シリアルポートとは？
シリアル通信は、パワーエレクトロニクス設計で頻繁に使用される通信プロトコルです。では、シリアルポートとは何でしょうか？シリアルポートは、コンピュータ通信インターフェースであり、通常、コンピュータと他のデバイス（モデム、センサー、プリンターなど）間のデータ送信に使用されます。
シリアルポートは、シリアル通信プロトコルと呼ばれるプロトコルを使用してデータ送信を管理します。シリアル通信プロトコルは、データビット、ボーレート、パリティビット、ストップビットなど、データ送信中のデータフローを制御します。シリアルポートの通信速度は通常遅いですが、低速センサーとの通信など、特定のアプリケーションでは、シリアルポートは依然として重要な通信インターフェースです。シリアルポートには、一般的に次の要素が含まれます。
データライン：通常、データの送信にはシリアルデータラインが1本だけです。
制御ライン：シリアルポートには、データ送信を制御するためのいくつかの制御ラインも含まれています。たとえば、Request To Send (RTS)、Data Set Ready (DSR)、Data Terminal Ready (DTR)、Data Carrier Detect (DCD)などです。
ボーレート：シリアルポートのボーレートは、データ送信の速度を指し、通常、1秒間に送信されるビット数で測定されます。たとえば、9600、19200、38400などです。
データビット：データビットは、各文字に使用されるビット数を指します。一般的に、データビットは5、6、7、または8ビットにすることができます。
パリティビット：パリティビットは、データ送信の精度を確認するために使用されます。一般的なパリティ方式には、奇数パリティ、偶数パリティ、およびパリティなしがあります。
ストップビット：ストップビットは、各文字の送信の最後に送信されるビットです。通常、ストップビットは1または2ビットです。
シリアルポートの種類は、通常、物理的な接続方法と電気的特性によって区別されます。以下は、一般的なタイプのシリアルポートです。
RS-232シリアルポート
RS-232シリアルポートは、最も一般的なタイプのシリアルポートです。これは標準的なシリアル通信インターフェースであり、コンピュータと他のデバイス間のデータ送信に広く使用されています。RS-232は、Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)によって策定された標準であり、データ送信速度、データビット、パリティビット、ストップビット、制御信号など、シリアル通信における電気的および機械的仕様を定義しています。
RS-232シリアルポートは、通常、DB9またはDB25コネクタを使用し、その送信距離は一般的に50フィート（約15メートル）を超えません。
RS-232シリアルポートは、3つの異なる信号線を使用します。送信ライン、受信ライン、およびグランドラインです。送信ラインは、コンピュータから外部デバイスにデータを送信するために使用され、受信ラインは、外部デバイスからコンピュータにデータを受信するために使用され、グランドラインは、回路の共通グランドを接続するために使用されます。
RS-232シリアルポートには、Data Terminal Ready (DTR)、Request To Send (RTS)、Data Set Ready (DSR)、Clear To Send (CTS)などの制御信号も含まれています。これらの制御信号は、データフローの方向、送信の開始と終了などを制御するために使用できます。
このタイプのシリアルポートは、当社の以下のモデルに搭載されています：X30G-3805U、X31G-i3 4010Uなど。
RS-485シリアルポート
RS-485シリアルポートは、標準的なシリアル通信インターフェースであり、通常、長距離データ送信に使用されます。RS-485は、Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)によって策定された標準であり、データ送信速度、データビット、パリティビット、ストップビット、制御信号など、シリアル通信における電気的および機械的仕様を定義しています。
RS-485シリアルポートは、差動信号伝送を使用します。2本の信号線（A線とB線）を使用してデータを送信し、2本の信号線の電圧差を比較することによって情報を送信します。RS-232シリアルポートとは異なり、RS-485シリアルポートは、複数のデバイスが同じバスに接続されることをサポートし、マルチポイント通信を実現できます。最大32台のデバイスが同時に通信できます。
