시리얼 통신의 기초 지식


IBM PC 와 호환형 PC는 보통 2개의 시리얼 포트와 1개의 패러렐 포트가 준비되어 있습니다．비록 이러한 2가지 타입의 포트는 모두 외부 기기와의 통신용으로 사용되지만 그들은 각각 다른 방법으로 동작합니다. 패러렐 포트는 한번에 8 비트씩 데이터를 송수신 합니다．따라서 시리얼 통신에 비교하여 데이터 전송이 빠름니다만，케이블은 굵어집니다．패러렐 포트는 주로 프린터와의 접속등에 이용합니다．이것에 비교하여，시리얼 포트는 1 비트씩 데이터를 송수신하기 때문에，1 바이트의 데이터를 보내기 위해서는 8번이나 데이터를 보내야할 필요가 있습니다．따라서 전송 시간이 8배가 늦어짐니다만，케이블은 아주 단순하게 됩니다．실제，쌍방향(full duplex) 통신을 하는 경우에도 송신 용，수신 용，그리고 그라운드용의 3개의 분리된 선만 있으면 충분합니다.
쌍방향 통신
Baud와 BPS
비트 단위 데이터 전송
패리티 비트
케이블 길이
RS232C
변환 커넥터
DCE와 DTE장치
널모뎀케이블과 어댑터
9핀 25핀 어댑터의 결선
동기 통신과 비 동기 통신

