Guia de Protocolos de Comunicação e Interfaces

1. Comunicação Síncrona e Assíncrona

a) A comunicação síncrona é governada por um sinal de clock, onde cada bloco de informação é transmitido e recebido num instante de tempo definido. Na comunicação assíncrona, não há sinal de clock; a temporização é enviada junto aos dados (start bit e stop bit) com uma taxa de transmissão predeterminada.

b) A comunicação full-duplex permite que transmissor e receptor enviem dados simultaneamente em ambos os sentidos. Na half-duplex, ambos podem transmitir e receber, mas não simultaneamente. Em ambos os casos, a transmissão é bidirecional.

2. Protocolo RS-232

O protocolo RS-232 é full-duplex, ponto a ponto, assíncrono e desbalanceado, utilizando interface serial. Com velocidades de até 15/20 kbps, seus níveis lógicos “0” e “1” correspondem a tensões superiores a 3 V e inferiores a -3 V. Ele define as características físicas da camada 1 do modelo OSI, enquanto a codificação e o empacotamento são implementados pela UART/USART.

3. Conexão USART

A saída da USART não pode ser conectada diretamente a outro nó sem decodificação prévia, processo geralmente realizado por outra USART.

4. Sincronismo no RS-232

O sincronismo é garantido por informações de temporização (start e stop bits) e uma taxa de transmissão predeterminada, onde o clock do receptor opera em um múltiplo dessa taxa.

5. Protocolos SPI e I2C

• SPI: Opera na ordem de dezenas de Mbps, utiliza 3 + n linhas (SCLK, MOSI, MISO e seleção de slave). A arbitragem é feita pelas linhas de seleção.
• I2C: Mais lento (centenas a milhares de kbps), utiliza apenas duas linhas (SCL e SDA). A arbitragem é determinística via lógica wired-and.

6. Barramento SPI

Para formar um barramento SPI, são necessárias 3 + n linhas, sendo n o número de slaves.

7. Clock Stretching

O clock stretching congela temporariamente a transmissão quando o slave é o transmissor, desacelerando a comunicação ao levar a linha SCL a zero.

8. Protocolo USB e Classes

Classes USB são grupos de dispositivos com atributos e serviços comuns (ex: HID, áudio, vídeo). O sistema operacional frequentemente oferece suporte nativo, dispensando drivers externos.

9. Tipos de Transferência USB

Os tipos definidos são: controle, bulk, interrupção e isócrona.

10. Necessidade de Host

Sim, em conexões USB a figura do host é obrigatória; dispositivos não se comunicam diretamente.

11. Alimentação USB

O limite de alimentação é de aproximadamente 5 V (faixa de 4,4 V a 5,25 V).

12. Conversores Serial/USB

Estes conversores emulam a lógica serial para dispositivos sem interface USB nativa, permitindo a comunicação via protocolo USB.

13. Pilha de Protocolos TCP/IP

O TCP/IP organiza a comunicação em rede através de um modelo de camadas. Cada camada fornece serviços para a superior, com as camadas mais altas lidando com dados abstratos e as mais baixas com tarefas de nível físico.