Seriālais ports - kas tas ir, kam tas paredzēts un veidi

Sērijas ports pašlaik ir viens no galvenajiem sakaru veidiem starp ārējām ierīcēm un datoru. Saskarne, kuru mēs varam atrast absolūti visās perifērijas ierīcēs, kuras mums ir uz darbvirsmas, kā arī mūsu aprīkojumā.

Satura rādītājs

Mēs centīsimies izskaidrot seriālā porta darbību, kā arī galvenās saskarnes, kuras mēs šobrīd atrodam. Un, ja jūs nezināt, kādas ir atšķirības no paralēlā porta, mēs pavadīsim laiku arī to atšķiršanai.

Kas ir seriālais ports

Apskatot kabeļus, kas šobrīd atrodas uz rakstāmgalda, kas savieno tastatūras peli vai USB zibatmiņu ar datoru, jūs redzēsit seriālo sakaru saskarnes.

Sērijas ports ir digitāls datu komunikācijas interfeiss , kurā vadītāji informāciju secīgi pārraida pa vienam. Tādā veidā seriālajam portam būtu jāsūta visa informācija vienā bītā pēc otra, savukārt paralēlajā ostā vienlaikus tiktu nosūtīti vairāki biti. Sērijas datu interfeiss vai seriālais ports darbojas saskaņā ar RS-232 standartu.

Tātad, jūsuprāt, seriālais ports ir lēnāks nekā paralēlais? Nu mūsdienās mums ir daudz ātrāki seriālie porti. Lai gan, protams, tie ne vienmēr atbilst komentētajam standartam, bet ir uzlabotas versijas, kas pilnībā padara dabisko seriālo portu novecojušu. Tas ir visvieglāk īstenojamais, ar labāku savietojamību un bezgalīgi plaši izplatīts.

Seriālā porta un aparatūras darbība

Šis ports darbojas asinhroni, pateicoties protokolam, kurš sāk pārraidi ar " sākuma " signālu, kas sagatavo uztvērēju vārda (bitu) saņemšanai. Pēc šī vārda nosūtīšanas, kas būs ASCII kods katrai rakstzīmei, tiek nosūtīts “ apstāšanās ” signāls, lai uztvērējs atpūstos pēc vārda kodēšanas un gaidītu, lai saņemtu citu.

Mums ir trīs seriālo komunikāciju veidi:

• Vienkāršā: pārraide ir vienvirziena, tas ir, apraides sakaros, piemēram, ir viens sūtītājs un viens saņēmējs. Divpusējs: katrs gals var vienlaikus būt gan raidītājs, gan uztvērējs, tāpēc sūtīšanai un saņemšanai tiek izmantoti dažādi kabeļi, vai arī tiek izmantoti viļņi ar dažādām frekvencēm, lai izvairītos no sajaukšanās. Pusduplekss: tas ir līdzīgs dupleksai pārraidei, bet, pārraidot otru, piemēram, klausās divas Walki runas.

Šādā veidā mums ir jāsaprot, ka saziņā ar seriālo portu abām ierīcēm jābūt ieejai un izvadei, tāpēc ierīces ir sadalītas DTE (datu termināla aprīkojums) un DCE (datu ķēdes pārtraukšanas aprīkojums) kategorijās.. Tātad dators būtu paredzēts DTE, savukārt DCE būtu modems vai programmējama karte. Lai savienotu divus DTE vai divus DCE, abu signālu šķērsošanai jāizmanto nulles tilts.

Komunikācijas saskarnes pārvaldīšanai mums ir UART vai USART mikroshēma (universālais asinhronais raidītājs un uztvērējs). Tās funkcija ir pārveidot centrālā procesora signālus un spriegumus sakaru standartā. Mikroshēma UART 8250 tiek izmantota 8 un 16 bitu procesoriem, savukārt UART 16550 - pārējiem no IBM datoriem.

