Le interfacce specializzate sono connessioni elettroniche fisiche tra dispositivi per impieghi speciali, che soddisfano i requisiti di adattamento tra particolari standard di bus. Esse tendono a essere ottimizzate per quel ruolo, rispondendo a caratteristiche elettroniche particolari e ai protocolli necessari per interfacciarsi con un determinato supporto fisico, metodo di collegamento e architettura di rete. Questo risultato è ottenuto con un particolare dispositivo o dispositivi che agiscono da ponte tra sottosistemi o sistemi. Tali dispositivi hanno un collegamento bus locale per abilitare l'interfaccia al sistema di bus delle unità centrali (CPU). Essi hanno anche una o più interfacce verso l'altro supporto fisico (che potrebbe anche essere un altro collegamento al bus di sistema locale).

 

Uno dei ruoli primari dell'interfaccia è quello di adattare gli standard di bus. Esse possono inoltre eseguire il buffering di dati, il flag di eventi alle CPU e anche fornire funzioni più complesse come il filtraggio. Possono avere la possibilità di inviare e ricevere dati dalla memoria condivisa di sistemi tramite accesso diretto alla memoria (DMA). I chip di interfaccia hanno di solito una serie di registri che contengono informazioni di configurazione programmate da un driver software in funzione sulla CPU. A volte i chip di interfaccia specializzati devono raccogliere dati per l'invio (DMA scatter-gather) e i protocolli supportano funzioni come la correzione degli errori e l'equalizzazione del segnale. Devono anche avere caratteristiche di guida elettriche compatibili con gli standard dei bus.

 

Le interfacce specializzati tendono ad essere seriali o parallele. Le interfacce corte e con ampiezze di banda molto elevate, come i bus di memoria della scheda madre di un computer, sono parallele. Esse possono supportare velocità di trasferimento estremamente elevate, ad esempio, a partire dal 2015 i chip GDDR5 sono in grado di supportare velocità di trasferimento di 256 Gbit/s. Queste interfacce di solito rispettano gli standard differenziali a bassa tensione e hanno delle linee guida estremamente ristrette per il layout, in cui possono essere utilizzate solo su brevi distanze, misurate in pollici.

 

Le interfacce verso schede o moduli periferici escono dalla scheda principale, viaggiano sulle backplane dei rack o tra sistemi e di solito sono interfacce seriali. Si tratta di singoli canali di I/O sincronizzati con un clock di dati che è integrato con il flusso di dati o con una linea fisica separata. Le interfacce quali le PCIe sono gruppi di interfacce seriali chiamati lane e in grado di fornire una connessione ad alta velocità. Ad esempio, il protocollo Thunderbolt 2 può supportare 20 Gbit/s fino a 3 m. Questi dispositivi hanno capacità speciali di equalizzazione e portata per consentire cavi molto lunghi (ad esempio, le più recenti interfacce seriali video SDI supportano 12 Gbit/s per oltre 80 metri di cavo coassiale).

 

Molte interfacce seriali per uso speciale hanno un'ampiezza di banda inferiore, ma sono ottimizzate per un basso costo e un ridotto consumo energetico per connessioni cablate minime. Queste ultime includono protocolli seriali asincroni (UART) e seriali sincroni (SPI, I2C). Altre interfacce per uso speciale sono ottimizzate per reti cablate o addirittura wireless. Gli esempi di reti cablate comprendono Ethernet e RS485. Gli esempi wireless comprendono WIFI, Bluetooth e Zigbee.