Ji°φ Peterka

Cht∞jφ-li si dv∞ komunikujφcφ strany p°edat za urΦit² Φas co mo₧nß nejvφce dat, pak obvykle sßhnou po takovΘm druhu p°enosu, kter² se honosφ p°φvlastkem äsynchronnφ". Co si ale pod tφm sprßvn∞ p°edstavit, a jak se tento druh p°enosu liÜφ od p°enosu asynchronnφho (sprßvn∞ arytmickΘho), o kterΘm jsme si povφdali v minulΘm vydßnφ tΘto rubriky?

Minule jsme si pomohli p°edstavou vlastnφch hodinek na stran∞ p°φjemce i na stran∞ odesilatele, kterΘ ätikajφ" sv²m vlastnφm tempem, nezßvisle na sob∞. V p°φpad∞ asynchronnφho p°enosu jsme si vysv∞tlili, ₧e hodinky p°φjemce se v₧dy äse°φdφ" na zaΦßtku ka₧dΘho jednotlivΘho znaku (bytu) podle tzv. start bitu, kter²m ka₧d² takov²to znak Φi byte zaΦφnß, a po dobu p°φjmu danΘho znaku (bytu) se nesmφ p°φliÜ rozejφt. P°i takovΘmto pohledu na v∞c si pak m∙₧eme definovat synchronnφ p°enos jako takov² p°φpad, kdy hodinky p°φjemce se se°φdφ na zaΦßtku bloku dat, a nesmφ se rozejφt po dobu p°enosu celΘho zmφn∞nΘho bloku.

Podφvejme se na to takΘ z trochu jinΘho pohledu: v p°φpad∞ asynchronnφho p°enosu je synchronizace mezi p°φjemcem a odesilatelem (tj. stejn∞ ätikajφcφ" hodinky) udr₧ovßna v₧dy jen po dobu p°enosu jednotliv²ch znak∙, zatφmco v p°φpad∞ synchronnφho p°enosu v podstat∞ trvale (p°esn∞ji po dobu p°enosu celΘho bloku dat). V∞tÜφ efektivnost synchronnφho p°enosu je pak dßna tφm, ₧e do p°enßÜen²ch dat nepot°ebuje vklßdat specißlnφ prvky (tzv. start bity), kterΘ p°φjemci slou₧φ k op∞tovnΘmu zφskßnφ synchronizace pro pot°eby p°φjmu danΘho znaku (bytu). Na druhΘ stran∞ je asi z°ejmΘ, ₧e synchronnφ p°enos zase nßroΦn∞jÜφ na kvalitu ähodinek" p°φjemce, kterΘ musφ z∙stat trvale v synchronizaci.

Je ale v∙bec mo₧nΘ sestrojit takovΘ hodinky, kterΘ by na stran∞ p°φjemci vydr₧ely v synchronizaci libovoln∞ dlouho, pro p°enos libovoln∞ dlouhΘho bloku? NaÜt∞stφ to ale nenφ nezbytn∞ nutnΘ, proto₧e udr₧enφ trvalΘ synchronizace lze dosßhnout i jin²mi zp∙soby. Nap°φklad tφm, ₧e p°φjemce si bude svΘ hodinky pr∙b∞₧n∞ se°izovat podle jednotliv²ch datov²ch bit∙ - zde je mo₧nΘ si pro jednoduchost p°edstavit, ₧e nap°φklad jedniΦka je reprezentovßna skokovou zm∞nou p°enßÜenΘho signßlu, zatφmco logickß nula absencφ takovΘto skokovΘ zm∞ny. Pak nenφ v∞tÜφ problΘm za°φdit v∞ci tak, aby si p°φjemce se°φdil hodinky p°i ka₧dΘ skokovΘ zm∞n∞, reprezentujφcφ jedniΦku. Mß to ale jeden mal² hßΦek - co kdy₧ bude p°enßÜena dlouhß posloupnost sam²ch nul? Pak hrozφ nebezpeΦφ, ₧e tato posloupnost bude p°φliÜ dlouhß, ₧e hodinky p°φjemce se rozejdou vφce ne₧ by bylo ·nosnΘ, a p°i p°φÜtφ jedniΦce a skokovΘ zm∞n∞ se ji₧ ächytnou" Üpatn∞. Vzßjemnß zßm∞na nul a jedniΦek tento problΘm ne°eÜφ - pom∙₧e a₧ takovΘ opat°enφ, kterΘ se v p°φpad∞ pot°eby postarß o za°azenφ n∞jakΘ tΘ nuly Φi jedniΦky navφc, aby byla p°eruÜena p°φliÜ dlouhß posloupnost stejn²ch Φφslic - jde vlastn∞ o nßm ji₧ dob°e znßmΘ techniky vklßdßnφ bit∙ (bit stuffing), o kter²ch jsme si povφdali v souvislosti s bitov∞ orientovan²mi protokoly (viz CHIPweek Φ. 29).

JeÜt∞ dalÜφ mo₧nostφ pak jsou takovΘ zp∙soby k≤dovßnφ, neboli takovΘ zp∙soby znßzorn∞nφ logick²ch nul a jedniΦek prost°ednictvφm zm∞n p°enßÜenΘho signßlu, kterΘ v sob∞ n∞jak²m zp∙sobem zahrnujφ Φasovßnφ - tedy kterΘ pr∙b∞₧n∞ p°enßÜφ ätep" hodinek odesilatele. Nap°φklad m∙₧e jφt o takovΘ k≤dovßnφ, kterΘ pro vyjßd°enφ ka₧dΘho jednotlivΘho bitu pou₧φvß a₧ dv∞ zm∞ny p°enßÜenΘho signßlu - jednu v₧dy, a druhou v p°φpad∞, ₧e je p°enßÜena jedniΦka (nebo naopak nula). Pak prvnφ äpovinnß" zm∞na reprezentuje jeden ätik" hodin, a tφm p°esn∞ vymezuje bitov² interval, zatφmco druhß nepovinnß zm∞na svou existencφ Φi neexistencφ teprve nese u₧iteΦnou informaci.

Z prßv∞ naznaΦenΘ podstaty synchronnφho p°enosu pak takΘ vypl²vß jedna jeho v²znamnß odliÜnost oproti asynchronnφmu p°enosu: ten je vhodn² v situaci, kdy jsou na stran∞ odesilatele pr∙b∞₧n∞ generovßny jednotlivΘ znaky k odeslßnφ s vφcemΘn∞ nßhodn²mi odstupy mezi sebou - jako je tomu nap°φklad p°i psanφ na klßvesnici znakov∞ orientovanΘm terminßlu Φi obdobnΘm za°φzenφ. Naproti tomu synchronnφ zp∙sob p°enosu svou podstatou vychßzφ vst°φc spφÜe situaci, kdy data jsou zadßvßna k odeslßnφ v cel²ch v∞tÜφch blocφch, a nikoli jednotliv∞ po bytech Φi znacφch.