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wzjs 2025/9/16 21:50:44

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并行通信是指通过多条数据线同时传输一组数据的各个位（如8位、16位或更多），以字节或字为单位进行数据交换的通信方式。

特点	描述
传输速度快	多位同时传输，传输效率高（如标准并口理论速率1Mbps）。适合高吞吐量需求。
线路需求高	需多条数据线（如8位需8条线），成本和布线复杂度高。
抗干扰能力差	多线并行易受串扰（相邻线路信号干扰），长距离传输易出错。
短距离适用	通常≤30米，超过距离后需额外信号增强或转换（如计算机内部总线）。
实时性要求高	常用于需要快速响应的场景（如内存与CPU通信）。
协议灵活	数据格式无需固定，可直接传输任意数据宽度（如1-128位）。

数据线数量：
- 数据位数等于数据线数量（如传输8位数据需8条数据线）。
- 可能包含时钟线（同步通信）和控制线（如读写信号、中断请求）。
同步机制：
- 同步时钟：发送端与接收端需共享时钟信号，确保数据位对齐（如CPU与内存总线）。
- 边缘采样：接收端在时钟信号的上升沿或下降沿读取数据线上的值。

并行接口需实现以下功能：

以计算机内存与CPU通信为例：

优点
- 高速传输：多位同时传输，适合大数据量场景（如内存访问、图像处理）。
- 硬件简单：无需复杂协议（如UART的起始/停止位），直接传输数据。
- 实时性高：无协议开销，延迟低（如PLC内部控制信号）。
缺点
- 成本高：线路数量多，接口复杂（如早期打印机并口需25条线）。
- 距离限制：超过30米后信号衰减和干扰导致错误率上升。
- 抗干扰差：多线并行易受电磁干扰（EMI），需屏蔽措施。
- 同步困难：长距离或高速时，时钟信号同步难度增加。

对比项	并行通信	串行通信
传输方式	数据以字节或字为单位传输，多位同时传输，需多条数据线（如8位、16位）。	数据按位顺序传输，每次仅传输1位，通过单条或差分线传输。
速度	短距离下速度更快（如内存总线可达GB/s）	依赖波特率，长距离可通过差分技术（如RS-485）实现高速
线路需求	线路多，成本高	线路少，成本低
传输距离	≤30米	可达千米级（如RS-485）
抗干扰能力	差（易受串扰）	强（差分信号抗干扰）
典型场景	短距离高速传输，如内存与CPU、PLC内部总线、早期打印机接口、芯片级通信	远距离通信（如工业控制、物联网）、设备间交互（如鼠标、键盘）、芯片级通信。

串行通信：
- 速度较慢（单线逐位传输），但可通过高波特率（如数兆比特/秒）提升性能。
- 高速时代优势：在高速场景下，串行通信通过差分信号（如RS-485）和低串扰设计，可实现更高传输速率，而并行通信因多线间的串扰导致速度受限。
并行通信：
- 单次传输速度快（多位并行），但受限于线路数量和同步难度。
- 距离越远速度越低：长距离时信号同步困难，且线路间干扰加剧，难以维持高时钟频率。

串行通信：
- 远距离适用：通过RS-485等标准可传输千米级距离，抗干扰能力强（差分信号）。
- 抗干扰性高：单线或差分线设计，避免多线间的电磁干扰。
并行通信：
- 短距离适用：<30米（如内存条、PLC内部总线）。
- 抗干扰性差：多线并行易受串扰（相邻线路信号干扰），需复杂屏蔽措施。

串行通信：
- 异步传输（如UART）：通过起始位、停止位实现帧同步，无需共享时钟。
- 同步传输（如SPI）：需共享时钟线，适合高速、大数据量场景。
并行通信：
- 依赖同步时钟：所有数据线需严格同步，时钟偏差可能导致数据错位。
- 无帧格式：通常以字节或字为单位直接传输，无需额外同步位。

场景	串行通信	并行通信
工业控制	RS-485总线连接传感器与PLC； CAN总线车载通信。	- 仅用于短距离内部总线（如PLC模块间通信）。
计算机内部	CPU与外设（如USB、 SATA均为串行协议）。	内存与CPU总线（DDR4等）、 PCIe早期版本（部分并行设计）。
消费电子	鼠标、键盘（USB）、蓝牙、Wi-Fi均为串行协议。	早期打印机并口（Centronics接口）。
远距离通信	4G/5G蜂窝网络、光纤（本质为高速串行）。	不适用。