serial พอร์ตอนุกรมและพอร์ตขนานคืออะไร: ระดับเทคนิคและความแตกต่าง

พอร์ตอนุกรมและพอร์ตขนานเป็นสิ่งที่เราทุกคนเคยได้ยินมาหลายครั้งแล้ว แต่มีความเป็นไปได้สูงที่คนสุดท้องจะไม่รู้ด้วยซ้ำว่าพอร์ตเหล่านี้อยู่กับเรามานานหลายปีแล้ว ในบทความนี้เราจะอธิบายว่าพอร์ตอนุกรมคืออะไรและพอร์ตขนานคืออะไรรวมถึงความแตกต่าง

ดัชนีเนื้อหา

พอร์ตอนุกรมและพอร์ตขนานคืออะไร

ในการคำนวณ พอร์ตอนุกรมคือส่วนต่อประสานการสื่อสารแบบอนุกรมซึ่งข้อมูลจะถูกถ่ายโอนเปิดหรือปิดทีละบิต ในทางตรงกันข้ามกับพอร์ตขนาน ตลอดประวัติศาสตร์ส่วนใหญ่ของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลข้อมูลจะถูกถ่ายโอนผ่านพอร์ตอนุกรมไปยังอุปกรณ์เช่นโมเด็มเทอร์มินัลและอุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆ

เราขอแนะนำให้อ่านบทความเกี่ยวกับ วิธีเชื่อมต่อกับเดสก์ท็อประยะไกล Windows 10

ความสำคัญของพอร์ตอนุกรมและการใช้งาน

ในขณะที่อินเตอร์เฟสเช่น Ethernet, FireWire และ USB ส่งข้อมูลเป็นสตรีมอนุกรมคำว่า "พอร์ตอนุกรม" โดยทั่วไปจะระบุฮาร์ดแวร์ที่สอดคล้องกับมาตรฐาน RS-232 มากขึ้นหรือน้อยลงโดยมี วัตถุประสงค์เพื่อโต้ตอบกับโมเด็มหรืออุปกรณ์ ของการสื่อสารที่คล้ายกัน คอมพิวเตอร์สมัยใหม่ที่ไม่มีพอร์ตอนุกรมอาจต้องใช้ตัวแปลง USB เป็นอนุกรมเพื่ออนุญาตให้ใช้งานร่วมกับอุปกรณ์อนุกรม RS-232 พอร์ตอนุกรมยังคงใช้ในแอปพลิเคชันเช่นระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมเครื่องมือวิทยาศาสตร์จุดขายและสินค้าอุตสาหกรรมและสินค้าอุปโภคบริโภค

เซิร์ฟเวอร์สามารถใช้พอร์ตอนุกรมเป็นคอนโซลควบคุมสำหรับการวินิจฉัย อุปกรณ์เครือข่ายเช่นเราเตอร์และสวิตช์มักใช้คอนโซลอนุกรมสำหรับการกำหนดค่า พอร์ตอนุกรมยังคงใช้ในพื้นที่เหล่านี้เนื่องจากมีความเรียบง่ายราคาไม่แพงและฟังก์ชั่นคอนโซลมีมาตรฐานสูงและแพร่หลาย พอร์ตอนุกรมต้องการซอฟต์แวร์สนับสนุนน้อยมากจากระบบโฮสต์

คอมพิวเตอร์บางเครื่องเช่น IBM PC ใช้วงจรรวมที่เรียกว่า UART IC นี้จะแปลงอักขระเป็นและจากฟอร์มสตริงแบบอะซิงโครนัส การนำการซิงโครไนซ์และการกำหนดกรอบข้อมูลไปใช้ในฮาร์ดแวร์ ระบบที่มีต้นทุนต่ำมากเช่นคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในบ้านเครื่องแรกจะใช้ CPU ในการส่งข้อมูลผ่านขาออกโดยใช้เทคนิคการกัดบิต ก่อนที่จะมีการรวมขนาดใหญ่ (LSI) วงจรรวมของ UART นั้นมินิคอมพิวเตอร์หรือไมโครคอมพิวเตอร์จะมีพอร์ตอนุกรมที่ประกอบด้วยวงจรรวมขนาดเล็กหลาย ๆ ตัวเพื่อนำมาใช้ในการลงทะเบียนกะประตูลอจิกเคาน์เตอร์และตรรกะอื่น ๆ ทั้งหมด สำหรับพอร์ตอนุกรม

