TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT LÝ TỰ TRỌNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO: BỘ MÔN TRUYỀN SỐ LIỆU TÊN ĐỀ TÀI: TRUYỀN NỐI TIẾP ĐỒNG BỘ NHÓM THỰC HIỆN: NHÓM 08 – 12CĐ-ĐT2 - Trần Văn Qúy Lê Văn phước Nguyễn Văn Bé Tám Tháng 05 năm 2014 TRUYỀN NỐI TIẾP ĐỒNGBỘ  GIAO TIẾP GIỮA DTE VÀ DCE ĐỒNG BỘ  CÁC GIAO THỨC ĐỒNG BỘ • Giao thức đồng nhị phân • Giao thức hướng bit  VÀI IC LSI DÙNG TRONG TRUYỀN ĐỒNG BỘ • USART 8251A Intel • SSDA 6852 Motorola  KỂM TRA HỆ THỐNG THÔNG TIN • Phép đo tỉ sốPAR • Biểu đồ mắt Về phương diện thực đồng máy thu phát hệ thống thông tin hai chế độ truyền bất đồng bộvà đồng có điểm khác biệt : - Chế độ truyền bất đồng bộ: để phát tin người ta phát ký tự đồng thực cho ký tự bit Start Stop thêm vào trước sau ký tự Xung đồng hồ tạo cách riêng rẽ máy thu máy phát Như vậy, đồng thực xác tần số xung đồng hồ máy thu hoàn toàn với tần số xung đồng hồ máy phát, không tin tức nhận có lỗi - Chế độ truyền đồng bộ: Để phát tin người ta xem khối phát lần khối đó, đồng thực cách cho máy phát phát kèm theo tín hiệu liệucác xung đồng hồ mà máy thu dò dùng để đồng tín hiệu máy thu Thực tế, việc thực hệ thống thu phát khép kín mặt vật lý, hay nói cách khác máy phát thu phải gần Khi máy phát gửi riêng tín hiệu xung đồng hồ tới máy thu máy thu phải có mạch tách bit thời gian từ tín hiệu liệu để thực đồng Ở máy thu đồng bộ, việc dò tín hiệu đồng ra, máy thu phải biết phân biệt ranh giới ký tự để việc phục hồi tin không bị lỗi Ta thấy việc thực giao thức bất đồng tương đối đơn giản, giá thành thấp hiệu không cao Giả sử để phát ký tự mã ASCII phải dùng bit (7 bit ký tự, bit start, bit stop), tỉ lệ hao 2/9 = 0,22=22% Trong đó, tỉ lệnày chế độ đồng thấp, khoảng vài % Như vậy, chế độ truyền bất đồng thuận lợi phát tin ngắn với vận tốc thấp (1200 bps) Dùng với Modem âm tần, phát đồng đạt vận tốc 9600 bps Chương đề cập đến giao thức đồng bộ, khảo sát vài ICLSI thực việc phát nối tiếp đồng thông dụng cuối sơ lược qua phương pháp kiểm tra hệ thống thông tin GIAO TIẾP GIỮA DTE VÀ DCE ĐỒNG BỘ Trong chế độ truyền đồng bộ, máy thu phục hồi xung đồng hồ từ dòng liệu nhận Chuẩn giao tiếp RS-232 RS-449 có đường dành cho xung đồng hồ liên lạc cặp thiết bị đầu cuối (DTE) modem(DCE) Bảng 6.1 cho biết nơi nhận liệu chân liên hệ hai chuẩn giao tiếp nói Khi sử dụng modem, đồng thu thường cấp từ modem (DCE) tới thiết bị đầu cuối (DTE) Tuy nhiên xung đồng hồ phát sinh từ modem từ DTE (Các IC tạo thành modem IC giao tiếp có mạch tạo xung đồng hồ) việc điều khiển thực riêng rẽ máy thu phát thực theo hai chiều với xung đồng hồ (H 6.1) mô tả khả kết nối mạch RS449 để thực đồng bô (H 6.1a) Thiết bị đầu cuối (DTE) ởmỗi trạm thu phát điều khiển đồng (xung đồng hồ từ DTE đến DCE theo đường TT) (H 6.1b) Modem (DCE) trạm thu phát điều khiển đồng (xung đồng hồ từ DCE đến DTE theo đường ST) (H 6.1c) Thiết bị đầu cuối trạm A điều khiển đồng theo hai chiều (xung đồng hồ từ DTE A đến DCE A theo đường TT, trạm B hai đường TT (ST) RT nối chung lại) (H 6.1d) Modem trạm A điều khiển đồng theo hai chiều (xung đồng hồ từ modem đến DTE theo đường ST trạm A, trạm B hai đường ST (TT) RT nối chung lại) CÁC GIAO THỨC ĐỒNG BỘ Một hệ thống thông tin định dạng giao thức khác Trong chế độ truyền đồng bộ, chia giao thức làm hai loại : - Giao thức điều khiển Byte hay ký tự (Byte - Controlled Protocol, BCP, hay Character-Oriented Protocol) - Giao thức hướng Bit (Bit - Orientied Protocol, BOP) - Trong giao thức điều khiển byte (BCP), khối liệu bao gồm nhiều ký tự, ký tự đơn vị thông tin (7 bit) thông tin điều khiển xuất dạng từ Các ký tự liệu (bản tin thức) hợp với từ điều khiển thành khung thông tin Một khung thông tin