Jaký je rozdíl mezi paralelním portem a sériovým portem. Bluetooth, alternativní síťové technologie. Připojení HomePlug PowerLine

Sériový port

Port nebo rozhraní, které lze použít pro sériovou komunikaci, kde je současně přenášen pouze 1 bit.

Většina sériových portů osobních počítačů odpovídá standardu RS-232C nebo RS-422. Sériový port je univerzální rozhraní a lze jej použít pro mnoho typů zařízení, včetně modemů, myší a tiskáren (ačkoli většina tiskáren se připojuje k paralelnímu portu).

Typický počítač má ttyS0 a ttyS2 na IRQ 4 a ttyS1 a ttyS3 na IRQ 3. Které IRQ se používají, můžete vidět zadáním: setserial /dev/ttyS2 atd. Pohled na /proc/interrupts ukáže některé z nich. Chcete-li použít více než dvě sériová zařízení, budete muset přemapovat přerušení. Dobrým přístupem je přemapování přerušení pro paralelní port. Na PC jsou vaše paralelní porty obvykle nastaveny na IRQ 5 a IRQ 7, ale jen málo lidí používá dva paralelní porty. Jedno z přerušení můžete přemapovat na sériové zařízení a dobře využít zbývající paralelní port. k tomu budete potřebovat program setserial. Kromě toho byste si měli pohrát s propojkami na základní desce, podívejte se do dokumentace k vaší desce. Nastavte propojky na IRQ, které chcete přiřadit každému portu.

Musíte vše nastavit tak, aby pro každé sériové zařízení existovalo pouze jedno přerušení. Takto to Greg nainstaluje do /etc/rc.d/rc. local - musíte to udělat v souboru, který se spustí po spuštění:

/sbin/setserial /dev/ttyS0 irq 3 # moje sériová myš

/sbin/setserial /dev/ttyS1 irq 4 # můj hloupý terminál Wyse

/sbin/setserial /dev/ttyS2 irq 5 # můj modem Zoom

/sbin/setserial /dev/ttyS3 irq 9 # můj modem USR

Standardní přiřazení IRQ:

Časovač IRQ 0, kanál 0

Klávesnice IRQ 1

IRQ 2 Kaskáda pro ovladač 2

IRQ 3 Sériový port 2

IRQ 4 Sériový port 1

IRQ 5 Paralelní port 2

Disketová mechanika IRQ 6

IRQ 7 Paralelní port 1

IRQ 8 Hodiny reálného času

IRQ 9 Přesměrováno na IRQ2

IRQ 10 není přiřazeno

IRQ 11 není přiděleno

IRQ 12 není přiděleno

Matematický koprocesor IRQ 13

Jednotka pevného disku IRQ 14 1

Jednotka pevného disku IRQ 15 2

Opravdu neexistuje žádný "správný způsob" přiřazení přerušení. Jen se ujistěte, že to není používáno základní deskou nebo jinými deskami.

Čísla přerušení 2, 3, 4, 5 nebo 7 jsou dobrou volbou. „nepřiřazeno“ znamená, že tato IRQ ve výchozím nastavení nic aktuálně nepoužívá. Všimněte si také, že IRQ 2 je stejné jako IRQ 9. Můžete to nazvat buď 2 nebo 9, sériový ovladač je velmi snadno pochopitelný. Pokud máte sériovou desku s 16bitovým konektorem sběrnice, můžete také použít IRQ 10, 11, 12 nebo 15.

Jen se ujistěte, že nepoužíváte IRQ 0, 1, 6, 8, 13 nebo 14! Používá je vaše základní deska. Zneužíváním těchto IRQ se můžete dostat do mnoha problémů. Až budete hotovi, podívejte se do /proc/interrupts a ujistěte se, že tam nejsou žádné konflikty.

Nastavení sériových adres zařízení

Dále musíte nastavit adresu portu. Nastavení propojek najdete v příručce k desce. Stejně jako přerušení může mít jedno sériové zařízení pouze jednu adresu. Vaše porty se obvykle dodávají s těmito nastaveními:

ttyS0 adresa 0x3f8

ttyS1 adresa 0x2f8

ttyS2 adresa 0x3e8

ttyS3 adresa 0x2e8

Vyberte adresy, které chcete použít pro každé sériové zařízení, a podle toho nastavte propojky. Můj modem je nastaven na ttyS3, moje myš je nastavena na ttyS0 a můj terminál je nastaven na ttyS2.

Když restartujete, Linux by měl vidět vaše sériové porty na adresách, na které jste je nastavili. IRQ, které Linux vidí, nemusí odpovídat IRQ, které jste nastavili pomocí propojek. Nedělej si s tím starosti. Linux se nepokouší určit IRQ při spouštění, protože určení IRQ je riskantní a může být nesprávné. Pomocí setserial sdělte Linuxu, jaké IRQ port používá. Můžete zkontrolovat /proc/ioports, abyste viděli, jaké adresy I/O portů se používají po zavedení Linuxu.

Adaptér paralelní rozhraní je sada registrů umístěných v adresovém prostoru I/O zařízení. Počet registrů závisí na typu portu, ale tři z nich jsou standardní a vždy přítomné - datový registr, stavový registr a řídicí registr. Adresy registrů se počítají od základny, jejíž standardní hodnoty jsou 3BCh, 378h, 278h. Počet nainstalovaných portů v počítači a jejich základní adresy zjistíte skenováním datové oblasti BIOSu v čase 0:408h pro LPT1, 0:40Ah pro LPT2, 0:40Ch pro LPT3 a 0:40Eh pro LPT4. Pokud tyto adresy obsahují slovo (2 bajty) s nenulovou hodnotou, jedná se o základní adresu portu. Pokud slovo obsahuje hodnotu null, port není nastaven. BIOS nepodporuje více než 4 porty LPT. Port může používat hardwarové přerušení (IRQ7 nebo IRQ9). Mnoho moderních systémů umožňuje změnit režim portu, jeho adresu a IRQ z nastavení BIOSu. Například AWARD BIOS má sekci Integrated Peripherals, která umožňuje konfigurovat režim, adresu a IRQ portu.

