Serielle Schnittstelle

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Die Serielle Schnittstelle bezeichnet einen digitalen Eingang und Ausgang eines Computers oder eines Peripheriegerätes. Bei der seriellen Datenübertragung werden die Bits nacheinander über eine einzige Leitung übertragen. Wenn ohne nähere Kennzeichnung von einer „seriellen Schnittstelle“ gesprochen wird, ist damit fast immer die RS-232-Schnittstelle gemeint.

Serielle Schnittstelle D-Sub-Stecker (Stift) für eine serielle PC-typische Schnittstelle

• Vorteil: Nur wenige Leitungsadern sind notwendig, dadurch geringe Kosten. Relativ große Kabellänge möglich.
• Nachteil: Ursprünglich niedrige Übertragungsrate. Protokollkenndaten (z. B. Rate, Bytelänge) müssen ggf. vorher vereinbart werden.

Aufgrund der wenigen notwendigen Leitungsadern können diese bei geringen Kosten aus hochwertigem Material (Verdrillung und Schirmung) hergestellt werden. Dieses erlaubt dann höhere Geschwindigkeiten als bei einem parallelen Bus bestehend aus niederwertigem Material (z. B. einfaches Flachbandkabel). Besonders bei sehr hohen Übertragungsgeschwindigkeiten haben serielle Verbindungen entscheidende Vorteile gegenüber parallelen, da keine Laufzeitunterschiede durch verschieden lange Leitungsbahnen und kein Übersprechen (Störung von Signalen durch die benachbarten Leitungen) stattfinden. Daher wurden in den letzten Jahren immer mehr ehemalige parallele Übertragungsstandards durch neue serielle ersetzt.

Eine serielle Schnittstelle wird durch diverse Parameter gekennzeichnet, siehe Serielle Datenübertragung.

Siehe auch: Parallele Schnittstelle

[Bearbeiten] Standards

Es gibt verschiedene Standards, die serielle Übertragungsarten spezifizieren. Dazu gehören:

[Bearbeiten] Ursprüngliche Schnittstellen-Standards

• EIA-232 (RS-232, V.10) – 1962 eingeführte serielle Schnittstelle
• EIA-422 (RS-422, V.11) – differentielle Transmitter und Receiver
• EIA-423 (RS-423, V.10) – asymmetrische Schnittstelle ähnlich RS232
• EIA-485 (RS-485, V.11) – differentielle Transceiver (fälschlich auch als Partyline bezeichnet)
• Partyline – differentielle Transmitter und Receiver mit jeweils zusätzlicher Masseleitung (6-Draht)
• Low Voltage Differential Signaling (LVDS, EIA-644) – vgl. RS-422
• TTY-Schnittstelle (Current-loop)

[Bearbeiten] Kommunikation auf Platinenebene

• I²C-Bus – Für Kommunikation innerhalb eines Gerätes, mit einem Daten- und Takt-Signal z. B. bei Telefonkarten
• I²S-Bus – Für den Austausch von Audiodaten (Inter-IC Sound interface) z. B. ADC → Signalprozessor → DAC
• Serial Peripheral Interface (SPI) – Für Kommunikation innerhalb eines Gerätes, mit Daten- und Takt-Signal z. B. Serial Flash-Speicher
• 1-Wire-Bus – Für die Kommunikation innerhalb eines Gerätes oder zwischen mehreren proprietären Geräten über eine Datenleitung (z. B. MDE, PDA und Akku)

[Bearbeiten] Kommunikation innerhalb eines Gerätes

• Serial ATA (S-ATA) – für Verbindung zur PC-Festplatte.
• PCI-Express – neuer PC-Standard, ersetzt die parallelen Datenbusse AGP und PCI

[Bearbeiten] Kommunikation in der Größenordnung 1 bis 10 Meter

• FireWire (i.LINK oder IEEE 1394) – z. B. für Festplatten-, Audio- und Videodaten
• Universal Serial Bus (USB)
• PS/2 – Mini-Din-Anschluss (früher DIN) für Maus und Tastatur bei PCs
• CBM-Bus – ein durch Commodore Business Machines bitseriell adaptierter Bus in Anlehnung an den IEC-625-Bus
• Digital Visual Interface (DVI) – Übertragung von Videodaten
• High Definition Multimedia Interface (HDMI) – zur digitalen Übertragung von Audio und Video
• RC5-Code – Infrarot-Übertragungsstandard für Fernbedienungen
• Infrared Data Association (IrDA) – Standard zur IR-Kommunikation zwischen Laptops, Handys usw.
• Bluetooth – Funknetzstandard für kleinere Distanzen für Headset, Handy, Laptop
• Unilink – von Sony entw. proprietäre Fahrzeug-Infotainment Schnittstelle

[Bearbeiten] Abstand bis 100 Meter

• MIDI – für Musikinstrumente
• To Host – siehe auch MIDI, MP3
• DMX – Bühnentechnik, Beleuchtung
• Sony/Philips Digital Interface (S/P-DIF, TOSLINK) – für Audiodaten im Consumer-Bereich
• AES/EBU (AES3) – für Audiodaten im Studiobereich, siehe auch S/P-DIF

[Bearbeiten] Robustere Bussysteme

• Controller Area Network (CAN-Bus) – Steuerungstechnik, Fahrzeugtechnik
• Profibus – Industriebus aus der Automatisierungstechnik
• DIN-Messbus – Feldbus für Automatisierungstechnik
• Multi Point Interface (MPI) – für Automatisierungstechnik von Siemens
• Interbus-S – Feldbus für Automatisierungstechnik von Phoenix Contact
• BITBUS – Feldbus IEEE 1118
• Partyline – Feldbus für Terminals zur Betriebsdatenerfassung von INCA
• Local Operating Network (LON) – auch Automatisierungstechnik
• S0-Bus – Endgeräteschnittstelle beim ISDN (digitales Weitverkehrsnetz; Telefonie)
• Ethernet – Netzwerke, Internet
• Wireless LAN (WLAN) – lokales Funknetz IEEE 802.11
• FlexRay – Fahrzeugtechnik

[Bearbeiten] Datenbusse im Bereich Avionik

• ARINC (Aeronautical Radio Incorporated) – für die Luftfahrt
• CIDS-Bus – speziell für die Kabinenkommunikation bei Airbus A320, A330, A340 und A380