seri IO

SERİ GİRİŞ / ÇIKIŞ (SIO) Paralel G/Ç yönt e mi n d e

verilerin paralel olarak işlen m e s i veri

tran sf e r hızını oldukç a yüks ek değ e rler e çıkarır. Buna rağ m e n paralel G/Ç yönt e mi nin hızının büyük

de sakınc aları vardır. Çoğu duru m d a ,

olma sı veri transf erini senkro nla m a k

veri transf er

için bir cins el

sıkışm a bilgisini gerek tirir. Yazıcı (print er) ile hab e rl e ş m e aş a ğıd a kileri gerek tirir.

1.

Bir ad e t 8- bitlik çıkış kapısı

2.

BUSY/READY işare tini izlem e k

3.

STROBE işare ti için cihaz seç m e darb e si

için bir ade t

1- bitlik giriş

kapısı

Bu üç gerek tirir.

ma d d e d e

Uzak

en

az

me s af el e r e

11-

iletke nli

böyle

çok

kablonu n

sayıd a

kullanılma sını

iletke nin

çekilme si

ekono mik değildir. Halbuki seri giriş /çıkış yönt e mi n d e veri baytı bit bit gönd e rilir. Bu yüzd e n veri baytının tüm bitleri için biri işaret teli diğeri diğeri toprak (groun d) olmak üzer e iki iletke n yet erli olmakt a dır. Tam dupleks çalış m a d a eş zam a nlı gönd e r m e ve alma sağla n sın diye üç tel kullanılır. İki iletke nli çalış m a

telefon

hattın d a n

bilgi iletimi için de

uygu n d u r .

Bazı yava ş çalışan dış cihazlar verileri seri olarak alır ve gönd e rir.

CPU’lar gen ellikle paralel veri tran sf e ri yaptıklarınd a n , CPU ile böyle bir dış cihazı yüzleş tir e bilm e k

için par al el bilgiyi seriye

ve seri bilgiyi

paralele dönü ş t ü r e bilec e k bir arayü z cihazının olma sı ger ekir, şekil1.

2 Dış cihaz Mikroişle mci

1 Seri G/Ç arayüz

Şekill 1. Mikroişle mci ile dış cihazın yüzleş tirilişi.

6. 1 SERİ VERİ BİTLERİN BELİRLENMESİ

cihazı

Seri veri akışının en belirgin özelliği verinin tek bir işare t halind e tek bir bac ak üzerind e n gönd e rilm e si ve alınm a sıdır. Gönd erilen işaret alıcıda nasıl değ e rle n dirilec e k tir ? Diğer sayıs al işare tl er d e olduğu gibi, bilgi işare ti lojk- 1 için yüks ek seviye ye (0V) sahip olmalıdır, şekil 2. seri veri yoru m u

0

1

1

1

0

0

1

0

0

Şekil2 . Seri veri örne ği Alıcı cihaz veri biti sınırları için oldukç a kesin deliller ger ektirir.

Alıcı cihazd a, veri işare tinin değ e rle n dirilme si ger ek e n anı belirleye n bir saa t işare ti kullanılır, şekil3.

Saat Seri veri Yorumu 0

0

1

1

1

0

0

1

0 Şekil 3. Seri veri bitlerinin değ e rle n dirilişi Şekil 3 de göst e rildiği gibi, saa t işaretinin düş e n ken arı seri veri

işaretin örnekle n e c e ğ i anı göst e rir. Bu iş saa tin yüks ele n ken arın d a da yapılabilirdi. Ayrıca seri veri akışını değ e rle n dir m e k için alıcı cihaz saa t kullanırs a, seri veri işare tini doğur m a k

için de gönd e rici cihaz aynı

freka n slı bir saa t kullan m alıdır.

Gönd er e n ve alan saa t işaretleri aynı ola m a z, çünkü bir işare tin duru m

değiştir m e si

için

belirli bir süre nin

geç m e s i

ger ekir.

Buna

durul m a süresi (settin g time) denir. Duru m değiştire n her işare t bir durulm a süre si gerek tirir. Şimdi seri veriyi almak ve gönd e r m e k için aynı işare t

geçişi kullanıldığı zam a n

durul m a

süresinin

nasıl sorun

yara t a c a ğı nı görelim, şekil 4.

Saat Seri veri Alma ve gönd e r m e için gönd e r m e için saa tin düş m e

Durulm a

Alma ve

saa tin düş m e kenarı kullanılrs a, lojik-0 gönd e rildiği

süresi

ken arı

kullanılırs a lojik-1 gönd e rildiği

lojik-1 alınac a k tır.

hald e lojik-0 alınac a k tır. Şekil 4. Durulm a süre sin d e n dolayı hat alı algıla m a Gönd er e n ve alan saa t işaretlerin birçok yönü olma sın a rağ m e n bu işaretler aynı özellikli tek bir işaret olam a z. Gönd e r e n saa t işare tin periyod u

ikili han e nin,

yani

bir

bitin,

süre sini

belirler.

Eğer

saa t

darb e si nin düş m e ken arın d a gönd e r m e ve bir sonr aki saa t darb e si nin yüks el m e

ken arınd a

alma

işlemi

yapılırs a,

tek

saa t

işare ti

he m

gönd e r m e he m de alma için kullanılabilir, şekil 5. Şekil 5. Tek saa t işareti ile veri gönd e r m e ve alma Bit süre si, veri gönd e r m e

hızı ile doğru d a n

ilişkilidir. Yüksek

freka n slı saa tin kullanılma sı bit süresini kısaltır. Bununla bera b e r seri veri akışınd aki bir bitin süre si, seri veri tran sf e rinin ölçüs ü değildir; onun yerine saniye d e transf er edilen bit sayısı ölçülür. Bu sayıya baud hızı (rat e) denir. Örne ğin saniye d e 110 bit gönd e riliyors a baud hızı 110 dur.

Seri G/Ç saa tin

ta m

ta mın a

bau d

hızında

olma sı her zam a n

gerek m e z . Ama bau d hızınd a olma ger eksini mi dah a fazladır,SERİ X 1SAAT İŞARETİ , şekil 6.a.

Saat freka n sının baud hızının 16 katı olma sı çok yaygın dır (SERİ X 16 SAAT İŞARETİ), şekil 6. b.

Baud hızının 64 katı olan saa t

freka n sı da çok kullanılan

bir

seç e n e k tir. (SERİ X 64 SAAT İŞARETİ), şekil 6.c.

Saat Seri veri yoru m u 0 15 12

13

14

Saat

15

0 0

1

2

( a) 3

4

0 5

1 6

7

8

9

10

11

Seri veri yoru m u

( b)

62 62

63

63

0

1

0

1

2

3

32

62

1

(c)

1 63

0

1

2

3

32

2

Saat Seri veri yoru m u

0

Şekil 6 (a , b, c ). Bit algıla m a d a kullanılan saa t freka n sl arı X 16 ve X 64 saa tlerinin örnekle n diği

zam a n

kullanılm a

bir bitlik zam a n

ned e ni,

aralığının

seri veri işare t

merk ezin e

mü mk ü n

olduğu n c a yaklaş a bil m e k tir.

Seri veriye eşlik ede n saa t işare tin e olan ger eksin m e , bütü n seri G/Ç işleml erin iki saa t hattın a ihtiyaç duyd u ğ u anla mı n a gelm e z. Eşlik ed e n

saa t

işareti,

eşlik

ed e n

iletke n

üzerind e n

gerç ek t e n

gönd e rilec e ğini göst e r m e z . Eğer önce d e n belirlen e n baud hızında seri veri hab e rl e ş m e arayü z ü kurulurs a , o zam a n alıcı cihaz eşlik ed e n saa t işaretini alma y a ger ek duym a z . Alıcı cihaz kendi yer el saa t işaretini doğur ur ve onu seri veri hattınd a ki bir geçiş ile senkro nl ar, şekil 7.

Senkro nl a m a bura d a yapılır Saat Seri veri Yorumu

1

0

0

1

1 Özel senkro nla m a sıfır biti Şekil 7. Veri hattın d a ki bir geçişle alıcı saa tinin senkro nl a nışı Yukarıdaki göst e ri m d e veri gönd e rilm e di ği zam a n seri veri işare ti sürekli olarak yüks ek seviye d e durur; bu duru m markala m a (marking ) olarak bilinir.

X 16 veya

X 64 saa t

işare tl eri kullanıldığı zam a n ,

alan saa t

gönd e r e n saa t t e n bir veya iki darb e faz kaymış olabilir. Bu duru m hiçbir proble m yar a t m a z ; sad e c e alma örnekle m e

nokt a sı merk ez d e n biraz

öteye kayar.

