Универсальный синхронный и асинхронный приемник-передатчик

Универсальный синхронный и асинхронный приемник-передатчик ( USART , программируемый интерфейс связи или PCI ) ^[1] — это тип устройства последовательного интерфейса, которое можно запрограммировать для асинхронной или синхронной связи. См. универсальный асинхронный приемник-передатчик (UART) для обсуждения асинхронных возможностей этих устройств.

Цель и история

Синхронные возможности USART были в первую очередь предназначены для поддержки синхронных протоколов, таких как синхронная передача-прием IBM (STR), двоичная синхронная связь (BSC), синхронное управление каналом передачи данных (SDLC) и управление каналом передачи данных высокого уровня (HDLC) по стандарту ISO. синхронные протоколы канального уровня, которые использовались с синхронными тональными модемами . Эти протоколы были разработаны для наилучшего использования полосы пропускания, когда модемы были аналоговыми устройствами. В те времена самый быстрый асинхронный модем голосового диапазона мог достигать скорости не более 300  бит/с с использованием частотной манипуляции (FSK), тогда как синхронные модемы могли работать со скоростью до 9600  бит/с с использованием фазовой манипуляции ( ПСК). Синхронная передача использовала лишь чуть более 80% полосы пропускания теперь более привычной асинхронной передачи, поскольку стартовые и стоповые биты были ненужны. Эти модемы устарели, их заменили модемы, преобразующие асинхронные данные в синхронные формы, но аналогичные синхронные телекоммуникационные протоколы сохранились во многих блочно-ориентированных технологиях, таких как широко используемый протокол канального уровня IEEE 802.2 (Ethernet). USART до сих пор иногда интегрируются с микроконтроллерами. USART по-прежнему используются в маршрутизаторах, которые подключаются к внешним устройствам CSU/DSU, и они часто используют либо собственную реализацию Cisco HDLC, либо стандартный протокол двухточечной связи IETF (PPP) в HDLC-подобной структуре, как определено в RFC 1662. 

Операция

Работа USART тесно связана с различными протоколами; подробности см. на этих страницах. В этом разделе представлены лишь некоторые общие замечания.

• USART в синхронном режиме передает данные в кадрах . При синхронной работе символы должны предоставляться вовремя, пока кадр не будет завершен; если управляющий процессор не делает этого, это является «ошибкой недогрузки » и передача кадра прерывается.
• USART, работающие как синхронные устройства, использовали либо символьно-ориентированный, либо побитовый режим. В символьных режимах (STR и BSC) устройство использовало определенные символы для определения границ кадра; в битовых режимах (HDLC и SDLC) более ранние устройства полагались на сигналы физического уровня, тогда как более поздние устройства взяли на себя распознавание битовых комбинаций на физическом уровне.
• Синхронная линия никогда не молчит; когда модем передает, данные передаются. Когда физический уровень указывает, что модем активен, USART отправляет непрерывный поток дополнений, символов или битов, в зависимости от устройства и протокола.

Устройства

Рекомендации

1. «8251A-Примечания к программируемому интерфейсу связи — Компьютерная инженерия (CSE)» . ЭДУРЕВ И.Н. 04.12.2017 . Проверено 2 июля 2022 г.
2. Халид, Сайфулла; Агравал, Ниту (2009). Микропроцессорная система. Лакшми Публикации Пвт Лимитед. ISBN 9788131807521.
3. «Программируемый коммуникационный интерфейс Intel 8251A» (PDF) . www.datasheetarchive.com . Архивировано из оригинала (PDF) 22 декабря 2015 года . Проверено 16 декабря 2015 г.
4. «Программируемый коммуникационный интерфейс Philips Semiconductors SCN2651» (PDF) . www.datasheetarchive.com . Проверено 5 апреля 2020 г.
5. «Спецификация продукта Zilog Z8440/1/2/4, Z84C40/1/2/3/4. Контроллер последовательного ввода-вывода» (PDF) .090529 zilog.com
6. «Усовершенствованные контроллеры последовательной связи». www.zilog.com . Проверено 16 декабря 2015 г.