RS-485シリアルポートは、最大1200メートルまでの長距離伝送をサポートでき、伝送速度も比較的速く、最大10Mbpsです。さらに、RS-485シリアルポートは、半二重および全二重動作モードもサポートしており、実際のアプリケーション要件に応じて設定できます。
データ送信の品質を確保するために、通常、RS-485バスでターミネータ抵抗や信号アイソレータなどの補助デバイスを使用する必要があります。長距離伝送、高速伝送速度、およびマルチポイント通信のサポートという利点があるため、RS-485シリアルポートは、産業用制御、自動制御、セキュリティ監視などの分野で広く使用されています。
このタイプのシリアルポートは、当社の以下のモデルに搭載されています：X30-J6412、X31G-I7-4600Uなど。
TTLシリアルポート
TTLシリアルポートは、TTL（Transistor-Transistor Logic）ロジックレベルを使用するシリアル通信インターフェースを指し、通常、シングルチップマイクロコンピュータと外部デバイス間のデータ送信に使用されます。RS-232およびRS-485シリアルポートとは異なり、その仕様は標準化団体によって策定されたものではなく、各チップメーカーが独自のニーズに応じて策定したものです。
TTLシリアルポートは、データ送信に単一の信号線（TX線とRX線）を使用します。TX線はシングルチップマイクロコンピュータがデータを送信するために使用され、RX線はシングルチップマイクロコンピュータがデータを受信するために使用されます。TTLシリアルポートのデータ送信速度は比較的速く、通常数十kbpsまたは数百kbpsに達しますが、伝送距離は短く、一般的に数十メートルを超えません。
TTLシリアルポートのロジックレベルは通常0Vと5Vであり、0Vはロジック「0」を表し、5Vはロジック「1」を表します。実際には、外部デバイスとシングルチップマイクロコンピュータのロジックレベルが異なる可能性があるため、通常、レベルコンバータまたはその他の方法を通じてロジックレベルのマッチングを実現する必要があります。
USBシリアルポート
USBシリアルポートは、USB（Universal Serial Bus）インターフェースを介して実現されるシリアル通信インターフェースを指し、通常、従来のシリアルポートデバイス（RS-232、RS-485シリアルポートなど）をコンピュータまたは他のUSBホストに接続するために使用されます。USBシリアルポートは、USB-to-シリアルポートまたはUSB-to-RS-232/RS-485とも呼ばれます。USBシリアルポートは、外部電源なしでUSBバスを介して電力を供給することもでき、持ち運びや使用に便利です。
USBシリアルポートは、通常、USB-to-シリアルポートチップを介して実現する必要があります。チップには、USBインターフェースコントローラ、シリアルポートコントローラ、およびデータバッファなどの機能が内部に含まれています。USBインターフェースとシリアルポートコントローラ間のデータ変換を通じて、USBとシリアルポート間のデータ送信を実現できます。
USBシリアルポートは、通常、シリアルポートプリンタ、シリアルポートカードリーダー、シリアルポートカメラ、シリアルポートデバッグツールなど、さまざまなシリアルポートデバイスを接続するために使用されます。USBシリアルポートの幅広いアプリケーションと利便性により、多くの組み込みシステムおよび産業用制御デバイスの標準構成となっています。
イーサネットシリアルポート
イーサネットシリアルポートは、TCP/IPプロトコルをサポートし、ネットワーク接続を介してデータを送信するシリアルポートです。このシリアルポートは、長距離および高速データ送信に使用できます。イーサネットシリアルポートは、シリアルポートデバイス（センサー、コントローラなど）をイーサネットを介してコンピュータまたは他のネットワークデバイスに接続する技術です。従来のシリアルポート通信をイーサネットデータストリームに変換して、リモート監視と制御を実現します。
イーサネットシリアルポートは、通常、特別なハードウェアデバイス（イーサネットシリアルポートサーバーなど）とソフトウェアを使用して実現する必要があります。イーサネットシリアルポートサーバーは、シリアルポートデバイスをイーサネットに接続し、仮想シリアルポートインターフェースを提供する特別なデバイスです。この仮想シリアルポートインターフェースは、ローカルシリアルポートのようにコンピュータまたは他のネットワークデバイスからアクセスでき、リモートアクセスと制御を実現します。
イーサネットシリアルポート技術を使用すると、現場での設定や操作なしで、従来のシリアルポートデバイスのリモート管理と制御を実現できます。さらに、イーサネットシリアルポートは、リモートアクセス制御やデータ収集などの機能も提供し、監視と管理に便利です。
