Digital Interfaces
An interface links two devices
Interface Standards define:
 mechanical specifications - how many wires &connector type
electrical specifications - frequency, amplitudeand phase of signal
functional - what does each wire do?
Procedural – how & when to perform functions
upated 1/2002
2
Serial vs. Parallel
In serial transmission one bit is sent witheach clock pulse.
Two types of serial transmission:
asynchronous
synchronous
In parallel transmission multiple bits aresent with each clock pulse. Faster/moreexpensive
Serial Transmission
0 1 1 0  0 0 1 0
Parallel Transmission
01100010
01100010
Serial Transmission
Asynchronous & Synchronous
Concerned with timing issues
How does the receiver know when the bitperiod begins and ends?
Small timing difference become moresignificant over time if no synchronizationtakes place between sender and receiver
Synchronizations
Asynchronous Transmission
Serial communication
Data transmitted 1character at a time
Character format is 1start & 1 or more stopbits, plus data of 5-8bits
Character may includeparity bit
Timing needed onlywithin each character
Resynchronizationeach start bit
Uses simple, cheaptechnology
Wastes 20-30% ofbandwidth
Asynchronous Transmission
STOPBIT
STARTBIT
0 1 1 0  0 0 1 0
0 1 1 0  0 0 1 0
0 1 1 0  0 0 1 0
Gaps ofindeterminate size
Synchronous Transmission
Serial communication
Large blocks of bitstransmitted withoutstart/stop codes
Synchronized by clocksignal or clocking data
Data framed bypreamble/post amblebit patterns
More efficient thanasynchronous
Overhead typicallybelow 5%
Used at higher speedsthan asynchronous
Synchronous Transmission
0 1 1 0  0 0 1 0
0 1 1 0  0 0 1 0
0 1 1 0  0 0 1 0
0 1 1 0  0 0 1 0
 0 0 1 0
Synchronization Choices
Low-speed terminals and PCs commonly useasynchronous transmission
inexpensive
“burst” tendency of communication reducesimpact of inefficiency
Large systems and networks commonly usesynchronous transmission
overhead too expensive; efficiency necessary
error-checking more important
Generic CommunicationsInterface Illustration
DTE
DCE
DTE
GeneratesData
Converts totransmissionmedia/ convertsto generated data
ReceivesData
(Network)
DCE
Converts totransmissionmedia/ convertsto generated data
RS-232C (EIA 232C)
EIA’s “Recommended Standard” (RS)
Specifies mechanical, electrical, functional,and procedural aspects of the interface
Used for connections between DTEs andvoice-grade modems, and many otherapplications
MechanicalSpecifications
25-pin connector with a specificarrangement of leads
DTE devices usually have male DB25connectors while DCE devices have female
In practice, fewer than 25 wires aregenerally used in applications
C:\My Documents\Teaching\733 19971\DB25femaleT.gif
DB-25 Female
C:\My Documents\Teaching\733 19971\DB25maleT.gif
DB-25 Male
RS-232 DB-25Connectors
RS-232 DB-9Connectors
Limited RS-232
C:\My Documents\Teaching\411 19971\images\DB9femaleT.gif
C:\My Documents\Teaching\411 19971\images\DB9maleT.gif
ElectricalSpecifications
Specifies signaling between DTE and DCE
Uses NRZ-L encoding
Voltage -15V to -3V = binary 1
Voltage +15V to  +3V = binary 0
Rated for < 20Kbps and < 15Mts
greater distances and rates are theoreticallypossible, but not necessarily wise
Functional Specification
Specifies the role of the individual circuits
Data circuits in both directions allow full-duplex communication
Timing signals allow for synchronoustransmission (although asynchronoustransmission is more common)
Functional Specification -DB-25 Pinouts
Procedural Specification
Multiple procedures are specified
Provides means of attachment betweencomputer and modem
Specifies method of transmitting data betweendevices
Specifies method of cooperation for exchange ofdata between devices
Handshaking between the two equipment
Null Modem Cable
SG
DTR
DSR
RTS
CTS
CD
TD
RD
SG
DTR
DSR
RTS
CTS
CD
TD
RD
Allows DTE to DTE direct communication
upated 1/2002
22
Modems
Modulator - converts digital signal toanalog signal
Demodulator - converts analog signal todigital signal
upated 1/2002
23
Data Rate
Encoding Technique
Physical properties of medium
Can increase speed by increasing frequencybut every line has upper and lower limits
frequency range = bandwidth
upated 1/2002
24
Bit Rate Summary