シリアル通信インターフェースの話

こんにちわ。

今のパソコン、特にノートパソコンで見かけなくなった入出力インターフェースにシリアル通信インターフェースがあります。

シリアル通信とは、何ケタかあるデータを1ビット単位で送受信する通信インターフェースですね。

たとえば、2進数で

1011

というデータがあったとすると、

と1ビットづつ送り出して、受け取る。。。そんなイメージです。

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シリアル通信とは

まずは定義ですが、

シリアル通信は、電気通信において伝送路上を一度に1ビットずつ、逐次的にデータを送ることをいう。また、コンピュータにおいては、バス上を一度に1ビットずつ、逐次的にデータを送ることをいう。

出典:ウィキペディア

反対にパラレル通信というものがあって、それは文字や記号を表すビット群が一度に送られる通信をいいます。

シリアル通信は主に長距離の通信やコンピュータネットワークで使わています。

理由は電線の本数を減らせるからですね。

一見して、同一クロックで転送できるデータ量はパラレルの方がシリアルよりも多いように思われますが、実際にはシリアル通信の方がパラレルよりも高クロック化が容易なので、高データ転送レートを実現するのが容易らしいです。

加えて、シリアルではケーブル本数が少なくて済み、場所をとらないですし、周囲のノイズを拾わないようにすることが容易なため、低コストで実装することが可能です。

シリアルポート

シリアルポートは、情報を1度に1ビットずつ送受信するシリアル通信の物理インタフェースのことを言います。

パソコンの歴史の大半において、データはシリアルポートを通じてモデムや端末、その他の周辺機器の間でデータ交換に使用されてきました。

シリアルポートは多くの場合、RS-232規格を使用しています。

シリアルポートがついていない最近のパソコンなどでは、RS-232シリアルデバイスとの互換を可能とするためにはシリアル-USB間のコンバータが必要です。

たとえば、工業自動化システム、科学計器、POSシステムのようなアプリケーションなどは未だにシリアルポートを使用しています。

使用されている端子としてはD-sub9ピン、D-sub25ピンが一般的です。

(出典:ウィキメディア・コモンズ photo by Faxe / CC by-sa 3.0)

(出典:ウィキメディア・コモンズ photo by KENPEI / CC by-sa 3.0)

その他、シリアル通信の規格等

その他のシリアル通信を実現している規格やアーキテクチャで代表的なものには以下のようなものがあります。

たとえば、RS-232の親戚にRS-422というのがあり、RS-232C拡張として主に使用されていました。

ビデオ編集スタジオでは、すべてのビデオ/オーディオのプレイヤーやレコーダーを中央制御台に接続するための制御信号をつなげるのに使われていますし、アップルのMacintoshシリーズでは、mini-DIN8コネクタのRS-422変形のRS-232C互換シリアルポートがプリンターポートやモデムポートとして使用されていました。

また、最近のパソコンの主なインターフェースであるUSBもシリアルインターフェースの一種で、中程度の速度で周辺機器とコンピュータ本体の接続に使われます。

FireWire (IEEE 1394)はAV機器やコンピュータを接続する高速シリアルバス規格として利用されています。

i.LINK(アイリンク)、DV端子などの名称の方が一般的に知られています。

イーサネットもシリアルインターフェースの一種です。

説明するまでもないですね。(笑)

他にも電子楽器制御用のMIDI規格、最近、ハードディスク、SSDや光学ドライブを接続する為のインタフェース規格であるシリアルATAなどがあります。

最後までおつきあい、ありがとうございました。

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