USB vs UART vs RS232: Diferença e Comparação

Principais lições

1. USB é um protocolo de comunicação amplamente utilizado que fornece uma interface padronizada para conectar dispositivos a computadores e oferece recursos de transferência de dados em alta velocidade, fonte de alimentação e configuração de dispositivos.
2. UART é um protocolo de comunicação básico comumente usado em microcontroladores e sistemas embarcados. Ele permite comunicação serial ponto a ponto simples e opera em taxas de transmissão específicas, mas carece de recursos avançados como hot-plugging ou enumeração de dispositivos.
3. RS232 é um padrão de comunicação serial mais antigo que define as características elétricas e mecânicas da comunicação serial. Ele opera com taxas de dados mais baixas que o USB e é usado para comprimentos de cabos maiores ou comunicação com dispositivos legados, suportando comunicação full-duplex.

O que é USB?

USB significa Universal Serial Bus. É um padrão industrial amplamente utilizado para conectar e transferir dados entre dispositivos eletrônicos. A tecnologia USB permite que os dispositivos se comuniquem e troquem informações e forneçam energia aos dispositivos conectados.

As conexões USB são feitas usando cabos USB com conectores diferentes em cada extremidade. O tipo mais comum de conector USB é o USB Tipo A, que é retangular e usado para conectar dispositivos como computadores, laptops e carregadores de parede USB. Outros conectores USB comuns incluem USB Tipo B, USB Tipo C e Micro-USB.

O que é UART?

UART significa Receptor-Transmissor Assíncrono Universal. É um protocolo de comunicação de hardware comumente usado para comunicação serial entre dispositivos eletrônicos. UART permite a transmissão e recepção de dados um bit de cada vez, sequencialmente.

A comunicação UART envolve dois componentes principais: o transmissor (Tx) e o receptor (Rx). O transmissor converte dados paralelos em um fluxo de dados serial e os envia para o receptor. O receptor, por sua vez, recebe o fluxo de dados serial e o converte de volta em dados paralelos.

O que é RS232?

RS232, ou Padrão Recomendado 232, é um protocolo de comunicação amplamente utilizado para comunicação serial entre dispositivos. Ele define as características elétricas e mecânicas da interface, permitindo que os dispositivos troquem dados serialmente.

A comunicação RS232 envolve dois componentes principais: o Data Terminal Equipment (DTE) e o Data Communication Equipment (DCE). O DTE, como um computador ou terminal, gera e transmite dados, enquanto o DCE, como um modem ou dispositivo serial, recebe e processa os dados.

Diferença entre USB, UART e RS232

1. USB é um protocolo complexo que oferece suporte a vários formatos e protocolos de dados, incluindo transferências em massa, interrupções e isócronas. Ele pode transferir dados e energia simultaneamente. UART é um protocolo assíncrono simples que transmite dados um bit por vez. Não define um formato de dados específico e é usado para comunicação serial básica. RS232 é um padrão mais antigo para comunicação serial que define as características elétricas e mecânicas da interface. É um protocolo de transferência de dados brutos sem formato de dados específico ou mecanismos de verificação de erros.
2. USB requer uma porta USB e um cabo USB com conectores específicos (como Tipo A, Tipo B ou Tipo C) para conectar dispositivos. UART é um protocolo de comunicação de hardware que requer pinos UART dedicados ou portas de dispositivos seriais. RS232 usa configurações específicas de cabos e conectores, como DB-9 ou DB-25, com atribuições de pinos distintas para transmissão e recepção de dados.
3. O USB oferece taxas de transferência de dados em alta velocidade, com versões mais recentes proporcionando velocidades mais rápidas (como USB 3.0, USB 3.1 e USB 3.2). As taxas de transferência de dados UART são inferiores às do USB, com velocidades que variam de algumas centenas de bits por segundo a vários megabits por segundo. As taxas de transferência de dados RS232 são inferiores às de USB e UART, geralmente variando de algumas centenas de bits por segundo a vários kilobits por segundo.
4. O USB inclui mecanismos de verificação de erros e suporta controle de fluxo para garantir transmissão de dados confiável. O UART não possui mecanismos integrados de verificação de erros ou controle de fluxo. Se necessário, esses recursos devem ser implementados em um nível superior. O RS232 não inclui mecanismos de verificação de erros ou controle de fluxo, semelhantes ao UART.
5. O USB ganhou ampla popularidade e é comumente usado para conectar vários dispositivos, incluindo computadores, periféricos, dispositivos de armazenamento e dispositivos móveis. UART é comumente usado em sistemas embarcados, microcontroladores e outros dispositivos que requerem comunicação serial simples. O RS232 tem sido amplamente usado historicamente, mas tem visto um declínio em popularidade. Ele ainda é usado em aplicações específicas e sistemas legados que exigem características e compatibilidade exclusivas.

Comparação entre USB, UART e RS232

Parâmetros de comparação	USB	UART	RS232
Velocidade de transferência de dados	Taxas de transferência de dados de alta velocidade, com versões mais recentes fornecendo velocidades mais rápidas.	Taxas de transferência de dados mais baixas em comparação com USB.	Taxas de transferência de dados mais baixas em comparação com USB e UART.
Verificação de erros	Inclui mecanismos de verificação de erros para transmissão de dados confiável	Nenhum mecanismo interno de verificação de erros; deve ser implementado em um nível mais alto, se necessário.	Nenhum mecanismo interno de verificação de erros; semelhante ao UART.
Controle de fluxo	Suporta controle de fluxo para regular a transmissão de dados.	Nenhum controle de fluxo embutido; deve ser implementado em um nível mais alto, se necessário.	Nenhum mecanismo interno de verificação de erros, semelhante ao UART.
Tipos de Conector	Usa conectores USB (Tipo A, Tipo B, Tipo C) e cabos correspondentes.	Usa pinos UART dedicados ou portas seriais nos dispositivos.	Usa configurações específicas de cabos e conectores (por exemplo, DB-9, DB-25).
Popularidade e Aplicações	Amplamente utilizado para conectar vários dispositivos, incluindo computadores, periféricos, dispositivos de armazenamento e dispositivos móveis.	Comumente usado em sistemas embarcados, microcontroladores e dispositivos que requerem comunicação serial simples.	Usado historicamente, mas sua popularidade diminuiu; ainda usado em aplicações específicas e sistemas legados.

Referências

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

Última atualização: 21 de julho de 2023