منفذ تسلسلي

التمثيل البرمجي للعتاد

• التطبيقات التي تستعمل المنفذ التسلسلي
• • Computer terminal
• • Dial-up modems

وفي هذا السياق، فالـ USB يظهر بالشكل الاتي /dev/ttyUSB* وهناك عدة منافذ تسلسلية لاتحوي بالضرورة على ترويسة tty

كذلك، في أنظمة Linux، 8250/6550 UART العتاد الموصول على المنفذ التسلسلي يعبر عنه بالشكل الاتي /dev/tty*

وفي هذا الصدد، في أنظمة مايكروسوفت مثل MS-DOS وWindows يعبر عن المنفذ التسلسلي كمنفذ COM مثل COM1، COM2

وفي السياق ذاته، نظام التشغيل يستعمل عادة اسم رمزي ليشير إلى المنفذ التسلسلي، فأنظمة الـ Unix تعنون الأجهزة المتصلة بالشكل /dev/tty* حيث tty اختصار إلى teletype والنجمة عبارة عن محارف نصية تعبر عن الطرفية بحيث محتوى المحارف يعتمد على نظام التشغيل واسم الطرفية

• Printers

• Serial Mice

• Networking (Macintosh AppleTalk at 230.4kbit/s)

• Older digital cameras

• • Test and measuring equipment such as digital multimeters and weighing systems
• • Updating Firmware on various consumer devices.
• • some CNC controllers

التوصيل

كذلك، على الرغم من أن معيار RS-232 حدد 25 دبوس (pins) من النوع (وصلة D-Type) إلا أن أغلب مصممي الحواسب الشخصية اقتصروا على مجموعة جزئية منها التي تحقق المعايير الكاملة حيث اثروا إستراتيجية الكلفة الأقل والوصلات الأقل على التوافق الكامل مع المعايير وبالخصوص إصدار DE-9 الذي أنشأ من قبل (IBM PC-AT) وبنفس الوقت كان المنفذ التسلسلي ذو التسعة دبابيس (pins) هو الأكثر شهرة نظرا لكلفته القليلة ولاشغاله مساحة اقل

علاوةً على ذلك، على كل حال التعريف بالوصلة التسلسلية ذات التسعة دبابيس لا تعبر بالشكل الوافي عن ميزات المنفذ التسلسلي حيث أن هذا المنفذ يستعمل في مقابض الألعاب والفيديو كما أن له استعمالات عديدة

خانة كشف الخطأ Parity

من جانب آخر، (Parity) هي طريقة تستعمل لاكتشاف الأخطاء في النقل تستعمل هذه الطريقة في المنافذ التسلسلية وهو عبارة عن بت واحد يضاف لكل واحد بايت بحيث يكمل عدد الواحدات فيه اما إلى زوجي أو إلى فردي حسب نوع (Parity) فعندما يتم استقبال بايت مخالف للشرط فخانة (Parity) تدل على أن هذا البايت معطوب لكن في حال كان عدد الأخطاء هو زوجي قد يجتاز هذا الخطا اختبار (Parity)

• Older GSM phones

علاوةً على ذلك، • Satellite phones, low-speed satellite modems and other satellite based transceiver devices

خانة التوقف

في هذا الإطار، خانات التوقف ترسل في نهاية كل محرف لتدل على أن الطرفية المستقبلة على نهاية المحرف المرسل (ولتعيد ضبط التزامن مع إرسال المحارف) الأجهزة الكهربائية تستعمل بت واحد للدلالة على التوقف

• Microcontroller, EPROM and other programmers

• • Bar code scanners and other point of sale devices
• • LED and LCD text displays
• • Homemade electronic devices

الإعدادات

وفي هذا الصدد، في المنافذ التسلسلية الحديثة التي تستعمل دارة مرسل مستقبل غير متزامن شامل المتكاملة كل الإعدادات هي معدة برمجيا

