RS-232

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RS-232規格に記載されているDB -25コネクタ
データ回線終端装置(DCE)およびデータ端末装置(DTE)ネットワーク。Telefonnetzは電話網を指します; EIA-232は、シリアル通信規格であるRS-232の旧称です。

電気通信ではRS-232または推奨規格232 [1]は、データのシリアル通信伝送のために1960年に最初に導入された規格[2]です。これは、コンピュータ端末などのDTEデータ端末装置)とモデムなどDCEデータ回線終端装置またはデータ通信装置)の間を接続する信号を正式に定義します。。この規格は、信号の電気的特性とタイミング、信号の意味、およびコネクタの物理的なサイズとピン配置を定義しています。この規格の現在のバージョンは、1997年に発行されたデータ端末装置とデータ回線終端装置間のTIA-232-Fインターフェイスです。RS-232規格はコンピュータ のシリアルポートで一般的に使用されており、現在でも広く使用されています。産業用通信デバイスで使用されます。

RS-232規格に準拠したシリアルポートは、かつて多くの種類のコンピュータの標準機能でした。パーソナルコンピュータは、モデムだけでなく、プリンタコンピュータマウス、データストレージ、無停電電源装置、およびその他の周辺機器への接続にも使用されていました。

RS-422RS-485イーサネットなどの後のインターフェースと比較して、RS-232は、伝送速度が遅く、最大ケーブル長が短く、電圧振幅が大きく、標準コネクタが大きく、マルチポイント機能がなく、マルチドロップ機能が制限されています。現代のパソコンでは、USBRS-232をその周辺機器インターフェースの役割のほとんどから置き換えました。RS-232ポートを備えたコンピュータはほとんどないため、RS-232周辺機器に接続するには、外部USB-RS-232コンバータまたは1つ以上のシリアルポートを備えた内部拡張カードのいずれかを使用する必要があります。それにもかかわらず、RS-232インターフェースは、そのシンプルさと過去の普及のおかげで、特に、短距離、ポイントツーポイント、低速の有線データ接続が完全に適切である産業機械、ネットワーク機器、および科学機器で使用されています。 。

標準の範囲

1969年 現在の電子工業会(EIA)標準RS-232-C [3]は次のように定義しています。

  • 電圧レベル、信号速度、タイミング、信号のスルーレート、耐電圧レベル、短絡動作、最大負荷容量などの電気信号特性
  • インターフェースの機械的特性、プラグ可能なコネクタ、およびピンの識別。
  • インターフェイスコネクタの各回路の機能。
  • 選択したテレコムアプリケーション用のインターフェイス回路の標準サブセット。

この規格では、文字エンコードASCIIEBCDICなど)、文字のフレーミング(スタートビットまたはストップビットなど)、ビットの送信順序、エラー検出プロトコルなどの要素は定義されていません。文字フォーマットと伝送ビットレートは、シリアルポートハードウェア(通常はUART )によって設定されます。UARTには、内部ロジックレベルをRS-232互換の信号レベルに変換する回路も含まれている場合があります。この規格は、20,000ビット/秒未満 のビットレートを対象としていることを除いて、送信用のビットレートを定義していません。

歴史

RS-232は、1960年電子工業会(EIA)によって推奨規格として最初に導入されました[2][4] [1]元のDTEは電気機械式テレタイプライターであり、元のDCEは(通常は)モデムでした。電子端末(スマートおよびダム)が使用され始めた とき、それらはテレタイプライターと交換可能であるように設計されていたため、RS-232をサポートしていました。

この規格は、コンピューター、プリンター、テスト機器、 POS端末などのデバイスの要件を予測していなかったため、機器にRS-232互換のインターフェイスを実装する設計者は、規格を特異的に解釈することがよくありました。結果として生じる一般的な問題は、コネクタ上の回路の非標準のピン割り当て、および制御信号の不正確または欠落でした。規格への準拠の欠如は、ブレイクアウトボックス、パッチボックス、テスト機器、書籍、および異種機器の接続のための他の補助装置の繁栄する業界を生み出しました。標準からの一般的な逸脱は、信号を低電圧で駆動することでした。そのため、一部のメーカーは+ 5Vと-5Vを供給する送信機を製造し、それらに「RS-232互換」のラベルを付けました。[[要出典]

