Comunicação Síncrona e Assíncrona: Protocolos e Interfaces

1a) Comunicação síncrona é aquela que é governada por um sinal de clock, ou seja, cada bloco de informação é transmitido e recebido num instante de tempo bem definido e conhecido pelo transmissor e receptor. Já na comunicação assíncrona não existe o sinal de clock, e a informação de temporização deve ser enviada junto com os dados (start bit e stop bit), tendo ainda a taxa de transmissão predeterminada.

b) Uma comunicação é dita full-duplex quando temos um dispositivo

transmissor e outro receptor, sendo que os dois podem transmitir dados

simultaneamente em ambos os sentidos. Já na comunicação half-duplex,

também temos um dispositivo transmissor e outro receptor, sendo que ambos podem transmitir e receber dados, porém não simultaneamente. Em ambos os casos diz-se que a transmissão é bidirecional.

2. O protocolo RS-232 é full-duplex, ponto a ponto, assíncrono e desbalanceado, possuindo uma interface serial. Ele chega a velocidades de 15/20 kbps e seus níveis lógicos “0” e “1” correspondem a tensões superiores a 3 V e inferiores -3 V, respectivamente. Vê-se que ele define apenas as características mecânicas, elétricas e físicas da comunicação (camada física do modelo OSI), sendo características como codificação dos caracteres, empacotamento dos bits, bit rate e detecção de erros (camada de dados do modelo OSI) implementadas pela UART (ou USART).

3. A saída da USART não pode ser conectada diretamente à porta serial do outro nó da comunicação, pois a informação transmitida precisa ser decodificada de antemão. Isso pode ser feito por outra USART.

4. No protocolo RS-232 o sincronismo é garantido através de informações de temporização enviadas juntamente com os dados: cada quadro de dados possui uma sinalização de início e fim (start bit e stop bit). Além disso, a taxa de transmissão é predeterminada, e o clock do receptor opera num múltiplo da mesma.

5. O protocolo SPI opera com uma taxa de transmissão da ordem de dezenas de Mbps, possui 3 + n linhas: SCLK, MOSI, MISO e linhas de seleção de slave, sendo a arbitragem definida pelas últimas (não há endereçamento). O protocolo I2C é mais lento, apresentando taxas de transmissão de centenas a milhares de kbps, mas possui apenas duas linhas SCL e SDA. Dessa forma, sua arbitragem é determinística e realizada por meio de uma lógica wired-and, sendo um tanto mais complexa que no SPI. Além disso, ambos são protocolos de comunicação on-board, apresentando níveis semelhantes de robustez.

6. Para formar um barramento SPI são necessárias 3 + n linhas, sendo n o

número de slaves.

7. O recurso de clock stretching consiste em congelar temporariamente a

transmissão de dados quando o slave é o transmissor, o que possibilita uma desaceleração na comunicação. Para isso, basta levar a linha SLC a zero.

8. No protocolo USB, classes são grupos de dispositivos que apresentam os mesmos atributos e serviços. Tal especificação serve de guia para os desenvolvedores de dispositivos e para os programadores dos drivers no host. Vale ressaltar que o sistema operacional pode dar suporte às classes mais comuns, dispensando a necessidade de fornecer o driver. Exemplos de classes são: HID (teclado, mouse, controle de jogos etc.), áudio, vídeo, comunicação, impressora, entre outros.

9. Os tipos de transferência definidos pelo protocolo USB são: controle, bulk, interrupção e isócrona.

10. Sim, em uma conexão USB é sempre necessária a figura do host. Os dispositivos não podem se comunicar diretamente.

11. O limite para alimentação de um dispositivo pela interface USB é de aproximadamente 5 V (4,4 V a 5,25 V).

12. Os conversores serial/USB emulam a lógica de uma comunicação serial para um dispositivo que não possui interface USB (como é o caso de muito microcontroladores), enquanto, tanto para o computador como fisicamente, a comunicação se dá através desse protocolo.

13. A pilha de protocolos TCP/IP serve para realizar a comunicação de computadores em rede. O conjunto de protocolos pode ser visto como um modelo de camadas, onde cada camada é responsável por um grupo de tarefas, fornecendo um conjunto de serviços bem definidos para o protocolo da camada superior. As camadas mais altas estão logicamente mais perto do usuário e lidam com dados mais abstratos, confiando em protocolos de camadas mais baixas para tarefas de menor nível de abstração. Tais camadas correspondem às camadas de aplicação, apresentação, sessão e transporte do modelo OSI