Comunicação serial

Criada por Daniel Savio Pereira da Silva, Modificado em Seg, 8 Abr na (o) 2:52 PM por Daniel Savio Pereira da Silva

Comunicação serial ou Comunicação paralela

Comunicar via serial ou via paralela, nada mais é do que uma maneira de enviar os bits de informação. De modo serial, os bit são enviados um a um pelo mesmo condutor, com uma diferença marcada de tempo por bit como mostra a figura abaixo.

Figura 1: Comunicação Serial

Esse tipo de transferência de dados é extremamente comum em transferências de dados em longas distâncias, em rede de computadores, cabos USB, redes industriais e onde o custo de cabeamento e sincronização ficaria muito elevado quando utilizado a comunicação paralela. Assim, é possível presumir que a comunicação paralela consiste em enviar cada bit em um cabeamento diferente, como mostra do na figura abaixo.

Figura 2: Comunicação Paralela

De fato, a comunicação paralela consegue enviar mais pacotes por tempo de clock, porém a comunicação serial permite que o tempo de clock seja menor, mesmo podendo enviar um pacote apenas a cada clock.

Parâmetros da comunicação serial

Para comunicar com diferentes IEDs via comunicação serial, é necessário configurar certos parâmetros entre os dispositivos conectados para que a comunicação seja estabelecida corretamente. Eles são:

Baudrate
Bit de parada
Paridade
Tamanho do pacote

Baudrate

Baudrate, consiste na taxa em que o sinal da rede varia por segundo. O mesmo valor deve ser configurado em todos os dispositivos conectado à mesma rede. As velocidades comuns de rede serial atualmente são:

1200
2400
4800
9600
19200
38400
57600
115200

O Baudrate é interrelacionado com o Bit rate, porém, como dito acima o Baudrate é a frequência em que o sinal na rede se altera por segundo, já o Bitrate é a taxa de transmissão de bits por segundo.

Assim sendo, 9600 bps (9600 bauds por segundo), significa que a rede pode mudar de estado (seja 0 ou 1) 9600 vezes a cada segundo. Inclusive, o valor de 9600 é o mais comum a ser utilizado em redes de longas distâncias.

Bit de começo e parada

Como mostrado no começo, numa comunicação serial, todos os pacotes de informação são enviados por um único cabeamento, assim é necessário haver um modo de informar ao sistema quando um pacote termina e quando outro pacote começa. Essa é a função do bit de parada e o bit de começo, estes funcionam como marcação da palavra binária (pacote) dentro da rede. o bit de parada também assegura que o receiver tenha tempo para ler e armazenar o pacote recebido

Paridade

Ao transmitir um dado, perdas e informações incompletas podem existir. Assim o bit de paridade existe para que o receiver consiga validar a informação enviada. A paridade pode ser:

None (não existente);
Even (par);
Odd (ímpar);

A paridade será um bit que assumirá o valor 0 ou 1 antes do conjunto de bit que compõe a informação ser enviada. Ele será 0 ou 1 conforme a quantidade de bits em 1 existentes no pacote, ou seja, se a paridade estiver em ímpar o pacote deve possuir um número ímpar de bits em 1 e a mesma lógica funciona para uma paridade em par.

Tendo o caractere "A" em ASCII de 7 bits= 1000001. Caso tenha-se a paridade como Ímpar, teremos um bit a mais antes da informação com o valor 1 para que a paridade seja respeitada, tendo assim um novo pacote com o seguinte:

Figura 3: Paridade ímpar ao enviar o caractere "A" em ASCII

Como visto acima, o bit de paridade assume o valor de 1 para manter a quantidade de bits em 1 ímpar a fim de seguir coerente com a paridade selecionada.

Caso seja selecionada a paridade Par, tendo o mesmo caractere do exemplo anterior, o bit de paridade será 0.

Figura 4: Paridade par ao enviar o caractere "A" em ASCII

Deste modo, o receiver consegue validar a coerência do pacote com a paridade selecionada.Assim, se a comunicação estiver configurada com a paridade par e possuir um número ímpar de bits em 1, o pacote será rejeitado.

Tamanho do pacote

Aqui podemos configurar qual o tamanho da informação que será enviada a cada pacote, isso livre de bit de parada e paridade apenas o tamanho do dado em si. Os valores permitidos variam de 5 bits até 8 bits, no exemplo acima o tamanho da informação seria de 7 bits.

Considerações finais

Ao final, vale ressaltar que para que a comunicação serial flua entre todos os elementos na rede, estes devem possuir sempre as mesmas configurações de Baudrate, bit de parada, paridade e tamanho do pacote e também seguirem o mesmo padrão físico e elétrico de conexão, seja RS-232, RS-485 ou outros padrões.

Também vale apresentar como se apresenta um pacote completo transmitido, considerando 2 bits de parada, com paridade par e com 7 bits de dados de informa.

Figura 5: Exemplo dos dados de um pacote em comunicação serial