thường bắt đầu hay nhiều từ dùng cho đồng bộ, thường từ SYNC, báo cho máy thu biết bắt đầu khối liệu Ngoài ra, trước sau tin thức có từ điều khiển, bao gồm địa đài, trạm, từ báo bắt đầu kết thúc văn bản,các từ báo mã kiểm tra lỗi - Trong giao thức hướng bit (BOP), khối liệu xem chuỗi bit, từ điều khiển ký tự liệu không từ bit màcó thể tập hợp bit tùy theo giao thức cụ thể Giống BCP, bắt đầu khối tin có tín hiệu báo, từ bit gọi Cờ (Flag), cờ đặt cuối tin Như tác dụng cờ thiết lập đồng đánh dấu điểm bắt đầu điểm kết thúc Khối liệu bao gồm cờ hình thành Khung (Frame) Trước sau tin thức có từ điều khiển, gọi chung Trường điều khiển(Control Field) Tất qui định chi tiết tin, thông báo hỏi nhận thực trường điều khiển (H 6.2) cho ta hai dạng khung hai protocol Chúng ta giới thiệu đây: - Giao thức điều khiển byte đề nghị IBM vào năm 1964 sử dụng rộng rãi ứng dụng điểm - điểm (poin - point) nhiều điểm (multipoint) với phương thức đơn công bán song công Đó giao thức truyền đồng nhị phân (Binary Synchronous Communication, BSC, gọi BISYNC) Giao thức BSC ISO lấy làm sở để xây dựng giao thức hướng ký tự chuẩn quốc tế với tên Basic Mode (dữ liệu dùng mã EBCDIC thay cho mã ASCII mã dò sai CRC thay cho BCC) - Giao thức hướng bit, hãng IBM phát triển sử dụng có tên Điều khiển liên kết liệu đồng bộ(Synchronous DataLinkControl - SDLC) ISO lấy làm sở để phát triển thành giao thức điều khiển liên kết liệu mức cao (High Level Data LinkControl, HDLC) a) Giao thức đồng nhị phân: Đây giao thức điều khiển việc truyền nhận liệu nhờ số ký tự đặc biệt bảng mã Các thông tin liệu gửi khung liệu mà hai biên ký tự SYNC để báo máy thu biết bắt đầu tin Các từ điều khiển dùng BISYNC lấy từ mã ASCII, gồm số từ sau : SYN Ký tự đồng mã ASCII dạng Hex 16H SOH Ký tự bắt đầu Header 01H STX Ký tự bắt đầu văn 02H ETX Ký tự kết thúc văn 03H EOT Ký tự kết thúc phát 04H ETB Ký tự kết thúc truyền khối 17H ENQ Ký tự hỏi 05H ACK Ký tự báo cho biết nhận liệu 06H NAK Ký tự báo cho biết chưa nhận liệu 15H NUL Ký tự rỗng 00H DLE Ký tự giải phóng đường liệu 10H CAN Ký tự hủy 18H Một khung liệu BISYNC tiêu biểu có cấu trúc sau : SYN SYN SOH header STX text ETX BCC Đầu Cuối - Phần văn (text) chứa liệu thông tin Kích thước vùng text có giới hạn nên với văn lớn người ta chia thành khối nhỏ (block) phần Header cóphần identifier (id) để thứ tự khối - Phần header chứa điạ đến tín hiệu trả lời ACK/NAK có yêu cầu - BCC ký tự Byte dùng kiểm tra khung Đây byte tạo để kiểm tra lỗi toàn khối BCC phép kiểm tra chẵn lẻ (dùng BSC), chặt chẽ kiểm tra dư thừa theo chu kỳ (Cycle Redundancy Check, CRC ) (Dùng Basic Mode, với CRC - 16) Dưới ví dụ truyền chữ TEST kiểm tra chẵn lẻ theo hàng Đối với ví dụ bit truyền sau: Trong ví dụ người ta dùng kiểm tra chẵn BCC kiểm tra ký tựt từ STX đến ETX Trên thực tế, kiểm tra thực toàn khối (từ SOH đến ETX) Khi nhận tin, máy thu thực phép tính kiểm tra tổng, so sánh với BCC nhận được, sau trả lời tín hiệu ACK (Đúng) NAK (Không đúng) Máy phát không gửi tin khác chưa xác nhận tin trước nhận (phương thức bán song công) Dưới số thủ tục BSC/Basic Mode: - Mời truyền tin: Giả sử trạm A muốn mời trạm B truyền tin, trạm A gửi lệnh sau tới B: EOT B ENQ Trong B địa trạm mời truyền tin, EOT để chuyển liên kết sang trạng thái điều khiển Khi B nhận lệnh này, xảy trường hợp: - Nếu B có tin để truyền B tạo cấu trúc tin theo dạng chuẩn gửi - Nếu B tin để truyền gửi lệnh EOT để trả lời Ở phía A khoảng thời gian xác định sau gửi lệnh mà không trả lời nhận trả lời sai A chuyển sang trạng thái phục hồi (Recovery state) - Mời nhận tin: Giả sử trạm A muốn mời trạm B nhận tin, trạm A gửi lệnh sau tới B: EOT B ENQ Có thể bỏ qua lệnh EOT Khi nhận lệnh này, B sẵn sàng nhận