יציאה טורית - מה זה, בשביל מה זה וסוגי

היציאה הסדרתית היא כיום אחת מצורות התקשורת העיקריות בין מכשירים חיצוניים למחשבים כיום. ממשק שאנחנו יכולים למצוא כמעט בכל ציוד היקפי שיש לנו על שולחן העבודה שלנו, כמו גם בתוך הציוד שלנו.

מדד התוכן

ננסה להסביר את פעולת היציאה הסדרתית, כמו גם את הממשקים העיקריים שאנו מוצאים כעת. ואם אינכם יודעים מה ההבדלים ביציאה המקבילה, נבלה גם זמן בבחינתם.

מהי יציאה טורית

אם תסתכל על הכבלים שיש לך כרגע בשולחן המחברים את עכבר המקלדת או כונן הבזק מסוג USB למחשב שלך, תראה ממשקי תקשורת טוריים.

היציאה הסדרתית היא ממשק תקשורת נתונים דיגיטלי בו מידע מועבר ברצף טיפין אחר טיפין על ידי מוליכים. בדרך זו יציאה טורית צריכה לשלוח את כל המידע בזה אחר זה, ואילו יציאה מקבילה תשלח כמה ביטים בו זמנית. ממשק הנתונים הסידורי או היציאה הסדרתית פועלים תחת תקן RS-232.

אז אתה חושב שיציאה טורית איטית יותר מקבילה? ובכן, כיום יש לנו יציאות טוריות מהירות הרבה יותר. למרות שכמובן, אלה לא בהכרח תואמים את התקן שהגיב, אלא מדובר בגרסאות משופרות שמייעלות לחלוטין את היציאה הסדרתית המקורית. להיות הקל ביותר ליישום, עם תאימות טובה יותר ואינסופית יותר.

פעולת יציאה טורית וחומרה

יציאה זו עובדת בצורה סינכרונית, בזכות פרוטוקול שיוזר שידור עם אות " התחלה " שמכין את המקלט לקבל את המילה (ביטים). לאחר שליחת מילה זו, אשר תהיה קוד ASCII עבור כל תו, נשלח אות " עצירה " כך שהמקלט נח לאחר קידוד המילה וממתין לקבל עוד אחת.

יש לנו שלושה סוגים של תקשורת סדרתית:

• סימפלקס: השידור הוא חד כיווני, כלומר יש שולח יחיד ומקלט יחיד, למשל, בתקשורת משודרת. דופלקס: כל קצה יכול להיות משדר ומקלט בו זמנית, כך שמשמשים כבלים שונים לשליחה וקבלה, או שמשמשים גלים עם תדרים שונים כדי למנוע ערבוב. חצי דופלקס: זה דומה להעברת דופלקס, אך כאשר האחד מעביר השני מקשיב, למשל, לשני ווקי טוקי.

בדרך זו עלינו להבין כי בתקשורת עם יציאה טורית, לשני המכשירים חייבים להיות קלט ופלט, כך שההתקנים מחולקים לקטגוריות DTE (ציוד מסוף נתונים) ו- DCE (ציוד סיום מעגל נתונים).. אז מחשב יהיה עבור DTE ואילו DCE יהיה המודם או הכרטיס הניתן לתכנות. כדי לחבר שני DTEs או שני DCEs, יש להשתמש בגשר null כדי לחצות את שני האותות.

כדי לנהל את ממשק התקשורת יש לנו שבב UART או USART (משדר ומקלט אוניברסלי אוניברסלי). תפקידו להמיר את האותות והמתחים של ה- CPU לתקן התקשורת. שבב UART 8250 משמש למעבדי 8 ו 16 סיביות ואילו UART 16550 משמש לשאר ממחשבי IBM.

יציאה טורית RS-232 ו- Pinout

RS-232

בהיסטוריה של המחשוב, היציאה הנפוצה ביותר הייתה זו שמעבירה נתונים סדרתיים. הממשק שלו עבר סטנדרט בשנת 1962 בזכות תקן EIA / TIA RS-232C, לחברים, RS-232 או "תקן מומלץ 232". בתורו, נוצרה ההמלצה V.24 המגדירה את המעגלים והאותות של הממשק, וההמלצה V.28 המגדירה את ההיבטים החשמליים.