من جهة ثانية، هنالك عدة اعدادات مطلوبة لتحقيق الاستخدام الأمثل للوصلة التسلسلية من أجل توصيلات ابدا-توقف اللامتزامنة، لاختبار السرعة، عدد خانات (بتات) البيانات من أجل كل محرف خانة كشف الخطا وعدد خانات التوقف من أجل كل محرف

إضافةً إلى ذلك، في الثمانينات وما قبلها كان العتاد الإلكتروني يستعمل محولات تستعمل في الإعدادات أو قافزات (jumbers) على لوحة الدارة الإلكترونية وتوضيحا لذلك ما يجري في المنافذ التي تستعمل المعيار التسلسلي في النقل مثل الايثرنت، USB، FireWire حيث أنها تستعمل لعملية النقل متحولات ذات قيم ثابتة (متحولات تتحكم بعملية النقل) لا يستطيع المستعمل تغييرها ولا يحتاج إلى ذلك فسرعة النقل مثلًا اما انها ذات قيمة ثابتة أو انها تحدد بشكل الي عن طريق التخاطب بين الأجهزة فاذا تم ادخال اعدادات لهذه العملية بشكل خاطئ فلن يؤدي ذلك إلى فقدان الاتصال فمعلومات الاعداد المرسلة لن تؤخذ بعين الاعتبار من قبل الطرفية

السرعة

وفي السياق ذاته، المنفذ التسلسلي يستعمل تاشير ثنائي المرحلة (التاشير الثنائي) ومعدل البيانات بالبتات في الثانية مساوي لمعدل الترميز في باود (Boud) وهو وحدة قياس سرعة الاتصال

وفي هذا السياق، هنالك سلسلة من معايير المعدلات المبنية على أساس مضاعفات معدلات الخاصة بالمبارق الكاتبة الميكانيكية الكهربائية. بعض المنافذ التسلسلية تسمح باختيار الكثير من المعدلات الاعتباطية بحيث تتوافق سرعة المنفذ مع سرعة الطرفية، فالقدرة على تحديد معدل ترميز لا يعطي بالضرورة نتيجة للاتصال الفعال كما أنه ليس كل معدلات الترميز ممكنة مع كل المنافذ التسلسلية هنالك بعض البروتوكولات الخاصة والموجهة لاهداف معينة مثل بروتوكول MIDI المستعمل في التحكم بالالات الموسيقية يستعمل معدل بيانات مختلف عما يخص سلسلة المبارق (telePrinters)

ومن ناحية أخرى، تقوم بعض أنظمة المنافذ التسلسلية بتحديد معدل الترميز بشكل الي تضمن للسرعة خانات من أجل التاطير (خانات التوقف، خانة كشف الخطا Parity، الخ..) لذلك فان معدل البيانات الفعال اقل من معدل نقل الخانة ومثال على ذلك طريقة 8-N-1 في تاطير المحارف حيث أن 80% من الخانات هي متاحة للمعلومات (من أجل كل 8 بتات بيانات من المعلومات هنالك خانتان للتاطير تبعث معها)

البنية العتادية

ومن ناحية أخرى، بعض الحواسب مثل حواسب الـ IBM تستعمل دارة متكاملة تدعى دارة مرسل مستقبل غير متزامن شامل التي تحول المحارف من وإلى الشكل التسلسلي اللامتزامن أي انها تعنى بالتوقيت وتاطير المعلومات

وفي هذا السياق، الحواسب المنزلية القديمة غالبا ما تملك منافذ تسلسلية تحوي على دبابيس خرج (pinouts) ومستويات جهد كهربائي غير متوافقة مع معيار RS-232 حيث أن العمليات الداخلية في الأجهزة التي تعتمد RS-232 مستحيلة بالنسبة لتلك المنافذ إلى جانب أنها لاتستطيع تحمل مستويات الكمون الناتجة لذلك فان هذه الحواسب تحمل بعض الاختلافات عن المعيار RS-232 تحصر مستعملها لان يلتزم بمنتجات بعض المصانع المحددة