tin gửi lệnh ACK để trả lời, không gửi lệnh NAK Ở phía A khoảng thời gian xác định sau gửi lệnh mà không trả lời nhận trả lời sai A chuyển sang trạng thái phục hồi (Recovery state) - Yêu cầu trảlời: Khi trạm cần trạm trả lời yêu cầu gửi trước cần gửi lệnh ENQ đến trạm - Ngừng truyền tin (tạm thời): Gửi lệnh EOT - Giải phóng liên kết: Gửi lệnh DLE EOT - Trạng thái phục hồi: Khi trạm vào trạng thái "phục hồi" thực hành động sau: - Lặp lại lệnh gửi n lần (n sốnguyên chọn trước) Gửi "yêu cầu trả lời" n lần kết thúc truyền lệnh EOT - Chế độ thông suốt(Transparent Mode) Trong trường hợp mã điều khiển xuất văn (Text) không mang ý nghĩa điều khiển mà phải hiểu liệu, hệ thống chuyển sang chế độ thông suốt cách dùng ký tự DLE đặt trước STX DLE đặt trước ETX để chấm dứt chế độ b) Giao thức hướng bit Giao thức hướng bit thiết kế để thoả mãn nhiều yêu cầu cách truyền đồng bộ, bao gồm : - Truyền hai đài (trạm)(point to point) hay nhiều đài (multipoint) - Bán song công hay song công - Liên lạc trạm sơ cấp trạm thứ cấp - Liên lạc với khoảng cách ngắn (nối trực tiếp), xa (vệtinh) Giao thức có số tính chất sau : - Người sử dụng sử dụng loại mã - Có khả thích hợp với nhiều loại đường truyền - Hiệu suất cao : giảm tối thiểu tỉ lệ hao hụt - Độ tin cậy cao : cho phép kiểm tra lỗi có hiệu quảvà có khả phục hồi liệu Có thể nói tính chất giao thức hướng bit thể trường điều khiển tổ hợp bit mã hóa từ điều khiển Có nhiều giao thức hướng bit đề nghị quan khác sử dụng rộng rãi : - Thủ tục điều khiển thông tin liệu cao cấp (Advanced DataCommunication Control Procedure- ADCCP) phát triển Viện chuẩn quốc gia Hoa Kỳ (AmericanNational Standard Institute - ANSI) chuẩn hệ thống thông tin quốc gia - Thủ tục truy xuất đường truyền cân (Link AccessProcedure, balance - LAPB)thực Hội đồng Tư vấn Điện tín Điện thoại quốc tế (InternationalTelegraph & Telephone Consultative Committee- CCITT) Đây chuẩn mạng - Điều khiển liên kết liệu đồng (SynchronousData Link Control - SDLC) dùng hãng IBM (International Business Machine Corporation) ISO lấy làm sở để phát triển thành giao thức điều khiển liên kết dữliệu mức cao (HighLevelData LinkControl, HDLC) Thật khác biệt chuẩn nói trên: HDLC ADCCP xem LAP-B SDLC tập HDLC Phần sau bàn tới chuẩn SDLC  Đặc tính : SDLC định nghĩa loại trạm,2 dạng truyền chế độvận hành * loại trạm: - Trạm sơ cấp: (Primary) có trách nhiệm điều khiển vận hành hệ thống, khung phát trạm sơ cấp gọi lệnh (command) - Trạm thứ cấp: (secondary) vận hành điều khiển trạm sơ cấp, khung phát trạm thứ cấp lời đáp (response) Trạm sơ cấp trì việc nối logic với trạm thứcấp hệ thống cách riêng rẽ - Trạm hỗn hợp: Các trạm đồng thời giữ vai trò sơ thứ cấp * dạng truyền: - Dạng không cân bằng: dùng trạm nhiều trạm,gồm trạm sơ cấp nhiều trạm thứ cấp, truyền song công bán song công - Dạng cân bằng: dùng trạm hỗn hợp, truyền song công bán song công * 2chế độvận hành: - Chế độ trả lời chuẩn (NormalResponse Mode - NRM) : dạng truyền không cân bằng, trạm sơ cấp khởi động để truyền liệu đến trạm thứ cấp trạm thứ cấp truyền liệu để trả lời trạm sơ cấp yêu cầu - Chế độ bình thường không kết nối(DISC) : Ở chế độ trạm thứ cấp nhận tin không tác động vào tin (H 6.3) mô tả dạng truyền cân không cân Cấu trúc khung :(H 6.4) Một khung thông tin SDLC gồm trường sau : - Cờ: bit - Điạchỉ: byte - Điều khiển: bit - Thông tin : thay đổi theo tin - Chuỗi kiểm tra khung (FrameCheck Sequence - FCS) : 16 bit - Cờ: bit Các trường cờ, điạchỉvà điều khiển đặt trước trường thông tin gọi đầu khung (header) trường FCS cờ đặt sau trường thông tin gọi cuối khung (Trailer) (H6.4) cho dạng khung trường khung Trường cờ (Flag Field) : Trường cờ đặt đầu cuối khung để giới hạn khung, gồm bit