המחבר הנפוץ ביותר היה DB-25, שפשט מאוחר יותר ל- DB-9, המכונה ישירות RS-232. חשוב לא לבלבל את המחבר הזה עם היציאה המקבילה בעלת אותו שם, למרות שזה נקרא D-Sub. זה היה (והוא ממוקד) בשימוש שלו בחיבורים בין מחשבים למכשירים חיצוניים עם חיבורי דופלקס. לדוגמה, מודם, מתגים ומכשירי תקשורת אוטומטיים תעשייתיים אחרים כמו לוחות לתכנות, רובוטים ומוצרי צריכה כלליים אחרים כמו מכונות כביסה דיגיטליות.

בשלב הבא נראה את תצורת הסיכה של יציאת RS-232 בגירסאות DB-9 ו- DB-25. בשני המקרים יש לנו אותו מספר סיכות שימושיות.

שימושים שוטפים ביציאה הסדרתית

למחשבים השולחניים הנוכחיים שלנו כבר לא מיושם יציאת RS-232, מכיוון ש- USB הוא הממשק הנוכחי ביותר והוא תואם למעשה לכל סוגי ה- PCB האלקטרוני. אך אנו עדיין יכולים למצוא את היציאה הסדרתית של ה- PCI דרך כרטיס הרחבה אם נקדיש עצמנו לתכנות. כמו כן ישנם מתאמי RS-232 רבים ל- USB.

אלה השימושים הבסיסיים של יציאת DB-9 או RS-232 כיום

• מודמים, מתגים, נתבים, טלפונים לוויניים או איזוני עומס: אנו עדיין מוצאים סוג זה של יציאות או כותרות פנימיות או חיצוניות כדי לשנות את המיקרו-קוד של ציוד רשת ישן ולא ניתן לניהול משתמשים. קוראי ברקוד אינפרא אדום: וציוד סופרמרקט ישן יחסית אחר. לוחות ניתנים לתכנות, ציוד מדידה חשמלי ומגרשי תוכנה. מדפסות: מדפסות ישנות שאינן משתמשות בממשק USB או מחבר מקביל, בדרך כלל מחשבים שאין להם USB כדי לעדכן את הקושחה שלהם.

מעל הכל מדובר במכשירים תעשייתיים ורשתיים, שבהם משתמשים עם ידע טכני מצפים שימוש.

מהירות יציאה טורית (RS-232)

לפני שבוחנים את הגרסאות הנוכחיות של היציאה הסדרתית, כדאי לדעת מעט על המהירויות שהגיעו אליו לאחר עדכוני חומרה והיקפיים:

מהירויות אלה נמדדות בסיביות לשנייה או בבאוד, מדד נפוץ במודמים, והן נמוכות למדי בהשוואה ליציאות הסדרתיות שיש לנו כרגע כ- USB. כמו כן מנוהל ישירות על ידי תוכנה מבחינת רוחב הפס וחיבור לפריפריה.

התפתחות היציאה הסדרתית לזמן הנוכחי ולממשקים העיקריים

אנו משאירים את יציאת RS-232 מאחור כדי ללמוד עוד על היציאות הסדרתיות המשומשות ביותר כיום. כולם עובדים תחת תקן משלהם ולא בתנאי RS-232, ומנוהלים באופן אוטומטי ואוטונומי על ידי הבקר שלהם.

נ.ב / 2

יציאה זו יושמה לראשונה במחשבי יבמ בשנת 1987 וגם כיום אנו מוצאים אותה בלוחות הנוכחיים. תפקידו לחבר עכברים או מקלדות בממשק עצמאי ל- USB. יש לו בסך הכל 6 סיכות מעגליות ובמערכת ההפעלה אנו יכולים למצוא אותו כיציאת COM.

זהו ממשק דו כיווני, ועל הלוחות הישנים עם יציאת RS-232 הוא שיתף הפרעה ליציאה זו. בנוסף, זה לא מאפשר החלפה חמה, כך שיהיה צורך להפעיל מחדש את המחשב כדי לאתר שוב את ההיקפי המותקן.

