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UART와 RS 규격을 먼저 분리해서 봐야 합니다
RS-232, RS-422, RS-485를 처음 보면 모두 시리얼 통신처럼 보여서 UART와 같은 범주로 묶기 쉽습니다. 하지만 임베디드 펌웨어에서 설정하는 UART는 데이터 프레임, 보레이트, 패리티, stop bit처럼 바이트를 어떤 타이밍으로 주고받을지를 다룹니다. 반면 RS 계열은 그 데이터를 실제 배선에서 어떤 전압 신호로 보낼지에 가까운 규격입니다.
예를 들어 MCU의 TX, RX 핀은 보통 로직 레벨 신호입니다. 이 신호를 PC 콘솔, 산업용 계측기, PLC, 인버터 같은 장비와 연결하려면 현장 배선에 맞는 트랜시버가 필요합니다. 이때 RS-232 트랜시버, RS-485 트랜시버 같은 부품이 들어가고, 펌웨어에서는 UART를 쓰더라도 보드와 케이블 쪽에서는 전기적 인터페이스가 달라집니다.
RS-232는 가까운 거리의 일대일 연결에 가깝습니다
RS-232는 싱글 엔디드 방식이라 신호 기준이 GND에 의존합니다. 구조가 단순해서 장비 콘솔, 오래된 PC 시리얼 포트, 계측기 연결에서 자주 보지만, 노이즈가 심한 긴 배선 환경에는 한계가 있습니다. 디버깅할 때는 TX와 RX가 교차되어 있는지, GND가 함께 연결되어 있는지, 커넥터 핀맵이 장비마다 다른지부터 확인하는 경우가 많습니다.
RS-422와 RS-485는 차동 신호와 연결 구조가 핵심입니다
RS-422와 RS-485는 A, B 두 선의 전압 차이를 이용하는 차동 신호 방식입니다. 공통 노이즈가 두 선에 비슷하게 들어오면 수신단에서 차이만 보기 때문에 산업 현장처럼 케이블이 길고 노이즈가 많은 곳에서 유리합니다. 다만 둘을 단순히 장거리 통신으로만 외우면 실제 회로를 볼 때 다시 헷갈립니다.
RS-422는 한 송신기가 여러 수신기로 보내는 구조에 가깝고, RS-485는 여러 노드가 같은 버스를 공유하는 멀티포인트 구조로 많이 씁니다. RS-485에서는 한 순간에 누가 송신할지 제어해야 하므로 DE, RE 같은 트랜시버 제어 핀과 송수신 전환 타이밍이 중요해집니다. Modbus RTU에서 응답이 깨지거나 충돌이 생길 때도 보레이트만 볼 것이 아니라 버스 점유, 종단 저항, 바이어스 저항, 케이블 결선까지 같이 봐야 합니다.
차동 라인을 측정할 때도 주의가 필요합니다. A와 B를 각각 GND 기준으로만 보면 파형이 이상해 보일 수 있고, 실제 수신기가 보는 것은 두 선의 차이입니다. 케이블 끝단의 반사, 잘못된 종단 저항, 뒤바뀐 A/B 표기 때문에 현장 장비끼리 통신이 되지 않는 경우도 흔합니다. 장비 제조사마다 A, B 표기를 반대로 쓰는 사례가 있어 데이터시트와 단자 설명을 함께 확인하는 편이 안전합니다.
선택 기준은 이름보다 배선 환경입니다
가까운 장비 두 개를 단순히 연결한다면 RS-232가 충분할 수 있습니다. 긴 거리에서 노이즈에 강한 단방향 또는 1:N 전송이 필요하면 RS-422를 검토하고, 여러 장치가 같은 라인을 공유해야 하면 RS-485가 자연스럽습니다. 결국 차이는 프로토콜 이름이 아니라 신호 방식, 노드 수, 케이블 길이, 종단 처리, 송수신 방향 제어에서 드러납니다.
펌웨어 입장에서는 모두 UART 기반으로 보일 수 있지만, 보드 입장에서는 트랜시버 전원, 절연 여부, ESD 보호, 커넥터 핀맵까지 설계 대상이 됩니다. 그래서 시리얼 인터페이스를 고를 때는 “UART를 쓴다”에서 멈추지 말고 어떤 RS 물리 계층으로 현장 배선에 나갈지까지 같이 정리해야 합니다.