theo qui định 01111110 (6 bit liên tiếp bit ) Giữa khung có trường hợp sau đây: 10 1100 P/F 110 UA 1110 F 001 FRMR x x x x UI- Unumbered Information (NSI - Nonsequenced Information): Cho phép liệu người sử dụng phát theo kiểu không SIM- Set Initialization Mode: Dùng để khởi tạo liên lạc trạm sơ thứ cấp Lệnh reset số đếm Ns Nr trạm sơ cấp chờ trạm thứ cấp trả lời với lệnh UA RIM- Request Initialization Mode (RQI - Request Initialization): Trạm thứ cấp yêu cầu trạm sơ cấp phát lệnh SIM SNRM- Set Normal Response Mode: Đặt trạm thứ cấp vào chế độ trả lời Trong chế độ trạm thứ cấp trả lời với loại khung I, U S Trạm thứ cấp tự đặt vào hai chế độ NRM DISC DMDisconnect Mode(ROL - Request On-Line): Được phát trạm thứ cấp đểbáo cho trạm sơ cấp biết chế độ bình thường không kết nối Thường báo trạm sơ cấp đặt chế độ trả lời bình thường cho (SNRM) RD- Request Disconnect (RQD - Request Disconnect): Dùng trạm thứ cấp để yêu cầu không kết nối DISC- Disconnect: Phát trạm sơ cấp để đưa trạm thứ cấp vào chế độ bình thường không kết nối Ở chế độ trạm thứ cấp nhận tin không tác động vào tin UA- Unumbered Acknowledgement (NSA - Nonsequenced Ack.): Phục vụ tín hiệu ACK (trạm thứcấp báo nhận) khung SNRM, DISC SIM FRMR- Frame Reject (CMDR - Command Reject): dùng trạm thứ cấp để từ chối khung sai FCS Để phát lệnh FRMR, trạm thứ cấp phải chế độ trả lời bình thường (NRM) Lệnh báo cho trạm sơ cấp biết khung thông tin trạm thứ cấp nhận có lỗi: - Trường điều khiển nghĩa - Trường thông tin dài (dài đệm máy thu) - Số Nr phát từ trạm sơ cấp giá trị (không tương thích với số Ns trạm thứ cấp) 14 Trạm thứ cấp sau phát lệnh trở chế độ bình thường nhận lệnh đặt chế độ DISC, SIM SNRM từ trạm sơ cấp Ta nói lệnh reset lệnh FRMR Khi gửi khung FRMR, trạm thứ cấp phải dùng dạng văn cố định, có rõ lý sai: Dưới thí dụ mẫu đối thoại hệ thống nhiều điểm,phương thức truyền song công hoàn toàn (F/FDX) Trạm A khởi động chế độ NRM trạm B chế độ DM Trường thông tin (Information field) Trường thông tin xuất khung I , khung U Trường thông tin chứa số bit bao nhiêu, chiều dài không xác định thường bội Trường kiểm tra khung (Frame check sequence field, FCS) Trường kiểm tra khung FCS chứa nội dung phương pháp thực việc kiểm tra.FCS thông dụng SDLC loại 16 bít kiểm tra độ dư thừa theo chu kỳ (CRC) CCITT thiết lập (CRC-16).Vận hành SDLC bao gồm việc trao đổi khung I, khung S khung U trạm sơ thứ cấp hay hai trạm sơ cấp Ngoài lệnh đề cập trên, ta lưu ý them vài chi tiết sau: - Bản văn báo bỏ: văn chứa từ đến 14 số1 liên tiếp (bit nhồi không thêm vào cho đoạn văn này), máy thu, sau nhận Flag, gặp liên tiếp từ đến 14 số1 hiểu quan tâm tới tất nhận lúc Xung đồng trì nhận văn báo bỏ Điều kiện bỏ dùng để kết thúc khung bắt đầu cho khung khác ưu tiên 15 - Trạng thái nghỉ: Hệ thống vận hành khung thông tin hay điều khiển phát hệ thống vào trạng thái nghỉ, lúc máy thu nhận liên tiếp 15 bit - Mã dùng SDLC: Để đảm bảo máy thu trì đồng bộphải có thay đổi thường xuyên dòng liệu tới Do thực biện pháp nhồi bit nên bit liên tiếp trường hợp loạt bit liên tiếp xảy Để giải trường hợp này, người ta dùng loại mã non-return-to-zero inverted (NRZI) cho liệu SDLC Tính chất loại mã Không có thay đổi mức tín hiệu gặp bit mức tín hiệu bị đảo gặp bit Các bước tiến hành để chuẩn bị phát tin: * Tạo văn trường điều khiển: Control field Text * Thêm địa chỉvào: Address Control field Text * Tạo khung FCS: Address Control field Text FCS * Thực nhồi bit: Bit nhồi thực cho khung thông tin kể từ địa khung FCS * Thêm cờ đầu cuối tin Lưu ý bit nhồi thực sau tính toán cho khung FCS nên khung FCS có bit nhồi ởmáy thu phải loại bit nhồi trước dùng thuật toán kiểm tralỗi Dưới thêm vài ví dụ lệnh vận hành SDLC (không ghi lại mã) 16 Dạng tổng quát lệnh A , C/R P/F (0) A địa trạm thứ cấp C/R Lệnh hỏi lời đáp Khoảng trống dùng cho sốNs, them dấu ( ) vào cần P/F Poll Final bit (P= On P= Off, tương tự cho F) (1) sốNr (nếu cần) 17 Các thí dụ cho hệ multipoint Các trạm thứ cấp online, trạm sơ cấp gửi tín hiệu tới trạm thứ đồng thời nhận tín hiệu từmột trạmkhác 18 Ví dụ 6, trạm thứ cấp kết nối, trạm sơ cấp gửi tín hiệu tới trạm nhận tín hiệu trạm khác Ví dụ 7, trạm sơ cấp gửi tín hiệu tới trạm thứ cấp So sánh Bisynch SDLC: Bisynch giao thức hướng ký tự lúc SDLC giao thức hướng bit Bisynch dùng mãASCII hay EBCDIC lúc SDLC dùng EBCDIC Để dò lỗi, ASCII dùng phép kiểm tra khối (BCC) dùng mã EBCDIC dùng kiểm tra dư thừa theo chu kỳ (CRC) với chiều dài mã kiểm tra byte Cả hai giao thức dùng chung kích thước khung thông tin 256 byte Ở Bisynch có chế độ thông suốt liệu (để tránh nhầm lẫn liệu ký tự điều khiển) lúc SDLC dùng phương pháp nhồi bit (để tránh nhầm lẫn với mã Cờ) Giao thức Điều khiển liên kết liệu cấp cao (HDLC) HDLC ISO cho đời năm1975 nhằm bổ sung số chức SDLC IBM Một số bổ sung kể sau: - Trường địa mở rộng, gồm nhiều byte: Trong trường địa mở rộng, địa xác định bơi sốlà bội bit.Bit LSB byte (là byte chưa phải byte cuối là byte cuối trường địa chỉ) bit lại hình thành địa trạm thứ cấp (H 6.7) - Trường điều khiển mở rộng, gồm2 byte (H 6.8): Trong trường điều khiển mở rộng, số Ns Nr gồm7 bit cho phép phát lần 127 tin - Dạng khung dữliệu: SDLC dùng mã EBCDIC bit HDLC cho phép dùng loại mã - Dạng khung giámsát: lệnh RR, RNRvà REJ, HDLC có thêm lệnh SREJ (selective reject), lệnh thứ cấp yêu cầu phát lại khung có số Nr - HDLC có thêm2 chế độvận hành: Chế độ trảlời bất đồng bộ(Asynchronous Response Mode - ARM) : dạng truyền không cân Trạm thứ cấp khởi động để phát mà không cần lệnh trạm sơ cấp Nó trả lời mà không cần phải nhận 19 khung với bit P =1 Tuy nhiên, nhận khung với bit P =1 khung trả lời phải có bit F =1 Trong trường hợp F=1 nghĩa khung cuối trạm thứ cấp - Chế độ không kết nối bất đồng (Asynchronous Disconnect Mode - ADM) : ADM tương tự nhưDM ngoại trừ điểm trạm thứ cấp khởi động chế độ DM hay RIM lúc Khảo sát vài IC LSI truyền đồng Chúng ta khảo sát hai IC tiêu biểu - USART 8251A Intel - SSDA 6852 Motorola a) USART 8251A Intel Bảng 6.3 TừControl command Ghi chú:Resetlỗi phải hoàn thànhkhi RxEnable Enter hunt lập trình Là IC thu phát đồng bộvà bất đồng Trong chương ta khảo sát IC chế độ bất đồng bộ, tìm hiểu thêm số tính chất IC chế độ đồng Vận hành chế độ đồng bộ8251A có vận tốc truyền lên tới 64 kbps Chi tiết ghi điều khiển, lệnh trạng thái cho bảng 6.3 6.4 Để IC hoạt động chế độ đồng bit D0 D1 ghi điều khiển = 00, bit D2, D3, D4, D5 phần bất đồng bộ, bit D6 cho phép chọn thực đồng từ bên hay bên bit D7cho phép chọn hay từ SYNC - Chân SYN/BREAK IC chế độ đồng ngã ngã vào tùy thuộc vào từ điều khiển chương trình Khi thực chế độ đồng bên chân ngã ra, mức thấp reset lên cao để máy thu nhận từSYNC Khi máy thu thực tác vụ đọc trạng thái chân tự động reset Khi thực chế độ đồng từ bên chân ngã vào, tín hiệu dương đến chân báo 8251A bắt đầu nhận liệu 20 - 82251A chế độ phát đồng 8251A bắt đầu phát liệu sau CPU nạp từ SYNC không tín hiệu để phát, ghi đệm phát trống mà CPU không nạp ký tự 8251A tự động thêm từ SYNC vào phát - 8251A chế độ thu đồng - Khi đồng thực từ bên trong, lệnh ENTER HUNT phải lập trình từ lệnh đầu tiên, việc khiến 8251A dò từ SYNC dòng liệu đến, sau dò USART chấm dứt chế độ HUNT máy thu tình trạng đồng hóa, chân SYNDET lên cao để báo cho µP biết - Khi đồng thưc từ bên ngoài, xung đồng hồ dời bit máy thu cấp vào chân RxC Xung thường cấp từ modem phải đồng với dòng liệu thu Ở chế độ đồng bộ, 8251A