Sarjaportti - mikä se on, mihin se on ja tyypit

Sarjaportti on nykyään yksi tärkeimmistä viestinnän muodoista ulkoisten laitteiden ja tietokoneiden välillä. Käyttöliittymä, joka löytyy ehdottomasti kaikista oheislaitteista, joita meillä on työpöydällämme ja laitteidemme sisällä.

Sisällysluettelo

Yritämme selittää sarjaportin toiminnan sekä päärajapinnat, joita tällä hetkellä löydämme. Ja jos et tiedä, mitkä ovat erot rinnakkaisportin kanssa, vietämme myös aikaa niiden erottamiseen.

Mikä on sarjaportti

Jos katsot kaapeleita, jotka sinulla on tällä hetkellä pöydällä ja jotka yhdistävät näppäimistön hiiren tai USB-muistitikun tietokoneeseen, näet sarjaliikennerajapinnat.

Sarjaportti on digitaalinen tietoliikenneyhteys , jossa johtimet lähettävät tietoja peräkkäin bitti kerrallaan. Tällä tavalla sarjaportin tulisi lähettää kaikki tiedot yksi bitti toisensa jälkeen, kun taas rinnakkaisportti lähettäisi useita bittejä samanaikaisesti. Sarjadataliitäntä tai sarjaportti toimii RS-232-standardin mukaisesti.

Joten luulet sarjaportin olevan hitaampi kuin rinnakkaisportin? No, nykyään meillä on paljon nopeampia sarjaportteja. Nämä tietysti eivät välttämättä ole kommentoidun standardin mukaisia, mutta ovat parannettuja versioita, jotka tekevät alkuperäisestä sarjaportista täysin vanhentuneen. Helpoin toteuttaa, parempi yhteensopivuus ja äärettömän laajalle levinnyt.

Sarjaportin ja laitteiston käyttö

Tämä portti toimii asynkronisesti protokollan avulla, joka aloittaa lähetyksen " käynnistys " -signaalilla, joka valmistaa vastaanottimen vastaanottamaan sana (bitit). Tämän sanan lähettämisen jälkeen, joka on jokaisen merkin ASCII-koodi, lähetetään “ stop ” -signaali, jotta vastaanotin lepää sanan koodauksen jälkeen ja odottaa vastaanottavansa toisen.

Meillä on kolme sarjaliikennetyyppiä:

• Yksinkertainen: Lähetys on yksisuuntaista, ts. Lähetysviestinnässä on yksi lähettäjä ja yksi vastaanottaja. Kaksipuolinen: Kumpikin pää voi olla lähetin ja vastaanotin samanaikaisesti, joten lähettämiseen ja vastaanottamiseen käytetään erilaisia ​​kaapeleita tai sekoitusten välttämiseksi käytetään eri taajuuksilla olevia aaltoja. Semi-duplex: Se on samanlainen kuin duplex-lähetys, mutta kun toinen lähettää toisen, se kuuntelee esimerkiksi kahta Walki-puhetta.

Tällä tavoin meidän on ymmärrettävä, että viestinnässä sarjaportin kanssa molemmilla laitteilla on oltava tulo ja lähtö, joten laitteet on jaettu DTE (Data Terminal Equipment) ja DCE (Data Circuit Termination Equipment) -luokkiin.. Joten tietokone olisi DTE: tä varten, kun taas DCE olisi modeemi tai ohjelmoitava kortti. Kahden DTE: n tai kahden DCE: n kytkemiseksi nolla-siltaa tulisi käyttää molempien signaalien ylittämiseen.

Viestintärajapinnan hallitsemiseksi meillä on UART- tai USART-siru (Universal Asynchronous Transmitter and Receiver). Sen tehtävänä on muuntaa CPU: n signaalit ja jännitteet viestintästandardiksi. UART 8250 -piiriä käytetään 8- ja 16-bittisissä prosessoreissa, kun taas UART 16550 -piiriä käytetään loput IBM-tietokoneissa.

