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    本篇这里所指并行信号和串行信号,包括了传输(通信)方式,又有接口类型,同时还有数据本身的协议特点,信号、协议、总线和接口。想了解信号、协议、总线和接口之间的区别的,可以看前一篇文章:高速串行简史(一):信号、接口、协议及总线

     

    什么是并行信号?串行信号?

    要了解并行信号和串行信号,我们还是来先了解下并行通信(传输)和串行通信(传输)的概念吧。并行信号就是以并行方式通信的信号,而串行信号就是以串行方式通信的信号。串行通信指数据在单条一位宽的传输线上,一比特接一比特地按顺序传送的方式,在早期的定义里也有说只有一根数据线,每个时钟脉冲下只能发送一位数据的方式;而在并行通信中一个字节(8位)数据是在8条并行传输线上同时由源端传到目的地,也可以说有多个数据线(几根就是几位),在每个时钟脉冲下可以发送多个数据位(几位的并行口就发送几位)。

    所以早期对串行通信与并行通信的理解为:同样的一个字节数据(8位),串行通信要分8次由低位到高位按顺序一位位地传送,而并行通信由于有8根线路,所以只要一次就可以传送过去,形象的说,把线路(通道)比作道路,能并排开几辆车的就可以说是“并行”,只能一辆一辆开的就属于“串行”了。

     

    并行通信与串行通信的区别对比及优缺点

    很明显,并行通信的速度要比串行通信的速度快得多,效率更高,费时更少。不过这些都是早期I/O速率都不高的情况下的理论理解,随着信息技术的飞速发展,之前的理解放在现在来看已经过时了,因为现在是高速串行信号时代了(我们的主题)。

    在高速状态下,并行口的几根数据线之间存在串扰,而并行口需要信号同时发送同时接收,任何一根数据线的延迟都会引起问题。而串行只有一根数据线,不存在信号线之间的串扰,而且串行还可以采用低压差分信号,可以大大提高它的抗干扰性,所以可以实现更高的传输速率,尽管并行可以一次传多个数据位,但是时钟远远低于串行,所以目前串行传输是高速传输的首选。

    在此套用铁杆粉丝“绝对零度”的回复:“打个比方,运送大型设备零件,并行信号就好比多辆货车,每辆车运送一些零件,大家按一定的时间要求送到目的地才能装配出完整的设备,一辆车出故障就会导致无法完成组装。而串行信号就好比火车,正常情况下一辆车就可以把所有零件运送完毕,而且不会出现问题。”个人觉得这个比喻还是比较恰当的,在这里火车本身也是比货车速度快的。

    从另外的角度来看,并行传输还有很多方式如系统同步(共同时钟)方式及源同步时钟方式等。先来看系统同步先天的内在问题,下图是并行传输中系统同步方式的示意图。

     

    首先,并行信号由于需要多位传输路径,这在早期是可以接受的。但是摩尔定律的现象使得与几十年前相比可生产的芯片中硅电路的数量大幅增加,而芯片封装技术的pin密度并没有像硅密度一样以相同的速度在增加,因此I/O pin的封装实际上比硅电路还贵,这就意味着对于大多数芯片来说pin管脚越来越多变得不可接受。就好像我们都知道车道越多我们的通行效率就会更快,但随着现在的城市空间越来越小以及地价越来越贵,更多的车道慢慢的只能变得越来越难以实现。况且并行本身的I/O速率不高,就像拖拉机或毛马路,速度上不去再多车道也是枉然。

    第二个内在问题就是时序的需求。由上图可知数据由芯片#1同步启动并被芯片#2使用相同的时钟同步捕获,芯片#2输入端的数据必须满足相对于芯片的时钟输入的建立和保持时间。详细的系统同步时序模型如下图所示。

     

    这些建立和保持时间必须用足够的余量来计算,以允许时钟分配路径延迟到两个芯片的差异,并通过芯片到启动和捕捉触发器。延迟可能会因芯片工艺,电压和温度(PVT)条件而异,并且必须增加余量以应对最坏的情况。对于较高的时钟频率,可能需要在芯片中使用锁相环(PLL)来调整时钟相位,以补偿芯片内的时钟分配延迟,并适应变化的工艺,电压和温度条件。 如果时钟频率足够高,则不可能建立一个可以通过这种共同时钟总线来可靠地传输数据的系统。

     

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/edadoc/p/8945114.html

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  • 串行接口与并行接口的概念与区别

    千次阅读 2019-04-03 19:58:29
    关于串行与并行,相信搞cs很多人都不陌生。今天简答记录一下,总结自网络。 概念 串行接口 串行接口,简称串口,也就是COM接口,是采用串行通信协议扩展接口。串口出现是在1980年前后,数据传输率是115kbps~...