RS-232 un Pinout seriālais ports

RS-232

Datoru vēsturē visplašāk izmantotais ports ir tas, kas pārraida sērijveida datus. Tās saskarne tika standartizēta 1962. gadā, pateicoties EIA / TIA RS-232C standartam, draugiem, RS-232 vai "Ieteicamajam standartam 232". Savukārt tika izveidots ieteikums V.24, kas nosaka saskarnes shēmas un signālus, un ieteikums V.28, kas nosaka elektriskos aspektus.

Visizplatītākais savienotājs bija DB-25, vēlāk vienkāršots uz DB-9, tieši saukts par RS-232. Ir svarīgi nejaukt šo savienotāju ar tāda paša nosaukuma paralēlo portu, lai gan to sauc par D-Sub. Tā tika (un ir) koncentrēta uz tās izmantošanu savienojumos starp datoriem un ārējām ierīcēm ar dupleksajiem savienojumiem. Piemēram, modems, slēdži un citas rūpnieciskās automatizācijas sakaru ierīces, piemēram, programmējami dēļi, roboti un citi vispārēja patēriņa produkti, piemēram, digitālās veļas mašīnas.

Tālāk mēs redzēsim RS-232 piespraudes konfigurāciju tā versijās DB-9 un DB-25. Abos gadījumos mums ir vienāds skaits noderīgu tapu.

Pašreizējais seriālā porta lietojums

Mūsdienu galddatoros RS-232 ports vairs nav ieviests, jo USB ir visjaunākais interfeiss un ir praktiski savietojams ar visu veidu elektroniskajiem PCB. Bet mēs joprojām varam atrast šo PCI seriālo portu, izmantojot paplašināšanas karti, ja mēs veltām sevi programmēšanai. Ir arī daudz RS-232 līdz USB adapteru.

Šie ir galvenie DB-9 vai RS-232 porta lietojumi mūsdienās

• Modemi, slēdži, maršrutētāji, satelīta telefoni vai kravas līdzsvarotāji: mēs joprojām atrodam šāda veida portus vai galvenes iekšēji vai ārēji, lai modificētu vecāka tīkla aprīkojuma mikrokodus, un tie nav lietotājiem pārvaldāmi. Infrasarkano svītrkodu lasītāji: un citas salīdzinoši vecas lielveikalu iekārtas. Programmējamās plates, elektriskās mērīšanas iekārtas un programmatūras skruberi. Printeri: vecāki printeri, kas neizmanto USB saskarni vai paralēlu savienotāju, parasti datori, kuriem nav USB, lai atjauninātu savu programmaparatūru.

Pirmām kārtām mēs runājam par rūpnieciskām un tīkla ierīcēm, kuru izmantošanu sagaida lietotāji ar tehniskām zināšanām.

Sērijas pieslēgvietas ātrums (RS-232)

Pirms aplūkot seriālā porta pašreizējās versijas, ir vērts mazliet uzzināt par ātrumiem, kas sasniegti pēc aparatūras un perifērijas atjauninājumiem:

Šie ātrumi tiek mērīti bitos sekundē vai baudā, kas ir izplatīts mēms modemos, un ir diezgan mazs, salīdzinot ar seriālajiem portiem, kas mums šobrīd ir kā USB. Programmatūra to arī tieši pārvalda, ņemot vērā joslas platumu un savienojumu ar perifērijas ierīcēm.

Sērijas porta evolūcija uz pašreizējo laiku un galvenajām saskarnēm

Mēs atstājam RS-232 portu aiz muguras, lai uzzinātu vairāk par mūsdienās visvairāk izmantotajiem seriālajiem portiem. Visi no tiem darbojas saskaņā ar savu standartu, nevis RS-232 nosacījumiem, tos automātiski un autonomi pārvalda pats kontrolieris.

PS / 2

Pirmoreiz šis ports tika instalēts IBM personālajos datoros 1987. gadā, un pat šodien mēs to atrodam uz pašreizējiem dēļiem. Tās funkcija ir savienot peles vai klaviatūras neatkarīgā interfeisā ar USB. Tam ir pavisam 6 tapas, kas ir apļveida, un operētājsistēmā to varam atrast kā COM portu.

