非同期シリアル通信

非同期シリアル通信は、通信エンドポイントのインターフェイスが共通のクロック信号によって継続的に同期されないシリアル通信の形式です。共通の同期信号の代わりに、データ ストリームには、各送信単位の前後にそれぞれ開始信号と停止信号の形式で同期情報が含まれます。開始信号は、受信側がデータの到着を準備するためのもので、停止信号は、新しいシーケンスをトリガーできるように状態をリセットします。

一般的なスタートストップ伝送は、テレタイプライターの操作などで使用されるRS-232経由のASCIIです。

5ビットコード（Baudotコードを参照）を使用する機械式テレタイプライターは、通常、1.5ビット時間の停止期間を使用していました。^[1]非常に初期の電気機械式テレタイプライター（1930年以前）では、バッファリングなしで機械的に印刷するために2つのストップビットが必要でした。^[要出典]小数ストップビットをサポートしていないハードウェアは、送信時に2ストップビットを送信し、受信時に1ストップビットを要求するように構成されていれば、1.5ビット時間を使用するデバイスと通信できます。

このフォーマットはテレタイプライターの設計から直接派生したものですが、当時の電気機械技術は同期操作に十分な精度がなかったため^[要出典] 、このように設計されました。そのため、各文字の開始時にシステムを再同期する必要がありました。再同期すると、当時の技術では、文字の残りの部分でビット同期を維持するのに十分でした。ストップ ビットは、次のスタート ビットの前にシステムが回復する時間を与えました。初期のテレプリンター システムでは、通常、Baudot コードの何らかのバリエーションを使用して、5 つのデータ ビットが使用されていました。

ごく初期の実験的な印刷電信装置はスタート ビットのみを使用し、文字を確実に解読するために受信機構の速度を手動で調整する必要がありました。送信ユニットと受信ユニットを「同期」させるには、自動同期が必要でした。これは最終的に Howard Krum によって実現され、彼は同期のスタート ストップ方式の特許を取得しました ( US 1199011、1916 年 9 月 19 日付与、その後US 1286351、1918年 12 月 3 日付与)。その後まもなく、実用的なテレプリンターの特許が取得されました ( US 1232045、1917年 7 月 3 日付与)。   

シグナリングが機能する前に、送信者と受信者はシグナリング パラメータについて合意する必要があります。

• 全二重または半二重動作
• 文字あたりのビット数 - 現在ではほぼ常に8 ビット文字ですが、歴史的には、一部の送信機は5 ビット文字コード、6 ビット文字コード、または7 ビット ASCII を使用していました。
• エンディアン: ビットが送信される順序
• 回線の速度または 1 秒あたりのビット数 (各シンボルが 1 ビットを表す場合のボーレートに等しい)。一部のシステムでは、自動速度検出(自動ボー レート検出とも呼ばれる) が使用されます。
• パリティを使用するかどうか
• 奇数パリティまたは偶数パリティ（使用する場合）
• 送信されるストップビットの数を選択する必要があります（送信される数は、少なくとも受信側が必要とする数である必要があります）
• マークとスペースのシンボル（初期の電信における電流の方向、後期のEIA RS-232などの電圧極性、周波数シフトキーイングにおける周波数シフト極性など）

非同期スタートストップ信号方式は、タイムシェアリングコンピュータやBBSシステムへのダイヤルアップモデムアクセスに広く使用されていました。これらのシステムでは、 ASCII標準 に従って、7 ビットまたは 8 ビットのデータ ビットが使用され、最下位ビットから先に伝送されていました。

コンピュータ間では、最も一般的に使用された構成は「8N1」でした。これは、1 つのスタート ビット、1 つのストップ ビット、パリティ ビットのない 8 ビット文字です。したがって、1 つの文字を送信するのに 10 ボー時間が使用され、信号ビット レートを 10 で割ると、1 秒あたりの文字数で表された全体的な送信速度が得られます。

非同期スタートストップは、多くのダイヤルアップ インターネット アクセス アプリケーションでコンピュータをモデムに接続するために使用される下位データ リンク層であり、 PPPなどの2 番目の (カプセル化) データ リンクフレーミングプロトコルを使用して、非同期シリアル文字から構成されるパケットを作成します。最も一般的に使用される物理層インターフェイスは RS-232D です。同期アクセスと比較したパフォーマンスの低下はごくわずかです。これは、ほとんどの最新のモデムが、モデム間でデータを送信するためにプライベート同期プロトコルを使用し、各端の非同期リンクがこのデータ リンクよりも高速に動作し、オーバーランを防ぐためにフロー制御を使用してデータ レートを抑制しているためです。

• 同期信号と非同期信号の比較
• スタートストップ歪みの程度
• 同期シリアル通信
• ユニバーサル非同期受信機/送信機(UART)

• Nelson, RA および Lovitt, KM テレタイプライター開発の歴史 (1963 年 10 月)、Teletype Corporation、2005 年 4 月 14 日取得
• Hobbs, Allan G. (1999) 5ユニットコード、2007年12月20日アクセス
• エドワード E. クラインシュミット。『印刷電信...新しい時代の始まり』、1967 年、2016 年 11 月 9 日にプロジェクト グーテンベルクによりリリース。

• プログラミング:シリアル データ通信 (Wikibooks)