诗和远方

为什么串口传输速度比并口快?

计算机系统的信息交换有两种方式:并行数据传输方式和串行数据传输方式。

并行数据传输是以计算机的字长,通常是8位、16位、32位为传输单位,一次传送一个字长的数据。它适合于外部设备与CPU之间近距离信息交换。在相同频率下,并口传输的效率是串口的几倍。

但随着传输频率的提高,并行传输线中信号线与信号线之间的串扰越加明显,这也制约了并行通讯传输频率的提高(达到100MHz已经是很难了)。


串行可以形象理解为铁路,并行就可以理解为多车道高速公路。

以前由于技术限制,铁路速度慢,串行的铁路运输能力不如并行的高速公路速度快。后来技术障碍解决出现高铁,使得串行速度反而比并行快。(并行存在多车道互相影响、交通事故等,导致运输速度远不如串行快)


早期由于技术原因,一旦串口速度快了,接收端无法正确接受/还原数据。

后来工程师研究出差分信号、时钟-数据恢复、信道均一化之后,解决了高速传输、抗干扰问题,串口传输速度才蹭蹭蹭地往上涨。串行信号线只有一根(或两根),没有串扰(或不明显),所以传输频率可以进一步提高,足够可以将传输速度超过并行通讯。

“传输数据并行比串行快”这句话严格来说是不准确的。

串口硬盘的速度为什么比硬盘快呢?因为串口干扰少,随着速度的提高,并口的信号之间相互干扰增加,到一定程度以后并行传输就不能得到正确的数据了。80通道的ATA100的并口硬盘数据线的一半,40根是地线,是用来防止并行信号之间的互相干扰的。


目前串口硬盘比并口硬盘传输速度要快。

串口的极限速度并不比并口的快,CPU内部高速互联通道/高位宽的数据总线、DDR标准的数据交换其实都属于并行。

数据线

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