Что такое протокол сигнала

Обновлено: 02.05.2024

На первый взгляд кажется, что это приложение ничем не отличается от схожих WhatsApp, Telegram или Viber, однако эксперты по безопасности рекомендуют Signal вовсе не из-за внешней оболочки, а из-за продуманной системы шифрования, которая гарантированно защищает передаваемую информацию от несанкционированного доступа со стороны третьих лиц. Давайте попробуем разобраться, чем же мессенджер Signal отличается от других распространенных приложений со схожим функционалом?

Во-вторых, Signal имеет открытый исходный код, который доступен в сети для просмотра и изучения, что позволяет убедиться в отсутствии уязвимостей и неприемлемых для пользователя функций (к примеру, скрытого слежения за пользователем). Независимые специалисты провели проверку безопасности и убедились, что в приложении все работает должным образом и что доступ к информации получить невозможно (в сравнении с тем же Telegram, который не предоставлял свой код для открытого изучения, что не дает четкого понимания того, как же реально используются и хранятся переписки в этом мессенджере).

Как вы уже поняли, в современном мире очень важно серьезно относиться к своей информационной безопасности. И использование зашифрованного мессенджера предоставляет множество преимуществ для пользователей, которые трепетно относятся к своему цифровому следу. Давайте рассмотрим, какие опции нам предлагает Signal, чтобы лишний раз убедиться в отсутствии взлома и сетевой прослушки, а также как оградить свой мессенджер от несанкционированного доступа:

Используйте функцию проверки защищенности соединения между пользователями с помощью кода безопасности

Функция проверки защищенности соединения между пользователями с помощью кода безопасности. Снимок экрана: сканирование QR-кода собеседника на вашем устройстве

Большинство мессенджеров не имеют опции, которая позволяла бы проверить и точно удостовериться в безопасности соединения при переписке. Однако, как мы уже писали ранее, Signal предоставляет возможность пройти дополнительную двухстороннюю верификацию сессии, чтобы лишний раз убедиться в том, что зашифрованная переписка доступна только двум участникам диалога (а не третьим лицам).

После подтверждения проводить данную операцию более не потребуется (однако учтите, что если вы начнете использовать приложение на новом телефоне, то ваши старые коды безопасности уже будут не актуальны).

Вы автоматически получите уведомление, если по какой-либо причине ваши с собеседником коды изменились. В таком случае так же используйте другой канал связи, чтобы еще раз убедиться и в том, что ваша переписка защищена.

Ну и самым простым способом, конечно же, будет использование дополнительной SIM-карты.

Блокируйте возможность перерегистрации вашего номера за другим пользователем

Неважно, используете ли вы свой основной, или дополнительный номер телефона, важно всегда иметь к нему доступ. Но зачем? Затем, что если вы потеряете этот номер и кто-то еще перерегистрирует его на себя, то вы уже не сможете использовать его для входа в Signal.Есть и другой вариант: можно заблокировать регистрацию для своего номера в Signal, используя Блокировку регистрации.

Для этого придумайте PIN-код и запишите куда-нибудь, чтобы не забыть. Этот PIN-код предотвратит повторную регистрацию вашего номера на любом другом устройстве. Учтите, что приложение иногда будет просить вас ввести PIN-код, чтобы вы его не забыли.

Signal позволяет дублировать историю ваших звонков из приложения в системной истории звонков в iPhone. Несмотря на то, что это очень удобно, это позволяет вашему iPhone синхронизировать историю вызовов с iCloud, включая информацию о том, с кем и когда вы разговаривали, а также продолжительность вызова.

К сожалению, никакое шифрование не поможет, если кто-то получит доступ к вашему разблокированному телефону. Например, родители очень часто дают своим детям поиграть в телефон, но они совсем не думают о том, что дети могут прочитать ваши переписки и посмотреть фотографии.Так же, никто не защищен от того, что телефон можно просто потерять, или же его украдут.

Вы, наверно, спросите, а зачем защищать экран, ведь и без этого телефон уже достаточно защищен? Но погодите: как показывает практика, без этой опции можно обойтись ровно до тех пор, пока вы находитесь одни, в противном случае, возрастает вероятность того, что кто-то может увидеть что-либо, понаблюдав за вашим экраном некоторое время. Чтобы не допустить подобную неприятную ситуацию, лучше активировать функцию защиты экрана: она, словно баннером, скроет ваши последние переписки и другую видимую на экране информацию. Это еще одно преимущество Signal дает возможность запретить показ предварительного просмотра, пока Вы полностью не откроете приложение.