Eğer tek bir senkro niza s yo n biti yet erli olmuyor s a , senkro niza s yo n bit pat er ni kullanılabilir mi ? Bu sorun u n ceva bı eve t tir. Örne ğin özel senkro niza s yo n seri veri bit dizisi tanı ml a n a bilir ve seri veri akışınd a n önce

bu

senkro niz a s yo n

pat e r nl e rin

yer

alma sı

kuralı

koyula bilir.

Senkro niza s yo n bit dizisine SYNC karakt eri denir.

Bir seri veri akışınd a, senkro nla m a

bitlerini veya karakt e rl e rini

kullan m a zorunluluğ u, gönd e rilen verinin alıcı cihaz tar afınd a n doğru değ e rl e n dirilme si için seri veri akışı üzerin e koyula n birçok kurallard a n biri olarak düş ü n ül e bilir. Bir başk a kural bir bit süreleri ve sırası olabilir.

Bu tür kurallard a n oluş a n takım a hab erleş m e protokolü denir.

Her seri G/Ç veri bağla n tısının bir hab e rle ş m e protokolü olmalıdır, çünkü seri veri ta m a m e n kendisini belirleye c e k şekilde olmalıdır. Pralel G/Ç yönt e mi n d e n

farklı

olarak,

değ e rl e n dirilec e ği ni alıcı cihaz a

herh a n gi söyleye n

bir

and a ki

verinin

ve seri veriye

nasıl

eşlik ed e n

den e ti m hatları her zam a n seri G/Ç hab e rle ş m e d e olma ya bilir.

6. 2 HATA BULMA VE DÜZELTME Vericiden bozulm a d a n veri

alıcıya

veri

gönd e rildiği

alıcıya var mış olduğu n d a n

işare tl eri

seri

veri

hattın a

zam a n ,

o

verinin

yolda

emin olun m alıdır. Eğer saht e

karışıyors a ,

verinin

bozuldu ğ u n u

anlaya bilec e k bazı araçlar a alıcı cihazın sahip olmsı gerekir. Hatalar aş a ğıd a ki iki yönt e ml e halledilebilir.

1.

Eşitlik (parity), topla m- den e ti mi (checks u m s ) , veya dön el

fazlalık karakt e ri (cylic redu n d a n c y char a c t e r s , CRC) kullanılar ak hata bul m a. ister.

Hata bulun ur s a , alıcı cihaz o verinin yenid e n gönd e rilm e si ni

2.

Ham min y kod kullanılar ak hata düz elt m e . Bu koda daya n a n

çoğu yönt e ml e r çok bitli hat al arı algılar ve tek -bitli hat al a rı düzeltir.

6.2 . 1 Eşitlik (Parit y ) Den e t i m i Bir bitlik hat al a rı algıla m a nı n en basit yolu, gönd e rilec e k her veri baytın a bir eşitlik biti ilave et m e k tir. Bu fazlalık tes t et m e biti, eşitlik biti de dahil olmak üzer e, kelime d e ki lojik-1 değ e rli bitlerin sayısını tek veya çift yap a c a k şekilde seçilir. Aşağıd a tek eşitlik olduğu vars a yıla n bazı örnekler verilmiştir. Bu göst e ri ml er d e eşitlik biti kare içine alınmış tır ve hat alı bitlerin altına yıldız işareti koyulmu ş t u r.

Tablo 1. Eşitlik den e ti mi ile hat a nın algılan m a s ı Gönd e rile n 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1

1 1 1 1

Alınan 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0

0 0 0 0 0 1 0 1 ↑

0 0 0 1

1 1 1 0

1 1 1 0

0 0 0 1

Açıklam a Çift eşitlik, hat a algılan dı Tek eşitlik, hat a algılandı Çift eşitlik, hat a algılan dı Tek eşitlik, hat a

0 0 0 1

******** *

algılan a m a d ı

Eşitlik biti Eşitlik yönt e mi

tek

sayıd a

çok

bitteki

bozulm a yı

algıla m a d a

baş arısız olur. Eşitlik bitin ilavesi, veri bütü nlü ğ ü n ü 357 faktör kad ar iyileştirir. Eşitlik bitin kullanılm a sı sad e c e seri hab e rle ş m e kanallarıyla sınırlı değildir. Çoğu

bilgisaya rl a r d a

CPU ile bellek

arasınd a ki

veri

tranferl erind e de kullanılır.

6.2 . 2 . Topl a m Den e t i m i (ch e c k s u m s ) Eşitlik biti kullan m a n ı n en büyük sakınc a sı, her veri baytı için ilave bit

ger ektir m e s i dir.

saklan a c a k s a

ilave

Bu

duru m

transf er

zam a n ,

düş ür ür

ve

veri

bellek hücr e si ger ektirir. 64K- baytlık bellek 64k

eşitlik biti gerek tirir. Disk ve ma g n e tik kullanıldığı

hızını

eşitlik

biti

için

teyp

oldukç a

ikincil bellek cihazları fazla

sakla m a

alanı

gerek e c e k tir.

Bu yüzd e n veri blokları tran sf e r edilec e ği zam a n , topla m- den e ti mi dah a

elverişli

olmakt a dır.

Topla m- den e ti mi,

blok

veride

en

son

gönd e rilen alınan

bayt tır. Alıcı cihaz, topla m

blok

veri

üzerind e

topla m

den e ti mi

den e ti mini

dahil olmak hes a pl a r

ve

üzer e, topla m-

den e ti mi baytı ile karşılaş tırır. Eğer baytlar farklı çıkars a, veri bloğu n u n yenid e n gönd e rilm e si istenir.

Topla m den e ti mi üstü nlü ğ ü, eşitlik bitine göre dah a az saklayıcı gerktir m e si dir. Bu yönt e mi n başk a bir üstü nlü ğ ü dah a vardır. Telefon hattınd a n

veri blokları gönd e rilirke n

oluş ac a k

hat al a rın

ha ml el er d e

(burs t) me yd a n a gelm e eğilimidir. Örneğin gürültülü bir ana h t a r alınan veriyi birkaç milisaniye bozabilir ve böylec e çok- bitli hatların me yd a n a gelm e sin e

yol aça bilir. Topla m- den e ti mi karakt e ri, tüm blok verinin

özelliği olduğ u n d a n , bu hat al arı algıla m a sı eşitlik yönt e mi n e göre dah a olasıdır.

Topla m- den e ti mi nasıl hes a pl a nır ? Bu bayt tüm veri bloğu n u te msil et m elidir. Bunu yap m a nı n bir yolu veri bloğu n d a ki tüm baytları topla m a k tır. Doğac a k tüm eldeler göz ardı edilir. Daha sonra elde edilen baytlar tümle nir ve 1 artırılır (yani 2’li tümle ye ni alınır). Son iki adım, alıcı tar afınd a n topla m- den e ti mi baytının test edilme sini kolayla ş tırır. Örnek olarak 10, 23, 45, 04 onaltı tab a nlı sayıları için topla mden e ti mi baytını hes a pl a yalı m. Bu sayılar toplanırs a 10 + 23 + 45 + 04 = 7C bulun ur. 7C’nin tümle ye ni alınıp 1 eklenirs e 0111 1 1 0 0 + 1 = 1000 0 0 1 1 + 1 = 1000 0 1 0 0 = 84 H bulun ur. Şimdi alıcının, topla m- den e ti mi baytı ile birlikte yukarıd a ki sayıları aldığı vars a yılsın. Bu sayılar topla nırs a 10 + 23 + 45 + 04 + 84 = 100 elde edilir. Elde gözar dı edildiğind e n sonuç 00’dır. Bu yüzd e n veri bloğu doğru alınmıştır.

Bu örnekt e n görülec e ği üzer e sayılard a n birind e me yd a n a gelec ek artış

diğerind e ki

rağ m e n

azal m a y a

eşit

olurs a,

sayılar

değiş miş

olma sın a

topla m yine sıfır çıkar, yani hat a algılan a m a z . Ama topla mı

etkile m e y e c e k bu tür hat al a rın oranı çok düşükt ür.

6.2 . 3 Dön e l Fazl alık Den e t i m i Dönel yönt e mi n d e kullanılır.

fazlalık olduğu Gen ellikle

den e ti mi gibi

veri

flopi

(CRC)

tekniği,

bloklarınd a ki

diskler e

veri

topla m

hat al a rı yazımı

den e ti mi

algıla m a k veya

için

okun m a s ı

işleml erind e kullanılır. Senkro n veri hab e rl e ş m e d e hat a algıla m a k için evre n s el olarak kullanılır.

Topla m- den e ti minin tersin e, CRC yönt e mi byte’a dayalı değildir.