その後、パーソナルコンピュータ(およびその他のデバイス)は、既存の機器に接続できるように標準を利用し始めました。長年にわたり、RS-232互換ポートは、多くのコンピューター(コンピューターがDTEとして機能する)でのモデム接続などのシリアル通信の標準機能でした。1990年代後半まで広く使用されていました。パーソナルコンピュータ周辺機器では、USBなどの他のインターフェイス規格に大きく取って代わられています。RS-232は、古い設計の周辺機器、産業用機器( PLCなど)、コンソールポート、および特殊用途の機器 を接続するために引き続き使用されます。

この規格は、スポンサー組織が名前を変更したため、その歴史の中で何度か名前が変更され、EIA RS-232、EIA 232、最近ではTIA232としてさまざまに知られています。電子工業会および1988年以来電気通信工業会(TIA)によって。[5]リビジョンCは1969年8月付けの文書で発行されました。リビジョンDは1986年に発行されました。現在のリビジョンは、1997年に発行されたデータ端末装置とデータ回線終端装置間のシリアルバイナリデータ交換を使用するTIA-232-Fインターフェイスです。 。リビジョンC以降の変更は、CCITTとの調和を改善することを目的としたタイミングと詳細にあります。標準のITU-T / CCITT V.24  [ de ]ですが、現在の標準に基づいて構築された機器は、古いバージョンと相互運用できます。[要出典]

関連するITU-T規格には、V.24(回路識別)およびITU-T / CCITT V.28  [ de ](信号電圧およびタイミング特性)が含まれます。[要出典]

EIA-232のリビジョンDでは、D-subminiatureコネクタが標準の一部として正式に含まれていました(RS-232-Cの付録でのみ参照されていました)。電圧範囲は±25ボルトに拡張され、回路の静電容量の限界は2500pFと明示的に示されました。EIA-232のリビジョンEでは、新しい、より小型の標準Dシェル26ピン「AltA」コネクタが導入され、CCITT標準V.24、V.28、およびISO2110との互換性を向上させるためにその他の変更が加えられました。[6]

仕様書の改訂履歴:

  • EIA RS-232(1960年5月)「データ端末装置とデータ間のインターフェース」[2]
  • EIA RS-232-A(1963年10月)[2]
  • EIA RS-232-B(1965年10月)[2]
  • EIA RS-232-C(1969年8月)「シリアルバイナリデータ交換を採用したデータ端末装置とデータ通信装置間のインターフェース」[2]
  • EIA EIA-232-D(1986)
  • TIA TIA / EIA-232-E(1991)「シリアルバイナリデータ交換を採用したデータ端末装置とデータ通信装置間のインターフェース」
  • TIA TIA / EIA-232-F(1997年10月)
  • ANSI / TIA-232-F-1997(R2002)
  • TIA TIA-232-F(R2012)

標準の制限

RS-232は、端末をモデムと相互接続するという本来の目的を超えて使用されるため、制限に対処するために後継規格が開発されました。RS-232規格の問題は次のとおりです。[7]

  • 大きな電圧変動と正および負の電源の要件により、インターフェースの消費電力が増加し、電源の設計が複雑になります。電圧スイング要件は、互換性のあるインターフェイスの上限速度も制限します。
  • 共通信号グランドと呼ばれるシングルエンド信号は、ノイズ耐性と伝送距離を制限します。
  • 3つ以上のデバイス間のマルチドロップ接続は定義されていません。マルチドロップの「回避策」が考案されていますが、速度と互換性に制限があります。
  • この規格は、DTEをDTEに直接接続したり、DCEをDCEに接続したりする可能性については扱っていません。ヌルモデムケーブルを使用してこれらの接続を実現できますが、これらは標準で定義されておらず、そのようなケーブルの中には他のケーブルとは異なる接続を使用するものがあります。
  • リンクの両端の定義は非対称です。これにより、新しく開発されたデバイスの役割の割り当てが問題になります。設計者は、DTEのようなインターフェイスまたはDCEのようなインターフェイスのいずれかと、使用するコネクタピンの割り当てを決定する必要があります。
  • インターフェイスのハンドシェイクおよび制御ラインは、ダイヤルアップ通信回線のセットアップと削除を目的としています。特に、フロー制御のためのハンドシェイクラインの使用は、多くのデバイスで確実に実装されていません。
  • デバイスに電力を送る方法は指定されていません。DTRおよびRTSラインから少量の電流を抽出できますが、これはマウスなどの低電力デバイスにのみ適しています。
  • 標準で推奨されている25ピンD-subコネクタは、現在の慣例に比べて大きくなっています。

