Seri İletişim #1 - Temel

Haberleşme |

Veri iletimi, dijital veriyi bir noktadan başka bir noktaya/noktalara taşımaktır. Bu iki şekilde sağlanabilir. Ya çoklu iletişim kanallarından aynı anda ya da tek kanaldan birbirinin ardı sıra gönderilebilir.

Seri iletişimin çalışma prensibi, bütün veriyi tek kanaldan 1 bitlik parçalar hâlinde, sırayla göndermektir. Bu yönüyle paralel iletişimin karşıtıdır.

Seri iletişim tek kanal kullanır bu nedenle çoğu alanda paralel iletişimin yerini almıştır. Çünkü; kablo masraflarını azaltması ve senkronizasyon problemlerinin kolay ve düşük masrafla çözülebilirliği göz önüne alındığında paralel iletişimden üstündür.

Paralel İletişim
Paralel İletişim

Yukarıdaki paralel iletişim örneğinde görülen 8 kablo half-duplex seri iletişimde tek kabloya indirgenir. Bu indirgenme basit görünebilir fakat kablo maliyetlerini ve doğaya verdiği zararı göz önüne alırsanız ciddi bir olay olduğunu görürsünüz. Çünkü, kablo arttıkça kapladığı alan ve izolasyon masrafları artacaktır.

Seri İletişim
Seri İletişim

Senkron Seri İletişim

Senkron seri iletişimde alıcı ve verici ortak saat sinyalini kullanırlar. Bu sinyal için, harici saatten gelen fazladan bir kabloya ihtiyaç duyulmaktadır. Bu nedenle haberleşmede daha çok asenkron seri iletişim kullanılmaktadır. Genellikle durmaksızın veri transferi yapılması gereken yerlerde kullanılır.

Asenkron Seri İletişim

Seri iletişim deyince akla -yaygın kullanıldığı için- asenkron seri iletişim gelir. Asenkron seri iletişim hâlindeki aygıtlar, saat sinyallerini ortak bir merkezden almazlar. Asenkron seri iletişim, randımanlı ve az hatalı yapılabilmesi için bir takım unsurlara ihtiyaç duyar.

Bazı temel gereksinimler şunlardır:

  • Senkronizasyon bitleri
  • Eşlik bitleri (hata sezme yöntemlerinden biri)
  • İletişim hızı (baud rate)

İki aygıt arasında paylaşılacak veriler veri paketleri şeklinde gönderilir. Bu veri paketlerine çerçeve (frame) denir.

İletişim Hızı

Verinin ne kadar hızlı gönderileceğini tayin eder. Saniyede gönderilen bit sayısı olarak ifâde edilebilir. Birimi bps'dir. İletişim hızı saat sinyaline göre çeşitli değerler alabilir. Burada önemli olan nokta asenkron seri iletişimde saatlerin farklı olduğu için iletişim hızının ortak bir değerde tutulması gerektiğidir. Aksi durumda, yani farklı saat hızlarında çalışan iki aygıtta veri kaybının önüne geçilemez.

Yaygın olarak kullanılan 9600 bps dışında, 1200 bps, 2400 bps, 4800 bps, 19200 bps, 38400 bps, 57600 bps ve 115200 bps hızları da standard olarak kullanılmaktadır.

Verinin Yapısı

İletişim hızını ayarlayarak asenkron iletişimin karakterini biraz doğrulttuk. Şimdi verileri gönderirken tercih edebileceğimiz yöntemleri düşünüp daha stabil hâle getirelim.

Seri iletişimde verilerimizi göndereceğimiz boyut özellikle belirtilmemiştir. Dolayısıyla çeşitli büyüklüklerde veri paketleri gönderebiliriz.

Bu noktada ihtiyaçlarımız devreye giriyor. Eğer bir ASCII karakteri göndermek istiyorsak 7 bitlik bir veri yığını işimizi görecektir. UTF-8 karakteri göndermek içinse 8 bit ile 32 bit arası bir veri yığını gereklidir. Benzer şekilde 0-255 ya da -128 - +127 aralığında bir sayı göndermek için 8 bit yeterli olacaktır.

Karakter genişliğine karar verdikten sonra bir diğer önemli konu gönderim sıralamasıdır. Aynı zamanda bit numaralandırma da denebilir1. En anlamlı bitin (MSB) sonda olduğu sıralamaya Big-Endian, başta olduğu sıralamaya Little-Endian denir.

Senkronizasyon Bitleri

Asenkron seri iletişimde hat boşta iken lojik 1 seviyesindedir. Veri paketlerinin gönderimi ayrıktır. Bunun için gönderilmeye başlandığı ve bittiği yerin anlaşılması için veri paketi bir başlangıç biti ve bir ya da iki bitiş (dur) biti ile işaretlenir.

Seri iletişim veri paketi
Veri Paketi

Parite (Eşlik) Bitleri

Parite kavramı, matematikte herhangi bir tam sayının çift ya da tek olması durumudur. Parite bitleri düşük seviye hata kontrolü için kullanılır. Parite biti, verideki bitlerin sayısal toplamını çift ya da tek sayıya tamamlar. Örneğin; çift eşlik modunda, |0|1|1|0|0|0|0|1| şeklindeki bir veri için eşlik biti 1'dir. Çünkü bitler toplamı 3 olup, bunu çift sayıya tamamlamak için 1 eklemek gerekir.

Parite biti opsiyoneldir. Hata sezmek için kullanılır fakat özellikle yüksek gürültülü sinyallerde hatalı sonuçlar verir. Çünkü bu hata sezme yönteminin dezavantajı, 2 ya da katları bit kadar hatalı bit olduğu takdirde sayının çiftlik ya da teklik durumunun değişmemesidir.

Seri iletişim veri paketi eşlik bitleri
Parite biti eklenmiş veri paketi