Transmisja szeregowa a równoległa
Podstawową różnicą między transmisją szeregową a równoległą jest sposób przesyłania danych. W transmisji szeregowej jest to sekwencyjna, podczas gdy w transmisji równoległej jest symultaniczna. W świecie komputerów dane są przesyłane cyfrowo za pomocą bitów. W transmisji szeregowej dane są przesyłane sekwencyjnie, gdzie jeden bit po drugim jest przesyłany pojedynczym przewodem. W transmisji równoległej dane są przesyłane równolegle, gdzie kilka bitów jest jednocześnie przesyłanych wieloma przewodami. Z różnych powodów, które omówimy poniżej, transmisja szeregowa ma więcej zalet niż transmisja równoległa i dlatego obecnie transmisja szeregowa jest stosowana w większości używanych interfejsów, takich jak USB, SATA i PCI Express.
Co to jest transmisja szeregowa?
Transmisja szeregowa odnosi się do transmisji jednego bitu na raz, gdzie transmisja jest sekwencyjna. Załóżmy, że mamy bajt danych „10101010” do przesłania kanałem transmisji szeregowej. Wysyła bit po bicie jeden po drugim. Najpierw wysyłane jest „1”, potem „0”, znowu „1” i tak dalej. Tak więc zasadniczo do transmisji potrzebna jest tylko jedna linia danych/przewód, co jest zaletą, gdy weźmie się pod uwagę koszty. Obecnie wiele technologii transmisji wykorzystuje transmisję szeregową, ponieważ ma ona kilka zalet. Ważną zaletą jest fakt, że ponieważ nie ma bitów równoległych, nie ma potrzeby synchronizacji. W takim przypadku prędkość zegara można zwiększyć do bardzo wysokiego poziomu, dzięki czemu można osiągnąć dużą szybkość transmisji. Z tego samego powodu można bez problemu korzystać z transmisji szeregowej na duże odległości. Ponadto, ponieważ w pobliżu nie ma linii równoległych, na sygnał nie mają wpływu zjawiska takie jak cross talk i zakłócenia z sąsiednich linii, jak to ma miejsce w przypadku transmisji równoległej.
Kabel do transmisji szeregowej
Pojęcie transmisji szeregowej jest bardzo związane z RS-232, który jest standardem komunikacji szeregowej wprowadzonym dawno temu w komputerach IBM PC. Wykorzystuje transmisję szeregową i jest również znany jako port szeregowy. USB (Universal Serial Bus), który jest obecnie najczęściej używanym interfejsem w przemyśle komputerowym, jest również szeregowy. Ethernet, którego używamy do łączenia sieci, również podąża za komunikacją szeregową. SATA (Serial Advanced Technology Attachment), który służy do mocowania dysków twardych i czytników dysków optycznych, jest również szeregowy, jak sama nazwa wskazuje. Inne dobrze znane technologie transmisji szeregowej to Fire wire, RS-485, I2C, SPI (Serial Peripheral Interface), MIDI (Musical Instrument Digital Interface). Co więcej, PS/2, który służył do podłączania myszy i klawiatur, również był szeregowy. Co najważniejsze, PCI Express, który służy do łączenia nowoczesnych kart graficznych z komputerem, również obsługuje transmisję szeregową.
Co to jest transmisja równoległa?
