Che cos'è la comunicazione seriale?
La comunicazione seriale è un metodo di trasmissione dei dati che invia informazioni un bit alla volta da un dispositivo all'altro. Nel corso degli anni sono stati sviluppati molti standard seriali diversi per le larghezze di banda dei dispositivi sia a bassa che ad alta velocità. Di solito i dati possono essere scambiati su distanze molto maggiori usando la comunicazione seriale piuttosto che parallela. La comunicazione seriale viene generalmente utilizzata per collegare stampanti, terminali e fotocamere ai computer. Viene anche utilizzato per interfacciarsi con dischi rigidi esterni, unità disco video digitale (DVD) e dispositivi di memoria flash.
Poiché nella comunicazione seriale viene inviato solo un bit di dati alla volta, sono necessari meno fili rispetto a un'interfaccia parallela. Una connessione molto minimale può includere solo un filo per i dati e un altro per un riferimento a terra. In pratica, molti collegamenti seriali includono anche diversi segnali di handshaking e una linea di dati in ciascuna direzione. Il bus seriale universale (USB), comunemente usato per collegare computer e periferiche, utilizza solo quattro o cinque segnali, due dei quali sono per l'alimentazione. Le connessioni seriali standard raccomandate (RS) 232 possono usare fino a 20 segnali, a seconda dell'implementazione.
Un numero minore di segnali consente in genere di sincronizzare più rapidamente un collegamento di comunicazione seriale e di operare in modo più affidabile su lunghe distanze. La comunicazione parallela può introdurre inclinazioni o interferenze tra i bit di dati mentre viaggiano insieme lungo un lungo collegamento. Le connessioni seriali RS 232 da 300 piedi (300 piedi) o più possono di solito funzionare a più di 115.200 bit al secondo. Al contrario, i collegamenti USB 2.0 vengono spesso utilizzati per collegare dispositivi di archiviazione ad alta larghezza di banda ai sistemi informatici. In genere possono scambiare dati fino a 480 megabit al secondo, ma i cavi sono limitati a 5 metri tra gli hub.
Quando i dati vengono trasmessi attraverso un collegamento seriale, il ricevitore deve avere un modo per dire quando ogni byte termina e inizia quello successivo. Nella comunicazione seriale asincrona, il mittente inserisce un bit di "avvio" prima di inviare i bit di ciascun byte. Il bit di avvio sincronizza anche un clock interno per aiutare a scomporre il resto del frame ricevuto in singoli bit. Questo è il metodo di sincronizzazione RS 232 più comunemente usato. Nella comunicazione seriale sincrona, viene utilizzato un segnale di clock separato per indicare quando ogni bit e byte sono completi.
Prima che inizi uno scambio di dati RS 232, i dispositivi su entrambi i lati devono essere impostati per utilizzare lo stesso numero di dati e bit di stop, nonché lo stesso tipo di parità. Otto bit di dati, un bit di stop e nessuna parità sono una configurazione frequente, comunemente espressa come 8N1. Se viene utilizzato il segno o la parità di spazio, il mittente viene impostato il bit di parità su uno o zero. Se viene utilizzata la parità pari o dispari, il bit di parità viene impostato su un valore che renderà il numero totale di un bit pari o dispari. Il ricevitore verifica il valore del bit di parità ricevuto, se presente, e indica un errore se non corrisponde al valore previsto.
Oltre al controllo di parità, è possibile utilizzare uno o più protocolli di comunicazione seriale software per evitare errori di trasmissione dei dati. Ad esempio, il protocollo XMODEM o ZMODEM viene spesso utilizzato per i trasferimenti di file tra computer tramite un collegamento seriale RS 232. Questi protocolli sono stati originariamente progettati per essere utilizzati con un modem telefonico dial-up a ciascuna estremità del collegamento, ma funziona anche senza di essi. Ciascun protocollo include la convalida di un checksum Cyclic Redundancy Check (CRC) calcolato per i dati inviati. Se sono presenti modem, eseguono anche controlli CRC simili nell'hardware durante la trasmissione.