Bunun yerin e, veri bloğu bir seri veri bitleri dizisi olarak düş ü n ülür. Bu n- bitlik bloktaki bitler, bir M(X) karakt eristik polino m u nun kats a yıları olarak düş ü n ülür. M(X) polino m u M(X) = b n + b

n -1

X +b

n-2

X 2 +......... + b 1 Xn-1 + b 0 x n

biçimind e dir. Burad a b 0 en anla m sız biti, b n ise en anla mlı biti göst e rir. Örnek olarak 26F0H 16- bitlik veri dizisi için M(X) polino m u n u hes a pl a m a k isteyeli m Bu veri ikili bit dizisi biçimind e 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 olarak yazılabilir. Burad a n M(X) yazılırsa M(X)= 0+ 0X 1 + 1X 2 + 0X 3 + 0X 4 + 1X 5 + 1X 6 + 0X 7 + 1X 8 + 1X 9 + 1X 10 1X 11 + 0X 12 + 0X 13 + 0X 14 + 0X 15 M(X)= X2 +X 5 +X 6 +X 8 +X 9 +X 10 +X 11

(6.1)

bulun ur. (6.1) bağıntısı, bu 16- bitlik blokt a bu veriyi te msil ede n tek polino m d u r. Eğer bir bit değiş e c e k olsa, bu polino m d a değiş e c e k tir. CRC baytlar (6.2) bağıntısı uygula n a r a k bulunur.

M(X) . Xn = Q(X) +R(X) G(X)

Bu bağıntıd a ki G(X) terimi üret e ç polino m olarak bilinir. Bisync protokol için üret e ç polino m G(X) = X16 +X 15 + X2 + 1 veya SDLC protokol için G(X)= X16 +X 15 +X 5 + 1 biçimind e dir.

Bu

bölm e

gerç ekl e ş tirilirs e,

kalanında n

oluş ac a k tır.

hes a pl a nıp

veri bloğu n a

sonuç

Q(X)

bölü m ü

ve

R(X)

CRC tekniği,

veri dizisi için R(X) kalanının

eklen m e s i n e

daya nır. Alıcıda R(X) yenid e n

hes a pl a n dı ğı zam a n , sonuç R(X)= 0 olmalıdır. G(X) polino m u n u n kuvve ti 16 olduğ u n d a n ,

R(X) kalanının derc e si 15’ten

büyük olam a z

ve bu

yüzd e n blok uzunluğ u ne olurs a olsun kalan iki bayt ile te msil edilir. Örnek . ASCII kodun d a

1000 1 1 1

biçimind e

verilen

G karakt e ri

alıcıya gönd e rilm e k isteniyor. Basit olsun diye üret e ç polino m u n u G(X)=X 4 + X2 + 1 biçimind e seç er e k, CRC baytını hes a pl a dıkt a n sonr a G karakt e rinin alıcı tarafınd a n doğru alındığını göst e riniz. Çözü m . G karakt e rin e

ilişkin

karakt e ris tik

polino m

yani

polino m u M(X)= X6 +X 2 + 1 olur. M(X) polino m u G(X) polino m u n u n d e r e c e s i ile çarpılırsa M(X).X 4 = X10 +X 6 +X 5 +X 4 bulun ur. M(X) . X4 /G(X) oranı has a pl a n a r a k Q(X) ve R(X) bulunur.

X6 +X 4 +X 2 +X 1 + 1 X4 +X 2 + 1

X10 + X10 +

X6 +X 5 +X 4 = M(X) . X4 X8 +X 6 + X8 + X8 +X 6

X5 +X 4 +X 4

me s aj

X6 + X5 X6 +

+X 4 +

X2

X5 + X4 +

X2

X5 +

X3 +

X1 X4 +X 3 +X 2 +X 1 X4 +

X2 +

1 X3 + X + 1 = R(X) Q(X) atılır ve R(X) kalanı, yani CRC, kaydırılmış polino m a ilave edilirs e, T(X) gönd e rilen polino m u için T(X) = M(X) X4 +R(X) T(X) = (X10 +X 6 +X 5 +X 4 ) + (X3 +X + 1 ) = X10 +X 6 +X 5 +X 4 +X 3 +X + 1 bulun ur. İkili biçimd e yazılırs a gerç ek t e gönd e rilen bilgi T(X) = 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 ’ dir.

Alıcıda T(X) yine G(X) ile bölünür. Eğer hiçbir bit kaybol m a m ı ş ise bu bölm e R(X) kalanını verir. Ama bir veya dah a fazla bit kaybol m u ş ise R(X)≠ 0 kalanı üretilir. T(X) polino m u n d a

bit kaybol m a m ı ş

ise T(X)

polino m u n u n G(X)’e bölü m ü n d e n aş a ğıd a ki sonuç bulunur.

X6 +X 4 +X 2 +X 1 + 1 =Q(X) ⇒ M(X) G(X)= X4 +X 2 + 1

X10 +

X6 +X 5 +X 4 +X 3 +

X1 + 1

T(X) X10 +

X8 + X6 X8 +

X5 +X 4 +X 3 +

X1 + 1

=

X8 +X 6 +

X4

X6 +X 5 +

X3 +

X6 +

X4 +

X1 + 1 +X 2

X 5 +X 4 +X 3 +X 2 +X 1

. +1

X5 +

X3 +

X1 X4 +

X2 + 1

X4 +

X2 + 1 0

= R(X) Alıcı tar aft a hes a pl a n a n CRC baytı R(X)= 0 olarak bulun d u ğ u n d a n hat a

bulun m a m ı ş tır.

hes a pl a nır.

Bölme

Pratikte işlemleri,

CRC baytları

don a nı m

kaydır m alı

kayd e dici

üstü nlü ğ ü

yüks ek

ve

veya

yazılımla

XOR kapıları

kullanılar ak gerç ekl e n e bilir.

CRC

kodla m a nı n

an a

güve nilirlikle

çoklu

hat al a rın algılan a bil m e si dir. İyi seçilmiş bir üret e ç polino m u kullanılar ak gen ellikle çok- bit hat al a rı için > 9 9 emniye tl e hat a algıla m a s ı nı verir.

Halbuki eşitlik biti tekniğind e çoklu hat al arın algılan a m a m a s ı nı n olasılığı %50 ’dir. Bunun seb e bi şudur; eğer bir bit algılan a m a m ı ş ise başk a birçok bitin kaybol m a sı da büyük olasıdır. Buna hat a küm e si (burs t) denir. Bu yönt e mi n

sakıınca sı kod verimliliğinin düş m e s i dir. Aslında

den e ti m bitleri, verilen bir zam a n dilimind e dah a az bilgi iletilme siyle sonuçla n a n ger eksiz bilgileri içerir.

6.2 . 4 Ham mi n g Kod Ham min g

kod

yalnız

tran s mi s yo n

hat al a rının

algılan m a s ı nı

sağla m a z aynı zam a n d a hat al arın düzeltilm e sin e de izin verir. Bu görev her veri kelime si üzerind e çok sayıd a eşitlik den e ti mi gerç ekle ş tiriler ek yapılır. İlave bitler veri kelime si ile birlikte gönd e rilir.

Her eşitlik biti farklı bit takımını den e tl e r ve her bit en azınd a n iki eşitlik den e ti min d e üzerind e Kesişen

içerilir. Bu kodun

göst e r m e k üç

daire nin

için şekil 2’deki olma sı

kullanımını Venn

duru m u n d a

4- bitlik kelimeler

diyagr a mı

yedi

bölü m

kullanılabilir. oluşur.

İçteki

bölü mler e 4 veri biti ata nır, şekil 2a. Geri kalan bölü ml er eşitlik bitleri ile doldurulur. Her eşitlik biti, kendi dairesind e ki 1 değ e rli bitlerin topla m sayısı çift olacak şekilde seçilir, şekil 8b. Bu yüzd e n A dairesind e ki üç bit 1 değ e rin e sahip olduğu n d a n , bu daired e ki eşitlik bitine bir ata nır. Şimdi veri

bitlerind e n

biri

bir

hat a

sonuc u n d a

değişirs e

hat a

kolayc a

bulun a bilir, Şekil 8. Eşitlik bitleri incelenirs e , zıtlıklar A ve C dairelerind e görülür, B dairesind e görülm e z. Yedi bölü m d e n yalnız biri, B hariç, he m A he m

de

C de

bulun ur.

Bund a n

dolayı hat a

o bit değiş tirilerek

düzeltilebilir.