Мы надеемся, что благодаря всем перечисленным советам вы сможете в полной мере воспользоваться полезными функциям, которыми может похвастаться мессенджер Signal, и у вас теперь появится новый надежный инструмент, с помощью которого вы сможете сохранить конфиденциальность и повысить безопасность своего общения.

Вечеринки и церковь уходят в Виртуальную реальность

Галлюцинация, которая заставляет людей видеть лилипутов

Загадочное исчезновение кораблей

Замаскированные НЛО замечены над Сочи

Как мировые религии воспримут факт инопланетной жизни

Любительница выпивки раскрыла секрет долголетия

Медитация укрепляет иммунную систему

Мир вступает в очень страшные и очень темные времена

Миф о том, что человечество произошло от двух людей

Мы живем в компьютерной симуляции по типу Матрицы

Необъяснимые явления в небе Северной Ирландии

Новая пандемия быстро затмит ковид

Откровения Нострадамуса неправильно толкуют

Разработали ИИ-прокурора, который может выдвигать обвинения

С премьерой Матрицы-4 вскрылся грандиозный обман

Стоунхендж считается одним из самых загадочных мест на планете

Существуют ли инопланетяне

Тюменцев напугал огненный шар

Что ковид делает с мозгами водителей

Являются ли угрозой для Земли бродячие планеты

Апартаменты миллионеров атакуют полчища крыс

Арахниды атакуют чиновников

Арестован человек, получивший девять вакцин

Гнев Божий. Удар молнии поразил охранника

Долгожительница сочла причиной своего долголетия упорный труд

Древняя рукопись о технологии постройки космических ракет

Египетская табличка, похожая на панель управления звездолетом

Женщина нашла старый лотерейный билет и сорвала джекпот

Женщина родила ребенка с органами наружу

За НЛО приняли загадочные кольца в небе

Как телескоп Джеймс Уэбб приблизит нас к внеземной жизни

Коран говорит, что начинается время мучений

Кот-клептоман ворует вещи у соседей и приносит их домой

Мужчина облил девушку кислотой и женился на ней

Озеро ртути под пирамидой Пернатого змея

Парализованный мужчина смог написать твит силой мысли

Пентагон захотел подключать коммерческие спутники к своим сетям

Средиземноморская диета оказалась полезной против ковида

У модераторов TikTok поехала крыша

Удивительный Белуджистанский Сфинкс

База инопланетян обнаружена на Европе

Военные Новой Зеландии рассекретили информацию об НЛО

Древняя резьба найдена на марсианском валуне

Загадочный световой шар замечен в Англии

Запущен новый охотник за инопланетянами

Куб Боргов замечен на орбите Солнца

Мы идем вас вакцинировать

НЛО влетел в жерло вулкана Попокатепетль

Новый природный резервуар CovID-19

Падающие НЛО над Техасом

Планетарные системы имеют не все звезды

Привидения универмага в Найтсбридже

Призрачные фигуры замечены в Озерном краю

Светящийся снег нашли в Арктике

Секретный форпост обнаружен на Луне

Сеть туннелей обнаружена на Европе

Сигарообразный НЛО заметили над Техасом

Трехкилометровая башня найдена на Луне

Три большие постройки найдены на Марсе

Шарообразный НЛО замечен над Колорадо

Антикитерский механизм раскрывает свои секреты

Артефакты доисторического Homo sapiens

Астрологи предсказали России крутые виражи

Были ли древние строители пирамид Великанами

Дирижабли-призраки с человекоподобными существами на борту

ИИ поместят в более совершенный искусственный мозг

Инопланетяне воруют и калечат коров

Интересные факты о древних цивилизациях

Китай работает над оружием по контролю над разумом

Луну будет изучать Летающая тарелка

НАСА готовит землян к первому контакту

Омикрон - новая волна или параллельная пандемия

Отмечается 175 лет со дня рождения бурятского Нострадамуса

Пирамиды были созданы задолго до появления египтян

Предсказания известных пророков

Продается база на мистической горе Шихан

Пропавшая 9 лет назад кошка вернулась

Собаки способны замечать нарушения законов физики

Сфинкс скоро заговорит

Уникальный метеорит нашли в Антарктиде

Встречи со звездными людьми

Группа спрайтов замечена над Тункинской долиной

Земля и Марс сформировались от столкновений огромных объектов

Людей завезли на Землю

