串行通信

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远程通信计算机科学中,串行通信英语Serial communication)是指在计算机总线或其他数据通道上,每次传输一个位元数据,并连续进行以上单次过程的通信方式。与之对应的是并行通信,它在串行端口上通过一次同时传输若干位元数据的方式进行通信。串行通信被用于长距离通信以及大多数计算机网络,在这些应用场合里,电缆和同步化使并行通信实际应用面临困难。凭借着其改善的信号完整性和传播速度,串行通信总线正在变得越来越普遍,甚至在短程距离的应用中,其优越性已经开始超越并行总线不需要串行化元件(serializer,并解决了诸如时钟偏移Clock skew)、互联密度(interconnect density)等缺点。PCIPCI Express的升级就一个例子。

串行总线[编辑]

如果集成电路具有更多的引脚的话,那么它的价格通常会更加昂贵。为了减少封装中的引脚数,许多集成电路在速度不是特别重要的情况下,使用串行总线来传输数据。这样的低价串行总线的例子有序列周边接口Serial Peripheral Interface Bus,SPI[1]I²C[2]、UNI/O[3]1-Wire[4]等。

串行通信与并行通信的比较[编辑]

在计算机之间、计算机内部各部分之间,通信可以以串行和并行的方式进行。一个并行连接通过多个通道(例如导线、印制电路布线和光纤)在同一时间内传播多个数据流;而串行在同一时间内只连接传输一个数据流。

虽然串行连接单个时钟周期能够传输的数据比并行数据更少,前者传输能力看起来比后者要弱一些,实际的情况却常常是,串行通信可以比并行通信更容易提高通信时钟频率,从而提高数据的传输速率。有以下一些因素允许串行通信具有更高的通信时钟频率:

  • 无需考虑不同通道的时钟脉冲相位差(英语clock skew);
  • 串行连接所需的物理介质,例如电缆和光纤,少于并行通信,从而减少占用空间的体积;
  • 串扰的问题可以得到大幅度缓解。

在许多情况里,串行通信都凭借其更低廉的部署成本成为更佳的选择,尤其是在远距离传输中。许多集成电路都具有串行通信接口来减少引脚数量,从而节约成本。

串行通信架构的例子[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ 易志明,林凌,郝丽宏,李树靖. SPI串行总线接口及其实现. 自动化与仪器仪表. 2002, (6). 
  2. ^ 王博,郭玉忠. 基于CPLD的LBE总线与I2C总线接口的实现. 航空计算技术. 2009, 39 (5). 
  3. ^ UNI/O Bus Specification. [2011-11-10] (英文). 
  4. ^ 郑宏军,黎昕,孟祥国. 1-Wire单总线器件技术规范及应用研究. 电子技术学报(工科版). 2004, 31 (9). 

外部链接[编辑]