Elettronica applicata/Collegamenti seriali sincroni

Codifiche (N)RZ

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

• 
  Codifica NRZ-L
• 
  Codifica NRZ-S
• 
  Codifica RZ-M

• 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)

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-3

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 Manchester

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 stuffing

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 xByB

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 y – x 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 analogiche

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
• 
  Modulazione PSK

• 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.