Синхронная и асинхронная связь

Синхронная и асинхронная связь
В наши дни встроенные системы являются сердцем многих продуктов и интеллектуальных устройств. Они играют решающую роль в эффективном функционировании автомобилей, бытовой техники, медицинских инструментов и научного оборудования. Встроенные устройства взаимодействуют друг с другом для выполнения поставленных задач. Эти устройства взаимодействуют и обмениваются информацией с другими устройствами, используя подключенную сеть для выполнения задач. Такой обмен данными называется общением.

В сети компьютеров и встроенных систем существует два типа связи — синхронная и асинхронная.

Синхронность выполнения процесса является основным фактором, определяющим производительность устройства, работу в сети и его фундаментальные качества. Здесь мы перечислили основные различия между синхронной и асинхронной связью.

Как работают синхронная и асинхронная связь?

Каждое устройство эффективно обменивается данными, надежно и последовательно передавая данные. Для эффективного обмена данными разработчики сосредотачиваются на реализации правильного подхода к обмену данными между устройствами для достижения желаемого результата при минимальных затратах на обработку.

Разработчики встроенных систем признали два метода передачи данных между устройствами на основе ожидаемых результатов обработки. Но прежде чем углубляться в ключевые различия между этими двумя методами коммуникации, давайте разберемся в этих двух терминах по отдельности.

Синхронная связь

В методе синхронной передачи данных непрерывный поток данных в форме блоков или кадров передается через тактируемый вход. В этом методе отправитель и получатель синхронизируются с помощью сигналов тактовой частоты, чтобы гарантировать, что полученные данные находятся в последовательном порядке.

Синхронизация становится необходимой, поскольку между передачей данных не должно быть промежутка, и, следовательно, получатель должен знать, откуда начинается новый блок или кадр.

Этот метод более надежен и эффективен для обмена большими объемами данных. Кроме того, это помогает обеспечить связь между устройствами в режиме реального времени.

Следовательно, этот метод работает в полнодуплексном режиме потока данных.

Интеллектуальные устройства, системы домашней безопасности и службы чата, телефонии и видеозвонков — это лишь некоторые из служб, использующих методы синхронной связи.

Асинхронная связь

Что ж, в методе асинхронной связи сигналы тактовой частоты не используются для синхронизации между отправителем и получателем. Здесь непрерывный поток данных передается в байтовом формате с предшествующим начальным битом и конечным стоповым битом.

Во время асинхронной связи за один раз передается один символ, при этом размер каждого символа равен восьми битам. Кроме того, к этим восьми битам добавляются два бита четности — начальный и конечный биты. Таким образом, для передачи символа передается всего десять битов. Используя биты четности, получатель может однозначно идентифицировать каждый символ.

Это полудуплексный режим связи, в котором используется метод потока управления. Этот способ связи достаточно прост, быстр, экономичен и не требует двусторонней связи. Это более надежный подход для обмена небольшим объемом данных.

Передача файлов, электронная почта и рации — вот некоторые примеры того, где работает асинхронный режим связи.

Синхронный и асинхронный режимы

Хотя оба этих режима связи играют свои роли при работе с устройством или службой, полезно знать фундаментальные различия между ними. Эти различия подчеркивают функционирование системы, но также помогают понять, как система взаимодействует и работает эффективно.

Давайте рассмотрим некоторые основные, но важные различия между синхронной и асинхронной связью на основе сравнительных параметров, а также рассмотрим преимущества и недостатки устройства или приложения.

Обмен данными

Как уже говорилось выше, в этом принципиальное различие между двумя способами связи. При синхронной передаче данные передаются в виде блоков или кадров за такт. С другой стороны, при асинхронной связи за один раз передаются по одному байту. Из-за этой разницы средство обмена и его производительность сильно различаются.

В то время как некоторые приложения предлагают вам услуги обмена мгновенными сообщениями, другие дают вам возможность ответить в удобное для вас время. Чат-бот и линия поддержки являются лучшими примерами, чтобы сравнить различия между синхронным и асинхронным общением.

Скорость

Синхронный режим быстрее, чем асинхронный режим связи, потому что он позволяет обмениваться данными в течение непрерывного тактового цикла. В отличие от этого, асинхронный режим определяет каждый символ на основе битов четности, дополнительных битов, которые проверяет система.

Следовательно, легче идентифицировать информацию, передаваемую на основе блоков, а не байтов символов в синхронном режиме. Например, звонить по смартфону быстрее, чем говорить по рации, так как это позволяет обоим собеседникам говорить одновременно. Но рация позволяет говорить одновременно только одному человеку, поэтому для обмена информацией требуется больше времени.

Эффективность

Асинхронный режим передачи менее эффективен, чем синхронный, потому что во время передачи символов на линии остаются пробелы. Эти пустые слоты на линии передачи во время передачи данных задерживают полосу пропускания в течение некоторого времени. Эффективно использование линий передачи в синхронном режиме, так как обмен данными происходит непрерывно по доступной полосе пропускания.

Подходящим примером для размышления является обмен файлами с использованием Bluetooth по сравнению с волоконно-оптической сетью. Bluetooth менее предпочтителен по сравнению с оптическими кабелями USB, поскольку позволяет обмениваться файлами по одному. Тем не менее, USB-кабели позволяют вам обмениваться несколькими файлами без каких-либо вмешательств или пробелов.

Синхронизация часов

Как следует из названия, в синхронном режиме часы точно настраиваются между отправителем и получателем на одной и той же частоте, чтобы обеспечить плавный обмен байтами информации. Но асинхронная передача не требует синхронизации между часами на стороне передатчика и приемника, поскольку байты данных определяются с использованием битов четности.

Следовательно, хотя синхронизация часов на обоих концах линии связи во время синхронной передачи является обязательной, то же самое не относится к ее аналогу. Передатчик и приемник могут работать независимо на разных тактовых частотах в асинхронном режиме.

Больше основных различий

Синхронная связь Асинхронная связь
Пользователям необходимо дождаться отправки данных, чтобы получить ответ. Этот процесс выполняется независимо, не ожидая ответа от получателя.
Скорость передачи информации высокая в виде блоков. Информация передается символ за символом, что занимает некоторое время.
Установить дорого. Это экономично.
Интервал времени передачи постоянный. Интервал времени передачи является случайным.
Локальное хранилище не требуется на концах передачи. Локальное буферное хранилище требуется на обоих концах для сборки байтов данных.
Это реализуется как аппаратно, так и программно. В основном это реализовано аппаратно.
Предлагает большой объем передачи данных. Только небольшое количество данных может быть передано.
Он предлагает связь между устройствами в режиме реального времени. Есть задержка в общении.

Оба метода имеют свои преимущества и недостатки. Хотя синхронный режим обеспечивает более быструю передачу и пересылку больших объемов данных, его реализация требует больших затрат.

Точно так же асинхронный режим передачи является более экономичным и простым, но требует дополнительных битов для передачи данных. Следовательно, оба метода подходят для передачи данных при условии, что они удовлетворяют функциональным требованиям.
Новые Старые