Bit-Banging

Bit-Banging

Unter Bit-Banging versteht man eine Technik, die mittels Software und I/O-Leitungen eine Hardware-Schnittstelle emuliert, die gewöhnlich mit einem spezifischen Peripherie-Baustein realisiert wird. Auf einem PC können sowohl der Seriell-Port als auch der Parallel-Port genutzt werden. Bei Mikrocontrollern nutzt man die I/O-Pins.

Für den Einsatz der Bit-Banging-Technik sprechen verschiedene Gründe. Eine bestimmte Schnittstelle ist nicht in Hardware vorhanden, z. B. verfügt kein Standard-PC über eine SPI. Bei Mikrocontrollern ist eine Ressource oft bereits belegt. Besonders häufig dient Bit-Banging der Kosteneinsparung durch Ersetzen der teuren Peripheriebausteine.

Eine Vielzahl von Schnittstellen können durch Bit-Banging emuliert werden. Hier einige Beispiele:

Entsprechend der Komplexität des Schnittstellen-Protokolls kommen unterschiedliche Methoden zum Einsatz. Die einfachste Art ist das Polling. Der Prozessor fragt, so oft er kann, Änderungen an den I/O-Leitungen ab. Ist ein bestimmtes Zeitverhalten einzuhalten, benutzt man Warteschleifen oder Timer-Funktionen. Die Nutzung der Interrupt-Leitungen reduziert weiter die Prozessorauslastung. Speziell zur Erzeugung eines PWM-Signals dienen häufig die direkten Timer-Ausgänge. Trickreich ist die Aufwertung einer einfacheren Schnittstelle zu einem komplexen Protokoll.

Nachteile des Bit-Bangings sind die hohe Prozessorauslastung, der erhöhte Softwareaufwand und meist starkes Jitter beim Timing.

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