Vad är ett seriellt kommunikationsgränssnitt?

Det seriella kommunikationsgränssnittet (SCI) är ett sätt genom vilket datorkomponenter kan kommunicera med varandra. Detta kan vara inom själva datorn, till exempel från ett integrerat mikrochip via ett kretskorts seriella buss eller ett expansionskort eller via en kabel till en extern enhet som ett tangentbord eller skrivare. Seriella gränssnitt används också för vissa datornätverkstekniker.

Detaljerna för seriellt kommunikationsgränssnitt diskuteras i den rekommenderade standarden 232 (RS-232), som ursprungligen utarbetades 1962 av en standardgrupp som så småningom blev känd som Electronic Industries Association (EIA). RS-232 beskriver, i ena änden av en seriell kommunikation, dataterminalutrustningen (DTE) och datakretsavslutningsutrustningen (DCE) i den motsatta änden. Standarden beskriver vidare spänningsnivåer och andra elektriska attribut för signalen, stiftidentifikationer för det fysiska gränssnittet, kretsfunktioner med mera.

Från RS-232-standarden är ett av de tidiga seriella kommunikationsgränssnitten som utvecklats vad som är känt som en universell asynkron mottagare och sändare (UART). Den första UART tillhandahöll ett sätt för teletypmaskiner att överföra små fembitarssekvenser som kallas Baudot-koder. Senare, när användningen av digital dator ökade, beskrev ASCII-standarden (American Standard Code for Information Interchange) kodningstecken i ett åttabitarsformat, som sändes seriellt mellan datorer via integrerade kretsar och seriella gränssnitt runt 1971. Motorola® myntade då seriellen kommunikationsgränssnittsfras för deras UART några år senare.

Sättet som ett seriellt kommunikationsgränssnitt fungerar är att skicka grupper av data, kallade ord, i antingen dessa fem- eller åttabitarssekvenser över tråden eller datorbussen. Bitarna skickas en i taget i sekvens, med en startbit som initierar kommunikationen, följt av databitarna och en stoppbit som stänger överföringen. Beroende på användningen kan en kontrollbit, kallad paritet, också infogas i sekvensen för att säkerställa att data klarade den intakt. Denna metod att rama in dataöverföringen inom en start- och stoppbit möjliggör asynkron kommunikation. Det seriella gränssnittet krävs inte för att hålla sig i tiden med en synkroniserad klocka, utan tillåts istället skicka en ram när som helst som mottagarenheten kan känna igen.
Teknik för seriell kommunikationsgränssnitt har funnits i många områden. En mycket populär metod är den universella seriella bussen (USB) för att ansluta kringutrustning till en dator. Inuti datorhöljen använder hårddiskar ibland ett gränssnitt som kallas seriell avancerad teknologiattachment (Serial ATA) för höghastighetskommunikation med datorns processor. Många expansionskort använder en annan typ av seriellt gränssnitt som kallas Periferal Component Interconnect Express (PCI-E). Ändå minns seriella kommunikationsgränssnitt sina rötter och används också i vanliga Ethernet-nätverksmiljöer, såväl som höghastighetsfiberoptik.