イーサネットシリアルポートは、通常、産業オートメーション、リモート監視、データ収集などの分野で使用されます。たとえば、産業オートメーションの分野では、センサーやコントローラなどのデバイスをリモートで監視および制御する必要があることがよくあります。イーサネットシリアルポート技術は、これらのデバイスをイーサネットに接続してリモートアクセスと制御を実現し、生産効率を向上させ、コストを削減できます。
Bluetoothシリアルポート
Bluetoothシリアルポートは、Bluetoothテクノロジーに基づくワイヤレスシリアル通信プロトコルです。ワイヤレスシリアル通信を実現できます。つまり、従来のシリアル通信プロトコル（RS-232など）を、スマートフォン、タブレットコンピュータ、またはコンピュータなどの別のデバイスにBluetooth経由で接続します。
Bluetoothシリアルポートを介して、ワイヤレスデータ送信を実現できます。データ送信速度は通常約1Mbpsであり、短距離通信に使用でき、通信距離は通常約10メートルです。さらに、Bluetoothテクノロジーは、低消費電力と自己ネットワーキングの利点も備えており、多くの低消費電力デバイスに適用できます。
Bluetoothシリアルポートを使用する前に、Bluetoothシリアルポートアダプタをシリアルポートデバイスに挿入し、次にアダプタを別のデバイス（携帯電話、タブレットコンピュータ、またはコンピュータなど）とペアリングする必要があります。ペアリングが成功すると、2つのデバイスは従来のシリアルポートデバイスのように通信できます。
Bluetoothシリアルポートは、通常、Bluetoothシリアルポートプリンタ、Bluetoothシリアルポートセンサー、Bluetoothシリアルポートリモコンなど、さまざまなワイヤレスデバイスのデータ送信と制御に使用されます。たとえば、スマートホームでは、Bluetoothシリアルポート技術を使用して、センサーやアクチュエータなどのデバイスをスマートフォンに接続して、ワイヤレスリモートコントロールと監視を実現できます。医療分野では、Bluetoothシリアルポート技術を使用して、医療機器をモバイルデバイスに接続して、ワイヤレスリモート監視と制御を実現できます。
さまざまなタイプのシリアルポートは、さまざまなアプリケーションシナリオで独自の利点と欠点があります。シリアルポートを選択する際には、実際のニーズに応じて選択を行う必要があります。
シリアルポートとは？
シリアル通信は、パワーエレクトロニクス設計で頻繁に使用される通信プロトコルです。では、シリアルポートとは何でしょうか？シリアルポートは、コンピュータ通信インターフェースであり、通常、コンピュータと他のデバイス（モデム、センサー、プリンターなど）間のデータ送信に使用されます。
シリアルポートは、シリアル通信プロトコルと呼ばれるプロトコルを使用してデータ送信を管理します。シリアル通信プロトコルは、データビット、ボーレート、パリティビット、ストップビットなど、データ送信中のデータフローを制御します。シリアルポートの通信速度は通常遅いですが、低速センサーとの通信など、特定のアプリケーションでは、シリアルポートは依然として重要な通信インターフェースです。シリアルポートには、一般的に次の要素が含まれます。
データライン：通常、データの送信にはシリアルデータラインが1本だけです。
制御ライン：シリアルポートには、データ送信を制御するためのいくつかの制御ラインも含まれています。たとえば、Request To Send (RTS)、Data Set Ready (DSR)、Data Terminal Ready (DTR)、Data Carrier Detect (DCD)などです。
ボーレート：シリアルポートのボーレートは、データ送信の速度を指し、通常、1秒間に送信されるビット数で測定されます。たとえば、9600、19200、38400などです。
データビット：データビットは、各文字に使用されるビット数を指します。一般的に、データビットは5、6、7、または8ビットにすることができます。
パリティビット：パリティビットは、データ送信の精度を確認するために使用されます。一般的なパリティ方式には、奇数パリティ、偶数パリティ、およびパリティなしがあります。
ストップビット：ストップビットは、各文字の送信の最後に送信されるビットです。通常、ストップビットは1または2ビットです。
シリアルポートの種類は、通常、物理的な接続方法と電気的特性によって区別されます。以下は、一般的なタイプのシリアルポートです。
RS-232シリアルポート
RS-232シリアルポートは、最も一般的なタイプのシリアルポートです。これは標準的なシリアル通信インターフェースであり、コンピュータと他のデバイス間のデータ送信に広く使用されています。RS-232は、Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)によって策定された標準であり、データ送信速度、データビット、パリティビット、ストップビット、制御信号など、シリアル通信における電気的および機械的仕様を定義しています。
