การสือสารในระบบสมองกลฝังตัว

 การสือสารในระบบสมองกลฝังตัว 

แบบขนาน

     การส่งข้อมูลแบบขนาด คือ การนำบิดหลายๆบิดมารวมกัน หรือส่งข้อมูลพร้อมกันทีละหลายๆบิท เป็นกลุ่มข้อมูลจำนวน n บิท และจะสามารถส่งข้อมูล n บิทเหล่านั้นออกไปพร้อมกันได้  ในหนึ่งรอบของสัญญาณนาฬิกา ข้อมูลก็จะถูกส่งไปแต่ละช่อง ขนาดกัน 

     ข้อดี    :   - มีความรวดเร็วและยังสามารถส่งบิทหลายๆบิทออกไปพร้อมกันได้

     ข้อเสีย : - ต้นทุนสูง เพราะต้องมีช่องส่งสัญญาณเท่ากับจำนวนของบิท และ ไม่เหมาะกับการส่งข้อมูลระยะไกลเพราะสัญญาณข้อมูลที่ส่งไปอาจจะเกินการเลื่อมลำกันได้ถ้าส่งระยะไกล ทำให้ส่งผลต่อปลายทางอาจเกิดความผิดพลาดได้

แบบขนาน

แบบอนุกรม

     การส่งข้อมูลแบบอนุกรม คือการส่งสัญญาณข้อมูลไป ตามสายสื่อสารเพียงแค่เส้นเดียวเท่านั้น ด้วยการส่งทีละบิตในหนึ่งรอบสัญญาณ ซึ่งปลายทางจะทำการรวบรวมบิต เพื่อนำไปใช้งานต่อไป

     ข้อดี : คือ - การประหยัดสายสื่อสาร เนื่องจากใช้สายสื่อสารเพียงเส้นเดียว 

                     - สามารถส่งข้อมูลได้ตั้งแต่ระยะทางสั้นๆ จนถึงระยะทางไกล 

     ข้อเสีย :   - คือความล่าช้าในการส่งข้อมูล เพราะ มีช่องสัญญาณเพียงช่องเดียวเท่านั้น

แบบอนุกรม

แบบซิงโครนัส

     การส่งข้อมูลแบบซิงโครนัสคือการส่งข้อมูลไปที่สื่อนำข้อมูลที่มีลักษณะเป็นกลุ่มข้อมูลต่อเนื่องกันอย่างเป็นจังหวะและเป็นการถ่ายทอดสัญญาณโดยการส่งข้อมูลออกมา เวลาจะกลายเป็นสิ่งที่สำคัญมากเพราะความถูกต้องของข้อมูลที่ได้รับจะสมบูรณ์หรือไม่ขึ้นอยู่กับความสามารถของอุปกรณ์ที่ได้รับเพื่อให้นับบิตที่เข้ามาให้ถูกต้อง  จะไม่ใช้บิตเริ่มต้นและบิตหยุด จะไม่มีการการหยุดชั่วขณะระหว่างอักขระ จะใช้วิธีให้จังหวะเวลาทั้งสองทางที่ติดต่อกัน มีอยู่สองวิธีที่ปฏิบัติคือ ใช้อักขระ หรือใช้สัญญาณนาฬิกา การใช้อักขระซิงก์ไว้หน้าบล็อก ของอักขระที่ใหญ่ โดยการใส่อักขระซิงก์ไว้หน้าบล็อกของข้อมูลอักขระซิงก์นี้เป็นบิตจำนวนหนึ่งที่ทางอุปกรณ์เครื่องรับสามารถใช้ ในการกำหนดอัตราเร็วของข้อมูลให้ตรงกับทางอุปกรณ์เครื่องส่ง การใช้สัญญาณนาฬิกาของด้านส่ง และสัญญาณนาฬิกาของด้านรับจะใช้คนละสายหรือคนละช่องสัญญาณในการส่งข่าวสารเกี่ยวกับเวลาของ ข้อมูลที่จะส่ง โดยทั่วไปการส่งข้อมูลแบบซิงโครนัสจะทำงานภายใต้การควบคุมของโปรโตคอลในระบบนั้น ๆ และนิยมใช้กับเทอร์มินัลฉลาดและเทอร์มินัลอัจฉริยะ

อะซิงโครนัส

- เป็นการส่งข้อมูลแบบต่อเนื่องกัน

- การรวมกลุ่มข้อมูลให้มีขนาดใหญ่ เรียกว่า เฟรม หรือเรียกว่า บล็อคข้อมูล

- มีจำนวนมากกว่า 1000 บิต 

- ฝั่งรับมีหน้าที่รับจำนวนบิทแล้วแปลงเป็นจำนวนไบต์เอง

- ไม่มีช่องว่างไม่มีบิตเริ่มต้นและไม่มีบิตจบ

- การควบคุมจังหว่ะมีความสำคัญมาก

     การส่งข้อมูลจะนำข้อมูล 1 ไบต์มาส่งออกไปตามสายฟ้าเรียงกันไปจนครบ8บิท เท่ากับ1ตัวอักษร จ้อดีคือ สามารถส่งได้ระยะทางไกลกว่า Parallel transmission ข้อเสีย คือ ความเร็วในการรับส่งข้อมูลมีจำกัด ต้องนึกถึงรายละเอียดในการรับส่งข้อมูล เช่น การส่งข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์

