Spezialisierte Schnittstellen sind physikalische oder elektronische Verbindungen für spezielle Anwendungen zwischen Geräten, die die Voraussetzungen dafür erfüllen, sich an spezielle Busstandards anzupassen. Sie sind üblicherweise für die Rolle optimiert, speziellen elektronischen Eigenschaften und Protokollen zu entsprechen, die für Verbindungen über physikalische Medien, Verbindungsmethoden oder Netzwerkarchitekturen benötigt werden. Dies wird mittels eines oder mehrerer spezieller Geräte erreicht, die als Brücke zwischen Subsystemen oder Systemen fungieren. Solche Geräte besitzen Verbindungen mit einem lokalen Bus, welche die Schnittstelle dem CPU-Bussystem verfügbar machen. Sie besitzen auch eine oder mehrere Schnittstellen zu einem anderen physikalischen Medium (was auch eine weitere Verbindung mit dem lokalen Bus sein kann).

 

Die grundlegende Funktion einer Schnittstelle ist es, sich zwischen verschiedenen Busstandards anzupassen. Sie können aber auch Daten puffern, Ereignisse für die CPUs kennzeichnen und sogar komplexere Funktionen wie das Filtern übernehmen. Sie können die Funktion besitzen, Daten des gemeinsam genutzten Systemspeichers über DMA (direct memory access) zu senden und zu empfangen. Schnittstellenchips verfügen normalerweise über eine Reihe an Registern, die von einem auf der CPU laufenden Softwaretreiber programmierte Konfigurationsinformationen beinhalten. Manchmal müssen spezialisierte Schnittstellenchips zu sendende Daten sortieren (Scatter-Gather-DMA). Ihre Protokolle unterstützen Funktionen wie Fehlerkorrektur und Signalentzerrung. Sie müssen auch über elektrische Treibereigenschaften verfügen, die mit den Busstandards kompatibel sind.

 

Spezialisierte Schnittstellen sind meist seriell oder parallel. Schnittstellen mit kurzen Kabelführungen und hohen Bandbreiten wie z. B. Computer-Motherboard Speicherbusse sind parallel. Sie können extrem hohe Übertragungsgeschwindigkeiten unterstützen, z. B. unterstützen GDDR5 chips (Stand 2015) Übertragungsraten von 256 Gbit/s. Diese Schnittstellen entsprechen üblicherweise differenziellen Standards für niedrige Betriebsspannung und strikte Vorgaben für ihr Layout. Außerdem können sie nur über kurze Strecken verwendet werden, die meist in Inches gemessen werden.

 

Schnittstellen zu peripheren Karten oder Modulen, die das Mainboard verlassen und über Rack-Backplanes oder zwischen Systemen betrieben werden, sind normalerweise serielle Schnittstellen. Dabei handelt es sich um einzelne I/O-Kanäle, die mit einer Datentaktung synchronisiert werden, die entweder in den Datenstrom oder eine separate physikalische Leitung integriert ist. Schnittstellen wie PCIe sind Gruppen von seriellen Schnittstellen, die Lanes genannt werden und eine Hochgeschwindigkeitsverbindung bieten. Das Thunderbolt-2-Protokoll unterstützt zum Beispiel 20 Gbit/s auf Längen von bis zu 3 Metern. Diese Geräte haben spezielle Treiber- und Entzerreigenschaften, die lange Kabelführungen erlauben (z. B. unterstützen die neuesten seriellen Video-SDI-Schnittstellen 12 Gbit/s auf 80 Metern mit einem Koaxialkabel).

 

Viele serielle Schnittstellen mit besonderen Einsatzgebieten besitzen kleinere Bandbreiten, aber sind für kostengünstige und energiesparende Verbindungen mit wenigen Kabeln optimiert. Dazu zählen asynchrone serielle Protokolle (UARTs) und synchrone serielle Protokolle (SPI, I2C). Andere Schnittstellen für spezielle Anwendungen sind für kabelgebundene oder sogar kabellose Netzwerke optimiert. Beispiele für kabelgebundene Anwendungen sind Ethernet und RS485. Beispiele für drahtlose Anwendungen sind WLAN, Bluetooth und ZigBee.