UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter)

UART není komunikační protokol jako takový, ale fyzický obvod (mikročip) nebo integrovaná součást mikrokontroléru, která slouží k sériové komunikaci. Umožňuje převod dat mezi paralelní formou (používanou uvnitř procesoru) a sériovou formou (přenos po jednotlivých bitech přes vodič).

Označení asynchronní znamená, že rozhraní nepoužívá sdílený hodinový signál pro synchronizaci odesílatele a příjemce. Místo toho se oba konce musí předem shodnout na rychlosti přenosu (tzv. Baud rate).

Komunikace probíhá obvykle pomocí dvou datových vodičů:

• TX (Transmit): Odesílání dat.
• RX (Receive): Příjem dat.
• GND (Ground): Společné uzemnění (nezbytné pro srovnání napěťových úrovní).

Naše IT podpora využívá UART jako „poslední záchranu“. Pokud server nebo switch v rámci naší WAN (Wide Area Network) přestane odpovídat přes síť, lze se k němu připojit přímo přes servisní UART piny na základní desce a sledovat výpis bootování (tzv. sériová konzole).

Náš Vývojový tým používá UART pro ladění kódu v IoT senzorech. Přes UART odesílá zařízení textové zprávy (v kódování UTF (Unicode Transformation Format)-8) o svém stavu do vývojářského počítače.

• Často se používají převodníky USB-to-UART, které umožňují připojit průmyslový hardware k modernímu notebooku přes USB (Universal Serial Bus) port.

Mnoho našich bezdrátových modulů (např. pro WLAN (Wireless Local Area Network) nebo GPS) komunikuje s hlavní řídicí jednotkou právě přes rozhraní UART.

Protože UART nemá hodiny, každý bajt dat je „zabalen“ do rámce:

1. **Start bit:** Signalizuje příjemci, že začíná přenos.
2. **Data (5–9 bitů):** Samotná informace (obvykle 1 bajt).
3. **Paritní bit:** Volitelná kontrola chyb (v našem **[[VPC]]** standardně nepoužíváme).
4. **Stop bit:** Ukončení rámce.

Aby spojení fungovalo, musí být obě strany nastaveny identicky. Standardní konfigurace v naší firmě je 115200 8N1:

• Baud rate: 115200 (rychlost přenosu).
• Data bits: 8.
• Parity: None (žádná).
• Stop bits: 1.

V rámci kybernetické bezpečnosti představuje UART specifické riziko:

• Fyzický přístup: Pokud má útočník fyzický přístup k zařízení, může se přes UART pokusit získat přístup k shellu (příkazové řádce) s právy UID (Unique Identifier) 0 (root).
• Opatření: U produkčních zařízení v rámci ZIF (Základní informační faktory) vyžadujeme softwarové vypnutí ladicích konzolí nebo fyzické odstranění konektorů z desky plošných spojů.

Upozornění pro techniky: Při připojování k UART rozhraní vždy ověřte napěťovou logiku (3.3V vs 5V). Připojení 5V převodníku k 3.3V zařízení může trvale poškodit procesor a vést k nutnosti výměny celého kusu hardwaru.

— Související stránky: ZIF (Základní informační faktory), IT podpora, Vývojový tým, IoT zařízení (Internet of Things), USB (Universal Serial Bus), WAN (Wide Area Network), Kybernetická bezpečnost, UTF (Unicode Transformation Format)