직렬 통신

임베디드 시스템 엔지니어링 로드맵

인터페이스 & 프로토콜 파트

1. 직렬 통신 (Serial Communication Protocols)

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• 데이터를 한 번에 하나의 비트 단위로 순차적으로 데이터를 전송하는 방식
• 데이터가 한 줄의 전송 라인을 통해 순차적으로 전송됨

2. 직렬 통신의 특징

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장점

• 적은 선 사용 : 병렬 통신에 비해 전송에 필요한 선의 개수가 적음
• 장거리 전송 : 전송 선이 적어, 신호 간섭이 줄어들어 상대적으로 장거리 전송에 유리함
• 간단한 연결 : 병렬 통신보다 연결이 간단하고, 하드웨어 비용이 절감됨

단점

• 속도 제한 : 한 번에 한 비트씩 전송하므로, 전송 속도가 병렬 통신에 비해 느림
• 전송 속도 의존성 : 데이터 전송 속도가 높아질수록, 신호의 왜곡이나 간섭 가능성이 증가
• 동기화의 어려움 : 송신자와 수신자의 동기화가 어려울 수 있음

3. 직렬 통신의 구조

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• 공통적인 기본 구조
• 데이터 라인: 데이터를 전송하는 선(Tx)과 데이터를 수신하는 선(Rx)이 기본적인 구조를 이룸
  • 송신기 (Transmitter): 데이터를 직렬로 변환하여 전송
  • 수신기 (Receiver): 직렬로 수신된 데이터를 다시 병렬로 변환하여 처리
• 클럭 라인 (동기식 통신에서 사용): 동기식 직렬 통신에서는 송신자와 수신자가 동일한 클럭 신호를 사용함
• 제어 신호 라인 (선택 사항): 흐름 제어나 오류 검출을 위한 추가적인 신호 선을 포함하기도 함

4. 직렬 통신 구조의 예

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• UART
• I²C
• SPI
• SATA
• 모스 부호, 전보
• RS-232
• RS-422
• RS-485
• ARINC 818
• 범용 직렬 버스(USB)
• IEEE 1394
• 이더넷
• 파이버 채널
• 인피니밴드
• MIDI
• DMX512
• SDI-12
• 직렬 결합 SCSI
• 스페이스와이어
• PCI 익스프레스
• SONET, SDH
• T-1, E-1
• 모드버스
• USART