串行通信
在遠程通信和計算機科學中，串行通信（英語：Serial communication）是指在計算機總線或其他數據通道上，每次傳輸一個位元數據，並連續進行以上單次過程的通信方式。與之對應的是並行通信，它在串行端口上通過一次同時傳輸若干位元數據的方式進行通信。串行通信被用於長距離通信以及大多數計算機網絡，在這些應用場合里，電纜和同步化使並行通信實際應用面臨困難。憑藉着其改善的信號完整性和傳播速度，串行通信總線正在變得越來越普遍，甚至在短程距離的應用中，其優越性已經開始超越並行總線不需要串行化元件(serializer)，並解決了諸如時鐘偏移（Clock skew）、互聯密度（interconnect density）等缺點。PCI到PCI Express的升級就是其中一個例子。
串行總線[編輯]
如果集成電路具有更多的引腳的話，那麼它的價格通常會更加昂貴。為了減少封裝中的引腳數，許多集成電路在速度不是特別重要的情況下，使用串行總線來傳輸數據。這樣的低價串行總線的例子有序列周邊接口（Serial Peripheral Interface Bus，SPI）[1]、I²C[2]、UNI/O[3]、1-Wire[4]等。
串行通信與並行通信的比較[編輯]
在計算機之間、計算機內部各部分之間，通信可以以串行和並行的方式進行。一個並行連接通過多個通道（例如導線、印製電路布線和光纖）在同一時間內傳播多個數據流；而串行在同一時間內只連接傳輸一個數據流。
雖然串行連接單個時鐘周期能夠傳輸的數據比並行數據更少，前者傳輸能力看起來比後者要弱一些，實際的情況卻常常是，串行通信可以比並行通信更容易提高通信時鐘頻率，從而提高數據的傳輸速率。有以下一些因素允許串行通信具有更高的通信時鐘頻率：
- 無需考慮不同通道的時鐘脈衝相位差（英語：clock skew）；
- 串行連接所需的物理媒介，例如電纜和光纖，少於並行通信，從而減少占用空間的體積；
- 串擾的問題可以得到大幅度緩解。
在許多情況里，串行通信都憑藉其更低廉的部署成本成為更佳的選擇，尤其是在遠距離傳輸中。許多集成電路都具有串行通信接口來減少引腳數量，從而節約成本。
串行通信架構的例子[編輯]
- 摩爾斯電碼（用於電報）
- RS-232（低速，用於串行接口）
- RS-422
- RS-423
- RS-485
- I²C
- SPI
- ARINC 818Avionics數字視頻總線
- 通用串行總線（中速，用於連接多種外部設備）
- IEEE 1394
- 以太網
- 纖維管路（高速，用於連接計算機和大容量存儲器）
- InfiniBand（超高速）
- MIDI數字樂器控制
- DMX512舞臺燈光控制
- SDI-12工業傳感器協議
- 串行SCSI
- SATA
- SpaceWire航天器通信網絡
- HyperTransport
- PCI Express
- QPI
- 同步光網絡（光纖高速傳輸）
- T-1和E-1變體（通過銅線對的高速通信）
- MIL-STD-1553A/B
參考文獻[編輯]
外部連結[編輯]
- Serial Interface Tutorial for Robotics（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） (contains many practical examples)
- Serial interfaces listing (with pinouts)
- Wiki: Serial Ports（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- Visual studio 2008 coding for Serial communication
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