Seri bağlantı noktası - nedir, ne için ve türleri

Seri port şu anda harici cihazlar ve bilgisayarlar arasındaki ana iletişim biçimlerinden biridir. Masaüstümüzdeki tüm çevre birimlerinin yanı sıra ekipmanlarımızın içinde bulabileceğimiz bir arayüz.

İçindekiler dizini

Seri portun çalışmasını ve şu anda bulduğumuz ana arayüzleri açıklamaya çalışacağız. Ve paralel bağlantı noktası ile farklılıkların ne olduğunu bilmiyorsanız , bunları farklılaştırmak için de zaman harcayacağız.

Seri bağlantı noktası nedir

Klavye faresini veya USB flash sürücüyü bilgisayarınıza bağlayan şu anda masada bulunan kablolara bakarsanız, seri iletişim arabirimlerini göreceksiniz .

Seri bağlantı noktası, bilginin iletkenler tarafından sırayla iletildiği bir dijital veri iletişim arabirimidir. Bu şekilde, bir seri bağlantı noktası tüm bilgileri bir bit arka arkaya gönderirken paralel bir bağlantı noktası aynı anda birkaç bit gönderir. Seri veri arabirimi veya seri bağlantı noktası RS-232 standardı altında çalışır .

Sizce seri port paralel olandan daha yavaş mı? Günümüzde çok daha hızlı seri portlarımız var. Tabii ki, bunlar mutlaka yorumlanan standarda uymaz, ancak yerel seri bağlantı noktasını tamamen geçersiz kılan geliştirilmiş sürümlerdir. Uygulanması en kolay, daha iyi uyumluluk ve sonsuz daha yaygın olmak.

Seri port ve donanım çalışması

Bu bağlantı noktası, alıcıyı sözcüğü (bitleri) almaya hazırlayan bir " başlat " sinyali ile iletimi başlatan bir protokol sayesinde eşzamansız olarak çalışır. Her karakter için bir ASCII kodu olacak olan bu sözcüğü gönderdikten sonra, alıcının sözcüğü kodladıktan sonra dinlenmesi ve bir başkasını almayı beklemesi için bir “ durdurma ” sinyali gönderilir.

Üç tür seri iletişimimiz var:

• Simplex: İletim tek yönlüdür, yani yayın iletişiminde tek bir gönderen ve tek bir alıcı vardır. Dubleks: Her bir uç aynı anda bir verici ve alıcı olabilir, bu nedenle göndermek ve almak için farklı kablolar kullanılır veya karıştırmayı önlemek için farklı frekanslara sahip dalgalar kullanılır. Yarı dubleks: Dubleks iletime benzer, ancak biri diğerini dinlediğinde, örneğin iki walki talki'ye gönderir.

Bu şekilde, bir seri port ile iletişimde, her iki cihazın da bir giriş ve çıkışa sahip olması gerektiğini anlamalıyız , böylece cihazlar DTE (Veri Terminali Ekipmanı) ve DCE (Veri Devresi Sonlandırma Ekipmanı) kategorilerine ayrılır.. Yani DCE modem veya programlanabilir kart iken bir bilgisayar DTE için olacaktır. İki DTE veya iki DCE'yi bağlamak için her iki sinyali çaprazlamak için boş bir köprü kullanılmalıdır.

İletişim arayüzünü yönetmek için bir UART veya USART çipimiz (Evrensel Asenkron Verici ve Alıcı) var. İşlevi, CPU'nun sinyallerini ve voltajlarını iletişim standardına dönüştürmektir. UART 8250 yongası 8 ve 16 bit işlemciler için kullanılırken, UART 16550 IBM bilgisayarların geri kalanı için kullanılır.

RS-232 ve Pinout seri bağlantı noktası

RS-232

Hesaplama tarihinde, en yaygın kullanılan port seri veri ileten porttur. Arayüzü 1962'de EIA / TIA RS-232C standardı, arkadaşlar için RS-232 veya "Önerilen Standart 232" sayesinde standart hale getirildi. Buna karşılık, arayüzün devrelerini ve sinyallerini tanımlayan V.24 önerisi ve elektriksel yönleri tanımlayan V.28 önerisi oluşturuldu.

