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为什么新板仍然包含串口？

已有 74 次阅读 2019-07-08 09:38 标签: 嵌入式开发嵌入式系统嵌入式硬件

许多工业单板计算机仍配有串行端口。该接口有时被称为COM端口，已经在板和系统上存在很长时间。实际上，这种连接器的第一次广泛出现是在20世纪80年代早期，但最初的规范可以追溯到20世纪60年代。请注意，RS-232串行接口是原始PC标准，而RS-485和RS-422是工业单板计算机（SBC）的常用选项，因为它们提供更长的距离，抗噪性和多点功能。

串行端口始于25针连接器，一次一位地传输输入和输出信息，这与并行端口不同，并行端口同时传输多个位。从个人计算机的第一天开始，串行端口用于将数据从计算机传输到各种外部设备，例如调制解调器和键盘和鼠标等输入设备。这些端口由UART（通用异步接收器发送器）芯片控制。UART将数据从并行转换为串行数据。后来更流行的9针版本。

串行端口的明显替代方案是通用串行总线，也称为USB。现在这种无处不在的界面是在20世纪90年代中期由一群行业领导者开发的，包括英特尔，微软，康柏，LSI，苹果和惠普。它现在仍然是由USB实施者论坛（USB-IF）管理的。USB 1.0以12 Mbits / s的速率传输数据。该标准的修订版1.1增加了在必要时以较低速度运行的能力，1.5 Mbits / s，用于较低带宽的设备。

随着2.0的发布，USB在2001年左右真正发挥作用，将传输速率提高到480 Mbits / s。2.0的一个关键特性是它与原始标准的向后兼容性，因此将其包含在未来的大多数平台上是不明智的。并且端口的数量使得支持硬件（包括接口IC）非常经济。

回到传统的串行接口。如果我们有一个行业中更快，更普遍的替代方案，为什么我们仍然将它包含在我们的主板上？第一个原因是有大量的设备仍然使用串行接口。例如，今天发布的许多传感器仍然严重依赖串行端口连接。串行接口在设备方面很简单，在大多数情况下只需要UART和收发器。这使串行传感器和数据采集设备简单，低成本和可靠。

尽管人们多年来一直在说串行接口最终会被丢弃，但由于那里的设备数量很多，我觉得这种情况暂时还不会发生。我们还没有完全从串口切换到USB的另一个原因是它是一个专用接口。使用USB，您必须设置所有参数，以便在系统启动时识别基于USB的设备。这是因为它希望成为规范中概述的即插即用设备。但是，这意味着您必须为每个端口配置它。对于serial，您有一个已知的固定地址，并且您将设备锁定到该地址，并且它不会更改。因此，操作系统并不试图在每次启动时弄清楚该设备是什么。

尽管如此，串口可能不会很快成为VHS的方式。它仍然是连接相对低速设备的流行且受到良好支持的接口。例如，一个继续使用串行接口的流行SBC是WINSYSTEMS的PX1-C415。在采用PCIe-104 OneBank扩展的PC104外形中，它采用了最新一代的Intel Atom E3900系列SoC处理器。该电路板体积小，坚固耐用，工作温度范围广，适用于工业物联网应用和工业控制，运输，Mil / COTS和能源市场的嵌入式系统。