（已结贴）2011-08-13-工控擂台-简述并行通信和串行通信的异同？ 点击：1511 | 回复：16
简述并行通信和串行通信的异同？
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串行通信是以二进制的位（bit）为单位的数据传输方式，每次只传送一位，除了公共线外，在数据传输方向上只需要一根数据线，这根线既作为通讯联络控制线，数据信号和联络信号在这根线上按位进行传送。串行通信需要的信号线少，最少只要两根线，适用于距离较远的场合。计算机和PLC都有通用的串行通信接口，工业通信中一般使用串行通信。
串行通信时，构成一个字符或数据的每一位按时间先后一位一位地传输。与并行通信相比，它占用较少的通信线，因而使成本降低，而且适合于较远距离的传输。串行通信常作为计算机与外设或计算机之间传输信息之用。当传输距离较远时，可采用通信线路（如公众电话网络、无线传输等）。由于它占用的通信线较少，所以应用较广泛，在使用时，发送及接收端必须通过并行-串行转换电路与微处理器相连
从技术发展的情况来看，串行传输方式大有彻底取代并行传输方式的势头，USB取代IEEE 1284，SATA取代PATA，PCI Express取代PCI……从原理来看，并行传输方式其实优于串行传输方式。通俗地讲，并行传输的通路犹如一条多车道的宽阔大道，而串行传输则是仅能允 许一辆汽车通过的乡间公路。以古老而又典型的标准并行口(Standard Parallel Port)和串行口(俗称COM口)为例，并行接口有8根数据线，数据传输率高；而串行接口只有1根数据线，数据传输速度低。在串行口传送1位的时间内， 并行口可以传送一个字节。当并行口完成单词“advanced”的传送任务时，串行口中仅传送了这个单词的首字母“a”。
根据组成字符的各个二进制位是否同时传输，字符编码在信源/信宿之间的传输分为并行传输和串行传输两种方式。
1、并行传输：
字符编码的各位（比特）同时传输。
特点：
（1）传输速度快:一位（比特）时间内可传输一个字符；
（2）通信成本高:每位传输要求一个单独的信道支持；因此如果一个字符包含8个二进制位，则并行传输要求8个独立的信道的支持；
（3）不支持长距离传输:由于信道之间的电容感应，远距离传输时，可靠性较低。
2、串行传输：
将组成字符的各位串行地发往线路
奇偶校验是为了防止在信号传输过程中出现误码,在需要传输的信息位以外添加一位校验位,奇校验是设定校验位为"1"或"0"使整个单元"1"的个数为奇数,偶校验则使"1"的个数为偶数. 当接受端发现受到信息的特征和校验位不一致时就丢弃那个单并要求发送端重发.
这种校验方法用于检验这个单元发生的1位误码,如果错误码多于一位就失去了检错的作用.
表示信号传输实际有效速度的是比特率,即单位时间内传输的二进制码的有效位数(如bit/s).
而波特率是指信号对载波的调制速率,载波调制信号用载波的不同调制状态来表示二进制的信号,如单相调制有两个状态,分别表示"0"和"1", 四相调制有4个状态 表示二位二进制数"00", "01", "10"和"11"，八相调制有3位，以此类推．
因此，单相调制的波特率和比特率相等，四相调制的比特率是波特率的2倍，八相是3倍．．．．．
并行通信和串行通信的异同；
串行通信是指 使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别使用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。
终端与其他设备（例如其他终端、计算机和外部设备）通过数据传输进行通信。数据传输可以通过两种方式进行：并行通信和串行通信。
在计算机和终端之间的数据传输通常是靠电缆或信道上的电流或电压变化实现的。如果一组数据的各数据位在多条线上同时被传输，这种传输方式称为并行通信。
并行通信时数据的各个位同时传送，可以字或字节为单位并行进行。并行通信速度快，但用的通信线多、成本高，故不宜进行远距离通信。计算机或PLC各种内部总线就是以并行方式传送数据的。另外，在PLC底板上，各种模块之间通过底板总线交换数据也以并行方式进行。
并行接口是指数据的各位同时进行传送;串行通信是指数据一位位地顺序传送.
