SIS

TE

ME

DE

AC

HIZ

IIE

DA

TE

Interfee pentru comunicaie

Curs 12

SIS

TE

ME

DE

AC

HIZ

IIE

DA

TE

Interfee pentru comunicaia serial Curs 12

Comunicaia serial reprezint modalitatea de transmitere sub form numeric a informaiei n care biii ce formeaz datele sunt transmii succesiv, pe o singur cale de comunicaie.

Un grup de bii reprezint codul unui caracter ASCII. Majoritatea echipamentelor de comunicaie serial utilizeaz grupuri de 7 sau 8 bii.

Un factor importat de apreciere a performanelor unei comunicaii seriale l reprezint viteza cu care este transmis informaia, altfel spus, cantitatea de informaie transmis n unitatea de timp. Mrimea reprezint nr. de bii pe care un echipament l transmite sau recepioneaz ntr-o secund (BPS bits per second).

Baud reprezint frecvena cu care o cale de comunicaie i poate schimba starea logic. n funcie de modul n care se realizeaz distincia dintre dou grupuri succesive de bii (reprezentnd fiecare cte un caracter ASCII), comunicaiile seriale pot fi: sincrone; asincrone.

SIS

TE

ME

DE

AC

HIZ

IIE

DA

TE

Comunicaiile seriale asincrone

Curs 12

n comunicaiile seriale asincrone, nceputul i sfritul fiecrui grup de bii transmis ntre dou echipamente sunt semnalizate prin transmitere unui bit de start, respectiv a unui bit de stop.

Cei doi bii suplimentari fac ca viteza de transmitere a informaiei utile s scad, dar aceast modalitate de comunicaie degreveaz ntr-o oarecare msur microprocesoarele echipamentelor.

Deoarece o cale de comunicaie asincron pe care la un moment dat nu se transmit date are prin convenie starea 1 logic, bitul de start este transmis prin trecerea cii de comunicaie respective n starea 0 logic.

Bitul de stop este transmis prin trecerea ci de comunicaie n starea 1 logic. Pentru a deosebii un eventual bit anterior de aceeai valoare logic, bitul de stop are o durat mai mare dect cea a biilor din datele utile.

SIS

TE

ME

DE

AC

HIZ

IIE

DA

TE

Comunicaiile seriale asincrone

Curs 12

Pentru detectarea eventualelor erori aprute n transmiterea datelor, pe lng utilizarea bitului de start i a bitului de stop, se mai utilizeaz bitul de paritate.

Bitul de paritate se utilizeaz pentru a verifica paritatea sau imparitatea numrului de 1 logic dintr-un grup de bii.

n cazul verificrii paritii, bitul de paritate va avea valoare 0 logic dac numrul de stri 1 logic din grupul de bii este par.

n cazul verificrii imparitii, bitul de paritate va avea valoare 0 logic dac numrul de stri 1 logic din grupul de bii este impar.

Bitul de paritate este transmis imediat dup grupul de bii ce conine informaia util.

SIS

TE

ME

DE

AC

HIZ

IIE

DA

TE

Comunicaiile seriale sincrone

Curs 12

n comunicaiile seriale sincrone, cele dou echipamente care comunic se sincronizeaz iniial, apoi transmit continuu semnale care permit meninerea sincronizrii.

Semnalele de sincronizare sunt transmise pe ci de comunicaie distincte de cele pe care circul informaia propriu-zis.

Comunicaia sincron permite o vitez crescut de transmitere a informaiei utile, datorit lipsei biilor suplimentari de start, respectiv de stop.

Tipuri de standarde utilizate pentru comunicaiile seriale sincrone: SDLC, HDLC, Frame Relay, X25.

SIS

TE

ME

DE

AC

HIZ

IIE

DA

TE

Comunicai seriale

Curs 12

Pe lng cile de comunicaie utilizate pentru transmiterea informaie utile i cele dedicate eventualelor semnale de sincronizare, conectarea pentru comunicaii seriale mai necesit prezena unor ci de comunicaie pentru transmiterea informaiilor legate de starea echipamentelor, precum i prezena unor legturi pentru interconectarea legturilor la mas a echipamentelor respective.

