Soluções de Hardware e Software para comunicação UART sobre Ethernet

Definição e características de UART

Um receptor/transmissor assíncrono universal (UART) não deve ser confundido com protocolos de comunicação tais como I2C ou SPI. Geralmente, é um IC autónomo física ou um circuito em um microcontrolador, que tem por missão principal transferir e receber dados em série.

Solução de software UART através da Ethernet

Não há melhor software para compartilhar UART distante pelo Ethernet que Serial to Ethernet Connector. Ao instalar este software em todos os computadores da rede conectará UART à rede e deixará o dispositivo conectado à porta serial, juntamente com os seus dados e funcionalidade, acessível a todos na rede.

Noções básicas conexão UART

Com a ajuda de UART to Ethernet Converter gerenciar dispositivos de porta serial é o mesmo que gerenciar eles quando estão fisicamente conectado ao seu computador.

Guia de Início Rápido sobre o uso de Serial to Ethernet Connector:

  1. Baixar o software;
  2. Instale UART to Ethernet Converter em todas as máquinas na rede e máquinas virtuais com programas que requerem acesso a portas COM;
  3. Selecione "Criar Conexão do Servidor" no painel principal do software;
  4. Ajustar as configurações de conexão;
  5. Estabelecer uma conexão cliente em um computador distante.

Está tudo pronto. Agora você pode usar livremente as portas série remotas através da rede.

Serial to Ethernet Connector é totalmente compatível com o Windows e Linux. Nota: a aplicação UART to Ethernet Linux no momento é um software de linha de comando.

Para começar a trabalhar com uma porta UART, baixe e instale o aplicativo, ele exibirá para você uma lista dos dispositivos disponíveis, encontre o que você precisa e conecte-se a ele. Serial to Ethernet Connector permite o acesso ao UART através da rede, sendo a melhor solução para as suas necessidades.
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Serial to Ethernet Connector

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Serial to Ethernet Connector

Uma das principais vantagens de UART é que ele usa apenas dois fios para transferência de dados entre dispositivos. A comunicação UART é bastante simples: UART1, depois de converter os dados em paralelo de um dispositivo de controle (por exemplo, CPU) em formato série, são transferidos para UART2, que por sua vez transforma os dados em série em formato paralelo para o dispositivo de recepção. Portanto, fluxos de dados desde o Tx pin de UART1 para o Rx pin de UART2 (ver Fig.1). Os UART interagem diretamente, exigindo apenas dois fios para a transmissão de dados entre si.

UART Converter Software

Os dados são transferidos de forma assíncrona pelo UART, portanto, não há cronograma de sincronização nem de saída de bits do transmissor UART ou da amostragem de bits pelo receptor UART. Como substituto para o sinal horario o transmissor UART adiciona os bits de início e fim do pacote de dados transferidos, para marcar o seu início e final, permitindo o receptor UART saber quando pode começar a ler os bits.

Quando o receptor UART recebe um bit de início, começa a ler os bits de entrada em uma determinada frequência, referido como taxa de baudios. A taxa de bauds mede a velocidade de transmissão de dados em bits por segundo (bps). O UART deve trabalhar em uma taxa de transmissão quase idêntica. Pelo menos, a diferença entre as taxas de recepção e transmissão dos UART não deve exceder de 10 por cento, antes que a sincronização de bits seja muito distante.

Então, se pode compartilhar dados UART pela Ethernet? Se sim, como fazer-o melhor?

Usando o protocolo UART, você pode facilmente acompanhar todas as sequências de passo e salvá-las em um arquivo. No entanto, se você precisa trabalhar com um dispositivo UART remoto localizado dentro da área de cobertura da rede Ethernet, você deve usar um hardware ou software adicional.

Hardware UART a Ethernet Converter

O módulo ART TO ETH, usado especialmente para a transmissão de dados transparente, parece ser uma solução simples para a comunicação entre UART e Ethernet. É um módulo TTL série para Ethernet que pode ser personalizado através do site. Para converter dados TCP ou conector UDP para série UART é utilizado um dispositivo de transmissão de dados transparente (USR-TCP232-T).