Şekil 8. Ham min g hat a düzelt m e kodu Bu kavra mı dah a iyi açıklaya bilm e k için, 8- bitlik kelimeler d e ki tekbitlik hat al arı algılayıp düzelt e bile n bir kod geliştirilec ektir. Veri transf er edilec e ği zam a n , kod üret m e k üzer e bu veri üzerind e f fonksiyon u ile göst e rile n bir has a pl a m a işlemi yapılır, şekil 9. Daha sonr a kod ve veri birlikte gönd e rilir.Bu yüzd e n eğer M-bitlik veri kelime si kullanılıyors a ve kod k-bit uzunluğ u n d a ise gönd e rile n kelime nin gerç ek uzunluğ u M+k bit olur.

Şekil 9. Hata düzelt m e kod fonksiyon u Şekil 9’daki devr e d e karşılaş tır m a lojiği 2 ade t k-bitlik sayıyı kabul ed er. Bu iki giriş XOR’lanar a k bit- bit karşılaş tır m a yapılır. Sonuç sindro m kelim e

adını alır. Bu yüzd e n

sindro m u n

her

biti, iki girişin

o bit

konu m u n d a bir eşleş m e olup olma dığın a göre 0 veya 1 olur.

8- bitlik veriler için sindro m kelime 4- bit uzunluğ u n d a dır ve 0- (2 k 1)

arasınd a

2 k ’lık

alan a

sahiptir.

Sıfır

değ e rli

sindro m

hat a

algılan m a dı ğını göst e rir. Hangi bitin hat alı olduğ u sindro m u n alac a ğı 0-

(2 k -1) arasınd a ki

değ e rl e

göst e rilir. M veri bitin veya

k test

bitin

herh a n gi biri üzerind e hat a me yd a n a gelebilec e ği n d e n 2 k -1 ≥ M+k eşitliği yazılabilir. Bu eşitlik, M veri biti içere n bir kelime d e ki tek bir bit hat a sını düzelt m e k için ger ekli bit sayısını verir.

Aşağıdaki

özellikler e

sahip

4- bitlik

bir

sindro m

oluştur ul m a k

isteniyor.

1.

Sindro m u n tüm bitleri sıfır ise hat a yoktur.

2.

Sindro m u n bir değ e rli yalnız bir biti vars a, o zam a n 4 tes t

bitin birinde bir hat a me yd a n a gelmiştir. Düzelt m e ger ek m e z .

1.

Sindro m u n

bir değ e rli

birde n

çok

biti vars a,

o zam a n

sindro m u n sayıs al değ e ri hat alı veri bitinin konu m u n u göst e rir. Bu veri biti düzelt m e yap m a k am a cıyla tersle nir.

Bu

özellikleri

sağla m a k

için

veri

ve

tes t

bitleri

tablo

2’de

göst e rildiği gibi 12- bitlik kelime halind e orga nize edilir. Bit konu ml arı 1 den

12’ye

kad ar

nu m a r al a n dırılır.

Konum u

2’nin

kuvve ti

olan

bit

konu ml arı test bitleri olarak işare tl e nir. Test bitleri aş a ğıd a ki biçimd e hes a pl a nır, bura d a ⊕ se m b olü EXOR işlemini göst e rir.

C1= M1 ⊕ M2 ⊕ M4 ⊕ M5 ⊕ M7 C2= M1 ⊕ M3 ⊕ M4 ⊕ M6 ⊕ M7 C4= M2 ⊕ M3 ⊕ M4 ⊕ M8 C8= M5 ⊕ M6 ⊕ M7 ⊕ M8 Tablo 2. Veri ve tes t bitlerinin konu ml arı Bit konumu 12 11 10 9 8 7 6 5 4

Konum numarası 1100 1011 1010 1001 1000 0111 0110 0101 0100

Test biti         

Veri biti M8 M7 M6 M5  M4 M3 M2 

3 2 1

0011 0010 0001 Her

test

biti,

konu m

  

M1  

num a r a s ı

sütun u n d a

o

test

bitinin

num a r a s ı n a karşılık düş e n han e d e 1 içere n veri bitleri, üzerind e çalışır.

Bu yüzd e n veri 3, 5, 7, 9, 11 veri bit konu ml a rının hepsi 2 0 terimini; 3, 6, 7, 11 bit konu ml a rı 2 1 terimini; 5, 6, 7, 12 bit konu ml a rı 2 2 terimini; ve 9, 10, 11, 12 bit konu ml a rı ise 2 3 terimini içerir. Başka bir deyişle n bit konu m u Σi = n olacak şekilde Ci bitleri tarafınd a n tes t edilir. Örneğin 7 konu m u

4,

2,

1

konu m u n d a ki

bitler

tarfınd a n

test

edilir,

çünkü

7= 4 + 2 + 1 dir. Örnek . 0011 1 0 0 1 bit dizisine sahip 8- bitlik bir giriş verisi veriliyor.

3 konu m num a r alı bitin 0 dan 1’e dönüş t ü ğ ü vars a yılıyor. Ham min g kod tekniğini kullan a r a k bu hat alı bit konu m u n u bular ak gerekli düzelt m e yi yapınız. Çözü m . M8 M7 M6 M5 M4 M3 M2 M1 = 0011 1 0 0 1 olduğu n d a n test bitleri aş a ğıd a ki gibi hes a pl a n a b ilir.

C1= 1 ⊕ 0 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 0 = 1 C2= 1 ⊕ 0 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 0 = 1 C4= 0 ⊕ 0 ⊕ 1 ⊕ 0 = 1 C8= 1 ⊕ 1 ⊕ 0 ⊕ 0 = 0 Şimdi tran s mi s yo n orta mı n d a 3 konu m nu m a r alı

bitin değiş tiği

vars a yılar ak alıcı tar aft a test bitlerini yenid e n hes a pl a yalı m.

C1= 1 ⊕ 0 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 0 = 1 C2= 1 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 0 = 0 C4= 0 ⊕ 1 ⊕ 1 ⊕ 0 = 0 C8= 1 ⊕ 1 ⊕ 0 ⊕ 0 = 0 Yeni tes t bitleri eski tes t bitleri ile karşılaş tırıldığı zam a n , sindro m kelime si aş a ğıd a ki şekilde oluştur ulur. ⊕

0 1 1 1 0 0 0 1

← Eski test kelime si ← Yeni test kelime si

0 1 1 0 Sonuç 0110 dır, ve 3 veri bitini, içere n 6 bit konu m u n u n hat alı olduğu n u göst e rir.

Yukarıdaki hes a pl a m a tablo 3’de göst e rilmiş tir. Veri ve test bitleri 12

bitlik kelime d e

uygu n

olarak

konu ml a n dırılmış tır.

Herh a n gi

bir

satırd a bulun a n 1’ler, sütu nlar d a ki her bir veri bitinin konu m num a r a s ı sergilen e r e k, o satır için tes t biti tarafınd a n test edilen veri bitlerini göst e rir. Çerçev e içine alınmış han el er, örnekt e incele n e n 8- bitlik giriş verisinin lojik- 1 değ e rli bit konu ml a rını göst e r m e k t e dir. Orijinal veri bitleri ve hat alı veri bitleri için bulun a n sonuçlar göst e rilmiş tir.

Bu açıklan a n kod, tek- hat a- düzelt m e (SEC) kodu olarak bilinir. Bu yönt e m

yarı iletke n

bulun m a s ı n d a

da

bellekler d e n

kullanılır.

veri oku m a d a

Geneld e

yarı

oluş ac a k

hat al a rın

bellek,

tek- hat a-

iletke n

düzelt m e çift- hat a- algıla m a (SEC - DED) kodu ile don a tılmış tır. Böyle kodlar SEC kodlar a göre bir ilave bit dah a gerek tirir.

Tablo 3. Test biti üreti mi Bit konumu Veri bitleri Test bitleri

Gönderilen veri Alınan veri

12 11 10 9 M8 M7 M6 M5

8

7 M4

6 M3

5 M2

C 1 1 0 0 0

1 0 1 1 0

1 0 1 0 1

8 1 0 0 1 1

0 1 1 0 0

0 1 0 1 1

1 1 0 1 0

1 1 0 0 1

0 0

4

3 M1

C 0 1 1 1 1

0 1 1 0 0

4 0 1 0 1 0

1 0 1 1 1

1 0 1 1 0

0 0 1 0 1

1 1

2

1

C2 C1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1

1

1

1

1

←C8=0 ←C4=1 ←C2=1 ←C1=1

←C8=0 ←C4=0 ←C2=0 ←C1=1

6. 3 . SERİ GİRİŞ / ÇIKIŞ PROTOKOLÜ Buraya

kadar incele n e n

seri veri transf erinin değişik ger ekleri

bura d a birleş tirilec ektir. Gen el olarak ifade edilirse, seri veri hab e rle ş m e protokolü asen kro n ve senkro n olmak üzer e iki sınıfa ayrılır.

