串行数据线的一个总结和概述

是个人计算机上的通讯接口之一，由电子工业协会，EIA) 所制定的异步传输标准接口。通常 RS-232 接口以9个引脚 (DB-9) 或是25个引脚 (DB-25) 的型态出现。(Electronic Industries Association

RS-232-C标准规定的数据传输速率为每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。

RS-232-C标准规定，驱动器允许有2500pF的电容负载，通信距离将受此电容限制，例如，采用150pF/m的通信电缆时，最大通信距离为15m；若每米电缆的电容量减小，通信距离可以增加。传输距离短的另一原因是RS-232属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于20m以内的通信。

以上规定说明了RS-323C标准对逻辑电平的定义。对于数据（信息码）：逻辑“1”（传号）的电平低于-3V，逻辑“0”（空号）的电平高于+3V；对于控制信号；接通状态（ON）即信号有效的电平高于+3V，断开状态(OFF)即信号无效的电平低于-3V，也就是当传输电平的绝对值大于3V时，电路可以有效地检查出来，介于-3～+3V之间的电压无意义，低于-15V或高于+15V的电压也认为无意义，因此，实际工作时，应保证电平在±(3～15)V之间。

由于RS232接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：

（1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。

（2）传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps；因此在“南方的老树51CPLD开发板中，综合程序波特率只能采用19200，也是这个原因。”

（3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。

（4）传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在50米左右。

RS485

RS485采用差分信号负逻辑，＋2V～＋6V表示“0”，- 6V～- 2V表示“1”。RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓朴结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。很多情况下，连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。而忽略了信号地的连接，这种连接方法在许多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患，这有二个原因：(1)共模干扰问题： RS-485接口采用差分方式传输信号方式，并不需要相对于某个参照点来检测信号，系统只需检测两线之间的电位差就可以了。理论上RS485的最长传输距离能达到1200米。

1. RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6）V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片， 且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接。

2. RS-485的数据最高传输速率为10Mbps

3. RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。

4. RS-485最大的通信距离约为1219M，最大传输速率为10Mb/S，传输速率与传输距离成反比，在100Kb/S的传输速率下，才可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加485中继器。RS-485总线一般最大支持32个节点，如果使用特制的485芯片，可以达到128个或者256个节点，最大的可以支持到400个节点。

因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。 因为RS485接口组成的半双工网络，一般只需二根连线，所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。 RS485接口连接器采用DB-9的9芯插头座，与智能终端RS485接口采用DB-9（孔），与键盘连接的键盘接口RS485采用DB-9（针）。

RS422

RS-422是差模传输，抗干扰能力强，能传1200米，RS232最多传输15米。RS422总线与RS485和RS422电路原理基本相同，都是以差动方式发送和接受，不需要数字地线。差动工作是同速率条件下传输距离远的根本原因，这正是二者与RS232的根本区别，因为RS232是单端输入输出，双工工作时至少需要数字地线 、发送线和接受线三条线（异步传输），还可以加其它控制线完成同步等功能。

RS422通过两对双绞线可以全双工工作收发互不影响，而RS485只能半双工工作，发收不能同时进行，但它只需要一对双绞线。

RS422和RS485在19kpbs下能传输1142米。用新型收发器线路上可连接台设备。

1394

IEEE 1394，别名火线（FireWire）接口，是由苹果公司领导的开发联盟开发的一种高速度传送接口，数据传输率一般为800Mbps。火线（FireWire）是苹果公司的商标。Sony的产品称这种接口为iLink。

IEEE1394的特点可以归结如下:

(1)高速率

IEEE1394-1995中规定速率为100Mbit/s到400Mbit/s。IEEE1394b中更高的速度是800Mbit/s到3.2Gbit/s。其实400Mbps就几乎可以满足所有的要求。现在通常可能达到的物理流LSI速度是200Mbps。另外,实际传输的数据一般都要经过压缩处理,并不是直接传输原始视频数据。因此可以说,200Mbps已经是能够满足实际需要的速度。但对多路数字视频信号传输来说,传输速率总是越高越好、永无止境。

(2) 实时性

IEEE1394的特点是利用等时性传输来保证实时性。在这一点上,SSA,FiberChannel及Ultra SCSI也都与IEEE1394具有同样的性能。

(3) 采用细缆,便于安装

4. 根信号线与2根电源线构成的细缆使安装十分简单,而且价格也比较便宜。但接点间距只有4.5米,似乎略显不足。所以也有人在探讨延伸接点间距的方法。已发表的实验品POF可以将接点间距延长至70米。

(4) 总线结构

IEEE1394是总线,不是I/O。向各装置传送数据时,不是像网络那样用I/O传送数据,而是按IEEE1212标准读写列入转换的空间。总之,从上一层看,IEEE1394是与PCI相同的总线。

1394总线和常见的USB总线的不一样之处在于1394是一个对等的总线, 对等总线就是说, 任何一个总线上的设备都可一主动的发出请求. 有点象圆桌会议一样, 大家地位平等. 而USB总线上的设备, 则都是等待主机发送请求, 然后做相应的动作. 因而1394设备更加智能化一些, 当然因此也变得复杂一些, 成本高一些. 1394总线的这个特性决定了1394可以是脱离以桌面主机为中心的束缚, 对于数字化家电来说, 1394更加有吸引力.

1394总线的拓朴结构和USB是一样的, 是树形结构. 树形结构就是所有的连接在一起的设备不能形成一个环(圈). 否则就可能不能正常工作. 不过1394b提出了一个避免环状结构的方法, 在即使设备连接形成一个圆圈时, 也能保证正常工作. 1394和USB这类串行总线和PCI这类并行总线不一样, 1394和USB这类总线, 两个设备之间如果必须经过第三个设备, 那么数据必须也从第三个设备穿过, 也就是说第三个设备也要参与传输. 而PCI这类并行总线, 就象一条大马路铺到各家的门口, 两个设备如果商量好传输数据, 并申请到了总线, 就可以直接在两个设备间传输, 不用经过第三家. 当然更本质的区别是, 1394是串行的, 而PCI是并行的.

1394总线上的设备之间也会选举一些设备作为总线的管理作些额外的工作, 如

根节点: 主要是在总线仲裁中做最终的裁判.

同步资源管理器: 主要是在同步传输中, 管理带宽, 或者提供总线的拓朴结构和有限的电源管理.

总线管理器: 可以设置根节点, 提供总线拓朴结构, 优化网络的响应时间, 和更高级的电源管理.

(5) 热插拔

能带电插拔。增删新装置,不必关闭电源,操作非常简单。

(6) 即插即用

增加新装置不必设定ID,可自动予以分配。SCSI使用者必须设定SCSI地址,而IEEE1394的使用者不需要任何相关知识,操作非常简单,接上就可以用。

实际上,每当有新的设备接入某个1394端口时, 整个总线将会进行一个欢迎仪式, 这个是总线自发的, 和PC主机没有特殊的关系, 学名叫做总线复位(bus reset). 这个过程, 所有设备重新给自己起名字(节点标识, NODE ID), 新的设备趁机为自己取个名字. 1394的起名字的机制很简单, 从0开始往上, 最多到62. 一般叶子节点的id小, 树根的id最大. 这个仪式结束后, 大家又是各自干各自的事情了. 1394的bus reset是很平常的事情, 短的只要1us, 长的要160us, 而USB下, 却跟凤凰涅盘一样隆重而冗长, 至少在USB2下, 一个端口复位要150ms, 而一个bus reset就要复位所有连接设备的port, 所以在连接4个设备时必须600ms+以上的时间. 这个并无好坏之分, 只是各自的工作方式不一样而已.