FPGA--數據傳輸方式:(並行通信和串行通信)、(同步和異步)、(單工、半雙工、全雙工)


首先,必須搞清楚他們的分類和從屬關系:

按數據傳輸的順序可以分為串並行通信(傳輸)和串行通信(傳輸);

按數據傳輸的同步方式可分為同步傳輸和異步傳輸,而同步和異步同屬於串行通信,是串行通信的兩種基本形式!!!

按數據傳輸的流向和時間關系可以分為單工、半雙工和全雙工數據傳輸。

1、並行通信(傳輸)和串行通信(傳輸)

並行通信(傳輸):數據的各位(比特)同時由多跟數據線傳送。並行方式傳輸數據速度快,但占用的通信線多,傳輸數據的可靠性隨距離的增加而下降,只是用於近距離的數據傳送。

串行通信(傳輸):在單根數據線上將數據一位(比特)一位(比特)地依次傳送。在遠距離數據通信中,一般采用串行通信方式,它具有占用通信線少、成本低等優點。

 對於這兩個概念,我覺得還是比較容易理解,可以從字面意思就能理解個大概。

2、串行通信的兩種基本形式:同步和異步通信

(1)同步通信

(a)同步通信定義:“同步”有兩重含義①所謂同步通信是指在約定的通信速率下,發送端和接收端的時鍾信號頻率和相位始終保持一致(同步),這就保證了通信雙方在發送和接收數據時具有完全一致的定時關系;②指數據傳送是以數據塊(一組字符)為單位,字符與字符之間、字符內部的位與位之間都同步(時間間隔固定)。

(b)同步串行通信的特點:

①以數據塊為單位傳送信息;

②在一個數據塊(信息幀)內,字符與字符間無間隔;

③接收時鍾與發送時鍾嚴格同步;

④同步通信傳送信息的位數幾乎不受限制,通常一次通信傳的數據有幾十到幾千個字節,通信效率較高;

⑤它要求在通信中保持精確的同步時鍾,所以其發送器和接收器比較復雜,成本也較高,一般用於傳送速率要求較高的場合;

⑥同步通信要求在傳輸線路上始終保持連續的字符位流,若計算機沒有數據傳輸,則線路上要用專用的“空閑”字符或同步字符填充。

(c)同步串行通信的數據格式如下圖:每個數據塊(信息幀)由3部分組成①2個同步字符作為一個數據塊(信息幀)的起始標志;②n個連續傳送的數據;③2個字節循環冗余校驗碼(CRC)

 

(2)異步通信

(a)異步通信的定義:“異步”也可以有兩重含義①所謂異步通信,是指數據傳送以字符為單位,字符與字符間的傳送是異步的(時間間隔是不固定的),而在一個字符內位與位之間是同步的(時間間隔是固定的);②發送端和接收端的時鍾可以不一致(只要它們在一個字符的傳輸時間范圍內能保持同步即可)。

(b)異步串行通信的特點:

①以字符為單位傳送信息;

②相鄰字符間的間隔是任意的;

③因為一個字符中的比特位數是有限的,所以需要的接收機時鍾和發送時鍾只要相近就可以;

④字符間異步,字符內部各位同步;

⑤接收端的同步時鍾信號並不需要嚴格地與發送方同步,只要它們在一個字符的傳輸時間范圍內能保持同步即可,這意味着對時鍾信號漂移的要求要比同步信號低得多,硬件成本也要低的多,但是異步傳送一個字符,要增加大約20%的附加信息位,所以傳送效率比較低;

⑥異步通信方式簡單可靠,也容易實現,故廣泛地應用於各種微型機系統中。

(c)異步串行通信的數據格式如下圖:每個字符(幀)由4部分組成①1位起始位,規定為低電平0;②5~8位數據位,即要傳送的有效信息;③1位奇偶校驗位;④1~2位停止位,規定高電平1.

 

3、單工、半雙工、全雙工

(1)單工數據傳輸是兩數據站之間只能沿一個指定的方向進行數據傳輸。即一端的DTE(數據終端設備)固定為數據源,另一端的DTE(數據終端設備)固定為數據宿。

(2)半雙工數據傳輸是兩數據站之間可以在兩個方向上進行數據傳輸,但不能同時進行。即每一端的DTE(數據終端設備)既可作數據源,也可作數據宿,但不能同時作為數據源與數據宿。

(3)全雙工數據傳輸是在兩數據站之間,可以在兩個方向上同時進行傳輸。即每一端的DTE均可同時作為數據源與數據宿。

通常四線線路實現全雙工數據傳輸。二線線路實現單工或半雙工數據傳輸。在采用頻率復用、時分復用或回波抵消等技術時,二線線路也可實現全雙工數據傳輸。

 


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