การรับส่งข้อมูลแบบอสมวาร

อะซิงโคนัส

      เป็นการส่งข้อมูลที่ผู้รับและผู้ส่งไม่ต้องใช้สัญญาณนาฬิกาเดียวกัน แต่ข้อมูลที่ได้รับจะต้องถูกแปลตามรูปแบบที่ได้ตกลงกันไว้ก่อน เนื่องจากไม่ต้องใช้สัญญาณนาฬิกาเดียวกันทำให้ผู้รับไม่สามารถคาดการณ์ได้ว่าเมื่อใหร่จะมีข้อมูลส่งมา ดังนั้นผู้ส่งจึงจำเป็นต้องแจ้งผู้รับให้ทราบว่าจะมีการส่งข้อมูลมาให้โดยการเพิ่มบิตพิเศษเข้ามาอีกหนึ่งบิต เอาไว้ก่อนหน้าบิตข้อมูล เรียกว่า บิตเริ่ม (start bit) โดยทั่วไปมักใช้บิต 0 และเพื่อให้ผู้รับทราบจุดสิ้นสุดของข้อมูลจึงต้องมีการเพิ่มบิตพิเศษอีกหนึ่งบิตเรียกว่าบิตจบ (stop bit) มักใช้บิต 1 นอกจากนี้แล้วการส่งข้อมูลแต่ละกลุ่มต้องมีช่องว่างระหว่างกลุ่ม โดยช่องว่างระหว่างไบต์อาจใช้วิธีปล่อยให้ช่องสัญญาณว่าง หรืออาจใช้กลุ่มของบิตพิเศษที่มีบิตจบก็ได้

 

ข้อดี ของการส่งข้อมูลแบบอะซิงโครนัส มี 2 ประการ คือ ค่าใช้จ่ายถูกและมีประสิทธิภาพการส่งข้อมูลแบบนี้จะนำไปใช้ในการสื่อสารที่ต้องการใช้ความเร็วไม่สูงนัก ตัวอย่าง การติดต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์กัลเครื่องปลายทาง โดยที่ธรรมชาติแล้วเป็นการสื่อสารแบบอะซิงโคนัสเพราะผู้ใช้จะพิมพ์ที่ละ 1 ตัวอักษรจากเครื่องปลายทางไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์จึงไม่ต้องใช้ความเร็วสูงในการติดต่อสื่อสาร 

UART

     UART เป็นการใช้งานบอร์ดไมโครคอนโทรเลอร์เพื่อรับส่งข้อมูลระหว่างบอร์ดไมโครคอนโทรเลอร์กับอุปกรณ์ภายนอกอื่นๆที่เกี่ยวข้อง โดยอาศัยรูปแบบการรับส่งข้อมูลแบบอนุกรม UART ในแบบอะซิงโครนัส ซึ่งปัจจุบันมีไมโครคอนโทรเลอร์และอุปกรณ์อีกหลายชนิดที่ใช้การสื่อสารอนุกรมแบบ UART ดังรูป การสื่อสารระหว่างบอร์ด ESPino32 กับอุปกรณ์ที่ใช้การสื่อสารแบบ UART ตัวอย่างเช่น การสื่อสารระหว่างบอร์ด ESPino32 กับคอมพิวเตอร์ การสื่อสารระหว่างบอร์ด ESPino32 กับบอร์ดไมโครคอนโทรเลอร์ตัวอื่นๆ การสื่อสารระหว่างบอร์ด ESPino32 กับเซ็นเซอร์ต่างๆที่มีรูปแบบการสื่อสารอนุกรมแบบ UART การสื่อสารระหว่างบอร์ด ESPino32 กับโมดูลการสื่อสารที่มีรูปแบบการสื่อสารอนุกรมแบบ UART

SPL

     spIคือรูปของแบบการสื่อสารข้อมูลแบบอนุกรมแบบซิงโครนัสรูปแบบหนึ่ง ถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้ในการการสื่อสารระยะใกล้โดยเฉพาะในระบบสมองกลฝังตัว การสื่อสารอนุกรมแบบ SPI จะอาศัยสัญญาณนาฬิกาเป็นตัวกำหนดจังหวะการรับส่งข้อมูล และสามารถส่งข้อมูลไปยังปลายทางและรับข้อมูลจากปลายทางกลับมาในครั้งเดียวกัน การสื่อสารอนุกรมแบบ SPI จะแบ่งอุปกรณ์ออกเป็น 2 ฝั่ง คือ Master เป็นตัวควบคุมการรับส่งข้อมูล และ Slave เป็นอุปกรณ์ที่รอรับคำสั่งจาก Master ในบัสการสื่อสารแบบอนุกรมแบบ SPI สามารถมี Slave มีได้มากกว่า 1 ตัว

อ้างอิง

https://sites.google.com/site/chaywu03/kar-sng-phan-khxmul-dicitxl/kar-sng-khxmul-baeb-xnukrm-serial-transmission

https://sites.google.com/site/chaywu03/kar-sng-phan-khxmul-dicitxl/kar-sng-khxmul-baeb-xnukrm-serial-transmission

http://minicookey.blogspot.com/2017/08/synchronous-transmission-asynchronous.html

https://il.mahidol.ac.th/e-media/computer/network/net_datacom3.htm

https://blog.thaieasyelec.com/espino32-ch7-how-to-use-uart/

https://blog.thaieasyelec.com/espino32-ch9-how-to-use-spi/