Soluciones de Hardware y Software para comunicación UART por Ethernet

Definición y características de UART

Un receptor/transmisor asíncrono universal (UART) no debe confundirse con protocolos de comunicación como I2C o SPI. Por regla general, es un IC autónomo o un circuito físico en un microcontrolador, cuya misión principal es la transferencia y recepción de datos en serie.

Solución de software UART sobre Ethernet

No hay mejor software para compartir UART distante sobre Ethernet que Serial to Ethernet Connector. Instalando este programa en todos los equipos de la red conectará UART a la red y dejará el dispositivo conectado al puerto serie, junto con sus datos y funcionalidad, accesible a todas las personas de la red.

Conceptos básicos conexión UART

Con la ayuda de UART to Ethernet Converter gestionar los dispositivos puerto serie es igual que administrarlos cuando están físicamente conectados al equipo.

Guía de inicio rápido en la utilización de Serial to Ethernet Connector:

  1. Descargar el software;
  2. Instale UART to Ethernet Converter en todas las máquinas de su red y equipos virtuales con programas que requieren acceso a puertos COM;
  3. Seleccione “Crear Conexión de Servidor” en el panel principal del software;
  4. Ajuste de la configuración de conexión;
  5. Establecer una conexión de cliente en un equipo distante.

Ya está todo listo. Ahora puede utilizar libremente los puertos serie remotos a través de la red.

Serial to Ethernet Connector es totalmente compatible con Windows y Linux. Observación: la aplicación UART to Ethernet Linux de momento es un software de línea de comandos.

Para comenzar a trabajar con un puerto UART, descargue e instale la aplicación, mostrará una lista de dispositivos disponibles para usted, busque el que necesita y conéctese a él. Serial to Ethernet Connector permite el acceso a UART a través de la red, siendo la solución más cómoda para sus necesidades.
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Serial to Ethernet Connector

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Serial to Ethernet Connector

Una de las principales ventajas de UART es que utiliza sólo 2 cables para la transferencia de datos entre dispositivos. La comunicación UART es bastante simple: UART1, después de convertir los datos paralelos de un dispositivo de control (por ejemplo, CPU) en formato serie, lo transfiere a UART2, que a su vez transforma los datos serie en formato paralelo para el dispositivo receptor. Por lo tanto, flujos de datos desde el Tx pin de UART1 para el Rx pin de UART2 (véase la Fig.1). Los UART interactúan entre sí directamente, requiriendo solamente dos cables para la transmisión de datos entre ellos.

UART Converter Software

Los datos se transfieren de forma asincrónica por las UART, por eso no hay horario para la sincronización, ni para la salida de bits del transmisor UART ni la toma de muestras de bits por el receptor UART. Como substituto de una señal horária, el UART transmisor agrega los bits del comienzo y final al paquete de datos transferido, para señalar su principio y final, permitiendo al UART receptor saber cuándo puede comenzar a leer los bits.

Cuando el receptor UART recibe un bit de inicio, comienza a leer los bits entrantes a una cierta frecuencia, referido como una velocidad de baudios. La velocidad en baudios mide la velocidad de transmisión de datos en bits por segundo (bps). Los UART deben trabajar a una velocidad de transmisión casi idéntica. Al menos, la diferencia entre la velocidades de recepción y transmisión de los UART no debería exceder del 10 por ciento, antes que el sincronizado de bits sea demasiado distante.

Entonces, ¿es posible compartir datos UART por Ethernet? Si es así, ¿cómo hacerlo mejor?

Al usar el protocolo UART, puede rastrear fácilmente todas las secuencias de paso y guardarlas en un archivo. Sin embargo, si necesita trabajar con un dispositivo UART remoto, ubicado dentro del área de cobertura de la red Ethernet, debe utilizar un hardware o software adicional.

Hardware UART a Ethernet Converter

El módulo ART TO ETH, utilizado sobre todo para la transmisión de datos transparente, parece ser una solución simple para la comunicación entre UART y Ethernet. Es un módulo TTL serie a Ethernet que se puede personalizar a través de la página web. Para la conversión de datos TCP o conector UDP a serie UART se utiliza un dispositivo transparente de transmisión de datos (USR-TCP232-T).

