پورت سریال چیست؟ چه کاربردی دارد؟

پورت سریال مانند پلی نامرئی است که داده‌ها را با نظمی دقیق و به ترتیب، از دستگاهی به دستگاه دیگر هدایت می‌کند. برخلاف ارتباطات موازی، این فناوری با سادگی و کارایی خود، امکان انتقال اطلاعات را حتی در سخت‌افزارهای محدود یا محیط‌های صنعتی فراهم می‌سازد. اکنون از کنترل ربات‌ها گرفته تا مدیریت سیستم‌های تعبیه‌شده، از پورت سریال به عنوان یک راه‌حل پایدار و انعطاف‌پذیر، استفاده می‌شود. در ادامه این مطلب از جزیره سفید به طور کامل بررسی می‌کنیم پورت سریال چیست و چه کاربردی دارد؟

انواع پورت سریال

پورت‌های سریال معمولاً با دو نوع کانکتور اصلی شناخته می‌شوند:

• کانکتور DB-9 (9پین): با 9 پین که رایج‌ترین نوع پورت سریال است و عمدتاً برای ارتباطات استاندارد RS-232 استفاده می‌شود.
• کانکتور DB-25 (25پین):  با 25 پین که هم در برخی ارتباطات سریال و هم در پورت‌های موازی کاربرد داشته است.

کانکتور DB-9 به دلیل اندازه کوچکتر و کارایی کافی، معمول‌ترین گزینه برای اتصال تجهیزات جانبی سریال است، در حالی که DB-25 اغلب در سیستم‌های خاص یا برای ارتباطات موازی پرینتر استفاده می‌شود. همچنین برخی پورت‌های سریال صنعتی ممکن است از کانکتورهای دیگری مانند RJ45  یا ترمینال بلوک بهره ببرند.

سرعت پورت سریال

پورت‌های سریال از نظر سرعت انتقال داده انعطاف‌پذیری قابل‌توجهی دارند و می‌توانند در محدوده‌ای از 75 بیت بر ثانیه (bit/s) تا 115200 بیت بر ثانیه عمل کنند. این گستره سرعتی امکان استفاده از این پورت‌ها را در کاربردهای متنوع، از تجهیزات صنعتی با نیاز به نرخ انتقال پایین تا دستگاه‌های سریع‌تر با پهنای باند متوسط، فراهم می‌کند.

معمولاً سرعت انتقال با تنظیم نرخ بود (Baud Rate) تعیین می‌شود و باید در هر دو دستگاه فرستنده و گیرنده به صورت یکسان پیکربندی شود. در این صورت ارتباط به شکل صحیح برقرار می‌شود. اگرچه این سرعت در مقایسه با فناوری‌های مدرن مانند USB یا اترنت بسیار پایین به نظر می‌رسد، اما همچنان در سیستم‌های تعبیه‌شده، ارتباطات صنعتی، راه اندازی شبکه وایرلس و برخی تجهیزات تخصصی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

لازم به ذکر است که در کامپیوترهای قدیمی، پورت سریال معمولاً به شکل کانکتور 9 پین DB-9 در پشت کیس و کنار پورت‌های موازی مانند، PS/2 و VGA قابل مشاهده بود. این پورت که اغلب با برچسب COM1 یا COM2 مشخص می‌شد، بخشی جدایی‌ناپذیر از پنل I/O مادربوردهای قدیمی شناخته می‌شد و به‌راحتی با شکل متمایز D-style خود از دیگر درگاه‌ها قابل تشخیص بود.

جایگزین پورت سریال

با ظهور USB (در اواسط دهه ۱۹۹۰) و FireWire (در سال ۱۹۹۵)، تحول بزرگی در دنیای اتصالات رخ داد که به تدریج پورت‌های سریال قدیمی را به حاشیه راند. USB 1.1 سرعت انتقال حداکثر 12 مگابیت بر ثانیه را ارائه داد، و FireWire سرعت‌هایی از 100 تا 400 مگابیت بر ثانیه داشت که به همراه قابلیت Plug-and-Play، پورت‌های سریال کند و دست‌وپاگیر را تا حد زیادی منسوخ کرد.

