串行通信中 同步通信和异步通信的区别及使用情况（转）

在计算机系统中，CPU和外部通信有两种通信方式：并行通信和串行通信。而按照串行数据的时钟控制方式，串行通信又可分为同步通信和异步通信两种方式。

　　1、异步串行方式的特点

　　所谓异步通信，是指数据传送以字符为单位，字符与字符间的传送是完全异步的，位与位之间的传送基本上是同步的。异步串行通信的特点可以概括为：

　　①以字符为单位传送信息。

　　②相邻两字符间的间隔是任意长。

　　③因为一个字符中的比特位长度有限，所以需要的接收时钟和发送时钟只要相近就可以。

　　④异步方式特点简单的说就是：字符间异步，字符内部各位同步。

异步位系统是面向字符来传输信息的，也就是我们一般情况下的一个字符，8位，1bit，当然了传输的时候还要加上起始位和结束位，没有这两位接收方就不知道什么时候开始接收数据什么时候结束了。如此一来字符与字符之间就不是连着的，打个比喻，就像秋天的叶子一样，一片一片往下落。发送方和接收方不要求同步，就是说你想什么时候落就什么时候落，我都接着，用不着先通知我

　　2、异步串行方式的数据格式

　　异步串行通信的数据格式如图8-1所示，每个字符（每帧信息）由4个部分组成：

　　①1位起始位，规定为低电0；

　　②5～8位数据位，即要传送的有效信息；

　　③1位奇偶校验位；

　　④1～2位停止位，规定为高电平1。

 

　　                                                                     图1 异步串行数据格式

　　3、同步串行方式的特点

　　所谓同步通信，是指数据传送是以数据块（一组字符）为单位，字符与字符之间、字符内部的位与位之间都同步。同步串行通信的特点可以概括为：

　　①以数据块为单位传送信息。

　　②在一个数据块（信息帧）内，字符与字符间无间隔。

　　③因为一次传输的数据块中包含的数据较多，所以接收时钟与发送进钟严格同步，通常要有同步时钟。

 

同步位系统就不同了，他要求发送方与接收方严格的同步，二者波特率要相同。

同步位系统传输的什么呢，不是字符，是字符组合，也就是帧，我们在OSI数据链路层可以学习到。帧的长度没有规定，传输的时候视情况而定吧。这个帧里面包含了同步信息，来通知接收方调整以同步。这里再打个比喻，前面我们说异步位系统传输的数据像树叶，那么同步位系统传输的就像是把这些树叶串成一串，是连续的。

　　4、同步串行方式的数据格式

　　同步串行通信的数据格式如图8-2所示，每个数据块（信息帧）由3个部分组成：

　　①2个同步字符作为一个数据块(信息帧)的起始标志；

　　②n个连续传送的数据

　　③2个字节循环冗余校验码(CRC)

 

　　                                                                      图2 同步串行数据格式

5.用途：

同步串行：通信网中，有大批量数据需要传输

异步串行：应用于在工业、实际应用中。适用于短距离、速率不高的情况下。

同步位系统比异步位系统要实用高效。这个比较好理解，计算机对帧的处理比对字符要少的多，在传送相同大小的数据量的时候，计算机要对大量的字符进行开始与结束操作，帧则要少的多。同时同步位系统的下的网络效率也更高，因为每个字符都至少包含两位的开始结束信息，这个在数据量大的时候开销是很客观的。

 时钟在通信中的作用就是在数据收发时起协调作用的，异步时钟用到比较少，同步时钟肯定会用到。

单工、半双工、全双工 
 
单工数据传输只支持数据在一个方向上传输；
 
半双工数据传输允许数据在两个方向上传输，但是，在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信；
 
全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输，因此，全双工通信是两个单工通信方式的结合，它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。 
 
 
网卡的全双工（Full Duplex）是指网卡在发送数据的同时也能够接收数据，两者同步进行，这好像我们平时打电话一样，说话的同时也能够听到对方的声音。目前的网卡一般都支持全双工。

    
提到全双工，就不能不提与之密切对应的另一个概念，那就是“半双工（Half Duplex）”，所谓半双工就是指一个时间段内只有一个动作发生，举个简单例子，一条窄窄的马路，同时只能有一辆车通过，当目前有两量车对开，这种情况下就只能一辆先过，等到头儿后另一辆再开，这个例子就形象的说明了半双工的原理。早期的对讲机、以及早期集线器等设备都是基于半双工的产品。随着技术的不断进步，半双工会逐渐退出历史舞台。