ตอนนี้โปรเซสเซอร์ที่มีราคาถูกจะช่วยให้เร็วขึ้น แต่มาตรฐานการสื่อสารแบบอนุกรมที่ซับซ้อนกว่าเช่น USB และ FireWire เพื่อแทนที่ RS-232 สิ่งนี้ทำให้สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่ไม่สามารถใช้งานได้กับการเชื่อมต่อแบบอนุกรมที่ช้ากว่าเช่นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่อุปกรณ์เสียงและวิดีโอ เมนบอร์ดจำนวนมากยังคงมีพอร์ตอนุกรมอย่างน้อยหนึ่งพอร์ตแม้ว่ามันจะสามารถเข้าถึงได้ผ่านทางส่วนหัวของพิน เท่านั้น ระบบขนาดเล็กและโน้ตบุ๊กขนาดเล็กสามารถข้ามพอร์ตตัวเชื่อมต่อ RS-232 เพื่อประหยัดพื้นที่ได้ แต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยังคงอยู่ที่นั่น RS-232 เป็นมาตรฐานมานานจนวงจรที่จำเป็นในการควบคุมพอร์ตอนุกรมกลายเป็นราคาถูกมาก และมักจะมีอยู่ในชิปตัวเดียวบางครั้งก็มีวงจรสำหรับพอร์ตขนาน

ในขณะที่มาตรฐาน RS-232 ได้ระบุตัวเชื่อมต่อ D-type 25 พิน แต่เดิมนักออกแบบหลายคนเลือกที่จะใช้เพียงส่วนย่อยของมาตรฐานเต็มรูปแบบการแลกเปลี่ยนความเข้ากันได้กับมาตรฐานสำหรับการใช้งานของตัวเชื่อมต่อที่มีราคาถูกและกะทัดรัดกว่า รุ่น DE-9 ใช้โดย IBM PC-AT ดั้งเดิม) ความปรารถนาที่จะจัดหาการ์ดอินเตอร์เฟสแบบสองพอร์ตอนุกรมทำให้ไอบีเอ็มต้องการลดขนาดของขั้วต่อเพื่อให้พอดีกับแผงด้านหลังการ์ดเดียว ตัวเชื่อมต่อ DE-9 ยังพอดีกับการ์ดที่มีตัวเชื่อมต่อ DB-25 ตัวที่สอง เริ่มตั้งแต่เวลาเปิดตัว IBM PC-AT พอร์ตอนุกรมมักถูกสร้างขึ้นด้วยตัวเชื่อมต่อ 9 พินเพื่อประหยัดค่าใช้จ่ายและพื้นที่ อย่างไรก็ตามการมีอยู่ของตัวเชื่อมต่อ D ย่อยขนาดเล็ก 9 พินนั้นไม่เพียงพอที่จะระบุว่าการเชื่อมต่อนั้นเป็นพอร์ตอนุกรมจริง ๆ เนื่องจากตัวเชื่อมต่อนี้ใช้สำหรับวิดีโอจอยสติ๊กและจุดประสงค์อื่น ๆ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กบางประเภทโดยเฉพาะเครื่องคิดเลขแบบกราฟและแล็ปท็อปวิทยุสมัครเล่นมีพอร์ตอนุกรมที่ใช้แจ็คโทรศัพท์ โดยทั่วไปจะมีแจ็คขนาดเล็ก 2.5 หรือ 3.5 มม. และใช้อินเตอร์เฟสแบบ 3 สายพื้นฐานเพิ่มเติม