Tas ir divvirzienu interfeiss, un vecajos dēļos ar RS-232 pieslēgvietu tas dalījās ar pārtraukumiem šajā ostā. Turklāt tas nepieļauj karstu maiņu, tāpēc dators būtu jārestartē, lai atkal noteiktu instalēto perifērisko ierīci.

USB (universālā seriālā kopne)

Kurš šodien nezina USB portu? Šai saskarnei mēs varētu veltīt visu rakstu, un mēs to nepabeigtu. Tas ir šodien visplašāk izmantotais seriālais ports, lai visu datoru perifērijas ierīces savienotu ar datoru.

Tās saskarnei pietiek ar 4 vadītājiem, no kuriem viens piegādā 5 V spriegumu, divi no tiem ir atbildīgi par datu augšupielādi un lejupielādi, un pēdējais ir zemes savienojums. Kamēr citām versijām, piemēram, micro USB, ir piektā tapa, lai to atšķirtu no Micro-A un Micro-B. Arī jaunākās versijas USB 3.0 un jaunākas versijas palielina to izvietojumu, lai nodrošinātu lielāku joslas platumu.

Šīs ir versijas un ātrums, kas mums šobrīd ļauj atstāt versiju 1.0 un 1.1:

• USB 2.0: teorētiskais ātrums 480 Mb / s (60 MB / s) ar barošanas jaudu 5 V. USB 3.0: palielina ātrumu līdz 5 Gbps (600 MB / s), un to sauc arī par USB 3.1 Gen1 vai USB 3.2 Gen1. USB 3.1: Lai arī šobrīd to sauc par USB 3.1 Gen2 vai USB 3.2 Gen2, tas ir izveidots 2019. gadā. Tas palielina ātrumu līdz 10 Gbps (1, 2 GB / s) USB 3.2: Tas palielina ātrumu līdz 20 Gbps (2, 4 GB / s), un mēs to atradīsim ar nosaukumu USB 3.2 Gen2x2. Šī osta tika ieviesta 2019. gada beigās uz jaunajām Intel un AMD plāksnēm.

Kopš 2014. gada mums ir pieejams USB Type-C ports, kurā ir 24 kontakti, kas sakārtoti divās rindās, lai tie būtu pilnībā atgriezeniski. Šāda veida savienotāju plaši izmanto portatīvajām ierīcēm, piemēram, viedtālrunim vai perifērijas ierīcēm. Pašlaik mēs varam atrast USB-C tipa 3.2 Gen1, 3.2 Gen2 un 3.2 Gen2x2. Turklāt tas spēj ieviest DisplayPort 1.4 un Thunderbolt 3 savienojumu ar slodzi līdz 100W.

Firewire

Pazīstams arī kā IEEE 1394 standarts, tā ir USB amerikāņu versija, pirms pati saskarne arī tika paplašināta šajā jomā, atstājot šo seriālo saskarni veiktspējas ziņā tālu prom.

Tas ir savienotājs, kas līdzīgs USB, kaut arī ar smailu stūri un atkarībā no versijas ar 4, 6, 9 un līdz 12 tapām . Pašlaik to pilnībā aizstāj ar USB 2.0 un vēlāk.

Ir 4 Firewire versijas atbilstoši to joslas platumam

• Firewire 400: darbojas ar ātrumu 50 MB / s Firewire 800: sasniedz 100 MB / s Firewire s1600: ātrums 200 MB / s Firewire s3200: jaunākā versija darbojas ar ātrumu 400 MB / s

Video porti

Video porti darbojas arī ar seriālā tipa kopnēm, tie ir D-Sub, kas pazīstams arī kā VGA, DVI dažādās versijās un HDMI un DisplayPort porti kā visjaunākās saskarnes un tiek izmantoti kopā ar Thunderbolt zem USB Type- C.