RS-232シリアルポートは、通常、DB9またはDB25コネクタを使用し、その送信距離は一般的に50フィート（約15メートル）を超えません。
RS-232シリアルポートは、3つの異なる信号線を使用します。送信ライン、受信ライン、およびグランドラインです。送信ラインは、コンピュータから外部デバイスにデータを送信するために使用され、受信ラインは、外部デバイスからコンピュータにデータを受信するために使用され、グランドラインは、回路の共通グランドを接続するために使用されます。
RS-232シリアルポートには、Data Terminal Ready (DTR)、Request To Send (RTS)、Data Set Ready (DSR)、Clear To Send (CTS)などの制御信号も含まれています。これらの制御信号は、データフローの方向、送信の開始と終了などを制御するために使用できます。
このタイプのシリアルポートは、当社の以下のモデルに搭載されています：X30G-3805U、X31G-i3 4010Uなど。
RS-485シリアルポート
RS-485シリアルポートは、標準的なシリアル通信インターフェースであり、通常、長距離データ送信に使用されます。RS-485は、Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)によって策定された標準であり、データ送信速度、データビット、パリティビット、ストップビット、制御信号など、シリアル通信における電気的および機械的仕様を定義しています。
RS-485シリアルポートは、差動信号伝送を使用します。2本の信号線（A線とB線）を使用してデータを送信し、2本の信号線の電圧差を比較することによって情報を送信します。RS-232シリアルポートとは異なり、RS-485シリアルポートは、複数のデバイスが同じバスに接続されることをサポートし、マルチポイント通信を実現できます。最大32台のデバイスが同時に通信できます。
RS-485シリアルポートは、最大1200メートルまでの長距離伝送をサポートでき、伝送速度も比較的速く、最大10Mbpsです。さらに、RS-485シリアルポートは、半二重および全二重動作モードもサポートしており、実際のアプリケーション要件に応じて設定できます。
データ送信の品質を確保するために、通常、RS-485バスでターミネータ抵抗や信号アイソレータなどの補助デバイスを使用する必要があります。長距離伝送、高速伝送速度、およびマルチポイント通信のサポートという利点があるため、RS-485シリアルポートは、産業用制御、自動制御、セキュリティ監視などの分野で広く使用されています。
このタイプのシリアルポートは、当社の以下のモデルに搭載されています：X30-J6412、X31G-I7-4600Uなど。
TTLシリアルポート
TTLシリアルポートは、TTL（Transistor-Transistor Logic）ロジックレベルを使用するシリアル通信インターフェースを指し、通常、シングルチップマイクロコンピュータと外部デバイス間のデータ送信に使用されます。RS-232およびRS-485シリアルポートとは異なり、その仕様は標準化団体によって策定されたものではなく、各チップメーカーが独自のニーズに応じて策定したものです。
TTLシリアルポートは、データ送信に単一の信号線（TX線とRX線）を使用します。TX線はシングルチップマイクロコンピュータがデータを送信するために使用され、RX線はシングルチップマイクロコンピュータがデータを受信するために使用されます。TTLシリアルポートのデータ送信速度は比較的速く、通常数十kbpsまたは数百kbpsに達しますが、伝送距離は短く、一般的に数十メートルを超えません。
TTLシリアルポートのロジックレベルは通常0Vと5Vであり、0Vはロジック「0」を表し、5Vはロジック「1」を表します。実際には、外部デバイスとシングルチップマイクロコンピュータのロジックレベルが異なる可能性があるため、通常、レベルコンバータまたはその他の方法を通じてロジックレベルのマッチングを実現する必要があります。
USBシリアルポート
USBシリアルポートは、USB（Universal Serial Bus）インターフェースを介して実現されるシリアル通信インターフェースを指し、通常、従来のシリアルポートデバイス（RS-232、RS-485シリアルポートなど）をコンピュータまたは他のUSBホストに接続するために使用されます。USBシリアルポートは、USB-to-シリアルポートまたはUSB-to-RS-232/RS-485とも呼ばれます。USBシリアルポートは、外部電源なしでUSBバスを介して電力を供給することもでき、持ち運びや使用に便利です。