쌍방향 통신
PC의 시리얼 포트는 쌍방향 통신 디바이스입니다．즉，송신용과 수신용으로 다른 선을 사용하고 있습니다．그러나 어떤 타입의 시리얼 디바이스는 한 쪽 방향의 통신만을 지원합니다．그러므로 이와 같은 경우에는，한 케이블에서 송신용과 그라운드용의 2개의 선밖에 이용하지 않습니다．
Baud(보오)와 BPS(비트/초)
보오(Baud)라고 말하는 단위는 프랑스 전신 공사의 Jean Maurice Baudot씨의 이름에서 유래하고 있습니다．그는19세기 후반에 5단위 부호를 고안한 인물입니다．보오(Baud)라고 말한 단위는 원래，변조율이나, 1초간 통신선의 신호 변경 회수를 가리키는 단어로서 사용되고 있었습니다．이것은 BPS(bit per second)와 항상 똑같은 것은 아닙니다. 2개의 시리얼 디바이스를 접속한 경우에는，보오(Baud)와 BPS는 사실상 똑같습니다. 만약 통신 속도를 19,200BPS로 통신하고 있다면, 그러면 그선은 1초간에 19,200회 선을 통과한 신호가 변화한다고 말하는 것입니다．그러나，모뎀의 등장에 의하여 그 의미가 달라젔습니다. 모뎀은 전화 회선을 이용하고 데이터를 송수신합니다．보오레이트(Baud Rate)는 종래의 통신 회선으로는 최대 2400보오(Baud)까지로 제한되고 있습니다．이것이 전화회사에의하여 공급되는 전화선의 물리적인 한계치입니다. 그러나 최근에는 종래의 통신회선이라도 9,600 혹은 그이상의 데이터 전송이 가능해지고，압축 기술등의 발달에 의하여，보다 고속의 데이터 통신이 가능해지고 있습니다．일반적으로 PC에서는，보오(Baud) 와 BPS는 같습니다. 그러나 각 신호에 복수의 2진 데이터를 중첩시키는 장치를 사용하는 고속 데이터 전송 분야에서는 BPS가 보오(Baud)속도보다 빠릅니다.
비트 단위 데이터 전송
시리얼통신에서는 1 바이트를 8개의 비트로 분리해서 한번에 1비트씩 통신선로로 전송합니다. 수신측에서는 통신선로를 통해 수신한 비트들을 조립해서 1 바이트를 만들어내야 하는데 이때 1 바이트의 범위를 식별하기위하여 사용하는 것이 스타트비트와 스톱비트입니다. 일단 스타트 비트를 송신하면，송신측(계측 장치)에서는 계속해서 데이터비트를 송신합니다．데이터 비트는 설정한 값에따라 보통 5，6，7，8의 어느 쪽 입니다．수신측(PC측) 과 송신측(계측 장치)은，이 데이터 비트수와 보오레이트의 값을 일치하게 설정한 필요가 있습니다．거의 대부분의 장비는 7 또는 8 데이터 비트를 사용해서 데이터를 전송합니다. 7 데이터 비트라고 설정되어 있는 경우에는 127보다 큰 ASCII값을 보낼 수 없습니다. 똑같이 5 데이터 비트의 경우는 31이상의 ASCII 값을 취급할 수 없습니다．데이터를 송출하면，마지막으로 스톱 비트를 보냅니다．스톱 비트의 값은 1 의 값，또는 기호입니다．기호라면，이전 데이터 비트의 값이 1이라도，확실하게 스톱 비트로서 잡는 것이 가능합니다．스톱비트의 데이터 길이는1，1.5，2비트의 어느 쪽이나 될 수 있습니다.
패리티 비트(Parity Bit)
스타트 비트와 스톱 비트에 의하여 데이터의 단락을 나타냅니다만，패리티 비트라고 불리는 것을 이용하여 데이터의 구조를 확인하는 경우가 있습니다．데이터의 송신 중에 데이터에 어떠한 누락이 생기고 있지 않을까해서 그것을 체크하는 것이 패리티 비트입니다．패리티에는 짝수 패리티(Even parity)，홀수 패리티(Odd parity)，마크 패리티(Mark parity)，스페이스 패리티(Space parity)，혹은 패리티 없음(None at all)을 선택할 수 있습니다. 짝수 또는 홀수 패리티를 이용하면 ，각 데이터 바이트 중의 1의갯수를 헤아리고， 보내진 그 수가，짝수，또는 홀수가 되도록 패리티 비트를 송신합니다． 예를 들면，짝수 패리티를 선택했다면, 데이터 중에 1이 짝수개 있는 경우，패리티 비트는 0로 됩니다.그러니까，바이너리 데이터 0110 0011에 대한 짝수 패리티는0입니다．역으로 바이너리 데이터 1101 0110의 경우，패리티 비트는1로 됩니다．홀수 패리티는 이 반대로 생각하십시오．데이터 중에 기수개의 1이 있는 경우，그것은 0가 됩니다．패리티 비트에 의한 에러 체크는 기본적인 수법입니다．에러가 발생한 때에，에러의 존재를 알리는 것은 가능합니다 만，그것이 어느 데이터 중 에 있는가，그 소재를 알리는 기능은 있지 않습니다．또，짝수개의 에러가 데이터 중 에서 발생한 경우，패리티 비트로 에러를 검출하는 것이 불가능합니다．마크 패리티나 스페이스 패리티는 실용적인 이점이 없기 때문에，현재，대부분 거의 이용되고 있지 않습니다.
케이블 길이
RS232C 규격으로는 케이블의 길이는 약150cm로 되어 있습니다．그러나，실제로는 잘 실드(shielded)된, 고품질 케이블을 사용한다면，최장，3km정도까지 향상시키는 것이 가능합니다．실드가 불충분한 케이블의 경우，외부 환경이 크게 영향을 줍니다．전기적인 노이즈가 발생하기 쉬운 환경에서는，짧은 케이블을 이용해도 노이즈에 영향을 받고 버립니다．표준적인 사용 환경에 있어서 24게이지 와이어의 실용적인 길이를 다음에 나타냅니다. 이것 이상의 길이에 이용한 경우는，신호 증폭기나 옵티칼아이소레이터(Optical Isolators)를 사용합니다．옵티칼아이소레이터는 LED나 포토 다이오드(Photo Diodes)를 내장하고 있고，시리얼 케이블의 각 와이어의 신호의 품질을 확보합니다．전기적인 노이즈는 모든 와이어에 나타내고 영향을 미칩니다만 ，신호용 그라운드의 와이어도 영향을 받기 때문에，상대적인 전압 레벨은 확보하는 것이 가능합니다．
Baud Rate	실드 케이블	비 실드 케이블
110	1500m	300m
300	1200m	300m
1200	900m	150m
2400	600m	150m
4800	150m	75m
9600	75m	30m