現代のパソコンにおける役割

9ピンコネクタに1つのRS-232ポートを備えたPCIExpressx1カード

PC 97 Hardware Design Guide』の中で、[8] Microsoftは、元のIBMPC設計のRS-232互換シリアルポートのサポートを廃止しました。今日、RS-232は、ローカル通信用のUSBにほとんど置き換えられています。 RS-232と比較した場合の利点は、USBが高速で、使用する電圧が低く、接続と使用が簡単なコネクタを備えていることです。 RS-232と比較したUSBの欠点は、USBが電磁干渉(EMI)の影響を受けにくいことです[疑わしい ]また、ケーブルの最大長ははるかに短くなります(USBのバージョンとアクティブケーブルの使用に応じて、RS-232の場合は15メートル、USBの場合は3〜5メートル)。[9] [10]

ラボラトリーオートメーションや測量などの分野では、RS-232デバイスが引き続き使用される可能性があります。一部のタイプのプログラマブルロジックコントローラ可変周波数ドライブサーボドライブ、およびコンピュータ数値制御機器は、RS-232を介してプログラム可能です。コンピュータメーカーは、自社のコンピュータにDE-9Mコネクタを再導入するか、アダプタを利用できるようにすることで、この要求に応えてきました。

RS-232ポートは、オペレーティングシステムがまだ実行されていないため、ネットワーク接続が不可能な起動時に、モニターやキーボードがインストールされていないサーバーなどのヘッドレスシステムとの通信にもよく使用されます。RS-232シリアルポートを備えたコンピューターは、イーサネットを介した監視の代わりに 、組み込みシステムルーターなど)のシリアルポートと通信できます。

物理インターフェース

RS-232では、ユーザーデータは時系列ビットとして送信されます。同期送信と非同期送信の両方が標準でサポートされています。データ回路に加えて、この規格では、DTEとDCE間の接続を管理するために使用されるいくつかの制御回路が定義されています。各データまたは制御回路は一方向にのみ動作します。つまり、DTEから接続されたDCEへの信号またはその逆です。送信データと受信データは別々の回線であるため、インターフェイスは全二重方式で動作し、両方向の同時データフローをサポートします。この規格では、データストリーム内の文字フレーミングまたは文字エンコーディングは定義されていません。

電圧レベル

1つのスタートビット、8つのデータビット(最下位ビットが最初)、1つのストップビットを持つASCII「K」文字(0x4B)の電圧レベルの概略オシロスコープトレース。これはスタートストップ通信では一般的ですが、標準では文字フォーマットやビット順序は規定されていません。
オシロスコープによってプローブされた受信側(RxD)の端子上のRS-232データライン(1つのスタートビット、8つのデータビット、1つのストップビット、およびパリティビットなしのASCII「K」文字(0x4B)の場合)。

RS-232規格は、データ伝送および制御信号ラインの論理1および論理0レベルに対応する電圧レベルを定義します。有効な信号は、「コモングラウンド」(GND)ピンに対して+ 3〜 + 15ボルトの範囲または-3〜-15ボルトの範囲のいずれかです。したがって、-3〜 +3ボルトの範囲は有効なRS-232レベルではありません。データ伝送ライン(TxD、RxD、およびそれらに相当する2次チャネル)の場合、論理1は負の電圧として表され、信号状態は「マーク」と呼ばれます。論理ゼロは正の電圧で信号が送られ、信号状態は「スペース」と呼ばれます。制御信号の極性は逆です。アサートされた状態またはアクティブな状態は正の電圧であり、アサート解除された状態または非アクティブな状態は負の電圧です。データ端末準備完了(DTR)、およびデータセット準備完了(DSR)。

