Sarja vs rinnakkaisvaihteisto
Ensisijainen ero sarja- ja rinnakkaislähetyksen välillä on tiedonsiirtotavassa. Sarjalähetyksessä se on peräkkäinen, kun taas rinnakkaissiirrossa se on samanaikainen. Tietokonemaailmassa dataa siirretään digitaalisesti bittien avulla. Sarjasiirrossa data lähetetään peräkkäin, jossa bitit toisensa jälkeen lähetetään yhden johdon kautta. Rinnakkaislähetyksessä dataa lähetetään rinnakkain, jolloin useita bittejä lähetetään samanaikaisesti useilla johtoilla. Eri syistä, joita käsittelemme alla, sarjalähetyksellä on enemmän etuja kuin rinnakkaissiirrolla, ja siksi sarjasiirtoa seurataan nykyään useimmissa käytetyissä liitännöissä, kuten USB, SATA ja PCI Express.
Mikä on sarjalähetys?
Sarjalähetyksellä tarkoitetaan yhden bitin siirtoa kerrallaan, jossa lähetys on peräkkäistä. Oletetaan, että meillä on tavu dataa "10101010", joka lähetetään sarjasiirtokanavan kautta. Se lähettää pala kerrallaan yksi toisensa jälkeen. Ensin lähetetään "1" ja sitten lähetetään "0", jälleen "1" ja niin edelleen. Siirtoon tarvitaan siis periaatteessa vain yksi datalinja/johdin ja se on etu, kun otetaan huomioon kustannukset. Nykyään monet siirtotekniikat käyttävät sarjalähetystä, koska sillä on useita etuja. Yksi tärkeä etu on se, että koska rinnakkaisia bittejä ei ole, synkronointia ei tarvita. Tällöin kellonopeutta voidaan nostaa erittäin korkealle tasolle, jotta voidaan saavuttaa suuri baudinopeus. Samasta syystä on myös mahdollista käyttää sarjalähetystä pitkän matkan aikana ilman ongelmia. Lisäksi, koska lähellä ei ole rinnakkaisia linjoja, signaaliin eivät vaikuta sellaiset ilmiöt kuin ristipuhe ja naapurilinjojen häiriöt, kuten rinnakkaisessa lähetyksessä.
Sarjasiirtokaapeli
Termi sarjalähetys liittyy vahvasti RS-232:een, joka on sarjaviestintästandardi, joka otettiin käyttöön IBM PC:issä kauan sitten. Se käyttää sarjasiirtoa ja se tunnetaan myös sarjaporttina. USB (Universal Serial Bus), joka on nykyään eniten käytetty liitäntä tietokoneteollisuudessa, on myös sarjaportti. Myös Ethernet, jota käytämme verkkojen yhdistämiseen, seuraa sarjaliikennettä. SATA (Serial Advanced Technology Attachment), jota käytetään kiintolevyjen ja optisten levylukulaitteiden korjaamiseen, on myös sarjamuotoinen, kuten nimestä voi päätellä. Muita tunnettuja sarjasiirtotekniikoita ovat Fire Wire, RS-485, I2C, SPI (Serial Peripheral Interface), MIDI (Musical Instrument Digital Interface). Lisäksi PS/2, jota käytettiin hiirten ja näppäimistöjen liittämiseen, oli myös sarja. Mikä tärkeintä, PCI Express, jota käytetään nykyaikaisten näytönohjainkorttien liittämiseen tietokoneeseen, seuraa myös sarjasiirtoa.
Mikä on rinnakkaissiirto?
