Todos los ordenadores pueden comunicarse con el mundo exterior, enviando o recibiendo informaciones de varias maneras. Sin embargo, el modo común, que todos entienden es dado de una manera llamada RS232 y que se aplica a la comunicación en serie. Todos los ordenantes tienen un puerto serie y todos ellos se comunican desde acuerdo con normas aprobadas por la EIA (Asociación de la industria electrónica) y lo revisaremos en este artículo. (1998)
Cuando se desea conectar dos ordenadores de manera que puedan cambiar informaciones una de las maneras más utilizadas es la que hace el uso del puerto serial más conocida como RS-232.
El nombre RS232 viene del hecho de que los datos la manera Si envían y si reciben es en el estándar de EIA RS232, propuesto inicialmente en 1969.
Este estándar establece los tipos de señales que se utilizan en la comunicación entre los terminales de datos (DTE) y los equipos de comunicaciones o módems de datos (DCE), como se muestra en la figura 1
LOS TIPOS DE SEÑALES
Las señales enviadas es en la forma serial, como hemos explicado, lo que significa que los bits envían secuencialmente, uno por uno a través de una sola línea de comunicaciones, como se muestra en la figura 2.
En el estándar RS232, las tensiones en la gamma de + 3 a + 15 volts si reconocen como niveles bajos mientras que los tensiones de - 3 a - 15 Volt se reconocen como niveles altos. Vea que la lógica negativa aplicada al caso tiene como objetivo obtener mayor seguridad en la transmisión de los datos.
El circuito el equivalente a un sistema de comunicación RS232 se muestra en la figura 3.
Si defines 25 señales, pero en la práctica si usas menos de 10. Estos signos son:
Pino 2 - Transmisión de datos de DTE para DCE
Pino 3 - Transmisión de datos de DCE para DTE
Pino 20 - DTR, el equipo del DTE está trabajando
Pino 6 - DSR - el equipo DCE está trabajando
Pino 4 - RTS - solicitud de DTE para iniciar él envió
Pino 5 - CTS - DCE está listo para recibir
Pino 8 - DCD – el DCE detecta la portadora
PINO 7 - Masa
Pino 1 - Tierra de protección
En la figura 4 tenemos la conexión lógica de las señales RS-232-C que se utiliza más comúnmente en la práctica.
Es interesante notar que en muchos casos, como la norma se utiliza para la interconexión directa, las características del equipo de diferentes fabricantes pueden no casar y eso puede conducir problemas de funcionamiento.
Conector
La conexión mecánica se realiza mediante un conector DB - 25 cuya parte hembra se muestra en la figura 5 con la identificación de los pinos. Nota el sentido del contaje, aunque en la mayoría de los tipos el número de cada pino está registrado en el propio zócalo.
Con este conector pueden utilizar varios tipos de cables, como por ejemplo, un cable plano, alambres trenzados, cable coaxial, dependiendo de la distancia que separa los dispositivos que deben conectar.
LA TRANSMISIÓN
El modo más común de transmisión de señales es el asincrónico (donde no hay la necesidad del receptor estar sincronizado con el receptor, ya que es informado cuando cada "paquete de datos" comienza y termina) y que tiene bits de start y stop.
Así, como se muestra en la figura 6, la señal está formada por bits individuales que son enviados uno por uno en un "paquete" de tamaño definido en el formato ASCII.
La cantidad de bits de cada paquete puede variar de 5 a 8, siendo enviados después de una señal START que es reconocido cuando la línea, que es normalmente en el nivel 1 (negativa), pasa al nivel 0 (positiva). En el flanco descendiente de la señal (pasaje del 1 al 0) hay el reconocimiento del aviso del comienzo de transmisión del mensaje.
Al final del paquete de los bits de datos es también enviado un bit de paridad que sirve para asegurarse de que la información llego correcta y luego un bit de STOP.
Si este fue el último paquete el nivel de la línea se mantiene alto (1), pero si un nuevo paquete debe ser enviado tenemos una nueva transición del nivel 1 o cero que es recomendada como START y el proceso se repite.
Observe que el sincronismo de este modo de transmisión se realiza basándose en el bit inicial de START de cada paquete.
Sin embargo, este proceso de transmisión trae algunos problemas cuando se pretende desea una velocidad muy alta.
Para altas velocidades, el formato utilizado se muestra en la figura 7 que tenemos un o dos bytes de sincronismo.
