Interfaz Serial Asíncrona

Transmisión asíncrona en serie
El corazón de la interfaz serial asíncrona es un circuito integrado llamado UART que significa Transmisor Receptor Asincrónico Universal. Este cumple con la tarea de transformar el formato paralelo del bus del PC a un formato serie y bidireccional de tal modo que se evite enviar la señal de reloj entre los puntos Tx. y Rx. De este modo se disminuye al mínimo lacantidad de hilos conductores y se predispone para obtener un sistema de comunicación de datos digital que pueda utilizar otros sistemas para alcanzar distancias mayores, como se verá más adelante pasando por la red telefónica existente para la época, hasta las actuales redes digitales de datos.
Considérese un sencillo sistema de transmisión binaria de datos en serie con el siguiente esquema decodificación de línea, representado el denominado código de nivel de no retorno a cero (NRZ, Non Return to Zero): la transmisión del símbolo

1 se realiza emitiendo un pulso de tensión constante V durante un intervalo de tiempo
T y la transmisión de un símbolo 0 con la emisión de un pulso de tensión de nivel V también de duración T.
La señal NRZ resulta muy sencilla de generar a partir de unacadena de símbolos binarios y se caracteriza en el dominio de la frecuencia por la ausencia de componente continua, supuesto que hay la misma proporción de ceros y unos en la información que se quiere transmitir y que los símbolos binarios están incorrelados.
La denominación NRZ sugiere que existen esquemas alternativos de codificación de línea en los que la duración del pulso es menor que la delelemento de señal T, los cuales, aunque requieren mayor ancho de banda, poseen la ventaja de que contienen una componente espectral no nula a la frecuencia de transmisión 1=T que se puede aprovechar para recuperar una señal periódica de temporización.
En recepción, para determinar el valor del bit transmitido en cada intervalo de señalización, se muestrea la señal recibida una vez en cada intervalode bit. En función del nivel de tensión observado, positivo o negativo, el receptor decide si el símbolo emitido correspondía, respectivamente, a un uno o a un cero. Idealmente, el instante de muestreo debe situarse en el punto medio de cada intervalo de bit, para tratar así de evitar la distorsión en la señal recibida y que afecta fundamentalmente a los flancos de cada pulso. El motivo es que elefecto de un canal real sobre la señal transmitida puede modelarse en muchos importantes casos como una operación de filtrado lineal e invariante en el tiempo con una respuesta en frecuencia que decae en frecuencias altas y que tiende, por tanto, a atenuar y expandir en duración las transiciones bruscas de nivel en la señal transmitida.
Pero como el receptor opera muestreando los bits recibidos,debe conocer tanto el instante de llegada de cada uno como la duración T de los mismos. Y si, como ocurre en los sistemas de transmisión digital asíncronos, el receptor delimita la duración de cada bit basándose en un reloj propio o local de frecuencia 1=T, entonces pueden ocurrir problemas si los relojes del emisor y el receptor no están sincronizados con precisión. La frecuencia real de un circuitooscilador no es exacta a la nominal debido a pequeñas tolerancias en los procesos tecnológicos de fabricación y a diversas condiciones operativas como la temperatura.

Por tal motivo, cuando no se dispone de relojes perfectamente sincronizados, la única manera de evitar este desajuste es limitar la cantidad de bits consecutivos que se transmiten, y obligar al receptor a resincronizar alcomienzo de cada nuevo grupo de bits. Con este procedimiento, la transmisión de una secuencia binaria consiste en la transmisión de una secuencia de grupos de bits consecutivos, estando cada grupo separado del anterior y del siguiente por un intervalo de tiempo en principio variable.
Es por causa de esta separación arbitraria que tal técnica de transmisión se conoce como transmisión asíncrona en...