Serijinis prievadas - kas tai yra, kam jis skirtas ir tipai

Serijinis prievadas šiuo metu yra viena iš pagrindinių ryšių tarp išorinių įrenginių ir kompiuterių formų. Sąsaja, kurią galime rasti absoliučiai visuose periferiniuose įrenginiuose, kuriuos turime savo darbalaukyje, taip pat savo įrangoje.

Turinio rodyklė

Mes bandysime paaiškinti nuosekliojo prievado veikimą, taip pat pagrindines sąsajas, kurias šiuo metu randame. Ir jei jūs nežinote, kokie yra skirtumai su lygiagrečiu uostu, mes taip pat praleisime laiką juos išskirdami.

Kas yra nuoseklusis prievadas

Pažvelgę ​​į kabelius, kuriuos šiuo metu turite ant stalo, jungiančius klaviatūros pelę ar USB atmintinę prie kompiuterio, pamatysite nuosekliojo ryšio sąsajas.

Serijinis prievadas yra skaitmeninė duomenų perdavimo sąsaja , kurioje informacija laidininkais perduodama paeiliui po vieną. Tokiu būdu nuoseklusis prievadas turėtų siųsti visą informaciją vienu bitu po kito, o lygiagretus prievadas - kelis bitus vienu metu. Serijinė duomenų sąsaja arba nuoseklusis prievadas veikia pagal RS-232 standartą.

Taigi, jūsų manymu, nuoseklusis prievadas yra lėtesnis nei lygiagretus? Na, o šiais laikais turime daug greitesnius nuosekliuosius prievadus. Nors, žinoma, tai nebūtinai atitinka komentuojamą standartą, tačiau yra patobulintos versijos, visiškai panaikinančios natūralųjį nuoseklųjį prievadą. Lengviausiai įgyvendinamas, geriau suderinamas ir be galo paplitęs.

Serijinis prievadas ir aparatinės įrangos valdymas

Šis prievadas veikia asinchroniškai dėka protokolo, kuris inicijuoja perdavimą su „ pradžios “ signalu, kuris paruošia imtuvą priimti žodį (bitus). Išsiųsdamas šį žodį, kuris bus kiekvieno simbolio ASCII kodas, siunčiamas „ sustabdymo “ signalas, kad imtuvas vėl užkoduotų žodį ir lauktų, kol gaus kitą.

Mes turime trijų tipų nuoseklųjį ryšį:

• Paprastasis: perdavimas yra vienkryptis, tai yra, pavyzdžiui, transliuojamuose ryšiuose yra vienas siuntėjas ir vienas gavėjas. Dvipusis ryšys: Kiekvienas galas gali būti siųstuvas ir imtuvas vienu metu, todėl siuntimui ir priėmimui naudojami skirtingi laidai arba bangos su skirtingais dažniais, kad būtų išvengta maišymo. Pusiau dupleksas: Tai panašu į dvipusį perdavimą, bet kai vienas perduoda, kitas klauso, pavyzdžiui, dviejų „Walki“ kalbų.

Tokiu būdu mes turime suprasti, kad bendraujant su nuosekliu prievadu, abu įrenginiai turi turėti įvestį ir išvestį, todėl įrenginiai yra suskirstyti į DTE (duomenų galinių įrenginių) ir DCE (duomenų grandinės nutraukimo įrenginiai) kategorijas.. Taigi kompiuteris būtų skirtas DTE, o DCE būtų modemas arba programuojama kortelė. Norint sujungti du DTE arba du DCE, abiem signalams kirsti turėtų būti naudojamas nulinis tiltas.

Ryšių sąsajai valdyti turime UART arba USART mikroschemą (universalųjį asinchroninį siųstuvą ir imtuvą). Jos funkcija yra konvertuoti procesoriaus signalus ir įtampą į ryšio standartą. „ UART 8250“ mikroschema naudojama 8 ir 16 bitų procesoriams, o „ UART 16550“ naudojama likusiai daliai iš „IBM“ kompiuterių.

