什么是串行与并行？串行和并行各自有什么优越点和应用场景？

为什么serdes？

serdes是串行传输的一种。

串行数据传输：因为在芯片内部数据都是并行传输的，只是在芯片发送器一端转换为串行形式，在接收器一端又转换回并行数据。在两个芯片之间的串行传输过程中 时钟问题 是导致误码率降低的瓶颈。

高速电路中，时钟分为系统同步时钟和源同步时钟，在要求长距离且时钟要求高的情况下两种时钟系统都会产生相应的问题。从而出现了serdes芯片，在串行数据传输过程中不传输时钟信号，而是在数据的上升沿恢复出时钟信号，解决了时钟不同步出现误码的情况。

什么是串行与并行?

数字数据通信接口可以分为两大类：串行接口和并行接口。串行数据是把一个数值(如1字节，即8bit)进行单通道(如一根导线)传输，每次传输1bit。在接收端，每个比特都被读出并重新组合为1个字节。

串行数据传输

上图所示的同步串行接口，这表明数据的发送和接收是由从发送器到接收器的一个时钟信号协调的(SerDes就是去除了这个时钟信号)。竖直虚线表明接收器检测输入信号高(1)/低电平(0)的时间点，它可能位于每个时钟脉冲的起始(上升沿)或结束(下降沿)。上图中，检测点在时钟脉冲的上升沿。注：异步数据传输方式，它不需要时钟。

而并行数据传输，可以将一个完整的字节(单词或更大的数据)一下子从发送器传输到了接收器。如你所料，并行接口比串行接口快得多，因为并行-串行和串行-并行的解/译码步骤被省略了。而并行传输的缺点是：需要足够数量的传输线(导线)来传输单独的数字。

并行数据传输

对于并行数据传输，只设置一个控制脉冲(上图称为：数据选通)是绝对必要的。当接收器检测到要读入(数字信号中称为锁存)的脉冲时，并行数据就排成一列进入数据寄存器。注：上图中垂直的虚线代表数据被检测到并载入到接收器寄存器的时间。

串行和并行各自有什么优越点和应用场景

串行和并行通信各自有其优越点和应用场景，具体如下：

串行通信的优越点：

1. 传输距离远：串行通信使用单根传输线，可以传输的距离更远，传输线的长度可以达到几百米甚至几千米。

2. 传输速度快：串行通信可以使用高速传输协议，比如SATA、USB3.0等，可以达到很高的传输速度。

3. 传输可靠性高：串行通信使用单根传输线，信号传输的稳定性更高，抗干扰能力更强，传输数据的可靠性更高。

串行通信的应用场景：

1. 高速数据传输：串行通信可以使用高速传输协议，适用于需要高速数据传输的场景，如存储设备、网络通信等。

2. 长距离传输：串行通信可以传输的距离更远，适用于需要长距离传输的场景，如远程监控、电力通信等。

并行通信的优越点：

1. 传输速度快：并行通信可以同时传输多个比特位，传输速度更快，适用于需要高速数据传输的场景。

2. 数据带宽大：并行通信可以同时传输多个比特位，数据带宽更大，适用于需要大数据传输的场景。

3. 传输效率高：并行通信可以同时传输多个比特位，传输效率更高，适用于需要高效率数据传输的场景。

并行通信的应用场景：

1. 大数据传输：并行通信可以同时传输多个比特位，数据带宽更大，适用于需要大数据传输的场景，如高清视频传输等。

2. 高效率数据传输：并行通信可以同时传输多个比特位，传输效率更高，适用于需要高效率数据传输的场景，如并行计算等。

串行和并行各自有什么缺点呢

串行和并行通信各自有其缺点，具体如下：

串行通信的缺点：

1. 数据带宽窄：串行通信采用单根传输线，数据带宽相对较窄，无法同时传输多个数据流。

2. 延迟较高：串行通信需要将数据流分成多个数据包进行传输，因此传输延迟相对较高。

3. 设计复杂：串行通信需要使用调制解调器等复杂的硬件设计，增加了系统设计的复杂性。

并行通信的缺点：

1. 传输距离短：并行通信需要使用多根传输线，传输距离相对较短，无法传输长距离数据。

2. 抗干扰能力差：并行通信使用多根传输线，信号之间容易相互干扰，抗干扰能力较差。

3. 设计难度大：并行通信需要使用多个传输线和多路复用器等复杂的硬件设计，增加了系统设计的难度。

总的来说，串行通信适用于需要长距离传输和高可靠性数据传输的场景，但带宽相对较窄；并行通信适用于需要高速数据传输和大数据传输的场景，但传输距离相对较短，抗干扰能力较差。

什么是同步与异步?

同步和异步这两术语指的是传送的数据在发送器和接收器之间的传递方式。同步传输依靠时钟信号或传送脉冲协调数据传送的时间，而异步传输不需要这些参量。

同步：同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传送一帧信息。这里的信息帧与异步通信中的字符帧不同，通常含有若干个数据字符。

采用同步通信时，将许多字符组成一个信息组，这样，字符可以一个接一个地传输，但是，在每组信息(通常称为帧)的开始要加上同步字符，在没有信息要传输时，要填上空字符，因为同步传输不允许有间隙。在同步传输过程中，一个字符可以对应5～8位。当然，对同一个传输过程，所有字符对应同样的数位，比如说n位。这样，传输时，按每n位划分为一个时间片，发送端在一个时间片中发送一个字符，接收端则在一个时间片中接收一个字符。

同步传输时，一个信息帧中包含许多字符，每个信息帧用同步字符作为开始，一般将同步字符和空字符用同一个代码。在整个系统中，由一个统一的时钟控制发送端的发送和空字符用同一个代码。接收端当然是应该能识别同步字符的，当检测到有一串数位和同步字符相匹配时，就认为开始一个信息帧，于是，把此后的数位作为实际传输信息来处理。

异步：异步通信是一种很常用的通信方式。异步通信在发送字符时，所发送的字符之间的时间间隔可以是任意的。当然，接收端必须时刻做好接收的准备。发送端可以在任意时刻开始发送字符，因此必须在每一个字符的开始和结束的地方加上标志，即加上开始位和停止位，以便使接收端能够正确地将每一个字符接收下来。异步通信的好处是通信设备简单、便宜，但传输效率较低(因为开始位和停止位的开销所占比例较大)。最经典的就是串口传输。

审核编辑：刘清