奇偶校验是为了防止在信号传输过程中出现误码,在需要传输的信息位以外添加一位校验位,奇校验是设定校验位为"1"或"0"使整个单元"1"的个数为奇数,偶校验则使"1"的个数为偶数. 当接受端发现受到信息的特征和校验位不一致时就丢弃那个单并要求发送端重发.
这种校验方法用于检验这个单元发生的1位误码,如果错误码多于一位就失去了检错的作用.
表示信号传输实际有效速度的是比特率,即单位时间内传输的二进制码的有效位数(如bit/s).
而波特率是指信号对载波的调制速率,载波调制信号用载波的不同调制状态来表示二进制的信号,如单相调制有两个状态,分别表示"0"和"1", 四相调制有4个状态 表示二位二进制数"00", "01", "10"和"11"，八相调制有3位，以此类推．
因此，单相调制的波特率和比特率相等，四相调制的比特率是波特率的2倍，八相是3倍．．．．．
不论串行还是并行通讯都是通过线缆来传输数字信号，之所以叫串行、并行是因为传输信号的硬件形式不同引起的数据传输过程的方式不同，串行数据如同电路中的串联电路其是一根完整的导线把所要传输的数据一位位的传输完成，通过排序把要传输的数据输送出去。并行数据如同电路中的并联电路是通过多根导线组成的线排同时把8位数据进行输送。
串行通讯使用一根导线传输数据因此数据通讯速度慢，但是抗干扰能力强，节约电缆，适合远距离对数据流量不大的设备间传输，比如外设与计算机的数据传输，特别是控制系统中外部检测设备与PLC、DCS间通讯因为外部设备的数据传输要求远远低于CPU的处理速度因此对于远距离的数据输送抗干扰性能大于数据交换速度要求。并行数据通讯主要应用于计算机内部、PLC、DCS内部的卡件之间的数据交换，因为计算机内部数据交换量大，数据处理计算复杂，要求速度快，因此需要快速的数据传输通道，且内部卡件之间距离很近可以通过排线和卡件之间的连接器实现并行数据传输。
串行数据传输时，数据是一位一位地在通信线上传输的。先由具有几位总线的计算机内的发送设备，将几位并行数据经并－－串转换硬件转换成串行方式，再逐位经传输线到达接收站的设备中，并在接收端将数据从串行方式重新转换成并行方式，以供接收方使用。串行数据传输的速度要比并行传输慢得多，但对于覆盖面极其广阔的公用电话系统来说具有更大的现实意义。
串行数据通信的方向性结构有三种：单工、半双工、全双工。
串行传输和并行传输的区别
从原理来看，并行传输方式其实优于串行传输方式。通俗地讲，并行传输的通路犹如一条多车道的宽阔大道，而串行传输则是仅能允许一辆汽车通过的乡间公路。以古老而又典型的标准并行口(Standard Parallel Port)和串行口(俗称COM口)为例，并行接口有8根数据线，数据传输率高；而串行接口只有1根数据线，数据传输速度低。在串行口传送1位的时间内，并行口可以传送一个字节。当并行口完成单词“advanced”的传送任务时，串行口中仅传送了这个单词的首字母“a”。 从技术发展的情况来看，串行传输方式大有彻底取代并行传输方式的势头，USB取代IEEE 1284，SATA取代PATA，PCI Express取代PCI……
并行通信和串行通信的相同点是都是微处理器与外围设备进行信息交换的基本方法。
不同点：并行数据通信是以字节为单位进行数据传输，构成一个字符或数据的每一位同时传送。每一位都占用一条通信线。特点是传输速度快，适用于短距离通信。
串行通信是以二进制的位（bit）为单位进行数据传输，每次只传送一位，使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别使用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。特点是通信线路简单，利用电话或电报线路就可实现通信，降低成本，,适用于远距离通信，但传输速度慢。
根据组成字符的各个二进制位是否同时传输，字符编码在信源/信宿之间的传输分为并行传输和串行传输两种方式。
1、并行传输：
字符编码的各位（比特）同时传输。
主要特点：
（1）传输速度快:一位（比特）时间内可传输一个字符；
（2）通信成本高:每位传输要求一个单独的信道支持；因此如果一个字符包含8个二进制位，则并行传输要求8个独立的信道的支持；
