시리얼 통신 개요 - 2. 병렬 통신과 시리얼 통신의 차이점

2장: 병렬 통신과 시리얼 통신의 차이점

시리얼(Serial) 통신과 병렬(Parallel) 통신은 데이터 전송 방식에서 큰 차이가 있으며, 사용되는 환경과 장점·단점이 다릅니다. 이번 장에서는 두 가지 방식의 차이점을 자세히 알아보고, 속도 및 거리 비교, 하드웨어 차이, 그리고 실제 활용 사례를 통해 어떤 상황에서 어떤 방식을 사용하는 것이 적절한지 살펴보겠습니다.

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1. 병렬 통신 vs 시리얼 통신

🔹 병렬(Parallel) 통신이란?

병렬 통신은 여러 개의 데이터 비트를 동시에 전송하는 방식입니다. 예를 들어, 8비트 병렬 통신이라면, 8개의 데이터 라인을 사용해 1바이트(8비트)를 동시에 전송할 수 있습니다.

이 방식은 같은 클럭 신호를 기준으로 여러 개의 신호가 동시에 전송되므로 속도가 매우 빠릅니다. 하지만, 데이터 라인이 많을수록 하드웨어 복잡성과 **신호 간섭(크로스톡, crosstalk)**이 증가하는 단점이 있습니다.

💡 병렬 통신의 특징
✅ 여러 개의 데이터 비트를 동시에 전송
✅ 짧은 거리에서 매우 빠른 속도를 지원
✅ 데이터 라인이 많아 하드웨어가 복잡
✅ 신호 간 간섭(Crosstalk) 문제 발생

🔹 시리얼(Serial) 통신이란?

시리얼 통신은 데이터를 1비트씩 순차적으로 전송하는 방식입니다. 전송 속도는 병렬 통신보다 낮지만, 하드웨어 구성이 간단하고 긴 거리에 안정적인 통신이 가능합니다.

대표적인 시리얼 통신 방식으로는 RS-232, RS-485, UART, SPI, I2C 등이 있으며, 대부분의 장거리 데이터 전송이나 무선 통신은 시리얼 방식으로 동작합니다.

💡 시리얼 통신의 특징
✅ 한 번에 1비트씩 순차적으로 전송
✅ 병렬 통신보다 속도는 낮지만 장거리 전송에 유리
✅ 하드웨어 배선이 간단하고 비용이 저렴
✅ 신호 간 간섭이 적고 안정적인 데이터 전송 가능

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2. 속도 및 거리 비교

📌 속도 비교

병렬 통신은 한 번에 여러 개의 데이터를 동시에 전송할 수 있어 속도가 빠릅니다. 반면, 시리얼 통신은 데이터를 1비트씩 순차적으로 보내기 때문에 같은 주파수(클럭)에서 병렬 통신보다 속도가 느려질 수 있습니다.

구분 병렬 통신 시리얼 통신

전송 속도	높음 (동시에 여러 비트 전송)	낮음 (1비트씩 전송)
동기화 필요성	높음 (모든 데이터 라인이 동기화되어야 함)	낮음 (단일 데이터 스트림)
데이터 처리량	더 많은 데이터를 한 번에 전송 가능	처리량은 낮지만 안정적

➡ 즉, 속도가 중요한 경우(메모리 버스, 그래픽 카드 등)에는 병렬 통신이 유리합니다. 하지만, 속도가 아주 빠르지 않아도 되고 안정성이 중요한 경우(USB, 네트워크, 센서 데이터 전송 등)에는 시리얼 통신이 더 적합합니다.

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📌 거리 비교

병렬 통신은 짧은 거리에서만 효과적이고, 시리얼 통신은 장거리에서도 안정적입니다.

구분 병렬 통신 시리얼 통신

단거리 성능	우수 (고속 전송 가능)	보통
장거리 성능	불리함 (신호 간섭 발생)	우수 (노이즈에 강함)
노이즈 저항성	낮음 (신호 간 간섭 문제 발생)	높음 (차동 신호 방식 활용 가능)

➡ 병렬 통신은 신호 라인이 많아 거리가 길어질수록 신호 간섭과 동기화 문제가 발생합니다.
➡ 반면, 시리얼 통신은 적은 선을 사용하고 노이즈 저항성이 높아 장거리 전송이 가능합니다.

💡 예를 들어, RS-485는 최대 1200m까지 안정적으로 데이터를 전송할 수 있으며, USB는 5m 이내에서 안정적으로 작동합니다.

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3. 하드웨어 차이 (데이터 전송선 개수 차이)

📌 병렬 통신의 하드웨어 구성

• 여러 개의 데이터 선과 클럭(Clock) 신호가 필요
• 동기화를 위한 제어 신호(Handshake Signal) 필요
• 속도는 빠르지만, 배선이 많아 PCB 설계가 복잡
• 신호 간섭을 방지하기 위해 차폐 기술이 필요

💡 대표적인 병렬 통신 예시

• PCIe (컴퓨터 내부의 고속 데이터 전송)
• DDR 메모리 (RAM과 CPU 간의 병렬 데이터 전송)
• 구형 프린터 포트 (LPT, Centronics 방식)

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📌 시리얼 통신의 하드웨어 구성

• 최소한의 선(TX, RX, GND)만 필요
• 송·수신이 순차적으로 이루어지므로 클럭 신호가 필요 없는 경우도 있음 (예: UART)
• 배선이 간단하고 비용이 저렴
• 장거리 전송이 가능

💡 대표적인 시리얼 통신 예시

• UART (RS-232, RS-485) → PC와 마이크로컨트롤러 간의 데이터 전송
• USB → 다양한 장치(키보드, 마우스, 카메라 등) 연결
• I2C → 센서와 마이크로컨트롤러 간 저속 데이터 전송

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4. 실제 활용 예시 비교

사용 사례 병렬 통신 사용 시리얼 통신 사용

컴퓨터 내부 데이터 전송	RAM, PCIe	USB
프린터 연결	구형 LPT 포트	USB, Wi-Fi, Bluetooth
센서 및 MCU 통신	사용되지 않음	UART, I2C, SPI
디스플레이 연결	VGA, LVDS, DVI (병렬)	HDMI, DisplayPort (시리얼)
산업 자동화	PLC 병렬 데이터 처리	RS-485, CAN 통신

💡 예전에는 병렬 통신이 더 많이 사용되었지만, 최근에는 시리얼 통신이 더 발전하면서 점점 더 많은 분야에서 시리얼 방식으로 전환되고 있습니다.

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📌 요약

✅ 병렬 통신은 여러 비트를 동시에 전송하며 속도가 빠르지만, 배선이 복잡하고 신호 간섭이 많아 단거리에서 주로 사용된다.
✅ 시리얼 통신은 1비트씩 순차적으로 전송하며 속도는 느리지만, 하드웨어가 단순하고 장거리 전송이 가능하여 안정성이 높다.
✅ 컴퓨터 내부(RAM, GPU)에서는 병렬 통신이 적합하고, 외부 장치 연결(USB, 네트워크, 센서)에는 시리얼 통신이 적합하다.

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