Ansamblul fizic aparinnd unui echipament prin care acesta se conecteaz pentru a participa la o comunicaie serial poart denumirea de port serial.

Unele calculatoare sunt dotate cu dou porturi seriale pentru comunicaia asincron: COM1 folosit pentru conectarea mouse-ului i COM2.

Specificaii pentru direcia semnalelor n cazul a dou echipamente care utilizeaz comunicaia serial:

DTE (Data Terminal Equipment) pt echipamentul care conine interfaa

DCE (Data Commmunications Equipments pt echipamentul care comunic cu interfaa.

SIS

TE

ME

DE

AC

HIZ

IIE

DA

TE

Standarde de comunicaie serial

Curs 12

Toate specificaiile referitoare la modul de desfurare a unei comunicaii seriale sunt cuprinse n standarde (protocoale).

Standarde pentru comunicaii seriale:

RS 232C (Recomanded Standard number 232, revision C) a fost elaborat de Electronic Industries Association (EIA);

EIA 232D prin modificarea n 1987 a RS 232C;

EIA/TIA 232E prin modificarea n 1991 a RS 232C;

RS 422

SIS

TE

ME

DE

AC

HIZ

IIE

DA

TE

Standardul de comunicaie serial RS 232

Curs 12

n standardul RS 232 recomand utilizarea unui conector de tip D cu 25 pini, definindu-se specificaia doar pentru 22 dintre acetia. Majoritatea calculatoarelor utilizeaz un sub-set al standardului, avnd conectori de tipul D nu numai 9 pini.

Specificaia valorilor logice 0 i 1 de pe un anumit pin este reprezentat prin diferena de potenial dintre pinul respectiv i pinul de referin 5. Astfel, dac tensiunea este superioar valorii de 3V, se consider c pinul este n starea logic 0, iar dac tensiunea este inferioar valorii de -3V, se consider c pinul este n starea logic 1. Intervalul (-3V, 3V) este dedicat absorbirii interferenelor electrice care pot aprea n linia de comunicaie.

Standardul RS 232C impune o lungime maxim a cablurilor de legtur de 15 metri i o vitez de transmisie de 20 000 BPS, dar pentru cabluri de bun calitate i bine ecranate se poate ajunge pn la o lungime a cablurilor de 3Km i o frecven maxim de transmisie de 19200 bauds.

SIS

TE

ME

DE

AC

HIZ

IIE

DA

TE

Standardele de comunicaie serial RS 422 i RS 423

Curs 12

Standardele RS 422 i RS 423 sunt versiuni mai recente ale standardul RS 232C . Acestea ofer viteze mai mari de transmitere a datelor i o imunitate mai bun la interferenele electrice. RS 422 accept conectri multipunct pe cnd RS 423 accept conectri doar ntre dou echipamente.

Pentru transmiterea fiecrui semnal sunt folosite dou ci de comunicaie. Valoarea tensiuni electrice nu mai este determinat n raport cu potenialul pinului de referin, ci prin diferena de potenial dintre cele dou ci de comunicaie, fiind astfel neafectat de diferena de potenial dintre legturile la masa ale emitorului i receptorului. n aceast situaie se consider ca semnalul este n starea 0 logic dac diferena de potenial este sub -0,2V i n starea 1 logic daca este peste 2V.

Dac cele dou ci de comunicaie corespunztoare unui semnal sunt suficient de apropiate, ele vor fi afectate aproape identic de orice

perturbaie electromagnetic din mediul exterior, reducnd astfel influena acestora asupra calitii transmisiei. Eliminarea influenei perturbailor este complet atunci cnd cele dou ci de comunicaie sunt rsucite, una n jurul celeilalte.

