Senin, 23 Juli 2012
SCART
MOSFET
Transistor efek-medan semikonduktor logam-oksida (MOSFET) adalah salah satu jenis transistor efek medan. Prinsip dasar perangkat ini pertama kali diusulkan oleh Julius Edgar Lilienfeld pada tahun 1925 . MOSFET mencakup kanal dari bahan semikonduktor tipe-N dan tipe-P, dan disebut NMOSFET atau PMOSFET (juga biasa nMOS, pMOS). Ini adalah transistor yang paling umum pada sirkuit digital maupun analog, namun transistor sambungan dwikutub pada satu waktu lebih umum.
IGFET adalah peranti terkait, istilah lebih umum yang berarti transistor efek-medan gerbang-terisolasi, dan hampir identik dengan MOSFET, meskipun dapat merujuk ke semua FET dengan isolator gerbang yang bukan oksida. Beberapa menggunakan IGFET ketika merujuk pada perangkat dengan gerbang polisilikon, tetapi kebanyakan masih menyebutnya MOSFET.
Untuk mengatasi peningkatan konsumsi daya akibat kebocoran arus gerbang, dielektrik κ tinggi menggantikan silikon dioksida sebagai isolator gerbang, dan gerbang logam kembali digunakan untuk menggantikan polisilikon[1].
Gerbang dipisahkan dari kanal oleh lapisan tipis isolator yang secara tradisional adalah silicon dioksida, tetapi yang lebih maju menggunakan teknologi silicon oxynitride. Beberapa perusahaan telah mulai memperkenalkan kombinasi dielektrik κ tinggi + gerbang logam di teknologi 45 nanometer.
Sambungan badan jika ditampilkan digambar tersambung ke bagian tengan kanal dengan panah yang menunjukkan PMOS atau NMOS. Panah selalu menunjuk dari P ke N, sehingga NMOS (kanal-N dalam sumur-P atau substrat-P) memiliki panah yang menunjuk kedalam (dari badan ke kanal). Jika badan terhubung ke sumber (seperti yang umumnya dilakukan) kadang-kadang saluran badan dibelokkan untuk bertemu dengan sumber dan meninggalkan transistor. Jika badan tidak ditampilkan (seperti yang sering terjadi pada desain IC desain karena umumnya badan bersama) simbol inversi kadang-kadang digunakan untuk menunjukkan PMOS, sebuah panah pada sumber dapat digunakan dengan cara yang sama seperti transistor dwikutub (keluar untuk NMOS, masuk untuk PMOS).
Untuk simbol yang memperlihatkan saluran badan, di sini dihubungkan internal ke sumber. Ini adalah konfigurasi umum, namun tidak berarti hanya satu-satunya konfigurasi. Pada dasarnya, MOSFET adalah peranti empat saluran, dan di sirkuit terpadu banyak MOSFET yang berbagi sambungan badan, tidak harus terhubung dengan saluran sumber semua transistor.
Ketika tegangan diterapkan membentangi struktur MOS, tegangan ini mengubah penyebaran muatan dalam semikonduktor. Umpamakan sebuah semikonduktor tipe-p (dengan NA merupakan kepadatan akseptor, p kepadatan lubang; p = NA pada badan netral), sebuah tegangan positif dari gerbang ke badan membuat lapisan pemiskinan dengan memaksa lubang bermuatan positif untuk menjauhi antarmuka gerbang-isolator/semikonduktor, meninggalkan daerah bebas pembawa. Jika cukup tinggi, kepadatan tinggi pembawa muatan negatif membentuk lapisan inversi dibawah antarmuka antara semikonduktor dan isolator. Umumnya, tegangan gerbang dimana kepadatan elektron pada lapisan inversi sama dengan kepadatan lubang pada badan disebut tegangan ambang.
Struktur badan tipe-p ini adalah konsep dasar dari MOSFET tipe-n, yang mana membutuhkan penambahan daerah sumber dan cerat tipe-n.
Jika MOSFET adalah berupa salur-n atau NMOS FET, lalu sumber dan cerat adalah daerah 'n+' dan badan adalah daerah 'p'. Maka seperti yang dijelaskan di atas, dengan tegangan gerbang yang cukup, di atas harga tegangan ambang, elektron dari sumber memasuki lapisan inversi atau salur-n pada antarmuka antara daerah-p dengan oksida. Kanal yang menghantar ini merentang di antara sumber dan cerat, dan arus dialirkan melalui kanal ini jika ada tegangan yang dikenakan di antara sumber dan cerat.
