Komunikacja równoległa

Komunikacja równoległa a szeregowa

W transmisji danych komunikacja równoległa to metoda jednoczesnego przesyłania wielu cyfr binarnych ( bitów ) za pomocą wielu przewodów. Kontrastuje to z komunikacją szeregową , która przekazuje tylko jeden bit na raz; to rozróżnienie jest jednym ze sposobów scharakteryzowania łącza komunikacyjnego .

Podstawową różnicą między równoległym a szeregowym kanałem komunikacyjnym jest liczba przewodników elektrycznych używanych w warstwie fizycznej do przesyłania bitów. Komunikacja równoległa implikuje więcej niż jeden taki przewodnik. Na przykład 8-bitowy kanał równoległy przekaże jednocześnie osiem bitów (lub bajt ) , podczas gdy kanał szeregowy przekaże te same bity sekwencyjnie, po jednym na raz. Jeśli oba kanały pracowały z tą samą częstotliwością zegara , kanał równoległy byłby osiem razy szybszy. Kanał równoległy może mieć dodatkowe przewody dla innych sygnałów, takich jak sygnał zegarowy do ustalania tempa przepływu danych, sygnał do sterowania kierunkiem przepływu danych i sygnały uzgadniania .

Komunikacja równoległa jest i zawsze była szeroko stosowana w układach scalonych , magistralach peryferyjnych i urządzeniach pamięci, takich jak RAM . Z drugiej strony magistrale systemowe komputerów ewoluowały w czasie: komunikacja równoległa była powszechnie stosowana we wcześniejszych magistralach systemowych, podczas gdy komunikacja szeregowa jest powszechna we współczesnych komputerach.

Przykłady systemów komunikacji równoległej

• Magistrale wewnętrzne: magistrala pamięci , magistrala systemowa i magistrala FSB
• IBM System / 360 Direct Control (1964). Standardowy System / 360 miał port o szerokości ośmiu bitów. Wariant sterowania procesem Model 44 miał szerokość 32-bitową.
• Starsze komputerowe magistrale peryferyjne: ISA , ATA , SCSI , PCI i niegdyś wszechobecny „port drukarki” IEEE-1284 / Centronics
• Magistrala oprzyrządowania laboratoryjnego IEEE-488
• (zobacz więcej przykładów na magistrali komputerowej )

Porównanie z łączami szeregowymi

Przed rozwojem szybkich technologii szeregowych wybór łączy równoległych zamiast łączy szeregowych był podyktowany następującymi czynnikami:

• Szybkość: powierzchownie, prędkość równoległego łącza danych jest równa liczbie bitów wysłanych w jednym czasie pomnożonej przez przepływność każdej ścieżki; podwojenie liczby bitów wysyłanych jednocześnie podwaja szybkość transmisji danych. W praktyce pochylenie zegara zmniejsza prędkość każdego łącza do najwolniejszego ze wszystkich łączy.
• Długość kabla: Przesłuch powoduje zakłócenia między liniami równoległymi, a efekt pogarsza się wraz z długością łącza komunikacyjnego. Nakłada to górny limit długości równoległego połączenia danych, które jest zwykle krótsze niż połączenie szeregowe.
• Złożoność: Równoległe łącza danych można łatwo zaimplementować sprzętowo, co czyni je logicznym wyborem. Tworzenie portu równoległego w systemie komputerowym jest stosunkowo proste, wymaga jedynie zatrzasku, aby skopiować dane na szynę danych . W przeciwieństwie do tego, większość komunikacji szeregowej musi najpierw zostać przekształcona z powrotem w formę równoległą przez uniwersalny asynchroniczny odbiornik / nadajnik (UART), zanim będzie można je bezpośrednio podłączyć do magistrali danych.

Malejący koszt i lepsza wydajność układów scalonych doprowadziły do ​​​​tego, że łącza szeregowe są używane na rzecz łączy równoległych; na przykład porty drukarki IEEE 1284 a USB , Parallel ATA a Serial ATA oraz FireWire lub Thunderbolt to obecnie najpopularniejsze złącza do przesyłania danych z urządzeń audiowizualnych (AV), takich jak aparaty cyfrowe lub profesjonalne skanery, które kiedyś wymagały zakupu SCSI HBA wiele lat temu.

Ogromną zaletą posiadania mniejszej liczby przewodów/pinów w kablu szeregowym jest znaczne zmniejszenie rozmiaru, złożoności złączy i związanych z tym kosztów. Projektanci urządzeń takich jak smartfony czerpią korzyści z rozwoju złączy/portów, które są małe, trwałe i nadal zapewniają odpowiednią wydajność.

Z drugiej strony nastąpiło odrodzenie równoległych łączy danych w komunikacji radiowej . Zamiast przesyłać jeden bit na raz (jak w alfabecie Morse'a i BPSK ), dobrze znane techniki, takie jak PSM , PAM i komunikacja z wieloma wejściami i wieloma wyjściami, wysyłają kilka bitów równolegle. (Każda taka grupa bitów nazywana jest " symbolem "). Takie techniki można rozszerzyć, aby wysłać cały bajt naraz ( 256-QAM ).

Zobacz też

• Transmisja danych
• Port szeregowy
• Równoległość na poziomie bitów

• Ten artykuł zawiera materiały należące do domeny publicznej z normy federalnej 1037C . Administracja usług ogólnych . (w celu wsparcia MIL-STD-188 ).