USB (אוטובוס סידורי אוניברסלי)

מי לא מכיר היום את יציאת ה- USB? נוכל להקדיש מאמר שלם לממשק זה ולא נסיים. זהו היציאה הסדרתית הנפוצה ביותר כיום לחיבור ציוד היקפי מכל הסוגים למחשב.

די בממשק שלו עם 4 מוליכים אחד מהם מספק מתח ב 5 וולט, שניים מהם אחראים על העלאת והורדת נתונים והאחרון הוא חיבור הקרקע. בעוד שלגרסאות אחרות כמו מיקרו USB יש סיכה חמישית כדי להבדיל בין Micro-A ו- Micro-B. כמו כן, גרסאות USB 3.0 מאוחרות יותר מגדילות את האמצע שלהן כדי לאפשר רוחב פס רב יותר.

אלה הגרסאות והמהירויות שיש לנו כרגע והשאירו את גרסאות 1.0 ו 1.1:

• USB 2.0: מהירות תיאורטית של 480 מגהביט לשנייה (60 מגהבייט / שניות) עם קיבולת אספקת חשמל של 5 וולט. USB 3.0: מגביר את המהירות של עד 5 ג'יגה- בתים לשנייה (600 מגהבייט לשנייה), ונקרא גם USB 3.1 Gen1 או USB 3.2 Gen1. USB 3.1: למרות שהוא מכונה כרגע USB 3.1 Gen2 או USB 3.2 Gen2, כך הוא הוקם בשנת 2019. הוא מגדיל את המהירות שלו ל -10 ג'יגה-ביט לשנייה (1.2 ג'יגה-בתים / שניות) USB 3.2: הוא מגדיל את המהירות ל -20 ג'יגה-ביט לשנייה (2.4 גיגה-בייט / s) ואנחנו נמצא את זה עם הכינוי USB 3.2 Gen2x2. נמל זה יושם בסוף 2019 על גבי לוחות אינטל ו- AMD חדשים.

ומאז 2014 יש לנו את יציאת ה- USB Type-C, שיש בה 24 אנשי קשר מסודרים בשתי שורות כדי להיות הפיכים לחלוטין. סוג זה של מחבר נמצא בשימוש נרחב למכשירים ניידים כמו סמארטפון או ציוד היקפי. נכון לעכשיו אנו יכולים למצוא USB-C מסוג 3.2 Gen1, 3.2 Gen2 ו- 3.2 Gen2x2. בנוסף, הוא מסוגל ליישם חיבור DisplayPort 1.4 ו- Thunderbolt 3 עם עומס של עד 100 וואט.

Firewire

ידוע גם כסטנדרט IEEE 1394 שלו, זו הגרסה האמריקאית של USB לפני שהממשק עצמו התארך גם בתחום זה, והשאיר את הממשק הסדרתי הזה הרחק מאחור בביצועים.

זהו מחבר הדומה ל- USB, אם כי עם פינה מחודדת ובעל 4, 6, 9 ועד 12 סיכות, תלוי בגרסה . נכון לעכשיו הוא הוחלף לחלוטין על ידי USB 2.0 ואילך.

קיימות 4 גרסאות של FireWire בהתאם לרוחב הפס שלהן

• Firewire 400: עובד במהירות 50 מגהבייט לשנייה Firewire 800: מגיע ל 100 מגהבייט / שניות Firewire s1600: מהירות של 200 מגהבייט / שניה Firewire s3200: הגרסה האחרונה עובדת על 400 מגהבייט / שניות

יציאות וידאו

יציאות הווידיאו פועלות גם תחת אוטובוס מסוג סדרתי, אלה הם ה- D-Sub, המכונה גם VGA, ה- DVI בגרסאותיו השונות ויציאות HDMI ו- DisplayPort כממשקים עדכניים ביותר ומשמשים יחד עם Thunderbolt תחת USB Type- ג.

המהיר ביותר יהיה יציאת HDMI ו- DisplayPort. במקרה הראשון אנחנו בגירסה 2.0b עם רוחב פס של 14.4 ג'יגה-סיביות, ובקרוב נעבור לגירסה 2.1 שמגדילה ל 42.6 ג'יגה-ביט לשנייה תומכת ברזולוציות של עד 8K במהירות 120 הרץ. ובמקרה של DisplayPort יש לנו גרסת 1.4 בהספק של 49.65 ג'יגה-ביט לשנייה התומכת ברזולוציות 8K בהספק 60 הרץ.

