upptäcka om någon av de överförda bitarna "bytt" värde till följd av en störning. (Om störningen drabbat två bitar kan dock felet passera obemärkt).Start och stoppbitarna ingår inte vid beräkningen av paritetsbiten. Paritetsbiten härstammar från automatiseringsteknikens barndom, då data överfördes med stansade hålremsor. De mekaniska stansutrustningarna "hängde sig" ibland, men att två stanspinnar skulle kärva samtidigt var obefintlig. William Sandqvist william@kth.se

12. Paritetsbit, LRC, CRC Paritetsbiten förekommer fortfarande ofta, trots att tekniken inte upptäcker ”dubbelfel”. En annan teknik Block Checking – LRC (longitudinal redundancy checking) går ut på att ett block tecken (tex 8 st Byte) sänds och därefter ytterligare ett, BCC, som innehåller paritetsbitar beräknade på blockets bitpositioner. Cyclic redundancy check - CRC, är en teknik att be-räkna ett ”kontrolltal” ur ett längre block av Bytes. Det ger den säkerhet som krävs till nätverkskommunikation. William Sandqvist william@kth.se

13. Seriell handskakning Det kan finnas tillfällen då mottagaren behöver hejda dataflödet. Det kan tex. gälla en skrivare som normalt hinner skriva tecknen i precis den takt de anländer, men behöver mer tid för att positionera skrivarhuvudet från slutet av en rad till början av nästa, eller för att mata in ett nytt pappersark. Skrivaren behöver då ett buffertminne, och kan med två speciella tecken XON/XOFF (sändning på/ sändning av) meddela sändaren att bufferten håller på att bli full. Detta är ett exempel på när full duplex krävs. William Sandqvist william@kth.se

14. UART - krets för seriekommunikation UART (Universal Asynchronous Reciever/ Transmitter ) är namnet på en specialkrets som tar hand om serie-kommunikationen på bitnivå så att datorn kan levererar/mottaga hela tecken. William Sandqvist william@kth.se

15. Modem S Burd, Systems Architecture ISBN 0-619-21692-1 Figure 8-14 Telenätet kan inte överföra logiknivåer ( = likspänningar ) dessa omformas till tonsignaler med hjälp av Modem( MOdulator DEModulator ). Exempelvis använder asynkrona modem för 1200 Baud tonerna ("0"/"1") 1180/980 Hz för det uppringande, och 1850/1650 för det svarande modemet. (Du har säkert hört denna fyrstämmiga visselsignal någon gång från en Fax eller ett modem). William Sandqvist william@kth.se

16. Modem styrsignaler Förutom de seriella datasignalerna RXD och TXD, förekommer det två nivåer av handskakningssignaler. Signalparet DTR (Data Terminal Ready, UART klar) och DSR (Data Set Ready, modem klar) är den överordnade handskakningsnivån. RTS (Request To Send, sändningsbegäran från UART) och CTS (Clear To Send, datakanal klar från modemet) är en underordnad handskakningsnivå. Det är få tillämpningar, förutom modem, som behöver handskaknings-signaler i två nivåer. Signalparet RTS-CTS används till den parallella handskakningen. Signalparet DTR-DSR brukar anslutas till respektive datautrustnings matningsspänning. Man kan då upptäcka enklare fel som att man "glömt" att slå på matningsspänning eller att man "glömt" att ansluta kabeln. William Sandqvist william@kth.se

17. 0-modem För att ansluta två utrustningar som har modemkontakter till varandra måste man tillverka ett så kallat 0-modem. Det är en kabel där signalparen RXD-TXD, DTR-DSR, och RTS-CTS korsats. (Den ena enheten är ju sändare för den andra och vice versa). Med ett 0-modem får man tillgång till handskakningssignalerna och kan använda dessa till flödeskontroll. Om man inte ansluter handskakningssignalerna kan flödeskontrollen ske med kommunikationssignaler, XON/XOFF, eller så måste utrustningen ha så höga prestanda att man klarar man sig utan flödeskontroll. William Sandqvist william@kth.se

18. Tidsmultiplex eller Frekvensmultiplex William Sandqvist william@kth.se

19. Data över gemensam kanal, TDM Time Division Multiplexing TDM. S Burd, Systems Architecture ISBN 0-619-21692-1 Figure 8-24 William Sandqvist william@kth.se

20. Gemensam kanal, FDM Frequency Division Multiplexing FDM. S Burd, Systems Architecture ISBN 0-619-21692-1 Figure 8-25 William Sandqvist william@kth.se