データ転送方式の種類とその仕組みについて

目次

シリアル通信

UART

パラレル通信

🧙🏾‍♂️ 承知しました!

「データ転送方式」に絞って、各方式の仕組み・特徴・用途を徹底的に解説いたします。

さらに、わかりやすいサイトも後半でご紹介します。

🟢 データ転送方式の全体分類

分類方式名代表例
1シリアル通信(Serial)UART / SPI / I²C / USB / RS-232 / RS-485
2パラレル通信(Parallel)GPIB / IDE / 古いプリンター接続
3非同期通信(Asynchronous)UART / RS-232
4同期通信(Synchronous)SPI / I²C / USB / Ethernet
5単方向・双方向(Simplex / Half-Duplex / Full-Duplex)放送 / トランシーバー / 電話

🧩 1. シリアル通信(Serial Communication)

🔧 仕組み:

  • データを1ビットずつ順番に送信する方式
  • 通信線が少なく、距離やコスト面で有利

🧠 代表的なプロトコル:

プロトコル方式特徴・備考
UART(RS-232)非同期スタートビット+データ+パリティ+ストップビット。設定が合えば簡単
SPI同期クロック線(SCK)+マスタースレーブ構成。高速&全二重
I²C同期クロック(SCL)+データ(SDA)で複数デバイスと通信(アドレス制御)
USB同期高速&プラグ&プレイ対応。電源供給も可

🧩 2. パラレル通信(Parallel Communication)

🔧 仕組み:

  • 複数ビットを一括送信
  • 各ビットごとに信号線が必要(例:8ビット→8本)

📌 特徴:

  • 短距離で高速
  • 同期タイミングずれ(スキュー)が起きやすい
  • 現代ではあまり使われなくなった(代替にシリアル)

🧩 3. 非同期通信(Asynchronous)

🔧 仕組み:

  • クロックを共有せず、開始と終了の信号で区切る
  • 例:UART(RS-232)

📌 特徴:

  • 簡単で実装が楽
  • 精度や速度に限界がある

🧩 4. 同期通信(Synchronous)

🔧 仕組み:

  • 送受信でクロックを共有して同時タイミングでデータ転送
  • 例:SPI, I²C, USB, Ethernet

📌 特徴:

  • 高速&効率的
  • クロック線が必要 or 埋め込まれたクロックが必要(例:USB)

🧩 5. 通信方向による分類

分類意味
単方向(Simplex)一方向だけ送るテレビ放送
半二重(Half-Duplex)送受信は両方できるが交互トランシーバー
全二重(Full-Duplex)同時に送受信可能電話、Ethernet

🧭 各方式の比較まとめ

方式クロック方向性デバイス数通信速度配線数使いやすさ
UART非同期全二重1対1中速2本
SPI同期全二重1対多(片方向)高速3〜4本
I²C同期半二重多対多中速2本
USB同期全二重1対1高速〜超高速差し込み△(複雑)
パラレル同期全二重1対1中速多数

🔗 わかりやすい参考サイト

📝 通信方式の基礎解説(初心者向け

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