知識力

❐ 介面的特性
要將兩個不同電子設備內的積體電路(IC)連接起來，必須讓兩端經由相同的傳輸介面才能達成，這個傳輸介面稱為「介面(Interface)」或「匯流排(Bus)」，介面或匯流排必須滿足下列兩個特徵，才能進行通訊：
➤相同的通訊協定：要將不同的電子設備連接起來，其實就是要讓兩端的電子設備能夠互相通訊(溝通)，因此兩端電子設備內的積體電路(IC)必須使用相同的「通訊協定(Communication protocol)」，也就是兩端所送出0與1的排列順序必須相同，而且兩端電子設備內的積體電路(IC)都認得。
➤相同的接腳數目(Pin)：要將不同的電子設備連接起來，在硬體上當然會有相同的「接腳數目(Pin)」，就好像「插頭」要連接到「插座」一樣，最基本的條件是都有兩個孔洞，而且孔洞的大小和距離與插頭互相配合，否則無法順利連接。知識力www.ansforce.com。

❐ 介面的傳輸速度
傳輸介面的功能是用來將兩個不同的電子設備連接起來，也就是將兩個不同電子設備內的積體電路(IC)連接起來，由於大部分的介面都是用來傳送數位訊號，因此大多使用「資料傳輸率(Data rate)」來表示傳輸速度，資料傳輸率的單位是「每秒位元數(bps：bit per second)」，代表每秒可以傳送幾個位元，也就是每秒可以傳送幾個0或1，例如：1Gbps代表每秒可以傳送十億個位元(十億個0或1)。

❐ 訊號的傳輸模式
通訊介面訊號的傳輸模式有單端信號與差分信號兩種，如＜圖一＞所示：
➤單端信號(Single-ended signal)：直接使用高電壓(例如：3.3V)傳送數位訊號1，使用低電壓(例如：0V)傳送數位訊號0，這種方法只需要一根導線就可以傳輸一組數位訊號，但是只要有一點雜訊就會產生嚴重干擾，如＜圖一(a)＞所示，原本傳送端送出的最後一個位元是0，但是一個升壓的干擾訊號造成接收端誤判為1。因此單端信號只能慢慢傳，資料傳輸率無法提高，只好同時使用許多條線(排線)一起傳送資料，而且電壓必須夠高(比較耗電)，才不容易因為干擾訊號而誤判，例如：早期硬碟機所使用的IDE(PATA)介面就是屬於單端信號，因此同時使用許多條線(排線)一起傳送資料。
➤差分信號(Differential signal)：同時使用兩根導線傳輸一組數位訊號，假設共模電壓(Common mode voltage)為1.2V(V＋為實線，V－為虛線)，我們定義V＋＞V－為數位訊號1，V＋＜V－為數位訊號0，如＜圖一(b)＞所示，當訊號傳輸過程中受到電磁干擾(EMI：Electro Magnetic Interference)的時候常常是造成數位訊號同時升壓或降壓，原本傳送端送出的最後一個位元是0(V＋＜V－)，但是一個升壓的干擾訊號造成V＋與V－同時升壓，結果還是0(V＋＜V－)，顯然差分信號抵抗電磁干擾的能力很好，電壓不停升降交叉可以精確定位，共模電壓與電壓差很小(比較省電)仍然可以使用，雖然差分信號的積體電路(IC)設計較為複雜，目前仍然大量使用在各種高速傳輸介面上，例如：電腦最常使用的SATA、PCI express(PCIe)介面就是屬於差分信號。知識力www.ansforce.com。

圖一　通訊介面訊號的傳輸模式。

❐ 熱插拔(Hot swapping/Hot plugging/Plug and play)
熱插拔是指電腦週邊設備在電腦開機以後，可以隨插即用，不需要重新開機。要達到熱插拔的特性，個人電腦必須具有「輪詢(Polling)」的功能，也就是個人電腦每隔固定的時間(例如：1秒鐘)去「輪流詢問」這些具有熱插拔特性的介面，是否有週邊設備(例如：鍵盤、滑鼠、隨身碟)連接上來，一但發現有外接設備連接上來，立刻尋找驅動程式啟動這些連接上來的設備，例如：USB、IEEE1394等介面都具有這種熱插拔的特性，使用上非常方便。早期個人電腦使用的COM、PS/2介面不具有熱插拔的特性，每次有新的週邊設備連接上來，就必須重新開機，才能讓個人電腦以驅動程式啟動這些連接上來的設備，使用上非常麻煩。

【請注意】上述內容經過適當簡化以適合大眾閱讀，與產業現狀可能會有差異，若您是這個領域的專家想要提供意見，請自行聯絡作者；若有產業與技術問題請參與社群討論。
【延伸閱讀】其他詳細內容請參考「積體電路與微機電產業，全華圖書公司」。＜我要買書＞