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網(wǎng)友分析:“串行”為什么這么紅?

發(fā)布時(shí)間:2015-11-05 責(zé)任編輯:sherry

【導(dǎo)讀】近兩年,大家聽(tīng)得最多的一個(gè)詞可能就是串行傳輸了。從技術(shù)發(fā)展的情況來(lái)看,串行傳輸方式大有徹底取代并行傳輸方式的勢(shì)頭,USB取代 IEEE 1284,SATA取代PATA,PCI Express取代PCI……
 
從原理來(lái)看,并行傳輸方式其實(shí)優(yōu)于串行傳輸方式。通俗地講,并行傳輸?shù)耐藩q如一條 多車道的寬闊大道,而串行傳輸則是僅能允許一輛汽車通過(guò)的鄉(xiāng)間公路。以古老而又典型的標(biāo)準(zhǔn)并行口(Standard Parallel Port)和串行口(俗稱COM口)為例,并行接口的位寬為8,數(shù)據(jù)傳輸率高;而串行接口只有1位,數(shù)據(jù)傳輸速度低。在串行口傳送1位的時(shí)間內(nèi),并行口可以傳送一個(gè)字節(jié)。當(dāng)并行口完成單詞“advanced”的傳送任務(wù)時(shí),串行口中僅傳送了這個(gè)單詞的首字母“a”。 
6A-2-1.TIF 并行接口速度是串行接口的8倍
圖1:H6A-2-1.TIF 并行接口速度是串行接口的8倍
 
那么,現(xiàn)在的串行傳輸方式為何會(huì)更勝一籌呢?
 
一、并行傳輸技術(shù)遭遇發(fā)展困境
 
電腦中的總線和接口是主機(jī)與外部設(shè)備間傳送數(shù)據(jù)的“大動(dòng)脈”,隨著處理器速度的節(jié)節(jié)攀升,總線和接口的數(shù)據(jù)傳輸速度也需要逐步提高,否則就會(huì)成為電腦發(fā)展的瓶頸。 
PC總線的發(fā)展
圖2  PC總線的發(fā)展
 
我們先來(lái)看看總線的情況。1981年第一臺(tái)PC中以ISA總線為標(biāo)志的開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu),使用了ISA總線,數(shù)據(jù)總線為8位,工作頻率為8.33MHz,這在當(dāng)時(shí)卻已經(jīng)算作“先進(jìn)技術(shù)(Advanced Technology)”了,所以ISA總線還有另一個(gè)名字“AT總線”。到了286時(shí),ISA的位寬提高到了16位,為了保持與8位的ISA兼容,工作頻率仍為8.33MHz。ISA總線雖然只有16MBps的數(shù)據(jù)傳輸率,但直到386時(shí)代,都一直是主板與外部設(shè)備間最快的數(shù)據(jù)通道。
  
到了486時(shí)代,同時(shí)出現(xiàn)了PCI和VESA兩種更快的總線標(biāo)準(zhǔn),它們具有相同的位寬(32位),但PCI總線能夠與處理器異步運(yùn)行,當(dāng)處理器的頻率增加時(shí),PCI總線頻率仍然能夠保持不變,可以選擇25MHz、30MHz和33MHz三種頻率。而VESA總線與處理器同步工作,因而隨著處理器頻率的提高,VESA總線類型的外圍設(shè)備工作頻率也得隨著提高,適應(yīng)能力較差,因此很快失去了競(jìng)爭(zhēng)力。PCI總線標(biāo)準(zhǔn)成為Pentium時(shí)代PC總線的王者,硬盤控制器、聲卡到網(wǎng)卡,全部使用PCI插槽。而顯卡方面對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度要求更高,出現(xiàn)了專用的AGP,
 
并行數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)向來(lái)是提高數(shù)據(jù)傳輸率的重要手段,但是,進(jìn)一步發(fā)展卻遇到了障礙。首先,由于并行傳送方式的前提是用同一時(shí)序傳播信號(hào),用同一時(shí)序接收信號(hào),而過(guò)分提升時(shí)鐘頻率將難以讓數(shù)據(jù)傳送的時(shí)序與時(shí)鐘合拍,布線長(zhǎng)度稍有差異,數(shù)據(jù)就會(huì)以與時(shí)鐘不同的時(shí)序送達(dá),另外,提升時(shí)鐘頻率還容易引起信號(hào)線間的相互干擾,導(dǎo)致傳輸錯(cuò)誤。因此,并行方式難以實(shí)現(xiàn)高速化。從制造成本的角度來(lái)說(shuō),增加位寬無(wú)疑會(huì)導(dǎo)致主板和擴(kuò)充板上的布線數(shù)目隨之增加,成本隨之攀升。 
 
在外部接口方面,我們知道IEEE 1284并行口的速率可達(dá)300kBps,傳輸圖形數(shù)據(jù)時(shí)采用壓縮技術(shù)可以提高到2MBps,而RS-232C標(biāo)準(zhǔn)串行口的數(shù)據(jù)傳輸率通常只有20kbps,并行口的數(shù)據(jù)傳輸率無(wú)疑要?jiǎng)俪鲆换I。因此十多年來(lái),并行口一直是打印機(jī)首選的連接方式。對(duì)于僅傳輸文本的針式打印機(jī)來(lái)說(shuō),IEEE 1284并行口的傳輸速度可以說(shuō)是綽綽有余的。但是,對(duì)于近年來(lái)一再提速的激光打印機(jī)來(lái)說(shuō),情況發(fā)生了變化。筆者使用愛(ài)普生6200L在打印2MB圖片時(shí),速度差異不甚明顯,但在打印7.5MB大小的圖片文件時(shí),從點(diǎn)擊“打印”到最終出紙,使用USB接口用了18秒,而使用并行口時(shí),用了33秒。這一測(cè)試結(jié)果說(shuō)明,現(xiàn)行的并行口對(duì)于時(shí)下流行的激光打印機(jī)來(lái)說(shuō),已經(jīng)力難勝任了。
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