làm việc với tần số cố định xung đồng hồ (chứ không chia chế độ bất đồng bộ) Tần số xung phải phù hợp với vận tốc truyền bit - Khởi động 8251A Tương tự chế độ bất đồng bộ, ngoại trừ ký tự SYNC phải đươc lập trình sau - Reset chip: đưa chân RST lên cao (Reset cứng) set bít IR ghi lệnh = (Reset mềm) - Ghi mã ký tự SYNC - Ghi từ lệnh Chân C/D mức cao lần ghi Byte ghi từ chọn mode từ lệnh (command) chốt vào USART mã ký tự SYNC - Phát ký tự 21 Cũng chế độ bất đồng bộ, chân CTS phải mức thấp bit TxEn ghi từ lệnh set = (cho phép phát) - Chờ bit TxRDY set hay chân TxRDY lên cao - Ghi ký tự vào ghi đệm phát Khi truyền xong ký tự cuối khối, chân TxE (trans empty) High bit TxEn set, USART tự động phát từ SYNC suốt thời gian nghỉ Các bit dời lúc với cạnh xuống tín hiệu TxC - Thu ký tự Để thu ký tự chế độ đồng cần thực bước: - Ghi từ ENTER HUNT phần lệnh vào ghi từ lệnh - Chờchân SYNDET lên cao - Chờ chânRxRDY lên cao hay bit trạng thái tương ứng set (D1 ghi trạng thái = 1) - Đọc ký tự từ ghi đệm thu - Đọc trạng thái lỗi từ ghi trạng thái Những bit lỗi ghi trạng thái reset nhờ từ lệnh có bit ER set = (D4= 1) Các bit liệu dời vào lúc với cạnh lên xung đồng hồ thu RxC - 8251A giao tiếp với modem (H 6.9) mẫu giao tiếp 8251A modem,chuẩn giao tiếp RS-449 sử dụng Xung đồng hồ thu phát cấp từ modem b) SSDA 6852 Motorola 22 6852 Motorola IC điều hợp đồng nối tiếp (Synchronous Serial Data Adaptor, SSDA) loại NMOS 24 chân chế tạo để giao tiếp với họ vi xử lý 6800 Motorola chế độ đồng (H 6.10) sơ đồ khối 6852 Ý nghĩa chân - CS, RS : Chip select, Register select - R/W: Read/Write - E : Data I/O enable & Clocking - IRQ: Interrupt Request - RST: Reset - D7 - D0 : Data bus I/O - RxCLK, TxCLK : Receive Clock, Transmitter Clock - CTS: Clear to send - CD: Carrier detect - SM/DTR: Sync match/Data termready: Điều hợp đồng bộ/DTE sẳn sàng - TUF : Trans underflow - Vcc & Vss : Power & Ground -TxD,RxD : Transmit Data, Receive DataLà IC có chức thu phát đồng bộ, 6852 có số chi tiết không giống 8251A Đặc biệt có đệm thu phát byte hoạt động theo kiểu vào trước trước (First In, First Out, FIFO) Sử dụng đệm 6852 vận hành theo chế độ byte kép (Double-byte) nghĩa CPU đọc ghi đồng thời ký tự mà đợi Việc chọn chế độ vận hành điều khiển SSDA thông qua µP cách ghivào ghi điều khiển Các trạng thái lỗi bắt tay đọc từ ghi trạng thái Vị trí bit ghi cho bảng 6.5 6.6 Đối với µP 6852 xuất hai cách định địa (chân RS High CS Low- Thường CS nối với đường địa chỉA0) Từ sơ đồ khối ta thấy có ghi 6852 µP truy xuất Ngoại trừ ghi điều khiển 1, tất cảcác ghi khác đọc chỉcó thể ghi tùy chức Trạng thái đường R/W dùng để chọn nhóm ghi đọc hay ghi Từ bảng 6.5 ta 23 thấy bit có trọng số lớn ghi điều khiển dùng để định địa ghi khác Việc định địa tóm tắt sau: Duyệt qua bit ghi trạng thái điều khiển bảng 6.5 6.6 ta thấy có nhiều điểm tương đồng với 8251A Mỗi máy thu dò từSYNC dòng liệu đến, chân SM xuất xung có chiều dài bit ( giống nhưchân SYNDET 8251A) - Khởi động 6852 Khởi động 6852 bao gồm bước sau : - Reset chip cách ghi từ điều khiển vào ghi CR1và xác định địa ghi CR3 - Ghi từ điều khiển mong muốn vào ghi CR3 (chọn số từ SYN chế độ đồng bộ) - Ghi từ điều khiển vào ghi CR1 đểduy trì điều kiện reset xác định địa ghi CR2 24 - Ghi từ điều khiển mon gmuốn vào ghi CR2 - Ghi từ điều khiển vào ghi CR1 để trì điều kiện reset truy xuất ghi mã đồng -Ghi mã mong muốn vào ghi mã đồng - Ghi từ điều khiển mong muốn vào ghi CR1 (bao gồm việc cho phép thu (hoặc) phát) - Phát ký tự - CTS phải mức thấp bit TxRS phải xóa - Chờ bit TDRA ghi trạng thái (Trans Data Register Available) set -Viết mãký tựphát vào đệm TxFIFO Chu trình lặp lại khối liệu phát Nếu CPU không cung cấp Data đủ nhanh đểmáy