Parallele Kommunikation - Parallel communication

Parallele versus serielle Kommunikation

Bei der Datenübertragung ist die parallele Kommunikation ein Verfahren zur gleichzeitigen Übertragung mehrerer Binärziffern ( Bits ). Es steht im Gegensatz zur seriellen Kommunikation , die jeweils nur ein einzelnes Bit überträgt; diese Unterscheidung ist eine Möglichkeit, eine Kommunikationsverbindung zu charakterisieren .

Der grundlegende Unterschied zwischen einem parallelen und einem seriellen Kommunikationskanal besteht in der Anzahl der elektrischen Leiter, die auf der Bitübertragungsschicht verwendet werden , um Bits zu übertragen. Parallele Kommunikation impliziert mehr als einen solchen Leiter. Zum Beispiel überträgt ein paralleler 8-Bit-Kanal acht Bits (oder ein Byte ) gleichzeitig, während ein serieller Kanal dieselben Bits sequentiell, eines nach dem anderen, übermitteln würde. Wenn beide Kanäle mit der gleichen Taktrate betrieben würden, wäre der parallele Kanal achtmal schneller. Ein paralleler Kanal kann zusätzliche Leiter für andere Signale aufweisen, wie beispielsweise ein Taktsignal zum Beschleunigen des Datenflusses, ein Signal zum Steuern der Richtung des Datenflusses und Handshake- Signale.

Parallele Kommunikation ist und wurde immer weit verbreitet in integrierten Schaltungen , in Peripheriebussen und in Speichervorrichtungen wie RAM verwendet . Computersystembusse haben sich andererseits im Laufe der Zeit weiterentwickelt: Parallele Kommunikation wurde in früheren Systembussen häufig verwendet, während serielle Kommunikation in modernen Computern vorherrschend ist.

Beispiele für parallele Kommunikationssysteme

Vergleich mit seriellen Links

Vor der Entwicklung von seriellen Hochgeschwindigkeitstechnologien wurde die Wahl von parallelen Verbindungen gegenüber seriellen Verbindungen von folgenden Faktoren bestimmt:

  • Geschwindigkeit: Oberflächlich betrachtet entspricht die Geschwindigkeit einer parallelen Datenverbindung der Anzahl der gleichzeitig gesendeten Bits mal der Bitrate jedes einzelnen Pfads; Verdoppeln der Anzahl der gleichzeitig gesendeten Bits verdoppelt die Datenrate. In der Praxis reduziert Taktversatz die Geschwindigkeit jedes Links auf den langsamsten aller Links.
  • Kabellänge: Übersprechen erzeugt Interferenzen zwischen den parallelen Leitungen, und der Effekt wird mit der Länge der Kommunikationsverbindung schlimmer. Dadurch wird die Länge einer parallelen Datenverbindung nach oben begrenzt, die normalerweise kürzer ist als die einer seriellen Verbindung.
  • Komplexität: Parallele Datenverbindungen lassen sich leicht in Hardware implementieren und sind daher eine logische Wahl. Das Erstellen eines Parallelports in einem Computersystem ist relativ einfach und erfordert nur einen Zwischenspeicher, um Daten auf einen Datenbus zu kopieren . Im Gegensatz dazu muss die meiste serielle Kommunikation zunächst durch einen universellen asynchronen Empfänger/Sender (UART) wieder in parallele Form umgewandelt werden, bevor sie direkt an einen Datenbus angeschlossen werden kann.

Die sinkenden Kosten und die bessere Leistung integrierter Schaltungen haben dazu geführt, dass serielle Verbindungen zugunsten von parallelen Verbindungen verwendet wurden; Beispielsweise sind IEEE 1284- Druckeranschlüsse im Vergleich zu USB , Parallel ATA im Vergleich zu Serial ATA und FireWire oder Thunderbolt heute die gebräuchlichsten Anschlüsse für die Übertragung von Daten von audiovisuellen (AV) Geräten wie Digitalkameras oder professionellen Scannern, die früher erforderlich waren Kauf eines SCSI-HBAs vor Jahren.

Ein großer Vorteil von weniger Drähten/Pins in einem seriellen Kabel ist die deutliche Reduzierung der Größe, der Komplexität der Steckverbinder und der damit verbundenen Kosten. Entwickler von Geräten wie Smartphones profitieren von der Entwicklung von Steckverbindern/Anschlüssen, die klein und langlebig sind und dennoch eine ausreichende Leistung bieten.

Andererseits gibt es ein Wiederaufleben von parallelen Datenverbindungen in der HF- Kommunikation. Anstatt ein Bit nach dem anderen zu übertragen (wie beim Morsecode und BPSK ), senden bekannte Techniken wie PSM , PAM und Multiple-Input-Multiple-Output- Kommunikation einige Bits parallel. (Jede solche Gruppe von Bits wird als „ Symbol “ bezeichnet). Solche Techniken können erweitert werden, um ein ganzes Byte auf einmal zu senden ( 256-QAM ).

Siehe auch

Verweise