Interface EIA-232/RS-232

การอินเตอร์เฟส

          คือ การลิงค์เชื่อมโยงระหว่าง 2 อุปกรณ์เข้าด้วยกัน โดยอุปกรณ์ที่นำมาลิงค์เพื่อเชื่อมโยงสื่อสารนั้น ไม่จำเป็นต้องมาจากผู้ผลิตรายเดียวกันเสมอไป อาจเป็นอุปกรณ์ต่างยี่ห้อ ต่างผู้ผลิต แต่สามารถนำมาใช้งานร่วมกันได้

การอินเทอร์เฟส EIA-232 หรือ RS-232

       RS-232 ย่อมาจาก Recommended Standard-232 (มาตรฐานแนะนำรุ่น 232) เป็นมาตรฐานการเชื่อม

ต่อข้อมูล แบบอนุกรม (Serial Port) กำหนดโดย

EIA (Electronics Industry Association) หรือ สมาคมผู้ประกอบการอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ของอเมริกา 

         RS-232 มีจุดเริ่มต้นจากความต้องการที่จะกำหนดมาตรฐานการเชื่อมต่อระหว่าง คอมพิวเตอร์กับโมเด็มในสมัยนั้น ตัวมาตรฐานจะกำหนดสิ่งที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อนี้ด้วยกันทั้งหมด 4 หัวข้อหลักๆ ด้วยกันคือ

1. คุณสมบัติทางไฟฟ้าของสัญญาณ
2. คุณสมบัติทางกลของการเชื่อมต่อ ซึ่งหมายถึงตัวคอนเน็กเตอร์นั่นเอง
3. หน้าที่การทำงานของวงจรสำหรับแลกเปลี่ยนข้อมูล
4. มาตรฐานการเชื่อมต่อสำหรับระบบสื่อสารเฉพาะอย่าง

คุณลักษณะของอินเตอร์เฟส EIA-232/RS-232

      EIA-232 แบบเดิมเป็นแบบ 25 หัวเข็มสำหรับปลั๊กตัวผู้ และแบบ 25 ซ็อกเก็ตสำหรับปลั๊กตัวเมีย โดยมาตรฐานนี้จะครอบคลุมข้อกำหนดทั้ง 4 ประการ คือ

1. ข้อกำหนดทางกลไก
    เป็นส่วนทางกายภาพของปลั๊ก EIA-232 ที่ใช้เชื่อมต่อ เป็นคอนเน็กเตอร์แบบ 25 เข็ม (DB-25) ในปัจจุบันส่วนใหญ่เปลี่ยนมาเป็นแบบ 9 หัวเข็มแล้ว

(ปัจจุบัน)

2. ข้อกำหนดทางไฟฟ้า
    เป็นข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องกับรายละเอียดของสัญญาณไฟฟ้า เกี่ยวกับสัญญาณระหว่างอุปกรณ์ DTE และ DCE สัญญาณดิจิตอลที่ใช้จะมีทั้งสายกราวด์ แรงดันไฟฟ้าในการเชื่อมต่อจะใช้ความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลน้อยกว่า 20 Kbps สำหรับความยาวของสายสัญญาณจะถูกจำกัดระยะทางโดยต้องน้อยกว่า 15 เมตร หรือ 50 ฟุต อย่างไรก็ตามการเพิ่มความเร็วและระยะทางสามารถทำได้ หากได้รับการออกแบบที่ดี

3. ข้อกำหนดด้านฟังก์ชันการทำงาน

    เป็นข้อกำหนดที่สำคัญที่สุด โดยเป็นการกำหนดหน้าที่การทางานเฉพาะให้กับหัวเข็มแต่ละหัว

4. ข้อกำหนดด้านขั้นตอนการทำงาน

    เป็นรายละเอียดที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการติดต่อสื่อสาร และขั้นตอนการทำงาน รวมถึงการควบคุมจังหวะและขั้นตอนการแลกเปลี่ยนข้อมูล ชื่อของสัญญาณ EIA จะมีการแบ่งกลุ่มของสัญญาณออกเป็น 5 กลุ่มด้วยกัน เพื่อแสดงถึงความแตกต่างในแต่ละวงจร โดยที่