Macintosh หลายรุ่นต้องการมาตรฐาน RS-422 ที่เกี่ยวข้องส่วนใหญ่เป็นตัวเชื่อมต่อ mini-DIN ของเยอรมันยกเว้นรุ่นแรก ๆ Macintosh รวมชุดพอร์ตสองพอร์ตมาตรฐานสำหรับการเชื่อมต่อกับเครื่องพิมพ์และโมเด็ม แต่แล็ปท็อป PowerBook บางเครื่องมีพอร์ตคำสั่งผสมเพียงพอร์ตเดียวเพื่อประหยัดพื้นที่ เนื่องจากอุปกรณ์ส่วนใหญ่ไม่ได้ใช้สัญญาณทั้งหมด 20 สัญญาณที่กำหนดโดยมาตรฐานตัวเชื่อมต่อขนาดเล็กจึงมักถูกใช้

ตัวอย่างเช่นตัวเชื่อมต่อ 9-pin DE-9 ถูกใช้โดยพีซีที่เข้ากันได้กับ IBM ส่วนใหญ่จากพีซี IBM AT และได้รับมาตรฐานเป็น TIA-574 เมื่อเร็ว ๆ นี้มีการใช้ตัวเชื่อมต่อแบบแยกส่วน ที่พบมากที่สุดคือตัวเชื่อมต่อ 8P8C ซึ่งมาตรฐาน EIA / TIA-561 กำหนด pinout ในขณะที่ "Yost Serial Device Wiring Standard" ที่คิดค้นโดย Dave Yost นั้นเป็นเรื่องปกติในคอมพิวเตอร์ Unix และอุปกรณ์รุ่นใหม่จาก ระบบของซิสโก้ ตัวเชื่อมต่อ 10P10C ยังสามารถพบได้ในอุปกรณ์บางอย่าง Digital Equipment Corporation กำหนดระบบการเชื่อมต่อ DECconnect ของตัวเองซึ่งเป็นไปตามขั้วต่อ Modular Modular (MMJ) นี่คือตัวเชื่อมต่อแบบแยกส่วน 6-pin ที่มีการถอดกุญแจออกจากตำแหน่งกึ่งกลาง เช่นเดียวกับมาตรฐาน Yost DECconnect ใช้การออกแบบ pin แบบสมมาตรที่อนุญาตการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่าง DTE สองตัว ตัวเชื่อมต่อทั่วไปอื่น ๆ คือตัวเชื่อมต่อส่วนหัว DH10 ทั่วไปบนแผงวงจรหลักและบอร์ดเพิ่มเติม ซึ่งโดยทั่วไปจะต่อสายเข้ากับตัวเชื่อมต่อ DE-9 9-pin มาตรฐานมากขึ้น (และติดตั้งบนบอร์ดสล็อตฟรีบ่อยครั้ง หรือส่วนอื่น ๆ ของคดี)

พอร์ตขนานทำงานแตกต่างกันมาก

พอร์ตขนานเป็นอินเตอร์เฟสประเภทหนึ่งที่พบบนพีซีเพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วง ชื่อหมายถึงวิธีการส่งข้อมูลเนื่องจากพอร์ตขนานส่งข้อมูลหลายบิตในเวลาเดียวกันในการสื่อสารแบบขนานซึ่งแตกต่างจากอินเตอร์เฟสอนุกรมที่ส่งบิตหนึ่งต่อหนึ่ง ในการทำเช่นนี้พอร์ตขนานต้องใช้หลายสายข้อมูลบนสายเคเบิลและตัวเชื่อมต่อพอร์ตและพวกเขามักจะมีขนาดใหญ่กว่าพอร์ตอนุกรมร่วมสมัยที่ต้องการเพียงสายข้อมูลเดียว

มีพอร์ตขนานหลายประเภท แต่คำนี้มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับพอร์ตเครื่องพิมพ์หรือพอร์ต Centronics ที่พบในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลส่วนใหญ่ตั้งแต่ปี 1970 ถึงปี 2000 มันเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมโดยพฤตินัยเป็นเวลาหลายปีและในที่สุดก็ได้มาตรฐานเป็น IEEE 1284 ในปลายปี 1990 ซึ่งกำหนดรุ่นสองทางของ Enhanced Parallel Parallel Port (EPP) และ Extended Capacity Port (ECP) วันนี้อินเตอร์เฟสพอร์ตขนานนั้นไม่มีอยู่จริงเนื่องจากอุปกรณ์ Universal serial bus (USB) ที่เพิ่มขึ้นพร้อมกับการพิมพ์ผ่านเครือข่ายโดยใช้ Ethernet และเครื่องพิมพ์ Wi-Fi