برخلاف پورت‌های سریال که تنها از انتقال داده پشتیبانی می‌کردند، USB و FireWire قابلیت تغذیه دستگاه‌های جانبی (Power Delivery) و پشتیبانی از انواع مختلف دستگاه‌ها را نیز ارائه دادند. این تحول نه‌تنها سرعت ارتباط را افزایش داد، بلکه انعطاف‌پذیری و سهولت استفاده را نیز به سطحی کاملاً جدید رساند و راه را برای فناوری‌های امروزی مانند USB-C و Thunderbolt هموار کرد.

توجه داشته باشید که پورت سریال با کانکتور 9 پین نری به شکل حرف D (DB-9) که معمولاً با نام COM1 یا COM2 شناخته می‌شد، یکی از اجزای کلیدی مادربوردهای قدیمی بود. (کانکتور سریال معمولاً نری است، مادگی برای دستگاه‌ها یا کابل‌ها استفاده می‌شود.)

در کامپیوترهای شخصی اولیه مانند مدل‌های IBM، این پورت‌ها به‌صورت داخلی روی مادربورد قرار داشتند و گاهی همراه با یک پورت 25 پین (DB-25) برای کاربردهای خاص ارائه می‌شدند. در سیستم‌های بسیار قدیمی‌تر، پورت‌های سریال حتی به‌صورت کارت‌های توسعه‌ جداگانه عرضه می‌شدند که از طریق اسلات ISA به مادربورد متصل بودند و امکان اضافه کردن درگاه‌های COM اضافی را فراهم می‌کردند. این معماری انعطاف‌پذیر، پورت سریال را برای دهه‌ها به یکی از استانداردهای اصلی ارتباط دستگاه‌های جانبی تبدیل کرد.

مطالعه بیشتر: آشنایی با مفاهیم پایه شبکه

معرفی هر پین پورت سریال

آیا می‌دانید منظور از هر پین پورت سریال چیست؟ در حقیقت پورت سریال استاندارد  (RS-232) اغلب از کانکتور DB-9 با ۹ پین یا DB-25 با ۲۵ پین تشکیل شده است و هر پین وظیفه مشخصی در انتقال داده دارد.

در مدل DB-9، پین‌های اصلی شامل پین ۲ (RxD) برای دریافت داده، پین ۳ (TxD) برای ارسال داده، پین ۵ (GND) برای زمین و پین‌های کنترلی مانند پین ۷ (RTS) و پین ۸ (CTS) برای کنترل جریان ارتباط هستند.

این پین‌ها امکان انتقال داده‌ها به صورت ناهمزمان (Asynchronous) را فراهم می‌کنند و در کنار پین‌های کمکی مانند پین ۱ (DCD) برای تشخیص حامل و پین ۴ (DTR) برای آمادگی دستگاه، یک ارتباط پایدار به وجود می‌آورند.

در کانکتور DB-25، علاوه بر پین‌های مشابه با DB-9، پین‌های اضافی برای کاربردهای خاص مانند پین ۲۲ (RI) برای نشانگر زنگ (Ring Indicator) و پین ۲۳ (DSR) برای تشخیص آمادگی دستگاه وجود دارد. برخی از پین‌های DB-25 در گذشته برای اهداف مختلفی مانند ارتباطات همزمان (Synchronous) یا سیگنال‌های زمان‌بندی استفاده می‌شدند، اما در بیشتر کاربردهای مدرن، تنها همان پین‌های اصلی DB-9 مورد استفاده قرار می‌گیرند. این ساختار انعطاف‌پذیر باعث شد پورت سریال برای دهه‌ها به عنوان یک استاندارد ارتباطی پرکاربرد در صنعت و سیستم‌های تعبیه‌شده باقی بماند.

