數字通信基本概念

所有數字通信方法包含的基本概念都是：數據以二進制數值形式采用串行 （數據按位傳輸）或并行 （按組傳輸）方式傳遞。盡管通信技術隨著時間而演變，但是這些基本概念適用于任何形式的數字通信。

一個數字數據流可以通過導線傳輸，也可以以無線電波的形式傳輸。在信號接收端，無線電信號被轉換回數據流的形式。并行傳輸的數據需要發送器和接收器對彼此的功能進行協調，而且并行數據能在發送器一端轉換為串行形式，在接收器一端又轉換回并行數據。在以下章節中，我們將講解這些重要內容以及其他的專題，然后觀察特定實例。

14.1.1　串行和并行

數字數據通信接口可以分成兩大類：串行接口和并行接口。串行數據是把一個數值（例如一個字節，即8比特）進行單通道（如一根導線）傳輸，每次傳輸1比特。在接收端，每個比特都被讀出并重新組合為1個字節。圖14-1展示了將數字數據序列化和重建的過程。

圖 14-1　串行數據交換

圖14-1展示了一個同步串行接口 ，這表明數據的發送和接收是由從發送器發送到接收器的一個時鐘信號協調的。豎直虛線表明接收器檢測輸入信號電平高（1）低（0）的時間點，它可能位于每個時鐘脈沖的起始（上升沿）或結束（下降沿）。本例中，檢測點在時鐘脈沖的上升沿。下一節中，我們將描述一種異步數據傳輸方式，它不需要時鐘。

有了并行數據接口，一個完整的字節（或單詞，或更大的數據）就一下子從發送器傳輸到了接收器。如你所料，并行接口比串行接口快得多，因為并行-串行和串行-并行的轉換步驟被省略了。而并行接口的缺點是，它需要足夠數量的導線來傳輸單獨的數字。圖14-2展示了一個并行接口的例子。

圖 14-2　并行數據交換

對于并行數據轉換，只設置一個控制脈沖（圖14-2中標為“數據選通”）是絕對必要的。當接收器檢測到要讀入（在數字信號術語中叫作鎖存 ）的脈沖時，并行數據就排成一列進入數據寄存器。對于圖14-1來說，垂直的虛線代表數據被檢測到并載入到接收器寄存器的時間。

高速并行數據接口一直被用作超級計算機處理模塊之間的互聯通道，這里對速度的需求勝過了昂貴的布線成本和電路的復雜性。打印機和繪圖儀使用的更一般的PC并行接口也是依據相同的原理工作，只是要慢得多。如果想了解關于并行端口的更多知識，以及PC上的打印機端口的有趣仿制方法，可以參考附錄C列出的一些資料。