Последовательный порт, описание, протоколы обмена, DTE, DCE, часть 1. Последовательный порт (serial port), серийный порт или COM-порт — двунаправленный последовательный интерфейс, предназначенный для обмена битовой информацией
1. Описание
Последовательный порт (англ. Serial port), серийный порт или COM-порт — двунаправленный последовательный интерфейс, предназначенный для обмена битовой информацией.
2. Протокол обмена
Этим термином пользуются при описании взаимодействия информационных потоков в каналах связи, при согласованности между приемником и передатчиком и интерпретация передаваемых данных. Протокол обмена состоит из нескольких параметров связи (скорость, четность, размеры пакетов, инициализация приемника(передатчика), восстановление связи при обрыве).
Рассмотрим некоторые стандартные протоколы:
Протокол RS-232
Для соединения со стороны компьютера используется интерфейс, называемый СОМ-порт (COMmunication port, коммуникационный порт).Стандарт RS-232 (его официальное название "Interface Between Data Terminal Equipment and Data Circuit-Termination Equipment Employing Serial Binary Data Interchange") предназначен для подключения аппаратуры, передающей или принимающей данные, к оконечной аппаратуре каналов данных. Стандарт описывает управляющие сигналы интерфейса, пересылку данных, электрический интерфейс и типы разъемов. Интерфейс RS-232 используется и во многих устройствах обычного персонального компьютера, начиная с "мыши" и модема до ключей аппаратной защиты. И хотя уже все компьютеры имеют интерфейс USB, интерфейс RS-232 еще жив и активно применяется. Согласно стандарту RS-232, сигнал (последовательность битов) передается напряжением. Передатчик и приемник являются несимметричными: сигнал передается относительно общего провода (в отличие от симметричной передачи протокола RS-485 или RS-422) Логическому нулю па входе приемника соответствует диапазон +3...+ 12 В, а логической единице — диапазон —12...—3 . Один из самых неприятных недостатков стандарта RS-232 — плохая помехозащищенность и, соответственно, короткие линии передачи.
Протокол RS-422A
Стандарт RS-422A (другое название ITU-T V.II) определяет электрические характеристики симметричного цифрового интерфейса. Он предусматривает работу на более высоких скоростях (до 10 Мбит/с) и больших расстояниях (до 1000 м) в интерфейсе DTE-DCE. Для его практической реализации, в отличие от RS-232, требуются два физических провода на каждый сигнал. Реализация симметричных цепей обеспечивает наилучшие выходные характеристики.
Протокол RS-423A
Стандарт RS-423A (другое название V 6) определяет электрические характеристики несимметричного цифрового интерфейса. "Несимметричность" означает, что данный стандарт, подобно RS-232, для каждой линии интерфейса использует только один провод. При этом для всех линий используется единый общий провод. Как и RS-422A, этот стандарт не определяет сигналы, конфигурацию выводов или типы разъемов. Он содержит только описание электрических характеристик интерфейса. Стандарт RS-423A предусматривает максимальную скорость передачи 100 Кбит/с.
Протокол RS-485
Полное название этого стандарта T1A/EIA-485A (аналогичный стандарт описывается в ISO 8482). Он включает в себя 17 страниц и определяет требования к электрическим характеристикам формирователей и приемников. В нем ничего не говорится ни о качестве сигнала, ни о методах доступа к линиям связи, ни о протоколе обмена, ни о технологической схеме (назначении контактов и т. п.). "Приложение А" этого стандарта описывает принципы работы устройств на основе RS-485.В дополнение к описанию стандарта был опубликован документ TSB89, называющийся "Application Guidelines for T1A/EIA-485A". TSB89 состоит из 23 страниц и посвящается разъяснению, как применять устройства, определяемые стандартом TIA/E1A-485A для физических сетей.
Протокол RS-499
Стандарт RS-449, в отличие от RS-422A и RS-423A, содержит информацию о параметрах сигналов, типах разъемов, расположении контактов и т. п В этом отношении RS-449 является дополнением к стандартам RS-422A и RS-423A. Стандарту RS-449 соответствует международный стандарт V.36. Комбинация RS-449, RS-422A и (или) RS-423A первоначально предназначалась для замены RS-232. Однако этого не произошло, хотя данные стандарты нашли достаточно широкое применение в качестве высокоскоростного интерфейса DTE-DCE. Стандарт RS-449 определяет 30 сигналов интерфейса, большинство из которых имеют эквиваленты в RS 232, но добавлены и новые. Обозначения большинства сигналов были изменены во избежание путаницы. Десять сигналов RS-449 определены как линии первой категории. Эта группа сигналов включает в себя все основные сигналы данных и синхронизации, такие как "Передаваемые данные", "Принимаемые данные", "Синхронизация терминала". Скорость передачи сигналов первой категории существенно зависит от длины кабеля. Для линий этой категории на скоростях до 20 Кбит/с могут использоваться стандарты RS-422A либо RS-423A; на скоростях выше 20 Кбит/с (до 2 Мбит/с) — только RS-422A. Оставшиеся 20 линий классифицируются как линии второй категории и используются стандартом RS-423A. К этой категории относятся такие управляющие линии, как "Качество сигнала", "Выбор скорости передачи" и др. Стандарт RS-449 определяет тип разъема и, в отличие от RS-232, распределение контактов разъема. Используемые разъемы имеют 37 контактов для прямого и 9 контактов для обратного канала.
Протокол RS-562
Протокол RS-562 представляет собой низковольтную реализацию RS-232 с максимальным уровнем сигнала 3,5 В.
"Готовность к соединению" (DTE,DCE)
• DTE (Data Terminal Equipment) — оконечное оборудование, принимающее или передающее данные. В качестве DTE может выступать компьютер, принтер, плоттер или другое периферийное оборудование;
• DCE (Data Communications Equipment) — аппаратура канала данных. Функция DCE состоит в обеспечении возможности передачи информации между двумя или большим числом DTE. Для этого DCE должно обеспечить соединение с DTE, с одной стороны, и с каналом передачи — с другой. Роль DCE чаще всего выполняет модем.
Все линии обмена между DTE и DCE можно разбить на четыре основные группы:
• линии данных;
• линии управления;
• линии синхронизации;
• линии “земли”.