USBシリアルポートは、通常、USB-to-シリアルポートチップを介して実現する必要があります。チップには、USBインターフェースコントローラ、シリアルポートコントローラ、およびデータバッファなどの機能が内部に含まれています。USBインターフェースとシリアルポートコントローラ間のデータ変換を通じて、USBとシリアルポート間のデータ送信を実現できます。
USBシリアルポートは、通常、シリアルポートプリンタ、シリアルポートカードリーダー、シリアルポートカメラ、シリアルポートデバッグツールなど、さまざまなシリアルポートデバイスを接続するために使用されます。USBシリアルポートの幅広いアプリケーションと利便性により、多くの組み込みシステムおよび産業用制御デバイスの標準構成となっています。
イーサネットシリアルポート
イーサネットシリアルポートは、TCP/IPプロトコルをサポートし、ネットワーク接続を介してデータを送信するシリアルポートです。このシリアルポートは、長距離および高速データ送信に使用できます。イーサネットシリアルポートは、シリアルポートデバイス（センサー、コントローラなど）をイーサネットを介してコンピュータまたは他のネットワークデバイスに接続する技術です。従来のシリアルポート通信をイーサネットデータストリームに変換して、リモート監視と制御を実現します。
イーサネットシリアルポートは、通常、特別なハードウェアデバイス（イーサネットシリアルポートサーバーなど）とソフトウェアを使用して実現する必要があります。イーサネットシリアルポートサーバーは、シリアルポートデバイスをイーサネットに接続し、仮想シリアルポートインターフェースを提供する特別なデバイスです。この仮想シリアルポートインターフェースは、ローカルシリアルポートのようにコンピュータまたは他のネットワークデバイスからアクセスでき、リモートアクセスと制御を実現します。
イーサネットシリアルポート技術を使用すると、現場での設定や操作なしで、従来のシリアルポートデバイスのリモート管理と制御を実現できます。さらに、イーサネットシリアルポートは、リモートアクセス制御やデータ収集などの機能も提供し、監視と管理に便利です。
イーサネットシリアルポートは、通常、産業オートメーション、リモート監視、データ収集などの分野で使用されます。たとえば、産業オートメーションの分野では、センサーやコントローラなどのデバイスをリモートで監視および制御する必要があることがよくあります。イーサネットシリアルポート技術は、これらのデバイスをイーサネットに接続してリモートアクセスと制御を実現し、生産効率を向上させ、コストを削減できます。
Bluetoothシリアルポート
Bluetoothシリアルポートは、Bluetoothテクノロジーに基づくワイヤレスシリアル通信プロトコルです。ワイヤレスシリアル通信を実現できます。つまり、従来のシリアル通信プロトコル（RS-232など）を、スマートフォン、タブレットコンピュータ、またはコンピュータなどの別のデバイスにBluetooth経由で接続します。
Bluetoothシリアルポートを介して、ワイヤレスデータ送信を実現できます。データ送信速度は通常約1Mbpsであり、短距離通信に使用でき、通信距離は通常約10メートルです。さらに、Bluetoothテクノロジーは、低消費電力と自己ネットワーキングの利点も備えており、多くの低消費電力デバイスに適用できます。
Bluetoothシリアルポートを使用する前に、Bluetoothシリアルポートアダプタをシリアルポートデバイスに挿入し、次にアダプタを別のデバイス（携帯電話、タブレットコンピュータ、またはコンピュータなど）とペアリングする必要があります。ペアリングが成功すると、2つのデバイスは従来のシリアルポートデバイスのように通信できます。
Bluetoothシリアルポートは、通常、Bluetoothシリアルポートプリンタ、Bluetoothシリアルポートセンサー、Bluetoothシリアルポートリモコンなど、さまざまなワイヤレスデバイスのデータ送信と制御に使用されます。たとえば、スマートホームでは、Bluetoothシリアルポート技術を使用して、センサーやアクチュエータなどのデバイスをスマートフォンに接続して、ワイヤレスリモートコントロールと監視を実現できます。医療分野では、Bluetoothシリアルポート技術を使用して、医療機器をモバイルデバイスに接続して、ワイヤレスリモート監視と制御を実現できます。
さまざまなタイプのシリアルポートは、さまざまなアプリケーションシナリオで独自の利点と欠点があります。シリアルポートを選択する際には、実際のニーズに応じて選択を行う必要があります。