อินเทอร์เฟซพอร์ตขนานนั้นเดิมเรียกว่า Parallel Printer Adapter บนคอมพิวเตอร์ที่รองรับ IBM PC มันถูกออกแบบมาเพื่อใช้งานเครื่องพิมพ์ที่ใช้อักขระ ASCII ที่ขยายเพิ่มแปดบิตของ IBM เพื่อพิมพ์ข้อความ แต่ยังสามารถใช้เพื่อปรับอุปกรณ์ต่อพ่วงอื่น ๆ เครื่องพิมพ์กราฟิกพร้อมด้วยอุปกรณ์อื่นจำนวนหนึ่งได้รับการออกแบบเพื่อสื่อสารกับระบบ

ก่อนการกำเนิดของ USB อินเทอร์เฟซแบบขนานถูกปรับให้เข้าถึงอุปกรณ์ต่อพ่วงอื่นนอกเหนือจากเครื่องพิมพ์ หนึ่งในการใช้งานที่เร็วที่สุดของพอร์ตขนานนั้นใช้สำหรับดองเกิลที่ใช้เป็นคีย์ฮาร์ดแวร์ที่ให้มาพร้อมกับแอพพลิเคชั่นซอฟต์แวร์เพื่อป้องกันการคัดลอกซอฟต์แวร์ การใช้งานอื่น ๆ ได้แก่ ไดรฟ์ออปติคัลดิสก์เช่นเครื่องเล่นซีดีและเครื่องเขียนไดรฟ์ Zip สแกนเนอร์โมเด็มภายนอกตัวควบคุมเกมและจอยสติ๊ก เครื่องเล่น MP3 พกพารุ่นแรกสุดบางรุ่นต้องการการเชื่อมต่อพอร์ตขนานเพื่อถ่ายโอนเพลงไปยังอุปกรณ์ มีอะแดปเตอร์สำหรับเรียกใช้อุปกรณ์ SCSI ผ่านขนาน อุปกรณ์อื่น ๆ เช่นโปรแกรมเมอร์ EPROM และไดรเวอร์ฮาร์ดแวร์สามารถเชื่อมต่อผ่านพอร์ตขนาน

ระบบที่เข้ากันได้กับพีซีส่วนใหญ่ในช่วงปี 1980 และ 1990 มีพอร์ตหนึ่งถึงสามพอร์ต โดยมีอินเตอร์เฟสการสื่อสารกำหนดไว้ดังนี้:

• พอร์ต ขนานแบบลอจิคัล 1: พอร์ต I / O 0x3BC, IRQ 7 (โดยปกติคืออะแดปเตอร์กราฟิกขาวดำ) พอร์ต ขนานแบบลอจิคัล 2: พอร์ต I / O 0x378, IRQ 7 (การ์ด IO แบบพิเศษหรือผ่านตัวควบคุมในเมนบอร์ด) พอร์ต ขนานแบบลอจิคัล 3: พอร์ต I / O 0x278, IRQ 5 (การ์ด IO โดยเฉพาะหรือผ่านตัวควบคุมที่ติดตั้งในเมนบอร์ด)