RS-232 ir „Pinout“ nuoseklusis prievadas

RS-232

Kompiuterijos istorijoje labiausiai paplitęs prievadas buvo tas, kuris perduoda serijos duomenis. Jos sąsaja buvo standartizuota 1962 m., Naudojant EIA / TIA RS-232C standartą, skirtą draugams, RS-232 arba „Rekomenduojamas standartas 232“. Savo ruožtu buvo sukurta V.24 rekomendacija, apibrėžianti sąsajos grandines ir signalus, ir V.28 rekomendacija, apibrėžianti elektrinius aspektus.

Labiausiai paplitusi jungtis buvo DB-25, vėliau supaprastinta iki DB-9, tiesiogiai vadinama RS-232. Svarbu nepainioti šios jungties su to paties pavadinimo lygiagrečiu uostu, nors jis vadinamas D-Sub. Tai buvo (ir yra) orientuota į jo naudojimą jungiant kompiuterius ir išorinius įrenginius su dvipusiais ryšiais. Pavyzdžiui, modemas, jungikliai ir kiti pramoninės automatikos ryšių įtaisai, tokie kaip programuojamos plokštės, robotai ir kiti plataus vartojimo produktai, tokie kaip skaitmeninės skalbimo mašinos.

Toliau pamatysime RS-232 prievado konfigūraciją versijose DB-9 ir DB-25. Abiem atvejais turime tą patį naudingų kaiščių skaičių.

Dabartinis nuosekliojo prievado naudojimas

Mūsų dabartiniuose staliniuose kompiuteriuose nebeįdiegtas RS-232 prievadas, nes USB yra naujausia sąsaja ir praktiškai suderinama su visų tipų elektroniniais PCB. Bet mes vis dar galime rasti šį PCI nuoseklųjį prievadą naudodami išplėtimo kortelę, jei atsiduosime programavimui. Taip pat yra daug RS-232 į USB adapterių.

Tai yra pagrindinis DB-9 arba RS-232 prievado panaudojimas šiandien

• Modemai, komutatoriai, maršrutizatoriai, palydoviniai telefonai ar krovinių balansavimo įrenginiai: vis dar randame vidinius ar išorinius šio tipo prievadus ar antraštes, kad būtų galima modifikuoti senesnės tinklo įrangos mikrokodą, o vartotojas negali jų valdyti. Infraraudonųjų spindulių brūkšninių kodų skaitytuvai: ir kita palyginti sena prekybos centrų įranga. Programuojamos plokštės, elektros matavimo įranga ir programinės įrangos šveitikliai. Spausdintuvai: senesni spausdintuvai, nenaudojantys USB sąsajos ar lygiagrečios jungties, paprastai kompiuteriai, kurie neturi USB atnaujinti programinės įrangos.

Visų pirma, mes kalbame apie pramoninius ir tinklo įrenginius, kuriuose naudojimo tikisi vartotojai, turintys techninių žinių.

Serijinio prievado greitis (RS-232)

Prieš pažvelgdami į dabartines nuosekliojo prievado versijas, verta šiek tiek sužinoti apie greitį, kurį pasiekė po aparatūros ir išorinių įrenginių atnaujinimų:

Šie greičiai matuojami bitais per sekundę arba baudomis, dažnu modemu, ir yra gana maži, palyginti su nuosekliaisiais prievadais, kuriuos šiuo metu turime kaip USB. Taip pat tiesiogiai valdomas programinės įrangos, atsižvelgiant į pralaidumą ir ryšį su periferiniais įrenginiais.

Serijinio prievado raida iki šių dienų ir pagrindinės sąsajos

Paliekame „RS-232“ prievadą nuošalyje, kad sužinotume daugiau apie šiandien dažniausiai naudojamus nuosekliuosius prievadus. Visi jie dirba pagal savo standartą, o ne RS-232 sąlygomis, automatiškai ir autonomiškai valdomi jų pačių valdiklio.

PS / 2

Šis prievadas pirmą kartą buvo įdiegtas IBM asmeniniuose kompiuteriuose 1987 m. Ir net šiandien jį rasime dabartinėse plokštėse. Jos funkcija yra pelių ar klaviatūrų prijungimas nepriklausomoje sąsajoje prie USB. Iš viso 6 kaiščiai yra apskrito formos ir operacinėje sistemoje galime jį rasti kaip COM prievadą.

