串行通信和并行通信之間的主要區(qū)別

來(lái)源：云南昌暉儀表制造有限公司 2022年12月08日 09:57

串行和并行通信(也稱為串行和并行傳輸)是數(shù)字設(shè)備采用的兩種通信模式。這兩種模式都可以用來(lái)傳輸信息，但它們有很大的不同。他們自己有各自不同的優(yōu)勢(shì)。在討論串行通信和并行通信之間的區(qū)別之前，先帶大家了解一下通信。

串行通信和并行通信之間的主要區(qū)別

溝通
溝通是兩個(gè)參與者之間交換任何有用信息的過(guò)程。在電氣和電子工程中，通信是指通過(guò)傳輸介質(zhì)在兩個(gè)設(shè)備之間以電信號(hào)的形式交換任何類型的信息。發(fā)送的信息可以是音頻、視頻或任何其他編碼數(shù)據(jù)。用于傳輸信號(hào)的介質(zhì)可以是電線(用于有線通信)或無(wú)線電信號(hào)(用于無(wú)線通信)。

通信可分為單工、半雙工和全雙工傳輸模式。

單工通信
單工通信是一種單向通信，只允許在一個(gè)方向上傳輸信息。發(fā)送方發(fā)送信號(hào)，接收方使用單個(gè)通道接收信號(hào)。接收器無(wú)法回傳信號(hào)。例如，廣播、電視。
單工通信示意圖

半雙工通信
半雙工通信是一種使用單通道的雙向通信，但信息一次只能在一個(gè)方向上傳播。它可以一次發(fā)送信號(hào)或接收信號(hào)。例如對(duì)講機(jī)
半雙工通信示意圖

全雙工通信
全雙工通信是一種雙向通信，其中信息或信號(hào)可以同時(shí)在兩個(gè)方向上傳播。它使用兩個(gè)獨(dú)立的通道來(lái)發(fā)送和接收信號(hào)。它是電信工程領(lǐng)域中的通信模式。
全雙工通信示意圖

通信主要分為兩種主要類型：模擬和數(shù)字通信。

模擬通訊
模擬通信是一種通過(guò)介質(zhì)在兩個(gè)設(shè)備之間傳輸模擬信號(hào)的通信。模擬信號(hào)是具有連續(xù)幅度和連續(xù)時(shí)間的可變信號(hào)。它可以通過(guò)有線通信或無(wú)線通信傳輸。

數(shù)字通訊
數(shù)字通信是一種通過(guò)介質(zhì)在兩個(gè)設(shè)備之間傳輸數(shù)字信號(hào)的通信。數(shù)字信號(hào)是具有離散幅度值的信號(hào)。數(shù)字信號(hào)不能通過(guò)無(wú)線介質(zhì)傳輸。因此，數(shù)字通信僅使用有線介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

數(shù)字信號(hào)可以有多個(gè)離散值，但是當(dāng)它們僅使用兩個(gè)可能的幅度值表示時(shí)，它們被稱為二進(jìn)制信號(hào)。二進(jìn)制信號(hào)或數(shù)據(jù)以位的形式存在，其幅度僅為“0”或“1”，對(duì)應(yīng)于接地“0”和電源電壓。

二進(jìn)制數(shù)據(jù)以字節(jié)的形式存在，其中每個(gè)字節(jié)由8個(gè)單獨(dú)的位組成。因此，數(shù)字信號(hào)可以按順序逐位發(fā)送，也可以一次發(fā)送整個(gè)字節(jié)。這兩種通信方式將數(shù)字通信分為串行通信和并行通信。

什么是串行通信？
串行通信是一種數(shù)字通信，其中數(shù)據(jù)通過(guò)公共通道逐位傳輸。

串行通信示意圖

由于只有一個(gè)通道，串行通信不能一次發(fā)送整個(gè)字節(jié)，而是逐個(gè)串行發(fā)送8位。因此串行通信相對(duì)較慢。

串行通信是遠(yuǎn)距離通信的更好選擇，因?yàn)樗褂脝蝹€(gè)通道，需要更少的電線，占用的空間也很小。實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)受干擾影響小。由于它只使用兩個(gè)通道來(lái)完成全雙工通信，因此在安裝成本極低的情況下，遠(yuǎn)距離通信的效率要高得多。

