串行通信比并行通信優(yōu)勢(shì)new

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1、串行通信比并行通信的優(yōu)勢(shì)“眾人拾柴火焰高”是句老話，但電腦領(lǐng)域卻發(fā)生了多根線比不過1根線的怪事。無(wú)論從通信速度、造價(jià)還是通信質(zhì)量上來(lái)看，現(xiàn)今的串行傳輸方式都比并行傳輸方式更勝一籌。近兩年，大家聽得最多的一個(gè)詞可能就是串行傳輸了。從技術(shù)發(fā)展的情況來(lái)看，串行傳輸方式大有徹底取代并行傳輸方式的勢(shì)頭，USB取代IEEE1284，SATA取代PATA，PCIExpress取代PCI……從原理來(lái)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(Stan

2、dardParallelPort)和串行口(俗稱COM口)為例，并行接口有8根數(shù)據(jù)線，數(shù)據(jù)傳輸率高；而串行接口只有1根數(shù)據(jù)線，數(shù)據(jù)傳輸速度低。在串行口傳送1位的時(shí)間內(nèi)，并行口可以傳送一個(gè)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(gè)單詞的首字母“a”。圖1：并行接口速度是串行接口的8倍那么，為何現(xiàn)在的串行傳輸方式會(huì)更勝一籌？下文將從并行、串行的變革以及技術(shù)特點(diǎn)，分析隱藏在表象背后的深層原因。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(dòng)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

3、速度也需要逐步提高，否則就會(huì)成為電腦發(fā)展的瓶頸。我們先來(lái)看看總線的情況。1981年第一臺(tái)PC中以ISA總線為標(biāo)志的開放式體系結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)總線為8位，工作頻率為8.33MHz，這在當(dāng)時(shí)卻已算是“先進(jìn)技術(shù)”了，所以ISA總線還有另一個(gè)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。這種技術(shù)一直沿用到386系統(tǒng)中。到了486時(shí)代，同時(shí)出現(xiàn)了PCI和VESA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，

4、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(jìng)爭(zhēng)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)卡和顯卡全部使用PCI插槽。圖2：并行數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)向來(lái)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(hào)，用同一時(shí)序接收信號(hào)，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(zhǎng)度稍有差異，數(shù)據(jù)就會(huì)以與時(shí)鐘不同的時(shí)序送達(dá)另外，提

5、升時(shí)鐘頻率還容易引起信號(hào)線間的相互干擾。因此，并行方式難以實(shí)現(xiàn)高速化。另外，增加位寬無(wú)疑會(huì)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)300KB/s，傳輸圖形數(shù)據(jù)時(shí)采用壓縮技術(shù)可以提高到2MB/s，而RS-232C標(biāo)準(zhǔn)串行口的數(shù)據(jù)傳輸率通常只有20KB/s，并行口的數(shù)據(jù)傳輸率無(wú)疑要?jiǎng)俪鲆换I。因此十多年來(lái)，并行口一直是打印機(jī)首選的連接方式。對(duì)于僅傳輸文本的針式打印機(jī)來(lái)說，IEEE1284并行口的傳輸速度可以說是綽綽有余的。但是，對(duì)于近年來(lái)一再提速的打印機(jī)來(lái)說，情況發(fā)生了變化。筆者使用愛普生

6、6200L(同時(shí)具備并行口和USB接口)在打印2MB圖片時(shí)，并行口和USB接口的速度差異并不明顯，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)，就用了33秒。從這一測(cè)試結(jié)果可以看出，現(xiàn)行的并行口對(duì)于時(shí)下的應(yīng)用需求而言，確實(shí)出現(xiàn)了瓶頸。你知道嗎？IEEE1284的三種接口早期的并行口是一種環(huán)形端口，IEEE1284則采用防呆設(shè)計(jì)的D型連接器。IEEE1284定義了D-sub、Centronics和MDR-36等三種連接器(圖3)。我們所見到打印機(jī)電纜，一端是D-sub連接器，用來(lái)與主機(jī)連接，另一

7、端為帶有鎖緊裝置的Centronics連接器，用來(lái)連接到打印機(jī)。連接起來(lái)不僅方便，而且十分可靠。D-sub連接器有25根插針，而Centronics連接器有36根插針，多出來(lái)的11根基本上是冗余的信號(hào)地。MDR(MiniDeltaRibbon，小型三角帶)連接器也是36根插針，這種小尺寸連接器是為數(shù)碼相機(jī)、Zip驅(qū)動(dòng)器等小型設(shè)備而設(shè)計(jì)的，實(shí)際上很少被使用。圖3：三種不同尺寸的并行口連接器二、USB，讓串行傳輸浴火重生回顧前面所介紹的并行接口與串行接口，我們知道IEEE1284并行口的速率可達(dá)300KB/s，而RS-232C標(biāo)準(zhǔn)串行口的數(shù)據(jù)傳輸率通常只

8、有20KB/s，并行口的數(shù)據(jù)傳輸率無(wú)疑要?jiǎng)俪鲆换I。外部接口為了獲得更高的通信質(zhì)量，也必須尋找RS-232的替