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1、串行通信與并行通信哪個更好?近兩年,大家聽得最多的一個詞可能就是串行傳輸了。從技術(shù)發(fā)展的情況來看,串行傳輸方式大有徹底取代并行傳輸方式的勢頭,USB取代IEEE1284,SATA取代PATA,PCIExpress取代PCI…… 從原理來看,并行傳輸方式其實(shí)優(yōu)于串行傳輸方式。通俗地講,并行傳輸?shù)耐藩q如一條多車道的寬闊大道,而串行傳輸則是僅能允許一輛汽車通過的鄉(xiāng)間公路。以古老而又典型的標(biāo)準(zhǔn)并行口(StandardParallelPort)和串行口(俗稱COM口)為例,并行接口的位寬為8,數(shù)據(jù)傳輸率高;而串行接口只有1位,數(shù)據(jù)傳輸速度低。在串行口傳送1位的時(shí)間內(nèi),并行
2、口可以傳送一個字節(jié)。當(dāng)并行口完成單詞“advanced”的傳送任務(wù)時(shí),串行口中僅傳送了這個單詞的首字母“a”?! D1:并行接口速度是串行接口的8倍 那么,現(xiàn)在的串行傳輸方式為何會更勝一籌呢?一、并行傳輸技術(shù)遭遇發(fā)展困境 電腦中的總線和接口是主機(jī)與外部設(shè)備間傳送數(shù)據(jù)的“大動脈”,隨著處理器速度的節(jié)節(jié)攀升,總線和接口的數(shù)據(jù)傳輸速度也需要逐步提高,否則就會成為電腦發(fā)展的瓶頸。圖2PC總線的發(fā)展我們先來看看總線的情況。1981年第一臺PC中以ISA總線為標(biāo)志的開放式體系結(jié)構(gòu),使用了ISA總線,數(shù)據(jù)總線為8位,工作頻率為8.33MHz,這在當(dāng)時(shí)卻已經(jīng)算作“先進(jìn)
3、技術(shù)(AdvancedTechnology)”了,所以ISA總線還有另一個名字“AT總線”。到了286時(shí),ISA的位寬提高到了16位,為了保持與8位的ISA兼容,工作頻率仍為8.33MHz。ISA總線雖然只有16MBps的數(shù)據(jù)傳輸率,但直到386時(shí)代,都一直是主板與外部設(shè)備間最快的數(shù)據(jù)通道?! 〉搅?86時(shí)代,同時(shí)出現(xiàn)了PCI和VES8A兩種更快的總線標(biāo)準(zhǔn),它們具有相同的位寬(32位),但PCI總線能夠與處理器異步運(yùn)行,當(dāng)處理器的頻率增加時(shí),PCI總線頻率仍然能夠保持不變,可以選擇25MHz、30MHz和33MHz三種頻率。而VESA總線與處理器同步工作,因而隨著處
4、理器頻率的提高,VESA總線類型的外圍設(shè)備工作頻率也得隨著提高,適應(yīng)能力較差,因此很快失去了競爭力。PCI總線標(biāo)準(zhǔn)成為Pentium時(shí)代PC總線的王者,硬盤控制器、聲卡到網(wǎng)卡,全部使用PCI插槽。而顯卡方面對數(shù)據(jù)傳輸速度要求更高,出現(xiàn)了專用的AGP, 并行數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)向來是提高數(shù)據(jù)傳輸率的重要手段,但是,進(jìn)一步發(fā)展卻遇到了障礙。首先,由于并行傳送方式的前提是用同一時(shí)序傳播信號,用同一時(shí)序接收信號,而過分提升時(shí)鐘頻率將難以讓數(shù)據(jù)傳送的時(shí)序與時(shí)鐘合拍,布線長度稍有差異,數(shù)據(jù)就會以與時(shí)鐘不同的時(shí)序送達(dá),另外,提升時(shí)鐘頻率還容易引起信號線間的相互干擾,導(dǎo)致傳輸錯誤。因此,
5、并行方式難以實(shí)現(xiàn)高速化。從制造成本的角度來說,增加位寬無疑會導(dǎo)致主板和擴(kuò)充板上的布線數(shù)目隨之增加,成本隨之攀升。 在外部接口方面,我們知道IEEE1284并行口的速率可達(dá)300kBps,傳輸圖形數(shù)據(jù)時(shí)采用壓縮技術(shù)可以提高到2MBps,而RS-232C標(biāo)準(zhǔn)串行口的數(shù)據(jù)傳輸率通常只有20kbps,并行口的數(shù)據(jù)傳輸率無疑要勝出一籌。因此十多年來,并行口一直是打印機(jī)首選的連接方式。對于僅傳輸文本的針式打印機(jī)來說,IEEE1284并行口的傳輸速度可以說是綽綽有余的。但是,對于近年來一再提速的激光打印機(jī)來說,情況發(fā)生了變化。筆者使用愛普生6200L在打印2MB圖片時(shí),速度差異
6、不甚明顯,但在打印7.5MB大小的圖片文件時(shí),從點(diǎn)擊“打印”到最終出紙,使用USB接口用了18秒,而使用并行口時(shí),用了33秒。這一測試結(jié)果說明,現(xiàn)行的并行口對于時(shí)下流行的激光打印機(jī)來說,已經(jīng)力難勝任了?! 《?、USB,串行接口欲火重生 鳳凰涅槃,欲火重生。1995年,由Compaq、Intel、Microsoft和NEC等幾家公司推出的USB接口首次出現(xiàn)在PC機(jī)上,1998年起即進(jìn)入大規(guī)模實(shí)用階段,作為IEEE1284并行口和RS-232C串行口的接班人,USB現(xiàn)在已經(jīng)呈現(xiàn)出大紅大紫了。 USB雖然只有一位的位寬,但數(shù)據(jù)傳輸速度卻比并行口要高,而且具有很大的發(fā)展
7、空間。USB設(shè)備通信速率的自適應(yīng)性,使得它可以自動選擇HS(High-Speed,高速,4808Mbps)、FS(Full-Speed,全速,12Mbps)和LS(Low-Speed,低速,1.5Mbps)三種模式中的一種。USB總線還具有自動的設(shè)備檢測能力,設(shè)備插入之后,操作系統(tǒng)軟件會自動地檢測、安裝和配置該設(shè)備,免除了增減設(shè)備時(shí)必須關(guān)閉PC機(jī)的麻煩。圖3采用差模信號傳送方式的USB圖4差分傳輸方式具有更好的抗干擾性能 USB接口之所以能夠獲得很高的數(shù)據(jù)傳輸率,主要是因?yàn)槠滢饤壛顺R?guī)的單端信號傳輸方式,轉(zhuǎn)而采用差分信號(differentialsignal)