Serielle Datenübertragung
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| Technische Yschränkung: Dr koräkt Titel wär: »serielli Dateüberträgig« |
Bi dr serielle Dateübertragig wärde digitali Date hintrenander über e beschtimmts Medium übertrage. Di Übertragig cha bitwies (je Zitschritt ei Bit) odr au in Baud erfolge z.B bim Modem. Dodrbi isch nit zwingenderwies 1 Baud mit 1 Bit per second gliechzsetze (z.B. bi dr 16-QAM isch 1 Baud = 4 Bit/sec) (lueg Modulationsarte). Als Medium wird meischtens e Kabel brucht, glich isch abr au dr Äther (Funkübertragig), Glasfaser, Luft odr e anders Medium denkbar. Di serielli Datenübertragig wird immer denn brucht, wenn 's Übertragigsmedium (z.B. möglichst wenig Einzelleiter) begränzt isch (me meischtens numme ei Chanal het) odr e Koschtefaktor darstellt. Grundsätzlich goht säll uf Koschte vo dr Übertragigskapazität. Isch d' Übertragigskapazität wichtiger bietet sich di paralleli Dateübertragig a (lueg au Bus-Syschtem).
Ufgrund vo dr Fortschritt in dr Halbleitertächnik gits mittlerweil derart schnelli koschtengünschtigi Serial-Parallelwandler, teilwies UART gnennt, das bischpielswies d' Kabelkoschte bi nere parallele Datenübertragig immer mehr ins Gwicht falle. Abgseh dodrvo isch de sognannte Clk-Skew bi immer schnällere Übertragigsroten mit möglichscht wenige Leitige lichter beherrschbar.
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[ändere] Clk-Skew:
Ufgrund vo nit identische Leitigsparameter chömme di Einzel-Signal nümmi glichzitig bim Empfänger a. (z.B. gezielt Mäanderförmigi Leitige uf moderne PC-Boards versueche de Clk-Skew z' minimiere)
[ändere] Begriffserklärige
Es git verschiedeni Schtandards, übr di e serielli Übertragig erfolge cha (lueg Serielli Schnittschtell).
[ändere] GND-Leitig
(Masse): Isch e Kabel odr Schirm zwüsche verschiedeni Grät um möglichscht gliechs Potential z' gwährleischte. Fließt übr 's GND-Kabel e Schtrom, entschtoht durch de Innenwiderschtand e Spannigsabfall, der 's Nutzsignal schtört.
[ändere] single-ended (unbalanced):
Bi nere single-ended Übertragig het dr Empfänger als Bezugspotential GND (in dr Hoffnig das es bim Sender genauso isch). Wärde di Signal über Leitigspaar gschickt, indem jeds Leitigspaar us Schirm un Inneleiter wie bi Koaxialleiter bschtoht, spricht me trotzdem vo unbalanced transmission.
[ändere] Differentielli (balanced) Übertragig:
Do wird im Empfänger vo 2 gleichwertige Leitige 's Differenzsignal bildet um 's Nutzsignal zrück z' gwinne. Glichtaktstörige hebe sich somit use. Chleineri Potentialverschiebige schtöre nit d' Übertragig.
[ändere] asynchroni Dateübertragig:
Bi de asynchrone Dateübertragig wird numme dann e Datenschtrom zue me beliebige Zitpunkt erzügt, wenn Date afalle z.B. bim Taschtedruck uf eme Terminal. Do drus folgt, dass jeds gsendeti Datum Synchronisationsinformatione z.B. Start-Bit, bechannti Baudrate, Stop-Bit (lueg RS232) brucht. Durch 's Startbit wird e quasi Synchronisation vo Sender un Empfänger erzügt. Wärden vieli gleichi Bits übertrage z.B. vieli Nulle, hat dr Empfänger chei Möglichkeit meh sich uf de Sender z' synchronisiere ußer durch si hoffentlich glichi interni Taktrote (Baudrote).
[ändere] synchroni Dateübertragig:
Durch kontinuierliches Sende un geignete Codierig vo dr Nutzdate cha sich dr Empfänger immer uf di Sendergschwindigkeit synchronisiere. Di übertragende Daten selbst reiche us zuer Synchronisation. Schpezielli Synchronistions-Bits für jeds einzeln gsendeti Datum sin dann nümmi nötig. D' Übertragig wird somit effizienter. D' Nutzdaten sin quasi in eme nit abrißende Dateschtrom ibettet.
[ändere] Witeri Merkmol un Eigeschafte:
Im Folgende wärde e paar Begriff odr Merkmol ufzellt di grundsätzlich jedem serielle Übertragigsschtandart zuezordne sin. Des weitere wird zwüsche Eigeschafte vo dr physikalische Schnittstelle Hardware un de Protokoll unterschiede.
- RZ-Code z.B. Manchester Code odr NRZ-Code?
- glichspannigsfrei odr mit Gleichanteil? (lueg NRZ)
- galvanischi Trennig? (lueg NRZ odr allg. Galvanischi Trennig)
- Wird 's Datum in Form vo Strom, Spannung, Phase oder anderes übertrage?
- Punkt-zue-Punkt Verbindig (P2P) odr Multipoint (serielle Bus)
- Bidirektional odr unidirektional
- Halbduplex odr Vollduplex
- Hardware-Handshake (lueg Hardware-Protokoll) odr Software-Handshake (lueg Software-Protokoll)
- Übertragigsfehlerbehandlig: Parität, CRC, Hamming-Distanz, etc. (lueg Kodierigstheorie)
- Bi Datebusse Arbitrierig: Prioritätsschtürig über Toke, CSMA, etc.
- Arbitrierig: Multimaster odr Masterslave
- Echtzitfähigkeit? z.B. bi Feldbussse erforderlich