（3）不支持长距离传输:由于信道之间的电容感应，远距离传输时，可靠性较低。
并行通信传输中有多个数据位，同时在两个设备之间传输。发送设备将这些数据位通过 对应的数据线传送给接收设备，还可附加一位数据校验位。接收设备可同时接收到这些数据，不需要做任何变换就可直接使用。并行方式主要用于近距离通信。计算 机内的总线结构就是并行通信的例子。这种方法的优点是传输速度快，处理简单。
将组成字符的各位串行地发往线路。
主要特点：
（1）传输速度较低，一次一位；
（2）通信成本也较低，只需一个信道。
（3）支持长距离传输，目前计算机网络中所用的传输方式均为串行传输。
串行传输有两种传输方式：
1、同步传输
2、异步传输
串行数据传输时，数据是一位一位地在通信线上传输的，先由具有几位总线的计算机内的发送设备，将几位并行数据经并－－串转换硬件转换成串行方式，再逐位经 传输线到达接收站的设备中，并在接收端将数据从串行方式重新转换成并行方式，以供接收方使用。串行数据传输的速度要比并行传输慢得多，但对于覆盖面极其广 阔的公用电话系统来说具有更大的现实意义。
串行数据通信的方向性结构有三种，即单工、半双工和全双工。
从技术发展的情况来看，串行传输方式大有彻底取代并行传输方式的势头，USB取代IEEE 1284，SATA取代PATA，PCI Express取代PCI……但是从原理来看，并行传输方式其实优于串行传输方式。通俗地讲，并行传输的通路犹如一条多车道的宽阔大道，而串行传输则是仅能允 许一辆汽车通过的乡间公路。以古老而又典型的标准并行口(Standard Parallel Port)和串行口(俗称COM口)为例，并行接口有8根数据线，数据传输率高；而串行接口只有1根数据线，数据传输速度低。在串行口传送1位的时间内， 并行口可以传送一个字节。当并行口完成单词“abcdefgh”的传送任务时，串行口中仅传送了这个单词的首字母“a”。
PATA(IDE接口)和 SATA接口
IDE接口很宽，大概5CM宽，线缆也很宽，一根线缆有3个接口，一个接主板，两个接硬盘（可以接两个硬盘）；SATA接口比较窄，1CM多一点，一根线 缆只有2个接口，一个接主板，一个接硬盘（只能接一个硬盘）。另外，同品牌、同一代、同容量、同缓存容量的硬盘，SATA接口的比IDE接口的稍微贵一点 点，几十元左右。
IDE接口：
IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动器”，它的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。把盘体与控制器集成在一起的做法减少 了硬盘接口的电缆数目与长度，数据传输的可靠性得到了增强，硬盘制造起来变得更容易，因为硬盘生产厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其它厂商生产的控制器 兼容，对用户而言，硬盘安装起来也更为方便。IDE这一接口技术从诞生至今就一直在不断发展，性能也不断的提高，其拥有的价格低廉、兼容性强的特点，为其 造就了其它类型硬盘无法替代的地位。
IDE代表着硬盘的一种类型，但在实际的应用中，人们也习惯用IDE来称呼最早出现IDE类型硬盘ATA-1，这种类型的接口随着接口技术的发展已经被淘汰了，而其后发展分支出更多类型的硬盘接口，比如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等接口都属于IDE硬盘。此外，由于IDE口属于并行接口，因此为了和SATA口硬盘相区别，IDE口硬盘也叫PATA口硬盘。PATA的全称是Parallel ATA，就是并行ATA硬盘接口规范，也就是我们现在最常见的硬盘接口规范了。PATA硬盘接口规模已经具有相当的辉煌的历史了，而且从ATA33/66一直发展到ATA100/133，一直到目前最高的ATA150。
SATA接口：
