2. Transmisión de datos

abril 26, 2017

2. Transmisión de datos

2.1. Buses

¿Qué es un Cable Bus o Bus?

Un bus es un cable dentro de un ordenador o dispositivo, que consta de un conector y un conjunto de cables, que proporcionan el transporte de información de un componente a otro del ordenador. Permite la comunicación entre dispositivos. Los buses son los caminos por los que fluye la información, por eso a veces se llaman autopista de la información. Los diferentes tipos de buses han evolucionado junto con los ordenadores personales y otras piezas del hardware.

Tipos de Buses

Podríamos hacer una primera clasificación:

- Buses internos: llevan los datos por dentro de la placa base. Normalmente se llaman pistas, como ya vimos.

- Buses Externos: transportan datos a periféricos y otros dispositivos conectados a la placa base. Estos son a los que realmente se les llama cable buses.

Un bus interno permite la comunicación entre los componentes internos, tales como una tarjeta de vídeo y las memorias. Un bus externo es capaz de comunicarse con componentes externos, como un disco duro.

En función de su forma tenemos:

ATA (Advanced Technology Attachment) es una bus estándar para conectar dispositivos de almacenamiento como discos duros y unidades de CD-ROM en los ordenadores. Existen muchos términos y sinónimos de ATA, incluyendo abreviaturas como IDE, ATAPI, y UDMA. Suelen tener 40 pins en paralelo (uno al lado del otro). ATA es una conexión en paralelo, el envío de muchos bits a la vez a través de un conector ancho, plano, con una velocidad de transferencia de datos máxima de 133 Mb/s

SATA (serial ATA) : es la evolución del de ATA. Utiliza un cable con menos conductores y un conector mucho más pequeño. Tienen mayores velocidades de transmisión de datos y ocupan menos espacio. Por lo general tienen velocidades de transferencia de hasta 600 Mb/s.

2.2. Transmisión en Serie & Paralelo

Los dos tipos de transmisión que se pueden considerar son serie y paralelo. Para transmisión serial los bits que comprenden un carácter son transmitidos secuencial-mente sobre una línea; mientras que en la transmisión en paralelo los bits que representan el caracter son transmitidos serial-mente. Si un carácter consiste de ocho bits, entonces la transmisión en paralelo requerirá de un mínimo de ocho líneas. Aunque la transmisión en paralelo se usa extensamente en transmisiones de computadora a periféricos, no se usa aparte que en transmisiones dedicadas por el costo que implica el uso de circuitos adicionales.

La transmisión serial es más lenta que la paralela puesto que se envía un bit a la vez. Una ventaja significativa de la transmisión serial en relación a la paralela es un menor costo del cableado puesto que se necesita un solo cable se tiene un octavo del costo que se ocuparía para transmisión paralela. Este ahorro en costo se vuelve más significativo conforme sean mayores las distancias requeridas para la comunicación.

Otra ventaja importante de la transmisión serial es la habilidad de transmitir a través de líneas telefónicas convencionales a mucha distancia, mientras que la transmisión en paralelo esta limitada en distancia en un rango de metros.

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2.4.La sincronía en transmisiones serie

Comunicación Sincrónica: es una técnica que consiste en el envío de una trama de datos (conjunto de caracteres) que configura un bloque de información comenzando con un conjunto de bits de sincronismo (SYN) y terminando con otro conjunto de bits de final de bloque (ETB). En este caso, los bits de sincronismo tienen la función de sincronizar los relojes existentes tanto en el emisor como en el receptor, de tal forma que estos controlan la duración de cada bit y carácter.

Características

Los bloques a ser transmitidos tienen un tamaño que oscila entre 128 y 1,024 bytes. La señal de sincronismo en el extremo fuente, puede ser generada por el equipo terminal de datos o por el módem. Cuando se transmiten bloques de 1,024 bytes y se usan no más de 10 bytes de cabecera y terminación, el rendimiento de transmisión supera el 99 por 100.

Ventajas

Posee un alto rendimiento en la transmisión
Los equipamientos son de tecnología más completa y de costos más altos
Son aptos para transmisiones de altas velocidades (iguales o mayores a 1,200 baudios de velocidad de modulación)
El flujo de datos es más regular.

2.5. Transmisiones "Simplex", "Half-duplex" y "Full-duplex"

Los sistemas se pueden clasificar según su direccionalidad y momento en el que se efectúa la transmisión en los siguientes tipos:

Símplex
En este modo solo es posible la transmisión en un sentido, del terminal que origina la información hacia el que la recibe y procesa. Un ejemplo claro de este tipo son las emisoras de radiodifusión.

Semidúplex (half – dúplex)
Permite la transmisión en ambos sentidos de manera alterna. Un ejemplo de este tipo son las transmisiones efectuadas por radioaficionados.
Dúplex (full – dúplex)
Consiste en la transmisión en ambos sentidos de manera simultánea. Esta forma de trabajo es la más eficiente. Un ejemplo son las comunicaciones telefónicas.

2.6. Funciones y descripción de la UART

El corazón del sistema de comunicaciones serie es la UART, acrónimo de Universal Asynchronous Receiver-Transmitter. Es un chip cuya misión principal es convertir los datos recibidos del bus del PC en formato paralelo, a un formato serie que será utilizado en la transmisión hacia el exterior. También realiza el proceso contrario: transformar los datos serie recibidos del exterior en un formato paralelo entendible por el bus.

La UART es un dispositivo programable en el que pueden establecerse las condiciones que se utilizarán para la transmisión (velocidad, paridad, longitud y bits de parada). En los primeros PCs, eran circuitos integrados 8250 de National Semiconductor (un chip de 40 patillas DIP -Dual-In-Line-), pero se han ido utilizando otros a lo largo de la evolución del PC. Los más significativos se señalan a continuación:

NS 8250 La UART del IBM PC original; este circuito tenía un pequeño "bug" que fue corregido mediante las oportunas modificaciones en las rutinas BIOS. Fue sustituido por el 8250-B.
NS 8250A: Este chip corregía los problemas de los predecesores, sin embargo no podía ser utilizado en los modelos XT precisamente porque sus BIOSes trataban de corregir un problema inexistente. En cualquier caso este chip no funcionaba más allá de 9600 bps.
NS 8250B: Este chip fue el último de la saga de los 8250, y reinstaló el antiguo bug, de forma que pudiera funcionar correctamente con las BIOSes de los XT. Todos los de esta serie tenían un acceso muy lento, lo que obligaba a incluir estados de espera en el procesador. Tampoco funcionaba por encima de 9600 bps.
NS 16450: Fue el chip elegido para acompañar a los procesadores i286 de clase AT. Funcionaba bien a 9600 bps, e inauguró la época de módems de alta velocidad. Sin embargo no funcionaba correctamente en los sistemas XT, debiendo ser sustituido por el 16550.
NS 16550: Fue el primer chip de su clase dotado con búferes FIFO para transmisión y recepción de 16 bytes, que le hacen especialmente indicado para comunicaciones rápidas. Era más rápido que el 16450, operando por encima de los 9600 bps, pero seguía adoleciendo de algunos problemas, especialmente en los búferes, por lo que también fue sustituido.
NS 16550A: Es la más rápida y fiable de las UARTs; adecuada para operar con módems de alta velocidad, puede operar a 115 Kbps. Su lógica es compatible pin a pin con el 16450, al que puede sustituir. Además puede utilizar canales DMA.
A partir de aquí existen versiones mejoradas de NS o compatibles con el 16550A de otros fabricantes.