جهاز إرسال واستقبال عالمي متزامن وغير متزامن

جهاز الإرسال والاستقبال المتزامن وغير المتزامن العالمي ( USART ، أو واجهة الاتصالات القابلة للبرمجة PCI ) ^{[ 1 ]} هو نوع من أجهزة واجهة الاتصال التسلسلي التي يمكن برمجتها للتواصل بشكل متزامن أو غير متزامن. للاطلاع على شرحٍ مفصلٍ حول إمكانيات الاتصال غير المتزامن لهذه الأجهزة، يُرجى مراجعة قسم " جهاز الإرسال والاستقبال غير المتزامن العالمي (UART)".

صُممت إمكانيات التزامن في وحدة USART في الأساس لدعم بروتوكولات التزامن مثل بروتوكول الإرسال والاستقبال المتزامن (STR) من IBM، وبروتوكول الاتصالات الثنائية المتزامنة (BSC)، وبروتوكول التحكم المتزامن في وصلة البيانات (SDLC)، وبروتوكولات طبقة الربط المتزامنة للتحكم عالي المستوى في وصلة البيانات (HDLC) وفقًا لمعيار ISO، والتي كانت تُستخدم مع أجهزة مودم التردد الصوتي المتزامنة . صُممت هذه البروتوكولات لتحقيق الاستخدام الأمثل لعرض النطاق الترددي عندما كانت أجهزة المودم تناظرية. في ذلك الوقت، كان بإمكان أسرع مودم غير متزامن يعمل بنطاق التردد الصوتي أن يحقق سرعات قصوى تبلغ 300  بت/ثانية باستخدام تعديل إزاحة التردد (FSK)، بينما كانت أجهزة المودم المتزامنة تعمل بسرعات تصل إلى 9600  بت/ثانية باستخدام تعديل إزاحة الطور (PSK). لم يكن الإرسال المتزامن يستخدم سوى ما يزيد قليلاً عن 80% من عرض النطاق الترددي للإرسال غير المتزامن الأكثر شيوعًا اليوم، نظرًا لعدم الحاجة إلى بتات البدء والإيقاف. أصبحت هذه المودمات قديمة، إذ استُبدلت بمودمات تحوّل البيانات غير المتزامنة إلى بيانات متزامنة، لكن بروتوكولات الاتصالات المتزامنة المماثلة لا تزال موجودة في العديد من التقنيات الموجهة نحو الكتل، مثل بروتوكول IEEE 802.2 (إيثرنت) واسع الانتشار على مستوى وصلة البيانات. ولا تزال وحدات USART تُدمج أحيانًا مع وحدات التحكم الدقيقة (MCUs). كما تُستخدم وحدات USART في أجهزة التوجيه التي تتصل بأجهزة CSU/DSU الخارجية، وغالبًا ما تستخدم إما تطبيق HDLC الخاص بشركة Cisco أو بروتوكول IETF القياسي من نقطة إلى نقطة (PPP) في إطار مشابه لـ HDLC كما هو مُحدد في RFC  1662.

يرتبط تشغيل وحدة USART ارتباطًا وثيقًا بالبروتوكولات المختلفة؛ راجع تلك الصفحات لمزيد من التفاصيل. يقدم هذا القسم بعض الملاحظات العامة فقط.

• تقوم وحدات USART في الوضع المتزامن بنقل البيانات في إطارات . في التشغيل المتزامن، يجب توفير الأحرف في الوقت المناسب حتى يكتمل الإطار؛ إذا لم يفعل المعالج المتحكم ذلك، فهذا "خطأ نقص البيانات "، ويتم إيقاف إرسال الإطار.
• تستخدم وحدات USART التي تعمل كأجهزة متزامنة إما نمطًا يعتمد على الأحرف أو نمطًا يعتمد على البتات. في نمط الأحرف (STR وBSC)، يعتمد الجهاز على أحرف معينة لتحديد حدود الإطار؛ أما في نمط البتات (HDLC وSDLC)، فقد اعتمدت الأجهزة السابقة على إشارات الطبقة الفيزيائية، بينما تولت الأجهزة اللاحقة مهمة التعرف على أنماط البتات في الطبقة الفيزيائية.
• لا يتوقف خط الاتصال المتزامن عن الإرسال أبدًا؛ فعندما يقوم المودم بالإرسال، تتدفق البيانات. وعندما تشير الطبقة الفيزيائية إلى أن المودم نشط، يرسل منفذ USART تدفقًا مستمرًا من البيانات الإضافية، سواء كانت أحرفًا أو بتات، حسب الجهاز والبروتوكول.