Мелитополец развенчал мифы о Каменной могиле

Мужчина 13 лет пьет мочу и натирается ей

Мужчина два месяца проходил с веткой в глазу

Мужчина изменил привычке и избежал пули

Пирамиды России в два раза старше египетских

Подземный город Скара-Брэ старше великих пирамид

Рыжеволосые гиганты Си-Те-Ка в Неваде

Скоро начнется космическая война

Странные кольца в небе Комсомольска-на-Амуре

США готовится к чудовищной волне коронавируса

Таинственный даритель денег озадачил жителей Осаки

Таинственный двухголовый гигант Кап-Два

Три пирамиды Гизы изображены на страусином яйце

Уфолог нашел темную башню на Гиперионе

Щенок спас жизнь своей хозяйки

Японский профессор предлагает лизать телевизор

Как ЛОД-терапия помогает решить проблемы с потенцией

Аксионной темной материи не обнаружили

Билл Гейтс - омикрон отправит мир в худшую часть пандемии

В нашей Галактике сотни миллионов обитаемых миров

В небе над Москвой увидели алмазную пыль

Власти Польши следили за политической оппозицией

Глобалисты провели имитацию краха финансовой системы

Делаем роботов максимально приближенными к первоисточнику

Женщина купила первый в жизни лотерейный билет и выиграла

Жили ли наши предки вместе с динозаврами

Из Солнца вылетел огромный НЛО

Как защититься от слежки с помощью маячка AirTag

Компьютеры научились взламывать через светодиоды в принтере

Ледяные грибы выросли на озере Тургояк

Марсоход нашел органику в кратере Езеро

Может ли Око Сахары быть затерянной Атлантидой

Мужчина умер и воскрес после двух ударов током

Новую мыщцу открыли в человеческой челюсти

Омикрон назвали сигналом к окончанию пандемии

Открылась выставка 'Обитатели внеземных цивилизаций'

Открыли крупную группировку планет-изгоев

Полтергейст под Рождество

Природа необычного звездного объекта

Птица превратилась в женщину

Пьяные попугаи затерроризировали жителей города

США виртуально повоевали с Россией

Теперь новые бустеры будет придумывать ИИ

Что такое футурология и можно ли считать ее наукой

Эффект 5G. Сигнал с телефона вызвал у девушки судороги

Зонд Nasa прикоснулся к атмосфере Солнца

Виды гаек, их особенности и назначение

Антиваксер терроризировал пассажиров теориями заговора

Билл Гейтс назвал сроки окончания пандемии коронавируса

Боинг и Эйрбас призывают отложить внедрение 5G

Бродячая собака с щенками спасла брошенную новорожденную

Грунт астероида Рюгу оказался необычным

Дети купили дом на карманные деньги

Женщина принесла в жертву младенца ради спасения мужа

Женщина узнала о слежке благодаря странным уведомлениям

Загадочные плиты Тжипетира

Зимнее солнцестояние можно наблюдать на Торгайском геоглифе

К борьбе с преследующими эсминцы ВМС США НЛО подключены спецподразделения

К моему сыну приходил его умерший младший брат

Как работает японская вакцина против старения

Кто и зачем на пустом месте сделал энергетический кризис

Магнитное поле обнаружили у экзопланеты

Межзвездный двигатель Роберта Бюссара признали невозможным

Микроорганизмы создают себе среду обитания в облаках Венеры

Могут ли странные квантовые объекты объяснить наше существование

Мужчина задохнулся во время мастурбации

На Земле становится все меньше кислорода

Невидимые структуры инков обнаружены в Мачу-Пикчу

Необычный НЛО заметили над Нюрнбергом

Новая загадочная болезнь обнаружена в Нью-Джерси

Обнаружили подземный проход, соединяющий Галапагосы с Панамой

Парикмахер поделилась секретом долголетия

Пес живет на кладбище после смерти хозяина

Россия впервые масштабно применила ударные роботы

Самый высокий человек решил жениться на россиянке

Следы древней цивилизации найдены в таинственном Сгоревшем городе

Темную материю предложили искать с помощью детекторов гравитационных волн

SAW-клиент Python

Управление SAW может осуществляться средствами Python через библиотеку saw-client в PyPI. Реализация с помощью Python не представляет сложности — управление SAW осуществляется через JSON-RPC API, как показано в предыдущей статье. Библиотека saw-client постоянно развивалась, и теперь в ней реализован высокоуровневый интерфейс, отвечающий за реализацию функций RPC.