En yaygın konektör, daha sonra doğrudan RS-232 adı verilen DB-9 ile basitleştirilen DB-25 idi. Bu konektörü D-Sub olarak adlandırılmasına rağmen, aynı addaki paralel bağlantı noktası ile karıştırmamak önemlidir. Çift yönlü bağlantısı olan bilgisayarlar ve harici aygıtlar arasındaki bağlantılarda kullanımına odaklanmış (ve odaklanmıştır). Örneğin, bir modem, anahtarlar ve programlanabilir kartlar, robotlar ve dijital çamaşır makineleri gibi diğer genel tüketici ürünleri gibi diğer endüstriyel otomasyon iletişim cihazları.

Ardından, RS-232 portunun DB-9 ve DB-25 versiyonunda pin konfigürasyonunu göreceğiz. Her iki durumda da aynı sayıda yararlı iğneye sahibiz.

Seri portun güncel kullanımları

Mevcut masaüstü bilgisayarlarımızda artık RS-232 portu yok, çünkü USB en güncel arayüz ve her türlü elektronik PCB ile pratik olarak uyumlu. Ancak kendimizi programlamaya adadığımızda bu PCI seri bağlantı noktasını bir genişletme kartıyla bulabiliriz. Ayrıca birçok RS-232 - USB adaptörü var.

Bunlar günümüzde DB-9 veya RS-232 portunun temel kullanımlarıdır

• Modemler, anahtarlar, yönlendiriciler, uydu telefonları veya yük dengeleyiciler: eski ağ ekipmanının mikro kodunu değiştirmek için kullanıcı tarafından yönetilemeyen bu tür bağlantı noktalarını veya başlıkları hala dahili veya harici buluyoruz. Kızılötesi barkod okuyucular: ve diğer eski süpermarket ekipmanları. Programlanabilir kartlar, elektriksel ölçüm cihazları ve yazılım yıkayıcılar. Yazıcılar: USB arabirimi veya paralel konektör kullanmayan eski yazıcılar, genellikle bellenimlerini güncellemek için USB'si olmayan bilgisayarlar.

Her şeyden önce, teknik bilgiye sahip kullanıcılar tarafından kullanımın beklendiği endüstriyel ve ağ cihazları hakkında konuşuyoruz.

Seri bağlantı noktası hızı (RS-232)

Seri bağlantı noktasının mevcut sürümlerine bakmadan önce, donanım ve çevresel güncellemelerden sonra bunun ulaştığı hızlar hakkında biraz bilgi sahibi olmak gerekir:

Bu hızlar, saniye başına bit veya baud, modemlerde yaygın bir ölçü olarak ölçülür ve şu anda USB olarak sahip olduğumuz seri bağlantı noktalarına kıyasla oldukça düşüktür. Ayrıca bant genişliği ve çevre birimine bağlantı açısından yazılım tarafından doğrudan yönetiliyor.

Seri portun günümüze ve ana arayüzlere evrimi

Bugün en çok kullanılan seri portlar hakkında daha fazla bilgi edinmek için RS-232 portunu geride bırakıyoruz. Hepsi, kendi denetleyicileri tarafından otomatik ve bağımsız olarak yönetilen RS-232 koşullarında değil , kendi standartları altında çalışır.

PS / 2

Bu bağlantı noktası ilk olarak 1987'de IBM PC'lerde uygulandı ve bugün bile mevcut kartlarda buluyoruz. Fonksiyonu, bağımsız bir arayüzdeki fareleri veya klavyeleri USB'ye bağlamaktır. Toplam 6 pimi daireseldir ve işletim sisteminde COM portu olarak bulabiliriz.

Çift yönlü bir arabirimdir ve RS-232 portlu eski kartlarda bu port ile kesinti paylaşmıştır. Ayrıca, çalışırken değiştirmeye izin vermez, bu nedenle yüklü çevre birimini yeniden algılamak için bilgisayarın yeniden başlatılması gerekir.

