Port serial - untuk apa, untuk apa dan tipe

Port serial saat ini merupakan salah satu bentuk utama komunikasi antara perangkat eksternal dan komputer saat ini. Antarmuka yang dapat kita temukan di semua periferal yang kita miliki di desktop kita, serta di dalam peralatan kita.

Indeks isi

Kami akan mencoba menjelaskan pengoperasian port serial, serta antarmuka utama yang saat ini kami temukan. Dan jika Anda tidak tahu apa perbedaannya dengan port paralel, kami juga akan menghabiskan waktu untuk membedakannya.

Apa itu port serial

Jika Anda melihat kabel yang Anda miliki sekarang di meja yang menghubungkan mouse keyboard atau USB flash drive ke komputer Anda, Anda akan melihat antarmuka komunikasi serial.

Port serial adalah antarmuka komunikasi data digital di mana informasi dikirimkan secara berurutan sedikit demi sedikit oleh konduktor. Dengan cara ini port serial harus mengirim semua informasi dalam satu bit demi satu, sementara port paralel akan mengirim beberapa bit secara bersamaan. Antarmuka data serial atau port serial berfungsi di bawah standar RS-232.

Jadi menurut Anda apakah port serial lebih lambat dari porta paralel? Nah saat ini kami memiliki port serial yang jauh lebih cepat. Meskipun tentu saja, ini tidak selalu sesuai dengan standar yang dikomentari, tetapi merupakan versi yang disempurnakan yang sepenuhnya membuat port serial asli menjadi usang. Menjadi yang termudah untuk diterapkan, dengan kompatibilitas yang lebih baik dan jauh lebih luas.

Port serial dan operasi perangkat keras

Port ini berfungsi secara serempak, berkat protokol yang memulai transmisi dengan sinyal " mulai " yang mempersiapkan penerima untuk menerima kata (bit). Setelah mengirim kata ini, yang akan menjadi kode ASCII untuk setiap karakter, sinyal " berhenti " dikirim sehingga penerima beristirahat setelah penyandian kata dan menunggu untuk menerima yang lain.

Kami memiliki tiga jenis komunikasi serial:

• Simpleks: Transmisi adalah searah, yaitu, ada satu pengirim dan satu penerima, misalnya, dalam komunikasi siaran. Dupleks: Setiap ujung dapat menjadi pemancar dan penerima secara bersamaan, sehingga kabel yang berbeda digunakan untuk mengirim dan menerima, atau gelombang dengan frekuensi yang berbeda digunakan untuk menghindari pencampuran. Semi-duplex: Ini mirip dengan transmisi duplex, tetapi ketika satu mentransmisikan yang lain mendengarkan, misalnya, ke dua walki talkie.

Dengan cara ini, kita harus memahami bahwa dalam komunikasi dengan port serial, kedua perangkat harus memiliki input dan output, sehingga perangkat dibagi menjadi kategori DTE (Data Terminal Equipment) dan DCE (Data Circuit Termination Equipment).. Jadi komputer akan menjadi untuk DTE sedangkan DCE akan menjadi modem atau kartu yang dapat diprogram. Untuk menghubungkan dua DTE atau dua DCE, sebuah jembatan nol harus digunakan untuk memotong kedua sinyal.

Untuk mengelola antarmuka komunikasi, kami memiliki chip UART atau USART (Universal Asynchronous Transmitter and Receiver). Fungsinya untuk mengubah sinyal dan tegangan CPU ke standar komunikasi. Chip UART 8250 digunakan untuk prosesor 8 dan 16 bit, sedangkan UART 16550 digunakan untuk sisanya dari komputer IBM.

Port serial RS-232 dan Pinout

RS-232

Dalam sejarah komputasi, port yang paling banyak digunakan adalah yang mengirimkan data serial. Antarmukanya distandarisasi pada tahun 1962 berkat standar EIA / TIA RS-232C, untuk teman-teman, RS-232 atau "Recommended Standard 232". Pada gilirannya, rekomendasi V.24 dibuat, yang mendefinisikan sirkuit dan sinyal antarmuka, dan rekomendasi V.28, yang mendefinisikan aspek kelistrikan.

Konektor yang paling luas adalah DB-25, yang kemudian disederhanakan menjadi DB-9, langsung disebut RS-232. Penting untuk tidak membingungkan konektor ini dengan port paralel dengan nama yang sama, meskipun itu disebut D-Sub. Itu (dan) difokuskan pada penggunaannya dalam koneksi antara komputer dan perangkat eksternal dengan koneksi duplex. Misalnya, modem, sakelar, dan perangkat komunikasi otomasi industri lainnya seperti papan yang dapat diprogram, robot, dan produk konsumen umum lainnya seperti mesin cuci digital.

Selanjutnya, kita akan melihat konfigurasi pin port RS-232 di versi DB-9 dan DB-25. Dalam kedua kasus kami memiliki jumlah pin berguna yang sama.