RS-232ロジックと電圧レベル
データ回路 制御回路 電圧
0(スペース) 主張 + 3〜 + 15 V
1(マーク) アサート解除 −15〜−3 V

この規格では、25ボルトの最大開回路電圧が指定されています。ラインドライバ回路で使用可能な電圧に応じて、±5 V、±10 V、±12 V、および±15Vの信号レベルがすべて一般的に見られます。一部のRS-232ドライバチップには、3または5ボルトの電源から必要な電圧を生成するための回路が組み込まれています。RS-232ドライバとレシーバは、アースまたは最大±25ボルトの電圧レベルへの無期限の短絡に耐えることができなければなりません。スルーレート、つまり信号がレベル間で変化する速度も制御されます

電圧レベルは、集積回路で通常使用される論理レベルよりも高いため、論理レベルを変換するには、特別な介在ドライバー回路が必要です。これらはまた、RS-232インターフェースに現れる可能性のある短絡または過渡現象からデバイスの内部回路を保護し、データ伝送のスルーレート要件に準拠するのに十分な電流を提供します。

RS-232回路の両端は接地ピンがゼロボルトであることに依存しているため、一方の端の接地ピンともう一方の接地ピンの間の電圧がゼロでない機械やコンピューターを接続するときに問題が発生します。これはまた、危険なグランドループを引き起こす可能性があります。共通のアースを使用すると、RS-232は比較的短いケーブルを使用するアプリケーションに制限されます。 2つのデバイスが十分に離れているか、別々の電源システム上にある場合、ケーブルの両端のローカルアース接続の電圧は異なります。この違いにより、信号のノイズマージンが減少します。RS-422RS-485などの平衡差動シリアル接続は、差動信号により、より大きな接地電圧差に耐えることができます。[11]

グランドに終端された未使用のインターフェイス信号は、未定義の論理状態になります。制御信号を恒久的に定義された状態に設定する必要がある場合は、たとえばプルアップ抵抗を使用して、ロジック1またはロジック0レベルをアサートする電圧源に接続する必要があります。一部のデバイスは、この目的のためにインターフェイスコネクタにテスト電圧を提供します。

コネクタ

RS-232デバイスは、データ端末装置(DTE)またはデータ回線終端装置(DCE)に分類できます。これは、各デバイスでどのワイヤが各信号を送受信するかを定義します。規格によれば、オスコネクタにはDTEピン機能があり、メスコネクタにはDCEピン機能があります。他のデバイスには、コネクタの性別とピンの定義の任意の組み合わせがあります。多くの端子はメスコネクタで製造されていましたが、両端にオスコネクタが付いたケーブルで販売されていました。ケーブル付きの端末は、規格の推奨事項を満たしていました。

この規格では、リビジョンCまでのD-subminiature 25ピンコネクタが推奨されており、リビジョンDでは必須になっています。ほとんどのデバイスは、規格で指定されている20の信号のうち数個しか実装していないため、ピンの数が少ないコネクタとケーブルで十分です。ほとんどの接続、よりコンパクト、そしてより安価です。パソコンメーカーは、DB-25Mコネクタを小型のDE-9Mコネクタに交換しました。ピン配列が異なるこのコネクタ(シリアルポートのピン配列を参照)は、パーソナルコンピュータおよび関連デバイスで一般的です。

25ピンD-subコネクタの存在は、必ずしもRS-232-C準拠のインターフェイスを示しているわけではありません。たとえば、元のIBM PCでは、オスのD-subはRS-232-C DTEポート(予約済みピンに非標準の電流ループインターフェイスを備えています)でしたが、同じPCモデルのメスのD-subコネクタはパラレル「Centronics」プリンタポ​​ートに使用されます一部のパーソナルコンピュータは、シリアルポートの一部のピンに非標準の電圧または信号を供給します。

ピン配置

次の表に、一般的に使用されるRS-232信号とピン割り当てを示します。[12]

