Die Begriffe „serielle Kommunikation“ und „parallele Kommunikation“ beschreiben zwei Methoden der Datenübertragung zwischen elektronischen Geräten.
Während einfache Systeme oft Spannungspegel direkt verwenden (High = 1, Low = 0), nutzen robustere Protokolle wie USB, LVDS oder RS-485 differenzielle Signale. Hierbei wird das Signal über zwei Leitungen übertragen, wobei eine Leitung das invertierte Signal trägt. Auf einer einzelnen Leitung könnte somit ein hoher Pegel einem Bit 0 entsprechen, und umgekehrt.
Der Einfachheit halber sprechen wir im weiteren Verlauf von High = 1 und Low = 0.
Serielle Kommunikation
Bei der seriellen Kommunikation werden die Daten bitweise über eine einzelne Leitung übertragen. Das bedeutet, dass die Bits nacheinander (seriell) gesendet und empfangen werden. Dafür wird die Leitung einer Folge von High- und Low-Pulses ausgesetzt, entsprechend den zu versendenden Bits.
Typischerweise verwendet die serielle Kommunikation zwei Hauptleitungen: eine für die Übertragung (TX) und eine für den Empfang (RX). Es können jedoch auch zusätzliche Leitungen für Steuerungszwecke verwendet werden.
Serielle Kommunikation kommt beispielsweise in der Kommunikation mit Sensoren, Aktoren und anderen Mikrocontrollern zum Tragen.
Vorteile
- Geringer Kabelaufwand: Weniger Leitungen bedeuten geringeren Kabelaufwand und niedrigere Kosten.
- Einfachheit: Einfach zu implementieren und zu verwenden.
- Längere Distanzen: Besser geeignet für die Übertragung über längere Distanzen. Auch wenn es in der Praxis eher selten Anwendung dafür findet. Dafür verwendet man normalerweise differenzielle Signale.
Nachteile
- Übertragungsgeschwindigkeit: In der Regel langsamer als parallele Kommunikation für dieselbe Anzahl von Datenleitungen. Denn die Bits können nicht gleichzeitig versendet werden, sondern nur nacheinander.
Parallele Kommunikation
Bei der parallelen Kommunikation werden mehrere Bits gleichzeitig über mehrere parallele Leitungen übertragen. Jedes Bit hat seine eigene Leitung, sodass viele Bits gleichzeitig gesendet werden können. Dabei sind einzelne Leitungen entweder einem High- oder einem Low-Puls ausgesetzt.
Parallele Kommunikation wird in Anwendungen mit hohen Datenraten genutzt, wie beispielsweise beim Speicherzugriff in Computern oder bei Schnittstellen wie IDE oder PCI. Heutzutage wird sie auf PCBs seltener verwendet, da die serielle Kommunikation effizienter und kostengünstiger ist. Deshalb findet hauptsächlich serielle Kommunikation in der Industrie Anwendung. Parallele Kommunikation wird hingegen nur noch im Inneren von ICs verwendet.
Vorteile
Übertragungsgeschwindigkeit: Kann sehr hohe Datenübertragungsraten erreichen, da mehrere Bits gleichzeitig übertragen werden.
Echtzeitfähigkeit: Geeignet für Anwendungen, die eine hohe Datenrate und Echtzeitverarbeitung erfordern.
Nachteile
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Kabelaufwand: Erfordert viele Leitungen, was zu erhöhtem Platzbedarf und höheren Kosten führt.
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Signalstörungen: Kann über längere Distanzen anfällig für Signalstörungen und Synchronisationsprobleme sein. Daher wird es in der Regel auch nicht dafür verwendet, sondern differenzielle Signale finden Anwendung.
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Geringe Effizienz: Durch den hohen Aufwand an Leitungen und Synchronisation wird parallele Kommunikation bei modernen Schnittstellen zunehmend durch serielle Varianten ersetzt.
