Serijski port - što je, čemu služi i vrste

Serijski port trenutno je jedan od glavnih oblika komunikacije između vanjskih uređaja i računala danas. Sučelje koje možemo pronaći u apsolutno svim perifernim jedinicama koje imamo na radnoj površini, kao i unutar naše opreme.

Sadržaj indeks

Pokušat ćemo objasniti rad serijskog porta, kao i glavna sučelja koja trenutno nalazimo. A ako ne znate koje su razlike s paralelnim priključkom, također ćemo ih potrošiti na razdvajanju vremena.

Što je serijski port

Ako pogledate kabele koje trenutno imate na radnom stolu koji povezuju miš i tipkovnicu ili USB flash pogon s računalom, vidjet ćete serijska komunikacijska sučelja.

Serijski ulaz je digitalno sučelje za prijenos podataka u kojem vodiči slijede uzastopno po bitne. Na ovaj bi način serijski ulaz trebao slati sve informacije jedan za drugim, dok paralelni ulaz istodobno šalje nekoliko bita. Sučelje za serijske podatke ili serijski ulaz funkcionira prema standardu RS-232.

Dakle, mislite li da je serijski ulaz sporiji od paralelnog? Pa danas imamo puno brže serijske portove. Iako naravno, oni ne moraju nužno biti u skladu s komentiranim standardom, ali su poboljšane verzije koje matični serijski ulaz u potpunosti čine zastarjelim. Najlakši je za implementaciju, bolja kompatibilnost i beskonačno širi sadržaj.

Rad serijskih porta i hardvera

Ovaj priključak djeluje asinkrono, zahvaljujući protokolu koji pokreće prijenos signalom " start " koji priprema prijemnik za primanje riječi (bitova). Nakon slanja ove riječi, koja će za svaki znak biti ASCII kôd, šalje se signal " stop " tako da prijamnik odmara nakon kodiranja riječi i čeka da primi drugu.

Imamo tri vrste serijske komunikacije:

• Jednostavno: Prijenos je jednosmjeran, to jest, postoji jedan pošiljatelj i jedan prijemnik, na primjer, u emitiranim komunikacijama. Dupleks: Svaki kraj može istovremeno biti odašiljač i prijamnik, pa se za slanje i primanje koriste različiti kablovi ili se koriste valovi različitih frekvencija da se izbjegne miješanje. Semi-duplex: Nalik je duplex prijenosu, ali kad jedan prenosi drugi, sluša, primjerice, dva walki talkieja.

Na taj način moramo shvatiti da u komunikaciji s serijskim ulazom oba uređaja moraju imati ulaz i izlaz, tako da su uređaji podijeljeni u DTE (Oprema za podatkovni terminal) i DCE (Oprema za zaustavljanje kruga podataka)., Dakle , računalo bi bila za DTE, dok bi DCE bio modem ili programirljiva kartica. Za povezivanje dva DTE-a ili dva DCE-a, nulti most treba koristiti za križanje oba signala.

Za upravljanje komunikacijskim sučeljem imamo UART ili USART čip (Univerzalni asinhroni odašiljač i prijamnik). Njegova je funkcija pretvaranje signala i napona CPU-a u komunikacijski standard. UART 8250 čip koristi se za 8 i 16 bitne procesore, dok se UART 16550 koristi za ostatak s IBM računala.

RS-232 i Pinout serijski port

RS-232

U povijesti računanja najčešće se koristi luka koja prenosi serijske podatke. Sučelje je standardizirano 1962. godine zahvaljujući standardu EIA / TIA RS-232C, za prijatelje, RS-232 ili "Preporučeni standard 232". Zauzvrat je stvorena preporuka V.24 koja definira sklopove i signale sučelja i preporuka V.28 koja definira električne aspekte.

Najrašireniji priključak bio je DB-25, kasnije pojednostavljen DB-9, izravno zvan RS-232. Važno je da ovaj konektor ne zbunite s istim paralelnim priključkom, iako se naziva D-Sub. Bila je (i usmjerena) na njegovu upotrebu u vezama između računala i vanjskih uređaja s dupleksnim vezama. Na primjer, modem, sklopke i drugi komunikacijski uređaji za industrijsku automatizaciju, poput programabilnih ploča, robota i ostalih općih potrošačkih proizvoda, poput digitalnih perilica rublja.

Zatim ćemo vidjeti pin konfiguraciju RS-232 priključka u njegovim verzijama DB-9 i DB-25. U oba slučaja imamo isti broj korisnih igala.