信号 方向 コネクタピン
名前 V.24回路 略語 DTE DCE DB-25 DE-9 TIA-574 MMJ 8P8C( "RJ45") 10P10C( "RJ50")
EIA / TIA-561 ヨスト(DTE)[13] ヨスト(DCE)[13] キクラデス諸島 Digi(ALTPINオプション) ナショナルインスツルメンツ[14] キクラデス諸島 Digi
送信データ 103 TxD 2 3 2 6 6 3 3 4 8 4 5
受信したデータ 104 RxD 3 2 5 5 3 6 6 5 9 7 6
データ端末対応 108/2 DTR 20 4 1 3 7 2 2 8 7 3 9
データキャリア検出 109 DCD 8 1 該当なし 2 2 7 7 1 10 8 10
データセット準備完了 107 DSR 6 6 6 1 該当なし 8 該当なし 5 9 2
リングインジケーター 125 RI 22 9 該当なし 該当なし 該当なし 該当なし 該当なし 2 10 1
送信リクエスト 105 RTS 4 7 該当なし 8 8 1 1 2 4 2 3
送信するためにクリア 106 CTS 5 8 該当なし 7 1 8 5 7 3 6 8
シグナルグラウンド 102 G 一般 7 5 3、4 4 4、5 4、5 4 6 6 5 7
保護接地 101 PG 一般 1 該当なし 該当なし 該当なし 該当なし 該当なし 該当なし 3 該当なし 1 4

シグナルグラウンド、他の接続の一般的なリターンです。Yost規格の2つのピンに表示されますが、同じ信号です。DB-25コネクタには、ピン1に2番目の保護グランドが含まれています。これは、各デバイスが独自のフレームグランドなどに接続することを目的としています。保護接地を信号接地に接続することは一般的な方法ですが、お勧めしません。

EIA / TIA 561はDSRとRIを組み合わせており[15] [16]、Yost標準はDSRとDCDを組み合わせていることに注意してください。

ケーブル

この規格は最大ケーブル長を定義していませんが、代わりに、準拠した駆動回路が許容しなければならない最大静電容量を定義しています。広く使用されている経験則では、15 m(50フィート)を超える長さのケーブルは、特別なケーブルを使用しない限り、静電容量が大きすぎることを示しています。低容量のケーブルを使用することにより、最大約300 m(1,000フィート)の長距離で通信を維持できます。[17]長距離の場合、RS-422などの他の信号規格が高速に適しています。

標準の定義が常に正しく適用されるとは限らないため、多くの場合、ドキュメントを参照したり、ブレイクアウトボックスで接続をテストしたり、試行錯誤して2つのデバイスを相互接続するときに機能するケーブルを見つける必要があります。完全に標準に準拠したDCEデバイスとDTEデバイスを接続するには、各コネクタの同じピン番号を接続するケーブル(いわゆる「ストレートケーブル」)を使用します。 「ジェンダーチェンジャー」は、ケーブルとコネクタ間の性別の不一致を解決するために利用できます。さまざまなタイプのコネクタを備えたデバイスを接続するには、次の表に従って対応するピンを接続するケーブルが必要です。一方の端に9ピン、もう一方の端に25ピンのケーブルが一般的です。8P8Cを備えた機器のメーカーコネクタは通常、DB-25またはDE-9コネクタ(または複数のデバイスで動作できるように交換可能なコネクタ)を備えたケーブルを提供します。品質の悪いケーブルは、データと制御ライン(リングインジケータなど)間のクロストークによって誤った信号を引き起こす可能性があります

特定のケーブルでデータ接続が許可されない場合、特に性別チェンジャーが使用されている場合は、ヌルモデムケーブルが必要になることがあります。ジェンダーチェンジャーとヌルモデムケーブルは規格に記載されていないため、正式に認可された設計はありません。

データおよび制御信号

1990年代のコンピュータで一般的に見られる9ピン(D-subminiature、DE-9)シリアルポートのオスのピン配列
1980年代のコンピューターで一般的に見られる25ピンシリアルポート(D-subminiature、DB-25)のオスのピン配列

次の表に、一般的に使用されるRS-232信号(仕様では「回路」と呼ばれます)と、推奨されるDB-25コネクタでのピン割り当てを示します。[18]規格で定義されていない他の一般的に使用されるコネクタ については、シリアルポートのピン配列を参照してください。)

