RS-232란?

 

RS-232 Recommended Standard 232

컴퓨터와 주변 장치(or 컴퓨터 ↔ 컴퓨터)간에 데이터를 1:1 주고받는 Serial 통신 표준 규칙 프로토콜

 

RS-232를 쉽게 말하자면, 옛날 컴퓨터 뒤에 달려 있던 9핀 D-SUB 커넥터와 그 선을 통해 데이터를 주고받는 방식의 규격을 의미한다. 처음에는 이 RS-232가 프로토콜을 의미하는건지, HW측면의 케이블을 의미하는지 파악하지 못했다.  RS-232는 하드웨어(물리적 규격)과 소프트웨어(프로토콜/신호 규격)을 모두 정의하고 있는 개념이다. 

 

• HW측면 
  • 물리적으로 보이는 외형과 전기적 특성 
  • 커넥터: 컴퓨터 뒤에 달린 9핀(DB9) or 옛날 장비의 25핀(DB25) 포트 모양과 각 핀의 역할을 정의
  • 전압규격: 일반적인 디지털 회로에서는 0V를 0으로, 5V(or 3.3V)를 1로 인식하는 반면, RS-232는 노이즈에 강하도록 -3V ~ -15V를 논리적 1으로, +3V ~ +15V를 논리적 0으로 쓰도록 하드웨어 전기 규격을 정의 
  • 케이블: 이 전압과 핀 맵에 맞추어 제작된 물리적인 선(직렬 케이블)을 의미

 

실제 RS-232 포트는 9개의 핀이 있지만, 핵심 선은 딱 3개이다. 

• TX(Transmit Data): 데이터를 보내는 선(출구)
• RX(Receive Data): 데이터를 받는 선(입구) 
• GND(Ground): 신호의 기준이 되는 접지선 

Serial로 연결된 두 기기가 통신하기 위해서는 한쪽의 출구(TX)가 반대쪽의 입구(RX)로 연결되어야한다. 

→ 그리고 이 선이 엇갈려 교차된 케이블을 널 모뎀(Null Modem)케이블 이라고 부른다. 널 모뎀 케이블은 중간에 모뎀이나 네트워크 장비를 거치지 않고 두 대의 컴퓨터 or 주변기기를 직접 연결하여 데이터를 주고받을 때 사용하는 통신 케이블이다. 과거에는 Serial 통신 환경에서는 통신 장비(DCE)가 필요했지만 이 널 모뎀을 사용하면 통신 환경에서 장비 없이도 컴퓨터끼리 통신할 수 있게 흉내 낸다고 해서 'Null'이라는 이름이 붙었다고 한다. 

• SW측면(프로토콜) 
  • 선 위로 흐르는 0과 1의 디지털 데이터를 어떤 규칙(데이터 프레임)으로 포장해서 보낼 것인가를 정의
  • 평소에는 신호를 유지하다가 데이터를 보낼 때 Start bit를 던지고 Data bit를 보낸 뒤, Parity bit를 거쳐 Stop bit로 종료하는 시간차 약속을 규정 
  • 통신 속도(Baud Rate: 9600, 115200 bps)를 양쪽 모두 동일하게 맞춰야만 프로토콜 규칙대로 데이터를 해석가능 

 

 

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직렬(Serial) 통신이란? 

통신을 하기 위해서는 여러개의 채널(데이터 선)을 이용하여 여러 비트 데이터를 한꺼번에 전송하는 병렬 통신과 하나의 채널을 이용해 한 비트씩 순차적으로 데이터를 전송하는 직렬 통신이 있다. 데이터를 보낼 때 한 번에 여러 차선으로 묶어서 보내는 병렬 방식과 반대로, 하나의 데이터 선(1차선 도로)을 통해 데이터를 1비트(0 or 1)씩 순서대로 줄 세워서 보내는 방식이다. 

병렬 통신	근거리	대용량 통신
직렬 통신	장거리	고속 통신

 

 

 

비동기식 통신 Asynchronous Serial Communication 

RS-232는 직렬 통신 + 비동기 특성을 가지고 있다. '비동기'라는 것은 송수신 장치 간의 시간 정보를 맞추는 Clock신호선 없이 데이터를 보내는 것을 의미한다. 데이터를 보낼 때 상대방이 받았는지 매번 확인하는 과정을 거치지도 않는다. 

 

송신측에서 수신측이 '어, 얘네 내가 보낸 데이터를 잘 받았나?'라고 확인하는 과정 없이 송신측에서 보내고 싶은 데이터가 있을 때, 일방적으로 던지는 것을 의미한다. 

 

그럼 비동기식 통신에서 어떻게 데이터의 시작과 끝을 알 수 있을까? 

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RS-232에서 타이밍을 맞추는 방법 

그래서 RS-232는 데이터 앞뒤에 약속된 신호를 붙여서 보낸다.

 

비동기식 직렬 통신을 하는 RS-232는 1차선 도로에서 데이터를 보낼 때, 시작(Start bit), 데이터 본문(Data bits), 종료(Stop bit)라는 신호를 어떻게 붙여서 보낼지를 약속해 둔 표준 규격을 의미한다.

 

하드웨어 관점에서의 RS-232

실제 RS-232 포트는 9개의 핀이 있지만, 핵심 선은 딱 3개이다. 

• TX(Transmit Data): 데이터를 보내는 선(출구)
• RX(Receive Data): 데이터를 받는 선(입구) 
• GND(Ground): 신호의 기준이 되는 접지선 

Serial로 연결된 두 기기가 통신하기 위해서는 한쪽의 출구(TX)가 반대쪽의 입구(RX)로 연결되어야한다. 

→ 그리고 이 선이 엇갈려 교차된 케이블을 널 모뎀(Null Modem)케이블 이라고 부른다. 널 모뎀 케이블은 중간에 모뎀이나 네트워크 장비를 거치지 않고 두 대의 컴퓨터 or 주변기기를 직접 연결하여 데이터를 주고받을 때 사용하는 통신 케이블이다. 과거에는 Serial 통신 환경에서는 통신 장비(DCE)가 필요했지만 이 널 모뎀을 사용하면 통신 환경에서 장비 없이도 컴퓨터끼리 통신할 수 있게 흉내 낸다고 해서 'Null'이라는 이름이 붙었다고 한다. 

 

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용어정리 

모뎀(MODEM): MOdulator(변조기)와 DEModulator(복조기)의 앞 글자를 따서 만든 단어 - 컴퓨터의 디지털 신호를 다른 통신 매체가 이해할 수 있는 신호로 바꾸고 반대로 받아오는 장치