Tai yra dvikryptė sąsaja, o senose plokštėse su RS-232 prievadu ji bendrai veikė su šiuo uostu. Taip pat neleidžiama greitai keistis, todėl kompiuterį tektų paleisti iš naujo, kad vėl būtų galima aptikti įdiegtą periferinį įrenginį.

USB (universali nuoseklioji magistralė)

Kas šiandien nežino USB jungties? Šiai sąsajai galėtume skirti visą straipsnį ir jo nebaigtume. Šiandien plačiausiai naudojamas nuoseklusis prievadas, jungiantis visų rūšių periferinius įrenginius prie kompiuterio.

Jo sąsajos pakanka su 4 laidininkais, iš kurių vienas tiekia 5 V įtampą, du iš jų yra atsakingi už duomenų įkėlimą ir atsisiuntimą, o paskutinis yra antžeminis ryšys. Nors kitos versijos, tokios kaip „micro USB“, turi 5-ąjį kaištį, kad būtų galima atskirti nuo „ Micro-A“ ir „ Micro-B“. Taip pat vėlesnės versijos USB 3.0 ir naujesnės versijos padidina jų paleidimą, kad būtų suteiktas didesnis pralaidumas.

Tai yra versijos ir greitis, kuriuos šiuo metu turime palikti nuo 1.0 ir 1.1 versijų:

• USB 2.0: teorinis greitis 480 Mbps (60 MB / s), kai maitinimo šaltinis yra 5 V. USB 3.0: padidina greitį iki 5 Gbps (600 MB / s), jis taip pat vadinamas USB 3.1 Gen1 arba USB 3.2 Gen1. USB 3.1: Nors šiuo metu jis vadinamas USB 3.1 Gen2 arba USB 3.2 Gen2, taip jis buvo įkurtas 2019 m. Jis padidina greitį iki 10 Gbps (1, 2 GB / s) USB 3.2: Jis padidina greitį iki 20 Gbps (2, 4 GB / s) ir surasime jį su pavadinimu USB 3.2 Gen2x2. Šis prievadas buvo įdiegtas 2019 m. Pabaigoje naujose „Intel“ ir AMD plokštėse.

Nuo 2014 m. Turime C tipo USB prievadą, kuriame yra 24 kontaktai, išdėstyti dviem eilėmis, kad būtų visiškai grįžtami. Šio tipo jungtys yra plačiai naudojamos nešiojamuose įrenginiuose, tokiuose kaip išmanusis telefonas ar periferiniai įrenginiai. Šiuo metu galime rasti USB-C tipo 3.2 Gen1, 3.2 Gen2 ir 3.2 Gen2x2. Be to, jis gali įdiegti „DisplayPort 1.4“ ir „Thunderbolt 3“ ryšį iki 100 W apkrovos.

„Firewire“

Taip pat žinomas kaip IEEE 1394 standartas, tai yra amerikietiška USB versija, kol pati sąsaja taip pat nebuvo išplėsta šioje srityje, paliekant šią nuoseklią sąsają savo veikimo prasme.

Tai jungtis, panaši į USB, nors su smailiu kampu ir, priklausomai nuo versijos, turi 4, 6, 9 ir iki 12 kontaktų . Šiuo metu jis buvo visiškai pakeistas USB 2.0 ir naujesne versija.

Yra 4 „Firewire“ versijos pagal jų pralaidumą

• „Firewire 400“: veikia esant 50 MB / s „ Firewire 800“: pasiekia 100 MB / s „ Firewire s1600“: 200 MB / s greitį „ Firewire s3200“: naujausia versija veikia esant 400 MB / s

Vaizdo prievadai

Vaizdo prievadai taip pat veikia su nuosekliojo tipo magistralėmis, tai yra „D-Sub“, dar žinomas kaip VGA, skirtingų versijų DVI ir „ HDMI“ bei „ DisplayPort“ jungtys, kaip naujausios sąsajos ir naudojamos kartu su „ Thunderbolt“, naudojant USB tipą - C.

Greičiausias bus HDMI prievadas ir „DisplayPort“. Pirmuoju atveju mes turime 2.0b versiją , kurios pralaidumas yra 14, 4 Gbps, o netrukus pereisime prie 2.1 versijos, kuri padidėja iki 42, 6 Gbps, palaikant skiriamąją gebą iki 8K, esant 120 Hz, o „DisplayPort“ turime 1.4 versijos, veikiančios 49, 65 Gbps, palaikančią 8K skiriamąją gebą 60 Hz dažniu.

