串行通信是指逐個傳輸數據位的一種通信方式,也稱為逐位傳輸(Bit-by-Bit Transmission)。在串行通信中,數據的每一位按照順序逐個傳輸,通過傳輸線進行數據傳輸,傳輸速度較慢,但實現(xiàn)簡單。串行通信常用于短距離的數據傳輸,如串口、USB接口等。
串行通信需要傳輸的數據通過調制器(Modulator)將數據轉換為模擬信號,經過信號調制(Modulation)后在傳輸線上傳輸,接收端通過解調器(Demodulator)將信號解碼還原成原始數據。串行通信的傳輸速度較慢,但是在某些場景下,它的優(yōu)點是明顯的。例如,在長距離傳輸數據時,串行通信比并行通信更加穩(wěn)定,因為傳輸過程中的信號干擾更少。此外,串行通信只需要一根傳輸線,可以節(jié)省空間和成本。
并行通信是指同時傳輸多個數據位的通信方式,即同時傳輸多個數據位(Word-by-Word Transmission)。在并行通信中,數據被分成多個并行傳輸,同時通過多個傳輸線進行數據傳輸,傳輸速度快,但實現(xiàn)復雜。并行通信常用于短距離的數據傳輸,如計算機內部數據總線等。
并行通信中需要傳輸的數據按位組成多個并行字,每個并行字中包含多個數據位,每個數據位通過獨立的傳輸線進行傳輸。接收端通過并行接口將數據并行輸入計算機,再通過解碼器將數據解碼還原成原始數據。并行通信的傳輸速度快,但是在某些場景下,它的缺點也是顯著的。例如,多個傳輸線的存在可能導致信號干擾和互相干擾,從而影響數據傳輸的穩(wěn)定性。
并行通信的應用
并行通信廣泛應用于需要高速數據傳輸的領域,如圖像處理、視頻處理、聲音合成、語音識別等。在這些領域中,數據需要在短時間內處理完成,因此并行通信可以大大加快數據傳輸和處理速度。
另外,在分布式計算領域中,也會用到并行通信。分布式計算是將計算任務分配到多個計算節(jié)點上進行處理,這些節(jié)點需要相互通信以協(xié)調任務的執(zhí)行。并行通信可以幫助節(jié)點之間高效地傳輸數據和協(xié)調任務執(zhí)行,從而提高分布式計算的效率。
串行通信和并行通信的比較
串行通信和并行通信有以下主要區(qū)別:
傳輸數據的方式不同:串行通信是按照位的順序依次傳輸數據,而并行通信是同時傳輸多個數據位。
傳輸速度不同:并行通信可以同時傳輸多個數據位,因此傳輸速度更快,但需要更多的線路和接口。而串行通信只傳輸一個數據位,速度相對較慢,但需要的線路和接口比較少。
連接長度不同:串行通信的傳輸距離比較長,可以達到數百米,而并行通信的傳輸距離相對較短,一般不超過數十米。
設備的復雜度不同:并行通信需要更多的線路和接口,因此設備比較復雜。而串行通信只需要簡單的線路和接口,因此設備比較簡單。
成本不同:由于需要更多的線路和接口,因此并行通信的成本相對較高。而串行通信的成本相對較低。
總體來說,串行通信和并行通信各有優(yōu)缺點,應根據具體的應用場景選擇合適的通信方式。
并行傳輸速度快,8位數據一次送出;串行傳輸度較低,傳輸方式為數據排成一行、一位一位送出。并行傳輸的針腳多,串行傳輸的針腳少。并行傳輸多用作打印機、掃描儀等接口;串行傳輸只用作控制接口。
1,串行通信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,并連續(xù)進行以上單次過程的通信方式。與之對應的是并行通信,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。使用的數據線少,在遠距離通信中可以節(jié)約通信成本。
2,并行傳輸指的是數據以成組的方式,在多條并行信道上同時進行傳輸,是在傳輸中有多個數據位同時在設備之間進行的傳輸。并行傳輸指的是數據以成組的方式,在多條并行信道上同時進行傳輸。常用的是將構成一個字符的幾位二進制碼同時分別在幾個并行的信道上傳輸。可以多維數據一起傳輸,所以傳輸速度很快。