RS-232 ja Pinout-sarjaportti

RS-232

Laskennan historiassa eniten käytetty portti on ollut se, joka lähettää sarjatietoja. Sen käyttöliittymä standardisoitiin vuonna 1962 EIA / TIA RS-232C -standardin ansiosta, ystäville, RS-232 tai "Suositeltu standardi 232". Puolestaan ​​luotiin suositus V.24, joka määrittelee rajapinnan piirit ja signaalit, ja suositus V.28, joka määrittelee sähköiset näkökohdat.

Levinnyt liitin oli DB-25, myöhemmin yksinkertaistettu DB-9: ksi, nimeltään suoraan RS-232. On tärkeää, ettei sekoita tätä liitintä saman nimen rinnakkaisporttiin, vaikka sitä kutsutaan D-Subiksi. Se oli (ja on) keskittynyt sen käyttöön yhteyksissä tietokoneiden ja ulkoisten laitteiden välillä, joissa on kaksipuolinen yhteys. Esimerkiksi modeemi, kytkimet ja muut teollisuusautomaatioviestintälaitteet, kuten ohjelmoitavat levyt, robotit ja muut yleiset kuluttajatuotteet , kuten digitaaliset pesukoneet.

Seuraavaksi näemme RS-232-portin nastakokoonpanon versioissaan DB-9 ja DB-25. Molemmissa tapauksissa meillä on sama määrä hyödyllisiä tappeja.

Sarjaportin nykyinen käyttö

Nykyisissä pöytätietokoneissamme ei enää ole RS-232-porttia toteutettu, koska USB on uusin käyttöliittymä ja on käytännössä yhteensopiva kaikenlaisten elektronisten piirilevyjen kanssa. Mutta voimme edelleen löytää tämän PCI-sarjaportin laajennuskortin kautta, jos omistaudumme ohjelmointiin. Lisäksi on monia RS-232-USB-sovittimia.

Nämä ovat DB-9- tai RS-232-portin peruskäytöt tänään

• Modeemit, kytkimet, reitittimet, satelliittipuhelimet tai kuormituksen tasapainottajat: Löydämme silti sisäisiä tai ulkoisia tämän tyyppisiä portteja tai otsikoita vanhempien verkkolaitteiden mikrokoodin muokkaamiseksi, eivätkä ne ole käyttäjän hallittavissa. Infrapunaviivakoodilukijat: ja muut suhteellisen vanhat supermarket-laitteet. Ohjelmoitavat levyt, sähköiset mittauslaitteet ja ohjelmistopesurit. Tulostimet: vanhemmat tulostimet, jotka eivät käytä USB-liitäntää tai rinnakkaisliitäntää, yleensä tietokoneet, joissa ei ole USB: tä päivittää laiteohjelmistoaan.

Puhumme ennen kaikkea teollisuus- ja verkkolaitteista, joissa käytön odottavat teknisen tietämyksen omaavat käyttäjät.

Sarjaportin nopeus (RS-232)

Ennen sarjaportin nykyisten versioiden tarkastelua on syytä tietää vähän nopeuksista, jotka tämä on saavuttanut laitteisto- ja oheispäivitysten jälkeen:

Nämä nopeudet mitataan bitteinä sekunnissa tai baudina, yleinen mitta modeemissa, ja ovat melko pieniä verrattuna sarjaportteihin, joita meillä tällä hetkellä on USB. Ohjelmisto hallitsee myös suoraan kaistanleveyden ja yhteyden oheislaitteisiin suhteen.

Sarjaportin kehitys nykyiseen aikaan ja päärajapinnat

Jätä RS-232-portti taaksepäin saadaksesi lisätietoja nykyisin käytetyimmistä sarjaporteista. Kaikki he työskentelevät omassa standardissaan, eivät RS-232-olosuhteissa, ja omat ohjaimet hallitsevat niitä automaattisesti ja itsenäisesti.

PS / 2

Tämä portti otettiin ensimmäisen kerran käyttöön IBM: n tietokoneissa vuonna 1987, ja se löytyy nykyäänkin nykyisiltä taulukoilta. Sen tehtävänä on liittää hiiret tai näppäimistöt erillisessä käyttöliittymässä USB: hen. Siinä on yhteensä 6 nastaa, jotka ovat pyöreitä ja käyttöjärjestelmässä voimme löytää sen COM-portiksi.