Помимо Python, в SAW также используется альтернативный язык программирования сценариев, называемый SAWScript. Хотя на SAWScript возможно писать те же проверки, что и Python, этот язык не лишён недостатков. SAWScript — специализированный язык, поэтому он довольно сложен для понимания теми, кто впервые берётся за изучение SAW. Кроме того, в SAWScript практически отсутствует возможность подключения внешних библиотек. Если вы захотите написать на SAWScript то, чего нет в стандартной библиотеке, вам придётся реализовать нужную функцию самостоятельно.

С другой стороны, Python — широко используемый язык, изначально хорошо знакомый гораздо большему числу людей. У Python также имеется богатый набор библиотек и вспомогательных программ, доступных в каталоге PyPI. Даже если Python не входит в число ваших любимых языков программирования, мы всё равно советуем попробовать saw-client. Если под рукой не окажется ничего другого, код, написанный в saw-client, может послужить источником вдохновения для реализации аналогичного клиента на другом языке.

Базовая спецификация в saw-client

Общее описание возможностей SAW с использованием библиотеки libsignal-protocol-c приведено в разделе "Планы".

Для начала рассмотрим базовую структуру данных, используемую библиотекой libsignal-protocol-c, а именно signal_buffer:

Интуитивно понятно, что утилита signal_constant_memcmp должна проверить, одинаково ли содержимое двух байтовых массивов signal_buffer. Если они одинаковы, функция вернёт значение 0. Если содержимое не совпадает, возвращается значение, указывающее на байты, в которых массивы отличаются.

При этом на первый взгляд может быть неочевидно, что при одинаковых массивах функция вернёт значение 0. Учитывая, что манипуляций с битами происходит довольно много, вполне возможно, что кто-то мог допустить ошибку при написании кода, манипулирующего битами. Правильность такого кода можно проверить, сверив его со спецификацией, созданной с помощью saw-client. Такая спецификация может выглядеть примерно так:

Класс Contract определяет спецификации SAW с использованием метода specification. Чтобы создать собственную спецификацию, достаточно создать подкласс Contract и переопределить метод specification. Каждая спецификация состоит из трёх частей:

Предварительные условия (_1), определяющие допущения, которые необходимо сделать перед вызовом верифицируемой функции.

Аргументы для передачи в проверяемую функцию (_2).

Постусловия (_3), определяющие характер проверки после вызова верифицируемой функции.

Учитывая требования к спецификации, проверим, как утилита signal_constant_memcmp работает в пределах спецификации SAW:

Предварительными условиями являются наличие двух байтовых массивов (s1p и s2p), содержимое которых s1 и s2 одинаково. В частности, одинаковость содержимого гарантирует вызов self.precondition(. ). Аргумент self.precondition(. ) записывается на Cryptol, предметно-ориентированном языке программирования (DSL), используемом в криптографии. Приведённое выражение на Cryptol довольно простое, так как выполняет только проверку равенства, но ниже мы увидим более сложные примеры на Cryptol.

Аргументами функции являются два байтовых массива с указанием их длин (self.n), преобразуемых вначале в выражение Cryptol, чтобы SAW мог получить о них представление. Порстусловие, снова в виде выражения на Cryptol, заключается в том, что функция возвращает значение 0.

После проведения всей подготовительной работы проверяем, что signal_constant_memcmp соответствует созданной нами спецификации:

Если проверка пройдёт нормально, можно запустить этот код на Python и увидеть следующий результат:

Ура! Инструмент SAW проверил правильность работы утилиты signal_constant_memcmp. Важно отметить, что нам не нужно было даже упоминать о битовых манипуляциях внутри функции — SAW выполнил их автоматически. Отметим, однако, что команда ConstantMemcmpEqualSpec определяет происходящее только в том случае, если байтовые массивы равны друг другу. Если бы мы хотели охарактеризовать происходящее в случае неравенства байтовых массивов, потребовалась бы несколько более сложная спецификация.

