Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Универсальный синхронный и асинхронный приемопередатчик (USART, программируемый интерфейс связи или PCI) — это тип последовательного интерфейсного устройства, которое может быть запрограммировано для асинхронной или синхронной коммуникации. Подробное описание асинхронных возможностей этих устройств приведено в статье об универсальном асинхронном приемопередатчике (UART).
A universal synchronous and asynchronous receiver transmitter (USART, programmable communications interface or PCI) is a type of a serial interface device that can be programmed to communicate asynchronously or synchronously. See universal asynchronous receiver transmitter (UART) for a discussion of the asynchronous capabilities of these devices.
Цель и история
Синхронные возможности USART были в первую очередь предназначены для поддержки синхронных протоколов, таких как синхронная передача-прием (STR) от IBM, бинарная синхронная связь (BSC), синхронный контроль канала передачи данных (SDLC) и протоколы синхронного уровня канала передачи данных стандарта ISO высокого уровня (HDLC), которые использовались с синхронными модемами голосовой частоты. Эти протоколы были разработаны для максимально эффективного использования полосы пропускания, когда модемы были аналоговыми устройствами. В то время самый быстрый асинхронный модем голосовой частоты мог достигать скорости не более 300 бит/с, используя модуляцию частотной манипуляцией (FSK), в то время как синхронные модемы могли работать на скоростях до 9600 бит/с, используя фазовую манипуляцию (PSK). Синхронная передача использовала чуть более 80% полосы пропускания, по сравнению с более привычной асинхронной передачей, поскольку стартовые и стоповые биты были не нужны. Эти модемы устарели и были заменены модемами, преобразующими асинхронные данные в синхронные формы, однако аналогичные синхронные телекоммуникационные протоколы сохранились во многих блочно-ориентированных технологиях, таких как широко используемый протокол уровня канала передачи данных IEEE 802.2 (Ethernet). USART по-прежнему иногда интегрируются с микроконтроллерами (MCU). USART все еще используются в маршрутизаторах, подключаемых к внешним устройствам CSU/DSU, и часто используют либо проприетарную реализацию HDLC от Cisco, либо стандартный протокол IETF point-to-point (PPP) с кадрированием, подобным HDLC, как определено в RFC1662.
The USART's synchronous capabilities were primarily intended to support synchronous protocols like IBM's synchronous transmit receive (STR), binary synchronous communications (BSC), synchronous data link control (SDLC), and the ISO standard high level data link control (HDLC) synchronous link layer protocols, which were used with synchronous voice frequency modems. These protocols were designed to make the best use of bandwidth when modems were analog devices. In those times, the fastest asynchronous voice band modem could achieve at most speeds of 300bit/s using frequency shift keying (FSK) modulation, while synchronous modems could run at speeds up to 9600bit/s using phase shift keying (PSK). Synchronous transmission used only slightly over 80% of the bandwidth of the now more familiar asynchronous transmission, since start and stop bits were unnecessary. Those modems are obsolete, having been replaced by modems which convert asynchronous data to synchronous forms, but similar synchronous telecommunications protocols survive in numerous block oriented technologies such as the widely used IEEE 802.2 (Ethernet) link level protocol. USARTs are still sometimes integrated with MCUs. USARTs are still used in routers that connect to external CSU/DSU devices, and they often use either Cisco's proprietary HDLC implementation or the IETF standard point to point protocol (PPP) in HDLC like framing as defined in RFC1662.
Операция
Работа USART тесно связана с различными протоколами; подробности приведены на соответствующих страницах. В данном разделе приводятся лишь несколько общих замечаний. В синхронном режиме USART передает данные в виде кадров. При синхронной работе символы должны поступать вовремя, пока кадр не будет завершен; если управляющий процессор этого не обеспечивает, возникает "ошибка недополнения", и передача кадра прерывается. USART, работающие в качестве синхронных устройств, используют либо символьно-ориентированный, либо битово-ориентированный режим. В символьных режимах (STR и BSC) устройство определяло границы кадра на основе определенных символов; в битовых режимах (HDLC и SDLC) более ранние устройства полагались на сигналы физического уровня, а более поздние – на распознавание битовых последовательностей самим физическим уровнем. Синхронная линия никогда не молчит; когда модем передает данные, поток данных непрерывен. Когда физический уровень указывает на активность модема, USART отправляет непрерывный поток заполнения, состоящий либо из символов, либо из битов, в зависимости от устройства и протокола.
The operation of a USART is intimately related to the various protocols; refer to those pages for details. This section only provides a few general notes. USARTs in synchronous mode transmits data in frames. In synchronous operation, characters must be provided on time until a frame is complete; if the controlling processor does not do so, this is an "underrun error," and transmission of the frame is aborted. USARTs operating as synchronous devices used either character oriented or bit oriented mode. In character (STR and BSC) modes, the device relied on particular characters to define frame boundaries; in bit (HDLC and SDLC) modes earlier devices relied on physical layer signals, while later devices took over the physical layer recognition of bit patterns. A synchronous line is never silent; when the modem is transmitting, data is flowing. When the physical layer indicates that the modem is active, a USART will send a steady stream of padding, either characters or bits as appropriate to the device and protocol.