Serielle Kommunikation - Serial communication

Parallele versus serielle Kommunikation.

In Telekommunikations und Datenübertragung , eine serielle Kommunikation ist der Prozess des Sendens Daten ein Bit zu einem Zeitpunkt, der Reihe nach , die über einen Kommunikationskanal oder Computer - Bus . Dies steht im Gegensatz zur parallelen Kommunikation , bei der mehrere Bits als Ganzes auf einer Verbindung mit mehreren parallelen Kanälen gesendet werden.

Serielle Kommunikation wird für die gesamte Langstreckenkommunikation und die meisten Computernetzwerke verwendet , bei denen die Kosten für Kabel und Synchronisationsschwierigkeiten eine parallele Kommunikation unpraktisch machen. Serielle Computerbusse werden auch bei kürzeren Entfernungen immer häufiger, da verbesserte Signalintegrität und Übertragungsgeschwindigkeiten in neueren seriellen Technologien den Vorteil der Einfachheit des parallelen Busses (kein Serializer und Deserializer oder SerDes erforderlich) aufwiegen und seine Nachteile überwiegen ( Taktversatz , Verbindungsdichte). Die Migration von PCI zu PCI Express ist ein Beispiel.

Kabel

Hauptartikel: Datenkabel

Viele serielle Kommunikationssysteme wurden ursprünglich entwickelt, um Daten über relativ große Entfernungen über eine Art Datenkabel zu übertragen .

Praktisch die gesamte Fernkommunikation überträgt Daten bitweise und nicht parallel, da dies die Kabelkosten senkt. Die Kabel, die diese Daten übertragen (außer "das" serielle Kabel) und die Computeranschlüsse, an die sie angeschlossen werden, werden normalerweise mit einem genaueren Namen bezeichnet, um Verwirrung zu vermeiden.

Tastatur- und Mauskabel und Anschlüsse sind fast ausnahmslos seriell – wie PS/2-Anschluss , Apple Desktop Bus und USB .

Die Kabel , die digitale Video trägt , sind fast immer seriell wie Koaxialkabel in einen verstopften HD-SDI - Anschluss, eine Webcam angeschlossen an einem USB - Port oder Firewire - Anschluss , Ethernet - Kabel eine Verbindungs IP - Kamera an einem Power - over - Ethernet - Port, FPD-Link - , etc.

Andere solche Kabel und Ports, die Daten Bit für Bit übertragen, umfassen Serial ATA , Serial SCSI , Ethernet-Kabel, die in Ethernet-Ports eingesteckt sind , den Display Data Channel mit zuvor reservierten Pins des VGA-Anschlusses oder des DVI-Anschlusses oder des HDMI- Anschlusses.

Serielle Busse

RS-232- Anschluss.

Viele Kommunikationssysteme wurden im Allgemeinen entworfen, um zwei integrierte Schaltkreise auf derselben Leiterplatte zu verbinden , die durch Signalspuren auf dieser Platine verbunden sind (anstelle von externen Kabeln).

Integrierte Schaltungen sind teurer, wenn sie mehr Pins haben. Um die Anzahl der Pins in einem Gehäuse zu reduzieren, verwenden viele ICs einen seriellen Bus, um Daten zu übertragen, wenn die Geschwindigkeit nicht wichtig ist. Einige Beispiele für solche kostengünstigen seriellen Busse sind RS-232 , SPI , I²C , UNI/O , 1-Wire und PCI Express .

Seriell versus parallel

Die Kommunikationsverbindungen, über die Computer (oder Teile von Computern) miteinander kommunizieren, können entweder seriell oder parallel sein. Eine parallele Verbindung überträgt mehrere Datenströme gleichzeitig über mehrere Kanäle (z. B. Drähte, Leiterbahnen oder optische Fasern); wohingegen eine serielle Verbindung nur einen einzigen Datenstrom überträgt.

Obwohl eine serielle Verbindung einer parallelen unterlegen erscheinen mag, da sie weniger Daten pro Takt übertragen kann, ist es häufig der Fall, dass serielle Verbindungen wesentlich schneller getaktet werden können als parallele Verbindungen, um eine höhere Datenrate zu erreichen. Mehrere Faktoren ermöglichen, dass seriell mit einer höheren Rate getaktet wird:

  • Taktversatz zwischen verschiedenen Kanälen ist kein Problem (für ungetaktete asynchrone serielle Kommunikationsverbindungen ).
  • Eine serielle Verbindung erfordert weniger Verbindungskabel (zB Drähte/Fasern) und nimmt daher weniger Platz ein. Der zusätzliche Platz ermöglicht eine bessere Isolierung des Kanals von seiner Umgebung.
  • Übersprechen ist weniger problematisch, da sich weniger Leiter in der Nähe befinden.
  • Budgets für Stromverbrauch, Verlustleistung, Kabelkosten, Komponentenkosten, IC-Chip-Bereich, Leiterplattenbereich, ESD-Schutz usw. können auf eine einzelne Verbindung konzentriert werden.

In vielen Fällen ist die Implementierung seriell billiger als parallel. Viele ICs haben im Gegensatz zu parallelen serielle Schnittstellen, haben also weniger Pins und sind somit kostengünstiger.

Beispiele für Architekturen

Siehe auch

Verweise

Externe Links