Resumidamente, isso geralmente é feito com um dispositivo genericamente chamado de "desserializador". O componente principal de um desserializador é um circuito chamado "registrador de deslocamento" (ou firmware ou software que executa a mesma função).
Você pode pensar em um registrador de turnos como sendo um pouco como uma brigada de balde de combate ao fogo dos velhos tempos. Agora imagine que, em vez de baldes de água serem entregues no outro extremo e esvaziados um de cada vez, os baldes são mantidos na brigada quando os "slots" são preenchidos, então esvaziados de uma só vez.
O primeiro balde - bit - que é inserido no s.r. é passado pela linha e termina no final. O próximo bit acaba na posição próxima ao extremo. Etc. Quando 'n' bits (para um barramento paralelo de n-bit) foram cronometrados, o conteúdo do registro é copiado, tudo de uma vez, para o barramento paralelo. (Como se os voluntários da brigada do balde tivessem jogado seus baldes ao mesmo tempo, na mesma direção).
Se você quiser saber mais sobre isso, aprenda sobre flip-flops "D" e depois desloque os registradores. Sugiro o clássico TTL Cookbook de Don Lancaster, capítulos 5 e 7. Don agora o disponibilizou como um download gratuito: link