Trenutna upotreba serijskog porta

Naša trenutna stolna računala više nemaju implementirani RS-232 priključak, jer je USB najaktuelnije sučelje i praktično je kompatibilan sa svim vrstama elektroničkih PCB-a. No, još uvijek možemo pronaći ovaj PCI serijski ulaz putem kartice za proširenje ako se posvetimo programiranju. Također postoje mnogi RS-232 za USB adapter.

Ovo su današnje temeljne primjene DB-9 ili RS-232 priključka

• Modemi, sklopke, usmjerivači, satelitski telefoni ili balansi za opterećenje: i dalje pronalazimo ovu vrstu priključaka ili unutarnjih ili vanjskih uređaja kako bismo izmijenili mikrokod starije mrežne opreme i ne može se upravljati od strane korisnika. Infracrveni čitači barkodova i ostala relativno stara oprema supermarketa. Programibilne ploče, električna mjerna oprema i softverski ribari. Pisači: stariji pisači koji ne upotrebljavaju USB sučelje ili paralelni priključak, obično računala koja nemaju USB za ažuriranje firmvera.

Prije svega, govorimo o industrijskim i mrežnim uređajima, gdje upotrebu očekuju korisnici s tehničkim znanjem.

Brzina serijskog ulaza (RS-232)

Prije nego što pogledate trenutne verzije serijskog porta, vrijedi znati malo o brzinama do kojih je došlo nakon hardverskog i perifernog ažuriranja:

Te se brzine mjere u bitovima u sekundi ili baud-u, što je uobičajena mjera u modemima i prilično su malene u usporedbi sa serijskim ulazima koje trenutno imamo kao USB. Također izravno upravlja softver u smislu propusnosti i veze s perifernim uređajem.

Evolucija serijskog porta do sadašnjeg vremena i glavnih sučelja

Luka RS-232 ostavljamo iza sebe kako bismo saznali više o najčešće korištenim serijskim portovima danas. Svi oni rade po vlastitom standardu, a ne pod uvjetima RS-232, a njima automatski i autonomno upravlja vlastiti kontrolor.

PS / 2

Ovaj je port prvi put implementiran na IBM PC računala 1987. godine, a još danas ga nalazimo na trenutnim pločama. Njegova je funkcija spajanje miševa ili tipkovnica u neovisno sučelje s USB-om. Ima ukupno 6 pinova koji su kružni i u operativnom sustavu možemo ga pronaći kao COM port.

To je dvosmjerno sučelje, a na starim pločama s priključkom RS-232 dijelio je prekid s ovim priključkom. Osim toga, to ne dopušta zamjenu vrućeg uređaja, pa bi računalo trebalo ponovo pokrenuti kako bi ponovno otkrilo instaliranu perifernu jedinicu.

USB (univerzalna serijska magistrala)

Tko danas ne zna USB port? Mogli bismo posvetiti cijeli članak ovom sučelju i ne bismo ga dovršili. To je danas najčešće korišteni serijski ulaz za povezivanje perifernih uređaja svih vrsta na računalo.

Njegovo sučelje dovoljno je s 4 vodiča od kojih jedan napaja napon na 5 V, dva su zadužena za prijenos i preuzimanje podataka, a posljednji je uzemljeni priključak. Dok druge verzije, poput mikro USB-a, imaju peti pin kako bi se razlikovali od Micro-A i Micro-B. Također kasnije verzije USB 3.0 nadalje povećavaju svoj pinout kako bi omogućile veću propusnost.

Ovo su verzije i brzine koje trenutno imamo iza verzije 1.0 i 1.1:

• USB 2.0: teorijska brzina od 480 Mbps (60 MB / s) s kapacitetom napajanja od 5 V. USB 3.0: povećava brzinu do 5 Gbps (600 MB / s), a naziva se i USB 3.1 Gen1 ili USB 3.2 Gen1. USB 3.1: Iako se trenutno naziva USB 3.1 Gen2 ili USB 3.2 Gen2, tako je uspostavljen 2019. Povećava svoju brzinu na 10 Gbps (1.2 GB / s) USB 3.2: Povećava brzinu na 20 Gbps (2, 4 GB / s) i naći ćemo ga uz naziv USB 3.2 Gen2x2. Ovaj je port implementiran krajem 2019. na novim Intel i AMD pločama.

A od 2014. imamo na raspolaganju USB Type-C priključak, koji ima 24 kontakta raspoređena u dva reda kako bi bili potpuno reverzibilni. Ova vrsta konektora široko se koristi za prijenosne uređaje poput pametnog telefona ili perifernih uređaja. Trenutno možemo pronaći USB-C tip 3.2 Gen1, 3.2 Gen2 i 3.2 Gen2x2. Uz to, može implementirati DisplayPort 1.4 i Thunderbolt 3 vezu s opterećenjem do 100 W.

