Was ist eine serielle Kommunikationsschnittstelle? (Mit Bildern)
Die serielle Kommunikationsschnittstelle (SCI) ist ein Mittel, mit dem Computerkomponenten miteinander kommunizieren können. Dies kann in einem Computer selbst geschehen, z. B. von einem integrierten Mikrochip über den seriellen Bus einer Leiterplatte oder eine Erweiterungskarte oder über ein Kabel zu einem externen Gerät wie einer Tastatur oder einem Drucker. Serielle Schnittstellen werden auch für einige Computervernetzungstechnologien verwendet.
Die Details der seriellen Kommunikationsschnittstelle werden in der empfohlenen Norm 232 (RS-232) erörtert, die ursprünglich 1962 von einer Normengruppe entwickelt wurde, die schließlich als Electronic Industries Association (EIA) bekannt wurde. RS-232 beschreibt an einem Ende einer seriellen Kommunikation das Datenendgerät (DTE) und das Datenverbindungsendgerät (DCE) am gegenüberliegenden Ende. Die Norm beschreibt ferner Spannungspegel und andere elektrische Attribute für das Signal, Steckerbelegungen für die physikalische Schnittstelle, Schaltungsfunktionen und mehr.
Ausgehend vom RS-232-Standard ist eine der frühen entwickelten seriellen Kommunikationsschnittstellen ein sogenannter universeller asynchroner Empfänger und Sender (UART). Der erste UART ermöglichte es Fernschreibmaschinen, kleine Fünf-Bit-Sequenzen, sogenannte Baudot-Codes, zu übertragen. Später, als die Verwendung von Digitalcomputern zunahm, beschrieb der ASCII-Standard (American Standard Code for Information Interchange) die Kodierung von Zeichen in einem 8-Bit-Format, die um 1971 seriell zwischen Computern über integrierte Schaltkreise und serielle Schnittstellen übertragen wurden. Motorola® prägte dann die serielle Kodierung Kommunikationsschnittstelle für ihre UART ein paar Jahre später.
Eine serielle Kommunikationsschnittstelle sendet Datengruppen, die als Wörter bezeichnet werden, entweder in diesen Fünf- oder Acht-Bit-Sequenzen über die Leitung oder über den Computerbus. Die Bits werden nacheinander gesendet, wobei ein Startbit die Kommunikation initiiert, gefolgt von den Datenbits und einem Stoppbit, das die Übertragung beendet. Abhängig von der Verwendung kann auch ein Prüfbit, Parität genannt, in die Sequenz eingefügt werden, um sicherzustellen, dass die Daten intakt sind. Diese Methode zum Einrahmen der Datenübertragung innerhalb eines Start- und Stoppbits ermöglicht eine asynchrone Kommunikation. Die serielle Schnittstelle muss nicht mit einer synchronisierten Uhr im Takt bleiben, sondern kann stattdessen zu jedem Zeitpunkt einen Frame senden, den das Empfängergerät erkennen kann.
Die serielle Kommunikationsschnittstellentechnologie hat in zahlreichen Bereichen Verwendung gefunden. Eine sehr beliebte Methode ist der Universal Serial Bus (USB) zum Anschließen von Peripheriegeräten an einen Computer. In Computergehäusen verwenden Festplattenlaufwerke manchmal eine Schnittstelle, die als Serial Advanced Technology Attachment (Serial ATA) bezeichnet wird, für die Hochgeschwindigkeitskommunikation mit dem Prozessor des Computers. Viele Erweiterungskarten verwenden eine andere Art von serieller Schnittstelle, die als PCI-E (Peripheral Component Interconnect Express) bezeichnet wird. Serielle Kommunikationsschnittstellen erinnern sich jedoch an ihre Wurzeln und werden auch in gängigen Ethernet-Netzwerkumgebungen sowie in Hochgeschwindigkeits-Glasfaserkabeln verwendet.