通讯协议学习-SPI通信（1）

前言

简要分析

数据传输有串行传送和并行传送两种方式。

并行传送已其高速度曾占领数据传送领域很长一段时间，其中并行传送的集成电路，外围设备从CPU，RAM/ROM到打印机。

串行通信端口，即COM1，COM2，一般接鼠标，外置modem或其他串行设备，它在一个方向上只能传送一路信号，一次只能传送一个二进制位，传送一个字节信息时，只能一位一位地依次传送。

并行传送：

优点：多位数据一起传送，传送速度快。
缺点：内存有多少位，就要用多少数据线，所以需要大量的数据线，成本高。

串行传送：

优点：使用数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本。
缺点：因为每次只能传送一位数据，传送速度低。
其中串行传送还分单工通信，半双工通信以及全双工通信，还可分为异步通信与同步通信等等。

详细分析

从原理上讲：

串行传送是按位传送，只利用一根数据线进行传送，例如：要传送一个字节（8位）数据，是按照该字节中从最高位逐位传送，直至最低位。

而并行传送是一次将所有一字节中8位信号一并传送出去。自然最少需要8根信号线。如果按每次传送的数据流量来看，并行传送远快于串口，在电脑发展初期，并行数据传送速率还是很高的。
并行传送缺点：

（1） 干扰问题

其根本原因是由于传送速率太快，一般达到百兆以上，信号线上传递的频率将超过100MHz。

想想看，调频收音机频率也不过是88〜108MHz，也就是说，若用并行传送的话，是8根天线放在一起来传送信号，易发生干扰。
但如果加强屏蔽，减少信号线间的耦合电容，是可以继续增大传送速度的，不过这将变的不现实，因为这将必然导致信号线耗用更多金属，截面积更大。
（2） 同步问题

并行传送提升困难的最主要原因是同步问题。并行传送时，发送器是同时将8位信号电平加在信号线上，电信号虽然是以光速传送，但仍有延迟，因此，8位信号不是严格同时到达接收端，速率小时，由于每一字节在信号线上的持续时间较长，这种到达时间上的不同步并不严重，随着传送速率的增加，与8位信号到达的时间差异相比，每一字节的持续时间显得越来越短，最终导致前一字节的某几位与后一字节的几位同时到达接受端，这就造成传送失败，而随着信号线的加长，这种现象还会越发严重，直至无法使用，这就是并行传送的致命缺点。

串行传送由于只有一位信号在信号线上，没有位同步问题，因此传送频率可以继续提高，当前传送速率已经达到1Gb/S(1000m)以上，而且还在提高，而并行传送在100Mb/S左右就停滞不前了，可以预见，串行传送将会比并行传送更快。

扩展资料

单工数据传送只支持数据在一个方向上传送，就是指A只能发信号，而B只能接收信号，通信是单向的，就像灯塔之于航船，灯塔发出光信号而航船只能接收信号以确保自己行驶在正确的航线上。

半双工数据传送允许数据在两个方向上传送，但是在某一时刻，只允许数据在一个方向上传送，实际上是一种可以切换方向的单工通信，在同一时间只可以有一方接收或发送信息，可以实现双向通信，就是指A能发信号给B，B也能发信号给A，但这两个过程不能同时进行。最典型的例子像影视作品中看到的对讲机一样：

007：呼叫总部，请求支援，OVER

总部：收到，增援人员将在5分钟内赶到，OVER

007:要5分钟这么久？要快呀！OVER

总部：……

GAME OVER

在这里，每方说完一句话后都要加一个OVER，然后切换到接收状态，同时也告知对方：你可以发言了。如果双方同时处于接收状态，或同时处于发送状态，便不能正常通信了。

全双工数据传送允许数据同时在两个方向上传输，因此全双工传送是两个单工通信方式的结合，它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力，在同一时间可以同时接收和发送信息，实现双向通信，就是指在A给B发信号的同时，B也可以给A发信号。典型的例子就是打电话。

A：我跟你说呀……

B：你先听我说，情况是这样的……

A和B在说的同时也能听到对方说的内容，这就是全双工。