Также следует отметить, что в приведённом выше коде встречаются повторения, так как мы дважды вызываем функцию self.fresh_var(), а затем self.alloc(). К счастью, Python избавляет от таких проблем:

Верификация кода с использованием HMAC

Подробное описание работы HMAC — тема для отдельной статьи. Но, к счастью, для создания спецификации SAW, связанной с HMAC, не нужно вдаваться в детали. Вместо этого можно использовать неинтерпретируемые функции. Для начала создадим ряд функций Cryptol, определяющих характер работы HMAC:

Это будут неинтерпретируемые функции, используемые для создания кода, связанного с HMAC, в библиотеке libsignal-protocol-c. Основная идея заключается в том, что, получив на входе криптографический ключ, hmac_init создаст HMACContext. HMACContext будет многократно обновляться через hmac_update, используя данные первого аргумента. Затем hmac_final преобразует HMACContext в signal_buffer достаточной длины для хранения MAC.

Определение HMACContext зависит от того, какая криптографическая хэш-функция используется в сочетании с HMAC. Параметры библиотеки libsignal-protocol-c настроены для используемых ею хеш-функций, поэтому можно свободно подключать библиотеки OpenSSL, Common Crypto или другую подходящую библиотеку.

Поскольку эти функции считаются неинтерпретируемыми, SAW не будет их оценивать во время верификации. Другими словами, то, как реализованы эти функции, не имеет значения; undefined выбрано для удобства, но подойдёт и любая другая реализация.

После определения этих функций можно связать их с соответствующими функциями C в самой библиотеке. Например, вот сокращённая спецификация для функции signal_hmac_sha256_initC:

Не старайтесь понять каждую строчку кода. Просто знайте, что самой важной его частью является последняя строка, в которой вместо llvm_verify используется llvm_assume. Функция llvm_assume позволяет SAW использовать спецификацию, фактически не моделируя её — по сути SAW трактует её как аксиому. Это позволяет привязать поведение signal_hmac_sha256_init к неинтерпретируемой функции hmac_init в постусловиях спецификации.

Довольно сложно, не правда ли? Но ещё раз — не старайтесь понять каждую строчку кода. Тут важно понять, что сначала вызывается hmac_init, затем выполняются несколько вызовов hmac_update, после чего осуществляется вызов hmac_finalcall. Это весьма близко интуитивным допущениям, сделанным ранее для HMAC, поэтому, если SAW убедится в том, что MAC выглядит как данное выражение Cryptol, можно быть уверенным, что он работает так, как ожидалось.

Проверяем всё на практике — вызываем llvm_verify согласно этой спецификации. В этот раз нужно передать несколько дополнительных аргументов. Нужно явно указать, какие допущения мы сделали ранее с помощью llvm_assume посредством аргумента lemmas. Также нужно указать инструменту решения SMT, какие функции должны рассматриваться как неинтерпретируемые. Это делается с помощью аргумента script:

В результате мы видим долгожданную зелёную галочку:

Планы

Несмотря на то что saw-client может использоваться как самостоятельный инструмент верификации, в некоторых аспектах saw-client не достигает функциональности SAWScript. saw-client в настоящее время не поддерживает ряд функций SAW, например функцию инициализации глобальных переменных в спецификациях. Кроме того, некоторые идиомы SAWScript реализованы в saw-client не так "красиво", пример — квазикавычки в выражениях Cryptol. Мы считаем, что со временем нам удастся решить эти проблемы.

В перспективе мы попытаемся сделать Python полноправным языком написания кода для SAW, и данная работа — первый шаг в этом направлении. Весь код, представленный в этой заметке, можно найти здесь. Рекомендуем испытать в работе инструмент saw-client. Любые ваши пожелания и комментарии отправляйте в трекер проблем и вопросов SAW.

А если вам инетересен не только анализ программ с помощью Python, но и активная разработка на этом языке в направлениях как бекенда, так и фронтенда, то вы можете обратить внимание на наш курс "Fullstack-разработчик на Python", где также рассматривается тестирование ПО и многие другие аспекты профессии программиста.

Узнайте, как прокачаться и в других специальностях или освоить их с нуля:

UART (Universal Asynchronous Transmitter Receiver) это наиболее распространенный протокол, используемый для полнодуплексной последовательной связи. Устройство отправляет и получает данные из одной системы в другую. В этом мануале мы подробно изучим основы связи и работу протокола UART, подробное описание интерфейса и распиновку разъёмов..