6.3 . 1 . As e n kr o n Seri Hab erl e ş m e Seri

G/Ç

kapısının

en

öne mli

uygula m a l a rın d a n

biri

klavye

arayü z ü d ü r. Bu devr e d e her tuş 7- bitlik ASCII kod üretir ve dah a sonr a bu kod seriye dönüş t ü r ül er e k iki veya üç iletke nli bir kablo üzerind e n bilgisaya r a gönd e rilir. En hızlı kişi bile dakikad a 60- 100 kelime d e n fazla tuşlaya m a y a c a ğ ı n d a n

bilgisaya rın

klavye

ile

hab e rl e ş m e s i

seri

hab e rl e ş m e için en iyi uygula m a alanıdır.

Bazen seri kapının 10- 200 karakt e r e kadar veri tran sf e r et m e s i gerek e bilir, am a baz e n de veri hızı saniye d e 1 veya 2 karakt e r e kad ar düş e bilir. Aslında çoğu zam a n klavye kullanılm a yıp boş kalm ak t a dır, ve bu yüzd e n

veri hızı sıfırdır. Bu düze n siz

veri transf erin d e n

dolayı,

asen kro n seri hab e rle ş m e protokolü n ü n kurulm a sı dah a uygu n d u r .

Seri veri as e nkr o n olarak transf er edildiği zam a n , gönd e r e n cihaz yalnız gönd e rilec e k verisi olduğ u zam a n gönd e r m e yap a r. Karakt e rl er arasın d a gen ellikle yüks ek seviyeli bir işaret olan kes m e (bre a k) işare ti sürekli olarak gönd e rilir, şekil 10. kes m e seviye si Seri veri veri Şekil 10. Veriler arasınd a ki kes m e seviye si Asenkron

veri dizisind e

her

veri birimi kendi

senkro niz a s yo n

bilgisini taşım alıdır. Bund a n dolayı as e n kro n veri birimi bir başla m a (start) biti ve bir, birbuçuk, veya iki bitiş biti ile çerçe v el e n mi ş tir, şekil 11. Bilgisaya r dünya sın d a tek bir sıfır değ e rli başla m a bitin kullanılma sı herk e s tar afınd a n kabul edilmiştir.

0 X X X X X X X X P 1 1 Bitiş bitleri Eşitlik biti Çerçev el e m e Veri bitleri Bitleri

Başla m a biti Şekil 11. Asenkron seri veri biriminin biçimi Senkro n veri dizisinin SYNC karakt e ri ile as e n kro n veri dizisinin çerçe v el e m e bitleri arasınd a bir benz erlik vardır. SYNC karakt e ri bir blok senkro n

veri karakt e rini çerçe v el e r. Başla m a

ve bitiş bitleri ise bir

as e n kro n veri dizisind e her veri karakt e rini çerç ev el e r.

Sekiz veri bitind e n 5, 6, 7, veya 8 tan e si anla mlı olabilir. Eğer sekizd e n

az veri biti anla mlı ise, en soldaki yüks ek

öne m s e n m e z . as e n kro n

Örne ğin

kelime d e

eğ er

hab e rle ş m e

protokolü

yalnız beş veri bitinin olduğu n u

değ e rli bitler her

gönd e rile n

şart koşar s a , o

zam a n alıcı cihaz beş veri biti alır, ve alınan kelime yi şekil 12’deki gibi yoru ml a r.

Böylec e

alıcıya

eşitlik

ve

çerçe v el e m e

bitleriyle

birlikte

topla m dokuz bitlik veri birimi gönd e rilir.

0

X X X X X P 1 1 Bitiş bitleri Eşitlik biti Veri bitleri Bu bitleri öne m s e m e , bu

bitler gönd e rilm e z.

Başla m a biti Şekil 12. 5- veri bitlik veri biriminin biçimi Eşitlik biti daim a mevc u t t u r. Tek veya çift eşitlik kullanılabilir.

Bitiş bitleri için lojik-1 kullanılır. Bazen bir bitiş biti kullanılm akla bera b e r , çoğunlukla iki bitiş biti vardır. İki bitiş biti ve sekiz veri biti kullanılırs a, bir karakt e r

için bit sayısı 12 olur. Veri bitlerin e

bitlerin

transf er

eklen m e s i

veri

hızını

düş ür ür.

Bazı

diğer

tran s mi s yo n

protokollerind e birbuç uk bitiş biti vardır. Bitiş biti genişliği, norm al bit genişliğinin birbuçuk katına eşittir.

Asenkron veri hab e rle ş m e

protokolü n d e veri birimini belirleye n

protokol kurallarının olma sının yanınd a , bit süre sini tanı ml a ya n sta n d a r t bau d hızları da kullanılır. Baud hızı 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, ve 19.20 0 stan d a r t değ e rl eri alabilir.

Asenkron den e tl e m e

veri

transf erin d e

alıcı cihaz

tran s mi s yo n

hat al a rını

olan a ğın a sahiptir. Her veri biriminin birinci biti başla m a

bitini göst e r e n “0” ve son iki biti ise iki bitiş bitini göst e r e n “1” değ e rini alır. Alıcı cihaz herh a n gi bir veri birimi için başla m a ve bitiş bitlerini algılaya m a z s a , çerçe v el e m e hat a sı olduğ u n u hab e r verir.

6. 3 . 1 . 1 . As e n k r o n S eri Verinin Üreti m i ve Eld e s i Tüm mikroişle mciler özel bir don a nı m

ger ektir m e d e n

seri veri

üret e c e k yet e n e k t e d ir. Z80 CPU için seri veri çıkışı sağlaya n bir progr a m şekil 13’ de verilmiştir. KAPI’nın 0 no’lu biti seri çıkış ucu olarak kabul edilmiştir. Gönd erilec e k her bit akü m ül a t ö r ü n dönd ür ülü p

getirildikte n

sonr a

0 no’lu bit konu m u n a

dışarı çıkarılır. GECİKME altpro gr a mı

bau d hızını belirler.

GON

LD LD AND RLA OUT CALL RRA SCF DJNZ RET

C,KAPI B,0BH A (C),A GECİKME GON

; ; ; ; ; ; ; ; ; ;

C veri kapısının adr e sini tut ar 11- bitlik karakt e rl er Başla m a biti için elde yi sıfırla Eldeyi 0 no’lu bite taşı Biti gönd e r Bir bitlik süre bekle Bir sonraki veri bitini al Bitiş biti için elde yi birle 11 bit için tekr arla Geri dön

Şekil 13. Z80 CPU için seri gönd e r m e progr a mı Alıcı cihaz seri veriyi elde

ed e bil m e k

için dah a

kar m a şık

bir

progr a m gerek tirir, am a yine özel bir don a nı m a gerek yoktur. Bitlerin algılan m a s ı yani elde işlemi şekil 14’deki akış diyagr a mı ile verilebilir. progr a m , başla m a bitinin birde n- sıfıra geçişini bekleye r e k başlar. Geçişe raslan dığınd a , GECİKME/ 2 saniye beklen e r e k bitin orta sı bulun ur. Eğer giriş hala sıfır ise, geç erli başla m a bitin aldığı vars a yılır ve dah a sonra bu progr a m bit süre si kadar bekler. Böylece dah a sonr a gelen tüm bitler orta nokt al arın d a n örnekle nir.

Her

bit

okunur

ve

elde

üzerind e n

sağ a

dönd ür ülür.

Sekiz

oku m a d a n sonra tüm bayt elde edlmiş olur. Dokuzunc u oku m a ilk bitiş bitini verir. Eğer bu bit alçak ise, çerçe v el e m e

hat a sı vardır. Eğer

yüks ek ise, veri baytı saklanır ve progr a m bir sonraki başla m a bitini araş tır m a y a başlar.

Şekil 14. Asenkron seri veriyi elde et m e k için ger ekli sürecin akış diyagr a mı Bu çalış m a d a

alıcı ve vericinin veri hızları ta m a m e n

eşit kabul

edildi. Bu gerkli midir ve küçük hız farkların a toler a n s göst e rile bilir mi ?

Yazılımla zam a nl a m a döng üleri yap a r a k , farklı iki bilgisaya r d a GECİKME altprogr a ml a rının aynı olma sını sağla m a k mü mk ü n değildir.

Alıcı için

çok

yav a ş

veya

çok

hızlı

veri

transf eri

yapıldığı

vars a yılsın. Her iki duru m d a hat a nın nasıl biriktiğin e dikkat edilmelidir.