A –Ground (Common Circuit)

B –Data (Signal Circuit)

C –Control (Control Circuit)

D –Timing (Timing Circuit)

S –Secondary Channel

อินเตอร์เฟสความเร็วสูง (High speed Interface Protocol)

    คอมพิวเตอร์ในปัจจุบันได้มีการออกแบบให้สามารถรองรับอินเตอร์เฟสใหม่ๆ ที่มีความยืดหยุ่นสูง รับส่งข้อมูลที่รวดเร็ว และสนับสนุนอุปกรณ์ต่างๆ มากมาย ไม่เฉพาะแต่โมเด็ม เช่น เครื่องสแกนเนอร์ กล้องวีดีโอดิจิตอล กล้องดิจิตอล โดยเชื่อมต่อผ่านพอร์ด FireWire และ USB

FireWire เป็นชื่อจดทะเบียนการค้าของบริษัทแอปเปิล

ที่พัฒนาขึ้นเมื่อปี ค.ศ. 1990 หรืออาจเรียกว่า i-Link โดย FireWire เป็นอินเตอร์เฟสที่เป็นไปตามมาตรฐาน IEEE 1394 (High Performance Serial Bus) และเป็นสายส่งข้อมูลดิจิตอลความเร็วสูงที่มีคอนเน็กเตอร์ทั้งแบบ 4 pin และ 6 pin

FireWire

    เป็นชื่อของบัสที่ใช้เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ภายนอกที่ส่งผ่านข้อมูลด้วยความเร็วสูง ส่วนใหญ่นิยมนามาใช้งานกับกลุ่มอุปกรณ์ที่ต้องการอัตราการส่งผ่านข้อมูลความเร็วสูง เช่น กล้องดิจิตอล กล้องวีดีโอ รวมถึงอุปกรณ์ที่นามาใช้เพื่อการสารองข้อมูลขนาดใหญ่ โดย FireWire จะสนับสนุนทั้งการเชื่อมต่อแบบอะซิงโครนัสและไอโซโครนัส และรับประกันความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลในอัตราคงที่ ที่มีความเสถียรตั้งแต่เริ่มต้นถ่ายโอนข้อมูลจนกระทั่งจบกระบวนการ

จากรูปคือสายภายในแบบ 6 pin ซึ่งประกอบด้วยสายสัญญาณ

6 เส้น โดยที่

-สายสัญญาณ Power จำนวน 2 เส้น นำไปใช้งานสำหรับ

ส่งกำลังไฟฟ้าขนาด 8-40 โวลต์ ไปยังอุปกรณ์

-สายสัญญาณคู่ที่ 1 จะส่งข้อมูลสัญญาณบวก (Positive) เข้ารหัสแบบ NRZ-L

-สายสัญญาณคู่ที่ 2 จะส่งข้อมูลสัญญาณลบ (Negative) ที่เข้ารหัสแบบ NRZ-L

สายสัญญาณคู่แรกจะถูกนำไปใช้เพื่อการส่งข้อมูล ส่วนสายสัญญาณคู่ที่สองจะนำไปใช้สำหรับส่งสัญญาณนาฬิกาอย่างต่อเนื่อง เพื่อลดโอกาสในการเกิดข้อผิดพลาด ซึ่งจะช่วยลดระดับสัญญาณรบกวนลงได้ และส่งผลต่อสัญญาณที่ส่งผ่านไปนั้นมีความรวดเร็ว และไม่มีข้อผิดพลาด

