基于普通异步Modem的同步通信技术

发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:483

1 引言

异步通信和同步通信是两种不同的通信方式。异步通信采用字符起止同步技术,前后字符的间隔没有严格要求，发送端在发送的每个字符前加上起始位，字符后加上停止位，接收端据此完成传输字符的接收。双方毋需同步时钟，因而通信设备和控制手段相对简单。同步通信是一种比特同步通信技术，要求发收双方具有同频同相的同步时钟信号，只需在传送报文的最前面附加特定的同步字符，使发收双方建立同步，此后便在同步时钟的控制下逐位发送/接收。显然，因为发送端和接收端必须有同步信号的支持，使得通信设备和控制技术比异步通信复杂得多[1]。

由于异步通信中需为每个字符添加起始位、停止位，往往还要附加校验位，因而传输速率不高，效率也较低。设字符宽度为8位，起始位、停止位、校验位均为1位，则在传送的数据流中，有效信息仅占8/11。若考虑到字符间隔，则不到8/ 11，有3/11以上的比特开销被用作通信控制的冗余信息，大大降低了信道利用率。若设定异步速率为33.6kb/s，在上述的字符格式下，其真正的信息速率不到24.4kb/s。正因为异步通信的这个缺点，致使其使用范围比较局限，在实际的通信系统中，主要采用同步通信技术。

目前，调制解调器（modem）得到了广泛的应用,特别在网络应用中，人们普遍以modem作为dce设备，实现pc机的拨号上网。在这里，pc 机提供的是rs232异步通信端口，普通的modem也只支持异步通信。故在这种应用中，我们进行的仍只是异步通信。

调制解调技术和调制解调器都发展得十分迅速，目前已能支持v.90/v.92协议，各种智能型的调制解调器也在不断推出。但在通信方式上，市售的modem均只能支持异步通信。我们通过对modem内核的深入分析和试验，发现只要对现有的 modem采取一定的技术措施，一般的外置modem均能支持同步通信。我们以美国rockwell公司的调制解调芯片组rc56d[2]和ti公司的dsp 为核心，研制成功了一种同步通信数字终端，获得了理想的同步通信效果。

2 rc56d简介

rockwell是当今调制解调产品的最主要生产厂商，rc56d是目前modem使用的主流芯片。它采用tcm调制技术，支持itu-t v.90/k56flex数据调制协议、v.42/mnp2-4差错控制协议和v.42bis/ mnp5数据压缩协议，单工接收/双工传输速率达57.6/33.6kb/s，且具有自动升降速功能，当数据压缩比为4:1时（v.42bis压缩标准），吞吐量可达230.4kb/s。

rc56d芯片组由两块大规模集成电路组成，一块是8位的微控制单元mcu（80引脚pqfp封装），另一块是100引脚的数据泵mdp。mcu执行各种功能命令，支持主机/dte和mdp接口；mdp则是一个专用dsp，主要完成数据的调制解调和握手功能，modem的tcm调制、自适应均衡和viterbi软判决译码等，均由mdp实现。

用rc56d实现同步传输的关键是正确控制芯片的各种时钟信号引脚以及利用at命令正确设置modem的工作模式。表1列出了mcu和mdp中的时钟信号。

3 和同步方式有关的at命令[2]

at命令是hayes公司发明，用于设置modem 参数、发起和终止呼叫、执行modem测试等操作的一组命令。因其均以at开头，故称为at命令集。在modem中设置了三套参数存储器，即工厂配置存储器、当前参数存储器（或称动态存储器）、用户配置存储器。用at命令可修改当前参
数存储器，即设置modem当前的操作状态。命令执行结果，modem将把执行结果以代码的形式送回计算机或终端。modem具有两种工作方式，即数据方式和命令方式，命令方式又有离线命令方式和在线命令方式两种。

为采用同步通信方式，需用到以下at命令：

① &m1 在异步离线命令状态下选择同步连接模式。即命令在异步方式下呼叫后， modem转换为同步方式。

② +es=6，，8 使能同步传输模式。

③ &x0 内部定时，即modem自己产生发送时钟信号并将其用于串口输出txclk。

&x1 外部定时，由本地dte产生发送时钟信号，送到mdp的xtclk ，modem将此时钟用于串口输出。

&x2 从定时，即modem从收到的载波中提取时钟信号。

④ +ms = 若干参数，用于确定调制、编码算法及传输速率的最大/最小值。

从后面的例子可以知道at命令的使用方法。

4同步通信的实现

根据前节介绍的&xn命令，可以采用两种同步方式，即内部定时和外部定时。无论选择那种方式，通信双方的从端均应选择“从”定时方式。

（1）外部定时。图1是采用外部定时方式时， dsp、mcu、mdp和比特率产生电路之间的同步时钟信号接线图。