シリアルポートとは？

シリアルポートの歴史は想像以上に古く、その用途は多岐にわたります。USBハブから仮想ポートまで、これらのコネクタはさまざまな分野で使用されています。そして特にUSBは、私たちが日常的に使うものとなっています。そして、特にUSBコネクタは私たちの日常生活に欠かせないものになっています。

 

シリアルポートは、1960年代に発明され、電動タイプライターからモデムへのデータの接続と転送に使用されました。これらの特定のポートはRS-232ポートと呼ばれています。技術の進歩に伴い、コンピュータでの使用が進み、デバイスを接続する簡単な方法として機能しました。

 

シリアルポートは通常、メスのケーブルに挿入されるピンが突き出ているオスのコネクタであり、現代のポートは9ピンのコネクタを持っていますが、以前のシリアルポートは25ピンでした。しかし、これらのポートはデータ転送を遅くし、そのため9ピンポートが標準になりました。命名規則は通常、ピン番号に対応しています。例えば、ポートは32ピンコネクターとして言及されることがよくあります。 ソフトウェアやシステムでシリアルポートを見つけようとすると、これらのポートはCOMの後に番号が付けられており、COM 1、COM 2、COM 3などとなります。

 

USBポートもシリアルポートと見なされ、USBはUniversal Serial Busの略です。従来のRS-232シリアルポートとは異なり、これらはデータをはるかに高速に転送するように開発され、ほとんどの電子機器に標準で搭載されています。 最後に、仮想シリアルポートは物理的なオブジェクトを使用せずにシリアルポートの機能を模倣するソフトウェアです。仮想ポートは仮想的であるため、この種のポートではユーザーがより多くの機能を使用することが出います。

シリアルポートの目的は、データを一度に1ビットずつ転送することです。データ伝送が遅いものの、この種のポートはデータ転送をより安全に行う方法です。データ転送が遅いため、1つのデバイスから別のデバイスにデータを送信するには、1本のワイヤーだけが必要です。USBポートと同様に、シリアルポートはデータの送受信の両方が可能です。

 

シリアルポートは、動作をUARTチップに依存しています。UARTとは、Universal Asynchronous Receiver/Transmitter（ユニバーサル非同期受信/送信装置）の略であり、受信または送信するデータをシリアル化する役割を果たします。標準のシリアルポートは、データを約114kbpsの速度で転送しますが、拡張されたシリアルポートは最大で460kbpsの高速転送を実現します。

 

シリアルポートはフロー制御も利用しています。この機能により、シリアル接続がデータを送信している速度で受信側のデバイスが処理できない場合、データ転送を一時停止し、再開することができます。フロー制御は、デバイスの過負荷を防止し、より安全なデータ転送を実現します。

 

シリアルポートとパラレルポートは、データの送受信を行いますが、それらがデータを転送する方法が異なります。シリアルポートは一連の単一のデータラインを送信します。データ転送は遅く、データを転送するのに単一の配線しか使用しません。シリアルポートには通常、D型の9ピンコネクタが付いています。

 

一方、パラレルポートは、一度に大量のデータをパラレルに送信します。D型の25ピンコネクタがあります。これらのケーブルにはデータ転送用の複数の配線が含まれており、すべての配線に同じ速度で転送してエラーを防ぐ必要があります。そのため、パラレルポートに接続される配線とパラレルケーブルはかなり細くなります。パラレルポートは、ハードドライブ、プリンター、CDドライブなどによく使用されています。シリアルポートとは異なり、パラレルポートは通常、メスコネクタにオスが付いています。

 

シリアルポートをテストする最も簡単な方法は、シリアルポートテストソフトウェアを使用することです。このソフトウェアをダウンロードして、ポートの入力と出力に対してテストを実行します。これらのテストは、コードからなるレポートを生成します。このコードは、シリアルポートを介して送信されたデータのレポートとして機能します。

 

ポートテストソフトウェアが複数のテストを実行した後、そのコードレポートを比較してコーディングの一貫性をチェックします。この一貫性チェックには、提供された情報とその情報が送信された速度が含まれます。

 

また、コンピュータのコントロールパネル設定でドライバがインストールされていることを確認することで、シリアルポートが動作していることを確認することもできます。複数のコネクターでテストすることも、シリアルポートが安定して動作していることを確認するのに最適な方法です。

 

シリアル通信とは、1つの通信チャネル上でデータを1ビットずつ順次転送するプロセスを指します。これは、様々な機器やシステムで2つ以上のエンティティ間で情報を伝送するために一般的に使用されています。シリアル通信は、送信側と受信側でのデータの同期方法によって、同期通信と非同期通信にさらに分類することができます。

 

同期通信:

 

同期通信では、送信側と受信側の両方で共有されるクロック信号を使用してデータ伝送が同期されます。このクロック信号により、送信側と受信側が同時に動作することが保証され、送信されたデータを正しく解釈することができます。データはフレームに分割され、各フレームは固定ビット数で構成されます。送信側も受信側も同じフレーム構造を使用しなければなりません。これには、フレームあたりのビット数、ビットの順序、同期方式などが含まれます。

 

同期通信には、高いデータ転送レート、効率的な帯域幅の利用、信頼性の高いデータ転送などの利点があります。しかし、送信側と受信側で正確な同期を取る必要があり、タイミングエラーによってデータが破損する可能性があります。

 

非同期通信:

 

非同期通信では、データ転送は共有クロック信号に依存しません。その代わりに、各データフレームにはスタートビットとストップビットが付加され、これがデータビットをフレーム化し、同期をとります。送信側と受信側が事前に同期を取る必要はありません。スタートビットはフレームの開始を示し、ストップビットは終了を示します。フレームあたりのデータビット数やエラーチェックのためのパリティビットも設定できます。

 

非同期通信は、データ転送速度が遅く、短距離の通信によく使用されます。非同期通信はタイミング変動に強く、厳密な同期を必要としません。しかし、スタートビットとストップビットが追加されるため、同期通信に比べて帯域幅の利用率が低くなります。