ממשק SATA ו- PCIe

ולבסוף הממשקים החשובים ביותר של המחשב שלנו: SATA (Serial Advanced Technology Attachment) לכוננים קשיחים, ו- PCIe או PCI-E (Interconnect Component Compconnect - Express) לתקשורת פנימית עם רכיבים.

SATA הוא הממשק שהחליף את PATA לחיבורים של התקני אחסון במחשבי צריכה כללית. רוחב הפס המקסימלי שלה בגרסת SATA III הוא 6 ג'יגה-סיביות לשנייה, שאורכה כ- 600 מגה-בייט / sek. הוא משתמש במחבר קטן בהרבה מ- IDE ועם חיבור התקן יחיד לכל ממשק, ומאפשר גם חיבור חם. זה עובד באמצעות פרוטוקול AHCI (Advanced Host Controller Interface), וזמין גם בממשקי M.2 לכונני מצב מוצק.

PCI-Express הוא האוטובוס הסדרתי הפנימי של הלוח המשמעותי, המאפשר לנו לחבר רכיבים במהירות גבוהה ישירות לחריצים המותקנים על לוח האם. נקרא כרטיסי הרחבה אלה. נכון לעכשיו אנו מוצאים לוחות עם PCI-Express בגירסת 4.0, בהם לכל אחד מנתיבי הנתונים רוחב פס של 2000 מגהבייט / שניות (16 ג'יגה-סיביות) בו זמנית ומעלה, ברבריות אמיתית לעומת היציאות חיצוני. הם מחברים NVDe SSDs, כרטיסי גרפיקה, כרטיסי רשת וכו '. בנוסף, הגשר הצפוני או ערכת השבבים מתקשרים עם המעבד באמצעות אוטובוס מסוג זה.

הבדלים בין יציאה טורית ויציאה מקבילה

טרם ראינו את ההבדל העיקרי או העיקרי בין היציאה הסדרתית והיציאה המקבילה. זה טמון בפעולתו, מכיוון שנמל מקביל שולח את פיסות המידע בו זמנית ובצורה של מנות. כל אחת מהסיביות הללו, שיכולות להיות למשל קוד ASCII, נשלחות על ידי מוליך אחר, כאשר יש מוליכים רבים ככל שנשברים באותה עת. בנוסף לאלו יהיו גם מוליכים נוספים נוספים לתזמון, קרקע וסימנים אחרים.

יציאות מקבילות הן למשל סוג Centronics עבור מדפסות, אוטובוס PATA (IDE) לכוננים קשיחים ואוטובוס SCSI גם עבור כוננים קשיחים. בתוכם, אסור להתחבר חם, וגם לא כוחו של ההיקפי המחובר. הם תומכים בהרבה פחות ציוד היקפי המחובר לאותו אוטובוס וכרגע הם מיושמים ברובם.

מסקנות וקישורי עניין

היציאה הסדרתית בגרסאות ה- RS-232 שלה ובגרסאות מאוחרות יותר נותרה לשימוש תעשייתי וספורדי בלבד עם ציוד מחשוב לצרכנים. יציאה שללא ספק סימנה לפני ואחרי בחיבורים של ציוד וציוד היקפי, במיוחד ברשתות לעדכון הקושחה של מודמים.

נכון לעכשיו כולנו משתמשים ב- USB בגירסאות השונות שלו מכיוון שמדובר ביציאה קטנה בהרבה ובמהירות גבוהה הרבה יותר. בנוסף, הוא תומך בחיבורים חמים (Plug And Play) ואפילו אספקת חשמל של עד 100 וולט בממשק Thunderbolt 3 תחת USB Type-C המסוגל להגיע עד 40 ג'יגה-ביט לשנייה.

אם אתה רוצה לדעת יותר על יציאות או רשתות, אנו משאירים לך מאמרים אלה:

האם הכרת את יציאת RS-232, האם השתמשת בו אי פעם? אם אתה מכיר יותר פוסטים בסדרה או שיש לך שאלות, אתה יכול להשאיר אותם בתגובות.