Se on kaksisuuntainen rajapinta, ja vanhoilla RS-232-portilla olevilla levyillä se jakoi keskeytyksen tämän portin kanssa. Lisäksi se ei salli kuumavaihtoa, joten tietokone olisi käynnistettävä uudelleen asennetun oheislaitteen havaitsemiseksi uudelleen.

USB (yleinen sarjaväylä)

Kuka ei tiedä tänään USB-porttia? Voisimme omistaa kokonaisen artikkelin tähän käyttöliittymään, emmekä loppuisi. Se on nykyään yleisimmin käytetty sarjaportti kaikenlaisten oheislaitteiden kytkemiseen tietokoneeseen.

Sen rajapinta riittää 4 johtimeen, joista yksi syöttää jännitettä 5 V, kaksi niistä vastaa tietojen lähettämisestä ja lataamisesta ja viimeinen on maayhteys. Vaikka muissa versioissa, kuten mikro-USB: ssä, on viides nasta, joka erottaa sen Micro-A: sta ja Micro-B: stä. Myös myöhemmät versiot USB 3.0 eteenpäin lisäävät pinout-asemaansa lisää kaistanleveyttä.

Nämä ovat versiot ja nopeudet, jotka jättävät nykyiset versiot 1.0 ja 1.1 taakse:

• USB 2.0: teoreettinen nopeus 480 Mbit / s (60 Mt / s) ja virransyöttökapasiteetti 5 V. USB 3.0: Lisää nopeutta jopa 5 Gbps (600 Mt / s), ja sitä kutsutaan myös USB 3.1 Gen1 tai USB 3.2 Gen1. USB 3.1: Vaikka sitä kutsutaan nykyisin USB 3.1 Gen2 tai USB 3.2 Gen2, se on perustettu vuonna 2019. Se kasvattaa nopeutensa 10 Gbps: iin (1, 2 Gt / s) USB 3.2: Se lisää nopeuden 20 Gbps: iin (2, 4 Gt / s) ja löydämme sen nimellä USB 3.2 Gen2x2. Tämä portti otettiin käyttöön vuoden 2019 lopulla uusissa Intel- ja AMD-korteissa.

Ja vuodesta 2014 lähtien meillä on ollut käytettävissä USB Type-C -portti, jossa on 24 kosketinta , jotka on järjestetty kahteen riviin, jotta ne olisivat täysin palautuvia. Tämän tyyppisiä liittimiä käytetään laajalti kannettaviin laitteisiin, kuten älypuhelimiin tai oheislaitteisiin. Tällä hetkellä löytyy USB-C tyyppiä 3.2 Gen1, 3.2 Gen2 ja 3.2 Gen2x2. Lisäksi se pystyy toteuttamaan DisplayPort 1.4- ja Thunderbolt 3 -liitännät jopa 100 W kuormalla.

firewire

Se tunnetaan myös nimellä IEEE 1394 -standardinsa. Se on amerikkalainen USB-versio, ennen kuin itse käyttöliittymä myös laajeni tällä alueella, jättäen tämän sarjarajapinnan suorituskykynsä taakse.

Se on USB-kaltainen liitin, vaikkakin terävällä kulmalla ja siinä on 4, 6, 9 ja jopa 12 nastaa versiosta riippuen . Tällä hetkellä se on korvattu kokonaan USB 2.0: lla.

Firewirestä on 4 versiota kaistanleveyden mukaan

• Firewire 400: toimii nopeudella 50 Mt / s Firewire 800: saavuttaa 100 Mt / s Firewire s1600: nopeus 200 Mt / s Firewire s3200: viimeisin versio, joka toimii nopeudella 400 Mt / s

Videoportit

Videoportit toimivat myös sarjatyyppisellä väylällä, nämä ovat D-Sub, joka tunnetaan myös nimellä VGA, DVI sen eri versioissa ja HDMI- ja DisplayPort- portit uusimpana rajapinnana ja niitä käytetään yhdessä Thunderbolt-laitteen kanssa USB Type- C.

Nopein on HDMI-portti ja DisplayPort. Ensimmäisessä tapauksessa olemme versiossa 2.0b , jonka kaistanleveys on 14, 4 Gbps, ja pian siirrymme versioon 2.1, joka nousee 42, 6 Gbps: iin ja tukee resoluutioita jopa 8 K: iin 120 Hz: n taajuudella. DisplayPortilla on käyttöversio 1.4 nopeudella 49, 65 Gbps, joka tukee 8K: n tarkkuutta 60 Hz: llä.