SATA ir PCIe sąsaja

Ir galiausiai svarbiausios mūsų kompiuterio sąsajos: SATA (Serial Advanced Technology Attachment) standiesiems diskams ir PCIe arba PCI-E (Peripheral Component Interconnect - Express) vidiniam komponentų ryšiui palaikyti.

SATA yra sąsaja, kuri pakeitė PATA, skirtą saugojimo įrenginių jungtims bendro vartojimo kompiuteriuose. Didžiausias SATA III versijos pralaidumas yra 6 Gbps, o tai buvo maždaug 600 MB / s. Jis naudoja daug mažesnę jungtį nei IDE ir turi vieną įrenginio jungtį kiekvienoje sąsajoje, taip pat leidžia karštu būdu jungtis. Jis veikia naudojant AHCI (Advanced Host Controller Interface) protokolą, taip pat prieinamas M.2 sąsajose, skirtose kietojo kūno diskams.

„PCI-Express“ yra esminė plokštės vidinė nuoseklioji magistralė, leidžianti mums prijungti greitaeigius komponentus tiesiai į pagrindinėje plokštėje įdiegtus lizdus. Mes vadinsime šias išplėtimo korteles. Šiuo metu aptinkame plokštes, kuriose yra „ PCI-Express“, jos 4.0 versija, kurioje kiekvienos duomenų juostos juostos plotis yra 2000 MB / s (16 Gbps) , tuo pačiu metu įkeliant ir atsisiųsant, tikras barbariškumas, palyginti su prievadais išorinis. Jie jungia NVMe SSD, grafikos korteles, tinklo korteles ir kt. Be to, šiaurinis tiltas arba mikroschemų rinkinys susisiekia su CPU šio tipo autobusu.

Skirtumai tarp nuosekliojo ir lygiagrečiojo prievadų

Mes dar nematėme pagrindinio ar pagrindinio skirtumo tarp nuosekliojo ir lygiagrečiojo prievadų. Tai slypi jo veikime, nes lygiagretus prievadas tuo pačiu metu ir paketų forma siunčia informacijos bitus. Kiekvienas iš šių bitų, kurie gali būti, pavyzdžiui, ASCII kodas, yra siunčiamas skirtingo laidininko, turinčio tada tiek laidininkų, kiek bitų, tuo pačiu metu. Be šių, bus ir kitų papildomų laidų, skirtų laiko, žemės ir kitiems signalams.

Lygiagrečiosios jungtys yra, pavyzdžiui, „ Centronics“ tipo spausdintuvai, „ PATA“ magistralė (IDE) standiesiems diskams ir „ SCSI“ magistralė taip pat standiesiems diskams. Juose neleidžiamas karštas ryšys, taip pat nėra prijungto periferinio įrenginio galios. Jie palaiko daug mažiau periferinių įrenginių, prijungtų prie to paties autobuso, ir šiuo metu yra beveik nebenaudojami.

Išvados ir dominančios sąsajos

Serijinis prievadas, esantis jo RS-232 standarte ir vėlesnėse versijose , buvo paliktas naudoti tik pramoniniu ir atsitiktiniu būdu su vartotojų skaičiavimo įranga. Uostas, neabejotinai pažymėjęs prieš ir po jungčių, susijusių su įranga ir periferiniais įrenginiais, ypač tinkluose, kad atnaujintų modemų programinę-aparatinę įrangą.

Šiuo metu visi naudojame USB skirtingas versijas, nes tai yra daug mažesnis prievadas ir daug didesnis greitis. Be to, jis palaiko karštas jungtis („Plug And Play“) ir net iki 100 W energijos tiekimą „Thunderbolt 3“ sąsajoje, naudojant C tipo USB jungtį, galinčią pasiekti iki 40 Gbps.

Jei norite sužinoti daugiau apie prievadus ar tinklus, paliekame jums šiuos straipsnius:

Ar žinojai RS-232 prievadą, ar kada nors juo naudojiesi? Jei žinote daugiau serijos įrašų ar turite klausimų, galite palikti juos komentaruose.