シリアル通信の原理について

質問

シリアル通信の調歩同期式は、「伝送を開始する際にまずスタートビットを送り、続いて一文字分のデータ（7～8ビット）、パリティビット、最後にストップビットを送る。」と多くのウェブサイトで解説されていると思います。
またビットレートも1200bps/2400bps/4800bps/9600bps･･･など複数あると思います。

上記仕様については理解しているのですが、これらを実現する具体的な仕組みが分かりません。

具体的には、
１．受信側は送信側のビットレートをどのように知るのでしょうか？

２．同様にデータが7ビットと8ビットのどちらであるかをどうやって判断するのでしょうか？

３．受信側は送られてきたデータのビットを1バイト毎にレジスタやメモリに格納すると思うのですが、１つのプログラムにつきどこからどこまでが該当のデータであるかをどうやって判断するのでしょうか？(送られてくる全体のデータサイズをどうやって知るのでしょうか？)

ググっても上記の具体的な解説が見つからず、理解できずにおります。
ご回答どうぞよろしくお願いします。

回答No.2

AsarKingChang · ベストアンサー

それ「知る」わけじゃなくて、
お互いにこういう通信をしましょうね
＝これを「プロトコル」という。
で、その通り来て受け取れたものだけを、DATAバスに流す
ってのが、RXチップですね。
逆に送る側は、そのスタートビット～実データ～エンドビットの
ON/OFFをTX側にセットしていくのが、仕事。
（なお、RX/TXは大抵は同じチップ内で完結してるが）

全体のデータサイズは知ることが出来ないので、
これは、ソフト側のプロトコルを作ります。
例えば「今から100バイト送るね」ってヘッダーを送り
続けて１００バイト送ったら、終りだね！って感じで。
で、レスポンスとして、１００バイト来てないよ？もう一回送って？
だったり、１００バイト来ましたからね！
って送り合ってデータの正当性を確かめます。
（多くはチェックサムを使っています）。

などなどで成り立ってます。

なお、シリアルコントローラーチップがある場合は、
通信レートとパリティー、スタートビット、エンドビットの長さを
先にプログラムしておくと、
指定された速度で、勝手にバイト→ビットで
送ってくれます。
同じように受信側も、１バイトたまったら、自動的に
データバスに流す。の繰り返しで、後は自動だったりします。

お礼

プロトコルが先に決められていて、それに沿ってそれぞれ送信・受信するのですね。すっきりと理解出来ました、ありがとうございます。

回答No.4

mimazoku_2

これが参考になりませんか。

シリアル通信の基礎知識・用語解説 - RS-232C/422485 -
https://www.contec.com/jp/support/basic-knowledge/daq-control/serial-communicatin/#top

お礼

参考URLありがとうございます！

回答No.3

Ultra-Hetare

調歩同期式とは言え、接続された2つの端末は、
どちらも送受信します（でないと通信が成立しません）

で、単に送信を開始した側が、
最初に受信する側の設定に合わせないと
通信できないという、それだけのことです。

ciscoやcheckpointなど、
teratermのデフォルトで通信可能なものも有りますが、
サンゴマなど、ビットレート51200
フロー制御を「Xon/Xoff」に変えてやらないといけません。

要するにPC側が機器の仕様に合わせてやれば通信できます。

お礼

送信する側が受信する側の設定(プロトコル)に合わせて通信するのですね。簡潔に理解出来ました。ありがとうございます！

回答No.1

haniriito2019

回答します。

> １．受信側は送信側のビットレートをどのように知るのでしょうか？

受信側で予め設定しておきます（プログラム中でビットレートを指定して待ち受ける）。

> ２．同様にデータが7ビットと8ビットのどちらであるかをどうやって判断するのでしょうか？

受信側で予め設定しておきます（プログラム中でビット長を指定して待ち受ける）。

> ３．受信側は送られてきたデータのビットを1バイト毎にレジスタやメモリに格納すると思うのですが、１つのプログラムにつきどこからどこまでが該当のデータであるかをどうやって判断するのでしょうか？(送られてくる全体のデータサイズをどうやって知るのでしょうか？)

基本的に、調歩同期式シリアル通信というレイヤーでは、データの「始まり」と「終わり」は定義されていません。区切りのない連続したデータとして取り扱います。

そこで、上位プロトコルが必要になります。これも通信プログラムの方で予め決めておきます。

例えば、SLIPのような方法を使うと決めて、任意のバイトを「パケット化」して送ることは可能です。そのために、送信側はエンコード処理、受信側がデコード処理が必要です。

単純に、送るデータをASCII文字や数値だけに限定しておいて、CR（キャリッジリターン）やLF（ラインフィード）を区切りコードとして使うこともあります。

結局のところ、やり方はアプリケーション次第です。

お礼

プロトコルが予め決まっていて、それに則って通信する、そしてそのプロトコルはアプリケーション次第ということですね。ご丁寧に回答ありがとうございます！