Transmisja równoległa odnosi się do jednoczesnej transmisji równoległych bitów danych. Powiedzmy, że mamy równoległy system transmisji, który wysyła 8 bitów na raz. Powinien składać się z 8 oddzielnych linii/przewodów. Wyobraź sobie, że chcemy przesłać bajt danych „10101010” przez transmisję równoległą. Tutaj pierwsza linia wysyła „1”, druga linia wysyła „0” i tak dalej jednocześnie. Każda linia wysyła odpowiadający jej bit w tym samym czasie. Wadą jest to, że powinno być wiele przewodów, a zatem koszt jest wysoki. Ponadto, ponieważ powinno być więcej pinów, porty i gniazda stają się większe, co nie nadaje się do małych urządzeń wbudowanych. Mówiąc o transmisji równoległej, pierwszą rzeczą, która przychodzi na myśl, jest to, że transmisja równoległa powinna być szybsza, ponieważ kilka bitów jest przesyłanych jednocześnie. Teoretycznie tak musi być, ale ze względów praktycznych transmisja równoległa jest jeszcze wolniejsza niż transmisja szeregowa. Powodem jest to, że wszystkie równoległe bity danych muszą zostać odebrane po stronie odbiorcy przed wysłaniem następnego zestawu danych. Jednak sygnał na różnych przewodach może trwać w różnym czasie, a zatem wszystkie bity nie są odbierane w tym samym czasie, dlatego do synchronizacji powinien być okres oczekiwania. Z tego powodu szybkość zegara nie może być zwiększona tak wysoko, jak w transmisji szeregowej, a co za tym idzie szybkość transmisji równoległej jest wolniejsza. Inną wadą transmisji równoległej jest to, że sąsiednie przewody powodują problemy, takie jak przesłuchy i wzajemne zakłócenia, degradujące sygnały. Z tych powodów transmisja równoległa jest używana na krótkich dystansach.
IEEE 1284
Najbardziej znaną transmisją równoległą jest port drukarki, znany również jako IEEE 1284. Jest to port znany również jako port równoległy. To było używane w drukarkach, ale dziś nie jest szeroko stosowane. W przeszłości dyski twarde i czytniki dysków optycznych były podłączane do komputera za pomocą PATA (Parallel Advanced Technology Attachment). Jak wiemy, porty te nie są już używane, ponieważ zostały zastąpione technologiami transmisji szeregowej. SCSI (Small Computer System Interface) i GPIB (General Purpose Interface Bus) są również godnymi uwagi interfejsami używanymi w przemyśle, które wykorzystują transmisję równoległą.
Jednakże bardzo ważne jest, aby wiedzieć, że najszybsza magistrala w komputerze, czyli magistrala FSB łącząca procesor i pamięć RAM, jest transmisją równoległą.
Jaka jest różnica między transmisją szeregową a równoległą?
• W transmisji szeregowej dane są przesyłane jeden bit po drugim. Transmisja jest sekwencyjna. W transmisji równoległej kilka bitów jest przesyłanych w tym samym czasie, a zatem jest to symultaniczne.
• Transmisja szeregowa wymaga tylko jednego przewodu, ale transmisja równoległa wymaga kilku przewodów.
• Rozmiary szyn szeregowych są zazwyczaj mniejsze niż szyn równoległych, ponieważ liczba styków jest mniejsza.
• Szeregowe linie transmisyjne nie są narażone na zakłócenia i problemy z rozmową, ponieważ nie ma pobliskich linii, ale transmisja równoległa napotyka takie problemy ze względu na sąsiednie linie.
• Transmisja szeregowa może być szybsza poprzez zwiększenie częstotliwości taktowania do bardzo wysokich wartości. Jednak w transmisji równoległej, w celu zsynchronizowania pełnego odbioru wszystkich bitów, częstotliwość zegara musi być wolniejsza, a zatem transmisja równoległa jest generalnie wolniejsza niż transmisja szeregowa.
• Szeregowe linie transmisyjne mogą przesyłać dane na bardzo duże odległości, podczas gdy w transmisji równoległej tak nie jest.
• Obecnie najczęściej stosowaną techniką transmisji jest transmisja szeregowa.
Podsumowanie:
Transmisja równoległa a szeregowa
Dziś transmisja szeregowa jest wykorzystywana w przemyśle komputerowym znacznie częściej niż transmisja równoległa. Powodem jest to, że transmisja szeregowa może nadawać na duże odległości, z bardzo większą szybkością przy bardzo niskich kosztach. Ważną różnicą jest to, że transmisja szeregowa polega na wysyłaniu tylko jednego bitu na raz, podczas gdy transmisja równoległa polega na wysyłaniu kilku bitów jednocześnie. Transmisja szeregowa wymaga zatem tylko jednego przewodu, podczas gdy transmisja równoległa wymaga wielu linii. USB, Ethernet, SATA, PCI Express to przykłady wykorzystania transmisji szeregowej. Transmisja równoległa nie jest obecnie powszechnie stosowana, ale była używana w przeszłości w porcie drukarki i PATA.