Eğer

örnekle m e

maksi m u m

bit

süre sinin

ortasın d a

yapılırs a;

hat a, bit süre sinin yarısı kad ar sağ a

izin

veya

verilecek

sola 9. bitin

kaym a s ı n a izin verir. Eğer tüm bitler eşit olarak olarak kaydırılırsa, bir bitteki hat a

miktarı bit süresi/2X9 olur. Bu göst e riyor

ki, alma

ve

gönd e r m e hızları %5.6 oranınd a eşleş m e y e b ilir.

Bu

ilginç

bir

sonuçt ur.

Veri

hızlarının

ta m a m e n

eşleş m e s i

gerek tiğini düş ü n e bilirsiniz. Eğer başla m a ve bitiş bitleri kullanılma s a y dı bu doğru olacak tı. Bu bitler saye sin d e senkro niz a s yo n sad e c e başla m a bitinin başla n gıcınd a n ilk bitiş bitinin başla n gıcın a kadar korun m alıdır.

Bu teknik her karakt e r d e n sonr a kendi kendini senkro nlar. Bu özelliğin sağla n m a s ı için her veri bayt uzunluğ u n d a 3- bitlik veya % 37.5’lik artış getirilmiştir. Eğer bu bitler kullanılma s a y dı karakt e r hızı %37.5 art mış olacaktı.

6.3 . 2 . S e n kr o n Seri Hab erl e ş m e Asenkron seri hab e rl e ş m e d e

kullanılan başla m a

ve bitiş bitleri,

bau d hızı ne olurs a olsun gen el karakt e r hızını düş ür e n boş a harc a n mı ş bitlerdir. Eşitlik bitinin ilavesi bile tran sf e r hızını %10 oranınd a azaltır.

Başla m a aracı

ve bitiş bitlerind e n

ger ektirir.

Verinin

ne

vazg e ç m e zam a n

bir cins veri senkro niza s yo n başla dığını

ve

ne

zam a n

örnekle n e c e ğ i ni nasıl bilebiliriz. Bu kısımd a bu sorular a ceva p vere n iki yaygın senkro n hab e rl e ş m e protokolün ü verec e ğiz.

6. 3 . 2 . 1 . Bis y n c Prot o k o l ü

(Karakt er Yönetimli Protokol) Başla m a

biti

kullanılma dığın d a n ,

tüm

senkro n

seri

veri

biçimlerind e özel bir sync karakt e ri ger ekir. Bu karakt e r alıcıya verinin akm a k üzer e olduğu söyler. Sync karakt e rini bulabilm e k için seri G/Ç arayü z

cihazın özel avlan m a

veya

araştır m a

mod u n a

sahip olma sı

gerekir.

Bitiş

biti

kullanılma dığınd a n ,

senkro niza s yo n u

koru m a k

için

gen ellikle bir saa t işare ti senkro n veriye eşlik ed er. Senkron seri veri, telefon hattın d a n gönd e rilec e ği zam a n ; saa t işare ti için ayrı bir kan al sağla m a k

mü mk ü n

değildir. Bu duru m d a

veri ve saa ti tek kanal a

kodlaya c a k özel bir sen kron mo d e m kullanılır. Alıcı mod e m , veri ve saa t işaretlerini birbirind e n ayırır.

Asenkron seri hab e rl e ş m e ile arasınd a ki diğer fark, saa t freka n sın bau d hızıyla aynı olma sıdır, yani seri X 1 freka n slı saa t işare ti kullanılır.

Bısync protokold e veri transf erini den e tl e m e k için tablo 4’de verilen birkaç özel ASCII karakt e ri kullanılır. Senkro n mes ajın bir çerçe v e si şekil 15’de

göst e rilmiş tir.

Başla m a

ve

bitiş

bitleri

ile

çerçe v el e n e m i ş

as e n kro n veride olduğ u gibi, senkro n veri de özel den e ti m kodları ile çerçe v el e n mi ş tir. Şekil 15’deki çerçe v e d e iki sync karakt e rin d e n sonr a ilk olarak başlığın bazı ve başlık ve dah a sonr a met nin (text) başla dığını göst e r e n bir STX karakt e ri gelir. Daha sonr a ise veri baytları yer alır. Bu veri bloğu 100 veya

dah a

fazla veri baytınd a n

ibare t

olabilir. ETX

karakt e ri met nin sonu n u göst e rir. BBC ise hat a bulma için kullanılan blok den e ti m karakt e ridir. PAD karakt e ri, gönd e rilec e k veri olma dığı zam a n çıkarılan karakt e r dir ve as e n kro n veri hab e rl e ş m e d e k i marka seviye sin e karşı düş er.

Tablo 4. Bisync senkro n seri protokold e kullanılan özel karakt e rl er Karak

ASCII

Açıklam a

ter SYNC PAD DLE

kod 16 FF 00

Sync karakt e r Çerçev e sonu Veri bağınd a n

ENQ

05

onayla m a Sorgula m a ,

SOH STX ITB

01 02 0F

çalışıyor m u ?

Başlığın başı Metnin başı Ara trans mi s yo n

EOT ETB ETX

84 17 03

sonu Trans mi s yo n u n sonu Trans mi s yo n bloğun sonu Metnin sonu

kaçış, ter min al

bloğu n

Bir çerç ev e SYN

SYN SO

BAŞLIK

← Veri

STX

H

ETX

BCC

PAD

alanı →

Şekil 15. Bisync protokolü n ü kullan a n bir senkro n mes aj çerç ev e si Bısync protokol herke sin uym a sı ger ek e n bir kurallar takımıdır.

Eğer bir seri veri hab e rl e ş m e bağla n tısı işletilec ek s e , gönd e r e n cihazın komu tlar gönd e r e bilec e k ve alıcı cihazın komu tl ar alabilec e k yet e n e k t e olma sı

ger ekir.

anla m a nı n

tek

Gönd er e n yolu

cihazın

budur;

veri gönd e r m e y e

veya

gönd e r e n

hazır olduğu n u

cihaz a

gönd e r m e yi

durdur m a s ı nı ve alma ya başla m a s ı nı söyle m e n i n tek yolu budur. Bu diyalog el sıkış m a protokolü olarak bilinir.

6. 3 . 2 . 2 S eri Veri Bağl a n t ı De n e t i m i (SDLC)

( Bit Yönetimli Protokol) Bu biçim IBM tar afınd a n (SNA) hab e rle ş m e

pake ti

ile

kendi Syst e m s kullanılm ak

Network Architect ur e

üzer e

geliştirilmiştir.

Bu

protokolü kullan a n bir veri çerç ev e si şekil 16’da göst e rilmiş tir.

SDLC alıcı, kendi SYNC karakt e ri bayr a ğını ara ş tırır. Bunun ardınd a n am a cı ağ istas yo nl a rı arasınd a

olarak

(011 1 1 1 1 0 )

8- bitlik adr e s

başla m a

alanı gelir. Bunun

belirli bir istas yo n u

adr e sl e m e k

için

çerçe v el e r e

izin ver m e k tir. Daha

sonra

8- bitlik den e ti m

alanı gelir.

Burası 6 veya dah a fazla lojik-1 den oluş a n özel den e ti m karakt e rl erinin yeridir.

Bir çerçe v e 0111 1 1 10

← Bilgi alanı →

16- bir CRC

0111 1 1 1 0

Bitiş bayr a ğı Hata Dene ti mi Bilgi alanı 8- bitlik den e ti m alanı 8- bitlik adr e s alanı Başla m a bayr a ğı senkro n me s aj çerçe v e si

Şekil 16. SDLC protokolün ü kullan a n bir

Bilgi alanı herh a n gi bir biçimd e olabilir, yani bu alan ta m sayıd a baytt a n oluş m a k zorun d a değildir. Eğer beş veya dah a fazla sayıd a lojik-1’in dizide gözük m e s i ger ekirs e, gönd e rici bu alan a oto m a tik olarak lojik-1’leri saklar.

Bu duru m

bilgi alanınd a

den e ti m

karakt e rl erinin

gözük m e s i ni önler. Alıcı ise oto m a tik olarak bu sıfırları siler.

16- bitlik çerçe v e

den e ti mi, bsync deki BBC karakt e rin e benz e r

olarak hat a bulma k için kullanılır. Çerçev e bitiş bayr a ğı ile sonlanır.

SDLC protokolü HDCL (hıgh- level dat a lınk control) protokolün bir alt küm e sidir.

6. 4 SERİ G/Ç HABERLEŞME CİHAZI İlk olarak SIO yong a sı nın boyutl arını belirle m eliyiz. Daima bac ak sayısı az olan yong al arın kullanılma sı istenir. Büyük yong al arın yapı mı pah alıya mal olur ve baskılı devr e kartınd a dah a geniş yer işgal eder.

