Comunicazione sincrona vs asincrona: 4 punti di discussione

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Al giorno d’oggi i sistemi embedded sono il cuore di molti prodotti e dispositivi intelligenti. Svolgono un ruolo cruciale nel funzionamento efficiente di automobili, elettrodomestici, strumenti medici e apparecchiature scientifiche. I dispositivi integrati comunicano tra loro per eseguire le attività da svolgere. Questi dispositivi interagiscono e scambiano informazioni con altri dispositivi utilizzando una rete connessa per completare le attività. Questa condivisione di dati è nota come comunicazione.

Esistono due tipi di comunicazione nelle reti di computer e sistemi embedded: sincrona e asincrona.

Il fatto che un processo venga eseguito in modo sincrono è un fattore primario nel determinare l’elaborazione, la rete e le qualità fondamentali del dispositivo. Qui abbiamo elencato le principali differenze tra comunicazione sincrona e asincrona.

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Ogni dispositivo comunica in modo efficiente trasmettendo i dati in modo sicuro e sequenziale. Per comunicare in modo efficace, i progettisti si concentrano sull’implementazione del giusto approccio per lo scambio di dati tra i dispositivi per ottenere l’output desiderato con costi di elaborazione minimi.

I progettisti di sistemi integrati hanno riconosciuto due metodi di comunicazione dei dati tra dispositivi in ​​base ai risultati di elaborazione attesi. Ma prima di approfondire le principali differenze tra questi due metodi di comunicazione, comprendiamo i due termini separatamente.

Comunicazione sincrona

Nel metodo di trasmissione dati sincrona, un flusso continuo di dati sotto forma di blocchi o frame viene trasmesso su un ingresso sincronizzato. In questo metodo, il mittente e il destinatario si sincronizzano tramite i segnali di frequenza dell’orologio per garantire che i dati ricevuti siano in ordine sequenziale.

La sincronizzazione diventa necessaria poiché non dovrebbe esserci alcun intervallo tra il trasferimento dei dati e quindi il destinatario dovrebbe sapere da dove inizia il nuovo blocco o frame.

Questo metodo è più affidabile ed efficiente per condividere una grande quantità di dati. Inoltre, aiuta a fornire una comunicazione in tempo reale tra i dispositivi. Pertanto, questo metodo funziona in modalità flusso di dati full-duplex.

Elettrodomestici intelligenti, sistemi di sicurezza domestica e servizi di chat, telefonici e videochiamate sono alcuni dei servizi che utilizzano tecniche di comunicazione sincrona.

Comunicazione asincrona

Ebbene, nel metodo di comunicazione asincrona, i segnali di frequenza dell’orologio non vengono utilizzati per la sincronizzazione tra mittente e destinatario. Qui, un flusso continuo di dati passa nel formato byte con un bit di inizio precedente e un bit di stop finale.

Durante la comunicazione asincrona, viene trasmesso un carattere alla volta, dove la dimensione di ciascun carattere equivale a otto bit. Inoltre, due bit di parità, un bit iniziale e un bit finale, vengono aggiunti a questi otto bit. Pertanto, per trasmettere un carattere vengono trasmessi un totale di dieci bit. Utilizzando i bit di parità, il ricevitore può identificare ciascun carattere in modo univoco.

Si tratta di una modalità di comunicazione half-duplex che utilizza il metodo del flusso di controllo. Questa modalità di comunicazione è piuttosto semplice, veloce, economica e non richiede una comunicazione bidirezionale. È un approccio più affidabile per condividere una piccola quantità di dati.

Trasferimenti di file, invio di e-mail e walkie-talkie sono alcuni esempi di come funziona una modalità di comunicazione asincrona.

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Sebbene entrambe queste modalità di comunicazione abbiano i rispettivi ruoli quando si opera su un dispositivo o un servizio, è bene conoscere le differenze fondamentali tra le due. Queste differenze enfatizzano il funzionamento di un sistema, ma aiutano anche a capire come il sistema interagisce e opera in modo efficace.

Analizziamo alcune differenze basilari ma importanti tra la comunicazione sincrona e asincrona in base a parametri comparativi e analizziamo i vantaggi e gli svantaggi di un dispositivo o di un’applicazione.

Come già affermato sopra, questa è la principale differenza tra i due metodi di comunicazione. Nella trasmissione sincrona i dati viaggiano sotto forma di blocchi o frame per ciclo di clock. D’altra parte, i trasferimenti di un byte alla volta nella comunicazione asincrona. A causa di questa differenza, il mezzo di scambio e le sue prestazioni variano notevolmente.

Laddove alcune applicazioni ti suggeriscono servizi di messaggistica istantanea, altre ti danno la libertà di rispondere a tuo piacimento. Un chatbot e una linea di supporto sono i migliori esempi per contrastare le differenze tra comunicazione sincrona e asincrona.

La modalità sincrona è più veloce della modalità di comunicazione asincrona perché consente la condivisione dei dati su un ciclo di clock continuo. Al contrario, la modalità asincrona determina ogni carattere in base ai bit di parità, bit aggiuntivi che il sistema convalida.

Pertanto, nella modalità sincrona è più semplice identificare le informazioni trasportate in base ai blocchi piuttosto che ai byte di caratteri. Ad esempio, chiamare tramite smartphone è più veloce che parlare tramite walkie-talkie, poiché consente ad entrambe le persone di parlare contemporaneamente. Ma un walkie-talkie consentirà solo a una persona alla volta di parlare, impiegando quindi più tempo per lo scambio di informazioni.

La modalità di trasmissione asincrona è meno efficiente della modalità sincrona poiché rimangono dei vuoti sulla linea durante la trasmissione dei caratteri. Questi slot vuoti sulla linea di trasmissione, durante la trasmissione dei dati, mantengono inattiva la larghezza di banda per qualche tempo. Esiste un uso efficiente delle linee di trasmissione in modalità sincrona, poiché lo scambio di dati è continuo sulla larghezza di banda disponibile.

Un esempio calzante da approfondire è la condivisione di file tramite Bluetooth rispetto alla rete in fibra ottica. Il Bluetooth è meno preferito rispetto ai cavi ottici USB perché consente di scambiare un singolo file alla volta. Tuttavia, i cavi USB ti consentono di condividere più di un file senza alcun intervento o lacune.

Come suggerisce il nome, in modalità sincrona, gli orologi si sintonizzano esattamente tra il mittente e il destinatario sulla stessa frequenza per consentire lo scambio fluido di byte di informazioni. Ma la trasmissione asincrona non richiede la sincronizzazione tra gli orologi del trasmettitore e del ricevitore, poiché i byte di dati vengono determinati utilizzando i bit di parità.

Pertanto, mentre è obbligatorio sincronizzare gli orologi ad entrambe le estremità di una linea di comunicazione durante la trasmissione sincrona, lo stesso non si applica alla sua controparte. Il trasmettitore e il ricevitore possono funzionare indipendentemente a diverse frequenze di clock in modalità asincrona.

Inoltre, la tabella comparativa seguente ti fornirà più punti per distinguere tra le due modalità di comunicazione.

Entrambi i metodi hanno i loro vantaggi e svantaggi. Sebbene la modalità sincrona fornisca una trasmissione più rapida e inoltri grandi quantità di dati, è piuttosto costosa da implementare.

Allo stesso modo, la modalità di trasmissione asincrona è più economica e semplicistica, ma richiede bit aggiuntivi per la trasmissione dei dati. Entrambi i metodi sono quindi adatti per la trasmissione dei dati, purché soddisfino i requisiti funzionali.

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