کاربردهای پورت سریال

با توجه به توضیحات گفته شده در بالا شاید این سوال برایتان پیش بیاید که کاربرد پورت سریال چیست؟ همان طور که قبلا هم گفتیم پورت سریال در گذشته یکی از اصلی‌ترین رابط‌های ارتباطی برای اتصال دستگاه‌های جانبی به کامپیوترها بود. ماوس‌های سریال قبل از فراگیر شدن پورت‌های PS/2 و USB، تنها گزینه برای سیستم‌های قدیمی شناخته می‌شدند. مودم‌های Dial-up نیز از پورت سریال برای برقراری ارتباط تلفنی و اتصال به اینترنت استفاده می‌کردند که با ظهور فناوری‌های پرسرعت مانند ADSL و فیبر نوری منسوخ شدند. حتی اتصال دو کامپیوتر از طریق پورت سریال (با کابل Null Modem) روشی متداول برای انتقال فایل‌ها و ایجاد شبکه‌های ساده قبل از رواج اترنت بود.

چاپگرهای قدیمی معمولاً از پورت موازی (LPT) برای دریافت داده استفاده می‌کردند و کمتر از پورت سریال بهره می‌بردند؛ اما به مرور جای خود را به USB دادند.

امروزه پورت سریال عمدتاً در سیستم‌های صنعتی، تجهیزات پزشکی، دستگاه‌های مخابراتی و سیستم‌های تعبیه‌شده (Embedded) کاربرد دارد، جایی که نیاز به ارتباط پایدار و کم‌مصرف با حداقل تأخیر است. پورت سریال همچنان در برخی تجهیزات شبکه قدیمی برای مدیریت اولیه (مثل کنسول مدیریتی) استفاده می‌شود، خصوصاً در تجهیزاتی که فاقد رابط گرافیکی یا مدرن هستند.

اجزای اصلی یک سریال پورت چیست

پورت COM یا درگاه سریال یکی از قدیمی‌ترین و پایدارترین رابط‌های ارتباطی در فناوری است که هنوز هم در برخی سیستم‌های تخصصی کاربرد دارد. این پورت از سه بخش کلیدی تشکیل شده است: کانکتور فیزیکی (معمولاً DB-9 یا DB-25)، تراشه UART که داده‌های موازی و سریال را تبدیل می‌کند، و کابل ارتباطی که دستگاه‌ها را متصل می‌سازد.

در گذشته این پورت‌ها نقش اصلی در اتصال دستگاه‌هایی مانند مودم‌های Dial-up، پرینترها و ماوس‌ها داشتند و با وجود سرعت پایین، به دلیل پایایی در انتقال داده‌ها بسیار محبوب بودند.

امروزه اگرچه پورت‌های سریال در سیستم‌های خانگی منسوخ شده‌اند، اما در صنعت و سیستم‌های تعبیه‌شده (Embedded) همچنان مهم هستند. از کنترل ربات‌های صنعتی و تجهیزات آزمایشگاهی تا ارتباط با دستگاه‌های پزشکی و شبکه‌های قدیمی، پورت COM به دلیل سادگی، قابلیت اطمینان و سازگاری با سخت‌افزارهای کم‌مصرف، هنوز هم استفاده می‌شود.

حتی برخی از سیستم‌های مدرن نیز با استفاده از مبدل‌های USB به Serial از این فناوری بهره می‌برند. این پورت‌ها نماد تحول فناوری‌اند؛ از زمانی که یکی از اصلی‌ترین روش‌های اتصال بودند تا امروز که به عنوان راه‌حلی تخصصی در برخی صنایع به کار می‌روند

سخن پایانی

در این مطلب به طور کامل بررسی کردیم پورت سریال چیست و چه کاربردها و مزایایی دارد. در واقع پورت سریال با وجود قدمت چند دهه‌ای، نمادی از سادگی و پایایی در دنیای فناوری است. این رابط اگرچه امروزه در سیستم‌های معمولی با فناوری‌های پرسرعتی مانند USB و اترنت جایگزین شده، اما همچنان در صنایع تخصصی، سیستم‌های تعبیه‌شده و تجهیزات آزمایشگاهی به عنوان یک استاندارد قابل اعتماد کاربرد دارد. پایداری، سازگاری بالا و مصرف حداقلی منابع باعث شده پورت سریال در محیط‌هایی که پایداری و اطمینان اهمیت بیشتری نسبت به سرعت دارند، هنوز استفاده شود. بنابراین، می‌توان پورت سریال را پلی بین فناوری‌های قدیم و نیازهای امروز دانست که همچنان در برخی کاربردهای حیاتی جایگاه ویژه‌ای دارد.