1.시리얼통신
마이크로프로세서는 주변장치를 통해서 외부와 정보를 교환할 수 있으며 일반적으로 정보를 외부와 교환하는 방법으로는 병렬통신과 직렬통신 2가지로 나눌 수가 있습니다.
병렬통신은 고속 전송이 필요한 내부 장치와의 통신에서 많이 사용이되고, 직렬통신 방식은 외부 장치와의 통신에서 많이 사용이 된다. 직렬 통신은 1비트씩 전송을 하기 때문에 병렬통신에 비해 속도는 느리지만 사용이 쉽고, 장거리 통신이 가능합니다.
시리얼 통신은 전기 통신 분야에서 일반적인 직렬 통신을 말한다. 직렬 통신 방식은 한번에 한 비트씩을 전송하는 데이터 통신의 방법중의 하나로 모스 부호 전보, RS-232, RS-422, RS-485, I²C, ARINC 818, 범용 직렬 버스 (USB), IEEE 1394, ModBus등이 있습니다.
직렬 통신 방식중에 가장 많이 사용되는 통신 방식이 RS-232 통신과 RS-485 통신입니다. 이 통신 방식을 포함한 RS 통신 방식에 대한 정리를 간략히 해보면 아래의 표와 같습니다.
가장 큰 차이는 RS232, RS423은 Single-Ended 방식을 적용하고 있고,
RS422, RS485는 Differential 방식을 적용하고 있습니다.
**즉 RS232,RS423은 한 선을 이용하기 때문에 적은 비용을 통신이 가능하나, 속도와 거리 부분에서 RS422,RS485에 비해 떨어지는 단점을 가지고 있습니다. **
RS(Recommended Standard)는 추천 규격이라는 뜻
1.RS-232
데이터를 1비트씩 차례대로 보내는 방식인 직렬 전송 방식(Serial Transmitting System)으로는 가장 일반적인 규격입니다.
통신을 하기 위한 최소단위는 1 바이트(1 Bite = 8 Bit)입니다.
컴퓨터 내에서는 데이터가 병렬로 처리되는데 반해, 통신선은 직렬로 되어 있기 때문에
직렬을 병렬로 바꿔주는 작업이 필요한데, 이 작업을 해주는 것이 RS-232 방식입니다.
RS-232 방식은 일반적으로 1바이트 단위로 전송하는데,
다른 데이터와의 혼란을 방지하기 위해 스타트 비트와 스톱 비트를 앞뒤로 1 비트씩 첨가해
10 비트를 1 바이트로 보내게 됩니다.
RS232 는 최장 15 m까지 통신 가능하며, PC 시리얼 포트와 디바이스간 Point to Point 연결로만 사용합니다.
커넥터는 25 핀형인 DB-25 와 9 핀형인 DB-9 가 사용되지만, 요즘은 변환기를 사용해
USB를 통해 RS-232 전송을 하는 것이 더 일반적입니다.
RS-232는 위의 표에서 확인할 수 있듯이 입/출력 전압이 결정되어 있습니다.
RS-232 통신에서 전압은 두개의 상태(High, Mark)를 가지는데 +값과 -값으로 이 부분이 구분이 되지 않기 때문에 사용자 입장에서 약간의 혼란을 가질 수 있습니다. 2가지 상태에 대한 표는 아래와 같습니다.
두개 이상의 장치간에 다중 연결이 가능하지 않고, 속도와 호환성에 한계가 명확하다는 단점이 존재했기 때문에 RS-422 와 같은 후속 방식이 개발됩니다.
2.RS-422
RS-232 의 단점인 느린 전송 속도와 짧은 전송 길이를 극복해
보다 빠른 전송과 긴 전송 거리를 위해 표준화한 통신 규격의 하나입니다.
데이터 전송 최대 속도는 10 Mbps 고 최대 1500 m 까지 케이블을 늘릴 수 있으며,
최대 보드 속도와 케이블 길이를 늘리기 위해 각 신호를 2개의 전선을 사용해 전송하게 됩니다.
1개의 마스터가 최대 10 개의 리시버를 연결할 수 있어 여러대의 장비를 동시에 연결하는
멀티 드롭(Multi Drop) 어플리케이션에도 적용됩니다.
3.RS-485
RS-422이 1개의 드라이버와 그에 연결된 리시버들간에만 데이터를 주고받는
멀티 드롭 방식으로 인한 제약이 있는 반면,
RS-485 는 그러한 문제를 해결할 수 있도록 동일한 데이터 회선을 통해
최대 32개의 연결된 모든 장치들이 같은 라인에서 데이터를 주고받을 수 있습니다.
RS-485 버스의 모든 슬레이브 디바이스들은 마스터 디바이스를 거치지 않고
다른 32개의 슬레이브 디바이스와 통신할 수 있습니다.
또한 최대 32개의 마스터로 네트워크를 구성할 수 있는데,
칩의 성능에 따라 128개 또는 256개의 마스터로도 구성이 가능합니다.
즉, RS485는 422의 제한된 디바이스 갯수를 확장 시켰고, 입력과 출력 전압 부분이 강화된 통신 방식입니다.
이로 인해 485를 이용하여 멀티 장비들의 네트워크 생성(멀티 드랍)이 가능합니다.
여러 네트워크에 분산된 장비와의 통신에서 소음 및 다수 장비를 사용해야 하는 환경이라면 시리얼 통신중 485가 가장 좋은 선택입니다.
참고 . DTE(Data Terminal Equipment) / DCE(Data Communication Equipment)
- DTE : 네트워크에서 사용자 측에서 데이터 발신이나 수신 혹은 두가지 기능을 모두하는 장치를 말한다. DTE는 일반적으로 컴퓨터, 라우터와 같은 장비를 의미한다.
- DCE : 네트워크의 축으로 구성되는 통신 네트워크 장비의 연결 방식을 제공하는 디바이슬르 말한다. DCE는 일반적으로 모델, 인터페이스 카드와 같은 장비를 의미한다.