Что такое UART

UART означает универсальный асинхронный приемник-передатчик. Это периферийное оборудование, которое находится внутри микроконтроллера. Функция UART заключается в преобразовании входящих и исходящих данных в последовательный двоичный поток. Восьмибитные последовательные данные, полученные от периферийного устройства, преобразуются в параллельную форму с использованием последовательного преобразования в параллельное, а параллельные данные, полученные от ЦП, преобразуются с помощью преобразования из последовательного в параллельный. Эти данные представлены в модулирующей форме и передаются с определенной скоростью передачи.

Почему используют UART

Для быстрой связи используются такие протоколы, как SPI (последовательный периферийный интерфейс) и USB (универсальная последовательная шина). Но когда высокоскоростная передача данных не требуется, применяют протокол UART. Это дешевое устройство связи с одним передатчиком и приемником. Тут требуется лишь один провод для передачи данных и один для приема. О конвертере USB-ART прочитайте по ссылке.

Его можно подключить к персональному компьютеру с помощью преобразователя RS232-TTL или USB-TTL. Сходство между RS232 и UART заключается в том, что им обоим не нужен таймер для передачи и приема данных. Кадр UART состоит из 1 стартового бита, 1 или 2 стоповых битов и бита четности для последовательной передачи данных.

Блок-схема UART

UART состоит из следующих основных компонентов: передатчик и приемник. Передатчик состоит из регистра удержания передачи, регистра сдвига передачи и логики управления. Точно так же приемник состоит из регистра удержания приема, регистра сдвига приемника и логики управления. Обычно и передатчик, и приемник снабжены генератором скорости передачи данных.

Генератор скорости передачи данных формирует скорость, с которой передатчик и приемник должны отправлять и получать данные. Регистр удержания передачи содержит передаваемый байт данных. Регистр сдвига передачи и регистр сдвига приемника сдвигают биты влево или вправо, пока байт данных не будет отправлен или получен.

В дополнение к этому, предусмотрена логика управления чтением или записью, указывающая когда читать и записывать. Генератор скорости передачи данных формирует скорости в диапазоне от 110 бит / с до 230400. В большинстве случаев микроконтроллеры предлагают более высокие скорости передачи, такие как 115200 и 57600 бит / с, но такие устройства как GPS и GSM, используют более низкую скорость в 4800 и 9600 бод.

Как работает UART

Передатчик и приемник используют стартовый бит, стоповый бит и параметры синхронизации для взаимодействия друг с другом. Исходные данные находятся в параллельной форме. Например есть 4-х битные данные, и чтобы преобразовать их в последовательную форму нужен преобразователь из параллельного в последовательный. Обычно для проектирования преобразователей используются D-триггеры.

D-триггер, также известный как триггер данных, сдвигает один бит со стороны входа на сторону выхода только тогда, когда таймер изменяет переход из высокого состояния в низкое или из низкого состояния в высокое. Точно так же, если надо передать 4 бита данных, понадобится 4 триггера.

Теперь спроектируем преобразователь из параллельного в последовательный и из последовательного в параллельный.

Параллельное преобразование в последовательное

Шаг 1: Возьмем 4 триггера. Количество триггеров эквивалентно количеству передаваемых битов. Точно так же поставим мультиплексоры перед каждым триггером, но исключая первый. Установлен мультиплексор для объединения данных и преобразования их в последовательные биты. Он имеет два входа: один параллельный бит данных, а другой - от предыдущего триггера.

Шаг 2: Теперь загружаем данные за раз в D-триггеры. Он будет извлекать параллельные данные и перемещать последний бит последнего триггера - четвёртый, затем третий бит, второй и, наконец, первый бит. Теперь для преобразования параллельных данных в последовательную форму используется другой преобразователь.

Последовательное преобразование в параллельное

Шаг 1: Возьмем 4 триггера. Количество триггеров совпадает с количеством передаваемых битов.

Шаг 2: Сначала отключим параллельную шину. Не включаем пока не будут загружены все биты. Сохраним данные на входе первого триггера. Теперь установим высокий уровень тактовой частоты, это сдвинет младший бит на вход второго триггера и выход первого. Точно так же сдвинем все биты один за другим, сделав тактовый импульс высоким. Преобразователь находится в состоянии удержания до тех пор, пока все биты не будут переданы на выход.

Шаг 3: Теперь каждый триггер содержит один бит последовательных данных. Пока все биты передаются на выход триггера, активируем шину. Это заставит конвертер отправлять все биты за раз.