    综述

    关于串行与并行,相信搞cs的很多人都不陌生。今天简答记录一下,总结自网络。

    概念

    串行接口

    串行接口,简称串口,也就是COM接口,是采用串行通信协议的扩展接口。串口的出现是在1980年前后,数据传输率是115kbps~230kbps,串口一般用来连接鼠标和外置Modem以及老式摄像头和写字板等设备,目前部分新主板已开始取消该接口。

    并行接口

    并行接口,简称并口,也就是LPT接口,是采用并行通信协议的扩展接口。并口的数据传输率比串口快8倍,标准并口的数据传输率为1Mbps,一般用来连接打印机、扫描仪等。所以并口又被称为打印口。

    区别

    并行接口

    并行接口是指数据的各位同时进行传送,其特点是传输速度快(1Mbps),但当传输距离较远、位数又多时,导致了通信线路复杂且成本提高

    串行接口

    串行接口是指数据一位位地顺序传送,其特点是通信线路简单只要一对传输线就可以实现双向通信,并可以利用电话线,从而大大降低了成本,特别适用于远距离通信,但传送速度较慢(115kbps~230kbps)

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  • 并行逻辑与串行逻辑

    2021-01-19 23:09:52
    逻辑设计中经常会遇到并行串行逻辑的概念并行逻辑通常需要大量的逻辑块输入,如图1所示。采用并行逻辑后,可以减少逻辑的级数,从而改善设计的性能,提高器件工作速度。并行逻辑的速度提高是以器件的资源利用率...
  • 逻辑设计中经常会遇到并行串行逻辑的概念并行逻辑通常需要大量的逻辑块输入,如图1所示。采用并行逻辑后,可以减少逻辑的级数,从而改善设计的性能,提高器件工作速度。并行逻辑的速度提高是以器件的资源利用率...
  • 进程,线程,并发和并行串行,同步,异步概念解析 进程和线程 一个操作系统运行多个进程,每个应用为一个进程,每个进程可以运行多个线程。这也就是并发编程。 操作系统控制进程,开发者控制线程。 并发和并行的...

    进程,线程,并发和并行,串行,同步,异步概念解析

    进程和线程

    一个操作系统运行多个进程,每个应用为一个进程,每个进程可以运行多个线程。这也就是并发编程。
    操作系统控制进程,开发者控制线程。
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    并发和并行的区别

    针对某一个应用程序,也即一个进程来定义。

    并发:一个应用程序如果可以开启多个线程让多个线程同时存在,但是交替执行(比如在单核处理器上)则他称之为并发执行。
    并行:一个应用程序能并行执行,那么就一定是运行在多核处理器上。此时,程序中的每个线程都将分配到一个独立的处理器核上,因此可以同时运行

    并发编程:指在同一时间执行多个任务。又包含并行,和并发。并发不一定并行,但并行一定并发

    同步和异步

    同步和异步是概念,并发,并行,串行,才是具体实现形式。

    同步:多个任务情况下,一个任务A执行结束,才可以执行另一个任务B,调用方法在当前线程中运行,且会阻塞线程。只存在于一个线程中。具体利用串行(也即顺序执行)方式来实现。

    举例:去餐馆点餐,服务员让你点,等着你点完菜做完给你的上菜了,才轮到下一个点菜。其他人等待时间长。

    异步: 多个任务情况下,一个任务A正在执行,同时可以执行另一个任务B。任务B不用等待任务A结束才执行。存在多条线程。并发和并行其实是异步线程实现的两种形式。并行才是真正的异步。

    举例:去餐馆点餐,服务员让你点,点完了你找个座位等着,告诉你等菜做好了再叫你来取,然后他马上让下一位点菜。这样其他人不必等待过长时间。

    分布式

    多个计算机或服务器联合组成的系统来执行大型计算或服务。

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  • 串行通信与并行通信概念

    千次阅读 2011-04-07 20:59:00
    1.串行通信 串行通信是指...并行通信速度快,但使用传输设备成本高,适合于近距离数据传输,异步串行通信同步串行通信: 1.异步串行通信 所谓异步通信是指数据传送以字符为单位,字符字符间传送是完

     1.串行通信
     串行通信是指计算机与I/O设备之间数据传输的各位是按顺序依次一位接一位进行传送。通常数据在一根数据线或一对差分线上传输。
     2.并行通信
     并行通信是指计算机与I/O口设备间通过多条传输线交换数据,数据的各位同时进行传送。

     串行通信的传输速度慢,但使用的传输设备成本低,可利用现有的通信手段和通信设备,适合于计算机的远程通信;并行通信的速度快,但使用的传输设备成本高,适合于近距离的数据传输,

    异步串行通信与同步串行通信:
     1.异步串行通信
     所谓异步通信是指数据传送以字符为单位,字符与字符间的传送是完全异步的,位与位之间传送基本同步,其特点如下:
     (1):以字符为单位传送信息。
     (2):相邻两字符音质间隔是任意长。 
     (3):因为一个字符中的比特位长度有限,所以需要接收时钟和发送时钟只要相同就可以。
     (4):异步方式特点简单地说就是字符间同步,字符内异步
     2.同步串行方式的特点
     所谓同步通信,是指数据传送是以数据块(一组字符)为单位,字符与字符之间,字符内部的位与位之间都同步,同步串行通信的特点可以概括为以下几点。
     (1):以数据块为单位传送信息。
     (2):在一个数据块(信息帧)内,字符与字符与字符间无间隔。
     (3):因为一次传输的数据块中包含的数据较多,所以接收时钟与发送时钟严格同步,通常要有同步时钟。

    下面重点讲讲异步串行通信方式
     (1):1位起始位,规定为低电平0。 
     (2):5-8位数据位,即要传送的有效信息。
     (3):1位奇偶校验位。
     (4):1-2位停止位,规定为高电平1。
     

     RS-232C电气特性

     在TXD和RXD引脚上电平定义:
     逻辑 1 = -3V ~ -15V 
     逻辑 0 = 3V ~ 15V

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  • 串行接口与并行接口

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  • 串行并行,并发

    2017-11-09 19:13:00
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并行与串行的概念