
【計】 serial transmission
串行傳輸(Serial Transmission)是電子工程與計算機科學領域的核心數據傳輸方式,其定義為通過單一通信信道逐位順序傳輸數據序列的技術實現。與并行傳輸相比,該技術通過時間維度擴展傳輸容量,有效降低硬件複雜度和信號幹擾風險。
根據IEEE通信标準文件(IEEE 1394-2008),串行傳輸系統包含三個核心要素:① 時序同步模塊,通過時鐘信號協調收發端操作節奏;② 數據編碼單元,采用曼徹斯特編碼或8b/10b編碼實現信號完整性;③ 錯誤校驗機制,基于循環冗餘校驗(CRC)算法保障傳輸可靠性。典型應用場景涵蓋USB接口(Universal Serial Bus)、RS-232通信協議及光纖通信系統。
牛津大學出版社《計算機網絡詞典》(第6版)指出,現代串行傳輸速率已突破并行傳輸限制,如PCI Express 5.0協議通過多通道串行架構實現128 GT/s總帶寬。該技術演進路徑呈現兩大特征:物理層采用差分信號增強抗幹擾能力,協議層通過數據包封裝提升傳輸效率。
在工業控制領域,美國國家儀器(NI)技術白皮書顯示,基于串行傳輸的Modbus RTU協議占據73%的現場總線市場份額,其單線傳輸距離可達1200米(RS-485标準)。這種遠距離可靠傳輸特性使其成為物聯網(IoT)設備組網的首選方案。
串行傳輸是一種數據通信方式,指數據在傳輸過程中按逐位順序通過單一信道進行發送和接收。與之相對的是并行傳輸(同時傳輸多個位)。以下是詳細解釋:
逐位傳輸
數據被分解為單個比特(bit),依次通過一條線路傳輸。例如,傳輸一個字節(8位)需要連續發送8次信號。
單信道通信
僅使用一條物理線路(如電線、光纖)或一個無線頻段,降低了硬件複雜性和成本,適合長距離傳輸。
同步機制
發送端和接收端需通過時鐘信號或協議(如UART、SPI)保持同步,确保接收方能正确識别每個比特的起始和結束。
對比項 | 串行傳輸 | 并行傳輸 |
---|---|---|
傳輸方式 | 逐位傳輸(單線路) | 多位同時傳輸(多線路) |
速度 | 現代技術下更高(如PCIe) | 短距離内理論速度快 |
抗幹擾能力 | 較強(差分信號技術) | 較弱(多線路易受幹擾) |
適用場景 | 長距離、高速通信(如USB) | 短距離(如老式打印機接口) |
優點
缺點
現代串行傳輸通過以下技術實現高速化:
串行傳輸憑借其成本效益和抗幹擾能力,已成為遠距離、高速度通信的主流方式。盡管早期速度受限,但現代技術通過提升時鐘頻率、優化編碼等方式,使其性能遠超傳統并行傳輸。
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