串行通信

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遠程通信計算機科學中,串行通信英語:Serial communication)是指在計算機匯流排或其他數據通道上,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,它在串行埠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。憑藉著其改善的信號完整性和傳播速度,串行通信匯流排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匯流排不需要串行化元件(serializer),並解決了諸如時鐘偏移Clock skew)、互聯密度(interconnect density)等缺點。PCIPCI Express的升級就一個例子。

串行匯流排[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,使用串行匯流排來傳輸數據。這樣的低價串行匯流排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介質,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]

參考文獻[編輯]

  1. ^ 易志明,林凌,郝麗宏,李樹靖. SPI串行總線接口及其實現. 自動化與儀器儀表. 2002, (6). 
  2. ^ 王博,郭玉忠. 基於CPLD的LBE總線與I2C總線接口的實現. 航空計算技術. 2009, 39 (5). 
  3. ^ UNI/O Bus Specification (PDF). [2011-11-10] (英語). 
  4. ^ 鄭宏軍,黎昕,孟祥國. 1-Wire單總線器件技術規範及應用研究. 電子技術學報(工科版). 2004, 31 (9). 

外部連結[編輯]