USB مقابل UART و RS232: الفرق والمقارنة

الوجبات السريعة الرئيسية

1. USB هو بروتوكول اتصال مستخدم على نطاق واسع يوفر واجهة قياسية لتوصيل الأجهزة بأجهزة الكمبيوتر ويوفر نقل بيانات عالي السرعة وإمدادات الطاقة وإمكانيات تكوين الجهاز.
2. UART هو بروتوكول اتصال أساسي شائع الاستخدام في وحدات التحكم الدقيقة والأنظمة المدمجة. إنه يتيح الاتصال التسلسلي البسيط من نقطة إلى نقطة ويعمل بمعدلات باود محددة ولكنه يفتقر إلى الميزات المتقدمة مثل التوصيل السريع أو تعداد الجهاز.
3. RS232 هو معيار اتصال تسلسلي قديم يحدد الخصائص الكهربائية والميكانيكية للاتصال التسلسلي. وهو يعمل بمعدلات بيانات أقل من USB ويستخدم لأطوال كابلات أطول أو للاتصال بالأجهزة القديمة، ويدعم الاتصال المزدوج الكامل.

ما هو الـ USB؟

USB لتقف على الناقل التسلسلي العالمي. إنه معيار صناعي مستخدم على نطاق واسع لتوصيل ونقل البيانات بين الأجهزة الإلكترونية. تسمح تقنية USB للأجهزة بالاتصال وتبادل المعلومات وتوفير الطاقة للأجهزة المتصلة.

يتم إجراء اتصالات USB باستخدام كبلات USB بموصلات مختلفة في كل طرف. النوع الأكثر شيوعًا لموصل USB هو USB Type-A، وهو مستطيل الشكل ويستخدم لتوصيل الأجهزة مثل أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وشواحن الحائط USB. تتضمن موصلات USB الشائعة الأخرى USB Type-B، وUSB Type-C، وMicro-USB.

ما هو UART؟

UART لتقف على جهاز الاستقبال غير المتزامن العالمي. إنه بروتوكول اتصال أجهزة يستخدم بشكل شائع للاتصال التسلسلي بين الأجهزة الإلكترونية. يسمح UART بإرسال واستقبال البيانات بتة واحدة في كل مرة ، بالتتابع.

يتضمن اتصال UART مكونين رئيسيين: جهاز الإرسال (Tx) وجهاز الاستقبال (Rx). يحول جهاز الإرسال البيانات المتوازية إلى دفق بيانات تسلسلي ويرسلها إلى جهاز الاستقبال. يستقبل المستقبل بدوره دفق البيانات التسلسلي ويحوله مرة أخرى إلى بيانات متوازية.

ما هو RS232؟

RS232 ، أو المعيار 232 الموصى به ، هو بروتوكول اتصال يستخدم على نطاق واسع للاتصال التسلسلي بين الأجهزة. يحدد الخصائص الكهربائية والميكانيكية للواجهة ، مما يسمح للأجهزة بتبادل البيانات بشكل تسلسلي.

يتضمن اتصال RS232 مكونين رئيسيين: معدات محطة البيانات (DTE) ومعدات اتصال البيانات (DCE). يقوم DTE ، مثل الكمبيوتر أو الجهاز الطرفي ، بإنشاء البيانات ونقلها ، بينما يستقبل DCE ، مثل المودم أو الجهاز التسلسلي ، البيانات ويعالجها.