3,并行數據傳輸是以計算機的字長,通常是8位、16位、32位為傳輸單位,一次傳送一個字長的數據。它適合于外部設備與CPU之間近距離信息交換。在相同頻率下,并口傳輸的效率是串口的幾倍。
串行接口是一種可以將接受來自CPU的并行數據字符轉換為連續(xù)的串行數據流發(fā)送出去,同時可將接受的串行數據流轉換為并行的數據字符供給CPU的器件。一般完成這種功能的電路,我們稱為串行接口電路。
串口通信原理
串口通信(Serial Communications)的概念非常簡單,串口按位(bit)發(fā)送和接收字節(jié)。盡管比按字節(jié)(byte)的并行通信慢,但是串口可以在使用一根線發(fā)送數據的同時用另一根線接收數據。它很簡單并且能夠實現(xiàn)遠距離通信。比如IEEE488定義并行通行狀態(tài)時,規(guī)定設備線總長不得超過20米,并且任意兩個設備間的長度不得超過2米;而對于串口而言,長度可達1200米。典型地,串口用于ASCII碼字符的傳輸。通信使用3根線完成,分別是地線、發(fā)送、接收。由于串口通信是異步的,端口能夠在一根線上發(fā)送數據同時在另一根線上接收數據。其他線用于握手,但不是必須的。串口通信最重要的參數是波特率、數據位、停止位和奇偶校驗。對于兩個進行通信的端口,這些參數必須匹配。
a,波特率:這是一個衡量符號傳輸速率的參數。指的是信號被調制以后在單位時間內的變化,即單位時間內載波參數變化的次數,如每秒鐘傳送240個字符,而每個字符格式包含10位(1個起始位,1個停止位,8個數據位),這時的波特率為240Bd,比特率為10位*240個/秒=2400bps。一般調制速率大于波特率,比如曼徹斯特編碼)。通常電話線的波特率為14400,28800和36600。波特率可以遠遠大于這些值,但是波特率和距離成反比。高波特率常常用于放置的很近的儀器間的通信,典型的例子就是GPIB設備的通信。
b,數據位:這是衡量通信中實際數據位的參數。當計算機發(fā)送一個信息包,實際的數據往往不會是8位的,標準的值是6、7和8位。如何設置取決于你想傳送的信息。比如,標準的ASCII碼是0~127(7位)。擴展的ASCII碼是0~255(8位)。如果數據使用簡單的文本(標準 ASCII碼),那么每個數據包使用7位數據。每個包是指一個字節(jié),包括開始/停止位,數據位和奇偶校驗位。由于實際數據位取決于通信協(xié)議的選取,術語“包”指任何通信的情況。
c,停止位:用于表示單個包的最后一位。典型的值為1,1.5和2位。由于數據是在傳輸線上定時的,并且每一個設備有其自己的時鐘,很可能在通信中兩臺設備間出現(xiàn)了小小的不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸的結束,并且提供計算機校正時鐘同步的機會。適用于停止位的位數越多,不同時鐘同步的容忍程度越大,但是數據傳輸率同時也越慢。
d,奇偶校驗位:在串口通信中一種簡單的檢錯方式。有四種檢錯方式:偶、奇、高和低。當然沒有校驗位也是可以的。對于偶和奇校驗的情況,串口會設置校驗位(數據位后面的一位),用一個值確保傳輸的數據有偶個或者奇?zhèn)€邏輯高位。例如,如果數據是011,那么對于偶校驗,校驗位為0,保證邏輯高的位數是偶數個。如果是奇校驗,校驗位為1,這樣就有3個邏輯高位。高位和低位不真正的檢查數據,簡單置位邏輯高或者邏輯低校驗。這樣使得接收設備能夠知道一個位的狀態(tài),有機會判斷是否有噪聲干擾了通信或者是否傳輸和接收數據是否不同步。
在計算機和終端之間的數據傳輸通常是靠電纜或信道上的電流或電壓變化實現(xiàn)的。如果一組數據的各數據位在多條線上同時被傳輸,這種傳輸方式稱為并行通信。