Penggunaan port serial saat ini

Komputer desktop kami saat ini tidak lagi menerapkan port RS-232, karena USB adalah antarmuka terbaru dan praktis kompatibel dengan semua jenis PCB elektronik. Tetapi kita masih dapat menemukan port serial PCI ini melalui kartu ekspansi jika kita mendedikasikan diri pada pemrograman. Juga ada banyak RS-232 ke USB adapter.

Ini adalah penggunaan mendasar dari port DB-9 atau RS-232 saat ini

• Modem, sakelar, router, telepon satelit, atau penyeimbang beban: kami masih menemukan jenis port atau header ini secara internal atau eksternal untuk memodifikasi mikrokode peralatan jaringan yang lebih lama dan tidak dapat dikelola pengguna. Pembaca barcode inframerah: dan peralatan supermarket yang relatif lama. Papan yang dapat diprogram, peralatan pengukur listrik, dan scrubber perangkat lunak. Printer: printer lama yang tidak menggunakan antarmuka USB atau konektor paralel, umumnya komputer yang tidak memiliki USB untuk memperbarui firmware mereka.

Di atas segalanya, kita berbicara tentang perangkat industri dan jaringan, di mana penggunaan diharapkan oleh pengguna dengan pengetahuan teknis.

Kecepatan port serial (RS-232)

Sebelum melihat versi port serial saat ini, ada baiknya mengetahui sedikit tentang kecepatan yang telah dicapai setelah pembaruan perangkat keras dan periferal:

Kecepatan ini diukur dalam bit per detik atau baud, ukuran umum dalam modem, dan cukup rendah dibandingkan dengan port serial yang saat ini kita miliki sebagai USB. Juga dikelola langsung oleh perangkat lunak dalam hal bandwidth dan koneksi ke perangkat.

Evolusi port serial ke waktu sekarang dan antarmuka utama

Kami meninggalkan port RS-232 untuk mempelajari lebih lanjut tentang port serial yang paling banyak digunakan saat ini. Semua dari mereka bekerja di bawah standar mereka sendiri dan tidak di bawah kondisi RS-232, dikelola secara otomatis dan mandiri oleh pengontrol mereka sendiri.

PS / 2

Port ini pertama kali diterapkan pada PC IBM pada tahun 1987 dan bahkan hari ini kami menemukannya di papan saat ini. Fungsinya untuk menghubungkan mouse atau keyboard di antarmuka independen ke USB. Ini memiliki total 6 pin yang melingkar dan dalam sistem operasi kita dapat menemukannya sebagai port COM.

Ini adalah antarmuka dua arah, dan pada papan lama dengan port RS-232 itu berbagi gangguan dengan port ini. Selain itu, ini tidak memungkinkan pertukaran panas, sehingga komputer harus dihidupkan ulang untuk mendeteksi periferal yang diinstal lagi.

USB (Universal Serial Bus)

Siapa yang tidak tahu hari ini port USB? Kami dapat mendedikasikan seluruh artikel untuk antarmuka ini dan kami tidak akan menyelesaikannya. Ini adalah port serial yang paling banyak digunakan saat ini untuk menghubungkan semua jenis perangkat ke komputer.

Antarmukanya cukup dengan 4 konduktor yang satu memasok tegangan ke 5V, dua di antaranya bertugas mengunggah dan mengunduh data dan yang terakhir adalah koneksi ground. Sementara versi lain seperti micro USB memiliki pin ke-5 untuk membedakannya dari Micro-A dan Micro-B. Juga versi USB 3.0 dan seterusnya meningkatkan pinout mereka untuk memungkinkan lebih banyak bandwidth.

Ini adalah versi dan kecepatan yang saat ini kami miliki meninggalkan versi 1.0 dan 1.1:

• USB 2.0: kecepatan teoretis 480 Mbps (60 MB / s) dengan kapasitas catu daya 5V. USB 3.0: Meningkatkan kecepatan hingga 5 Gbps (600 MB / s), dan juga disebut USB 3.1 Gen1 atau USB 3.2 Gen1. USB 3.1: Meskipun saat ini disebut USB 3.1 Gen2 atau USB 3.2 Gen2, ini adalah cara yang telah ditetapkan pada tahun 2019. USB meningkatkan kecepatannya menjadi 10 Gbps (1, 2 GB / s) USB 3.2: Meningkatkan kecepatan hingga 20 Gbps (2, 4 GB / s) dan kami akan menemukannya dengan denominasi USB 3.2 Gen2x2. Port ini diimplementasikan pada akhir 2019 di papan Intel dan AMD baru.

Dan sejak 2014 kami telah menyediakan port USB Type-C, yang memiliki 24 kontak yang diatur dalam dua baris agar sepenuhnya dapat dibalik. Konektor jenis ini banyak digunakan untuk perangkat portabel seperti Smartphone atau periferal. Saat ini kita dapat menemukan USB-C tipe 3.2 Gen1, 3.2 Gen2 dan 3.2 Gen2x2. Selain itu, ia mampu mengimplementasikan koneksi DisplayPort 1.4 dan Thunderbolt 3 dengan beban hingga 100W.

Firewire

Juga dikenal sebagai standar IEEE 1394, itu adalah versi Amerika dari USB sebelum antarmuka itu sendiri juga diperluas di daerah ini, meninggalkan antarmuka serial ini jauh di belakang dalam kinerja.

