Sériová komunikace
Sériová komunikace nebo sériový přenos je v telekomunikacích a informatice proces přenosu dat postupně po jednotlivých bitech (tj. sekvenčně) pomocí komunikačního kanálu nebo sběrnice. Je v přímém protikladu s paralelní komunikací, kde je několik bitů posíláno najednou (linkou obsahující několik paralelních přenosových kanálů).
Sériová komunikace se používá na dálkových linkách a většině počítačových sítí, kde činí cena kabelu a synchronizační potíže paralelní komunikaci nepraktickou. Na krátké vzdálenosti se sériová komunikace v počítačových sběrnicích v poslední době prosazuje čím dál více, protože odstraňuje problémy, na které narazila paralelní komunikace (parazitní kapacity, přeslechy, problém synchronizace hodin mezi vodiči – anglicky clock skew) a vyplatí se složitější zařízení (serializer a deserializer, tzv. SerDes). Vylepšená technologie učinila sériovou komunikaci konkurenceschopnou (například přechod od PCI sběrnice na PCI-Express).
Dálnopis
Standardní dálnopis se vyvinul do automatického telegrafního systému nazývaného Telex. Původně byl rotační mechanický komutátor (rotační přepínač) spouštěn „start bitem“. Komutátor distribuoval ostatní bity skupině elektromagnetických relé, které pomocí cívek mechanicky text vytiskly na papír. Směrování bylo automatizováno pomocí rotačního elektromechanického systému, který byl použit ve starých telefonních systémech. Do počítačů byl později tento sériový komunikační systém adaptován pomocí vstupně-výstupních zařízení nazývaných sériový port s čipy USART.
Vývoj telekomunikačních zařízení měl hluboký vliv na evoluci software a operačních systémů, které dodnes obvykle data zpracovávají jako sekvenci znaků.
Sériová sběrnice
Sériová sběrnice používá pro přenos dat a řízení sběrnice jeden vodič (resp. dvojici signál-nulový vodič) nebo více vodičů. Po fyzikální stránce se datová informace přenáší buď pomocí změny elektrického napětí nebo změny elektrického proudu. Realizace pomocí změny napětí je jednodušší, pomocí změny proudu je složitější, ale má větší odolnost proti elektromagnetickému rušení. Data jsou většinou přenášena v sériové posloupnosti pomocí jednoho signálu. Řízení sběrnice, je buď realizováno pomocí samostatných signálových vodičů, nebo je společně s daty přenášeno pomocí jednoho signálu.
Jaký je formát přenášených dat, časování přenosu, řízení přenosu atd. popisuje protokol sběrnice. Standard sběrnice popisuje také elektrické a mechanické parametry sběrnice.
Rozdělení sériových sběrnic podle implementace
- napětím řízené
- napětí vůči společnému bodu (signálová zem)
- diferenciální (rozdíl napětí na dvou vodičích)
- proudem řízené
- směr toku proudu (dva stavy)
- dvouvodičové (signál-zem nebo diferenciální)
- vícevodičové (většinou oddělené řízení a data)
Příklady sériové komunikace
- Morseova abeceda – telegrafie
- RS-232 – vícesignálová sériová napětím řízená sběrnice pro propojení dvou zařízení, existují i různé nestandardní verze pro připojení více zařízení na společnou sběrnici (nízkorychlostní, klasický sériový port)
- SPI
- RS-422
- RS-485 – vícesignálová sériová diferenciální řízená sběrnice pro propojení dvou a více zařízení (průmyslová sběrnice)
- I²C – jednosignálová sériová sběrnice pro připojení více zařízení k hostitelskému zařízení, interní použití v různých přístrojích (domácí elektronika)
- MIDI – ovládání elektronických hudebních nástrojů
- DMX512 – ovládání divadelních světel
- USB – jednosignálová sériová diferenciální sběrnice pro připojení více zařízení k hostitelskému zařízení (poskytuje i napájení drobných periférií, střední rychlost)
- FireWire – jednosignálová sériová diferenciální sběrnice pro připojení více zařízení k hostitelskému zařízení
- PCI-Express – interní diferenciální sběrnice (nástupce paralelní sběrnice PCI), data může přenášet naráz po více párech vodičů (1x, 2x, 4x, 16x…)
- InfiniBand – vysokorychlostní, podobná PCI
- Serial Attached SCSI
- Serial ATA
- Fibre Channel – vysokorychlostní připojení úložného prostoru k počítačům
- Ethernet
- SONET a SDH – vysokorychlostní telekomunikační linky přes optická vlákna
- T1, E1 a varianty – vysokorychlostní telekomunikační linky přes kabely tvořené kroucenými dvoulinkami
- EIB/KNX – sériová sběrnice pro komunikaci mezi prvky elektroinstalace inteligentní budovy (poskytuje i napájení prvků)
- CAN-BUS – sériová diferenciální sběrnice do 500kbit/s (CAN=car area network), 120 Ohm terminace na obou koncích, kroucená dvojlinka, budič napájen 5V.
- LIN - pomalá sériová jednodrátová sběrnice. Budič má 12V napájení, čemuž odpovídá výstupní signál.
Související články
Externí odkazy
- Jiří Peterka: Synchronní, asynchronní a arytmický přenos
V tomto článku byl použit překlad textu z článku Serial communications na anglické Wikipedii.