USB (Evrensel Seri Veri Yolu)

Bugün USB bağlantı noktasını kim bilmiyor? Makalenin tamamını bu arayüze ayırabiliriz ve bitiremezdik. Günümüzde her türlü çevre birimini bilgisayara bağlamak için en yaygın kullanılan seri bağlantı noktasıdır.

Arayüzü, biri 5V'de voltaj sağlayan 4 iletken ile yeterlidir , ikisi veri yükleme ve indirme ile sorumludur ve sonuncusu toprak bağlantısıdır. Mikro USB gibi diğer sürümlerde ise Micro-A ve Micro-B'den ayırmak için 5. pin bulunur. Ayrıca daha sonraki sürümlerde USB 3.0 ve sonraki sürümler daha fazla bant genişliği sağlamak için pinout'larını artırır.

Bunlar şu anda 1.0 ve 1.1 sürümlerini geride bıraktığımız sürümler ve hızlardır:

• USB 2.0: 5V güç kaynağı kapasitesiyle 480 Mbps (60 MB / s) teorik hız. USB 3.0: Hızı 5 Gbps'ye (600 MB / s) kadar artırır ve USB 3.1 Gen1 veya USB 3.2 Gen1 olarak da adlandırılır. USB 3.1: Şu anda USB 3.1 Gen2 veya USB 3.2 Gen2 olarak adlandırılsa da, 2019'da bu şekilde kuruldu. Hızını 10 Gbps'ye (1, 2 GB / s) yükseltir USB 3.2: Hızı 20 Gbps'ye (2, 4 GB / s) ve USB 3.2 Gen2x2 adıyla bulacağız. Bu bağlantı noktası 2019'un sonlarında yeni Intel ve AMD kartlarında uygulandı.

Ve 2014'ten beri iki sıra halinde 24 kontağı tamamen tersine çevrilebilir şekilde düzenleyen USB C Tipi bağlantı noktasını sunuyoruz. Bu tip konektör, Akıllı Telefon veya çevre birimleri gibi taşınabilir cihazlar için yaygın olarak kullanılır. Şu anda USB-C tipi 3.2 Gen1, 3.2 Gen2 ve 3.2 Gen2x2 bulabiliriz. Ayrıca, 100W'a kadar yük ile DisplayPort 1.4 ve Thunderbolt 3 bağlantısını uygulayabilir.

Firewire

IEEE 1394 standardı olarak da bilinen bu arayüz, bu seri arayüzü performansın çok gerisinde bırakarak, arayüzün kendisi de bu alanda genişlemeden önce USB'nin Amerikan versiyonudur.

USB'ye benzer bir konektördür, ancak sivri bir köşesi vardır ve versiyona bağlı olarak 4, 6, 9 ve 12 pime kadar . Şu anda tamamen USB 2.0 ile değiştirildi.

Firewire'ın bant genişliklerine göre 4 sürümü vardır.

• Firewire 400: 50 MB / s hızında çalışır Firewire 800: 100 MB / s'ye ulaşır Firewire s1600: 200 MB / s hız Firewire s3200: en son sürüm 400 MB / s hızında çalışır

Video bağlantı noktaları

Video bağlantı noktaları seri veri yolu altında da çalışır; bunlar VGA olarak da bilinen D-Sub, farklı sürümlerinde DVI ve en güncel arabirimler olarak HDMI ve DisplayPort bağlantı noktalarıdır ve USB Type- altında Thunderbolt ile birlikte kullanılır. C.

En hızlısı HDMI bağlantı noktası ve DisplayPort olacaktır. İlk durumda , 14.4 Gbps bant genişliğine sahip 2.0b sürümündeyiz ve yakında 120 Hz'de 8K'ya kadar çözünürlükleri destekleyen 42.6 Gbps'ye yükselen 2.1 sürümüne gideceğiz. DisplayPort, 1.4 Hz'i 60 Hz'de 8K çözünürlükleri destekleyen 49.65 Gbps'de çalıştırıyor.

