シリアル通信

シリアル通信：データ伝送の基礎

シリアル通信とは、電気通信やコンピュータにおいて、データを1ビットずつ順番に送受信する方式です。これに対し、パラレル通信は複数のビットを同時に送受信します。シリアル通信は、長距離通信やコンピュータネットワークで広く利用されています。

シリアル通信の利点と欠点

シリアル通信の大きな利点は、以下の通りです。

コスト削減: パラレル通信に比べて、必要な配線の数が少なく、コストを抑えられます。
長距離伝送: パラレル通信では、距離が長くなると信号の歪みや同期が困難になりますが、シリアル通信はこうした問題が少なく、長距離伝送に適しています。
ノイズ耐性: 配線が少なく、ノイズの影響を受けにくいという特徴があります。

一方で、欠点としては、パラレル通信に比べて伝送速度が遅いという点が挙げられます。ただし、近年の技術革新により、高速なシリアル通信規格も数多く登場しています。

シリアル通信の歴史

シリアル通信の起源は古く、テレタイプシステムや電報システムなどに遡ります。コンピュータの普及とともに、UART（ユニバーサル・アスynchronousレシーバ・トランスミッタ）を用いたシリアルポートが標準的なインターフェースとして広く利用されるようになりました。

集積回路とシリアルバス

集積回路（IC）では、ピン数の増加はコスト増加に直結します。そのため、速度がそれほど重要でないデータ転送には、ピン数を削減できるシリアルバスが広く採用されています。SPI、I²C、1-Wireなどがその代表的な例です。

シリアル通信とパラレル通信の比較

シリアル通信とパラレル通信は、それぞれに長所と短所があり、用途によって使い分けられます。近距離で安定した通信が必要な場合は、パラレル通信の方が高速です。しかし、長距離やノイズの多い環境では、シリアル通信が有利になります。

項目	シリアル通信	パラレル通信
---	-----	-----
伝送方式	1ビットずつ逐次	複数のビットを同時
配線数	少ない	多い
速度	遅い（一般的に）	速い（一般的に、近距離の場合）
コスト	低い	高い
長距離伝送	適している	困難
ノイズ耐性	高い	低い

代表的なシリアル通信規格

様々なシリアル通信規格が存在し、それぞれ用途や速度が異なります。代表的な規格を以下に挙げます。

低速: RS-232、MIDI
中速: USB、FireWire
高速: イーサネット、ファイバーチャネル、InfiniBand、Serial ATA、PCI Express、SONET/SDH

これらの規格は、コンピュータ周辺機器との接続、ネットワーク通信、ストレージアクセスなど、幅広い用途で利用されています。また、RS-232をベースとした派生規格も数多く存在します。

まとめ

シリアル通信は、データ伝送における重要な技術であり、現代のコンピュータや電子機器に欠かせない存在です。長距離伝送やコスト削減、ノイズ耐性の高さといった利点を活かし、今後も様々な場面で利用されていくでしょう。様々な規格が存在することから、用途に合わせて適切な規格を選択することが重要です。

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