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为什么工程师喜欢RS-232胜过USB3.0?

2015-11-27
关键词: RS-232 USB3.0 半导体

  RS-232-C是上世纪60年代美国电子工业协会EIA(ElectronicIndustryAssociation)制定的一种串行物理接口标准。RS是英文“推荐标准”的缩写,232为标识号,C表示修改次数。RS-232不是通用串行总线(USB)或者其他,也不是更现代化的数据通信标准。为什么RS-232应用的如此广泛?

 

唯一可能一致的答案是RS-232为众多电子工程师所熟悉。该标准可以追溯到超过五十多年前,被人熟知的还有EIARS-232,EIA232,以及TIA232。在网站搜索一下RS-232产品,你会发现涉及电路保护范畴,连接器、机电、嵌入式解决方案,光电子学,无源元件、电源、半导体、传感器、测试和测量、热管理、工具和日常用品、电线电缆等等。

 

  相比之下,USB是一个相对年轻的通讯标准。1994年开始有7家公司开始开发USB,USB1.0规范在1996年1月首次发行,并且随后的USB1.1版本被广泛采用。USB2.0和USB3.0版本分别在2000年和2008年发布。

 

  一、RS-232的历史

 

RS-232(“RS”代表“推荐标准”)在1962年由EIA的无线电部门引入的,作为在数据终端设备(如电脑终端)和数据通信设备(后来重新定义为数据电路终接设备)之间的串行通信数据标准,典型的调制解调器。RS-232串行端口最早用于IBM个人电脑和其他早期台式电脑。该标准于1969年修订,然后1986年,和1997年修订,以适应应用程序在使用中的变化,一开始是在1960年代的机电电传打字机和调制解调器和聪明或者愚蠢的电子终端,在1980年代发展个人电脑及其外设,然后是在工厂里的可编程逻辑控制器(PLC)和其他产品中使用。

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图1:ADI全隔离单片封装表面贴装RS-232收发器,集成了DC/DC转换器

 

  RS-422是为了扩展RS-232的范围连接可以达到1500米远(约4900英尺)。类似的RS-423标准可以覆盖到1200米(约3900英尺)。RS-422是用在苹果的麦金托什电脑上,直到1998年当iMac出来后才开始使用USB连接。

 

  二、为什么设计工程师仍在使用RS-232?

 

  随着科技的进步,一些工程师为什么依然还选择RS-232来而不是USB呢?一个原因是成本的考虑。如果一个公司不是一个USB-IF成员(USB的行业组织USB的logo商标许可费用是两年3500美元)并且从USB-IF手中购买一个供应商的标志是5000美元。而实现RS-232不需要任何许可费或组织会费。当然,应用和速度也是选择RS-232时的关键因素。

 

“尽管新的数字接口标准仍在发展,不起眼的RS-232串口仍然是一个非常受欢迎的数据传输方式。既强大又容易使用,对于那些苛刻要求的数字接口来说,RS-232接口仍然是一个有吸引力的备胎,”美信在其网站上指出。

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图2:MAX220、MAX232和MAX232A管脚配置和典型的工作电路。

 

  RS-232规范可以支持的数据率高达920kbps。一个RS-232是在数据终端设备(DTE)设备和数据通信设备(DCE)设备之间的点对点连接。RS-232的一个主要缺陷就是其可支持的最大电缆长度为50英尺,但通常可以通过采用另外介质来传输串行数据弥补这个短板。

 

  目前RS-232应用于嵌入式电子产品、工业控制系统、网络设备以及科学仪器等用途。虽然USB接口在个人电脑和移动设备上占优势,然而串行端口——在早期的PC曾经非常流行,却仍在现代电子产品中使用。现在,整个物联网方案要求技术不仅是低功耗要求,而且设计和实施要简单。即使不是数十亿,也有上百万的传感器和传感器中心将与互联网连接,并且这些连接必须是一致的和可靠的。

 

  三、通信接口——过去,现在和未来

 

  这些年也有很多其他类型的通信接口。除了USB还有Ethernet、FibreChanne,InfiniBand,乐器数字接口(MIDI),外围组件互连(PCI)和PCIExpress,小型计算机系统接口SCSI(紧挨着是并行SCSI和串行AttachedSCSI)和ATA(紧接着是并行ATA和串行ATA),等等。

 

  USB尤其是USB3.0,明显快于RS-232,但也更复杂。RS-232只有在短距离传输才能彰显它的优点。USB工作在5V,而RS-232能在工作在最高15V的范围内。对于设计工程师来说RS-232的简单性是一个卖点,它能应付大量电子子系统的各种错综复杂需求。使数据尽可能简单的通过串行通信进行传输——对于电脑,手机和可穿戴设备等这就是一种让人有怀旧感的技术。所以,虽然也出现了新的行业标准,但由于成本、速度和应用程序等因素导致如RS-232串行接口标准RS-422和RS-485等古董型标准仍成为工程师多年来最喜欢的通信技术。

 


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