Puerto serie

Un puerto serie o puerto en serie es una interfaz de comunicaciones de datos digitales, frecuentemente utilizado por computadoras y periféricos, donde la información es transmitida de forma secuencial, bit a bit, enviando un solo bit a la vez;[1] en contraste con el puerto paralelo que envía varios bits simultáneamente.[1] A lo largo de la mayor parte de la historia de las computadoras personales, los datos se han transferido a través de puertos seriales a dispositivos como módems, terminales, varios periféricos y directamente entre computadoras.[nota 1]

Véase también: Universal Serial Bus, FireWire y Serial ATA
Un conector D-subminiatura macho utilizado para un puerto serie en una computadora compatible con IBM PC junto con el símbolo de puerto serie
Conector Mini-DIN8 macho que se usaba para conectar por el puerto serie a las computadoras Macintosh

Mientras que otras interfaces (como Ethernet, FireWire, y USB) envían datos como un flujo en serie, el término "puerto serie" normalmente identifica el hardware parcialmente conforme al estándar RS-232 o un estándar similar como el RS-485 o RS-422, diseñado para conectar un módem o un dispositivo de comunicación similar.

Las computadoras personales (PC) de consumo modernas han reemplazado en gran medida los puertos serie con estándares de mayor velocidad, principalmente USB. Sin embargo, los puertos seriales todavía se usan con frecuencia en aplicaciones que exigen interfaces simples y de baja velocidad, como sistemas de automatización industrial, instrumentos científicos, sistemas de punto de venta y algunos productos industriales y de consumo.

Las computadoras servidores pueden usar un puerto serie como consola de control para el diagnóstico, mientras que el hardware de red (como routers y switches) comúnmente usa puertos de consola serie para configuración, diagnóstico y acceso de mantenimiento de emergencia. Para interactuar con estos y otros dispositivos, los convertidores de USB a serie pueden agregar rápida y fácilmente un puerto serie a una PC moderna.

Introducción

En tecnologías básicas, un puerto serie es una interfaz física de comunicación en serie a través de la cual se transfiere información mandando o recibiendo un bit. A lo largo de la mayor parte de la historia de las computadoras, la transferencia de datos a través de los puertos de serie ha sido generalizada. Se ha usado y sigue usándose para conectar las computadoras a dispositivos como terminales o módems. Los ratones, teclados, y otros periféricos también se conectaban de esta forma.

En la mayoría de los periféricos en serie, la interfaz USB ha reemplazado al puerto serie por ser más rápida. La mayor parte de las computadoras están conectados a dispositivos externos a través de USB y, a menudo, ni siquiera llegan a tener un puerto serie.

El puerto serie se elimina para reducir los costes y se considera que es un puerto heredado y obsoleto. Sin embargo, los puertos serie todavía se encuentran en sistemas de automatización industrial y algunos productos industriales y de consumo.

Puerto serie asincrónico

A través de este tipo de puerto la comunicación se establece usando un protocolo de transmisión asíncrono. En este caso, se envía en primer lugar una señal inicial anterior al primer bit de cada byte, carácter o palabra codificada. Una vez enviado el código correspondiente, se envía inmediatamente una señal de parada (stop) después de cada palabra codificada.

La señal de inicio (start) sirve para preparar al mecanismo de recepción o receptor, la llegada y registro de un símbolo, mientras que la señal de stop sirve para predisponer al mecanismo de recepción para que tome un descanso y se prepare para la recepción del nuevo símbolo.

La típica transmisión start-stop es la que se usa en la transmisión de códigos ASCII a través del puerto RS-232, como la que se establece en las operaciones con teletipos.

El puerto serie RS-232 (también conocido como COM) es del tipo asincrónico, utiliza cableado simple desde 3 hilos hasta 25 y conecta computadoras o microcontroladores a todo tipo de periféricos, desde terminales a impresoras y módems pasando por mouses.

La interfaz entre el RS-232 y el microprocesador generalmente se realiza mediante el chip UART 8250 (computadoras de 8 y 16 bits, PC XT) o el 16550 (IBM Personal Computer/AT y posteriores).

El RS-232 original tenía un conector tipo D-sub DB-25, sin embargo, la mayoría de dichos pines no se utilizaban, por lo que IBM estandarizó con su gama IBM Personal System/2 el uso del conector DE-9 (ya introducido en el AT) que se usaba, de manera mayoritaria en computadoras. Sin embargo, a excepción del mouse, el resto de periféricos solían conectarse mediante el puerto DB-25.

