串口擴充卡的發展史

裝置網路化，已經成為一個共識的、必然的趨勢。為了擷取更高的效率、進而爭取競爭優勢，連網系統的建立已經成為當務之急。串口卡的應用最早是在電腦上，向外介面採用的是RS-232介面，後來擴充為RS-232和RS-422、RS-485三種介面形式。

圖1 串口產品工作流程　　

作為一個串口產品，其核心工作機理如下：資料從產生端（通常是PC機或各種專業機器裝置）出來後，通過並行的Data匯流排傳至16C550系列的UART（通用非同步收發器）上，再經過串列匯流排到達一個小晶片上。晶片作為一個轉換器，將資料訊號轉換格式，發送到外接的介面介面上，傳輸給接收方，整個工作流程1所示。　　

ASIC技術的應用，使傳統IC的數目大大減少，內建資料流向自動控制（Automatic Data Direction Control，ADDC）功能，RS-485半雙工在RS-232 COM口的控制更為簡單，同時，RS-485編程相對也簡單化，開發時間減少。

對於多串口卡，從工作機理上來說，工作流程和單口的串口卡差別並不是很大，重點也只是在於UART的個數，多串口卡有同步多串口卡和非同步卡之分，例如在Micro-Embedded所提供的產品中，有同步二串口卡，也有眾多的非同步多串口卡。當前來說，多數的非同步通訊多串口卡是擴充在CPU卡匯流排上，成為智能型介面卡，用以節省主機CPU運輸資料時所消耗的時間，提高工作效率，例如具有兩個介面的智能型串口卡，其2所示。

圖2 智能型多串口卡工作流程

而Micro-Embedded系列多串口卡對於工業現場的苛刻環境，是非常適應的。這一系列的產品將系統的等待時間降到儘可能少，提高了工作時間和穩定性。對於Micro-Embedded系列多串口卡產品而言，最為顯著的特點是提供了RS-232和RS-422/485相互介面轉換， 以及可選光電隔離（Optical Isolation）和浪湧保護功能（Surge Protection），提高系統工作的穩定性。　　

圖3 網路串口卡工作流程

目前，網路系統大量建立，處於對更遠距離的訴求，網路型串口被呼喚而出，將相應的OS整合在韌體（包括CPU、RAM、OS等）裡，等於將所需要的軟體“安置” 在介面卡中了，如此，資訊不再如同以往那般，僅僅以轉化後的資料在近距離內傳遞，遙遠的裝置的控制，需要通過網路來實現，由此，為在網路上傳播資料而應用的協議，也必須在傳播前即被一道寫入到資料包中。

圖4串口裝置連網伺服器

通常的網路串口卡，3所示，通過使用TCP/IP協議，將資料轉換為資料包的形式，作為一個包含了TCP/IP協議的、可為網路所識別與傳送的包，通過網路由控制端傳輸到裝置端，或由裝置端傳輸到控制端，由此徹底打破原來由於串口自身資料形式而存在的對於傳輸資料的約束，通過網路，將資料轉送至更遠的主機之上，甚至可以通過Internet，將傳輸的距離拓展到無限。而對於Micro-Embedded串口裝置伺服器來說，更重要的是將轉化工作全然整合在產品中，通過這一工作，使客戶所面對的介面與操作保持了傳統的方式，不必強求自己適應“網路性”這一難題，通過和普通串口一樣的操作形式，獲得網路傳輸的能力。而在TCP/IP包中包含的，不再是簡單的未經處理資料，而是通過韌體自動編譯的資料，在資料到達目的地址後，由安裝好的Driver自動對編譯進行反操作，獲得原始的資料，保證了有效傳輸，同時使用者還由此而避免了繁瑣的編寫工作。