Gereksiz yer e bac ak sayısını artırm a k fiatı artırır.

Diğer taraft a n yong a d a ki tü m bac aklar kullanılsın diye çok farklı boyutlu yong al arın kullanılm a sının da anla mı yoktur. Örne ğin iki bac a ğı kullanılma y a n kullan m a k t a n

40- bac aklı dah a

kullanılac ak tır.

yong a

kullan m a k ,

iyidir. Burad a

Kapı

başın a

bir

38

bac aklı

yong a

SIO cihazı için 28- bac aklı yong a bac ak

ger ektirdiğind e n ,

SIO cihaz

yong a sı az bac aklı yapılabilir.

Senkro n ve as e nkr o n seri G/Ç lojik aynı yong a yı payla ş a c a k tır. Çünkü bu iki lojik takımın çok ortak yönleri vardır.

Seri

G/Ç

hab e rle ş m e

cihazı

üç

arayü z e

sahip

olabilir.

Bu

arayü zl er d e n biri mikroişle m ci için ve diğerleri de senkro n ve as e nkr o n seri G/Ç’lar içindir. Her arayüz veri hatların a ve den e ti m işaretlerin e sahiptir.

6.4 . 1 . CPU- SIO Arayü z ü CPU arayüz ü senkro n ve as e n kro n G/Ç için ortak olduğ u n d a n , SIO cihazın inşasın a üzerind e n

bura d a n

par al el

olarak

başlaya c a ğız. Bu cihaz siste mi n

veri yolu

CPU ile hab e rle şir.

veri yolu

Bu yüzd e n

ta m p o n u n a bağla n mı ş 8- veri yolu bac a ğı bulun m a lıdır, şekil17 a. CPU arayü z ü n ü n

gerek tirdiği diğer işaretler, par al el G/Ç arayü z cihazının

gerek tirdiklerind e n farklı değildir. Bunlar yong a seç m e (CS), OKU, ve YAZ işare tl eridir.

CS ucu,

GÇİŞ işare ti

ile bazı

adre s

işaretlerinin

kombin a s yo n u n d a n üretilir.

6.4 . 2 . S eri G/Ç Aray ü z ü Seri veriyi almak

ve gönd e r m e k

için ayrı bac aklar

kullanılır.

Gönd er m e ve alma bac aklarının ayrı seçilme si, gönd e r m e ve alma saa t işaretlerinin de ayrı ayrı uygula n m a s ı nı gerek tirir, şekil 17b. Her iki saa t işareti,

veri hızını den e tl e m e k

için dış lojik tar afınd a n

üretilip SIO

cihazın a uygula nır. Eğer dış lojik aynı gönd e r m e ve alma saa t işaretini kullanırs a, bu iki saa t işareti siste mi n 0 saa tin d e n veya herh a n gi başk a saa t lojiğinde n türetile bilir. Her duru m d a bau d hızını den e ti m altınd a tut ar, şekil 17b.

bu iki saa t işare ti seri veri

Şekil 17. SIO cihazd a ki bazı bac aklar ve kayd e diciler Dış cihazın gönd e r diği seri bit dizisi seri veri alma girişi üzerind e n SIO

cihaza

uygula nır.

Alma

saa t

işaretin

örne ğin

her

yüks el m e

ken arın d a RD veri girişi örnekle n e r e k , elde edilen değ e rlerin lojik-0 veya 1 olarak alıcı veri ta m p o n u n a koyuldu ğ u senkro n çalış m a yı inceleyeli m.

Bu ta m p o n d a 8- bitlik bilgi oluştu ğ u zam a n , ta m p o n u n içeriği veri yolu ta m p o n u n a boştur,

oto m a tik

bu yüzd e n

olarak transf er bir sonr a

edilir. Şimdi alıcı veri ta m p o n

alınac a k

veri bitin yükle m e

her

ken arını

işlemin e

yenid e n başla n a bilir.

Gönd er m e ta m p o n d a n

saa t

kenarının

düş m e

bir biti dışarı atar. Gönd e r e n

gönd e r e n

veri ta m p o n u n

veri

sekiz biti,

sıfırıncı bitte n başla ya r a k arta n sırad a dışarı gönd e rilir. 7 no’lu bit atılır atılmaz gönd e r e n veri ta m p o n boş kabul edilir, ve böylec e veri yolu ta m p o n u n içeriği, seri gönd e r m e işlemin e dev a m et m e k için gönd e r e n veri ta m p o n a yüklenir.

Eğer as e n kro n seri veri gönd e rilmiş olsaydı, veri saa ti ile seri veri işaretleri arasın d a ki ilişki değiş e c e k ti, am a

tüm değişiklikte bund a n

ibare t olacaktı. Asenkron veri dizisind e X16 veya X64 saa ti kullanılır ve veri 8. veya 32. darb e d e örnekle nir, yani veri bitin orta sınd a örnekle nir.

6.4 . 3 . S eri G/Ç Den e t i m işar e t l e ri Veri yolu ta m p o n u aynı and a he m veri baytları almak he m de gönd e r m e k

için kullanılma z. Burad a

tanımla n a c a k

den e ti m

lojiği ve

işaretleri, var olan işaretler d e n han gisinin herh a n gi bir and a me yd a n a gelec e ğini belirtir. Eğer den e tl e m e

lojiği, saa t işare tini tanı m a sı için

progr a ml a n m a m ı ş ise SIO cihaz saa t işare tini öne m s e m e z . Ayrıca eğ er veri

yolu

ta m p o n u

veri

baytı

almak

için hazır

değils e,

alıcı veri

ta m p o n u n u n içeriği kaybol ac a k tır. İlk olarak gönd e r m e lojiğini inceleyeli m. Bu lojik biri gönd e r e n veri ta m p o n u n boş olduğu n u göst e r e n , diğeri ise veri ta m p o n u n başk a bir veri baytı alma y a hazır olduğu n u göst e r e n iki den e ti m işareti gerek tirir.

Bu iki işaret TE ve TRDY ile göst erilir. Bu iki işaret aynı değildir. Örne ğin

seri verinin senkro n olarak çalış m a sı duru m u n d a ,

bir SYNC karakt e r

dışarı verilirken TE işare ti yüks ek olacak tır, am a

o and a veri dışarı

çıkarılıyor olsa bile gönd e r e n veri ta m p o n u n yeni veri almak üzer e hazır olduğu n u

göst e r m e k

için TRDY işare ti alçak olacaktır. TE ve TRDY

işretlerinin kullanı mı şekil 18’de göst e rilmiş tir.

Gönd erilen seri veri

veri

sync

veri

sync

TE TRDY Şekil 18. TE ve TRDY işaretleri arasınd a ki fark Alma lojiği, RRDY diye adlan dırılan

tek bir alma

hazır işareti

kullanılır. Bu işare t bir baytlık verinin veri yolu ta m p o n u n a yüklen diğini ve okun m a y a

hazır olduğu n u

göst e rir. RRDY işareti çoğu nlukla

bir

kes m e isteği doğur m a k için kullanılır. Kesme onayla nınc a , alına n veri baytı kes m e servis prog a mı saye sin d e belleğin uygu n bir alanın a taşınır.

Senkro n veri transf erin d e , geç erli verinin alımına başla n m a d a n önce SIO cihaz lojiği bir veya iki STNC karakt e rini algıla m alıdır. Bu SYNC karakt e rl e rini

SIO

cihazın

ne

zam a n

algıladığını

dış

lojik

bilmek

zorun d a dır. Bund a n dolatı SYNC karakt e rl er algılanır algılan m a z yüks ek duru m a geç e n bir SYNC den e ti m işareti kullanılm alıdır. Bazı SIO cihazlar SYNC den e ti m

hattının

iki yönlü

olma sın a

izin verir. Bu duru m d a

senkro n verid e n önce SYNC karakt e rl e rin e yer ver m e k t e n ziyad e , dış lojik tüks ek değ e rli bir işareti SYNC den e ti m işare ti olarak gönd e rir ve dah a

sonr a SIO cihaz senkro n seri veriyi alma ya

den e ti m darb e si ni kullanır, şekil19.

Alma saa ti SYNC Seri veri girişi

Birinci baytın ilk biti

Şekil 19. SYNC den e ti m işareti

başla m a k

için bu

6.4 . 4 . Mod e m Den e t i m İşar e t l e ri SIO cihaz

için tanı ml a n m a s ı

gerek e n

yalnız mod e m

den e ti m

işaretleri kaldı. Dört ad e t sta n d a r t mod e m den e ti m işareti vardır.

1.

