同步串行通信的应用方案有哪些？

在数据传输领域，同步串行通信和异步串行通信是两种不同的传输方式。同步传输通过某种时钟信号来控制数据的传输速率和保证接收端正确接收数据;异步传输则采用起始/停止位等标志来分离每个字符并进行传输。

1.同步串行通信

同步串行通信使用时钟信号来同步发送方与接收方之间的数据传输，使得数据在传输过程中能够保持同步。由于采用对称的时序关系，同步传输系统的硬件设计比较复杂。同步串行通信常应用于高速通信领域，如计算机内部的模块通讯、局域网等。

2.异步串行通信

异步串行通信利用每个字节最开始的起始位及结束位来标识一个数据包的开始和结束，每个字符发送间隔时间不确定。与同步传输相比，异步传输具有简单、灵活、可靠等优点，但在高速率下传输效果差。因此，它常应用于一些对通信速度要求不高的场景，如串口通信、数字电路等。

串行、并行、同步和异步：通信与数据传输的核心概念

1. 串行与并行

串行(Serial)指的是逐个传输数据位，一次只传输一个位。这种通信方式常见于串行接口，如UART(通用异步收发传输)和SPI(串行外设接口)。例如，在串行通信中，一个字节的数据按照位顺序逐个传输。

并行(Parallel)指的是同时传输多个数据位，一次可以传输多个位。这种通信方式常见于并行接口，如内存总线和并行数据总线。例如，在并行通信中，一个字节的数据可以同时传输八个位。

2. 同步与异步

同步(Synchronous)指的是数据传输在发送端和接收端之间保持时钟同步。发送端和接收端都依赖于共享的时钟信号，数据传输在时钟的边沿上进行。这种通信方式通常用于高速数据传输，如同步串行接口。

异步(Asynchronous)指的是数据传输不依赖于共享的时钟信号。发送端和接收端之间的时钟可以有微小的差异，数据传输通过特定的起始位和停止位进行同步。这种通信方式常见于异步串行接口，如UART。例如，在异步通信中，数据的传输不需要时钟同步，而是通过起始位的边沿来确定数据的开始。

同步串行通信是一种采用同步技术的串行数据传输方式，在计算机网络中可以使用它来传输数据。它的特点是发送端和接收端之间的时序是同步的，而且只有一条信息线。这种通信方式可以更有效地传输数据，并且更容易控制和管理。本文将从原理、应用和优缺点等方面介绍同步串行通信的基本概念。

原理

同步串行通信是一种采用同步技术的串行数据传输方式，其特点是发送端和接收端之间的时序是同步的，而且只有一条信息线。在传输过程中，发送端和接收端之间会建立一个时钟信号，以确保发送端和接收端之间的时序一致，从而确保数据传输的顺利进行。

时钟信号

时钟信号是同步串行通信的关键部分，它是一个定时发送的信号，它的作用是确保发送端和接收端之间的时序一致，以确保数据传输的顺利进行。

数据传输

在同步串行通信中，数据传输需要遵循一定的协议，这些协议主要包括：数据传输的开始和结束、数据传输的方向、数据传输的速度等。在传输过程中，发送端和接收端之间会建立一个时钟信号，以确保发送端和接收端之间的时序一致，从而确保数据传输的顺利进行。

应用

同步串行通信的应用非常广泛，它可以用于计算机网络中的数据传输，也可以用于现场总线(Fieldbus)系统中的数据传输。

计算机网络

在计算机网络中，同步串行通信可以用于数据传输，它可以更有效地传输数据，并且更容易控制和管理。此外，它还可以提高网络的安全性，因为它可以更有效地检测和阻止攻击。

现场总线(Fieldbus)系统

同步串行通信也可以用于现场总线(Fieldbus)系统中的数据传输，它可以更有效地传输数据，并且更容易控制和管理。现场总线(Fieldbus)系统中使用的同步串行通信可以支持大量的设备，并且可以支持多种不同的通信协议。

优缺点

同步串行通信具有许多优点，但也存在一些缺点。

优点

可以更有效地传输数据，并且更容易控制和管理。

可以支持大量的设备，并且可以支持多种不同的通信协议。

可以提高网络的安全性，因为它可以更有效地检测和阻止攻击。

缺点

由于发送端和接收端之间的时序是同步的，因此会出现因为延迟而导致的数据传输失败的情况。

设置和维护起来比较复杂，需要一定的技术知识和技能。

总结

同步串行通信是一种采用同步技术的串行数据传输方式，它的特点是发送端和接收端之间的时序是同步的，而且只有一条信息线。它可以用于计算机网络中的数据传输，也可以用于现场总线(Fieldbus)系统中的数据传输。它具有可以更有效地传输数据、支持大量设备、提高网络安全性等优点，但也存在一些缺点，比如延迟会导致的数据传输失败和设置和维护较复杂等。嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置”(devices used to control， monitor， or assiST the operaTION of equipment， machinery or plants)。从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。目前国内一个普遍被认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统必须根据应用需求对软硬件进行裁剪，满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。所以，如果能建立相对通用的软硬件基础，然后在其上开发出适应各种需要的系统，是一个比较好的发展模式。目前的嵌入式系统的核心往往是一个只有几K到几十K微内核，需要根据实际的使用进行功能扩展或者裁减，但是由于微内核的存在，使得这种扩展能够非常顺利的进行。