Ātrākais būs HDMI ports un DisplayPort. Pirmajā gadījumā mums ir versija 2.0b ar joslas platumu 14, 4 Gbps, un drīz mēs pāriesim uz 2.1 versiju, kas palielinās līdz 42, 6 Gbps, atbalstot izšķirtspēju līdz 8K ar frekvenci 120 Hz. Un DisplayPort mums ir operētājsistēmas 1.4 versija ar ātrumu 49.65 Gbps, kas atbalsta 8K izšķirtspēju ar 60 Hz.

SATA un PCIe interfeiss

Visbeidzot, vissvarīgākās mūsu datora saskarnes: SATA (Serial Advanced Technology Attachment) cietajiem diskiem un PCIe vai PCI-E (Peripheral Component Interconnect - Express) komponentu iekšējai komunikācijai.

SATA ir saskarne, kas aizstāja PATA glabāšanas ierīču savienojumiem vispārēja patēriņa datoros. Tās maksimālais joslas platums SATA III versijā ir 6 Gbps, kas ir bijis aptuveni 600 MB / s. Tas izmanto daudz mazāku savienotāju nekā IDE un ar viena interfeisa savienojumu ar ierīci, ļaujot arī karstu pievienošanu. Tas darbojas, izmantojot AHCI (Advanced Host Controller Interface) protokolu, un tas ir pieejams arī M.2 saskarnēs cietvielu diskdziņiem.

PCI-Express ir kvintesenciālā paneļa iekšējā seriālā kopne, kas ļauj savienot ātrgaitas komponentus tieši slotos, kas uzstādīti mātesplatē. Mēs sauksim šīs paplašināšanas kartes. Pašlaik atrodami dēļi ar PCI-Express tā versijā 4.0, kurā katrai datu joslai ir joslas platums 2000 MB / s (16 Gbps) vienlaicīgi gan uz augšu, gan uz leju, reāla barbaritāte salīdzinājumā ar portiem ārējs. Viņi savieno NVMe SSD, grafiskās kartes, tīkla kartes utt. Turklāt ziemeļu tilts vai mikroshēmojums sazinās ar centrālo procesoru ar šāda veida autobusu.

Atšķirības starp seriālo un paralēlo portu

Mums vēl nav jāredz galvenā vai galvenā atšķirība starp seriālo un paralēlo portu. Tas slēpjas tā darbībā, jo paralēlais ports vienlaikus nosūta informācijas bitus pakešu veidā. Katru no šiem bitiem, kas var būt, piemēram, ASCII kods, sūta cits vadītājs, un tajā pašā laikā ir tik daudz vadītāju, cik bitu. Papildus tiem būs arī citi papildu vadītāji laika, zemes un citiem signāliem.

Paralēlie porti ir, piemēram, Centronics tips printeriem, PATA kopne (IDE) cietajiem diskiem un SCSI kopne arī cietajiem diskiem. Tajos nav atļauts karsts savienojums, kā arī pievienotās perifērijas ierīces jauda. Tie atbalsta daudz mazāk perifērisko ierīču, kas savienotas ar to pašu kopni, un šobrīd tās lielākoties ir novecojušas.

Secinājumi un interesējošās saites

Sērijas ports tā RS-232 standartā un jaunākās versijās ir atstāts tikai rūpnieciskai un sporādiskai lietošanai ar patērētāju skaitļošanas iekārtām. Osta, kas, bez šaubām, iezīmēja pirms un pēc aprīkojuma un perifērijas ierīču savienojumos, īpaši tīklos, lai atjauninātu modemu programmaparatūru.

Pašlaik mēs visi izmantojam USB dažādās versijās, jo tas ir daudz mazāks ports un daudz lielāks ātrums. Turklāt tas atbalsta karstos savienojumus (Plug And Play) un pat līdz 100W barošanas avotu Thunderbolt 3 saskarnē ar C tipa USB, kas var sasniegt 40 Gbps.

Ja vēlaties uzzināt vairāk par ostām vai tīkliem, mēs jums piedāvājam šos rakstus:

Vai jūs zinājāt RS-232 pieslēgvietu, vai jūs to kādreiz izmantojāt? Ja zināt vairāk sēriju ziņu vai jums ir kādi jautājumi, varat tos atstāt komentāros.