En el caso del código ASCII este byte es el 0010110, seguido de dos bytes de datos. Como la transmisión debe ser continua, los bytes de sincronismo deben ser intercalados cuando sea necesario.
PROTOCOLOS
Existen dos técnicas de protocolos de comunicación: el protocolo por señales y el protocolo por códigos.
En el protocolo por señales son empleadas algunas de las señales de la propia norma RS - 232 para que los dispositivos conectados pueda o no recibir las informaciones. Pueden ser empleados dos pares de señales para este propósito como el DTR/DSR o aun el RTS/CTS.
En el primer caso, la señal DTR o RTS indica que el dispositivo DTE está conectado y listo mientras la señal DSR o CTS indica que es el dispositivo DCE está listo.
En el protocolo por códigos hay varias técnicas posibles todas basadas en códigos. Una es que la hace uso de los códigos XON (carácter DC3 en el ASCII) y XOFF (carácter DC1 en ASCII) para que el receptor pueda avisar si está o no en condiciones de recibir las informaciones.
El funcionamiento de este protocolo se describe en detalles de la siguiente manera: inicialmente comenzamos de la condición que el receptor está listo para recibir informaciones, cuando entonces el transmisor comienza su envió.
Cuando la memoria del receptor se acerca del punto de saturación, el receptor remite al transmisor una señal XOFF para que el deje de enviar las informaciones. Cuando la memoria se vacía, a medida que va utilizando las informaciones, y llega a un nivel que puede recibir más, una señal XON es enviado al transmisor. Con eso el receptor vuelve a la operación enviando un nuevo tren de informaciones, como se muestra en la figura 8.
También podemos encontrar en algunas aplicaciones o protocolo que utiliza los caracteres ASCII ETX y ACK. El funcionamiento de este protocolo es el siguiente: partiendo del momento en que el transmisor puede recibir señales, el transmisor envía una serie de paquetes que termina con el código ETX.
Cuando el receptor termina de asimilar la información enviada y está lista para recibir más, él envía al transmisor la señal ACK. Los paquetes de información máxima adoptados por este protocolo varían entre 80 y 132 bytes.
UNA INTERFAZ RS232 EN LA PRÁCTICA
Hoy en día (*) hay circuitos integrados de VLSI disponibles y que hacen parte de todos las computadoras personales y que tiene por finalidad serializar las informaciones paralelas que ocurren en los barramientos internos y que eventualmente se deban transmitir al mundo exterior y también ejecutar la función inversa: tornar paralelas las informaciones que llegan del mundo exterior en forma serial.
(*) Época que el artículo fue escrito.
El circuito que realiza estas funciones y más algunas otras cómo generar las formas de onda correspondientes a la velocidad de transmisión para sincronismo que el receptor recibe el nombre de USART (Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter).
En la figura 9 tenemos un sistema de comunicación dual que hace uso de la USART 8251.
Un otro tipo de chip VLSI es que ejecuta las mismas funciones e denominado UART (Universal Asyncrhronous Receiver/Transmitter ) y que es muy utilizado en los módems.
En las computadoras más antiguas era un chip denominado 8250 para las placas de comunicación y multifunción los Placas de múltiples siendo todavía encontrado en módems internos de bajas velocidades de equipos más antiguos.
Este chip está en control de la velocidad de intercambio de información dividiendo la frecuencia de su clock interno de 1,8432 MHz por valores grabados en un registrador del propio chip. Los registros internos definen el tamaño de la palabra, la caridad y el número de bits de cada paquetes.
Sin embargo, este chip luego fue sustituido por otros de tecnología más avanzada como el 16540 y entonces el 16550 y el 16552 (Dual) a partir de 1987.
Estos chips de mayor velocidad que sirven a los modelos V.32bis y otros permiten que la computadora siga haciendo su procesamiento normal sin tener que parar para responder al módem. Sin embargo para que este circuito funcione correctamente, el software debe escribirse cuidadosamente teniendo en cuenta las posibilidades de los buffers.
EL FIN DE LAS UARTs
En las computadoras más modernas los chips del UART ya no más son encontrados teniendo sus funciones ejercitadas por los chips denominados ASICs (Application-Specific Integrated Circuits). Así, dentro de las computadoras existen chips que reúnen diversas funciones que entre ellas la de serializar datos que deben ser enviados o todavía de tomar paralelos de datos que deben ser recibidos.