La norma RS-422, similar al RS-232, es un estándar utilizado en el ámbito industrial.

Aplicaciones comunes para puertos seriales

Esta lista incluye algunos de los dispositivos más comunes que es posible conectar al puerto serie de una PC. Algunos de estos, como los módems y los ratones en serie, están cayendo en desuso, mientras que otros están fácilmente disponibles. Los puertos seriales son muy comunes en la mayoría de los tipos de microcontroladores, donde pueden usarse para comunicarse con una PC u otros dispositivos seriales.

  • Módems de acceso telefónico (dial-up)
  • Configuración y administración de equipos de red como enrutadores, conmutadores, firewalls, balanceadores de carga
  • Receptores GPS (normalmente NMEA 0183 a 4800 bit/s)
  • Lectores de código de barras y otros dispositivos de punto de venta
  • Pantallas de texto LED y LCD
  • Teléfonos satelitales, módems satelitales de baja velocidad y otros dispositivos transceptores basados ​​en satélites
  • Pantallas planas para controlar las funciones de la pantalla mediante una computadora externa, otros componentes AV o controles remotos
  • Equipos de prueba y medición como multímetros digitales y sistemas de pesaje
  • Actualización de firmware en varios dispositivos de consumo
  • Controladores CNC
  • Informes de estado y administración de la fuente de alimentación ininterrumpida
  • Máquinas de estenografía o estenotipia
  • Depuradores de software que se ejecutan en una segunda computadora
  • Autobuses de campo industriales
  • Impresoras (de ticket)
  • Terminal de computadora, teletipo
  • Redes (Macintosh AppleTalk con RS-422 a 230,4 kbit/s)
  • Mouses seriales

Dado que las señales de control de un puerto serie pueden ser impulsadas por cualquier señal digital, algunas aplicaciones utilizaron las líneas de control de un puerto serie para monitorear dispositivos externos, sin intercambiar datos en serie. Una aplicación comercial común de este principio fue para algunos modelos de fuente de alimentación ininterrumpida que usaban las líneas de control para señalar la pérdida de energía, batería baja y otra información de estado. Al menos algunos programas de capacitación en código Morse usaban una clave de código conectada al puerto serie para simular el uso real del código; los bits de estado del puerto serie se pueden muestrear muy rápidamente y en momentos predecibles, lo que hace posible que el software descifre el código Morse.

Puertos serie modernos

Uno de los defectos de los puertos serie iniciales era su lentitud en comparación con los puertos paralelos -este puerto tiene 19.2 kbits por segundo-. Sin embargo, con el paso del tiempo, están apareciendo multitud de puertos serie de alta velocidad que los hacen muy interesantes ya que presentan las ventajas del menor cableado y solucionan el problema de la merma de velocidad usando un mayor apantallamiento, y más barato, usando la técnica del par trenzado. Por ello, el puerto RS-232, e incluso multitud de puertos paralelos, se están sustituyendo reemplazándose por los nuevos puertos serie como el USB, el FireWire o el Serial ATA.

Tipos de comunicación en serie

Símplex

También denominado unidireccional, es una transmisión única, de una sola dirección. Un ejemplo de transmisión simplex es la señal que se envía de una estación de TV a la TV de su casa. Cuando los datos circulan en una sola dirección por vez, la transmisión se denomina half-duplex

Semi-dúplex

En este caso ambos extremos del sistema de comunicación cumplen funciones de transmisor y receptor, y los datos se desplazan en ambos sentidos pero no de manera simultánea. Este tipo de comunicación se utiliza habitualmente en la interacción entre terminales y una computadora central.

Dúplex

El sistema es similar al semidúplex, pero los datos se desplazan en ambos sentidos simultáneamente. Para que sea posible ambos emisores poseen diferentes frecuencias de transmisión o dos caminos de comunicación separados, mientras que la comunicación semidúplex necesita normalmente uno solo. Para el intercambio de datos entre computadoras este tipo de comunicaciones son más eficientes que las transmisiones semidúplex.

Véase también

Nota explicativa
  1. La comparación entre la transmisión en serie y en paralelo se puede explicar usando una analogía con las carreteras: una carretera tradicional de un único carril por cada sentido (es decir: carretera de ida y vuelta) corresponde a la transmisión en serie, y una carretera autovía con varios carriles por sentido corresponde a la transmisión en paralelo, siendo los vehículos los bits que circulan por el cable.

Referencias
  1. Vangie, Beal (Setiembre de 1996). «Serial Port» (en inglés). Consultado el 8 de marzo de 2021.
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