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シリアル通信
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UART
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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 | 例 |
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