Serielle und parallele Schnittstellen
Sowohl serielle, als auch parallele Schnittstellen dienen dem physischen Austausch von Daten zwischen Computern und Peripheriegeräten. Die Bezeichnung „seriell“ kommt daher, dass die Datenbits bei diesem Vorgang nacheinander auf einer Leitung übertragen werden.
Bei den parallelen Schnittstellen werden die Bits nicht nacheinander sondern – wie der Name schon sagt – parallel übertragen. Heutzutage ist mit dem Begriff der parallelen Schnittstelle meist der Anschluss IEEE 1284 gemeint, welcher oft auch Druckerschnittstelle genannt wird.
Die RS-232- oder COM-Schnittstelle
Betrachtet man nun die seriellen Schnittstellen eines (Mini-)PCs, so ist mit dem Begriff meist eine RS-232-Schnittstelle gemeint. Diese ist jedoch besser bekannt unter ihrer englischen Bezeichnung COM-Port. RS-232 wurde bereits im Jahr 1960 für die Bereiche Telekommunikation und EDV entwickelt. Dank der einfachen Implementierung und ihrer Zuverlässigkeit fand die Schnittstelle auch im Bereich der Unterhaltungselektronik ihren Einsatz. Im Jahr 1997 gab es die letzte Aktualisierung der RS-232-Spezifikationen. Bei PCs und Laptops wurde der RS-232 lange Zeit für den Anschluss von Tastaturen oder Mäusen benötigt, mittlerweile musste er aber dem schnelleren und kleineren USB-Port weichen.
Wie für serielle Schnittstellen üblich, überträgt auch RS-232 die Bits nacheinander über die Verbindungsleitung. Bei RS-232 erfolgt die Datenübertragung wortweise und asynchron. Wie genau das funktioniert, finden Sie hier zum Nachlesen.
Ursprünglich ist die RS-232-Schnittstelle ein 25-poliger Sub-D-Verbinder. Da in der EDV jedoch nicht alle Signale, die dieser Standard bereitstellt, benötigt werden, hat sich der 9-polige Sub-D-Verbinder etabliert (siehe Abb. 1). Sind mehrere dieser Ports auf einem PC angebracht, so wird den physischen Schnittstellen durch das BIOS und das Betriebssystem eine logische Bezeichnung, COM 1, COM 2, und so weiter, zugeteilt (siehe Abb. 1).
Datenübertragungsraten von RS-232
Wie man es von anderen Kabeln, wie beispielsweise HDMI, auch kennt, ist die Geschwindigkeit der Datenübertragung unter anderem von der Kabellänge abhängig. Für den RS-232-Standard wurde keine maximale Kabellänge, sondern lediglich dessen maximale Kapazität festgelegt. Diese 2500 pF werden mit einer Kabellänge von ca. 15 Metern erreicht. Werden Kabel verwendet, die eine äußerst niedrige Kapazität aufweisen, so können sogar bis zu 45 Meter erreicht werden.
Tabelle zu Kabellängen und Datenraten
Der RS-232 im Zeitalter von Industrie 4.0
Auch heute im Zeitalter von Industrie 4.0 kommen viele technische Einrichtungen im industriellen Sektor nicht ohne eine serielle Schnittstelle aus. Der RS-232 überzeugt in diesem Bereich mit seiner Funktionalität, die einfach und preiswert implementiert werden kann und auch, weil die Schnittstelle von den meisten Herstellern und Anwendern unterstützt wird.
Im Gegensatz zum Universal Serial Bus (USB) benötigt RS-232 als Kommunikations-Schnittstelle keinen speziellen Treiber für das eingesetzte Betriebssystem. Daraus resultieren ein geringerer Supportaufwand sowie der Schutz vor Systemeinstürzen bei möglichen Programmierungsfehlern im Treiber. Mit dem COM-Port sind Probleme in der Praxis selten. Sollten doch Probleme auftreten, ist es möglich, ganz einfach die Hardware auszutauschen, ohne in die sensible Software-Umgebung eingreifen zu müssen.
Sicherheit spielt im industriellen Bereich ohnehin eine tragende Rolle. Auch hier kann der COM-Port punkten: Durch die Kabelverschraubung schützt er das Innere des PCs vor Staub oder Feuchtigkeit in Produktionshallen, was wiederum die Gesundheit eines Mini-PCs verbessern und dessen Lebensdauer erhöhen kann.
Unterschied RS-232, RS-422 und RS-485
Neben dem COM-Port gibt es auch noch weitere serielle Schnittstellen, die in manchen unserer Mini-PCs einen Platz haben. Zum einen gibt es den RS-422-Standard, auch als EIA-422 bekannt, und zum anderen den RS-485 oder EIA-485-Standard.
Der RS-422 steht für eine leitungsgebundene differentielle und serielle Datenübertragung. Im Gegensatz zum RS-232 mit unsymmetrischer Signalübertragung, fordert RS-422 eine symmetrische Übertragung.
Der RS-485- oder EIA-485-Standard steht wie RS-232 für eine asynchrone serielle, aber auch wie RS-422 für eine symmetrische Datenübertragung.
Wie oben schon genannt, liegt die maximale Distanz für RS-232 bei 15 Metern. Außerdem kann diese serielle Schnittstelle nur einen Sender und einen Empfänger haben, wohingegen der RS-422 bis zu 10 Empfänger adressieren und eine maximale Leitungslänge von bis zu 1200 Metern haben kann. Der RS-485 setzt mit bis zu 32 Empfängern und bis zu 4000 Metern Kabellänge noch einen drauf.