ระยะแรก FireWire ถูกนำมาใช้ในเครื่องแอปเปิลแมคอินทอช แต่ปัจจุบันอุปกรณ์พวกคอมพิวเตอร์โน้ตบุค กล้องดิจิตอล ได้มีการนำพอร์ต FireWire มาใช้ โดยตามมาตรฐาน IEEE-1394a จะมีอัตราความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลที่ 400 Mbps ส่วน IEEE-1394b จะมีอัตราความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลที่ 800 Mbps และยังสามารถขยายอัตราความเร็วได้สูงสุดที่ 3.2 Gbpsซึ่งสามารถนำไปใช้ในการตัดต่อวีดีโอ งานสตูดิโอ ที่สาคัญพอร์ต FireWire มีขนาดเล็ก ทำให้ไม่สิ้นเปลืองเนื้อที่ อีกทั้งยังสนับสนุนคุณสมบัติ Plug and Play รวมถึง Hot Plug ที่สามารถถอดอุปกรณ์เพื่อยกเลิกการเชื่อมต่อได้ทันที ถึงแม้ว่าบัสยังคงทางานอยู่

นัลโมเด็ม (Null Modem)

      การเชื่อมต่อแบบนัลโมเด็ม เป็นการเชื่อมต่อในลักษณะ DTE-to-DTE โดยปราศจากอุปกรณ์ DCE เช่น การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์สองเครื่องในระยะทางใกล้ๆ (ต้องมีระยะทางไม่เกิน 50 ฟุต) ด้วยอินเตอร์เฟส EIA-232 เป็นการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างอุปกรณ์ รวมถึงสื่อสารกันด้วยสัญญาณดิจิตอล ดังนั้นจึงไม่จาเป็นต้องใช้โมเด็มในการมอดูเลตสัญญาณเพื่อส่งไปตามสายโทรศัพท์

USB (Universal Serial Bus)

    USB เป็นมาตรฐานใหม่สำหรับการเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์กับโมเด็ม และอุปกรณ์ต่างๆ ซึ่งปัจจุบันจะเป็นพอร์ต USB ทั้งสิ้น เช่น เมาส์ คีย์บอร์ด โดย USB เป็นอินเตอร์เฟสที่สร้างความสะดวก และความยืดหยุ่นต่อผู้ใช้งาน และยังสนับสนุนการทำงานแบบ plug and play อีกด้วย

ในส่วนของสาย USB ที่ใช้เชื่อมต่อ จะมีหัวเสียบโฮสต์ (Host End) และหัวเสียบอุปกรณ์ (Device End) ซึ่งหัวเสียบทั้งสองจะมีรูปแบบคอนเน็กเตอร์ที่แตกต่างกัน

ข้อเสียของ USB คือ การรับส่งข้อมูลที่มีความเร็วต่า โดย USB เวอร์ชั่น 1.1 จะมีความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลเพียง 12 Mbps แต่ปัจจุบัน USB เวอร์ชั่น 2.0 (High Speed USB) ได้พัฒนาความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลให้สูงขึ้น โดยความเร็วสูงสุดอยู่ที่ 480 Mbps และยังสามารถใช้งานร่วมกับพอร์ต USB เวอร์ชั่น 1.1 ได้ด้วย

เมื่อเปรียบเทียบกับ FireWire ตามมาตรฐาน 1394a ที่มีความเร็ว 400 Mbps จะเห็นว่า FireWire สามารถทำงานด้วยอัตราความเร็วเหนือกว่า เนื่องจากซอฟต์แวร์ต่างๆ ที่ใช้งานในปัจจุบันสามารถดึงศักยภาพของ FireWire ออกมาใช้ได้เต็มประสิทธิภาพมากกว่า

ภายในสายเคเบิลของ USB จะประกอบด้วยสายสัญญาณจำนวน 4 เส้น โดยชื่อที่กำกับไว้ในสัญญาณแต่ละเส้นจะมีหน้าที่ดังต่อไปนี้

-GND คือ สายกราวด์

-VBUS คือ สายสัญญาณที่ส่งกาลังไฟฟ้าขนาด 5 โวลด์ไปยังอุปกรณ์

-D+ คือ สายส่งข้อมูลสัญญาณบวก (Positive) ที่มีการเข้ารหัสแบบ NRZ-L

-D-คือ สายส่งข้อมูลสัญญาณลบ (Negative) ที่มีการเข้ารหัสแบบ NRZ-Lพร้อมกับกาหนดระยะวัดของสัญญาณลบเพื่อลดการแทรกแซงของสัญญาณรบกวนและข้อผิดพลาด