변환 커넥터(Gender Changers)
2개의 커넥터 타입이 동일한 젠더(Gender)로 접속한 경우에는，변환 커넥터(Gender Changers)를 가까운 PC 관련품점에서 구입하십시오. Note: PC는 표준적으로 25핀 암컷(female) 커넥터의 패러렐 포트가 준비되고 있습니다．커넥터 형상은 좋게 비슷합니다만，시리얼 포트는 9핀 과 25핀 모두 수컷 커넥터입니다．
RS232C
R S-232C는 「 Recommend Standard number 232 」의 약어이고,「 C 」는 표준 규격의 최신판을 나타내는 것입니다．거의 대부분의 PC의 시리얼 포트는 RS-232C의 서브 세트(9핀)가 표준 장비되어 있습니다．풀 규격은 25-pin의 "D"형태 커넥터로，이 중 22핀을 통신에 사용합니다. 그러나，보통의 PC 통신에서는이들 대부분의 핀은 사용되지 않습니다．대부분의 최신 PC에는 통상 수컷(male)의 9핀 "D" 타입 커넥터가 장비되고 있습니다.
DCE와 DTE 장치
DTE는 데이터 단말장치(Data Terminal Equipment)의 약어이고, DCE는 데이터 통신장치(Data Com- munications Equipment)의 약어입니다. 이러한 약어를 이해한 것으로，데이터를 송신한 장치와，그 신호를 수신한 장치의 관계를 올바르게 이해할 수 있습니다．보통 PC는 DTE 장치이고, 그 반면에 대부분의 다른 디바이스(예:시리얼 디바이스)는 보통 DCE 장치입니다. 이하의 설명으로 의미를 잘 알지 못한 경우에는 DTE 장치를 그냥 PC라고하고，DCE 장치를 원격장치(Remote Device)라고 바꾸어 읽어도 괜찮습니다． RS-232스탠더드에서는 DTE장치는 25핀의 수컷 커넥터를 사용하고, DCE장치는 25핀의 암컷 커넥터를 사용한다고 말하고 있습니다. DTE장치를 DCE장치에 접속하는 경우에는，스트레이트 케이블을 이용합니다．역으로 2개의 같은 종류의 장치를 접속하는 경우는 널모뎀(Null Modem) 케이블，즉 크로스 케이블(송신라인과 수신라인을 서로 꼬이게한 케이블)을 사용합니다．다음에 표 형식으로 25핀과 9핀 커넥터의 연결과 신호 방향을 나타냅니다． DTE디바이스(PC)에 있어서 25핀 커넥터

핀 번호	명칭	기 능
1	GND	Protective Ground(접지)
2	TXD	Transmitted Data( DTE로부터의 송신 데이터 )
3	RXD	Received Data( DCE로부터의 수신 데이터 )
4	RTS	Request to Send( DTE가 컨트롤한 송신 요구 )
5	CTS	Clear to Send( DCE가 컨트롤한 송신 허가 )
6	DSR	Data Set Ready( DCE가 컨트롤한 수신 준비 완료 )
7	SG	Signal Ground(신호용 접지)
8	CD	Carrier Detect( 모뎀으로부터의 반송파 검출 )
20	DTR	Data Terminal Ready( DTE가 컨트롤한 단말 장치 완료 )
22	RI	Ring Indicator( 모뎀으로부터의 피호 표시 )

DTE디바이스(PC)에 있어서 9핀 커넥터
핀번호	명칭	신 호 방 향
1	CD	Carrier Detect(DCE로부터의 반송파 검출)
2	RXD	Received Data(계측 장치로부터의 수신 데이터)
3	TXD	Transmitted Data( DTE로부터의 송신 데이터)
4	DTR	Data Terminal Ready(DTE가 컨트롤한 단말 장치 완료)
5	SG	Signal Ground(신호용 접지)
6	DSR	Data Set Ready(DCE가 컨트롤한 수신 준비 완료)
7	RTS	Request to Send(DTE가 컨트롤한 송신 요구)
8	CTS	Clear to Send( DCE가 컨트롤한 송신 허가 )
9	RI	Ring Indicator( 모뎀으로부터의 피호 표시 )