Capacidades e funcionalidades do módulo série de Ethernet:

  • 10/100M detecção automática de interface;
  • Suporte automático MDI/MDI-X. Possibilidade de utilização de uma ligação por cabo em paralelo ou um cabo cruzado;
  • Disponíveis diferentes modos de funcionamento: Cliente UDP, Servidor UDP, Servidor TCP, Cliente TCP;
  • Possibilidade de ajustar a configuração do modelo de trabalho através de uma porta COM ou da rede;
  • Suporta o nível 3.3V TTL (módulo produtos);
  • Compatível com porta COM virtual;
  • Garante uma conexão confiável devido ao seu mecanismo único de pacote de verificação, eliminando falsas conexões;
  • Nenhuma transmissão do pacote no modo UDP, tem melhor capacidade anti-interferência; através de gateway/switches/routers;
  • Funciona em LAN/Internet (rede externa) e outros.

Resumindo, o referido conversor é uma boa solução para redes locais e dispositivos próximos. No entanto, o que você deve fazer para acessar o UART pela Ethernet estando longe, digamos, de alguma outra parte do mundo? Como você pode utilizar o UART via rede?

O que é UART?

Um UART (Receptor/Transmissor Assíncrono Universal) é o microchip programável usado pela interface de um computador para controlar seus dispositivos serial conectados. Ele permite que o computador se comunique e troque dados com os dispositivos serial, fornecendo a interface RS-232C Equipamento Terminal de Dados (DTE). Como parte dessa interface, o UART também executa outras funções.

  • Ele converte os bytes recebidos em paralelo do computador em um único fluxo de bits serial necessário para uma transmissão de saída bem-sucedida.
  • Na transmissão de entrada, os fluxos de bits serial recebidos dos dispositivos são convertidos em bytes que o computador entende.
  • Um bit de paridade é adicionado à transmissão de saída e os bytes de paridade são verificados e descartados nas transmissões de entrada se a paridade e a verificação de paridade tiverem sido selecionadas.
  • Delineadores de partida e parada são adicionados às transmissões de saída e removidos das de entrada.
  • Lida com as interrupções especiais geradas pelo teclado e mouse e suas portas dedicadas.
  • Pode ser usado para lidar com interrupções adicionais e tarefas de gerenciamento de dispositivos relacionadas à coordenação da velocidade do computador e dispositivos associados.

Conclusões

Aqui está uma visão geral rápida do UART. Para acesso UART remoto, existem basicamente duas opções. Você pode empregar um adaptador ou conversor UART para Ethernet de hardware. A segunda opção envolve obter o acesso a UART através de Ethernet por meio do software Serial to Ethernet Connector. Este método de habilitar o acesso ao seu UART através da LAN oferece o benefício de não exigir nenhum hardware adicional. Você pode obter conectividade UART para Ethernet sem a necessidade de nenhum cabeamento extra, tornando-a a solução mais eficiente.

Perguntas Frequentes

O protocolo Ethernet define os princípios pelos quais os PC conectados a uma rede local (LAN) trocam pacotes de dados. O número de computadores na rede pode variar de 2 a vários milhares. Para se conectar entre si, os computadores usam uma topologia em "estrela". Ou seja, todos os dispositivos (PC) são interconectados por meio de um switch - equipamento de rede ativo.

O meio de transmissão físico para o protocolo Ethernet é um cabo. Na maioria das vezes, é um par trançado de cobre, um cabo de fibra óptica ou uma combinação deles quando se trata de FTTx. RJ-45 é usado como conector para um par trançado de oito núcleos (2x4). O soquete para o plugue Ethernet pode ser a entrada de qualquer placa de rede em um PC ou roteador. Para evitar a perda de sinal, o comprimento do cabo de par trançado não deve exceder 100 m, enquanto um cabo de fibra óptica não deve ter mais de 10-70 km (dependendo do tipo). As taxas máximas de dados são 100/1000 Mbit/s correspondentemente.
As portas serial são conectores de 9 pinos que transmitem informações de entrada e saída - um bit de cada vez. Ao longo da história dos computadores pessoais, as portas serial eram usadas para transferir os dados de computadores para vários dispositivos. Antes dos modems internos, havia os externos e eles eram conectados aos computadores através de portas serial, também conhecidas como portas de comunicação ou COM. O mesmo com mouses e teclados.

As portas serial são controladas por um chip especial - UART (Transmissor Receptor Assíncrono Universal). Os UART são chips serial na placa-mãe do computador (ou em uma placa de modem interna). Em computadores mais antigos, como muitos 486, os chips estavam na placa controladora IO do disco.

Quando todos os computadores tinham arquitetura de barramento paralelo, a função do UART era converter os bytes do barramento paralelo do PC em um fluxo de bits serial.
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