Jika tegangan gerbang dibawah harga ambang, kanal kurang terpopulasi dan hanya sedikit arus bocoran praambang yang dapat mengalir dari sumber ke cerat.
Untuk sebuah MOSFET salur-n moda pengayaan, ketiga moda operasi adalah:
Karena peranti ini kurang berdesah pada daerah RF dan penguatan yang lebih baik, peranti ini sering digunakan pada peralatan elektronik RF.
MOSFET daya dengan struktur lateral banyak digunakan pada penguat audio hi-fi. Kelebihannya adalah karakteristik yang lebih baik pada daerah penjenuhan daripada MOSFET vertikal. MOSFET vertikal didesain untuk penggunaan pensakelaran.
Daftar isi |
Etimologi
Kata 'logam' pada nama yang sekarang digunakan sebenarnya merupakan nama yang salah karena bahan gerbang yang dahulunya lapisan logam-oksida sekarang telah sering digantikan dengan lapisan polisilikon (polikristalin silikon). Sebelumnya aluminium digunakan sebagai bahan gerbang sampai pada tahun 1980 -an ketika polisilikon mulai dominan dengan kemampuannya untuk membentuk gerbang menyesuai-sendiri. Walaupun demikian, gerbang logam sekarang digunakan kembali karena sulit untuk meningkatkan kecepatan operasi transistor tanpa pintu logam.IGFET adalah peranti terkait, istilah lebih umum yang berarti transistor efek-medan gerbang-terisolasi, dan hampir identik dengan MOSFET, meskipun dapat merujuk ke semua FET dengan isolator gerbang yang bukan oksida. Beberapa menggunakan IGFET ketika merujuk pada perangkat dengan gerbang polisilikon, tetapi kebanyakan masih menyebutnya MOSFET.
Komposisi
Biasanya bahan semikonduktor pilihan adalah silikon, namun beberapa produsen IC, terutama IBM, mulai menggunakan campuran silikon dan germanium (SiGe) sebagai kanal MOSFET. Sayangnya, banyak semikonduktor dengan karakteristik listrik yang lebih baik daripada silikon, seperti galium arsenid (GaAs), tidak membentuk antarmuka semikonduktor-ke-isolator yang baik sehingga tidak cocok untuk MOSFET. Hingga kini terus diadakan penelitian untuk membuat isolator yang dapat diterima dengan baik untuk bahan semikonduktor lainnya.Untuk mengatasi peningkatan konsumsi daya akibat kebocoran arus gerbang, dielektrik κ tinggi menggantikan silikon dioksida sebagai isolator gerbang, dan gerbang logam kembali digunakan untuk menggantikan polisilikon[1].
Gerbang dipisahkan dari kanal oleh lapisan tipis isolator yang secara tradisional adalah silicon dioksida, tetapi yang lebih maju menggunakan teknologi silicon oxynitride. Beberapa perusahaan telah mulai memperkenalkan kombinasi dielektrik κ tinggi + gerbang logam di teknologi 45 nanometer.
Simbol sirkuit
Berbagai simbol digunakan untuk MOSFET. Desain dasar umumnya garis untuk saluran dengan kaki sumber dan cerat meninggalkannya di setiap ujung dan membelok kembali sejajar dengan kanal. Garis lain diambil sejajar dari kanal untuk gerbang. Kadang-kadang tiga segmen garis digunakan untuk kanal peranti moda pengayaan dan garis lurus untuk moda pemiskinan.Sambungan badan jika ditampilkan digambar tersambung ke bagian tengan kanal dengan panah yang menunjukkan PMOS atau NMOS. Panah selalu menunjuk dari P ke N, sehingga NMOS (kanal-N dalam sumur-P atau substrat-P) memiliki panah yang menunjuk kedalam (dari badan ke kanal). Jika badan terhubung ke sumber (seperti yang umumnya dilakukan) kadang-kadang saluran badan dibelokkan untuk bertemu dengan sumber dan meninggalkan transistor. Jika badan tidak ditampilkan (seperti yang sering terjadi pada desain IC desain karena umumnya badan bersama) simbol inversi kadang-kadang digunakan untuk menunjukkan PMOS, sebuah panah pada sumber dapat digunakan dengan cara yang sama seperti transistor dwikutub (keluar untuk NMOS, masuk untuk PMOS).
