串行通信和并行通信的主要区别在哪?
串行通信作为计算机通信方式之一,主要起到主机与外设以及主机之间的数据传输作用,串行通信具有传输线少、成本低的特点,主要适用于近距离的人-机交换、实时监控等系统通信工作当中,借助于现有的电话网也能实现远距离传输,因此串行通信接口是计算机系统当中的常用接口。
更多
好的,串行通信和并行通信的主要区别在于数据传输的方式、硬件复杂度和抗干扰能力:
-
数据传输方式:
- 串行通信:数据在一条物理线路(或通道)上以位(bit)为单位,一位接一位地、按时间顺序依次传输。就像单车道,车辆一辆接一辆地通过。
- 并行通信:数据在多条(通常是8条、16条、32条等)物理线路(或通道)上同时传输多个位(bit)。例如,8位数据就能在8条线上同时各传1位。就像多车道高速公路,多辆车可以并排同时行驶。
-
信号线数量:
- 串行通信:信号线(数据线)数量少,通常只需要一对(发送和接收)或一条(单向),外加地线。连接器尺寸小,成本相对较低。
- 并行通信:信号线数量多,除了多条数据线,还需要附加控制线(如时钟、选通、应答等)和地线。连接器庞大复杂,成本较高。
-
数据传输速度(绝对速度与相对速度):
- 在相同的时钟频率下,并行通信由于能同时传输多个位,其理论数据传输率(带宽)远高于串行通信。比如,8条线并行传输比1条线串行传输快8倍。
- 然而,现代串行通信技术通过提高时钟频率(远远超过并行通信能达到的频率)和采用先进编码技术(如差分信号、8b/10b编码),克服了线路数量的劣势,实现了远超传统并行通信的实际总带宽(如USB 3.x, PCIe, SATA, 10G以太网等)。单条高速串行链路往往比低速多线的并行接口更快。
-
时序问题与抗干扰能力:
- 串行通信:时序要求相对宽松,只需保证发送和接收端的频率足够同步即可。且由于线路少,线路间的干扰(串扰)小。常用差分信号传输(两条线传互为相反的信号),具有很强的抗共模干扰能力,适合长距离传输。
- 并行通信:多条数据线上的信号需要严格保持同步(到达接收端的时间差必须极小),这对PCB布线长度匹配要求极高(等长走线)。随着频率的提升或距离的加长,微小的时序偏移(Skew)或不同线路上的传输延迟差异(Data Skew)就会导致数据位错位,接收错误。线路间的串扰也更大。抗干扰能力较弱,不适合长距离传输(通常只在机箱内部短距离使用)。
-
传输距离:
- 串行通信:因其抗干扰能力(尤其是差分串行)强,时序要求相对宽松,可以传输很长的距离(例如:RS-232可达15米,RS-422/485可达千米级,高速串行如光纤以太网可达数十公里)。
- 并行通信:受限于严格的时序要求和线路间的串扰,传输距离非常有限,一般只能在几十厘米范围内可靠工作(如主板上的IDE接口、早期的打印机接口Centronics/LPT)。距离稍长就会出现数据错误。
-
应用场景:
- 串行通信:是目前的主流技术。广泛应用于需要高速、长距离或要求接口简洁的设备连接,如:
- 远距离网络(以太网)
- 计算机外设总线(USB, Thunderbolt, Firewire)
- 存储接口(SATA, SAS)
- 显示接口(HDMI, DisplayPort)
- 芯片间总线(I2C, SPI, UART)
- 工业总线(RS-232, RS-485, CAN)
- 并行通信:在通用领域已被串行通信取代,主要用于计算机内部对速度要求极高、传输距离极短的场景:
- 内存(RAM)接口(如DDR SDRAM)是现代计算中最主流的并行应用(虽然内部存储芯片接口本身也在逐渐演变为串行点对点,但模块到内存控制器的接口目前还是超高速并行)。
- 早期的硬盘接口(如PATA/IDE)、打印机接口(如LPT)、ISA/PCI扩展卡(早期主板总线)。这些现在大多已被串行接口替代(如SATA替代PATA, USB替代LPT)。