Capacidades y características del módulo serie de Ethernet:

  • 10/100M detección automática de interfaz;
  • Soporte automático MDI/MDI-X. Posibilidad de utilizar una conexión de cable paralelo o un cable cruzado;
  • Disponibles diferentes modos de trabajo: Cliente UDP, Servidor UDP, Servidor TCP, Cliente TCP;
  • Posibilidad de ajustar la configuración del modelo de trabajo a través de un puerto COM o de la red;
  • Soporta el nivel 3.3V TTL (módulo productos);
  • Compatible con puerto COM virtual;
  • Asegura una conexión confiable debido al exclusivo mecanismo de su paquete de comprobación, eliminando falsas conexiones;
  • No hay difusión del paquete en modo UDP, tiene mejor capacidad antiinterferencia; a través de gateway/switches/routers;
  • Funciona en LAN/Internet (red externa) y otros.

En resumen, el conversor mencionado anteriormente es una solución ideal para redes locales y dispositivos cercanos. Sin embargo, ¿qué debe hacer para acceder a UART a través de Ethernet si está lejos, digamos, en alguna otra parte del mundo? ¿Cómo puede emplear UART a través de la red?

¿Qué es UART?

Un UART (Receptor/Transmisor Asíncrono Universal) es el microchip programable usado por la interfaz del ordenador para controlar sus dispositivos serie conectados. Permite que el ordenador se comunique e intercambie datos con los dispositivos serie al proporcionar la interfaz RS-232C Equipo Terminal de Datos (DTE). Como parte de esa interfaz, la UART también realiza otras funciones.

  • Convierte los bytes recibidos en paralelo desde el ordenador en un solo flujo de bits en serie, necesario para una transmisión de salida exitosa.
  • En la transmisión entrante, los flujos de bits serie recibidos de los dispositivos se convierten en bytes que el ordenador entiende.
  • Se agrega un bit de paridad a la transmisión de salida y los bytes de paridad se verifican y descartan en las transmisiones entrantes si se han seleccionado la paridad y la verificación de paridad.
  • Los delineadores de inicio y parada se agregan a las transmisiones de salida y se eliminan de las entrantes.
  • Maneja las interrupciones especiales generadas por el teclado y el ratón y sus puertos dedicados.
  • Puede usarse para manejar interrupciones adicionales y tareas de administración de dispositivos relacionadas con la coordinación de la velocidad del ordenador y los dispositivos asociados.

Conclusiones

Aquí tiene una descripción general rápida de UART. Para acceso a UART remoto, existen básicamente dos opciones. Puede emplear un convertidor o adaptador de UART a Ethernet de hardware. La segunda opción es acceder a UART a través de Ethernet con el software Serial to Ethernet Connector. Este método de habilitar el acceso a su UART a través de LAN ofrece la ventaja de no requerir ningún hardware adicional. Puede obtener conectividad UART a Ethernet sin necesidad de cableado adicional, lo que la convierte en la solución más eficiente.

Preguntas Más Frecuentes

El protocolo Ethernet define los principios mediante los cuales los PC conectados a una red de área local (LAN) intercambian paquetes de datos. La cantidad de ordenadores en la red puede variar de 2 a varios miles. Para conectarse entre sí, los ordenadores utilizan una topología en "estrella". Es decir, todos los dispositivos (PC) están interconectados mediante un conmutador - equipo de red activo.

El medio de transmisión físico para el protocolo Ethernet es un cable. La mayoría de las veces es un par trenzado de cobre, un cable de fibra óptica o su combinación cuando se trata de FTTx. RJ-45 se utiliza como conector para un par trenzado de ocho núcleos (2x4). El enchufe para el conector Ethernet puede ser la entrada de cualquier tarjeta de red de un PC o enrutador. Para evitar la pérdida de señal, la longitud de un cable de par trenzado no debe superar los 100 m, mientras que un cable de fibra óptica no debe superar los 10-70 km (según su tipo). Las velocidades máximas de datos son 100/1000 Mbit/s respectivamente.
Los puertos serie son conectores de 9 pines que transmiten información entrante y saliente, un bit a la vez. En la historia de los ordenadores personales, los puertos serie se utilizaban normalmente para transferir los datos de los ordenadores a varios dispositivos. Antes de los módems internos, existían los externos y se conectaban a los ordenadores a través de puertos serie, también conocidos como puertos de comunicación o COM. Lo mismo ocurre con los ratones y los teclados.

Los puertos serie están controlados por un chip especial - UART (Transmisor Receptor Universal Asíncrono). Los UART son chips serie en la placa base del ordenador (o en una tarjeta de módem interna). En ordenadores más antiguos como muchos 486, los chips estaban en la tarjeta controladora IO del disco.

Cuando todos los ordenadores tenían una arquitectura de bus paralelo, la función de la UART era convertir bytes del bus paralelo del PC a un flujo de bits serie.
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