SIS

TE

ME

DE

AC

HIZ

IIE

DA

TE

Tipuri de comunicaii

Curs 12

Tipuri de comunicaii Ethernet permit viteze de transmitere a datelor de peste 10 MBPS la distane de ordinul kilometrilor. Principalele standarde utilizate pentru acest tip de comunicaie sunt RS449 (37 de pini), RS 530 (25 de pini), i X21 (15 pini).

La viteze i distane mari principala surs de distorsionare a semnalului o constituie reflectarea acestuia la captul cii de comunicaie. Eliminarea acestui inconvenient se realizeaz prin montarea unei rezistene electrice de 50 sau 70 ohmi, n funcie de tipul cablurilor utilizate. Aceste rezistene fac ca, din punct de vedere electric, cablurile s se comporte ca avnd lungime infinit, ceea ce elimin posibilitatea reflectrii semnalului.

Standardul RS-485 este similar cu RS 422 i se folosete pentru comunicaiile seriale multipunct. Accept mai multe noduri pe o cale de comunicaie (pn la 32 de emitoare i 32 de receptoare). Sunt utilizate cu precdere n sistemele de achiziie de date. Viteza maxim de transmisie a datelor poate atinge 10 MBPS, iar lungimea cablului de

transmisie poate fi de ordinul Km.

SIS

TE

ME

DE

AC

HIZ

IIE

DA

TE

Tipuri de interfee de comunicaie serial

Curs 12

Primul criteriu care st la baza alegerii tipului de interfa pentru comunicaiile seriale ce urmeaz a fi utilizate ntr-un sistem de msurare este reprezentat de tipul magistralei de date utilizate de ctre calculatorul n care interfaa urmeaz a fi introdus: ISA, EISA, PCI, PCMCIA, PXI.

n funcie de protocolul de comunicaie serial utilizat de aparatele analogice ce vor face parte din sistemul de msurare i n funcie de performanele pe care sistemul de msurare n ansamblu le va necesita n funcionare, se alege unt tip de interfa care s utilizeze unul din cele dou protocoale cel mai des ntlnite: RS 232 sau RS 485.

n funcie de condiiile n care sistemul de msurare urmeaz s funcioneze se poate opta sau nu pentru o interfa prevzut cu un sistem de protecie prin izolaie optic.

SIS

TE

ME

DE

AC

HIZ

IIE

DA

TE

Tipuri de interfee de comunicaie serial

Curs 12

Codul unei interfee pentru comunicaii seriale este format din:

codul magistralei de date: ISA, EISA, PCI, PCMCIA, PXI;

simbolul - ;

un numr, care n cazul magistralelor AT, PCI sau PCMCIA, reprezint codul protocolului de comunicaie (232 sau 485), iar n cazul magistralei PXI este format din nr. 842 la care se adaug:

- cifra 0 pentru protocolul RS 232, fr izolaie

- cifra 1 pentru protocolul RS 485, fr izolaie

-cifra 2 pentru protocolul RS 232, cu izolaie

-cifra 3 pentru protocolul RS 485, cu izolaie

litera l pentru utilizarea izolaiei n cazul magistralelor AT sau PCI;

simbolul /;

o cifr reprezentnd numrul de porturi puse la dispoziie de ctre interfa

Exemple: PXI-8420/8

SIS

TE

ME

DE

AC

HIZ

IIE

DA

TE

Tipuri de interfee de comunicaie paralel

Curs 12

Proiectat i realizat de ctre firma Hewlett-Packard, ca o alternativ la comunicaia serial, magistrala IEEE-488, a ctigat rapid popularitate, fiind ulterior denumit GPIB (General Purpose Instrumentation Board).

La o magistral de date IEEE-488 pot fi conectate emitoare, receptoare sau controlere. La aceeai magistral de date pot fi conectate maximum 15 instrumente. Configuraia minim trebuie s conin minim un emitor, un receptor i un controller.

Pot fi conectate mai multe controllere la acelai magistral de date, dar numai unul dintre ele poate fi activ la un moment dat.

n momentul n care reeaua de instrumente conectate la o magistral IEEE-488 este pus sub tensiune, interfaa care a fost configurat hardware s ndeplineasc rolul de controller de sistem capt automat calitate de controller activ. Emitoarele i receptoarele pot trimite sau primi date prin intermediul magistralei dar atunci cnd acest lucru le este speificat de ctre controlerul activ.