الفرق بين USB و UART و RS232

1. USB هو بروتوكول معقد يدعم تنسيقات وبروتوكولات البيانات المختلفة، بما في ذلك عمليات النقل المجمعة والمقاطعة والمتزامنة. يمكنه نقل البيانات والطاقة في وقت واحد. UART هو بروتوكول بسيط غير متزامن ينقل البيانات بمعدل بت واحد في كل مرة. ولا يحدد تنسيق بيانات محددًا ويستخدم للاتصال التسلسلي الأساسي. RS232 هو معيار قديم للاتصالات التسلسلية يحدد الخصائص الكهربائية والميكانيكية للواجهة. إنه بروتوكول نقل بيانات أولية بدون تنسيق بيانات محدد أو آليات للتحقق من الأخطاء.
2. يتطلب USB منفذ USB وكابل USB مزودًا بموصلات محددة (مثل النوع A أو النوع B أو النوع C) لتوصيل الأجهزة. UART هو بروتوكول اتصالات الأجهزة الذي يتطلب دبابيس UART أو منافذ جهاز تسلسلي مخصصة. يستخدم RS232 تكوينات محددة للكابلات والموصلات، مثل DB-9 أو DB-25، مع تعيينات طرفية مميزة لإرسال البيانات واستقبالها.
3. يوفر USB معدلات نقل بيانات عالية السرعة، حيث توفر الإصدارات الأحدث سرعات أعلى (مثل USB 3.0، وUSB 3.1، وUSB 3.2). معدلات نقل بيانات UART أقل من USB، بسرعات تتراوح من بضع مئات من البتات في الثانية إلى عدة ميغابت في الثانية. معدلات نقل البيانات RS232 أقل من USB وUART، وتتراوح عادة من بضع مئات من البتات في الثانية إلى عدة كيلوبتات في الثانية.
4. يتضمن USB آليات للتحقق من الأخطاء ويدعم التحكم في التدفق لضمان نقل البيانات بشكل موثوق. لا تحتوي UART على آليات مدمجة للتحقق من الأخطاء أو للتحكم في التدفق. إذا لزم الأمر ، يجب تنفيذ هذه الميزات على مستوى أعلى. لا يتضمن RS232 فحص الأخطاء أو آليات التحكم في التدفق ، على غرار UART.
5. اكتسب USB شعبية واسعة ويستخدم بشكل شائع لتوصيل العديد من الأجهزة ، بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الطرفية وأجهزة التخزين والأجهزة المحمولة. يشيع استخدام UART في الأنظمة المضمنة والميكروكونترولر والأجهزة الأخرى التي تتطلب اتصالًا تسلسليًا بسيطًا. تم استخدام RS232 على نطاق واسع تاريخيًا ولكنه شهد انخفاضًا في شعبيته. لا يزال يستخدم في تطبيقات وأنظمة قديمة تتطلب خصائص فريدة وتوافق.

مقارنة بين USB و UART و RS232

معلمات المقارنة	ذراع USB‏	UART	RS232
سرعة نقل البيانات	معدلات نقل بيانات عالية السرعة ، مع إصدارات أحدث توفر سرعات أعلى.	معدلات نقل بيانات أقل مقارنة بـ USB.	معدلات نقل بيانات أقل مقارنة بـ USB و UART.
التحقق من الخطأ	يتضمن آليات للتحقق من الأخطاء من أجل نقل موثوق للبيانات	لا توجد آليات مدمجة للتحقق من الأخطاء ؛ يجب تنفيذها على مستوى أعلى إذا لزم الأمر.	لا توجد آليات مدمجة للتحقق من الأخطاء ؛ على غرار UART.
التحكم في التدفق	يدعم التحكم في التدفق لتنظيم نقل البيانات.	لا يوجد تحكم مدمج في التدفق ؛ يجب تنفيذها على مستوى أعلى إذا لزم الأمر.	لا توجد آليات مدمجة للتحقق من الأخطاء ، على غرار UART.
أنواع الموصل	يستخدم موصلات USB (النوع أ ، والنوع ب ، والنوع ج) والكابلات المقابلة.	يستخدم دبابيس UART مخصصة أو منافذ تسلسلية على الأجهزة.	يستخدم تكوينات محددة للكابل والموصل (على سبيل المثال ، DB-9 ، DB-25).
الشعبية والتطبيقات	تستخدم على نطاق واسع لتوصيل العديد من الأجهزة ، بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الطرفية وأجهزة التخزين والأجهزة المحمولة.	يشيع استخدامها في الأنظمة المضمنة ووحدات التحكم الدقيقة والأجهزة التي تتطلب اتصالاً تسلسليًا بسيطًا.	تستخدم تاريخيًا ، لكن شعبيتها تراجعت ؛ لا يزال مستخدمًا في تطبيقات وأنظمة قديمة محددة.

مراجع حسابات

1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7148532/?casa_token=QonVmSp-F8QAAAAA:VPaznVaEULHB4eeZfWy7GEYG412XNez-yUWY9QzRIhnrKCotJDDUMTKPWEqxR35MbQ7zgAlETGw
2. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8088226/