随着嵌入式系统的广泛应用，系统内串口通信的需求越来越高，串行数据传输的协议也多样化，常用的有SSI、SPI、I2C、UART等。SSI(Server Side Include)，通常称为服务器端嵌入，是一种类似于ASP的基于服务器的网页制作技术。大多数(尤其是基于Unix平台)的WEB服务器如Netscape Enterprise Server等均支持SSI命令。另外，在计算机硬件领域SSI是同步串行接口(Synchronous Serial Interface)的英文缩写。微处理器MCF5329中的SSI接口除了能用作一般的串行数据传输外，由于它带有的帧同步信号可用作左右声道数据的同步，支持两种音频总线接口(I2S和AC97接口)，微处理器用一片或少数几片大规模集成电路组成的中央处理器。这些电路执行控制部件和算术逻辑部件的功能。微处理器与传统的中央处理器相比，具有体积小，重量轻和容易模块化等优点。微处理器的基本组成部分有：寄存器堆、运算器、时序控制电路，以及数据和地址总线。微处理器能完成取指令、执行指令，以及与外界存储器和逻辑部件交换信息等操作，是微型计算机的运算控制部分。它可与存储器和外围电路芯片组成微型计算机。

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1 同步串行接口SSI的工作原理

Synchronous SerialInterface(SSI)是一个全双工的串行接口，允许芯片与多种串行设备通信。可以使用“服务器端包含 (SSI)”指令将文本、图形或应用程序信息包含到网页中。例如，可以使用 SSI 包含时间/日期戳、版权声明或供客户填写并返回的表单。对于在多个文件中重复出现的文本或图形，使用包含文件是一种简便的方法。将内容存入一个包含文件中即可，而不必将内容输入所有文件。通过一个非常简单的语句即可调用包含文件，此语句指示 Web 服务器将内容插入适当网页。而且，使用包含文件时，对内容的所有更改只需在一个地方就能完成。 SSI模块结构如图1所示。　从图中可看出，SSI模块由发送电路、接收电路、串行时钟和帧同步时钟产生电路组成。发送电路和接收电路相互独立，但是共用串行时钟和帧同步时钟。

1.1 SSI模块引脚信号描述

SSLCLKIN：SSI时钟输入信号。

SSLBCLK：SSI串行比特时钟。

SSLMCLK：SSI串行主时钟信号，在SSI主模式下，

该信号也作为过采样时钟信号。

SSI_FS：SSI串行帧同步信号。

SSLRXD：SSI串行接收数据信号。

SSI_TXD：SSI串行发送数据信号。

1.2 SSI的操作模式

SSI有3种基本同步操作模式：普通模式、网络模式和门时钟模式。

普通模式是最简单的模式，一帧内只能传输一个字，而且每一帧都需要帧同步信号来控制同步;网络模式主要用于多时隙的情况下，一帧内可以传输2个字到32个字不等;门时钟SSI_BCLK模式下，串行比特时钟SSI_BCLK指示了发送引脚或接收引脚上的有效数据。

除了上述3种基本模式外，针对音频上的应用，SSI还支持两种衍生模式——I2S模式和AC97模式，分别用于传输I2S和AC97音频格式数据。

1.3 SSI的初始化

初始化SSI模块的正确顺序：

①上电或重启SSI(SSI_CR[SSI_EN]=0)，即关闭SSI模块功能。

②配置SSI模块。涉及的寄存器包括控制寄存器SSI_CR、中断允许寄存器SSI_IER、发送配置寄存器SSI_TCR、接收配置寄存器SSI_RCR和时钟控制寄存器SSI_CCR。

③通过SSI_IER寄存器设置必要的中断或DMA。

④设置SSI_CR[SSI_EN]=1允许SSI模块功能。

⑤设置SSI_CR[TE/RE]，开始发送/接收数据。

1.4 SSI的工作过程

(1)发送数据

单通道时，数据从串行发送数据寄存器SSI_TX0中传到发送移位寄存器TXSR中，再通过串行发送引脚SSI_TXD发送出去，然后根据用户设置情况决定是否产生发送中断。如果发送缓冲区TXFIFOO被允许，则SSI_TX0继续从TXFIFOO中取数据，直到TXFIFOO中的数据全部被发送，再通过用户设置情况决定是否产生发送中断。双通道时，发送移位寄存器TXSR交替从SSI_TX0和SSI_TXl中取出数据。

(2)接收数据

单通道时，数据从串行接收引脚SSI_RXD进来，由接收移位寄存器RXSR传输给接收数据寄存器SSI_RX0，再根据用户设置情况决定是否产生接收中断。如果接收缓冲区RXFIFOO被允许，则SSI_RX0将数据写入RXFIFOO，并继续从接收移位寄存器中获取数据。双通道时，接收移位寄存器RXSR交替将数据传输给SSI_RX0和SSI_RXl。

2 音频编解码芯片简介

Codec 编码解码器主要作用是对视频信号进行压缩和解压缩。计算机工业定义通过24位测量系统的真彩色，这就定义了近百万种颜色，接近人类视觉的极限。现在，最基本的V GA显示器就有640*480像素。这意味着如果视频需要以每秒30帧的速度播放，则每秒要传输高达27MB的信息，1GB容量的硬盘仅能存储约37 秒的视频信息。因而必须对信息进行压缩处理。通过抛弃一些数字信息或容易被我们的眼睛和大脑忽略的图像信息的方法，使视频的信息量减小。这个对视频压缩解压的软件或硬件就是编码解码器。编码解码器的压缩率从一般的2 ：1-100：1不等，使处理大量的视频数据成为可能。