USB や PCI-express など、「シリアル」と呼ばれるさまざまなハードウェア コネクタには、2 つ以上のピン/ワイヤがあります。実際、古き良き「シリアル ポート」にも、2 つ以上のピン/ワイヤがあります。
しかし、それらは並列ではなく直列なので、それほど多くの配線は必要ないと考える人もいるでしょう。並列通信チャネルでなければ、余分な配線は何のために使用されるのでしょうか?
答え1
オリジナルのシリアルには3、5、または7つのピンがありましたが、1つデータを運ぶため。
3 ピン シリアルは次のように動作します。
共通グランド用の追加ピンは、他のコンピュータがデータ信号を比較する対象を認識するために必要です。受信ラインと送信ラインは交差しており、コンピュータ 1 によって送信されたデータはコンピュータ 2 の受信ピンで受信されます。
これを呼ぶこともできます2つのシリアルライン。
シリアル ケーブルの 5 ピン バージョンと 7 ピン バージョンでは、追加の信号が追加され、データを受信する準備ができたときや、ビジー状態のときに信号を送ることができるようになりました (ビジー状態の場合、受信側に時間がないため、送信されたデータは失われる可能性があります)。
USB (バージョン 1 および 2) には複数のケーブルがありますが、データ信号を伝送するケーブルは 1 組だけです。したがって、これはシリアル接続です。
この写真を見てください（Wikipedia 提供）。2 本の電力線と 1 組のデータ線（基本的に差動信号による 1 本の線）がわかります。
PCIe にはシリアル レーンがあります。各レーンはデータをシリアル形式で送信します。シリアル レーンが 1 つの PCI-e 接続は PCI-e x1、シリアル レーンが 4 つの PCI-e 接続は PCI-e x4 などと呼ばれます。
これには 2 つの理由があります。
- 柔軟性: 独立したレーンを再構成するのが簡単
- 信号の歪み。
複数の回線でデータを並行して送信し、パス (ケーブル + デバイス内のパス) の長さが等しくない場合、信号の一部が同期しない可能性があります。信号速度が速い場合、これは深刻な問題でした。
コメントへの回答の一部として編集します。これは PCI-e x1 コネクタのピン配置です。これはピン 16 と 17 の信号レーンを使用しますが、他の目的 (PCI-e カードへの電源供給、カードの存在を知らせるなど) のためのコネクタがさらにたくさんあります。
答え2
まあ、本当の答えはそれが仕様だからですが、明らかにそれは少し単純化しすぎです。RS232 (「シリアル」) についてお話ししましょう。その答えは、「これらのものが一般的に設計される方法 (少なくとも最も複雑な部分)」という意味で、ある程度広く適用できます。
RS232の場合、その通りです。2つのピンだけです。は実際には、データ転送用です (送信 1 つ、受信 1 つ)。その他は、独自の信号パス (検出、送信および受信要求など) を与えることにしたプロトコルの関連ビット用です。
USB を例に挙げると、USB には 2 つのデータ転送ピン、+5V 接続、およびグランドの 4 つのピンしかありません。USB 仕様では、RS232 で独自のチャネルを取得するすべての信号をデータ チャネルに転送します。
（PCIeは少し誤解を招くかもしれません。送信ピンと受信ピンが2つあります。レーンあたり...レーン アーキテクチャのせいで、全体的な設計を「シリアル」と呼ぶのは難しいです。それに、接地と電源もたくさんあります。
答え3
完全性のために、初期のPCで使用されていたRS232 DB25のピン配置を示します。
私の経験では、ほとんどのコンピューターとシリアル デバイスは、実際にはピン 1 ～ 8、20、22 のみを使用します。
以下は、当時の典型的な診断用ブレイクアウト ボックスです。