SIS

TE

ME

DE

AC

HIZ

IIE

DA

TE

Tipuri de interfee de comunicaie paralel

Curs 12

Magistrala IEEE-488 este format din 16 linii pentru transmiterea semnalelor i 8 linii pentru conectare la mas. Cele 16 linii pentru semnale sunt mprite n trei grupuri: 8 linii de date, 3 linii de sincronizare i 5 linii pentru managementul interfeei.Prin intermediul liniilor de date, notate DIO1 .... DIO8, sunt transmise datele propriu-zise. Linia DIO1 conine bitul cel mai puin semnificativ.

Liniile de sincronizare, notate NRFD (Not Ready For Data), NDAC (Not Data

Accepted), i DAV (Data Valid) controleaz transferul fr erori ale mesajelor ntre instrumente.

Linia NRFD este utilizat de ctre un instrument receptor , atunci cnd acesta nu este nc pregtit pentru a primi urtorul octet de date sau de control. Semnalul pe linia NRFD a controllerului va avea valoarea 0 logic doar atunci cnd toate receptoarele au trimis aceast valoare pe liniile lor corespunztoare.

Linia NDAC este utilizat de asemenea de ctre un instrument receptor, pentru a indica faptul c acesta nu a acceptat nc octetul de date de pe liniile DIO. La fel ca n cazul liniei NRFD semnalul ajuns pe aceast linie la controller va avea valoarea 0 logic doar atunci cnd toate receptoarele au acceptat datele primite.

SIS

TE

ME

DE

AC

HIZ

IIE

DA

TE

Tipuri de interfee de comunicaie paralel

Curs 12

Linia DAV este utilizat de ctre instrumentul emitor pentru a semnaliza faptul c pe liniile de date a fost nscris un nou octet, iar timpul minim de stabilizare a semnalului s-a scurs. Octetul respectiv poate fi acceptat n siguran de celelalte instrumente.

Cele 5 linii de management al interfeei (ATN, EOI, IFC, REN, SRQ) gestioneaz fluxul de octei coninnd date sau caractere de control.

Semnalul ATN (atention) este utilizat de ctre controller pentru a indica faptul c pe liniile DIO va fi nscris un octet reprezentnd o adres sau un caracter de control.

Semnalul EOI (end or identify) are dou utilizri. Un emitor utilizeaz acest semnal simultan cu ultimul octet de date pentru a indica sfritul acestora, pe cnd un controller poate utiliza semnalul EOI mpreun cu semnalul ATN pentru a iniia o procedur de interogare paralel.

Semnalul IFC (interface clear) este utilizat numai de ctre controller pentru a iniializa la o stare prestabilit toate interfeele instrumentelor.

Semnalul REN (remote enable) este utilizat numai de ctre controller. Trecerea acestui semnal n starea 1 logic face ca, atunci cnd unui instrument i se dicteaz s treac n starea de receptor , s i se permit acestuia s treac n starea de telecomandare.

SIS

TE

ME

DE

AC

HIZ

IIE

DA

TE

Tipuri de interfee de comunicaie paralel

Curs 12

Linia SRQ (service request) funcioneaz ca o ntrerupere, putnd fi utilizat de orice instrument, pentru a solicita controlerului s ntreprind o anumit aciune.

Standardul IEEE-488.1, orientat pe probleme hardware, simplific interconectarea instrumentelor programabile prin definirea precis a specificaiilor i protocoalelor reuind astfel conectarea unor instrumente de la diveri productori printr-un cablu standard.

Standardul IEEE-488.2, specific suplimentar formatul datelor, modul de raportarea a strilor, modul de gestionare a erorilor, funcionarea unui controller i setul standard de comenzi pentru un instrument fiind un standard axat pe descrierea protocoalelor software.