Apa itu USART (Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter)?
USART (Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter) adalah perangkat keras yang memungkinkan sebuah perangkat berkomunikasi menggunakan protokol serial. USART bisa beroperasi dalam mode asinkron yang lebih lambat, mirip dengan Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART), atau dalam mode sinkron yang lebih cepat dengan sinyal clock. USART sudah jarang ditemukan di PC konsumen, tetapi masih banyak digunakan dalam peralatan industri dan sistem tertanam.
USART vs. UART
Perangkat UART hanya bisa menggunakan protokol komunikasi asinkron, sedangkan USART bisa menggunakan protokol komunikasi asinkron maupun sinkron. Dengan kata lain, USART memiliki semua kemampuan UART, ditambah fitur komunikasi sinkron. Karena USART membutuhkan sirkuit yang lebih kompleks dan jalur komunikasi tambahan untuk berfungsi sepenuhnya, banyak perangkat hanya mengimplementasikan UART untuk menghemat biaya, kompleksitas, atau konsumsi daya.
Komunikasi Serial Asinkron dan Sinkron
Pada komunikasi serial, setiap bit data dikirim satu per satu melalui kabel transmisi. Jika pengirim dan penerima tidak menyepakati bagaimana data dikirim—seperti urutan dan durasi setiap bit—data bisa menjadi kacau dan sulit dipahami. Mode asinkron dan sinkron adalah dua metode standar untuk mengirim data serial.
Data Serial Asinkron
Dalam mode asinkron, hanya ada satu jalur data yang digunakan untuk mengirim data dari pengirim ke penerima. Tidak ada sinyal sinkronisasi bersama antara keduanya, sehingga penerima tidak tahu kecepatan data yang masuk. Oleh karena itu, baik pengirim maupun penerima harus dikonfigurasi secara manual sebelumnya agar menggunakan kecepatan data yang sama. Kecepatan baud yang umum digunakan adalah 9.600 bit per detik.
Meskipun menggunakan bit rate yang sama, perangkat bisa saja sedikit tidak sinkron. Oleh karena itu, beberapa bit tambahan ditambahkan ke setiap paket data untuk memastikan transmisi yang andal. Biasanya, bit start dan stop digunakan untuk menandai awal dan akhir paket. Kadang, bit paritas juga ditambahkan untuk mendeteksi kesalahan kecil. Namun, penambahan bit ekstra ini membuat komunikasi asinkron menjadi kurang efisien.
Beberapa contoh protokol komunikasi serial asinkron:
Data Serial Sinkron
Dalam mode sinkron, jalur data dan jalur clock digunakan untuk mengirim data. Controller mengirimkan sinyal clock untuk menyinkronkan perangkat dengan periferal pada kecepatan yang sama. Karena ada sinyal clock yang menjaga sinkronisasi, kedua perangkat tidak perlu dikonfigurasi sebelumnya untuk menggunakan bit rate yang sama.
Penggunaan sinyal clock juga menghilangkan kebutuhan akan bit start dan stop tambahan, sehingga data dapat dikirim terus-menerus tanpa jeda. Ini memungkinkan bit rate yang jauh lebih tinggi karena pengirim tidak perlu khawatir penerima bisa kehilangan sinkronisasi.
Beberapa contoh protokol komunikasi serial sinkron:
- Serial Peripheral Interface
- Inter-Integrated Circuit (I²C)
- Controller Area Network (CAN)
Penggunaan USART Saat Ini
USART sudah jarang digunakan pada komputer desktop, tetapi masih banyak digunakan dalam perangkat industri dan sistem tertanam.
Dulu, USART umum ditemukan di PC desktop untuk mengontrol port serial, biasanya dengan konektor DB9 di bagian belakang komputer. Port serial ini digunakan untuk menghubungkan modem, mouse, dan periferal lainnya. Namun, dengan hadirnya USB yang lebih cepat serta mendukung autokonfigurasi dan plug-and-play, port serial mulai ditinggalkan. Kini, sebagian besar PC modern tidak lagi menyertakan port serial.
Namun, di dunia industri dan sistem tertanam, USART masih banyak digunakan. Banyak sistem kontrol masih menggunakan komunikasi serial untuk mengendalikan peralatan, programmable logic controllers (PLC), robotika, dan sistem HVAC (heating, ventilation, and air conditioning). USART juga merupakan bagian penting dari sebagian besar mikrokontroler untuk komunikasi dengan sistem periferal. Perangkat Internet of Things (IoT) juga sering kali menggunakan USART untuk berkomunikasi dengan perangkat lain.