Kanal-P
|
||||
Kanal-N
|
||||
JFET | MOSFET pengayaan | MOSFET pemiskinan
|
Untuk simbol yang memperlihatkan saluran badan, di sini dihubungkan internal ke sumber. Ini adalah konfigurasi umum, namun tidak berarti hanya satu-satunya konfigurasi. Pada dasarnya, MOSFET adalah peranti empat saluran, dan di sirkuit terpadu banyak MOSFET yang berbagi sambungan badan, tidak harus terhubung dengan saluran sumber semua transistor.
Operasi MOSFET
Untuk informasi lebih lanjut, lihat referensi berikut[2].Struktur Semikonduktor–Logam–Oksida
Struktur semikonduktor–logam–oksida sederhana diperoleh dengan menumbuhkan selapis oksida silikon di atas substrat silikon dan mengendapkan selapis logam atau silikon polikristalin. Karena oksida silikon merupakan bahan dielektrik, struktur MOS serupa dengan kondensator planar dengan salah satu elektrodenya digantikan dengan semikonduktor.Ketika tegangan diterapkan membentangi struktur MOS, tegangan ini mengubah penyebaran muatan dalam semikonduktor. Umpamakan sebuah semikonduktor tipe-p (dengan NA merupakan kepadatan akseptor, p kepadatan lubang; p = NA pada badan netral), sebuah tegangan positif dari gerbang ke badan membuat lapisan pemiskinan dengan memaksa lubang bermuatan positif untuk menjauhi antarmuka gerbang-isolator/semikonduktor, meninggalkan daerah bebas pembawa. Jika cukup tinggi, kepadatan tinggi pembawa muatan negatif membentuk lapisan inversi dibawah antarmuka antara semikonduktor dan isolator. Umumnya, tegangan gerbang dimana kepadatan elektron pada lapisan inversi sama dengan kepadatan lubang pada badan disebut tegangan ambang.
Struktur badan tipe-p ini adalah konsep dasar dari MOSFET tipe-n, yang mana membutuhkan penambahan daerah sumber dan cerat tipe-n.
Struktur MOSFET dan formasi kanal
Sebuah transistor efek-medan semikonduktor–logam–oksida (MOSFET) adalah berdasarkan pada modulasi konsentrasi muatan oleh kapasitansi MOS di antara elektrode badan dan elektrode gerbang yang terletak di atas badan dan diisolasikan dari semua daerah peranti dengan sebuah lapisan dielektrik gerbang yang dalam MOSFET adalah sebuah oksida, seperti silikon dioksida. Jika dielektriknya bukan merupakan oksida, peranti mungkin disebut sebagai FET semikonduktor–logam–terisolasi (MISFET) atau FET gerbang–terisolasi (IGFET). MOSFET menyertakan dua saluran tambahan yaitu sumber dan cerat yang disambungkan ke daerah dikotori berat tersendiri yang dipisahkan dari daerah badan. Daerah tersebut dapat berupa tipe-p ataupun tipe-n, tetapi keduanya harus dari tipe yang sama, dan berlawanan tipe dengan daerah badan. Daerah sumber dan cerat yang dikotori berat biasanya ditandai dengan '+' setelah tipe pengotor. Sedangkan daerah yang dikotori ringan tidak diberikan tanda.Jika MOSFET adalah berupa salur-n atau NMOS FET, lalu sumber dan cerat adalah daerah 'n+' dan badan adalah daerah 'p'. Maka seperti yang dijelaskan di atas, dengan tegangan gerbang yang cukup, di atas harga tegangan ambang, elektron dari sumber memasuki lapisan inversi atau salur-n pada antarmuka antara daerah-p dengan oksida. Kanal yang menghantar ini merentang di antara sumber dan cerat, dan arus dialirkan melalui kanal ini jika ada tegangan yang dikenakan di antara sumber dan cerat.
Jika tegangan gerbang dibawah harga ambang, kanal kurang terpopulasi dan hanya sedikit arus bocoran praambang yang dapat mengalir dari sumber ke cerat.
