Интерфейсы. Синхронизация. Синхронные, асинхронные. Побитная, покадровая синхронизация. Форматы кадров. Битстаффинг, байтстаффинг

В синхронном режиме параллельно с передачей по линии данных последовательности информационных битов по линии синхросигналов передается последовательность синхроимпульсов, что позволяет, как правило, повысить скорость передачи и решить проблемы побитной синхронизации передатчика и приемника при передаче длинных информационных сообщений. В асинхронном режиме побитная синхронизация приемника и передатчика осуществляется обычно по первому (стартовому) биту и затем поддерживается абонентами в течение времени передачи кадра стабильностью тактовых частот генераторов передатчика и приемника, частоты которых равны и, как правило, минимум в 16 раз превышают частоту передачи данных. С учетом этих обстоятельств, скорость передачи в асинхронном режиме ниже и число бит в информационной посылке (кадре) меньше. Покадровая синхронизация в асинхронном режиме осуществляется обрамлением информации при передаче по линии стартовым и стоповым битами. Стандартный кадр для асинхронного режима передачи данных представлен на рис. 4. Покадровая синхронизация в синхронном режиме осуществляется использованием специальных кодовых последовательностей (флагов или специальных знаков) в общем случае в начале и конце кадра. Поскольку в синхронном режиме информационные биты сообщения передаются непрерывным потоком, то для кодирования и декодирования

кадров используют специальные договоренности по форматам кадров (протоколам

обмена).

В случаях синхронного режима передачи данных протоколы обмена используют

один из возможных общепринятых кадров:

¾ кадр бит-ориентированного протокола типа HDLC (протокол высокоуровневого

управления каналом передачи данных);

¾ кадр бит-ориентированного протокола типа SDLC (протокол синхронного

управления звеном данных);

¾ кадр байт-ориентированного протокола типа Monosync;

¾ кадр байт-ориентированного протокола типа Bisync.

Форматы кадров, используемых при синхронном режиме передачи данных,

представлены на рис. 5.

Для обеспечения кодовой прозрачности аппаратных средств интерфейсов при последовательной передаче информации, под которой понимается свойство последних обеспечивать обмен данными с любыми кодовыми комбинациями, в том числе и с флаговыми (01111110), применяется процедура битстаффинга. Процедура битстаффинга предусматривает вставление передающим устройством в поток передаваемых данных двоичного нуля после каждых переданных подряд пяти двоичных единиц и исключение

из потока принятых данных одного нуля после каждых принятых пяти единиц приемным

устройством.

Поскольку в случае бит-ориентированных протоколов процедурой битстаффинга обрабатывается вся последовательность кадра, кроме флаговых байтов, то внутри кадра (в пределах между открывающим и закрывающим флагами) не оказывается кодовых

комбинаций, содержащих подряд более пяти передаваемых в линии двоичных единиц. В байт-ориентированных протоколах покадровая синхронизация осуществляется

передачей двух или одного знака СИН соответственно. Кодовая прозрачность аппаратуры в этом случае обеспечивается процедурой байтстаффинга, а именно введением в пределах

информационного и контрольного полей кадра специального символа АР1 перед каждым управляющим символом СИН1 или СИН2 и перед каждым символом АР1. На приёмном конце линии связи осуществляется операция удаления символов АР1, вставленных перед передачей кадра в линию связи.