总线揭密 串行传输VS并行传输

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近两年，大家听得最多的一个词可能就是串行传输了。从技术发展的情况来看，串行传输方式大有彻底取代并行传输方式的势头，USB取代 IEEE 1284，SATA取代PATA，PCI Express取代PCI……

　　从原理来看，并行传输方式其实优于串行传输方式。通俗地讲，并行传输的通路犹如一条 多车道的宽阔大道，而串行传输则是仅能允许一辆汽车通过的乡间公路。以古老而又典型的标准并行口(Standard Parallel Port)和串行口(俗称COM口)为例，并行接口的位宽为8，数据传输率高；而串行接口只有1位，数据传输速度低。在串行口传送1位的时间内，并行口可以传送一个字节。当并行口完成单词“advanced”的传送任务时，串行口中仅传送了这个单词的首字母“a”。

                                    图1：H6A-2-1.TIF 并行接口速度是串行接口的8倍

　　那么，现在的串行传输方式为何会更胜一筹呢？

　　一、并行传输技术遭遇发展困境

　　电脑中的总线和接口是主机与外部设备间传送数据的“大动脉”，随着处理器速度的节节攀升，总线和接口的数据传输速度也需要逐步提高，否则就会成为电脑发展的瓶颈。

                                                              图2  PC总线的发展

       我们先来看看总线的情况。1981年第一台PC中以ISA总线为标志的开放式体系结构，使用了ISA总线，数据总线为8位，工作频率为8.33MHz，这在当时却已经算作“先进技术（Advanced Technology）”了，所以ISA总线还有另一个名字“AT总线”。到了286时，ISA的位宽提高到了16位，为了保持与8位的ISA兼容，工作频率仍为8.33MHz。ISA总线虽然只有16MBps的数据传输率，但直到386时代，都一直是主板与外部设备间最快的数据通道。

　　到了486时代，同时出现了PCI和VESA两种更快的总线标准，它们具有相同的位宽（32位），但PCI总线能够与处理器异步运行，当处理器的频率增加时，PCI总线频率仍然能够保持不变，可以选择25MHz、30MHz和33MHz三种频率。而VESA总线与处理器同步工作，因而随着处理器频率的提高，VESA总线类型的外围设备工作频率也得随着提高，适应能力较差，因此很快失去了竞争力。PCI总线标准成为Pentium时代PC总线的王者，硬盘控制器、声卡到网卡，全部使用PCI插槽。而显卡方面对数据传输速度要求更高，出现了专用的AGP，

　　并行数据传输技术向来是提高数据传输率的重要手段，但是，进一步发展却遇到了障碍。首先，由于并行传送方式的前提是用同一时序传播信号，用同一时序接收信号，而过分提升时钟频率将难以让数据传送的时序与时钟合拍，布线长度稍有差异，数据就会以与时钟不同的时序送达，另外，提升时钟频率还容易引起信号线间的相互干扰，导致传输错误。因此，并行方式难以实现高速化。从制造成本的角度来说，增加位宽无疑会导致主板和扩充板上的布线数目随之增加，成本随之攀升。 

在外部接口方面，我们知道IEEE 1284并行口的速率可达300kBps，传输图形数据时采用压缩技术可以提高到2MBps，而RS-232C标准串行口的数据传输率通常只有20kbps，并行口的数据传输率无疑要胜出一筹。因此十多年来&#x