同步通訊和非同步通訊

5.1.3 同步通訊和非同步通訊
一、同步通訊和非同步通訊
序列通訊可以分為兩種型別，一種叫同步通訊，另一種叫非同步通訊。
同步通訊方式，是把許多字元組成一個資訊組，這樣，字元可以一個接一個地傳輸，但是，在每組資訊(通常稱為資訊幀)的開始要加上同步字元，在沒有資訊要傳輸時，要填上空字元，因為同步傳輸不允許有間隙。同步方式下，傳送方除了傳送資料，還要傳輸同步時鐘訊號，資訊傳輸的雙方用同一個時鐘訊號確定傳輸過程中每1位的位置。見右圖5.2所示。



圖5.2 同步通訊示意圖
在非同步通訊方式中，兩個資料字元之間的傳輸間隔是任意的，所以，每個資料字元的前後都要用一些數位來作為分隔位。
從圖5.2中可以看到，按標準的非同步通訊資料格式（叫做非同步通訊幀格式），1個字元在傳輸時，除了傳輸實際資料字元資訊外，還要傳輸幾個外加數位。具體說，在1個字元開始傳輸前，輸出線必須在邏輯上處於“1”狀態，這稱為標識態。傳輸一開始，輸出線由標識態變為“0”狀態，從而作為起始位。起始位後面為5～8個資訊位，資訊位由低往高排列，即先傳字元的低位，後傳字元的高位。資訊位後面為校驗位，校驗位可以按奇校驗設定，也可以按偶校驗設定，或不設校驗位。最後是邏輯的“1”作為停止位，停止位可為1位、1.5位或者2位。如果傳輸完1個字元以後，立即傳輸下一個字元，那麼，後一個字元的起始位便緊挨著前一個字元的停止位了，否則，輸出線又會進入標識態。在非同步通訊方式中，傳送和接收的雙方必須約定相同的幀格式，否則會造成傳輸錯誤。在非同步通訊方式中，傳送方只傳送資料幀，不傳輸時鐘，傳送和接收雙方必須約定相同的傳輸率。當然雙方實際工作速率不可能絕對相等，但是隻要誤差不超過一定的限度，就不會造成傳輸出錯。圖5.3是非同步通訊時的標準資料格式。

圖5.3 非同步通訊示意圖
比較起來，在傳輸率相同時，同步通訊方式下的資訊有效率要比非同步方式下的高，因為同步方式下的非資料資訊比例比較小。
二、傳輸率
所謂傳輸率就是指每秒傳輸多少位，傳輸率也常叫波特率。在計算機中，每秒傳輸多少位和波特率的含義是完全一致的，但是，在最初的定義上，每秒傳輸多少位和波特率是不同的，前者是指每秒鐘傳輸的數位是多少，而波特率是指每秒鐘傳輸的離散訊號的數目。所謂離散訊號，就是指不均勻的、不連續的也不相關的訊號。在計算機裡，只允許高電平和低電平兩種離散訊號，它們分別表示l和0，於是，造成了波特率與每秒傳輸數位這兩者的吻合。但在其他一些場合，就未必如此。比如，採用脈衝調製時，可以允許取4種相位，而每種相位代表2個數位，這種情況下，按每秒傳輸多少位(bps)計算的傳輸率便是波特率的兩倍。
國際上規定了一個標準波特率系列，標準波特率也是最常用的波特率，標準波特率系列為110、300、600、1200、1800、2400、4800、9600、19200..．．．．。
大多數介面的波特率可以通過程式設計來指定。
作為例子，我們可以考慮這樣一個非同步傳輸過程：設每個字元對應1個起始位、7個資料位、1個奇／偶校驗位和1個停止位，如果波特率為1200，那麼，每秒鐘能傳輸的最大字元數為1200／10＝120個。 
作為比較，我們再來看一個同步傳輸的例子。假如也用1200的波特率工作，每個字元為7位，用4個同步字元作為資訊幀頭部，但不用奇／偶校驗，那麼，傳輸100個字元所用的時間為7×（100＋4）/1200＝0.6067，這就是說，每秒鐘能傳輸的字元數可達到100／0.6067＝165個。
三、非同步通訊的差錯型別
非同步通訊過程中，可能發生通訊錯，一般有3種錯誤：
1、幀格式錯：在應該接收到停止位的時候，接收到邏輯的“0”，便產生幀格式錯誤。
2、奇偶錯：接收到的奇偶校驗位錯。
3、覆蓋錯：通訊介面接收到資料並存放到資料輸入暫存器中，但是CPU沒有及時來取，後面新接收的資料覆蓋了前面收到的資料，叫做覆蓋錯。
發生幀格式錯和奇偶錯的原因可能為下面幾種：
◆ 傳送和接收雙方採用了不同的傳輸率，或雖然雙方約定了相同的傳輸率，但傳輸率不可能絕對相等。在通訊的速率比較高的情況下，如果雙方的傳輸率誤差達到一定的程度，也會造成通訊出錯；
◆ 通訊雙方採用了不相同的幀格式；
◆ 干擾。