Moda operasi
Operasi dari MOSFET dapat dibedakan menjadi tiga moda yang berbeda, bergantung pada tegangan yang dikenakan pada saluran. Untuk mempermudah, perhitungan dibawah merupakan perhitungan yang telah disederhanakan[3][4].Untuk sebuah MOSFET salur-n moda pengayaan, ketiga moda operasi adalah:
Moda Inversi Lemah
Disebut juga moda Titik-Potong atau Pra-Ambang, yaitu ketika VGS < Vth-
- dimata V_th adalah tegangan ambang peranti.
- Berdasarkan model ambang dasar, transistor dimatikan dan tidak ada penghantar antara sumber dan cerat. Namun pada kenyataannya, distribusi Boltzmann dari energi elektron memungkinkan beberapa elektron berenergi tinggi pada sumber untuk memasuki kanal dan mengalir ke cerat, menghasilan arus praambang yang merupakan fungsi eksponensial terhadan tegangan gerbang–sumber. Walaupun arus antara cerat dan sumber harusnya nol ketika transistor minatikan, sebenarnya ada arus inversi-lemah yang sering disebut sebagai bocoran praambang.
- Pada inversi-lemah, arus berubah eksponensial terhadap panjar gerbang-ke-sumber VGS[5][6]
- ,
- dimana ID0 = arus pada dan faktor landaian n didapat dari
- ,
- dengan = kapasitansi dari lapisan pemiskinan dan = kapasitansi dari lapisan oksida.
- Beberapa sirkuit daya-mikro didesain untuk mengambil keuntungan dari bocoran praambang.[7][8][9] Dengan menggunakan daerah inversi-lemah, MOSFET pada sirkuit tersebut memberikan perbandingan transkonduktansi terhadap arus yang tertinggi (), hampir seperti transistor dwikutub. Sayangnya lebar-jalur rendah dikarenakan arus penggerak yang rendah.[10][11]
Moda trioda
Disebut juga sebagai daerah linear (atau daerah Ohmik[12][13]) yaitu ketika VGS > Vth dan VDS < ( VGS - Vth ).- Transistor dihidupkan dan sebuah kanal dibentuk yang memungkinkan
arus untuk mengalir di antara sumber dan cerat. MOSFET beroperasi
seperti sebuah resistor, dikendalikan oleh tegangan gerbang relatif
terhadap baik tegangan sumber dan cerat. Arus dari cerat ke sumber
ditentukan oleh:
- dimana adalah pergerakan efektif pembawa muatan, adalah lebar gerbana, adalah panjang gerbang dan adalah kapasitansi oksida gerbang tiap unit luas. Transisi dari daerah eksponensial praambang ke daerah trioda tidak setajam seperti yang diperlihatkan perhitungan.
Moda penjenuhan
Juga disebut dengan Moda Aktif[14][15]- Ketika VGS > Vth dan VDS > ( VGS - Vth )
- Transistor dihidupkan dan kanal dibentuk, memungkinkan arus untuk mengalir di antara sumber dan cerat. Karena tegangan cerat lebih tinggi dari tegangan gerbang, elektron menyebar dan penghantaran tidak melalui kanal sempit tetapi melalui kanal yang jauh lebih lebar. Awal dari daerah kanal disebut penyempitan untuk menunjukkan kurangnya daerah kanal didekat cerat. Arus cerat sekarang hanya sedikit bergantung pada tegangan cerat dan dikendalikan terutama oleh tegangan gerbang–sumber.
- Faktor tambahan menyertakan λ, yaitu parameter modulasi panjang kanal, membuat tegangan cerat mandiri terhadap arus, dikarenakan oleh adanya efek Early.
-
- ,
- dimana kombinasi Vov = VGS - Vth dinamakan tegangan overdrive.[16] Parameter penting desain MOSFET adalah resistansi keluaran :
-
- .