- 串行通信:是目前的主流技术。广泛应用于需要高速、长距离或要求接口简洁的设备连接,如:
总结关键区别:
| 特性 | 串行通信 (Serial) | 并行通信 (Parallel) |
|---|---|---|
| 数据传输方式 | 依次传输(1bit接1bit) | 同时传输(多bit并行) |
| 信号线数量 | 少(1对或1条数据线) | 多(多条数据线+控制线) |
| 短距理论速度 | 低(同频下) | 高(同频下) |
| 长距实际速度 | 非常高(依赖高频+编码) | 非常低/不可行 |
| 时序要求 | 宽松 | 严格(需严格同步) |
| 抗干扰/距离 | 强,适合长距离(差分传输时尤佳) | 弱,仅适合短距离(< 1米) |
| 硬件复杂度 | 低(连接简单,成本低) | 高(连接复杂,成本高) |
| 主流应用 | 现代主流(USB,网络,高速存储,外设) | 内存接口为主(机箱内短距高速场景) |
简而言之,串行靠提高频率和抗干扰能力解决速度问题,并简化了硬件和布线;并行追求同频下的高理论速度,但受制于严格的时序和干扰问题,难以应用在高频长距离场景。 这就是为什么现代高速、通用、长距离通信几乎都采用串行技术。
串行通信/并行通信和UART、SPI、I2C、USB以及TTL、CMOS、RS-232、RS-485区别详细整理
串行通信/并行通信和UART、SPI、I2C、USB以及TTL、RS-2
资料下载
5762
2021-11-30 20:51:06
什么是串行通信?单片机串行通信的详细资料解析
串行通信(英语:Serial communication)是指在计算机总线或其他数据通道上,每次传输一个位元数据,并连续进行以上单次过程的通信方
资料下载
佚名
2019-08-02 17:34:00
7天热门专题
换一换
换一换
- 如何分清usb-c和type-c的区别
- 中国芯片现状怎样?芯片发展分析
- vga接口接线图及vga接口定义
- 华为harmonyos是什么意思,看懂鸿蒙OS系统!
- 芯片的工作原理是什么?
- ssd是什么意思
- 什么是蓝牙?它的主要作用是什么?
- 汽车电子包含哪些领域?
- TWS蓝牙耳机是什么意思?你真的了解吗
- 什么是单片机?有什么用?
- 升压电路图汇总解析
- plc的工作原理是什么?
- 再次免费公开一肖一吗
- 充电桩一般是如何收费的?有哪些收费标准?
- ADC是什么?高精度ADC是什么意思?
- EDA是什么?有什么作用?
- 中科院研发成功2nm光刻机
- 苹果手机哪几个支持无线充电的?
- dtmb信号覆盖城市查询
- 怎样挑选路由器?
- 华为芯片为什么受制于美国?
- 元宇宙概念股龙头一览
- type-c四根线接法图解
- 锂电池和铅酸电池哪个好?
- 什么是场效应管?它的作用是什么?
- 如何进行编码器的正确接线?接线方法介绍
- 虚短与虚断的概念介绍及区别
- 晶振的作用是什么?
- 大疆无人机的价格贵吗?大约在什么价位?
- 苹果nfc功能怎么复制门禁卡
- 单片机和嵌入式的区别是什么
- amoled屏幕和oled区别
- BLDC电机技术分析
- 复位电路的原理及作用
- dsp是什么意思?有什么作用?
- iphone13promax电池容量是多少毫安
- 苹果无线充电器怎么使用?
- 芯片的组成材料有什么
- 特斯拉充电桩充电是如何收费的?收费标准是什么?
- 直流电机驱动电路及原理图
- 自举电路图
- 通讯隔离作用
- 苹果笔记本macbookpro18款与19款区别
- 新斯的指纹芯片供哪些客户
- 伺服电机是如何进行工作的?它的原理是什么?
- 无人机价钱多少?为什么说无人机烧钱?
- 以太网VPN技术概述
- 传感器常见类型有哪些?
- 手机nfc功能打开好还是关闭好
- 十大公认音质好的无线蓝牙耳机