回路 方向 DB-25ピン
名前 典型的な目的 略語 DTE DCE
データ端末対応 DTEは、通話を受信、開始、または続行する準備ができています。 DTR アウト 20
データキャリア検出 DCEは、リモートDCEからキャリアを受信して​​います。 DCD アウト 8
データセット準備完了 DCEはデータを送受信する準備ができています。 DSR アウト 6
リングインジケーター DCEは、電話回線で着信呼び出し信号を検出しました。 RI アウト 22
送信リクエスト DTEは、DCEにデータ送信の準備を要求します。 RTS アウト 4
受信する準備ができました DTEはDCEからデータを受信する準備ができています。使用中の場合、RTSは常にアサートされていると見なされます。 RTR アウト 4
送信するためにクリア DCEは、DTEからのデータを受け入れる準備ができています。 CTS アウト 5
送信データ DTEからDCEにデータを伝送します。 TxD アウト 2
受信したデータ DCEからDTEにデータを伝送します。 RxD アウト 3
コモングラウンド 上記のすべてのゼロ電圧リファレンス。 GND 一般 7
保護接地 シャーシアースに接続されています。 PG 一般 1

信号は、DTEの観点から名前が付けられています。グランドピンは他の接続の共通のリターンであり、他のピンの電圧が参照される「ゼロ」電圧を確立します。DB-25コネクタには、ピン1に2番目の「保護アース」が含まれています。これは内部で機器のフレームアースに接続されており、ケーブルまたはコネクタで信号アースに接続しないでください。

リングインジケーター

USRobotics Courier外部モデムにはDB-25コネクタがあり、接続された電話回線が鳴っているときに、呼び出しインジケータ信号を使用してホストコンピュータに通知しました。

リングインジケータ(RI)は、DCEからDTEデバイスに送信される信号です。電話回線が鳴っていることを端末デバイスに示します。多くのコンピュータのシリアルポートでは、RI信号の状態が変化するとハードウェア割り込みが生成されます。このハードウェア割り込みをサポートするということは、ソフトウェアがピンの状態を絶えず「ポーリング」することなく、プログラムまたはオペレーティングシステムにRIピンの状態の変化を通知できることを意味します。 RIは、同様の情報を反対の方法で伝達する別の信号には対応していません。

外部モデムでは、リングインジケータピンのステータスが「AA」(自動応答)ライトに結合されていることがよくあります。このライトは、RI信号がリングを検出すると点滅します。アサートされたRI信号は、リンギングパターンに厳密に従います。これにより、ソフトウェアが特徴的なリングパターンを検出できるようになります。

リングインジケータ信号は、一部の古い無停電電源装置(UPS)で使用され、コンピュータに電源障害状態を通知します。

特定のパーソナルコンピュータは、ウェイクオンリング用に構成でき、一時停止されているコンピュータが電話に応答できるようにします。

RTS、CTS、およびRTR

Request to Send(RTS)およびClear to Send(CTS)信号は、元々、 Bell 202などの半二重(一度に一方向)モデムで使用するために定義されましたこれらのモデムは、不要な場合は送信機を無効にし、再度有効にした場合は同期プリアンブルを受信機に送信する必要があります。DTEはRTSをアサートしてDCEに送信したいことを示し、それに応じて、遠端でDCEとの同期が達成されると、DCEはCTSに許可を与えるようにアサートします。そのようなモデムはもはや一般的に使用されていません。DTEがDCEからの着信データを一時的に停止するために使用できる対応する信号はありません。したがって、RS-232でのRTSおよびCTS信号の使用は、標準の古いバージョンに従って非対称です。

この方式は、現在のRS-232からRS-485へのコンバータにも採用されています。RS-485は、一度に1つのデバイスのみが送信できる多元接続バスであり、RS-232では提供されていない概念です。RS-232デバイスはRTSをアサートして、コンバータにRS-485バスを制御するように指示し、コンバータ、つまりRS-232デバイスがバスにデータを送信できるようにします。

最新の通信環境では、全二重(両方向同時に)モデムが使用されます。その環境では、DTEはRTSをディアサートする理由がありません。ただし、回線品質の変化やデータ処理の遅延などの可能性があるため、対称的な双方向のフロー制御が必要です。

両方向のフロー制御を提供する対称的な代替手段は、1980年代後半にさまざまな機器メーカーによって開発され、販売されました。DTEがDCEからデータを受信する準備ができていることを意味するようにRTS信号を再定義しました。この方式は、CCITT V.24回路133である新しい信号「RTR(Ready toReceive)」を定義することにより、バージョンRS-232-E(実際には当時はTIA-232-E)で最終的に成文化されました。TIA-232 -Eおよび対応する国際規格が更新され、回路133が実装されると、RTS(Request to Send)と同じピンを共有し、133が使用されている場合、RTSはDCEによって常にアサートされると見なされることが示されました。 。[19]

