串列

串列

在遠程通信和計算機科學中,串列通信(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。與之對應的是并行通信,它在串列埠上通過一次同時傳輸若干位元數據的方式進行通信。串列通信被用於長距離通信以及大多數計算機網路,在這些應用場合里,電纜和同步化使并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,串列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并行匯流排不需要串列化元件(serializer),並解決了諸如時鐘偏移(Clock skew)、互聯密度(interconnect density)等缺點。PCI到PCI Express的升級就一個例子。

匯流排


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,使用串列匯流排來傳輸數據。這樣的低價串列匯流排的例子有序列周邊介面(Serial Peripheral Interface Bus,SPI)、I²C、UNI/O、1-Wire等。

比較


在計算機之間、計算機內部各部分之間,通信可以以串列和并行的方式進行。一個并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;而串列在同一時間內只連接傳輸一個數據流。
雖然串列連接單個時鐘周期能夠傳輸的數據比并行數據更少,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,串列通信可以比并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列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);
•串列連接所需的物理介質,例如電纜和光纖,少於并行通信,從而減少佔用空間的體積;
•串擾的問題可以得到大幅度緩解。
在許多情況里,串列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列通信介面來減少引腳數量,從而節約成本。

例子


摩爾斯電碼(用於電報)
•RS-232(低速,用於串列介面)
•RS-422
•RS-423
•RS-485
•I²C
•SPI
 ARINC818Avionics數字視頻匯流排
•通用串列匯流排(中速,用於連接計算機和多種外部設備)
•乙太網
•纖維管路(高速,用於連接計算機和大容量存儲器)
•InfiniBand(超高速,在規模上類似於PCI介面)
•MIDI數字樂器控制
•DMX512舞檯燈光控制
•SDI-12工業感測器協議
•串列SCSI
•SATA
•SpaceWire航天器通信網路
•HyperTransport
•PCI Express
•同步光網路(光纖高速傳輸)
•T-1和E-1變體(通過銅線對的高速通信)
•MIL-STD-1553A/B