USB串口通信产品的发展

对USB虚拟串口的评论
这里所说的“串口”是指RS-232或者RS-485/RS-422口，但是由于RS-485（或RS-422）口一般都是从PC机的RS-232口转换而来，其软件是通用的，所以本文评论的“串口”一般就指PC机的RS-232口。这里所说的“虚拟串口”是指通过USB/串口转换器生成的串口。有人在使用USB/串口转换器时发现某些以前在传统RS-232口上运行正常的软件却不能够使用，因而就说通过USB转换出来的串口不是真正的串口。这里所谓的“传统RS-232口”是指从PC机的主板或者从总线，比如台式机的PCI或者ISA总线、笔记本的PCMCIA总线上扩展出来的RS-232口。USB的全称是通用串行总线，它与PCI之类的并行总线有本质的区别。USB口没有分配固定的总线I/O地址也没有固定中断号，它的地址是通过软件来虚拟的，而传统的RS-232口有固定的I/O地址以及中断号。这就是某些通信软件在传统RS-232口可以运行而在USB/串口转换器的RS-232口上不能够运行的原因。如果通信软件内有直接I/O读写语句，那么肯定无法在USB/串口转换器的串口上运行。另外还有一个原因就是对RTS/CTS、DTR/DSR这些握手信号的操作，即使是通过虚拟读写不是通过直接I/O读写来操作这些握手信号，但由于USB/串口转换器对这些握手信号的虚拟读写过程的初始化往往比较耗时，所以容易导致握手信号读写失败。
我们认为用USB/串口转换器的虚拟串口代替传统的RS-232、RS-485、RS-422口是必然的发展趋势，就象PCI总线代替ISA总线、Windows代替DOS一样，尽管后者都更加适合工业通信和工业测控。Windows操作系统从来不是优先考虑工业通信和工业测控的实时性要求，反而越来越抛弃工业通信和工业测控。只有CPU、总线等硬件速度的改进使延时减小从而接近实时性。由于通过虚拟I/O操作代替物理的固定I/O读写是解决Windows可靠性的一条基本原则，所以用户越来越远离Windows内核的操作。事实上，从Windows XP开始就没有了直接I/O读写指令，甚至Windows 98的直接I/O读写也是通过将DOS的I/O读写指令编辑成为动态连接库然后来调用的。Windows XP下的直接I/O读写也是通用动态连接库的调用来实现，不过更加复杂，可参见波仕电子网站的软件。另外减少USB虚拟串口对RTS/CTS、DTR/DSR这些握手信号的虚拟操作的延时也是一个技术难点，这主要是由USB/串口转换器内部UART的信号初始化处理延时导致的。避免频繁使用最好不要使用这些握手信号是较好的解决方法。波仕电子所有产品的RS-485接口均使用了零延时自动收发转换技术，这就保证转换过程中不需要任何握手信号来控制收与发的切换。