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一部のシリアルインターフェイスに多くのピンがあるのはなぜですか?

「シリアル」と呼ばれるさまざまなハードウェアコネクタ。 USBおよびPCI-expressには、2つ以上のピン/ワイヤーがあります。実際、古き良き「シリアルポート」にもそれらがあります。

しかし、それらは並列ではなく直列であるため、それほど多くは必要ないと思われます。パラレル通信チャネルではない場合、追加のワイヤは何に使用されますか?

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元のシリアルには3、5、または7つのピンがありましたが、データを伝送するのはoneのみでした。

シリアルの3つのピンは次のように機能しました。

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他のコンピュータがデータ信号を何と比較するかを認識できるように、共通グランド用の追加のピンが必要です。受信回線と送信回線が交差しているため、コンピュータ1で送信されたデータは、コンピュータ2の受信ピンで受信されます。

必要に応じて、これを2つのシリアルラインと呼ぶことができます。

シリアルケーブルの5ピンバージョンと7ピンバージョンでは、信号が追加され、データを受信する準備ができたとき、またはビジー状態のときに信号を送ることができます(ビジーの場合、受信者にデータを受信する時間がなかったため、送信されたデータが失われる可能性があります)。


USB(バージョン1および2)には複数のケーブルがありますが、データ信号を伝送するためのケーブルは1つだけです。したがって、それはシリアル接続です。

この写真を見てください(ウィキペディアの礼儀)。 2本の電力線と1本のデータペア(基本的には差動信号の1本の線)に気付くでしょう。

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/67/USB.svg/220px-USB.svg.png


PCIeにはシリアルレーンがあります。各レーンは、データをシリアル形式で送信します。 1つのシリアルレーンを備えたPCI-e接続はPCI-ex1と呼ばれ、1つはPCI-ex4などと呼ばれます。

これには2つの理由があります。

  1. 柔軟性:ほとんど独立したレーンを再構成する方が簡単です
  2. シグナルスキュー。

複数の回線でデータを並列に信号で送信し、パス(ケーブル+デバイス内のパス)の長さが等しくない場合、信号の一部が同期していない可能性があります。高い信号速度では、これは深刻な問題でした。


コメントへの回答の一部として編集します。これは、PCI-ex1コネクタのピン配列です。これは、ピン16と17の信号レーンを使用しますが、他の目的(PCI-eカードへの電力供給、カードが存在することの通知など)のためにさらに多くのコネクタがあります。

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9
Hennes

まあ、本当にここでの答えはそれが仕様だからですですが、それは明らかに少し単純化しすぎています。 RS232(「シリアル」)について話しましょう。その答えは、「これらのものが一般的に設計される方法(少なくとも最も複雑な方法)」という意味で広く適用できます。

RS232の場合、あなたは正しいです-それらのピンのうちの2つだけare実際にはデータ送信用です(1つは送信、もう1つは受信)。その他は、独自の信号パス(検出、要求の送受信など)を与えることを決定したプロトコルの他の関連ビット用です。

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USBの例を使用すると、4つのピン(2つのデータ伝送ピン、+ 5V接続、およびアース)しかありません。 USB仕様は、RS232で独自のチャネルを取得するすべての信号をデータチャネルにロールバックします。

(PCIeは少し誤解を招きます-送信ピンと受信ピンが2つありますレーンごと ...レーンアーキテクチャのために、全体的な設計を「シリアル」と呼ぶのは難しいです。さらに、多くの根拠と電力があります。 。)

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Shinrai

完全を期すために、初期のPCで使用されていたRS232DB25ピン配列を次に示します。

RS232 DB25 pinout

私の経験では、ほとんどのコンピューターとシリアルデバイスは、実際にはピン1〜8、20、22しか使用していません。

その時代の典型的な診断ブレイクアウトボックスは次のとおりです。

RS232 Breakout Box

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RedGrittyBrick