phát phát, ta nói máy phát tình trạng underflow bit TUF lên cao, lúc SSDA tự động thêm từ SYNC vào để phát Bit TUF cờ reset bit b3=1 CR3 Các bit dời có cạnh xuống xung đồng hồ ngã vào TxCLK - Thu ký tự Để thu ký tự ngã vào CD phải LOWvà bit RxRS phải xóa Các bit tới máy thu so sánh với mã SYNC ghi mã đồng đến có tương ứng (nhận dạng từ SYNC) - Chờ RDA set - Đọc trạng thái lỗi ghi trạng thái - Đọc mã ký tự từ đệm RxFIFO Các bit liệu lấy mẫu cạnh lên xung clock thu chân RxCLK KIỂM TRA HỆTHỐNG THÔNG TIN Một hệ thống thông tin trước đưa vào vận hành trình sử dụng cần kiểm tra thường xuyên để bảo đảm tính xác độ tin cậy - Kiểm tra tương tự thường thực hệ thống chuẩn bị đưa vào sử dụng - Kiểm tra số thường tiến hành thường xuyên để đánh giá chất luợng hệ thống mà không cần phải ngắt hệ thống thời gian dài a) Kỹ thuật tương tự- Phép đo tỷ số PAR Tín hiệu đường truyền thường bị biến dạng hai nguyên nhân: độ suy giảm biên độ theo tần sốvà biến dạng trễ pha Việc đo đạc hai đại lượng 25 tốn thời gian thực suốt thời gian nghiên cứu hệ thống, công việc thường ngày Phép đo tỷ sốPAR phương pháp thử nhanh cho phép ta đánh giá hệ thống Đây phép đo tỷ số trị đỉnh trị trung bình tín hiệu nhận (Peak to average Ratio) Kỹ thuật PAR dùng máy phát máy thu nối qua hệ thống truyền băng tần âm Máy phát phát tín hiệu để kiểm tra chuỗi xung, máy thu nhận tín hiệu xung này, suy giảm biên độ biến dạng pha hệ thống làm tiêu hao lượng tín hiệu làm giảm tỷ sốgiá trị đỉnh EPK trị trung bình tín hiệu chỉnh lưu toàn kỳ EFWA (Full Wave Average) Tỷ số giá trị PAR Nếu có biến dạng với trị số chuẩn hóa 0,75 giá trị PAR 50% Đây giá trị chấp nhận với hệ thống có vận tốc truyền lên tới 2400 bps Giá trị PAR nhạy biến dạng suy giảm biên độ, trễ pha, nhiễu cao, hệ thống không tuyến tính họa tần tín hiệu b) Phép đo biến dạng dùng biểu đồ mắt Một phương pháp đo biến dạng hữu hiệu hệ thống truyền liệu dùng biểu đồ mắt (Eye pattern) -Biểu đồ mắt : Dùng tín hiệu xung clock có giá trị br (tức tần số) xác định, dùng kích khởi mạch quét ngang dao động nghiệm tín hiệu số cần kiểm tra tín hiệu , thay đổi cách đưa vào lệch dọc dao động nghiệm Một biểu đồ mắt có dạng (H 6.11) xuất ảnh dao động nghiệm Sự hình thành biểu đồ mắt hiểu chồng chất tín hiệu 1, thay đổi liên tục tạo (H 6.12) minh họa hình thành 26 Nếu tín hiệu xung vào dao động nghiệm gần lý tưởng biểu đồ mắt có dạng gần giống hình chữ nhật, ta nói biểu đồ mắt hoàn toàn mở(H 6.11.a) Trong thực tế biến dạng tránh khỏi hoàn toàn biểu đồ mắt đóng lại (H6.11.b) Giao điểm biến đổi từ xuống ngược lại gọi giao điểm1/0 Sự thay đổi theo chiều ngang giao điểm 1/0 biến động (jitter) (H 6.13) cho thấy giá trị biến động khác biểu đồ mắt (H 6.13.a) trường hợp biến động, (H 6.13.b) biến động khoảng 5%, (H 6.13.c) khoảng 10%, (H 6.13.d) khoảng 20%, (H 6.13.e) khoảng 50% (H 6.13.f) > 50% Sự biến động lớn biểu đồ mắt khép lại, kích thước vòng mở trung tâm biểu đồ mắt cho ta chất lượng hệ thống 27 Việc đánh giá chất lượng tín hiệu biểu đồ mắt chỉcho kết tin cậy : - Tín hiêụ 1,0 tạo mạch phải đối xứng - Đường dây phải điều hợp tổng trở để tránh sóng phản xạ - Thời gian trễ tín hiệu chuyển từ mức lên hay ngược lại phải Nếu điều kiện không thỏa chất lượng tín hiệu sút giảm việc đánh giá không xác 28 [...]