DSR (Data Set Read y): Mode m veri almak için hazır olduğu

zam a n bu işareti alçak yap ar. Diğer anlard a bu işare t yüks ek seviyeli bir SIO giriş

işaretidir.

Herha n gi

başk a

bir

dış

lojik

bu

işareti

an a

yetkilen dir m e işare ti olarak kullan a bilir. Örneğin bir video ter min ali gibi bir birimd e

bulun a n

açm a

üretilebilir. Bu duru m,

/ kap a m a

(onn/off ) an a h t a rı bu işareti

mikrobilgis a ya rın

dış lojik ile hab e rl e ş m e y e

geç m e d e n önce dış lojiği den e tl e m e s i n e izin verir.

2.

DTR (Data Ter mınal Read y): Bu den e ti m işareti SIO cihazın

DSR işaretin e

eşd e ğ e r dir. SIO cihaz tar afınd a

gönd e rilen

bu işaret,

hab e rl e ş m e yap m a k için kendisinin hazır olduğ u n u dış lojiğe bildirir. Bu işaret progr a ml a den e tl e n e r e k tüm seri G/Ç işleml erini yas a kl a m a k için yüks ek veya başla t m a k için alçak yapılabilir.

3.

RTS (Requ e s t To Send): SIO cihaz mod e m veya bir başk a dış

cihazla hab e rl e ş m e k için hazır olduğu zam a n , DSR ve DTR işaretlerinin her ikisi alçak

olacaktır. Bu duru m d a

olduğu n u göst e r m e k çalışır

duru m d a

veri gönd e r m e k

üzer e

hazır

için SIO cihaz RTS işare tini kullanır. Alıcı cihaz

olsa

bile,

geçici

olarak

me ş g ul

olabilec e ği

unut ul m a m a lı dır.

4.

CTS ( Clear To Send): Tam dupleks veri bağla n tısın d a ,

gönd e ricid e n

çıkan

RTS alıcıda

CTS haline

gelir. Eğer

RTS işareti

gönd e rilmiş ise, o zam a n alma yet e n e ği olan bir mod e mi n hat sonu n d a bulun m a s ı

ger ekir.

Bu giriş

işare tin

alçak

olma sı

SIO cihazı

veri

gönd e r m e k için yetkilen dirir.

DSR, DTR, RTS, ve CTS işare tl erinin karşılıklı etkileşi mi şekil 20 deki akış diyagr a mı n d a göst e rilmiş tir. Şekil 20.

SIO cihaz

ile mod e mi n

hab e rle ş m e s i

işaretlerinin etkileşimini göst e r e n akış diyagr a mı.

için den e ti m

Senkro n

ve as e nkr o n

hab e rl e ş m e

yap a bile n

sta n d a r t

bir SIO

cihazd a bulun a bilec e k çoğu bac aklar oluştur ul m u ş oldu. SIO cihazımız şimdi şekil 21 deki biçimi alır. Şekil 21. Buraya kad ar geliştirilmiş olan SIO cihazın yapısı

6.4 . 5 . SIO Cihazı n Den e t i m i SIO cihazın kullanılm a sı için birçok seçe n e k oluştur ul m u ş ise, bu seç e n e kl erin

kullanılabilm e si

için

bir

den e ti m

vardır. Ayrıca bu kayd e dici dış cihazlar a

kayd e dicisin e

gerek

gönd e rilec e k bazı den e ti m

işaretlerinin duru ml a rını da belirleye bilir. İlk olarak senkro n veya as e n kro n G/Ç seçilmelidir. Dah a sonr a progr a m den e ti mi altınd a tablo 5 te göst e rilen değişk e nl er belirlenir. Bu değişk e nl e r

mod

para m e t r el eri

olarak

bilinir

ve

seri

G/Ç

işlemi

esn a sın d a değiştirilmel eri mü mk ü n değildir.

Tablo 5. Seri G/Ç mod para m e t r el e ri Görevi Saat fraka n sı Baytt aki veri bitleri Eşitlik Bitiş bitleri Sync karakt e r

Asenkro n Baud hızı X1, X16, X64

Senkron Çoğunlukla

5, 6, 7, veya 8 Tek, çift veya hiçbiri 1, 1 1/2 veya 2 yoktur

X1 5, 6, 7, veya 8 Tek çift veya hiçbiri yoktur 1, 2, veya dış sync

bau d

hızı

Herha n gi bir mod para m e t r el e ri takımı kullanılırke n SIO cihazın komu t alabilm e si ger ekir. Komutlar seri veri akışının yönü n ü (gönd e r m e veya alma ) belirle m eli, veya mod değişi min e izin verer e k o and a ki işlemi

sonla n dır a bil m elidir.

işaretlerini

setleye bil m eli

Komutlar ve

ayrıca

herh a n gi

bir

DTR ve hat alı

RTS den e ti m

duru m u n a

ceva p

vere bilm elidir.

Komutların

bak m a s ı

ger ek e n

hat a

duru ml a rını

ve

mikrobilgis a ya rın bunları nasıl aılgılayac a ğı nı inceleyeli m. Bu am a çl a SIO cihaza 8- bitlik bir duru m kayd e dici ilave edilmiştir. Bu kayd e dici saye sin d e

8- giriş

işare tin

gerek e n işaretler şunlardır:

duru m u

izlen e bilir.

Seviyeleri

okun m a s ı

1.

DSR - Dış cihazın aktifliği

2.

CTS - SIO cihaz veri transf erin e başla t m a d a n önce CTS’nin

doğru (true) olma sını bekle m e lidir.

3.

SYNC - Dış senkro niza s yo n

4.

TE - Gönd e r e n ta m p o n boş

5.

TRDY -CPU’dan veri almak için gönd e r e n ta m p o n hazır

1.

RDY - CPU’ya veri gönd e r m e k için alıcı ta m p o n hazır.

Bu işare t kes m e lojiğine bağla n a bilir ve böylec e duru m kayd e dici dışına atılabilir.

Rapor edilec ek hat a duru ml a rı şunlardır: 1.

Eşitlik hat a sı

. Bir seri

Çerçev el e m e

hat a sı

veri

birimind e ki

hat alı

eşitliğin

Asenkro n

çalış m a

algılan m a s ı 2.

(Fra mın g

error).

mod u n d a , başla m a ve / veya bitiş bitlerinin doğru olarak algılan m a d ı ğı.

1. hazır

İşgal hat a sı (Overru n error). Veri yolu ta m p o n u veri alma y a

olma dığı

halde,

alıcı

veri

ta m p o n u n

bu

ta m p o n a

bir

bayt

gönd e r m e s i. Bu bayt kaybolur.

Normald e hat a duru ml a rı SIO cihazın işleml eri durdur m a s ı n a yol açm a z. Hata, duru m kayd e diciye gönd e rilir ve işleml er e dev a m edilir.

Komutlar kullanılar ak hat alı duru m a aş a ğıd a ki gibi ceva p verilebilir.

1.

Senkro n mod d a , gönd e r e n kayn a ğ a

bir NACK (onayla m a )

karakt e ri gönd e r.

2.

Asenkron

mod d a ,

işlemler d e n

vazg e ç

ve

TD’yı

kes m e

(bre ak) işaret seviye sin e (gen ellikle yüks ek seviye) yüks elt.

3.

1.

Herha n gi bir hat a düzelt m e progr a mı icra et.

SIO cihazın duru m kayd e dicisind e ki hat a bitlerini sıfırla.

SIO cihaz a mod / den e ti m kayd e dicisi ve duru m kayd e dici ilave edilm elidir. Bu cihazın kayd e dicileri üzerind e işlem yap a bil m e k için SIO cihaz a bir de RS kayd e dici seç m e bac a ğı eklen m elidir. Aslında den e ti m ve duru m kayd e diciler e adr e sl e n e bil e n tek bir birim olarak bakılabilir,

çünkü den e ti m kayd e diciye yalnız yazılmak t a ve duru m kayd e dicid e n yalnız okun m a k t a d ır.

SIO cihazın seçilebilm e si için adr e s hatların kodu çözüler ek CS yong a seç m e girişine uygula n m a lıdır. RS girişi ise gen ellikle en anla m sız adre s hattın a bağla nır. Böylece he m yong a he m de isten e n kayd e dici seçilmiş olur.

Alıcı ve gönd e rici veri ta m p o nl a r alınan ve gönd e rile n veri yolund a pozitif olarak

yer almak t a dır.

Bu ta m p o nl a r

veri yolu ta m p o n u

ile

hab e rl e şir, bund a n dolayı doğru d a n eriş m el e ri ger ek m e z . Sonuç olarak geliştirilen cihazın ta m yapısı şekil 22 de göst e rilmiş tir. Şekil 22. SIO cihazın en geliş miş biçimi.