同步通信，同步通信原理是什么

同步通信是一種連續串行傳送數據的通信方式，一次通信只傳送一幀信息。這里的信息幀與異步通信中的字符幀不同，通常含有若干個數據字符。

采用同步通信時，將許多字符組成一個信息組，這樣，字符可以一個接一個地傳輸，但是，在每組信息（通常稱為幀）的開始要加上同步字符，在沒有信息要傳輸時，要填上空字符，因為同步傳輸不允許有間隙。在同步傳輸過程中，一個字符可以對應5～8位。當然，對同一個傳輸過程，所有字符對應同樣的數位，比如說n位。這樣，傳輸時，按每n位劃分為一個時間片，發送端在一個時間片中發送一個字符，接收端則在一個時間片中接收一個字符。

同步傳輸時，一個信息幀中包含許多字符，每個信息幀用同步字符作為開始，一般將同步字符和空字符用同一個代碼。在整個系統中，由一個統一的時鐘控制發送端的發送和空字符用同一個代碼。接收端當然是應該能識別同步字符的，當檢測到有一串數位和同步字符相匹配時，就認為開始一個信息幀，于是，把此后的數位作為實際傳輸信息來處理。

同步通信協議：

1．面向字符的同步協議（IBM的BSC協議）

BSC協議規定了10個特殊字符（稱為控制字符）作為信息傳輸的標志。其格式為

SYN SOH 標題 STX 數據塊 ETB/ETX 塊校驗

SYN：同步字符（Synchronous character），每幀可加1個（單同步）或2個（雙 同步）同步字符。

SOH：標題開始（Start of Header）。

標題：Header，包含源地址（發送方地址）、目的地址（接收方地址）、路由指示。

STX：正文開始（Start of Text）。

數據塊：正文（Text），由多個字符組成。

ETB：塊傳輸結束（end of transmission block）， 標識本數據塊結束。

ETX：全文結束（end of text），（全文分為若干塊傳輸）。

塊校驗：對從SOH開始，直到ETB/ETX字段的檢驗碼。

2．面向bit的同步協議（ISO的HDLC）

一幀信息可以是任意位，用位組合標識幀的開始和結束。 幀格式為：

F場：標志場;作為一幀的開始和結束，標志字符為8位，01111110。

A場：地址場，規定接收方地址，可為8的整倍位。接收方檢查每個地址字節的第1位，如果為“0”，則后邊跟著另一個地址字節。若為“1”，則該字節為最后一個地址字節。

C場：控制場。指示信息場的類型，8位或16位。若第1字節的第1位為0，則還有第2個字節也是控制場。

I場：信息場。要傳送的數據。? FC場：幀校驗場。16位循環冗余校驗碼CRC。除F場和自動插入的“0”位外，均參加CRC計算。同步通信相關技術：

1．同步通信的“0位插入和刪除技術”

在同步通信中，一幀信息以一個（或幾個）特殊字符開始，例如，F場=01111110B。但在信息幀的其他位置，完全可能出現這些特殊字符，為了避免接收方把這些特殊字符誤認為幀的開始，發送方采用“0位插入技術“，相應地，接收方采用”0位刪除技術“。發送方的0位插入：除了起始字符外，當連續出現5個1時，發送方自動插入一個0。使得在整個信息幀中，只有起始字符含有連續的6個1。

接收方的”0位刪除技術“：接收方收到連續6個1，作為幀的起始，把連續出現5個1后的0自動刪除。

2．同步通信的”字節填充技術“

設需要傳送的原始信息幀為：

SOT DATA EOT

字節填充技術采用字符替換方式，使信息幀的DATA中不出現起始字符SOT和結束字符EOT。

假設按下表方式進行替換：

其中，ESC=1AH，X、Y、Z可指定為任意字符（除SOT、EOT、ESC外）。

發送方按約定方式對需要發送的原始幀進行替換，并把替換后的新的幀發送給接收方。例如圖所示：

接收方按約定方式進行相反替換，可以獲得原始幀信息。

相關芯片

專用USRT和UART接口芯片

支持USART的芯片

現在多數的Microcontroller和DSP芯片內部都配置有USART，可以同時支持同步傳輸和異步傳輸，主要廠商的Microcontroller如下：

TI：MSP430 系列

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http://focus.ti.com.cn/cn/general/docs/lit/getliterature.tsp？genericPartNumber=msp430f447

Philips ：XA-H3/H4系列

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http://www.semiconductors.philips.com/acrobat/datasheets/XA-H4_1.pdf

Freescale：MPC823 系列

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Synchronous Communications同步通信

當設備進行數據交換時，在兩個設備間將存在信息流。在任何數據傳輸中，發送方和接收方必須有辦法提取信息的單個字符或塊（幀）。字符在連續的比特流中到達，因此，需要有一種方法能將一個比特塊與其他的比特塊分開。在異步通信中，每個字符都由標記隔開，所以可以確切地知道字符的位置。而在同步通信中，發送方和接收方都通過時鐘或編碼到數據流中的信號進行同步。

在同步通信中，在發送數據之前發送方和接收方必須互相同步。同步通信把許多字符組成一個信息組，或稱為信息幀，每幀的開始用同步字符來指示。由于發送和接收的雙方采用同一時鐘，所以在傳送數據的同時還要傳送時鐘信號，以便接收方可以用時鐘信號來確定每個信息位。為維持長期的時鐘同步，在數字信號中嵌入了幫助維持發送方和接收方之間同步的專用比特轉移模式。一種嵌入定時信息的方法是所謂的雙極性編碼，如圖S-14所示。在這種方法中，比特流（顯示在圖的頂部）與時鐘脈沖（顯示在圖的中部）配合來產生傳輸信號（顯示在圖的底部）。

面向比特的同步通信主要用于二進制數據的傳輸。它不依靠任何特定的字符集，并且幀的內容也不需要含有多個8bit。一個惟一的8bit模式（01111110）用作幀的的開始標記。

圖S-14 用來進行同步通信的雙級編碼

同步通信要求在傳輸線路上始終保持連續的字符位流，若計算機沒有數據傳輸，則線路上要用專用的“空閑”字符或同步字符填充。同步通信傳送信息的位數幾乎不受限制，通常一次通信傳的數據有幾十到幾千個字節，通信效率較高。但它要求在通信中保持精確的同步時鐘，所以其發送器和接收器比較復雜，成本也較高，一般用于傳送速率要求較高的場合。

在聊天和即時消息傳送中，人們可以看到一種完全不同的同步通信形式。如同話音電話呼叫那樣，聊天或即時消息傳送會話是實時的，每位用戶都實時響應對方。相反，討論論壇和電子郵件則屬于異步通信。用戶可能在若干時間過后才響應消息。在討論論壇中，用戶可以在任何時候閱讀和響應那些位于信息隊列中的信息，或者直到信息從信息隊列中消失。任何Internet用戶從幾乎任何與Web相連的系統都可以訪問這兩種形式的通信，這也許正是Internet的意義最為深遠的方面，它促發了一種新的形式來進行全球即時通信和協作。在討論論壇和電子郵件中，延遲通信可以讓響應者在響應之前有時間考慮如何響應和從其他地方收集信息。