Asynkroninen tiedonsiirto

Asynkronisen tiedonsiirron määritelmä

Asynkroninen tiedonsiirto on menetelmä, jossa yksittäiset merkit lähetetään yksi kerrallaan, ja lähettäjä sekä vastaanottaja käyttävät omia itsenäisiä kellojaan kunkin bitin ajoituksen määrittämiseen. Toisin kuin synkronisessa tiedonsiirrossa, joka vaatii lähettäjän ja vastaanottajan ajoituksen synkronoinnin, asynkroninen tiedonsiirto lähettää dataa kehyksissä, jotka koostuvat aloitusbitistä, databiteistä, valinnaisesta pariteettibitistä virheentunnistukseen ja stopbitistä.

Kuinka asynkroninen tiedonsiirto toimii

Asynkronisessa tiedonsiirrossa data jaetaan kehyksiin, joista kukin sisältää aloitusbitin, databittejä (yleensä 7 tai 8), valinnaisen pariteettibitin ja stopbitin. Nämä elementit toimivat yhdessä varmistaakseen datan onnistuneen lähetyksen ja vastaanoton:

Aloitusbitti: Aloitusbitti merkitsee uuden merkin alkamista ja synkronoi vastaanottajan kellon lähettäjän kellon kanssa. Se on aina matala (0) ja auttaa vastaanottajaa mukauttamaan sisäisen kellonsa vastaamaan lähettäjän kelloa.

Databitti: Databiteissä on varsinainen välitettävä informaatio. Ne voivat olla 7 tai 8 bitin pituisia merkkiä kohden käytettävästä koodauksesta riippuen. Tarkka bittien määrä määräytyy merkistöstä ja erityisestä protokollasta.

Pariteettibitti: Valinnainen pariteettibitti voidaan sisällyttää virheentarkistukseen asynkronisessa tiedonsiirrossa. Pariteettibitti asetetaan arvoon 1 tai 0 ennalta määritetyn säännön (pariton tai parillinen pariteetti) perusteella, mahdollistaen vastaanottajan havaita lähetyksen aikana tapahtuneet virheet. Jos vastaanottaja havaitsee virheen pariteettibitissä, se voi pyytää tietojen uudelleenlähetystä.

Stopbitti: Stopbittiä käytetään synkronointiin ja se merkitsee tietokehityksen loppua. Se on aina korkea (1) ja sallii vastaanottajan resynkronoida kellonsa seuraavaa merkkiä varten. Stopbitti varmistaa, että vastaanottaja on valmis vastaanottamaan seuraavan merkin ja estää datan päällekkäisyyden.

Asynkronisen tiedonsiirron edut

Asynkroninen tiedonsiirto tarjoaa useita etuja dataviestinnässä:

Joustavuus: Asynkroninen tiedonsiirto mahdollistaa tiedon lähettämisen epäsäännöllisin väliajoin, mikä tekee siitä sopivan sovelluksiin, joissa lähetysaika voi vaihdella. Se ei nojaa kiinteään kellonopeuteen kuten synkroninen tiedonsiirto.

Tehokkuus: Asynkroninen tiedonsiirto vaatii vain yhden johdon datalle eikä tarvitse jatkuvaa synkronointia lähettäjän ja vastaanottajan välillä.

Virheentunnistus: Pariteettibitin sisällyttäminen asynkroniseen tiedonsiirtoon mahdollistaa virheiden tunnistamisen, mikä parantaa datan eheyttä.

Yhteensopivuus: Asynkroninen tiedonsiirto voidaan käyttää laajalla valikoimalla laitteita ja protokollia, mikä tekee siitä erittäin yhteensopivan.

Asynkronisen tiedonsiirron haitat

Hyödyistään huolimatta asynkronisella tiedonsiirrolla on myös joitakin rajoituksia:

Hitaampi nopeus: Asynkroninen tiedonsiirto on yleensä hitaampaa synkroniseen tiedonsiirtoon verrattuna lisäbittien vuoksi, joita tarvitaan aloitus-, stop- ja mahdolliseen pariteettiin.

Ylimäärä: Aloitus-, stop- ja pariteettibittien sisältyminen jokaiseen kehykseen lisää ylimääräistä ylikuormitusta tiedonsiirtoon, mikä vähentää yleistä tehokkuutta.

Virheentunnistus, ei korjaus: Vaikka asynkroninen tiedonsiirto käyttää pariteettibittiä virheiden tunnistamiseen, sillä ei ole kykyä korjata virheitä. Jos virhe havaitaan, vastaanottaja pyytää yleensä tiedon uudelleenlähetystä.

Käyttötapaukset ja esimerkit

Asynkronista tiedonsiirtoa käytetään yleisesti eri sovelluksissa ja teollisuudenaloilla. Joitakin esimerkkejä ovat:

1. Sarjaviestintä: Asynkronista tiedonsiirtoa käytetään laajalti sarjaviestintäliitännöissä, kuten RS-232, siirtämään tietoa laitteiden välillä.

2. Näppäimistön ja hiiren viestintä: Asynkronista tiedonsiirtoa käytetään näppäimistö- ja hiiriliitännöissä näppäinpainallusten ja kohdistimen liikkeiden lähettämiseen tietokoneelle.

3. Modeemiviestintä: Asynkronista tiedonsiirtoa käytetään modeemiviestinnässä siirtämään tietoa puhelinlinjojen yli.

4. Päätteen emulointi: Asynkronista tiedonsiirtoa käytetään päätteen emulointisovelluksissa perinteisten sarjapäätteiden käyttäytymisen emuloimiseksi.

Asynkroninen tiedonsiirto on menetelmä tietojen lähettämiseen, jossa yksittäiset merkit lähetetään yksi kerrallaan, ja lähettäjä sekä vastaanottaja käyttävät omia kellojaan kunkin bitin ajoituksen määrittämiseen. Se tarjoaa joustavuutta, virheentunnistusta ja yhteensopivuutta, mutta on yleensä hitaampi ja aiheuttaa enemmän ylikuormitusta verrattuna synkroniseen tiedonsiirtoon. Asynkronisella tiedonsiirrolla on sovelluksia monilla teollisuudenaloilla, kuten sarjaviestinnässä, näppäimistö- ja hiiriliitännöissä, modeemiviestinnässä ja päätteen emuloinnissa. Ymmärtämällä asynkronisen tiedonsiirron periaatteita ja sovelluksia voimme paremmin ymmärtää ja hyödyntää tätä modernin dataviestinnän keskeistä osaa.

Liittyvät termit

• Synchronous Transmission: Menetelmä datan lähettämiseen synkronoituina lohkoina.
• Bit Rate: Nopeus, jolla bitit lähetetään, vastaanotetaan tai käsitellään aikayksikköä kohden.
• Parity Bit: Eräänlainen virheentarkistusbitti, jota käytetään asynkronisessa tiedonsiirrossa virheiden havaitsemiseen datassa.