SATA- ja PCIe-käyttöliittymä

Ja lopuksi tietokoneemme tärkeimmät käyttöliittymät: SATA (Serial Advanced Technology Attachment) kiintolevyille ja PCIe tai PCI-E (Peripheral Component Interconnect - Express) sisäiseen komponenttiviestintään.

SATA on käyttöliittymä, joka korvasi PATA: n tallennuslaitteiden yhteyksille yleiskulutustietokoneissa. Sen suurin kaistanleveys SATA III -versiossa on 6 Gbps, joka on ollut noin 600 Mt / s. Se käyttää paljon pienempää liitäntää kuin IDE ja yhdellä laiteyhteydellä liitäntää kohti, mikä mahdollistaa myös kuuman kytkemisen. Se toimii käyttämällä AHCI (Advanced Host Controller Interface) -protokollaa, ja se on saatavana myös M.2-rajapintoihin solid state -asemille.

PCI-Express on olennainen kortin sisäinen sarjaväylä, jonka avulla voimme yhdistää nopeat komponentit suoraan emolevyyn asennettuihin paikkoihin. Me kutsumme näitä laajennuskortteja. Tällä hetkellä löydämme PCI-Express-versiota 4.0 sisältävät taulut, joissa jokaisella datakaistalla on kaistanleveys 2000 Mt / s (16 Gbps) lataamisessa ja lataamisessa samanaikaisesti, todellinen barbaarisuus verrattuna portteihin ulkoinen. Ne yhdistävät NVMe SSD -muistikortit, näytönohjaimet, verkkokortit jne. Lisäksi pohjasilta tai piirisarja kommunikoi CPU: n kanssa tämän tyyppisellä väylällä.

Eroja sarjaportin ja rinnakkaisportin välillä

Meillä ei ole vielä nähdä pää- tai pääeroa sarjaportin ja rinnakkaisportin välillä. Tämä on sen toiminnassa, koska rinnakkaisportti lähettää informaatiobitit samanaikaisesti ja pakettien muodossa. Jokaisen näistä biteistä, jotka voivat olla esimerkiksi ASCII-koodin, lähettää erilainen johdin, jolla on silloin yhtä monta johdinta kuin bittiä lähetetään samanaikaisesti. Näiden lisäksi on myös muita lisäjohtimia ajoitusta, maata ja muita signaaleja varten.

Rinnakkaisportit ovat esimerkiksi Centronics-tyyppi tulostimille, PATA-väylä (IDE) kiintolevyille ja SCSI-väylä myös kiintolevyille. Niissä kuuma yhteys ei ole sallittu, eikä myöskään kytketyn oheislaitteen virta ole mahdollista. Ne tukevat paljon vähemmän samaan väylään kytkettyjä oheislaitteita, ja ovat tällä hetkellä pääosin vanhentuneita.

Päätelmät ja kiinnostavat yhteydet

Sarjaportti RS-232-standardissaan ja uudemmissa versioissa on jätetty vain puhtaasti teollisuuskäyttöön ja satunnaiseen käyttöön kuluttajalaskentalaitteiden kanssa. Portti, joka epäilemättä merkitsi ennen ja jälkeen laitteiden ja oheislaitteiden yhteyksissä, etenkin verkoissa modeemien laiteohjelmiston päivittämiseksi.

Tällä hetkellä me kaikki käytämme USB: tä sen eri versioissa, koska se on paljon pienempi portti ja paljon nopeampi. Lisäksi se tukee kuumia yhteyksiä (Plug and Play) ja jopa 100 W : n virransyöttöä Thunderbolt 3 -liitännässä, tyypin C USB- liitäntä, joka pystyy saavuttamaan jopa 40 Gbps.

Jos haluat tietää enemmän porteista tai verkoista, jätämme sinulle nämä artikkelit:

Tiesitkö RS-232-portin, oletko koskaan käyttänyt sitä? Jos tiedät lisää sarjasta tai sinulla on kysymyksiä, voit jättää ne kommentteihin.