إضافةً إلى ذلك، من قبل ظهور تقنية التجميع العالي (Large-Scale Integration LSI) كانت دارة مرسل مستقبل غير متزامن شامل المتكاملة دارجة الاستعمال

من جانب آخر، المعالجات ذات الكلفة المنخفضة تقدم الآن سرعات عالية نسبيا لكن بالمقابل تعقيد أكبر وبالتالي تطور معايير الاتصال التسلسلية مثل USB وFireWire أدت إلى استبدال معيار الـ RS-232 وهذا ماجعلها قابلة للوصل بأجهزة غير معدة لتلائم هذه السرعات بسبب الوصل التسلسلي البطيء ومثالا على ذلك وسائط التخزين

إضافةً إلى ذلك، RS-232 عد كمعيار للمنافذ التسلسلية لوقت طويل حيث أن الدارات التي يتحكم فيها عن طريق المنفذ التسلسلي ذات كلفة رخيصة ومتواجدة في الأسواق

وفي هذا الصدد، الكثير من لوحات الام الخاصة بالحواسب الشخصية مجهزة بمنفذ تسلسلي واحد على الأقل بينما الأجهزة المحمولة قد تلغي وجود هذا المنفذ من أجل ان تكسب المساحة على الرغم من بقاء تقنيات المنفذ مضمنة فيها

في هذا الإطار، وكانت minicomputers وmicrocomputers تستعمل عدة دارات ذات تجميع منخفض لتنفيذ عمليات سجل الإزاحة، البوابات المنطقية، العدادات وكافة العمليات المنطقية للمنافذ التسلسلية

من جهة ثانية، الأنظمة منخفضة الكلفة مثل بعض الحواسب المنزلية القديمة تستعمل وحدة المعالجة المركزية لترسل المعلومات إلى دبابيس (pins) الخرج مستعملة ما يدعى بتقنية تقسيم البت (bit-banging).

• Older Joysticks

• GPS receivers (typically NMEA 0183 at 4800bit/s)

التمثيلات المعيارية

ومن ناحية أخرى، التمثيل D/P/S والذي يدل على (Data/Parity/Stop) يعرف بتاطير البيانات في الاتصالات التسلسلية التمثيل الأكثر استخداما في الحواسب الصغرية هو 8-N-1 والذي يدل على 8 خانات للمعلومات – لا يوجد خانة parity إلى جانب 1 بت للتوقف (8 data bits-no Parity – 1 stop bits) وفي هذا التمثيل خانة كشف الخطا غير مضمنة مع خانات البيانات. التمثيل (7e1) يدل على أنه يوجد خانة كشف خطا Parity من النوع الزوجي even حيث مجموع الخانات 8 وهي سبع خانات بيانات + بت Parity

خانة المعلومات

وفي هذا السياق، أغلب تصاميم الاتصالات التسلسلية ترسل بتات البيانات يتقجمها في كل بايت (Least-Significant Bit LSB) البت الأقل أهمية وهذا المعيار يشار إليه "little endian " وأيضا يستعمل – ولكن نادرا – البت الأكثر أهمية (Most-Signifcant Bit MSB) " big endian". عادة ما يكون ترتيب الخانات غير معد لكن البيانات تقوم بعملية تبديل البايت قبل أن يحدث الإرسال.

في هذا الإطار، عدد خانات المعلومات في كل محرف قد يكون 5 بتات (ترميز بودو Boudot Code) أو 6 (نادر الاستخدام) أو 7 (يستعمل في أسكي) أو 8(يستعمل لاي نوع من البيانات حيث أنه يقابل حجم البايت) أو 9 (نادر الاستخدام)

وفي السياق ذاته، استخدام 8 خانات (بتات) هو الأكثر شيوعا في التطبيقات الحديثة في حين ان 5 أو 7 بتات متوافقة بشكل عام مع المعدات القديمة مثل المبارق