通訊網路/並行與序列
在數字通訊系統中,有兩種資料傳輸方法:**並行**和**序列**。並行連線具有多條並行執行的線(因此得名),並且可以同時在所有線上傳輸資料。另一方面,序列使用一根線一次傳輸一個數據位。
現代計算機系統上的並行埠是並行通訊連線的一個例子。並行埠有 8 根資料線,以及大量的接地線和控制線。IDE 硬碟聯結器和 PCI 擴充套件埠是計算機系統中並行連線的另一個好例子。
現代計算機上的序列埠是序列通訊的一個好例子。序列埠要麼有一根資料線,要麼有一對差分線,其餘的線要麼是接地線,要麼是控制訊號。USB、FireWire、SATA 和 PCI Express 是現代計算機中其他序列通訊標準的典型例子。
很自然地會問這兩種傳輸方法中哪一種更好。乍一看,似乎並行埠應該比序列埠傳輸資料快得多。假設我們有一個具有 8 根資料線的並行連線,以及一個具有單個數據線的序列連線。簡單的算術似乎表明,並行系統可以傳輸速度是序列系統的 8 倍。
但是,並行埠極易受到**符號間干擾**(ISI)和噪聲的影響,因此資料在長距離傳輸中可能會被損壞。此外,由於並行系統中的線具有少量電容和互感,因此並行線的頻寬遠低於序列線的頻寬。我們現在都知道,頻寬增加會導致更高的位元率。我們還知道,通道中噪聲越小,意味著我們可以使用更高的信噪比(SNR)可靠地傳輸資料。
然而,如果我們透過使用具有 2 根線的差分訊號(一根帶正電壓,一根帶負電壓)來增加序列連線的功率,我們可以使用相同的功率,獲得兩倍的 SNR,並達到更高的位元率,而不會受到噪聲的影響。例如,USB 電纜使用遮蔽的差分序列通訊,而 USB 2.0 標準能夠以 480Mbits/sec 的資料傳輸速率傳輸資料!
此外,由於噪聲和干擾的可能性增加,並行線需要比序列線短得多。考慮連線 PC 到印表機的標準並行埠線:這些線的長度在 3 到 4 英尺之間,最長的商業可用長度通常為 25 米(75 英尺)。現在考慮乙太網線(它們是序列的,通常是無遮蔽雙絞線):它們可以購買 100 米(300 英尺)長的線,而且 300 米(900 英尺)的線路並不罕見!
通用非同步接收/傳送器 (UART) 外設用於嵌入式系統中將位元組資料轉換為位串,這些位串可以使用 RS-232 等序列協議非同步傳輸。
通用同步/非同步接收/傳送器 (USART) 外設與 UART 外設類似,只是還提供了透過傳送器生成的時鐘訊號進行同步傳輸的功能。