このスキームでは、一般に「RTS / CTSフロー制御」または「RTS / CTSハンドシェイク」と呼ばれます(技術的に正しい名前は「RTR / CTS」ですが)、DTEはDCEからデータを受信する準備ができるたびにRTSをアサートします。 DCEは、DTEからデータを受信する準備ができるたびにCTSをアサートします。半二重モデムでのRTSおよびCTSの元の使用とは異なり、これら2つの信号は互いに独立して動作します。これは、ハードウェアフロー制御の例です。ただし、RS-232搭載デバイスで使用可能なオプションの説明にある「ハードウェアフロー制御」は、必ずしもRTS / CTSハンドシェイクを意味するわけではありません。

ローカルシステムがRTRをディアサートする直前にリモートシステムが送信を開始した可能性があるため、このプロトコルを使用する機器は、追加のデータをバッファリングする準備をする必要があります。

3線式および5線式RS-232

送信データ、受信データ、およびアースのみで構成される最小限の「3線式」RS-232接続は、RS-232の完全な機能が必要ない場合に一般的に使用されます。データフローが一方向の場合は2線式接続(データとアース)でも使用できます(たとえば、定期的に体重測定値を送信するデジタル郵便スケール、またはRS経由の構成がない場合は定期的に位置を送信するGPS受信機) -232が必要です)。双方向データに加えてハードウェアフロー制御のみが必要な場合、RTSおよびCTSラインは5線式バージョンで追加されます。

めったに使用されない機能

EIA-232規格は、ほとんどの実装で使用されていないいくつかの機能の接続を指定しています。それらを使用するには、25ピンのコネクタとケーブルが必要です。

信号レートの選択

DTEまたはDCEは、「高」または「低」の信号速度の使用を指定できます。レート、およびレートを選択するデバイスは、DTEとDCEの両方で設定する必要があります。事前に準備されたデバイスは、ピン23をオンに設定することによって高速を選択します。

ループバックテスト

多くのDCEデバイスには、テストに使用されるループバック機能があります。有効にすると、信号は受信者に送信されるのではなく、送信者にエコーバックされます。サポートされている場合、DTEはピン18をONに設定することでローカルDCE(接続されているもの)にループバックモードに入るように信号を送ることができます。 21からON。後者は、通信リンクと両方のDCEをテストします。DCEがテストモードの場合、ピン25をONに設定してDTEに信号を送ります。

一般的に使用されるバージョンのループバックテストには、どちらの側にも特別な機能は含まれていません。ハードウェアループバックは、同じコネクタ内の相補的なピンを接続する単純なワイヤです(ループバックを参照)。

ループバックテストは、ビットエラーレートテスター(またはBERT) と呼ばれる特殊なDTEを使用して実行されることがよくあります。

タイミング信号

一部の同期デバイスは、特に高いデータレートで、データ送信を同期するためのクロック信号を提供します。2つのタイミング信号がDCEによってピン15と17に提供されます。ピン15は送信機クロック、つまり送信タイミング(ST)です。DTEは、このクロックがオフからオンに遷移するときにデータライン(ピン2)に次のビットを配置します(したがって、DCEがビットを登録するときのオンからオフへの遷移中は安定しています)。ピン17は、レシーバクロック、つまり受信タイミング(RT)です。このクロックがオンからオフに遷移すると、DTEはデータライン(ピン3)から次のビットを読み取ります。

あるいは、DTEは、送信データ用にピン24にトランスミッタタイミング(TT)と呼ばれるクロック信号を提供できます。データは、クロックがOFFからONに遷移するときに変更され、ONからOFFへの遷移中に読み取られます。 TTを使用すると、STが未知の長さと遅延のケーブルを通過し、別の未知の遅延の後にDTEから少しクロックアウトし、同じ未知のケーブル遅延でDCEに戻す必要があるという問題を克服できます。送信ビットとTTの関係は、DTE設計で修正でき、両方の信号が同じケーブル長を通過するため、TTを使用すると問題が解消されます。 TTは、送信されたデータと整合させるために適切な位相変化でSTをループバックすることによって生成できます。 STをTTにループバックすると、DTEはDCEを周波数基準として使用し、クロックをデータタイミングに修正します。

