Precisa-se de UART

Todos os sistemas operacionais em uso atualmente suportam portas seriais. Isso porque elas estão presentes há décadas. As portas paralelas são uma criação mais recente e são muito mais rápidas que as portas seriais. As portas USB têm apenas alguns anos de vida e provavelmente irão substituir completamente as portas seriais e paralelas dentro de alguns anos.

O nome "serial" vem do fato de que uma porta serial "serializa" os dados. Isto é, ela pega um byte de dado e transmite os 8 bits de byte, um por vez. A vantagem é que uma porta serial necessita de apenas um fio para transmitir os 8 bits (uma porta paralela necessita de 8). A desvantagem é que ela leva 8 vezes mais tempo para transmitir os dados do que se tivesse 8 fios. As portas seriais tornam os cabos menores, diminuindo seu custo.

Antes de cada byte de dado, uma porta serial envia um bit de partida (start bit), que é um bit único com o valor 0. Após cada byte de dado, ela envia um bit de parada (stop bit) que indica que o byte está completo. Ela pode enviar também um bit de paridade.

As portas seriais, também chamadas de portas de comunicação (COM), são bidirecionais. A comunicação bidirecional permite que cada dispositivo receba e envie dados. Dispositivos seriais utilizam diferentes pinos para receber e transmitir dados, pois a utilização dos mesmos pinos limitaria a comunicação a uma conexão do tipo half-duplex, o que significa que a informação poderia trafegar em apenas uma direção por vez. A utilização de pinos diferentes permite a comunicação full-duplex, em que a informação pode trafegar nas duas direções ao mesmo tempo.

Este chip Dual Inline Package (DIP) de 40 pinos é uma variação do chip UART NS16550D da National Semiconductor

As portas seriais dependem de um chip controlador especial, a UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), para funcionar adequadamente. A UART transforma em serial a saída paralela do barramento do computador, para realizar a transmissão via porta serial. Para funcionar de maneira mais rápida, a maioria dos chips UART possui um buffer embutido entre 16 e 64 kilobytes. Esse buffer permite que o chip armazene um cache de dados proveniente do barramento do sistema enquanto processa os dados que saem para a porta serial. Enquanto a maioria das portas seriais padrão possui uma transferência máxima de 115 Kbps (kilobits por segundo), portas seriais de alta velocidade como a Enhanced Serial Port (ESP) e a Super Enhanced Serial Port (Super ESP) podem atingir taxas de transferência de 460 Kbps.