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データレート単位変換器

bps、kbps、Mbps、Gbps、バイト毎秒間でデータレートを変換します。

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公式

1 byte = 8 bits, 1 Mbps = 10⁶ bps

仕組み

データレート (帯域幅) は、1 秒間に送信されるビット数を測定します。主な違いはビットとバイトで、1 バイト = 8 ビットです。ネットワークとシリアルリンクの速度には、キロビット/秒 (kbps)、メガビット/秒 (Mbps)、およびギガビット/秒 (Gbps) が使用されます。ストレージとファイルの転送速度は、多くの場合、キロバイト (KB/s)、メガバイト (MB/s)、ギガバイト (Gb/s)、ギガバイト (Gb/s) で表され、対応するビットの 8 分の 1 です。

計算例

100 Mbps のファストイーサネットリンク:100 Mbps = 100,000 kbps = 0.1 Gbps = 12,500,000 B/s = 12,500 Kb/s = 12.5 Mb/s. 115200 bps の UART: 115200 bps = 115.2 kbps = 14,400 B/s = 14.4 Kb/s。

実践的なヒント

  • ✓シリアルプロトコルの予算については、CANは最大1Mbps、SPIは50Mbps以上に達する可能性があり、I²Cの最大値は3.4Mbps（HSモード）、USB 2.0は480Mbps、USB 3.0は5Gbpsです。
  • ✓シャノンのチャネル容量によって理論上の最大値が設定されます。C = B × log₂（1 + SNR）です。SNR が 30 dB の 20 MHz チャネルでは、最大 200 Mbps までサポートされます。
  • ✓FIFO とバッファのサイズを決定するときは、データレートをバイト/秒に変換し、その値にワーストケースのレイテンシまたはバースト時間を掛けて、必要なバッファ深度を求めます。

よくある間違い

  • ✗Mbps (メガビット/秒、小文字の「b」) と Mbps (メガバイト/秒、大文字の「B」) を混同すると、100 Mbps = 12.5 Mb/s、100 Mb/s ではありません。
  • ✗インターネットサービスプロバイダーは速度を Mbps (ビット) で表示し、ダウンロードマネージャーは MB/s (バイト) で表示します。「100 Mbps」接続では、約 12.5 MB/秒でダウンロードされます。
  • ✗プロトコルのタイミング計算では、オーバーヘッドビット (スタート/ストップビット、パリティ、フレーミング) を含めることを忘れてください。8N1形式の9600ボーのUARTは、1秒あたり最大960ペイロードバイトしか提供しません。

よくある質問

1 ギガビット/秒 = バイト単位で 125 メガバイト/秒。機械式ハードドライブの読み取り速度は 100 ～ 200 MB/秒、最新の SSD は 500 MB/秒から 7 GB/秒以上（PCIe 第 4 世代）で読み取ります。ネットワーク速度はワイヤーによって制限され、ディスク速度はストレージハードウェアによって制限されます。
ボーレートは 1 秒あたりのシンボル数をカウントし、ビットレートは 1 秒あたりのビット数をカウントします。バイナリシグナリングの UART では baud = ビットレートになります。QAM-64 (6 ビット/シンボル) の場合、ビットレート = ボー × 6 です。
標準8N1 UART（8データビット、パリティなし、1ストップビット）は、スタートビットを含めて1バイトあたり10ビットを使用します。9600 ボーでは、ペイロードの最大スループットは 9600/10 = 960 バイト/秒です。
ブルートゥース LED: 物理的には1メガビット/秒、有効電力は約125キロビット/秒。Wi-Fi 6: 理論上は最大 9.6 Gbps です。ジグビー:250 キロビット/秒。LoRa: 0.3～50 kbps、5G NR: ピーク時最大 20 Gbps。

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