[IT 용어] UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 통신

○ 개요

 UART(유아트, Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)는 마이크로컨트롤러나 컴퓨터와 같은 디지털 장치 간의 직렬 통신(Serial Communication)을 가능하게 해주는 비동기 방식의 하드웨어 프로토콜입니다. 센서, GPS 모듈, 블루투스 모듈 등과 통신할 때 자주 사용되는 간단하고 효율적인 통신 방식입니다.

 

 

○ 정의

 UART는 Universal Asynchronous Receiver/Transmitter의 약자로, 데이터를 한 비트씩 직렬(Serial)로 송수신하는 장치 또는 그 방식을 말합니다. ‘비동기식’이라는 말처럼 별도의 클럭 신호 없이 송수신 양쪽이 같은 전송 속도(baud rate)만 알고 있으면 통신이 가능합니다.

 

 

○ UART 통신의 기본 구조

UART는 기본적으로 두 개의 선으로 통신합니다:

• TX (Transmit): 송신 핀 – 데이터를 보냅니다.
• RX (Receive): 수신 핀 – 데이터를 받습니다.

  → 즉, A 장치의 TX는 B 장치의 RX와 연결하고, 반대로 A의 RX는 B의 TX와 연결해야 합니다.

 

UART 통신 구조

 

 

○ UART 통신의 구성 요소

1. Start Bit

• 데이터의 시작을 알리기 위한 신호.
• 일반적으로 **1비트(LOW)**로 구성됩니다.

2. Data Bits

• 실제 전송되는 데이터.
• 보통 5~9비트(일반적으로 8비트) 사용.

3. Parity Bit (옵션)

• 오류 검출을 위한 비트.
• 짝수(Even) 또는 홀수(Odd)로 설정하거나, 생략할 수도 있음.

4. Stop Bit

• 전송이 끝났음을 알리는 신호.
• 보통 1비트(HIGH) 또는 2비트 사용.

  →  UART 통신은 위의 구조를 하나의 프레임으로 묶어 계속 반복적으로 송수신합니다.

 

 

○ UART 통신의 특징

특징	설명
비동기식	별도의 클럭 라인이 없으며, 송신과 수신이 동일한 전송 속도를 유지해야 함
Full-Duplex	동시에 데이터를 송수신 가능
직렬 통신	데이터를 1비트씩 직렬로 주고받음
간단한 회로 구성	TX/RX 두 가닥만으로 통신 가능

 

 

○ UART 전송 속도 (Baud Rate)

• Baud Rate란 초당 송수신되는 심볼 수를 말합니다. (예: 9600, 115200 등)
• 송신 측과 수신 측이 반드시 동일한 Baud Rate로 설정되어야 통신이 성공합니다.

 

 

○ 다른 통신 방식과의 비교

항목	UART	SPI	I2U
방식	비동기 직렬	동기 직렬	동기 직렬
데이터 선	1쌍 (TX/RX)	4개 (MISO, MOSI, SCK, SS)	2개 (SDA, SCL)
속도	보통	빠름	중간
거리	짧음	짧음	중간
다중 통신	X (1:1)	O	O

 

 

○ UART의 장점

• 하드웨어 구성과 프로토콜이 간단
• 클럭이 필요 없어 배선이 간소화
• 저전력 및 저비용 통신에 적합
• 다양한 마이크로컨트롤러에서 기본 지원

 

 

○ UART의 단점

 

• 한 번에 하나의 장치와만 직접 통신 가능 (멀티드롭은 불편함)
• 송수신 속도(baud rate)가 일치하지 않으면 데이터 손실 발생
• 클럭이 없기 때문에 정밀한 타이밍 조절이 필요

 

 

 

○ 결론

 UART는 매우 널리 쓰이는 간단하면서도 강력한 통신 방식입니다. 임베디드 시스템, 센서, 모듈과의 통신을 구현할 때 필수적으로 이해하고 있어야 할 개념이죠. 통신 회로를 설계하거나 마이크로컨트롤러를 활용한 프로젝트를 진행할 때, UART에 대한 이해는 필수입니다.