SDLCHDLCX.25などのプロトコルには同期クロッキングが必要です

セカンダリチャネル

プライマリチャネルと機能が同じであるセカンダリデータチャネルは、オプションでDTEおよびDCEデバイスによって実装できます。ピン割り当ては次のとおりです。

信号 ピン
コモングラウンド 7(プライマリと同じ)
二次送信データ(STD) 14
二次受信データ(SRD) 16
二次送信要求(SRTS) 19
送信するセカンダリクリア(SCTS) 13
二次キャリア検出(SDCD) 12

関連規格

他のシリアル信号規格は、規格に準拠したRS-232ポートと相互運用できない場合があります。たとえば、+ 5および0V付近のTTLレベルを使用すると、マークレベルが規格の未定義領域に配置されます。このようなレベルは、NMEA0183準拠のGPS受信機および深度ファインダーで使用されること あります

20 mAの電流ループは、高の場合は20 mAの電流がないことを使用し、低の場合はループに電流が存在することを使用します。このシグナリング方式は、長距離で光学的に分離されたリンクによく使用されます。電流ループデバイスを準拠したRS-232ポートに接続するには、レベルトランスレータが必要です。電流ループデバイスは、準拠デバイスの耐電圧制限を超える電圧を供給することができます。オリジナルのIBMPCシリアルポートカードは、20 mAの電流ループインターフェイスを実装していましたが、プラグ互換機器の他のサプライヤによってエミュレートされることはありませんでした。

RS-232に類似した他のシリアルインターフェース:

  • RS-422 – RS-232に似ていますが、差動信号を備えた高速システム
  • RS-423 – RS-422に似ていますが、信号が不均衡な高速システム
  • RS-449 –RS-422およびRS-423信号を使用した機能的および機械的インターフェース。RS-232のように捕らえられることはなく、EIAによって撤回されました
  • RS-485 –マルチドロップ構成でバスとして使用できるRS-422の子孫
  • MIL-STD-188 – RS-232のようなシステムですが、インピーダンスと立ち上がり時間の制御が優れています
  • EIA-530 – EIA-232ピン配置構成でRS-422またはRS-423の電気的特性を使用する高速システム。したがって、両方の長所を組み合わせます。RS-449に取って代わります
  • EIA / TIA-561 – 8ポジション8接点(8P8C)モジュラーコネクタ(不適切にRJ45コネクタと呼ばれる場合があります)のRS-232ピン配列を定義します
  • EIA / TIA-562 –低電圧バージョンのEIA / TIA-232
  • TIA-574 – IBM PC / ATで発信された、EIA-232電気信号で使用するための9ピンD-subminiatureコネクタのピン配列を標準化します
  • EIA / TIA-694 – TIA / EIA-232-Fに似ていますが、最大512 kbit / sのより高いデータレートをサポートします

開発ツール

RS-232を使用してシステムを開発またはトラブルシューティングする場合、問題を見つけるためにハードウェア信号を綿密に調べることが重要になる場合があります。これは、データと制御信号の論理レベルを示すLEDを備えた単純なデバイスを使用して実行できます。「Y」ケーブルを使用すると、別のシリアルポートを使用して一方向のすべてのトラフィックを監視できます。シリアルラインアナライザは、ロジックアナライザに似たデバイスですが、RS-232の電圧レベル、コネクタ、および使用されている場合はクロック信号に特化しています。データと制御信号を収集、保存、表示し、開発者がそれらを詳細に表示できるようにします。信号を波形として表示するだけのものもあります。より複雑なバージョンには、ASCIIで文字をデコードする機能が含まれていますまたは他の一般的なコード、およびSDLCHDLCDDCMPX.25などのRS-232で使用される一般的なプロトコルを解釈しますシリアルラインアナライザは、スタンドアロンユニットとして、汎用ロジックアナライザおよびオシロスコープ用のソフトウェアおよびインターフェイスケーブルとして、また一般的なパーソナルコンピュータおよびデバイスで実行されるプログラムとして利用できます。

も参照してください

参考文献

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さらに読む

外部リンク