USB проти UART проти RS232: різниця та порівняння

Ключові винесення

1. USB — це широко використовуваний протокол зв’язку, який забезпечує стандартизований інтерфейс для підключення пристроїв до комп’ютерів і пропонує високошвидкісну передачу даних, живлення та можливості конфігурації пристрою.
2. UART — це базовий протокол зв’язку, який зазвичай використовується в мікроконтролерах і вбудованих системах. Він забезпечує простий послідовний зв’язок «точка-точка» та працює на певній швидкості передачі даних, але не має таких розширених функцій, як гаряче підключення або нумерація пристроїв.
3. RS232 — це старіший стандарт послідовного зв’язку, який визначає електричні та механічні характеристики послідовного зв’язку. Він працює з нижчою швидкістю передачі даних, ніж USB, і використовується для більшої довжини кабелю або зв’язку зі застарілими пристроями, підтримуючи повнодуплексний зв’язок.

Що таке USB?

USB означає універсальну послідовну шину. Це широко використовуваний промисловий стандарт для підключення та передачі даних між електронними пристроями. Технологія USB дозволяє пристроям спілкуватися та обмінюватися інформацією та забезпечувати живлення підключених пристроїв.

USB-з’єднання здійснюється за допомогою USB-кабелю з різними роз’ємами на кожному кінці. Найпоширенішим типом роз’єму USB є прямокутний роз’єм USB Type-A, який використовується для підключення таких пристроїв, як комп’ютери, ноутбуки та зарядні пристрої USB. Серед інших поширених роз’ємів USB – USB Type-B, USB Type-C і Micro-USB.

Що таке UART?

UART означає універсальний асинхронний приймач-передавач. Це апаратний протокол зв’язку, який зазвичай використовується для послідовного зв’язку між електронними пристроями. UART дозволяє передавати та отримувати дані по одному біту, послідовно.

Зв'язок UART включає два основні компоненти: передавач (Tx) і приймач (Rx). Передавач перетворює паралельні дані в послідовний потік даних і надсилає його на приймач. Приймач, у свою чергу, отримує послідовний потік даних і перетворює його назад у паралельні дані.

Що таке RS232?

RS232, або рекомендований стандарт 232, — це протокол зв’язку, який широко використовується для послідовного зв’язку між пристроями. Він визначає електричні та механічні характеристики інтерфейсу, що дозволяє пристроям послідовно обмінюватися даними.

Зв'язок RS232 складається з двох основних компонентів: термінального обладнання даних (DTE) і обладнання передачі даних (DCE). DTE, такий як комп’ютер або термінал, генерує та передає дані, тоді як DCE, такий як модем або послідовний пристрій, отримує та обробляє дані.

Різниця між USB, UART і RS232

1. USB — це складний протокол, який підтримує різні формати даних і протоколи, включаючи масову передачу, переривання та ізохронну передачу. Він може передавати як дані, так і енергію одночасно. UART — це простий асинхронний протокол, який передає дані по одному біту за раз. Він не визначає конкретний формат даних і використовується для базового послідовного зв’язку. RS232 — це старіший стандарт послідовного зв’язку, який визначає електричні та механічні характеристики інтерфейсу. Це протокол передачі необроблених даних без певного формату даних або механізмів перевірки помилок.
2. Для підключення пристроїв USB потрібен USB-порт і USB-кабель зі спеціальними роз’ємами (наприклад, Type-A, Type-B або Type-C). UART — це апаратний протокол зв’язку, для якого потрібні спеціальні контакти UART або послідовні порти пристрою. RS232 використовує спеціальні кабелі та конфігурації роз’ємів, такі як DB-9 або DB-25, з різними призначеннями контактів для передачі та отримання даних.
3. USB offers high-speed data transfer rates, with newer versions providing faster speeds (such as USB 3.0, USB 3.1, and USB 3.2). UART data transfer rates are lower than USB, with speeds ranging from a few hundred bits per second to several megabits per second. RS232 data transfer rates are lower than USB and UART, commonly ranging from a few hundred bits per second to several kilobits per second.
4. USB містить механізми перевірки помилок і підтримує контроль потоку для забезпечення надійної передачі даних. UART не має вбудованих механізмів перевірки помилок або контролю потоку. Якщо необхідно, ці функції мають бути реалізовані на вищому рівні. RS232 не містить механізмів перевірки помилок або контролю потоку, подібних до UART.
5. USB отримав широку популярність і широко використовується для підключення різних пристроїв, включаючи комп’ютери, периферійні пристрої, пристрої зберігання даних і мобільні пристрої. UART зазвичай використовується у вбудованих системах, мікроконтролерах та інших пристроях, які потребують простого послідовного зв’язку. RS232 широко використовувався історично, але спостерігав зниження популярності. Він досі використовується в певних програмах і застарілих системах, які потребують унікальних характеристик і сумісності.

Порівняння між USB, UART і RS232

Параметри порівняння	USB	UART	RS232
Швидкість передачі даних	Висока швидкість передачі даних, нові версії забезпечують вищу швидкість.	Нижча швидкість передачі даних порівняно з USB.	Нижча швидкість передачі даних порівняно з USB та UART.
Перевірка помилок	Включає механізми перевірки помилок для надійної передачі даних	Немає вбудованих механізмів перевірки помилок; за потреби має бути реалізовано на вищому рівні.	Немає вбудованих механізмів перевірки помилок; подібний до UART.
Управління потоком	Підтримує керування потоком для регулювання передачі даних.	Відсутність вбудованого контролю потоку; за потреби має бути реалізовано на вищому рівні.	Немає вбудованих механізмів перевірки помилок, подібних до UART.
Типи роз'ємів	Використовує роз’єми USB (тип A, тип B, тип C) і відповідні кабелі.	Використовує спеціальні контакти UART або послідовні порти на пристроях.	Використовує спеціальні кабелі та конфігурації роз’ємів (наприклад, DB-9, DB-25).
Популярність і застосування	Широко використовується для підключення різних пристроїв, включаючи комп'ютери, периферійні пристрої, пристрої зберігання даних і мобільні пристрої.	Зазвичай використовується у вбудованих системах, мікроконтролерах і пристроях, які потребують простого послідовного зв’язку.	Історично використовувався, але його популярність знизилася; все ще використовується в окремих програмах і застарілих системах.

посилання

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

Останнє оновлення: 21 липня 2023 р