Ini adalah konektor yang mirip dengan USB, meskipun dengan sudut yang runcing dan memiliki 4, 6, 9 dan hingga 12 pin tergantung pada versinya . Saat ini telah sepenuhnya diganti oleh USB 2.0 dan seterusnya.

Ada 4 versi Firewire sesuai dengan bandwidth mereka, sedang

• Firewire 400: bekerja pada 50 MB / s Firewire 800: mencapai 100 MB / s Firewire s1600: kecepatan 200 MB / s Firewire s3200: versi terbaru bekerja pada 400 MB / s

Port video

Port video juga bekerja di bawah bus jenis serial, ini adalah D-Sub, juga dikenal sebagai VGA, DVI dalam versi yang berbeda dan port HDMI dan DisplayPort sebagai antarmuka terbaru dan digunakan bersama-sama dengan Thunderbolt di bawah Tipe USB- C.

Yang tercepat adalah port HDMI dan DisplayPort. Dalam kasus pertama kita berada dalam versi 2.0b dengan bandwidth 14, 4 Gbps, dan segera kita akan pindah ke versi 2.1 yang meningkat menjadi 42, 6 Gbps mendukung resolusi hingga 8K pada 120 Hz. Dan dalam kasus DisplayPort kami memiliki versi operasi 1.4 pada 49.65 Gbps mendukung resolusi 8K pada 60 Hz.

Antarmuka SATA dan PCIe

Dan akhirnya antarmuka yang paling penting dari komputer kita: SATA (Serial Advanced Technology Attachment) untuk hard drive, dan PCIe atau PCI-E (Peripheral Component Interconnect - Express) untuk komunikasi internal komponen.

SATA adalah antarmuka yang menggantikan PATA untuk koneksi perangkat penyimpanan di komputer konsumsi umum. Bandwidth maksimum dalam versi SATA III adalah 6 Gbps, yang telah mencapai sekitar 600 MB / s. Ini menggunakan konektor yang jauh lebih kecil daripada IDE dan dengan koneksi perangkat tunggal per antarmuka, juga memungkinkan plugging panas. Ia bekerja menggunakan protokol AHCI (Advanced Host Controller Interface), dan juga tersedia pada antarmuka M.2 untuk solid state drive.

PCI-Express adalah bus serial internal papan klasik, yang memungkinkan kita untuk menghubungkan komponen berkecepatan tinggi secara langsung ke slot yang dipasang pada motherboard. Kami akan memanggil kartu ekspansi ini. Saat ini kami menemukan papan dengan PCI-Express di versi 4.0, di mana setiap jalur data memiliki bandwidth 2000 MB / s (16 Gbps) naik dan turun secara bersamaan, sebuah kebiadaban nyata dibandingkan dengan port eksternal. Mereka menghubungkan NVMe SSD, kartu grafis, kartu jaringan, dll. Selain itu, jembatan utara atau chipset berkomunikasi dengan CPU dengan bus jenis ini.

Perbedaan antara port serial dan port paralel

Kami belum melihat perbedaan utama atau utama antara port serial dan port paralel. Ini terletak pada operasinya, karena port paralel mengirimkan bit informasi pada saat yang sama dan dalam bentuk paket. Masing-masing bit ini, yang bisa berupa kode ASCII dikirim oleh konduktor yang berbeda, dengan jumlah konduktor yang sama dengan bit yang dikirim pada waktu yang sama. Selain itu, ada juga konduktor tambahan lainnya untuk pengaturan waktu, pentanahan, dan sinyal lainnya.

Port paralel misalnya, jenis Centronics untuk printer, bus PATA (IDE) untuk hard drive dan bus SCSI juga untuk hard drive. Di dalamnya, koneksi panas tidak diperbolehkan, juga kekuatan periferal yang terhubung. Mereka mendukung periferal yang jauh lebih sedikit terhubung ke bus yang sama, dan saat ini sebagian besar sudah usang.

Kesimpulan dan tautan yang menarik

Port serial dalam standar RS-232 dan versi yang lebih baru hanya dibiarkan untuk penggunaan industri dan sporadis semata dengan peralatan komputasi konsumen. Sebuah port yang tidak diragukan lagi menandai sebelum dan sesudah koneksi peralatan dan periferal, terutama di jaringan untuk memperbarui firmware modem.

Saat ini kita semua menggunakan USB dalam versi yang berbeda karena ini adalah port yang jauh lebih kecil dan kecepatan yang lebih tinggi. Selain itu, ia mendukung koneksi panas (Plug And Play) dan bahkan catu daya hingga 100W di antarmuka Thunderbolt 3 di bawah USB Type-C yang mampu mencapai hingga 40 Gbps.

Jika Anda ingin tahu lebih banyak tentang port atau jaringan, kami berikan Anda artikel ini:

Apakah Anda tahu port RS-232, apakah Anda pernah menggunakannya? Jika Anda tahu lebih banyak posting seri atau memiliki pertanyaan, Anda dapat meninggalkannya di komentar.