Rinnakkaislähetys tarkoittaa rinnakkaisten databittien lähettämistä samanaikaisesti. Oletetaan, että meillä on rinnakkaissiirtojärjestelmä, joka lähettää 8 bittiä kerrallaan. Sen tulee koostua 8 erillisestä linjasta/johdosta. Kuvittele, että haluamme lähettää datatavun "10101010" rinnakkaissiirrolla. Tässä ensimmäinen rivi lähettää "1", toinen rivi lähettää "0" ja niin edelleen samanaikaisesti. Jokainen rivi lähettää sitä vastaavan bitin samanaikaisesti. Haittapuolena on, että johtoja pitäisi olla useita ja siksi kustannukset ovat korkeat. Lisäksi, koska nastoja pitäisi olla enemmän, portit ja paikat suurenevat, joten se ei sovellu pienille sulautetuille laitteille. Rinnakkaislähetyksestä puhuttaessa tulee ensimmäisenä mieleen se, että rinnakkaislähetyksen tulisi olla nopeampaa, koska useita bittejä lähetetään samanaikaisesti. Teoriassa näin täytyy olla, mutta käytännön syistä rinnakkaissiirto on jopa hitaampaa kuin sarjalähetys. Syynä on, että kaikki rinnakkaiset databitit on vastaanotettava vastaanottimen päässä ennen seuraavan datajoukon lähettämistä. Signaali eri johtoilla voi kuitenkin kestää eri aikoja, jolloin kaikkia bittejä ei vastaanoteta samaan aikaan ja siksi synkronointia varten pitäisi olla odotusaika. Tästä johtuen kellotaajuutta ei voida nostaa yhtä suureksi kuin sarjalähetyksessä ja siten rinnakkaislähetyksen nopeus on hitaampi. Toinen rinnakkaislähetyksen haittapuoli on se, että viereiset johdot aiheuttavat ongelmia, kuten ylikuulumista ja häiriöitä toisilleen, mikä heikentää signaaleja. Näistä syistä rinnakkaissiirtoa käytetään lyhyillä etäisyyksillä.
IEEE 1284
Kuuluisin rinnakkaissiirto on tulostinportti, joka tunnetaan myös nimellä IEEE 1284. Tämä on portti, joka tunnetaan myös rinnakkaisporttina. Tätä käytettiin tulostimissa, mutta nykyään sitä ei käytetä laaj alti. Aiemmin kovalevyt ja optisten levyjen lukijat liitettiin tietokoneeseen PATA:n (Parallel Advanced Technology Attachment) avulla. Kuten tiedämme, nämä portit eivät ole enää käytössä, koska ne on korvattu sarjasiirtotekniikoilla. SCSI (Small Computer System Interface) ja GPIB (General Purpose Interface Bus) ovat myös merkittäviä rinnakkaissiirtoa käyttäviä teollisuudessa käytettyjä liitäntöjä.
On kuitenkin erittäin tärkeää tietää, että tietokoneen nopein väylä, joka on etupuolen väylä, joka yhdistää suorittimen ja RAM-muistin, on rinnakkaissiirto.
Mitä eroa on sarja- ja rinnakkaissiirrolla?
• Sarjalähetyksessä data lähetetään bitti toisensa jälkeen. Lähetys on peräkkäistä. Rinnakkaislähetyksessä lähetetään useita bittejä samanaikaisesti, joten se on samanaikaisesti.
• Sarjasiirto vaatii vain yhden johdon, mutta rinnakkaissiirto vaatii useita johtoja.
• Sarjaväylät ovat yleensä pienempiä kuin rinnakkaisväylät, koska nastojen määrä on pienempi.
• Sarjasiirtolinjat eivät aiheuta häiriöitä ja keskusteluongelmia, koska lähistöllä ei ole linjoja, mutta rinnakkaissiirrolla on tällaisia ongelmia lähellä olevien linjojen vuoksi.
• Sarjalähetystä voidaan nopeuttaa lisäämällä kellotaajuutta erittäin suuriin arvoihin. Kuitenkin rinnakkaislähetyksessä kaikkien bittien täydellisen vastaanoton synkronoimiseksi kellotaajuutta on pidettävä hitaampana, ja siksi rinnakkaislähetys on yleensä hitaampaa kuin sarjalähetys.
• Sarjasiirtolinjat voivat siirtää dataa hyvin pitkälle, vaikka se ei ole niin rinnakkaissiirrossa.
• Nykyään yleisimmin käytetty siirtotekniikka on sarjalähetys.
Yhteenveto:
Rinnakkais vs sarjalähetys
Nykyään sarjalähetystä käytetään tietokoneteollisuudessa paljon enemmän kuin rinnakkaissiirtoa. Syynä on, että sarjalähetys voi lähettää pitkän matkan erittäin nopeammalla nopeudella erittäin alhaisilla kustannuksilla. Tärkeä ero on, että sarjalähetyksessä lähetetään vain yksi bitti kerrallaan, kun taas rinnakkaislähetyksessä lähetetään useita bittejä samanaikaisesti. Sarjasiirto vaatii siis vain yhden johdon, kun taas rinnakkaissiirto vaatii useita linjoja. USB, Ethernet, SATA, PCI Express ovat esimerkkejä sarjalähetyksen käyttämisestä. Rinnakkaissiirtoa ei käytetä nykyään laaj alti, mutta sitä käytettiin aiemmin tulostinportissa ja PATA:ssa.