SATA ve PCIe arayüzü

Ve son olarak bilgisayarımızın en önemli arayüzleri: sabit sürücüler için SATA (Seri Gelişmiş Teknoloji Bağlantısı) ve dahili bileşen iletişimi için PCIe veya PCI-E (Çevresel Bileşen Bağlantısı - Express).

SATA, genel tüketim bilgisayarlarındaki depolama aygıtlarının bağlantıları için PATA'nın yerini alan arabirimdir. SATA III sürümündeki maksimum bant genişliği yaklaşık 600 MB / s olan 6 Gbps'dir. IDE'den çok daha küçük bir konektör kullanır ve arabirim başına tek bir cihaz bağlantısına sahiptir ve ayrıca sıcak takmaya izin verir. AHCI (Gelişmiş Ana Bilgisayar Denetleyici Arabirimi) protokolünü kullanarak çalışır ve katı hal sürücüleri için M.2 arabirimlerinde de kullanılabilir.

PCI-Express, yüksek hızlı bileşenleri doğrudan anakartta takılı yuvalara bağlamamıza izin veren en üst düzey kart dahili seri veri yoludur. Bu genişletme kartlarını arayacağız. Şu anda, veri şeritlerinin her birinin aynı anda karşıya yükleme ve indirme sırasında 2000 MB / s (16 Gbps) bant genişliğine sahip olduğu 4.0 sürümünde PCI-Express bulunan panoları buluyoruz, bu da bağlantı noktalarına kıyasla gerçek bir barbarlık dış. NVMe SSD'leri, grafik kartlarını, ağ kartlarını vb. Bağlarlar. Ek olarak, kuzey köprüsü veya yonga seti CPU ile bu tip bir veri yolu ile iletişim kurar.

Seri port ile paralel port arasındaki farklar

Seri port ile paralel port arasındaki ana veya ana farkı henüz görmedik . Paralel bir bağlantı noktası bilgi bitlerini aynı anda ve paketler halinde gönderdiği için bu işlemde yatar. Örneğin bir ASCII kodu olabilecek bu bitlerin her biri farklı bir iletken tarafından gönderilir ve daha sonra aynı anda bit kadar iletkeni gönderir. Bunlara ek olarak , zamanlama, topraklama ve diğer sinyaller için başka ekstra iletkenler de olacaktır.

Paralel bağlantı noktaları, örneğin yazıcılar için Centronics türü, sabit sürücüler için PATA veri yolu (IDE) ve sabit sürücüler için SCSI veri yoludur. Onlarda, sıcak bağlantıya veya bağlı çevre biriminin gücüne izin verilmez. Aynı veri yoluna bağlı çok daha az çevre birimini destekler ve şu anda büyük ölçüde kullanımdan kaldırılmıştır.

Sonuçlar ve ilgi alanları

RS-232 standardındaki seri port ve daha sonraki versiyonlar sadece tüketici bilgi işlem ekipmanlarıyla tamamen endüstriyel ve düzensiz kullanım için bırakılmıştır. Kuşkusuz, özellikle modemlerin ürün yazılımını güncellemek için ağlarda, ekipman ve çevre birimleri bağlantılarında önce ve sonra işaretlenen bir bağlantı noktası.

Şu anda hepimiz farklı versiyonlarında USB kullanıyoruz çünkü çok daha küçük bir port ve çok daha yüksek bir hız. Ayrıca, 40 Gbps'ye kadar erişebilen USB C Tipi altında Thunderbolt 3 arayüzünde sıcak bağlantıları (Tak ve Çalıştır) ve hatta 100W'a kadar güç kaynağını destekler.

Bağlantı noktaları veya ağlar hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız, sizi şu makalelerle birlikte bırakıyoruz:

RS-232 portunu biliyor muydunuz, hiç kullandınız mı? Daha fazla dizi yayını biliyorsanız veya herhangi bir sorunuz varsa, bunları yorumlarda bırakabilirsiniz.