Communication

Interface Basic Picture ref) https://about.keysight.com/en/newsroom/imagelibrary/library/E5810B_images/
     Interfacing하기 위하여 장치 또는 소자간 통신이 필요한데, 병렬방식과 직렬 방식이 있으며 상대적으로 통신선이 적은 주로 직렬방식을 사용한다. 장치 제어용 병렬방식의 통신으로는 주로 GPIB(HPIB)를 사용하며, 직렬방식으로는 UART, RS232, RS485, I2C, SPI, USB, TCP/IP, BlueTooth 등이있다.

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병렬방식의 통신방법


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직렬방식의 통신방법



 1. GPIB
     GPIB(General Purpos Interface Bus)는 HP에서 개발한 것으로 HPIB라고도 한다. 1978년 미국전기전자학회에서 IEEE 488로 표준화 하였고 많은 장비회사에서 GPIB통신을 할수 있도록 장치에 GPIB Port를 제공하고 있다. GPIB는 장치간 Interface 에서 병렬방식의 대표적인 연결방식이며 장치를 병렬로 연결가능하여 장치의 증설이 쉬우며, 기기 제작회사에서 지지를 다루기위한 라이브러리를 제공하여 이를 이용하여 프로그램이 가능하고 장치를 다룰 수있다.

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GPIB Connector와 Agilent 82357B GPIB-USB adaptor

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장치 뒷면에 있는 GPIB Port


 2. UART (TTL)
     UART는 비동기 방식의 통신방법으로 MCU-MCU, MCU-Device 사이에서 널리 사용하는 통신방식으로, 신호를 보내기 위한 Tx, 신호를 받기 위한 Rx선을 사용하여 신호를 주고 받는다. UART 신호 형식은 두 장치간에 사용하는 통신속도, 통신방법을 미리 정하고 시작한다. PC에서 사용하기 위하여 RS232, RS485등이 같은 형식(전압과 부호가 다름)을 사용한다
 3. RS232
     RS232는 장치와 PC와의 연결에서 흔하게 사용하는 통신 방법으로 일반적으로 사용하는 Digital 신호와 전압과 부호가 다르다. 일반적으로 Digital 신호에서 High의 경우 5V인 반면 RS232의 경우 -12V를 High로 삼는다.

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RS232 Connector (D-Sub9) Cable 연결 방법

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KEITHEY 사의 Source Meter 2400 뒷면에 있는 GPIB와 RS232 Port


 4. RS485
     RS485 경우 신호의 흐름은 RS232와 같지만 신호의 크기와 High, Low 설정이 다르다. RS485는 두 데이타 선의 신호의 차이로 High와 Low를 삼는다. 따라서 RS232에 비하여 훨씬 긴 거리에서 통신이 가능하다.

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Advantech 사의 산업용 PC(IPC-610)와 Interface Card (PCI-1710, PCI-1712)


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ref) https://www.bb-elec.com/ Signal Levels in TTL, RS-232, and RS-422/485


 5. I2C
     I2C(Inter-Integrated Circuit)는 Philips에서 개발한 통신 방식으로 기판 내에서 소자간의 통신에 주로 사용한다. I2C는 비동기 방식의 대표적인 통신방식으로 신호의 기준을 만들기 위한 SCL(Serial Clock 신호선)과 SDA(Serial Data를 주고 받기위한 신호선) 두 신호선을 사용한다. 많은 센서들이 I2C방식으로 그 출력값을 제공하고 있어 MCU를 사용하여 어렵지 않게 센서의 출력을 읽을 수 있다.
 6. SPI
     SPI(Serial Peripheral Interface)는 I2C와 유사하지만 하나의 Serial Data 선을 사용하는 것과 달리 방향성이 있는 Serial data 선을 사용한다. MCU에서 소자로 data를 보내기 위한 MOSI와 MCUd에서 소자 출력값을 읽기위한 MISO핀을 사용하여 통신을 한다. 소자의 경우 SCL, SDO, SDI 핀을 사용하여MCU와 통신한다.

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ref) https://www.bb-elec.com/ (Philips Semiconductors)
다양한 종류의 통신방식에 따른 특성


참고:

     1. How RS232 works
     2. RS232 Serial Communication Protocol:
     3. Serial Peripheral Interface
     4. What is GPIB / IEEE 488 Bus
     5. IEEE-488
     6. Basic Knowledge and Glossary for GPIB Communication
     7. UART: A Hardware Communication Protocol Understanding UART
     8. RS-232
     9. What is RS232 Protocol and How it Works?
     10. Understanding the I2C Bus
     11. I2C
     12. I2C Manual
     13. Using the I2C Bus
     14. I2C Protocol in 8 minutes (YouTube)
     15. Introduction to SPI Interface
     16. SPI in 8 minutes
     17. I2C Bus Overview
     18. What Is 1-Wire Technology?
     19. 1-Wire Interface
     20. Understanding 1-wire interface
     21. 1-Wire Enumeration
     20. GPIB; General-Purpose Interface Bus