시리얼 통신이란? (RS232 통신, RS422 통신, RS423 통신, RS485 통신 개요)

시리얼 통신이란? (RS232 통신, RS422 통신, RS423 통신, RS485 통신 개요)

마이크로프로세서는 주변장치를 통해서 외부와 정보를 교환할 수 있으며 일반적으로 정보를 외부와 교환하는 방법으로는 병렬통신과 직렬통신 2가지로 나눌 수가 있습니다. 

병렬통신은 고속 전송이 필요한 내부 장치와의 통신에서 많이 사용이되고, 직렬통신 방식은 외부 장치와의 통신에서 많이 사용이 된다. 직렬 통신은 1비트씩 전송을 하기 때문에 병렬통신에 비해 속도는 느리지만 사용이 쉽고, 장거리 통신이 가능합니다. 

시리얼 통신은 전기 통신 분야에서 일반적인 직렬 통신을 말한다. 직렬 통신 방식은 한번에 한 비트씩을 전송하는 데이터 통신의 방법중의 하나로 모스 부호 전보, RS-232, RS-422, RS-485, I²C, ARINC 818, 범용 직렬 버스 (USB), IEEE 1394, ModBus등이 있습니다.

직렬 통신에 대한 정의를 위키피디아에 확인을 해 보면 아래와 같습니다.

전기 통신과 컴퓨터 과학 분야에서 직렬 통신은 연속적으로 통신 채널이나 컴퓨터 버스를 거쳐 한 번에 하나의 비트 단위로 데이터를 전송하는 과정을 말한다. 이 용어는 여러 개의 병렬 채널을 갖춘 링크 위에서 동시에 여러 개의 비트롤 보내는 병렬 통신과 대조된다.

<위키피디아 : 직렬통신>

직렬 통신 방식중에 가장 많이 사용되는 통신 방식이 RS-232 통신과 RS-485 통신입니다. 이 통신 방식을 포함한 RS 통신 방식에 대한 정리를 간략히 해보면 아래의 표와 같습니다.

가장 큰 차이는 RS232, 423은 Single-Ended  방식을 적용하고 있고, RS422, 485는 Differential 방식을 적용하고 있습니다. 즉 232/423은 한 선을 이용하기 때문에 적은 비용을 통신이 가능하나, 속도와 거리 부분에서 422/485에 비해 떨어지는 단점을 가지고 있습니다. 

1) RS-232 개요

RS232는 IBM 호환 PC에서 쓰이는 시리얼 통신입니다. 엔지니어들은 컴퓨터를 센서 또는 모뎀에 연결하거나 계측기와의 통신등 여러 용도로 RS232를 사용합니다. RS232 하드웨어는 최장 15 m (50 ft)까지 통신 가능하며, PC 시리얼 포트와 디바이스간 Point to Point 연결로만 사용합니다.

RS232의 기본적인 핀맵(DB-9)은 아래와 같습니다. 대부분의 통신에서는 RX, TX, GRD를 이용하여 일반적으로 통신을 하게 됩니다. 

RS-232는 위의 표에서 확인할 수 있듯이 입/출력 전압이 결정되어 있습니다. 

RS-232 통신에서 전압은 두개의 상태(High, Mark)를 가지는데 +값과 -값으로 이 부분이 구분이 되지 않기 때문에 사용자 입장에서 약간의 혼란을 가질 수 있습니다. 2가지 상태에 대한 표는 아래와 같습니다.

또한 RS-232에서 주의해야 할 점은 Baud Rate에 따른 케이블의 최대 길이입니다. 속도가 올라가면 올라갈 수록 케이블의 길이는 짧아져야 합니다. 이에 대한 내용은 아래의 표와 같습니다.

2) RS-422 개요

RS422는 애플사의 매킨토시 컴퓨터에서 사용되는 시리얼 연결입니다. RS232가 Single-Ended 방식을 사용하는것과 달리 422, 485는 Differential 신호를 사용하고 있습니다. 이 방식은 소음이 적고, 좀더 장거리 통신에 적합합니다. RS-422는 Point To Point 모드와 멀티 드랍 모드 둘다 사요잉 가능합니다. 

3) RS-485개요

RS485는 422의 제한된 디바이스 갯수를 확장 시켰고, 입력과 출력 전압 부분이 강화된 통신 방식입니다. 이로 인해 485를 이용하여 멀티 장비들의 네트워크 생성(멀티 드랍)이 가능합니다. 여러 네트워크에 분산된 장비와의 통신에서 소음 및 다수 장비를 사용해야 하는 환경이라면 시리얼 통신중 485가 가장 좋은 선택입니다. 

RS-422, 485의 핀맵(DB-9)은 아래와 같습니다. 

시리얼 통신을 사용할 때 Connector 부분이 크게 DB-9, DB-25, 10 포지션 모듈형으로 구분이 됩니다.

장비에 따라서 어떠한 Connector를 적용하였냐에 따라 관련된 핀맵의 기능이 달라지게 됩니다. 이러한 차이는 아래의 표를 통해서 확인할 수 있습니다. 

마지막으로 네트워크 통신을 할 때 자주 사용되는 DTE(Data Terminal Equipment)와 DCE(Data Communication Equipment)에 대해서 살펴보도록 하겠습니다.

• DTE : 네트워크에서 사용자 측에서 데이터 발신이나 수신 혹은 두가지 기능을 모두하는 장치를 말한다. DTE는 일반적으로 컴퓨터, 라우터와 같은 장비를 의미한다.
  
  

• DCE : 네트워크의 축으로 구성되는 통신 네트워크 장비의 연결 방식을 제공하는 디바이슬르 말한다. DCE는 일반적으로 모델, 인터페이스 카드와 같은 장비를 의미한다. 

이상 시리얼 통신에 대한 개요를 살펴보았습니다. 

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