Elettronica applicata/Collegamenti seriali sincroni

CopertinaElettronica applicata/Copertina
  1. Circuiti digitali
    1. Circuiti logiciElettronica applicata/Circuiti logici
    2. Circuiti sequenziali IElettronica applicata/Circuiti sequenziali I
    3. Circuiti sequenziali IIElettronica applicata/Circuiti sequenziali II
    4. Logiche programmabiliElettronica applicata/Logiche programmabili
    5. Comparatori di sogliaElettronica applicata/Comparatori di soglia
    6. Generatori di onda quadraElettronica applicata/Generatori di onda quadra
  2. Bus e interconnessioni
    1. InterconnessioniElettronica applicata/Interconnessioni
    2. Modelli a linea di trasmissioneElettronica applicata/Modelli a linea di trasmissione
    3. Pilotaggio di lineeElettronica applicata/Pilotaggio di linee
    4. Cicli di trasferimento baseElettronica applicata/Cicli di trasferimento base
    5. Protocolli di busElettronica applicata/Protocolli di bus
    6. Collegamenti serialiElettronica applicata/Collegamenti seriali
    7. Collegamenti seriali sincroniElettronica applicata/Collegamenti seriali sincroni
    8. Integrità di segnaleElettronica applicata/Integrità di segnale
  3. Sistemi di acquisizione dati
    1. Sistemi di conversione A/D e D/AElettronica applicata/Sistemi di conversione A/D e D/A
    2. Convertitori D/AElettronica applicata/Convertitori D/A
    3. Conversione A/DElettronica applicata/Conversione A/D
    4. Convertitori pipeline e differenzialiElettronica applicata/Convertitori pipeline e differenziali
    5. Condizionamento del segnaleElettronica applicata/Condizionamento del segnale
    6. FiltriElettronica applicata/Filtri
  4. Alimentatori e regolatori
    1. Sistemi di alimentazioneElettronica applicata/Sistemi di alimentazione
    2. Regolatori a commutazioneElettronica applicata/Regolatori a commutazione

Codifiche (N)RZModifica

Le codifiche (N)RZ sono sprovviste di tecniche di recupero dati/clock (CDR):

  • codifica NRZ-L: lo stato H rappresenta 1, lo stato L rappresenta 0;
  • codifica NRZ-M: una transizione rappresenta un 1;
  • codifica NRZ-S: una transizione rappresenta uno 0;
  • codifica RZ-M: un impulso H rappresenta un 1;
  • codifica RZ-S: un impulso H rappresenta uno 0.

Tecniche di recupero dati/clock (CDR)Modifica

Siccome due clock indipendenti non sono mai perfettamente isofrequenziali, una lunga sequenza senza transizioni (ad esempio una lunga sequenza di 0 nella codifica NRZ-M) porterebbe a un disallineamento dei clock con conseguente errore nel quantificare il preciso numero di bit nella sequenza → le tecniche di recupero dati/clock (CDR) servono per mantenere la sincronizzazione a livello di bit evitando sequenze senza transizioni.

Codifica MLT-3Modifica

 
Codifica MLT-3

Nella codifica MLT-3 una transizione rappresenta un 1, ma il codice è ternario (3 stati: +, 0, –):

  • se lo stato è + o –, commuta a 0;
  • se lo stato è 0, commuta a + o – (l'opposto della transizione precedente).

Una lunga sequenza di 1 permette comunque la sincronizzazione. La codifica MLT-3 viene usata per i canali a bassa larghezza di banda (es. Ethernet) perché la frequenza del segnale codificato risulta bassa.

Codifica ManchesterModifica

 
Codifica Manchester

Nella codifica Manchester una transizione LH rappresenta un 0, una transizione HL rappresenta un 1. La codifica Manchester garantisce sempre almeno una transizione per bit, quindi la sincronizzazione può avvenire bit per bit. Quando ci sono due bit uguali consecutivi si hanno 2 transizioni per bit → non è adatta per canali a bassa larghezza di banda. Viene usata soprattutto per la memorizzazione di dati su dischi fissi.

Bit stuffingModifica

 
Bit stuffing ogni 4 bit

Il bit stuffing consiste nell'inserimento di uno 0 ogni n 1 consecutivi e di un 1 ogni n 0 consecutivi in modo da ridurre la distanza massima tra una transizione e l'altra.

Codifiche xByBModifica

Una codifica xByB codifica gruppi x bit in gruppi di y > x bit; ogni gruppo di y bit garantisce almeno una transizione. Riduce l'occupazione di banda tanto più i bit in eccesso yx sono limitati.

Esempio: Codifica 4B5B

La sequenza di bit è suddivisa in gruppi da 4 bit, e ogni gruppo è codificato in un gruppo di 5 bit che contiene almeno una transizione:

4B 5B
0000 11110
0001 01001
0010 10100
0011 10101
0100 01010
0101 01011
0110 01110
0111 01111
1000 10010
1001 10011
1010 10110
1011 10111
1100 11010
1101 11011
1110 11100
1111 11101

Modulazioni analogicheModifica

Alcuni canali (es. radio) hanno una banda stretta e centrata intorno a una frequenza alta → la continua non passa, e occorrono tecniche a modulazione:

  • modulazione ASK: la portante ad alta frequenza rappresenta 1, l'assenza della portante rappresenta 0;
  • modulazione PSK: gli stati logici corrispondono a due fasi diverse, e un cambiamento di fase rappresenta una transizione.