Формат протокола UART

Передача данных

При передаче всегда сначала передается LSB (Least Significant Bit - младший значащий бит).

Прием данных

Для приема данных используется приёмная линия RxD.

Пример интерфейса UART

Этот пример демонстрирует взаимодействие ESP8266 UART с MAX232. Микросхема MAX232 питается от источника 5 В, и включает в себя генератор емкостного напряжения для управления напряжением 232 уровня. Она поставляется с двумя передатчиками, также называемыми драйвером (Tin, Tout) и приемниками (Rin и Rout).

Здесь использовался ESP8266 (32-битный микроконтроллер) со встроенным UART. Связь может осуществляться с ESP8266 с использованием AT-команд через преобразователь уровня RS232 в TTL (MAX232). На схеме показано подключение ESP8266 к компьютеру.

Запрашивая действительные AT-команды через ПК, микросхема Wi-Fi ответит подтверждением. Вот шаги для реализации последовательной связи с ПК.

Подключить передатчик (TX) ESP8266 к приемнику (RX) преобразователя уровня RS232 в TTL (MAX232) и приемника ПК.
Подключить приемник (RX) ESP8266 к TX ПК и RX преобразователя TTL.

Команды ESP8266

Далее показан ответ модуля ESP8266.

UART и USART

USART - это основная форма UART. Технически это не одно и то же, но определение для них одинаково. Это периферийные устройства микроконтроллера, которые преобразуют параллельные данные в последовательные биты и наоборот.

UART	USART
Тайминги генерируются внутри микроконтроллера.	Отправляющее устройство сгенерирует тайминг.
Скорость передачи данных низкая.	Скорость передачи данных выше из-за внешних таймингов.
Автономный протокол	Поддерживает несколько протоколов, таких как LIN, RS-485, IrDA, смарт-карта и т. д.
Перед передачей необходимо знать скорость передачи.	Нет необходимости знать скорость передачи заранее.
Подходит для низкоскоростной связи	Подходит для высокоскоростной связи.
Сниженный энергетический след.	Обеспечивает последовательную связь при высоком энергопотреблении

Основное различие между UART и USART заключается в том, что UART поддерживает только асинхронную связь, тогда как USART поддерживает как синхронную, так и асинхронную. Вот сравнение между USART и UART:

RS232 и UART

Логические уровни представляют собой уровни рабочего напряжения, которые устройство может выдержать для работы в безопасной зоне. Вот уровни напряжения для RS232 и TTL:

Логика TTL / CMOS

UART работает по TTL логике.

Первоначально последовательная линия находится в состоянии ожидания, обычно называемом статусом отметки (логическая 1). Теперь передача данных начинается со стартового бита (логический 0). Кроме того, по последовательной линии один за другим отправляются 8 бит данных, причем сначала младший бит LSB (Least significant bit - младший значащий бит). После завершения всей передачи идёт стоповый бит (логическая 1).

Преимущества и недостатки UART

Преимущество UART в том, что протокол поддерживает полнодуплексную связь по двум проводам. Кроме того, для передачи данных не требуются внешний таймер. Он поддерживает проверку ошибок с помощью бита четности, а длину данных можно легко изменить.
Основным недостатком является то, что он не поддерживает конфигурацию с несколькими ведомыми или несколькими ведущими устройствами. И размер пакета данных ограничен 9 битами. UART не подходит для сложной последовательной связи при высоком энергопотреблении.

Области применения протокола

Последовательный порт отладки использует драйвер UART для печати данных, поступающих извне. Можем использовать этот протокол для отправки и получения команд на встроенные устройства и от них. Также выполняется связь в GPS, модеме GSM / GPRS, чипах Wi-Fi и других модулях работающих с UART. Используется в доступе к мэйнфрейму для подключения разных компьютеров.

Форум по обсуждению материала UART ПРОТОКОЛ: ОПИСАНИЕ РАБОТЫ

Схема усилителя и микрофона из пьезоэлемента, подходящая для сборки своими руками.

Схема простого устройства для демонстрации эффекта электромагнитного ускорения металлического снаряда в пушке Гаусса.

Мощный самодельный светодиодный фонарик на литиевых аккумуляторах. Используемые модули и фото сборки.

Чип-антенны на печатных платах - особенности конструкции, установка и согласование с волноводом.

Читайте также: