सीरियल पोर्ट कैसे काम करते हैं

कंप्यूटर के सबसे बुनियादी बाहरी कनेक्शनों में से एक माना जाता है, सीरियल पोर्ट 20 से अधिक वर्षों से अधिकांश कंप्यूटरों का एक अभिन्न अंग रहा है। हालांकि कई नई प्रणालियों ने यूएसबी कनेक्शन के पक्ष में सीरियल पोर्ट को पूरी तरह से हटा दिया है , फिर भी अधिकांश मोडेम सीरियल पोर्ट का उपयोग करते हैं, जैसा कि कुछ प्रिंटर, पीडीए और डिजिटल कैमरे करते हैं । कुछ कंप्यूटरों में दो से अधिक सीरियल पोर्ट होते हैं।

अनिवार्य रूप से, सीरियल पोर्ट एक मानक कनेक्टर और प्रोटोकॉल प्रदान करते हैं जिससे आप अपने कंप्यूटर पर डिवाइस, जैसे कि मॉडेम, संलग्न कर सकते हैं। हाउ स्टफ वर्क्स के इस संस्करण में , आप समानांतर पोर्ट और सीरियल पोर्ट के बीच अंतर के बारे में जानेंगे कि प्रत्येक पिन क्या करता है और प्रवाह नियंत्रण क्या है।

1. यूएआरटी की जरूरत
2. सीरियल कनेक्शन
3. परिस्थितियों को स्वीकार कर लेना

आज उपयोग में आने वाले सभी कंप्यूटर ऑपरेटिंग सिस्टम सीरियल पोर्ट का समर्थन करते हैं, क्योंकि सीरियल पोर्ट दशकों से मौजूद हैं। समानांतर पोर्ट हाल ही का आविष्कार है और सीरियल पोर्ट की तुलना में बहुत तेज़ है। USB पोर्ट केवल कुछ वर्ष पुराने हैं, और संभवतः अगले कई वर्षों में सीरियल और समानांतर पोर्ट दोनों को पूरी तरह से बदल देंगे।

"धारावाहिक" नाम इस तथ्य से आता है कि एक सीरियल पोर्ट डेटा को "क्रमबद्ध" करता है। यानी यह डेटा की एक बाइट लेता है और एक बार में 8 बिट्स को बाइट में ट्रांसमिट करता है। इसका फायदा यह है कि एक सीरियल पोर्ट को 8 बिट्स को ट्रांसमिट करने के लिए केवल एक वायर की जरूरत होती है (जबकि एक पैरेलल पोर्ट को 8 की जरूरत होती है)। नुकसान यह है कि डेटा को प्रसारित करने में 8 तार होने की तुलना में 8 गुना अधिक समय लगता है। सीरियल पोर्ट केबल की लागत कम करते हैं और केबल को छोटा बनाते हैं।

डेटा के प्रत्येक बाइट से पहले, एक सीरियल पोर्ट एक स्टार्ट बिट भेजता है, जो 0 के मान के साथ एक सिंगल बिट होता है। डेटा के प्रत्येक बाइट के बाद, यह संकेत देने के लिए स्टॉप बिट भेजता है कि बाइट पूरा हो गया है। यह एक समता बिट भी भेज सकता है।

सीरियल पोर्ट, जिसे संचार (COM) पोर्ट भी कहा जाता है , द्वि-दिशात्मक हैं । द्वि-दिशात्मक संचार प्रत्येक डिवाइस को डेटा प्राप्त करने के साथ-साथ इसे प्रसारित करने की अनुमति देता है। सीरियल डिवाइस डेटा प्राप्त करने और संचारित करने के लिए विभिन्न पिनों का उपयोग करते हैं - एक ही पिन का उपयोग करने से संचार आधा-द्वैध तक सीमित हो जाएगा , जिसका अर्थ है कि जानकारी एक समय में केवल एक दिशा में यात्रा कर सकती है। विभिन्न पिनों का उपयोग करने से पूर्ण-द्वैध संचार की अनुमति मिलती है , जिसमें सूचना एक साथ दोनों दिशाओं में यात्रा कर सकती है।

सीरियल पोर्ट ठीक से काम करने के लिए एक विशेष कंट्रोलर चिप, यूनिवर्सल एसिंक्रोनस रिसीवर/ट्रांसमीटर (UART) पर भरोसा करते हैं । UART चिप कंप्यूटर के सिस्टम बस के समानांतर आउटपुट लेती है और इसे सीरियल पोर्ट के माध्यम से ट्रांसमिशन के लिए सीरियल रूप में बदल देती है। तेजी से कार्य करने के लिए, अधिकांश यूएआरटी चिप्स में 16 से 64 किलोबाइट तक कहीं भी एक अंतर्निहित बफर होता है। यह बफर चिप को सिस्टम बस से आने वाले डेटा को कैश करने की अनुमति देता है, जबकि यह सीरियल पोर्ट पर जाने वाले डेटा को संसाधित कर रहा है। जबकि अधिकांश मानक सीरियल पोर्ट में 115 केबीपीएस (प्रति सेकंड किलोबिट्स) की अधिकतम अंतरण दर होती है, उच्च गति सीरियल पोर्ट, जैसे एन्हांस्ड सीरियल पोर्ट (ईएसपी) और सुपर एन्हांस्ड सीरियल पोर्ट (सुपर ईएसपी), 460 केबीपीएस की डेटा अंतरण दर तक पहुंच सकता है।

सीरियल पोर्ट के लिए बाहरी कनेक्टर या तो 9 पिन या 25 पिन हो सकते हैं। मूल रूप से, सीरियल पोर्ट का प्राथमिक उपयोग एक मॉडेम को आपके कंप्यूटर से जोड़ना था। पिन असाइनमेंट इसे दर्शाते हैं। आइए देखें कि मॉडेम कनेक्ट होने पर प्रत्येक पिन पर क्या होता है।

9-पिन कनेक्टर:

25-पिन कनेक्टर:

पिन पर भेजा गया वोल्टेज दो राज्यों में से एक में हो सकता है, चालू या बंद । ऑन (बाइनरी वैल्यू "1") का मतलब है कि पिन -3 और -25 वोल्ट के बीच एक सिग्नल ट्रांसमिट कर रहा है, जबकि ऑफ (बाइनरी वैल्यू "0") का मतलब है कि यह +3 और +25 वोल्ट के बीच सिग्नल ट्रांसमिट कर रहा है ...

धारावाहिक संचार का एक महत्वपूर्ण पहलू प्रवाह नियंत्रण की अवधारणा है । यह एक डिवाइस की दूसरे डिवाइस को कुछ समय के लिए डेटा भेजने से रोकने के लिए कहने की क्षमता है। फ्लो कंट्रोल को सक्षम करने के लिए रिक्वेस्ट टू सेंड (RTS), क्लियर टू सेंड (CTS), डेटा टर्मिनल रेडी (DTR) और डेटा सेट रेडी (DSR) कमांड का उपयोग किया जाता है।

आइए एक उदाहरण देखें कि प्रवाह नियंत्रण कैसे काम करता है: आपके पास एक मॉडेम है जो 56 केबीपीएस पर संचार करता है। आपके कंप्यूटर और आपके मॉडेम के बीच सीरियल कनेक्शन 115 केबीपीएस पर प्रसारित होता है, जो कि दोगुने से अधिक तेज है। इसका मतलब यह है कि मॉडेम को कंप्यूटर से आने वाले डेटा की तुलना में फोन लाइन पर अधिक डेटा मिल रहा है। भले ही मॉडेम में डेटा स्टोर करने के लिए 128K बफर है, फिर भी यह जल्दी से बफर स्पेस से बाहर हो जाएगा और उस सभी डेटा स्ट्रीमिंग के साथ ठीक से काम करने में असमर्थ होगा।

प्रवाह नियंत्रण के साथ, मॉडेम के बफर को ओवररन करने से पहले मॉडेम कंप्यूटर से डेटा के प्रवाह को रोक सकता है। कंप्यूटर लगातार रिक्वेस्ट टू सेंड पिन पर सिग्नल भेज रहा है, और क्लियर टू सेंड पिन पर सिग्नल की जांच कर रहा है। अगर कोई क्लियर टू सेंड रिस्पॉन्स नहीं है, तो कंप्यूटर डेटा भेजना बंद कर देता है, क्लियर टू सेंड के फिर से शुरू होने की प्रतीक्षा करता है। यह मॉडेम को डेटा के प्रवाह को सुचारू रूप से चलाने की अनुमति देता है।

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