DTE로부터 DCE에의 데이터 송신은 TD(Transmitted Data)와이어를 사용하고 실행됩니다．이 와이어는DCE가 DTE로부터 데이터를 수신하기 위한 것입니다．TD 와이어는 DTE디바이스가 아이들(idle) 상태의 때，마크 상태(-3V 이하)가 된 것이 정해 있습니다．RD와이어는 DTE디바이스의 데이터 수신용으로 ，DCE는 아이들(idle) 상태의 때，같이 마크 상태가 됩니다．
RTS는 Request To Send(송신 요구)의 생략입니다．RTS와 CTS의 와이어는 DTE와 DCE디바이스의 양쪽에서 「하드웨어 플로 컨트롤」이 "ON"에 설정되고 있는 경우에 이용됩니다． DTE는 대기중은 이 와이어를 마크 상태로 하고 데이터를 수신할 수 있는 것을 모뎀 측등에 알립니다．예를 들면，DTE측에 버퍼가 풀(full)이 되고，데이터를 수신할 수 없는 상태의 때，DTE상자의 와이어에 신호를 보냅니다．즉 스페이스 상태(+3이상)에 합니다．그리고DCE에로 데이터의 송신을 정지시킵니다．다시 한번 DTE측에서 수신용 버퍼에 여유가 생기다 입고，데이터를 수신할 수 있는 상태가 되면, 이 와이어를 마크 상태에 합니다．이 RTS와 대가 되고 이용한 것이 CTS(송신 가)입니다．DCE디바이스는 통상，이 와이어를 마크 상태로 해 두고，DTE로 데이터가 수신할 수 있는 상태인 것을 알립니다．방금 전의 경우와 역으로 DCE디바이스의 버퍼가 풀이 되면, 이 와이어를 스페이스 상태에 합니다．이 2개의 와이어의 교환을 RTS/CTS 라든가，하드웨어 플로 컨트롤이라고 부릅니다．WinWedge는 이 하드웨어 플로 컨트롤과 Xon/Xoff 라고 불리는 소프트웨어 플로 컨트롤의 양쪽을 지원하고 있습니다．소프트웨어 플로 컨트롤은 제어용 와이어 대신에，특수한 기호를 송수신해 상호의 버퍼를 컨트롤합니다．따라서 소프트웨어 컨트롤을 이용한 경우，RTS와 CTS의 와이어는 이용되지 않습니다.
DTR은 Data Terminal Ready(데이터 단말 레이디)의 약어입니다．기능적으로는 RTS와 좋게 비슷합니다．DSR은 Data Set Ready(데이터 세트 레이디)의 약어로，DTR과 대가 되어 있습니다．이것은 CTS와 RTS의 관계와 같습니다．시리얼 디바이스의 중에는 DTR와 DSR을 단지 접속과 전원이 들어가고 있는 것을 확인하기 위한 신호로서만 사용합니다. WinWedge는 시리얼 포트가 열려 있는 때，DTR을 마크 상태로 하고 포트가 닫을 때까지 그대로로 해 둡니다．DTR과 DSR은 원래，하드웨어 핸드쉐이킹의 또１개의 선택지로서 설계된 것입니다．당연히，RTS/CTS와 DTR/DSR을 플로 컨트롤의 때에，양쪽 모두 사용할 필요는 있지 않습니다．일반적으로，DTR와 DSR은 거의 이용되지 않습니다.
CD은 Carrier Detect의 약어입니다．캐리어(반송파) 검출은 모뎀이 수신측의 모뎀과 접속을 확립하거나 캐리어(반송파) 톤을 검출한 것을 단말에 알립니다.
RI은 Ring Indicator의 약어 입니다．모뎀이 상대로부터 호출 신호를 수신한 것을 알립니다． CD와 RI는 단말에 모뎀이 접속되어 있는 경우에만 이용됩니다．상대측의 모뎀이라고 접속한 때에 캐리어를 검출하거나，호출 소리가 울렸던 때에 모뎀은 그 정보를 PC에 전하기 때문에，이 2개의 와이어가 이용된 것은 드뭄니다.
널모뎀(Null Modem)케이블과 어댑터
만약 2대의 DTE끼리，혹은 2대의 DCE끼리를 스트레이트 RS232 케이블로 연결하면，송신라인은 다른 디바이스의 송신라인에 연결될 것이고, 또 수신라인은 수신라인끼리 서로 연결될 것이다. 널모뎀케이블 혹은 널모뎀어댑터는，단지 송신라인 과 수신라인을 서로 크로스 시켜 연결하는 것입니다．당연히，DTR과 DSR，또 RTS과 CTS도 또한 널 모뎀 연결로 크로스 됩니다. 널모뎀케이블이나 어댑터는 근처의 PC 관련 상품점에서 구입할 수 있습니다．
9핀대 25핀 어댑터의 결선 9핀대 25핀 커넥터의 결선 모습을 다음에 나타냅니다．
9핀 커넥터	25핀 커넥터
Pin 1 DCD	Pin 8 DCD
Pin 2 RXD	Pin 3 RXD
Pin 3 TXD	Pin 2 TXD
Pin 4 DTR	Pin 20 DTR
Pin 5 GND	Pin 7 GND
Pin 6 DSR	in 6 DSR
Pin 7 RTS	Pin 4 RTS
Pin 8 CTS	Pin 5 CTS
Pin 9 RI	Pin 22 RI


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