使用SATA（Serial ATA）口的硬盘又叫串口硬盘，是未来PC机硬盘的趋势。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式确立了Serial ATA 1.0规范，2002年，虽然串行ATA的相关设备还未正式上市，但Serial ATA委员会已抢先确立了Serial ATA 2.0规范。Serial ATA采用串行连接方式，串行ATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。
串口硬盘是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型，由于采用串行方式传输数据而知名。相对于并行ATA来说，就具有非常多的优势。首先，Serial ATA以连续串行的方式传送数据，一次只会传送1位数据。这样能减少SATA接口的针脚数目，使连接电缆数目变少，效率也会更高。实际上，Serial ATA 仅用四支针脚就能完成所有的工作，分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据，同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。其次，Serial ATA的起点更高、发展潜力更大，Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/s，这比目前最新的并行ATA（即ATA/133）所能达到133MB/s的最高数据传输率还高，而在Serial ATA 2.0的数据传输率将达到300MB/s，最终SATA将实现600MB/s的最高数据传输率。SATA与IDE接口硬盘哪个更快?SATA 接口比同转速的IDE接口的传输速度要快,价格比较同容量同转速同品牌的硬盘便宜80-150块钱左右，而且内置高速缓存通常都在8M以上，而普通IDE缓存都在2M左右，相差甚远；
更大的区别在于：
一、（SATA不依赖于系统总线的带宽，而是内置时钟。第一代SATA内置1500MHz时钟，可以达到150M字节/秒的接口带宽。由于不再依赖系统总线频率，每一代SATA升级带宽的增加都是成倍的：第二代300M字节/秒(即SATA-II),并且支持热插拔;
二、SATA不再使用过时的并行总线接口，转用串行总线，整个风格完全改变。
SATA与原来的IDE相比有很多优越性，最明显的就是数据线从80 pin变成了7 pin，而且IDE线的长度不能超过0.4米，而SATA线可以长达1米，安装更方便，利于机箱散热。除此之外，它还有很多优点：
(1)、一对一连接，没有主从盘的烦恼；而IDE一个接口只能接两个IDE设备，而且还要分主从设备，如果一个接口接上两个IDE设备后就会共同分享这一带宽，从而速度大幅度下降；
（2）、每个设备都直接与主板相连，独享150M字节/秒带宽，设备间的速度不会互相影响。
（3）、SATA提高了错误检查的能力，除了对CRC对数据检错之外，还会对命令和状态包进行检错，因此和并行ATA相比提高了接入的整体精确度，使串行ATA在企业RAID和外部存储应用中具有更大的吸引力。
（4）、SATA的信号电压最高只有0.5伏，低电压一方面能更好地适应新平台强调3.3伏的电源趋势，另一方面有利于速度的提高。
（5）、SATA II可以通过Port Multiplier，让每一个SATA接口可以连接4-8个硬盘，即主板有4个SATA接口，可以连接最多32个硬盘。
（6）、还有一个非常有趣的技术，叫Dual host active fail over。它可以通过Port Selector接口选择器，让两台主机同时接一个硬盘。这样，当一台主机出现故障的时候，另一台备用机可以接管尚为完好的硬盘阵列和数据；
（7）、SATA-II在SATA的基础上加入NCQ原生指令排序、存储设备管理（Enclosure Management）、底板互连、数据分散/集中这四项新特性。提高读盘效率，减少磁头的内外圈来回摆动次数；
（8）、SATA-I代需要在安装操作系统前用SATA接口驱动程序软盘引导计算机，然后安装，且CMOS设置较为复杂，而SATA-II的出现，在许多主板生产厂商的支持下，已经不需要驱动软盘的引导可直接由主板识别，且CMOS设置也更为简单，自动化程序提高
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