Firewire

Američka verzija USB-a, također poznata kao IEEE 1394 standard, prije nego se je i sučelje proširilo na ovom području, ostavljajući ovo serijsko sučelje daleko zaostalom u performansama.

To je konektor sličan USB-u, iako sa šiljastim kutom i ima 4, 6, 9 i do 12 pinova, ovisno o verziji . Trenutno ga je u potpunosti zamijenio USB 2.0 pa nadalje.

Postoje 4 verzije Firewire-a prema njihovoj propusnosti

• Firewire 400: radi pri 50 MB / s Firewire 800: dostiže 100 MB / s Firewire s1600: brzina od 200 MB / s Firewire s3200: najnovija verzija radi na 400 MB / s

Portovi za video

Video priključci također rade podbirnicom serijskog tipa, to su D-Sub, također poznat kao VGA, DVI u različitim verzijama te HDMI i DisplayPort portovi kao najaktuelnija sučelja i koriste se zajedno s Thunderboltom pod USB Type- C.

Najbrži će biti HDMI priključak i DisplayPort. U prvom slučaju smo u verziji 2.0b s širinom pojasa od 14.4 Gbps, a uskoro ćemo preći na verziju 2.1 koja se povećava na 42.6 Gbps podržavajući rezolucije do 8K pri 120 Hz. I u slučaju DisplayPort imamo operativnu verziju 1, 4 na 49, 65 Gbps koja podržava 8K rezolucije na 60 Hz.

SATA i PCIe sučelje

I na kraju najvažnija sučelja našeg računala: SATA (Serial Advanced Technology Attachment) za tvrde diskove i PCIe ili PCI-E (Peripheral Component Interconnect - Express) za internu komunikaciju komponenata.

SATA je sučelje koje je zamijenilo PATA za povezivanje uređaja za pohranu na računalima s općom potrošnjom. Njegova maksimalna propusnost u verziji SATA III iznosi 6 Gbps, što je iznosilo otprilike 600 MB / s. Koristi puno manji priključak od IDE-a i s jednom vezom uređaja po sučelju, što također omogućuje vruće priključivanje. Radi pomoću protokola AHCI (Advanced Host Controller Interface), a dostupan je i na M.2 sučeljima za SSD pogone.

PCI-Express je unutarnja serijska magistralna ploča koja nam omogućava brzo povezivanje komponenti u brzine s utorima na matičnoj ploči. Nazvat ćemo te kartice za proširenje. Trenutno pronalazimo ploče s PCI-Express-om u njegovoj verziji 4.0, u kojoj svaki od podatkovnih traka ima propusnost od 2000 MB / s (16 Gbps) istovremeno i gore, što je stvarna barbariteta u odnosu na portove vanjski. Povezuju NVMe SSD-ove, grafičke kartice, mrežne kartice itd. Pored toga, sjeverni most ili čipset komunicira s CPU-om autobusom ove vrste.

Razlike između serijskog i paralelnog ulaza

Još moramo vidjeti glavnu ili glavnu razliku između serijskog i paralelnog ulaza. To leži u njegovom radu, jer paralelni priključak istovremeno šalje bitove informacija i u obliku paketa. Svaki od ovih bitova, koji može biti na primjer ASCII kôd, šalje različiti vodič, koji tada ima isto toliko vodiča kao i bitova. Pored njih tu će biti i drugi dodatni vodiči za određivanje vremena, uzemljenja i drugih signala.

Paralelni portovi su na primjer tip Centronics za pisače, PATA sabirnica (IDE) za tvrde diskove i SCSI sabirnica također za tvrde diskove. U njima vruća veza nije dopuštena, niti je snaga spojene periferne jedinice. Podržavaju daleko manje perifernih uređaja povezanih na isti sabirnik, a trenutno su u velikoj mjeri zastarjeli.

Zaključci i poveznice od interesa

Serijski port u standardnoj i kasnijoj verziji RS-232 ostavljen je samo za industrijsku i sporadičnu upotrebu s računalnom opremom potrošača. Luka koji je nesumnjivo obilježio prije i poslije u vezama opreme i perifernih uređaja, posebno u mrežama za ažuriranje upravljačkog softvera modema.

Trenutno svi koristimo USB u različitim verzijama jer je to puno manji priključak i puno veća brzina. Pored toga, podržava vruće veze (Plug And Play), pa čak i napajanje do 100 W na Thunderbolt 3 sučelju pod USB Type-C sposobnim dostizanje do 40 Gbps.

Ako želite znati više o portovima ili mrežama, ostavljamo vam ove članke:

Jeste li znali RS-232 port, jeste li ga ikad koristili? Ako znate više objavljenih serija ili imate bilo kakvih pitanja, možete ih ostaviti u komentarima.