并行通信的基本原理是什么？它與串行通信的區(qū)別在哪？

在通信領(lǐng)域，并行通信和串行通信是兩種常見的通信方式。這兩種方式各有其基本原理和特點，本文將詳細(xì)介紹并行通信的基本原理以及它與串行通信的區(qū)別。

一、并行通信的基本原理

在操作系統(tǒng)中是指，一組程序按獨立異步的速度執(zhí)行，不等于時間上的重疊(同一個時刻發(fā)生)。要區(qū)別并發(fā)。并發(fā)是指：在同一個時間段內(nèi)，兩個或多個程序執(zhí)行，有時間上的重疊。并行也指8位數(shù)據(jù)同時通過并行線進行傳送，這樣數(shù)據(jù)傳送速度大大提高，但并行傳送的線路長度受到限制，因為長度增加，干擾就會增加，數(shù)據(jù)也就容易出錯。

并行通信的確具有傳輸速度快、效率高的特點，但同時它也具有成本高、適用于近距離通信的限制。在集成電路芯片內(nèi)部、同一插件板上各部件之間、同一機箱內(nèi)個插件板之間的數(shù)據(jù)傳輸都是并行的，這也是并行通信的一個重要應(yīng)用場景。

并行接口輸入數(shù)據(jù)的過程如下：

1. 外部設(shè)備首先將數(shù)據(jù)送到接口，并使?fàn)顟B(tài)線“數(shù)據(jù)輸入準(zhǔn)備好”成為高電平。

2. 接口把數(shù)據(jù)接收到數(shù)據(jù)輸入緩沖寄存器的同時，使“數(shù)據(jù)輸入回答”線變?yōu)楦唠娖?，禁止輸入設(shè)備發(fā)送下一個數(shù)據(jù)，作為對外部設(shè)備的響應(yīng)。

3. 外部設(shè)備接到此信號，便撤除數(shù)據(jù)和“數(shù)據(jù)輸入準(zhǔn)備好”信號。

4. 數(shù)據(jù)到達(dá)接口中后，接口會在狀態(tài)寄存器中設(shè)置“輸入準(zhǔn)備好”狀態(tài)位，以便CPU對其進行查詢，接口也可以在此時向CPU發(fā)一個中斷請求。

5. CPU從并行接口中讀取數(shù)據(jù)后，接口會自動清除狀態(tài)寄存器中的“輸入準(zhǔn)備好”狀態(tài)位，并且使數(shù)據(jù)總線處于高阻狀態(tài)。此后，又可以開始下一個輸入過程。

二、串行通信的基本原理

串行通信(英語：Serial communication)是指在計算機總線或其他數(shù)據(jù)通道上，每次傳輸一個位元數(shù)據(jù)，并連續(xù)進行以上單次過程的通信方式。與之對應(yīng)的是并行通信，它在串行端口上通過一次同時傳輸若干位元數(shù)據(jù)的方式進行通信。串行通信被用于長距離通信以及大多數(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)，在這些應(yīng)用場合里，電纜和同步化使并行通信實際應(yīng)用面臨困難。憑借著其改善的信號完整性和傳播速度，串行通信總線正在變得越來越普遍，甚至在短程距離的應(yīng)用中，其優(yōu)越性已經(jīng)開始超越并行總線不需要串行化元件(serializer)，并解決了諸如時鐘偏移(Clock skew)、互聯(lián)密度(interconnect density)等缺點。

串行通信被用于長距離通信和大多數(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)，因為電纜和同步化使得并行通信在實際應(yīng)用中面臨困難。串行通信的優(yōu)點包括改善的信號完整性、傳播速度快、不需要串行化元件等。此外，串行通信還可以解決諸如時鐘偏移、互聯(lián)密度等并行通信存在的問題。在串行通信中，數(shù)據(jù)以位為單位依次傳輸，因此傳輸速度較慢，但是可以通過提高波特率來提高傳輸速度。此外，串行通信還可以通過差分信號傳輸方式來提高信號的抗干擾性。

如果集成電路具有更多的引腳的話，那么它的價格通常會更加昂貴。為了減少封裝中的引腳數(shù)，許多集成電路在速度不是特別重要的情況下，使用串行總線來傳輸數(shù)據(jù)。這樣的低價串行總線的例子有序列周邊接口(Serial Peripheral Interface Bus，SPI)、I2C、UNI/O、1-Wire等。

三、并行通信與串行通信的區(qū)別

1. 傳輸速度：并行通信的傳輸速度較快，因為它可以同時傳輸多個數(shù)據(jù)位。而串行通信的傳輸速度相對較慢，因為它需要逐位傳輸數(shù)據(jù)。

2. 通道數(shù)量：并行通信需要多個通道進行傳輸，每個通道負(fù)責(zé)傳輸一個數(shù)據(jù)位。而串行通信只需要一個通道進行傳輸，所有數(shù)據(jù)位都通過一個通道進行傳輸。

3. 適用場景：并行通信適用于需要高速、大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱鼍?，如計算機內(nèi)部總線、高速網(wǎng)絡(luò)等。而串行通信適用于需要長距離、低速、成本較低的場景，如電話線、串口通信等。

并行通信和串行通信各有其基本原理和特點，選擇使用哪種通信方式需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求和場景來決定。