Tipe MOSFET lainnya
MOSFET gerbang ganda
MOSFET gerbang ganda mempunyai konfigurasi tetroda, dimana semua gerbang mengendalikan arus dalam peranti. Ini biasanya digunakan untuk peranti isyarat kecil pada penggunaan frekuensi radio dimana gerbang kedua gerang keduanya digunakan sebagai pengendali penguatan atau pencampuran dan pengubahan frekuensi.FinFET
FinFET adalah sebuah peranti gerbang ganda yang diperkenalkan untuk memprakirakan flek kanal pendek dan mengurangi perendahan sawar diinduksikan-cerat.MOSFET moda pemiskinan
Peranti MOSFET moda pemiskinan adalah MOSFET yang dikotori sedemikian pura sehingga sebuah kanal terbentuk walaupun tidak ada tegangan dari gerbang ke sumber. Untuk mengendalikan kanal, tegangan negatif dikenakan pada gerbang untuk peranti salur-n sehingga "memiskinkan" kanal, yang mana mengurangi arus yang mengalir melalui kanal. Pada dasarnya, peranti ini ekivalen dengan sakelar normal-hidup, sedangkan MOSFET moda pengayaan ekivalen dengan sakelar normal-mati.[17]Karena peranti ini kurang berdesah pada daerah RF dan penguatan yang lebih baik, peranti ini sering digunakan pada peralatan elektronik RF.
Logika NMOS
MOSFET salur-n lebih kecil daripada MOSFET salur-p untuk performa yang sama, dan membuat hanya satu tipe MOSFET pada kepingan silikon lebih murah dan lebih sederhana secara teknis. Ini adalah prinsip dasar dalam desain logika NMOS yang hanya menggunakan MOSFET salur-n. Walaupun begitu, tidak seperti logika CMOS, logika NMOS menggunakan daya bahkan ketika tidak ada pensakelaran. Dengan peningkatan teknologi, logika CMOS menggantikan logika NMOS pada tahun 1980-an.MOSFET daya
MOSFET daya memiliki struktur yang berbeda dengan MOSFET biasa.[18] Seperti peranti semikonduktor daya lainnya, strukturnya adalah vertikal, bukannya planar. Menggunakan struktur vertikal memungkinkan transistor untuk bertahan dari tegangan tahan dan arus yang tinggi. Rating tegangan dari transistor adalah fungsi dari pengotoran dan ketebalan dari lapisan epitaksial-n, sedangkan rating arus adalah fungsi dari lebar kanal. Pada struktur planar, rating arus dan tegangan tembus ditentukan oleh fungsi dari dimensi kanal, menghasilkan penggunaan yang tidak efisien untuk daya tinggi. Dengan struktur vertikal, besarnya komponen hampir sebanding dengan rating arus dan ketebalan komponen sebanding dengan rating tegangan.MOSFET daya dengan struktur lateral banyak digunakan pada penguat audio hi-fi. Kelebihannya adalah karakteristik yang lebih baik pada daerah penjenuhan daripada MOSFET vertikal. MOSFET vertikal didesain untuk penggunaan pensakelaran.
DMOS
DMOS atau semikonduktor–logam–oksida terdifusi–ganda adalah teknologi penyempurnaan dari MOSFET vertikal. Hampir semua MOSFET daya dikonstruksi dengan teknologi ini.Sabtu, 14 Juli 2012
Universal Asynchronous Receiver Transmitter
Universal Asynchronous Receiver / Transmitter (UART) adalah komponen kunci dari subsistem
komunikasi serial pada komputer.
Pada dasarnya, UART mengambil byte data dan mentransmisikan bit individual secara berurutan
yang kemudian bit-bit tersebut diatur ulang menjadi byte lengkap.
Transmisi serial banyak sekali digunakan dengan modem sementara untuk komunikasi non-jaringan antara komputer, digunakan dengan terminal dan perangkat lainnya.
Ada dua bentuk utama transmisi serial: Synchronous dan Asynchronous. Tergantung pada mode yang didukung oleh hardware, nama sub-sistem komunikasi-biasanya memiliki lambang A jika mendukung komunikasi Asynchronous, dan S jika mendukung komunikasi Synchronous
Berikut penjelasannya :
UART Universal Asynchronous Receiver/Transmitter
Asynchronous memungkinkan transmisi mengirim data tanpa sang pengirim harus mengirimkan sinyal detak ke penerima. Sebaliknya, pengirim dan penerima harus mengatur parameter waktu di awal dan bit khusus ditambahkan untuk setiap data yang digunakan untuk mensinkronkan unit pengiriman dan penerimaan.
