为什么有些串口有很多针脚？

Question

被称为“串行”的各种硬件连接器，例如 USB 和 PCI-express，具有多于 2 个引脚/线。事实上，即使是古老的“串口”也有它们。

但由于它们是串行的，而不是并行的，人们会认为它们不需要这么多。如果不是并行通信通道，额外的电线用于什么？

Answer 1

最初的串口有 3、5 甚至 7 个引脚，但只有一个用于传输数据。

三个引脚串行的工作方式如下：

需要用于公共接地的额外引脚，以便另一台计算机知道将数据信号与什么进行比较。接收线和发送线交叉，因此计算机 1 发送的数据在计算机 2 的接收引脚上被接收。

如果你愿意，你可以称这两条串行线路。

串行电缆的 5 针和 7 针版本增加了额外的信号，允许在它们准备接收数据时或忙时发出信号（如果忙，由于接收器没有时间发送任何数据可能会丢失）。

USB（版本 1 和 2）有多条电缆，但只有一对用于传输数据信号。因此它是一个串行连接。

看看这张图片（维基百科提供）。您会注意到两条电源线和一对数据线（基本上是一根带有差分信号的线）

PCIe 有串行通道。每个通道以串行形式传输其数据。带有一个串行通道的 PCI-e 连接称为 PCI-e x1，带有四个串行通道的连接称为 PCI-e x4 等。

这有两个原因：

1. 灵活性：更容易重新配置大部分独立的车道
2. 信号偏移。

如果我在多条线上并行发送数据并且路径（设备内的电缆+路径）长度不同，那么部分信号可能会不同步到达。在高信号传输速度下，这是一个严重的问题。

编辑，作为评论答案的一部分。这是 PCI-e x1 连接器的引脚输出。那个在引脚 16 和 17 上使用信号通道，但有更多用于其他目的的连接器（例如为 PCI-e 卡供电，表示卡存在等）

Answer 2

嗯，这里的答案真的是因为那是规范，但这显然有点过于简单化了。让我们来谈谈 RS232（“串行”），这个答案在“这些东西的一般设计方式（至少是最复杂的）”的意义上是广泛适用的。

在RS232的情况下，你是正确的-只有两种这些引脚的是实际的数据传输（一个发送，一个接收）。其他的用于协议的其他相关位，他们决定提供自己的信号路径（检测、发送和接收请求等）。

以 USB 为例，它只有四个引脚——两个数据传输引脚、一个 +5V 连接和一个地。USB 规范将所有在 RS232 中获得其自己通道的信号滚动到数据通道上。

（PCIe 有点误导——每个通道有两个发送和接收引脚……很难将整体设计称为“串行”，仅仅因为通道架构。加上一堆接地和电源。）