Portul Serial

Această lucrare prezintă principiile comunicaţiei seriale şi structura porturilor seriale ale

calculatoarelor IBM PC, în particular a familiei 16x50 de controlere seriale utilizate pentru aceste

calculatoare.

3.1. Modelul comunicaţiei seriale

Un exemplu de sistem pentru comunicaţia serială este ilustrat în figura 3.1.

Figura 3.1. Sistem de comunicaţie serială.

Componentele unui sistem de comunicaţie serială sunt următoarele:

1. ETD – Echipamente terminale de date (calculatoare, terminale de date). Acestea conţin şi

interfeţele seriale sau controlerele de comunicaţie.

2. ECD – Echipamente pentru comunicaţia de date. Aceste echipamente se numesc modemuri şi

permit calculatorului să transmită informaţii printr-o linie telefonică analogică. Funcţiile

principale realizate de un modem sunt următoarele:

- Conversia digital/analogică a informaţiilor din calculator şi conversia analog/digitală a

semnalelor de pe linia telefonică analogică.

- Modularea/demodularea unui semnal purtător. La transmisie, modemul suprapune

(modulează) semnalele digitale ale calculatorului peste semnalul purtător al liniei

telefonice. La recepţie, modemul extrage (demodulează) informaţiile transportate de

semnalul purtător şi le transferă calculatorului.

3. Linia de comunicaţie reprezintă o linie fizică sau o linie telefonică. Linia telefonică poate fi o

linie comutată (conectată la o centrală telefonică) sau o linie închiriată (dedicată).

4. Circuitul de date cuprinde porţiunea dintre două echipamente terminale de date, deci,

modemurile şi linia de comunicaţie. Pe distanţe reduse, este posibilă comunicaţia serială

directă între două echipamente terminale de date prin linii fizice, fără utilizarea unor

modemuri. În acest caz, circuitul de date este reprezentat de aceste linii.

2 Sisteme de intrare/ieşire

5. Legătura de date conţine circuitul de date şi interfeţele seriale ale echipamentelor terminale de

date.

În funcţie de numărul de echipamente interconectate, o legătură serială poate fi punct la punct

(două echipamente) sau multi-punct (mai mult de două echipamente).

3.2. Parametrii comunicaţiei seriale

Viteza de comunicaţie (numită şi debit binar) este măsurată în biţi/s (bps):

unde T este perioada de timp necesară pentru transmisia sau recepţia unui singur bit.

Modemul reprezintă semnalele de date prin diferite stări electrice, în funcţie de tipul de

modulaţie pe care îl utilizează: frecvenţă, amplitudine, sau fază. Fiecare stare electrică este menţinută

la ieşirea modemului pentru un interval de timp numit perioadă de modulaţie (). Viteza de modulaţie

este inversul perioadei de modulaţie, reprezentând numărul schimbărilor pe secundă ale stării electrice

a modemului:

unde n este numărul stărilor electrice distincte ale modemului. În cazul particular când există doar

două stări electrice distincte ale modemului, viteza de comunicaţie este egală cu viteza de modulaţie.

În general însă, există un număr mai mare de stări electrice ale modemului, astfel încât viteza de

comunicaţie este un multiplu al vitezei de modulaţie.

Viteza de modulaţie este confundată adesea cu viteza de comunicaţie (debitul binar). Viteza de

modulaţie (exprimată în baud) este rata cu care se modifică stările electrice ale modemului într-o

secundă. De exemplu, dacă se utilizează modulaţia în frecvenţă, iar frecvenţa semnalului purtător se

poate modifica de către modem cu o rată de 2.400 de ori pe secundă, viteza de modulaţie este de 2.400

baud. Primele modemuri codificau un bit de 0 printr-o anumită frecvenţă şi un bit de 1 printr-o altă

frecvenţă. În acest caz particular, viteza de modulaţie are aceeaşi valoare cu viteza de comunicaţie. În

general însă, modemurile codifică mai mulţi biţi de informaţie printr-o stare electrică. De exemplu,

dacă modemul codifică 4 biţi de informaţie printr-o anumită frecvenţă, pentru exemplul anterior viteza

de comunicaţie va fi de 4  2.400 = 9.600 biţi/s.

3.3. Tipuri de comunicaţie serială

Din punctul de vedere al direcţiei de transfer, se pot distinge următoarele tipuri de

comunicaţie serială:

- Simplex;

- Semiduplex;

- Duplex.

În cazul comunicaţiei simplex, datele sunt transferate întotdeauna în aceeaşi direcţie, de la

echipamentul transmiţător la cel receptor. La comunicaţia semiduplex, fiecare echipament terminal de

date funcţionează alternativ ca transmiţător, iar apoi ca receptor. Pentru acest tip de conexiune, este

suficientă o singură linie de transmisie (două fire de legătură). Într-o comunicaţie duplex (numită şi

duplex integral), datele se transferă simultan în ambele direcţii. Primele conexiuni duplex necesitau

două linii de transmisie (patru fire de legătură), dar conexiunile ulterioare necesită o singură linie.