COMUNICACIÓN SERIAL

UART 8250

I. INTRODUCCION. II. TIPOS. III. ESTANDAR. IV. EVOLUCION

FAC. ING. DE SISTEMAS Y ELECTRONICA

Ing. CIP. Francisco Mori 1

IntroduccionEL UART 8250 es el elemento principal del sistema de comunicaciones serie.Controla la interface entre un PC y los dispositivos seriales, permite al PC utilizar la interface RS-232C pudiendo hablar con MODEMS y otros dispositivos seriales.

¿Cómo pueden ser los MODEMS y que tipos de instalación tienen?¿Cuáles son los elementos básicos de un Sist. De Comunicaciones?

Convierte los datos recibidos del bus del PC en formato paralelo, a un formato serie que será utilizado en la transmisión hacia el exterior y viceversa.

Agrega (a los bits que salen) y chequea (a los bits que entran) el bit de paridad.

Agrega (a los bits que salen) y retira (a los bits que entran) los bits de arranque (start bits) y parada (stop bits).

Maneja las interrupciones del teclado y el mouse (que son dispositivos seriales con puertos especiales).

Introducción• Se encuentra integrado en la Mainboard o en la tarjeta adaptadora del

dispositivo.

• Un UART dual, o DUART, combina dos UARTs en un solo chip. Existe un dispositivo electrónico encargado de generar la UART en cada puerto serie.

• Hoy los PCs modernos utilizan el chip UART 16550, que soporta velocidades de transmisión de hasta 921,6 Kbps (Kilobits por segundo).

• El UART toma bytes de datos y transmite los bits individuales de forma secuencial. En el destino, un segundo UART reensambla los bits en bytes completos.

• La transmisión serie de la información digital (bits) a través de un cable único u otros medios es mucho más efectiva en cuanto a costo que la transmisión en paralelo a través de múltiples cables.

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Introducción• Se utiliza un UART para convertir la información transmitida entre su forma

secuencial y paralela en cada terminal de enlace.

• Cada UART contiene un registro de desplazamiento que es el método fundamental de conversión entre las forma serie y paralelo.

• La pieza fue fabricada originalmente por National Semiconductor Corporation. Fue de uso común en los PC y el equipo relacionado como impresoras o módems.

• El 8250 incluyó en el chip un generador de bit rate programable, permitiendo el uso, tanto de los bit rates comunes, como los de propósitos especiales, que podían ser precisamente derivados desde una arbitraria frecuencia de referencia de oscilador de cristal.

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Tipos• Permite almacenar cierta cantidad de datos permitiendo coordinar

los flujos de bits entre un PC y los dispositivos seriales.

• Existen varios tipo de UARTs– 8250: Primera UART. La 8250A trabajaba más rápido del lado

del BUS de I/O.– 16450: Utilizada en AT’s. Opera bien a 38,4 Kbps– 16550: Fue la primera generación con buffers. 16Bytes. El

buffer no funcionó bien se pasó a la 16550A.– 16550A: UART común para 14.4Kbps y 28.8Kbps.– 16650: 32 Bytes de buffer FIFO. – 16750: 64 Bytes FIFO.

• Existen otras UART, como CDP6402, AY-5-1015 ó D36402R-9.

El estándar RS-232• Define el método más popular para interconectar DTEs y DCEs (por ejemplo,

conexión entre un PC y un MODEM de datos).

• La recomendación ITU V.24 junto con la ITU V.28 son equivalentes a RS-232. La versión más popular de RS-232 es la RS-232C. La versión más reciente es la RS-232E.

DTE DCERed

telefónica

PC MODEM

RS-232

DTE: Data Terminal EquipmentDCE: Data Communication Equipment

Evolución del UART

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Los más significativos se señalan a continuación:• NS 8250 La UART del IBM PC original; este circuito tenía un pequeño "bug"

que fue corregido mediante las oportunas modificaciones en las rutinas BIOS. Fue sustituido por el 8250-B.

• NS 8250A Este chip corregía los problemas de los predecesores, sin embargo no podía ser utilizado en los modelos XT precisamente porque sus BIOSes trataban de corregir un problema inexistente. En cualquier caso este chip no funcionaba más allá de 9600 bps.

• NS 8250B Este chip fue el último de la saga de los 8250, y reinstaló el antiguo bug, de forma que pudiera funcionar correctamente con las BIOS de los XT.

• Todos los de esta serie tenían un acceso muy lento, lo que obligaba a incluir

estados de espera en el procesador. Tampoco funcionaba por encima de 9600 bps.

• NS 16450 acompaña a los procesadores i286 de clase AT. Funcionaba bien a 9600 bps, e inauguró la época de módems de alta velocidad. Sin embargo no funcionaba correctamente en los sistemas XT, debiendo ser sustituido por el 16550.

• NS 16550 Fue el primer chip de su clase dotado con búferes FIFO para Tx y Rx de 16 bytes, que le hacen especialmente indicado para comunicaciones rápidas. Era más rápido que el 16450, operando por encima de los 9600 bps.

• NS 16550A Es la más rápida y fiable de las UARTs; adecuada para operar con módems de alta velocidad, puede operar a 115 Kbps. Su lógica es compatible pin a pin con el 16450, al que puede sustituir. Además puede utilizar canales DMA.

• En la actualidad, muchas Mainboard incluyen uno o dos puertos serie cuyas UART están integradas en el chipset de la propia placa, aunque siguen siendo compatibles con los 16550 de NS.

• El correcto funcionamiento y velocidad de la UART es fundamental para las comunicaciones serie; con independencia de la velocidad del módem o del adaptador RDSI que tengamos, la comunicación no podrá ser más rápida que la que permita la UART.

• La UART es un dispositivo programable en el que pueden establecerse las condiciones que se utilizarán para la transmisión (velocidad, paridad, longitud y bits de parada).

• En los primeros PCs, eran circuitos integrados 8250 de National Semiconductor (un chip de 40 patillas DIP -Dual-In-Line-), pero se han ido utilizando otros a lo largo de la evolución del PC.

Disposición del Patillaje

Instalación de MODEMs Simétricos

Con la introducción de S.Os. multitareas en el hardware del PC, como con el OS/2, Windows NT o varios sabores de UNIX, se convirtió en un problema el breve tiempo disponible para servir las peticiones de interrupción carácter por carácter, por lo tanto los puertos seriales del IBM PS/2 introdujeron los UART 16550 y 16550A, que tenían incorporado un FIFO de 16 bytes o buffer de memoria para mejorar la recopilación de los caracteres entrantes.

Conexión asincrónica

DTE DCERed

telefónica

PC MODEM

RS-232(máx 15 m)

Fuentede Potencia

Transmisor

Receptor

Control

UART(Universal

AsynchronousReceiver/

Transmitter)

pin

1

7

245

83

62022

En este ejemplo sólose utilizan 10 hilos.

¡El pin 7 está conectado al pin 1!

Conexión utilizada generalmente con cables de 9 hilos