串行通信有兩種類型：異步和同步傳輸。前一種在字節(jié)末尾的開(kāi)始和停止位來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)字節(jié)的開(kāi)始和結(jié)束，而后者則使用外部時(shí)鐘來(lái)保持?jǐn)?shù)據(jù)同步。

什么是并行通信？
多位數(shù)據(jù)同時(shí)通過(guò)多個(gè)通道傳輸?shù)臄?shù)字通信形式稱為并行通信。

并行通信示意圖

并行通信需要單獨(dú)的8個(gè)通道來(lái)向接收器傳輸8位或一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。整個(gè)字節(jié)在單個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)傳輸，這使其比串行通信更快。它可以同時(shí)發(fā)送8位數(shù)據(jù)，串行模式可以發(fā)送1位數(shù)據(jù)。但是由于每個(gè)位需要多個(gè)通道，并行通信需要多條線來(lái)承載數(shù)據(jù)。它更昂貴并且需要更多空間來(lái)容納這些電線。每個(gè)發(fā)送的字節(jié)都必須以相同的模式接收，這就是為什么有必要在設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)連接器。這增加了設(shè)計(jì)其連接器的復(fù)雜性。同樣由于多通道，數(shù)據(jù)更容易受到干擾。因此，它對(duì)于長(zhǎng)距離通信效率不高，但它們?nèi)魏螖?shù)字系統(tǒng)的各種內(nèi)部外圍設(shè)備之間的短距離通信。

串行和并行通信之間的主要區(qū)別
1、串行通訊：?jiǎn)蝹€(gè)通道按順序逐位傳輸數(shù)據(jù)的過(guò)程；并行通信：多個(gè)通道將數(shù)據(jù)作為一個(gè)完整的字節(jié)傳輸?shù)倪^(guò)程
2、串行通訊：?jiǎn)蝹€(gè)通信鏈路或電線來(lái)傳輸或接收數(shù)據(jù)；并行通信：多個(gè)通信鏈路或電線來(lái)傳輸信號(hào)
3、串行通訊：無(wú)論傳輸?shù)奈粩?shù)如何，只使用一根電線進(jìn)行傳輸；并行通信：使用的線數(shù)與傳輸?shù)奈粩?shù)相同。
4、串行通訊：僅使用兩個(gè)通道即可完成全雙工通信；并行通信：使用與位相同數(shù)量的通道來(lái)形成半雙工通信
5、串行通訊：需要一個(gè)開(kāi)始和停止位或一個(gè)外部時(shí)鐘來(lái)同步數(shù)據(jù)；并行通信：不需要同步，因?yàn)樵趩蝹€(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)接收到整個(gè)字節(jié)
6、串行通訊：在短距離和低頻率下速度較慢；并行通信：在短距離和低頻下速度很快
7、串行通訊：對(duì)于遠(yuǎn)距離和高頻更有效；并行通信：對(duì)于長(zhǎng)距離和高頻，效率不高
8、串行通訊：由于單通道，它不受串?dāng)_的影響；并行通信：它容易受到串?dāng)_等干擾
9、串行通訊：設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單且具有成本效益；并行通信：復(fù)雜的設(shè)計(jì)是昂貴的
10、串行通訊：串行通信的例子有USB、SATA、I2C、SPI 等；并行通信的例子是計(jì)算機(jī)到打印機(jī)和嵌入式系統(tǒng)內(nèi)部組件之間的通信

并行通信提供了快速和高速的傳輸，但成本高，需要更多的電線。因此，它是短距離通信的更好選擇，以降低安裝成本。雖然串行通信看起來(lái)比并行通信慢(而且確實(shí)如此)，但它在長(zhǎng)距離和高頻下更快。

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