Цифровые сообщения могут передаваться в последовательной и параллельно-последовательной (параллельной) форме.
При последовательной форме передача данных осуществляется всего по одному каналу, хотя общее число каналов может быть и больше. В этом случае по дополнительным каналам передаются сигналы синхронизации и управления. Примеры передачи данных по последовательному каналу при использовании различных кодов для двоичных последовательностей приведены на рис. 6.1.
Рис. 6.1. Временные диаграммы передачи данных по последовательному каналу
Временная диаграмма передачи данных по последовательному каналу с использованием амплитудной манипуляции приведена на рис. 6.2.
Рис. 6.2. Временная диаграмма передачи данных по последовательному каналу с использованием амплитудной манипуляции
Временная диаграмма передачи данных по последовательному каналу с использованием частотной манипуляции приведена на рис. 6.3.
Рис. 6.3. Временная диаграмма передачи данных по последовательному каналу с использованием частотной манипуляции
При параллельной форме передача выполняется последовательно квантами, содержащими m бит. Каждый квант передаётся одновременно по m каналам; величина m называется шириной интерфейса и обычно соответствует или кратна байту. Наиболее распространены параллельные интерфейсы, в которых = 8 или m = 16. [Для внутренних интерфейсов ширина интерфейса может быть значительно больше].
Разброс параметров среды интерфейса, т.е. его каналов и приёмо-передающей аппаратуры., вызывает неодинаковые искажения фронтов и задержки сигналов, передаваемых по разным линиям Л1 – Лm. Это означает, что одновременно выданные передатчиком ПРД сигналы на каналах Л1 – Лm воспринимаются приёмником ПРМ не одновременно, а в интервале (t1, t2)(см. рис. 6.4). Такое явление называется перекосом информации. В интервале (t1, t2) приёмник может воспринять любую кодовую комбинацию {xi}, где i = (1, m), отличную от комбинации {bi}, передаваемой устройством ПРД. Для исключения возможности приёма неправильной кодовой комбинации в параллельных интерфейсах вводят дополнительный канал стробирования. Сигнал строба STR, передаваемый по нему, должен поступить в приёмник ПРМ в момент tSTR, соответствующий завершению установления на выходах ПРМ состояния {bi}, т.е. в момент, когда выполняется условие tSTR > t2. При этом необходимо передать сигнал STR с задержкой относительно момента выдачи информационных сигналов на каналах Л1 – Лm:
TSTR > 2max(∆tij) = 2max |ti – tj|,
где ti, tj – самый ранний и самый поздний моменты поступления сигналов в приёмник по каналам i и j, соответственно при одновременной их выдаче передатчиком; ∆tij – возможный разброс моментов поступления сигналов по каналам Л1 – Лm, а TSTR – по каналу строба.
Более удобно пользоваться условной формой временной диаграммы, на которой параллельная передача сигналов по каналам обозначена одной широкой полосой, перекрещивающаяся часть которой соответствует интервалу перекоса (t1, t2), строб показывается в виде сигнала идеальной формы в момент завершения интервала перекоса.
Рис. 6.4
Важнейшими тенденциями современного рынка компьютерной электроники можно назвать, пожалуй, две: замену всех параллельных шин на последовательные шины и переход на беспроводные соединения. Под натиском практичных последовательных интерфейсов USB/FireWire с рынка практически исчез параллельный интерфейс LPT, эффективные последовательные интерфейсы Serial ATA (SATA) и Serial Attached SCSI (SAS) вытеснили параллельные интерфейсы ATA и SCSI. Параллельная шина PCI вытеснена последовательной шиной PCI-Express.
Существует три режима передачи данных по какому-либо каналу, определяющие направление передачи сигнала: симплекс, полудуплекс и дуплекс, причем последний чаще всего называют Full Duplex.
В симплексном режиме данные передаются по каналу только в одном направлении.
В полудуплексном режиме в течение одного промежутка времени данные передаются в одном направлении, а в течение другого - в обратном.
В дуплексном режиме данные передаются одновременно в обоих направлениях.