... của xung đồng hồ thu RxC - 825 1A giao tiếp với modem (H 6.9) là một mẫu giao tiếp giữa 825 1A và modem,chuẩn giao tiếp RS-449 được sử dụng Xung đồng hồ thu phát được cấp từ modem b) SSDA 68 52 của Motorola 22 68 52 của Motorola là IC điều hợp đồng bộ nối tiếp (Synchronous Serial Data Adaptor, SSDA) loại NMOS 24 chân được chế tạo để giao tiếp với họ vi xử lý 6800 của Motorola trong chế độ đồng bộ (H 6.10)... hiện chế độ đồng bộ từ bên ngoài thì chân này là ngã vào, tín hiệu dương đến chân này báo 825 1A bắt đầu nhận dữ liệu 20 - 822 51A ở chế độ phát đồng bộ 825 1A bắt đầu phát dữ liệu ngay sau khi CPU nạp từ SYNC cho đến khi không còn tín hiệu để phát, thanh ghi đệm phát trống mà CPU không nạp ký tự kế tiếp thì 825 1A tự động thêm từ SYNC vào và phát đi - 825 1A ở chế độ thu đồng bộ - Khi sự đồng bộ được thực... phát đồng bộvà bất đồng bộ Trong chương 4 ta đã khảo sát IC này trong chế độ bất đồng bộ, bây giờ chúng ta tìm hiểu thêm một số tính chất của IC trong chế độ đồng bộ Vận hành ở chế độ đồng bộ8 25 1A có vận tốc truyền lên tới 64 kbps Chi tiết các thanh ghi điều khiển, lệnh và trạng thái cho ở bảng 6.3 và 6.4 Để IC hoạt động ở chế độ đồng bộ bit D0 và D1 trong thanh ghi điều khiển = 00, các bit D2, D3,... tiên, việc này khiến 825 1A dò từ SYNC trong dòng dữ liệu đến, sau khi dò ra USART chấm dứt chế độ HUNT và máy thu trong tình trạng đồng bộ hóa, chân SYNDET lên cao để báo cho µP biết - Khi sự đồng bộ được thưc hiện từ bên ngoài, xung đồng hồ dời bit của máy thu được cấp vào chân RxC Xung này thường được cấp từ modem và phải đồng bộ với dòng dữ liệu thu được Ở chế độ đồng bộ, 825 1A làm việc với một... chỉ có chức năng thu phát đồng bộ, 68 52 có một số chi tiết không giống như 825 1A Đặc biệt nó có bộ đệm thu phát 3 byte hoạt động theo kiểu vào trước ra trước (First In, First Out, FIFO) Sử dụng bộ đệm này 68 52 có thể vận hành theo chế độ byte kép (Double-byte) nghĩa là CPU có thể đọc hoặc ghi đồng thời 2 ký tự mà không phải đợi Việc chọn chế độ vận hành và điều khiển ở SSDA đều thông qua µP bằng cách... khung cuối cùng của trạm thứ cấp - Chế độ không kết nối bất đồng bộ (Asynchronous Disconnect Mode - ADM) : ADM tương tự nhưDM ngoại trừ một điểm là trạm thứ cấp có thể khởi động chế độ DM hay RIM bất cứ lúc nào 3 Khảo sát vài IC LSI truyền đồng bộ Chúng ta khảo sát dưới đây hai IC tiêu biểu - USART 825 1A của Intel - SSDA 68 52 của Motorola a) USART 825 1A của Intel Bảng 6.3 TừControl và command Ghi chú:Resetlỗi... thanh ghi điều khiển = 00, các bit D2, D3, D4, D5 như trong phần bất đồng bộ, bit D6 cho phép chọn thực hiện đồng bộ từ bên trong hay bên ngoài và bit D7cho phép chọn 1 hay 2 từ SYNC - Chân SYN/BREAK của IC trong chế độ đồng bộ có thể là ngã ra hoặc ngã vào và tùy thuộc vào từ điều khiển trong chương trình Khi thực hiện chế độ đồng bộ bên trong thì chân này là ngã ra, ở mức thấp khi được reset và lên... bộ) - Ghi từ điều khiển vào thanh ghi CR1 đểduy trì điều kiện reset và xác định địa chỉ thanh ghi CR2 24 - Ghi từ điều khiển mon gmuốn vào thanh ghi CR2 - Ghi từ điều khiển vào thanh ghi CR1 để duy trì điều kiện reset và truy xuất thanh ghi mã đồng bộ kế tiếp -Ghi mã mong muốn vào thanh ghi mã đồng bộ - Ghi từ điều khiển mong muốn vào thanh ghi CR1 (bao gồm việc cho phép thu và (hoặc) phát) - Phát... nhiều điểm tương đồng với 825 1A Mỗi khi máy thu dò ra từSYNC trong dòng dữ liệu đến, chân SM xuất hiện xung có chiều dài 1 bit ( giống nhưchân SYNDET của 825 1A) - Khởi động 68 52 Khởi động 68 52 bao gồm các bước sau : - Reset chip bằng cách ghi từ điều khiển vào thanh ghi CR1và xác định địa chỉ thanh ghi CR3 - Ghi từ điều khiển mong muốn vào thanh ghi CR3 (chọn số từ SYN và chế độ đồng bộ) - Ghi từ điều... được cấp từ modem và phải đồng bộ với dòng dữ liệu thu được Ở chế độ đồng bộ, 825 1A làm việc với một tần số cố định của xung đồng hồ (chứ không được chia như ở chế độ bất đồng bộ) Tần số xung này phải phù hợp với vận tốc truyền bit - Khởi động 825 1A Tương tự như ở chế độ bất đồng bộ, ngoại trừ ký tự SYNC phải đươc lập trình như sau - Reset chip: đưa chân RST lên cao (Reset cứng) hoặc set bít IR trong