Saat sebuah data diberikan kepada UART untuk transmisi Asynchronous, "Bit Start" ditambahkan pada setiap awal data yang akan ditransmisikan. Bit Start digunakan untuk memperingatkan penerima yang kata data akan segera dikirim, dan memaksa bit-bit sinyal di receiver agar sinkron dengan bit-bit sinyal di pemancar. Kedua bit ini harus akurat agar tidak memiliki penyimpangan frekuensi dengan lebih dari 10% selama transmisi bit-bit yang tersisa dalam data. (Kondisi ini ditetapkan pada zaman teleprinter mekanik dan telah dipenuhi oleh peralatan elektronik modern.)
Setelah Bit Start, bit individu dari data yang dikirim, dengan sinyal bit terkecil yang pertama dikirim. Setiap bit dalam transmisi ditransmisikan serupa dengan jumlah bit lainnya, dan penerima mendeteksi jalur di sekitar pertengahan periode setiap bit untuk menentukan apakah bit adalah 1 atau 0. Misalnya, jika dibutuhkan dua detik untuk mengirim setiap bit, penerima akan memeriksa sinyal untuk menentukan apakah itu adalah 1 atau 0 setelah satu detik telah berlalu, maka akan menunggu dua detik dan kemudian memeriksa nilai bit berikutnya , dan seterusnya
Pengirim tidak tahu kapan penerima telah menerima sinyal bit. Pengirim hanya tahu ketika clock mengirimkan sinyal untuk memulai transmisi data bit berikutnya.
Bila seluruh data telah dikirim, transmitter dapat menambahkan bit paritas pada yang pemancar hasilkan. Bit Paritas dapat digunakan sebagai penerima saat melakukan pemeriksaan kesalahan. Kemudian, setidaknya satu bit penutup dikirim oleh transmitter.
Ketika penerima telah menerima semua bit-bit pada data, penerima juga akan memeriksa Bits Paritasnya (baik pengirim dan penerima harus setuju pada apakah Bit Paritas akan digunakan), dan kemudian penerima mencari sebuah Bit Stop. Jika Bit Stop tidak muncul seperti biasanya, UART menganggap seluruh data menjadi kacau dan akan melaporkan sebagai Kesalahan Framing ke prosesor utama ketika data dibaca. Penyebab utama Kesalahan framing adalah bahwa sinyal bit/detik pengirim dan penerima tidak berjalan pada kecepatan yang sama, atau bahwa sinyal terputus.
Terlepas dari apakah data yang diterima dengan benar atau tidak, UART otomatis membuang bit Start, Paritas dan Stop. Jika pengirim dan penerima dikonfigurasi identik, bit-bit tidak tertransmisikan ke host utama. Jika data lain siap untuk transmisi, Bit start untuk data baru dapat dikirim segera setelah Bit stop untuk kata sebelumnya telah dikirim.
Karena data asynchronous bersifat adalah "sinkronisasi diri", jika tidak ada data yang dikirimkan, jalur transmisi dapat terhenti.
Selain mengkonversi data dari paralel ke serial untuk transmisi dan dari serial ke paralel pada resepsi, sebuah UART biasanya akan menyediakan sirkuit tambahan untuk sinyal yang dapat digunakan untuk menunjukkan keadaan media transmisi, dan untuk mengatur aliran data jika device pengendali tidak siap untuk menerima lebih banyak data. Sebagai contoh, bila perangkat yang tersambung ke UART adalah modem, modem dapat melaporkan adanya carrier pada saluran telepon sementara komputer dapat menginstruksikan modem untuk me-reset sendiri atau untuk tidak menerima telepon dengan menaikkan atau menurunkan sinyal-sinyal tambahan yang lain.
USART Universal Synchronous-Asynchronous Receiver/Transmitter
Synchronous serial transmission mengharuskan penerima dan pengirim saling berbagi sinyal/detik, atau si pengirim menyediakan strobe atau timing signal yang lain sehingga si penerima tau kapan saatnya untuk membaca bit selanjutnya dalam data. Pada umumnya, bentuk komunikasi serial synchronous, jika tidak ada data yang akan dipancarkan dalam waktu singkat, sebuah fill char harus dikirimkan sehingga data selalu dikirimkan (sehingga selalu dalam keadaan mengirim data).