หากไม่มีพอร์ตเครื่องพิมพ์ที่ 0x3BC พอร์ตที่สองในแถว (0x378) จะกลายเป็นพอร์ตขนานแบบลอจิคัลที่ 1 และ 0x278 จะกลายเป็นพอร์ตขนานแบบลอจิคัลที่ 2 สำหรับ BIOS บางครั้งพอร์ตเครื่องพิมพ์จะถูกบริดจ์เพื่อใช้อินเตอร์รัปต์แม้ว่าจะมีที่อยู่ I / O ของตัวเอง แต่ก็สามารถใช้ได้ครั้งละหนึ่งที่เท่านั้น ในบางกรณี BIOS ยังสนับสนุนพอร์ตเครื่องพิมพ์ที่สี่ แต่ที่อยู่ฐานแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญระหว่างผู้ให้บริการ เนื่องจากอินพุตที่สงวนไว้สำหรับพอร์ตลอจิคัลของเครื่องพิมพ์ตัวที่สี่ในพื้นที่ข้อมูล BIOS แชร์กับการใช้งานอื่น ๆ บนเครื่อง PS / 2 และการ์ดกราฟิกที่เข้ากันได้กับ S3 โดยทั่วไปจะต้องใช้ไดรเวอร์พิเศษในสภาพแวดล้อมส่วนใหญ่ ภายใต้ DR-DOS 7.02 การ กำหนดพอร์ต BIOS สามารถเปลี่ยนแปลงและลบล้างได้โดยใช้คำสั่ง CONFT.SYS LPT1, LPT2, LPT3 และ LPT4 ซึ่งเป็นทางเลือก

ระบบที่ทำงานบน DOS ทำให้พอร์ตขนานแบบลอจิคัลที่ตรวจพบโดย BIOS พร้อมใช้งานภายใต้ชื่ออุปกรณ์เช่น LPT1, LPT2 หรือ LPT3 ที่สอดคล้องกับพอร์ตลอจิคัลพอร์ตขนาน 1, 2 และ 3 ตามลำดับ ชื่อเหล่านี้ได้มาจากคำต่างๆเช่น Line Print Terminal, Local Print Terminal หรือ Line PrinTer มีการใช้ระเบียบการตั้งชื่อที่คล้ายกันใน ITS, DEC รวมถึงระบบ CP / M และ 86-DOS (LST)

ใน DOS เครื่องพิมพ์แบบขนานสามารถเข้าถึงได้โดยตรงจากบรรทัดคำสั่ง ตัวอย่างเช่นคำสั่ง "TYPE C: \ AUTOEXEC.BAT> LPT1:" จะเปลี่ยนเส้นทางเนื้อหาของไฟล์ AUTOEXEC.BAT ไปยังพอร์ตเครื่องพิมพ์ อุปกรณ์ PRN พร้อมใช้งานเป็นนามแฝงสำหรับ LPT1 ระบบปฏิบัติการบางระบบเช่น DOS อนุญาตให้คุณเปลี่ยนการจัดสรรแบบคงที่นี้ด้วยวิธีการที่แตกต่างกัน บางรุ่นของ DOS ใช้ส่วนขยายโปรแกรมควบคุมถิ่นที่อยู่ซึ่งจัดทำโดย MODE หรือผู้ใช้สามารถเปลี่ยนการแมปภายในผ่านคำสั่ง CONFIG.SYS PRN = n (เช่นใน DR-DOS 7.02 และสูงกว่า) DR-DOS 7.02 ยังให้การสนับสนุนในตัวสำหรับ LPT4 ในกรณีที่ BIOS รองรับรองรับ

PRN พร้อมด้วย CON, AUX และอีกสองสามรายการเป็นชื่อไฟล์และไดเรกทอรีที่ไม่ถูกต้องใน DOS และ Windows แม้แต่ Windows XP มีแม้กระทั่งอุปกรณ์ MS-DOS ในช่องโหว่ชื่อพา ธ ใน Windows 95 และ 98 ซึ่งทำให้คอมพิวเตอร์พังถ้าผู้ใช้พิมพ์ "C: \ CON \ CON", "C: \ PRN \ PRN" หรือ " C: \ AUX \ AUX "ในแถบที่อยู่ของ Windows Explorer Microsoft ได้เผยแพร่โปรแกรมแก้ไขเพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดนี้ แต่ระบบปฏิบัติการ Windows 95 และ 98 ที่ติดตั้งใหม่จะยังคงมีข้อผิดพลาดอยู่

บทความนี้จะสิ้นสุดลงในสิ่งที่เป็นพอร์ตอนุกรมและพอร์ตขนานคุณสามารถแสดงความคิดเห็นหากคุณมีคำถามใด ๆ

แหล่ง Wikipediawikipedia