Komunikasi synch biasanya lebih efisien karena hanya bit data saja yang dipancarkan anatara pengirim dan penerima, komunikasi synch dapat menjadi lebih mahal jika pengkabelan dan circuitnya harus berbagi clock signal antara pengirim dan penerima.
Sebuah bentuk transmisi synch digunakan pada printer dan fixed disk device. Melalui alat ini data dikirim pada satu set kabel sementara itu clock atau strobe dikirim melalui kabel yang lain. Printer dan fixed disk device biasanya bukanlah serial device karena kebanyakan standar interface pada fixed disk mengirimkan data secara keseluruhan untuk setiap clock atau strobe signal dengan menggunakan kabel terpisah untuk setiap bit pada data.
Pada industri PC, alat ini dikenal dengan paralel devices.
Hardware komunikasi serial standar pada PC tidak mendukung operasi synch. Mode ini disebutkan disini hanya sebagai perbandingan.
Transmisi serial banyak sekali digunakan dengan modem sementara untuk komunikasi non-jaringan antara komputer, digunakan dengan terminal dan perangkat lainnya.
Ada dua bentuk utama transmisi serial: Synchronous dan Asynchronous. Tergantung pada mode yang didukung oleh hardware, nama sub-sistem komunikasi-biasanya memiliki lambang A jika mendukung komunikasi Asynchronous, dan S jika mendukung komunikasi Synchronous
Berikut penjelasannya :
UART Universal Asynchronous Receiver/Transmitter
Asynchronous memungkinkan transmisi mengirim data tanpa sang pengirim harus mengirimkan sinyal detak ke penerima. Sebaliknya, pengirim dan penerima harus mengatur parameter waktu di awal dan bit khusus ditambahkan untuk setiap data yang digunakan untuk mensinkronkan unit pengiriman dan penerimaan.
Saat sebuah data diberikan kepada UART untuk transmisi Asynchronous, "Bit Start" ditambahkan pada setiap awal data yang akan ditransmisikan. Bit Start digunakan untuk memperingatkan penerima yang kata data akan segera dikirim, dan memaksa bit-bit sinyal di receiver agar sinkron dengan bit-bit sinyal di pemancar. Kedua bit ini harus akurat agar tidak memiliki penyimpangan frekuensi dengan lebih dari 10% selama transmisi bit-bit yang tersisa dalam data. (Kondisi ini ditetapkan pada zaman teleprinter mekanik dan telah dipenuhi oleh peralatan elektronik modern.)
Setelah Bit Start, bit individu dari data yang dikirim, dengan sinyal bit terkecil yang pertama dikirim. Setiap bit dalam transmisi ditransmisikan serupa dengan jumlah bit lainnya, dan penerima mendeteksi jalur di sekitar pertengahan periode setiap bit untuk menentukan apakah bit adalah 1 atau 0. Misalnya, jika dibutuhkan dua detik untuk mengirim setiap bit, penerima akan memeriksa sinyal untuk menentukan apakah itu adalah 1 atau 0 setelah satu detik telah berlalu, maka akan menunggu dua detik dan kemudian memeriksa nilai bit berikutnya , dan seterusnya
Pengirim tidak tahu kapan penerima telah menerima sinyal bit. Pengirim hanya tahu ketika clock mengirimkan sinyal untuk memulai transmisi data bit berikutnya.
Bila seluruh data telah dikirim, transmitter dapat menambahkan bit paritas pada yang pemancar hasilkan. Bit Paritas dapat digunakan sebagai penerima saat melakukan pemeriksaan kesalahan. Kemudian, setidaknya satu bit penutup dikirim oleh transmitter.
Ketika penerima telah menerima semua bit-bit pada data, penerima juga akan memeriksa Bits Paritasnya (baik pengirim dan penerima harus setuju pada apakah Bit Paritas akan digunakan), dan kemudian penerima mencari sebuah Bit Stop. Jika Bit Stop tidak muncul seperti biasanya, UART menganggap seluruh data menjadi kacau dan akan melaporkan sebagai Kesalahan Framing ke prosesor utama ketika data dibaca. Penyebab utama Kesalahan framing adalah bahwa sinyal bit/detik pengirim dan penerima tidak berjalan pada kecepatan yang sama, atau bahwa sinyal terputus.
Terlepas dari apakah data yang diterima dengan benar atau tidak, UART otomatis membuang bit Start, Paritas dan Stop. Jika pengirim dan penerima dikonfigurasi identik, bit-bit tidak tertransmisikan ke host utama. Jika data lain siap untuk transmisi, Bit start untuk data baru dapat dikirim segera setelah Bit stop untuk kata sebelumnya telah dikirim.
Karena data asynchronous bersifat adalah "sinkronisasi diri", jika tidak ada data yang dikirimkan, jalur transmisi dapat terhenti.
Selain mengkonversi data dari paralel ke serial untuk transmisi dan dari serial ke paralel pada resepsi, sebuah UART biasanya akan menyediakan sirkuit tambahan untuk sinyal yang dapat digunakan untuk menunjukkan keadaan media transmisi, dan untuk mengatur aliran data jika device pengendali tidak siap untuk menerima lebih banyak data. Sebagai contoh, bila perangkat yang tersambung ke UART adalah modem, modem dapat melaporkan adanya carrier pada saluran telepon sementara komputer dapat menginstruksikan modem untuk me-reset sendiri atau untuk tidak menerima telepon dengan menaikkan atau menurunkan sinyal-sinyal tambahan yang lain.
USART Universal Synchronous-Asynchronous Receiver/Transmitter
Synchronous serial transmission mengharuskan penerima dan pengirim saling berbagi sinyal/detik, atau si pengirim menyediakan strobe atau timing signal yang lain sehingga si penerima tau kapan saatnya untuk membaca bit selanjutnya dalam data. Pada umumnya, bentuk komunikasi serial synchronous, jika tidak ada data yang akan dipancarkan dalam waktu singkat, sebuah fill char harus dikirimkan sehingga data selalu dikirimkan (sehingga selalu dalam keadaan mengirim data).
Komunikasi synch biasanya lebih efisien karena hanya bit data saja yang dipancarkan anatara pengirim dan penerima, komunikasi synch dapat menjadi lebih mahal jika pengkabelan dan circuitnya harus berbagi clock signal antara pengirim dan penerima.
Sebuah bentuk transmisi synch digunakan pada printer dan fixed disk device. Melalui alat ini data dikirim pada satu set kabel sementara itu clock atau strobe dikirim melalui kabel yang lain. Printer dan fixed disk device biasanya bukanlah serial device karena kebanyakan standar interface pada fixed disk mengirimkan data secara keseluruhan untuk setiap clock atau strobe signal dengan menggunakan kabel terpisah untuk setiap bit pada data.
Pada industri PC, alat ini dikenal dengan paralel devices.
Hardware komunikasi serial standar pada PC tidak mendukung operasi synch. Mode ini disebutkan disini hanya sebagai perbandingan.
interface
Pengertian Interface
Secara harfiah kata interfacing adalah
suatu perlakuan atau usaha perangkat keras dan perangkat lunak untuk
menghubungkan antar muka antara dua buah sistem. Sistem yang dihubungkan
dapat berupa
sistem integrasi antar IC peripheral atau sistem integrasi rangkaian hybrid ataupun sistem yang berbasis mikroprosesor atau komputer.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan teknik interfacing adalah sebagai berikut :
Pengelompokan Interfacing
Dalam elektronika digital dan komputer, teknik interfacing dapat dikelompokkan dalam dua jenis berdasarkan sistem yang dihubungkan :
sistem integrasi antar IC peripheral atau sistem integrasi rangkaian hybrid ataupun sistem yang berbasis mikroprosesor atau komputer.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan teknik interfacing adalah sebagai berikut :
- Impedances Matching (kesesuaian impedansi)
- Logic Matching (kesesuaian logika, waktu dan kontrol)
- Aspek FAN-IN dan FAN-OUT
Pengelompokan Interfacing
Dalam elektronika digital dan komputer, teknik interfacing dapat dikelompokkan dalam dua jenis berdasarkan sistem yang dihubungkan :
- Interfacing ke rangkaian berbasis mikroprosesor dan
- Interfacing ke rangkaian berbasis komputer.
- Interfacing ke rangkaian berbasis mikroprosesor
- Interfacing ke rangkaian berbasis komputer
Langganan:
Postingan (Atom)