Port LPT má externí 8bitovou datovou sběrnici, 5bitovou sběrnici stavových signálů a 4bitovou sběrnici řídicích signálů. Při bootování se BIOS snaží detekovat paralelní port a dělá to primitivním a ne vždy správným způsobem - testovací bajt sestávající ze střídající se sady nul a jedniček (55h nebo AAh) je přenášen na možné základní adresy porty, pak se čte na stejné adrese, a pokud se přečtený bajt shoduje se zapsaným, pak se má za to, že na této adrese byl nalezen LPT port. Systém BIOS nemůže určit adresu portu LPT4. Pro práci s PU poskytuje BIOS přerušení INT 17h, které poskytuje možnost přenosu dat (byte po byte), inicializaci PU a přijímání informací o jeho stavu.

Port se nazývá „sériový“, protože informace jsou přes něj přenášeny jeden bit po druhém, sériově bit po bitu (na rozdíl od paralelního portu). Navzdory tomu, že některá počítačová rozhraní (například Ethernet, FireWire a USB) využívají i sériový způsob výměny informací, byl port standardu RS-232 přiřazen název „sériový port“.

Účel

Nejčastěji používaným standardem pro sériový port osobních počítačů je RS-232C. Dříve sloužil sériový port pro připojení terminálu, později pro modem nebo myš. Nyní se používá pro spojení s vestavěným výpočetním hardwarem, satelitními přijímači, registračními pokladnami, programátory, zařízeními pro zabezpečení objektů a mnoha dalšími zařízeními.

Pomocí portu COM můžete propojit dva počítače pomocí tzv. "kabelu nulového modemu" (viz níže). Používá se od MS-DOS k přenosu souborů z jednoho počítače do druhého, v UNIXu pro terminálový přístup k jinému stroji a ve Windows (dokonce i moderní) pro ladicí program na úrovni jádra.

Výhodou technologie je extrémní jednoduchost zařízení. Nevýhodou je nízká rychlost, velké velikosti konektorů a také často vysoké požadavky na odezvu OS a ovladačů a velký počet přerušení (jedno na polovinu hardwarové fronty, tedy 8 bajtů).

Související videa

Konektory

Na základních deskách předních výrobců (například Intel) nebo hotových systémech (například IBM, Hewlett-Packard, Fujitsu Siemens Computers) je pro sériový port akceptován symbol COM nebo RS-232.

Možnosti konektoru COM portu typu DE-9

Nejčastěji používané jsou konektory ve tvaru D standardizované v roce 1969: 9- a 25-pin (DB-9 a DB-25, v tomto pořadí). Dříve se používaly také DA-31 a kulaté osmikolíkové DIN-8. Maximální přenosová rychlost pro typický port je 115200 baudů.

Relevantnost

Existují standardy pro emulaci sériového portu přes USB a přes Bluetooth (tato technologie byla z velké části navržena jako „bezdrátový sériový port“).

Přesto je softwarová emulace tohoto portu i dnes hojně využívána. Takže například téměř všechny mobilní telefony emulují klasický COM port a modem pro tethering - počítačový přístup k internetu přes telefonní zařízení GPRS/EDGE/3G/4G. To využívá USB, Bluetooth nebo Wi-Fi k fyzickému připojení k počítači.

Také softwarová emulace tohoto portu je poskytována „hostům“ virtuálních strojů VMWare a Microsoft Hyper-V, jejímž hlavním účelem je připojit ladicí program na úrovni jádra Windows k „hostovi“.

Ve formě UART, který se liší napěťovými úrovněmi a absencí přídavných signálů, je přítomen téměř ve všech mikrokontrolérech, kromě těch úplně nejmenších, SoC, vývojových desek a je přítomen i na deskách většiny zařízení, ačkoliv konektor není na pouzdru zobrazen. Tato popularita je způsobena jednoduchostí tohoto rozhraní, a to jak z fyzického hlediska, tak snadným přístupem k portu pomocí softwaru ve srovnání s jinými rozhraními.

Zařízení

Konektor má kontakty:

DTR (Data Terminal Ready - připravenost k příjmu dat) - výstup na počítači, vstup na modemu. Označuje, že počítač je připraven pracovat s modemem. Resetování této linky způsobí téměř úplný reset modemu do původního stavu včetně zavěšení (některé řídicí registry po takovém resetu přežijí). V systému UNIX k tomu dochází, když všechny aplikace zavřely soubory na ovladači sériového portu. Myš používá tento vodič k napájení.

DSR (Data Set Ready - připravenost k přenosu dat) - vstup na počítači, výstup na modem. Indikuje, že modem je připraven. Pokud je tento řádek na nule, pak v některých operačních systémech nebude možné otevřít port jako soubor.

RxD (Receive Data - příjem dat) - vstup na počítači, výstup na modem. Proud dat vstupujících do počítače.

TxD (Transmit Data - přenos dat) - výstup na počítači, vstup na modemu. Proud dat vycházející z počítače.

CTS (Clear to Send - připravenost k přenosu) - vstup na počítači, výstup na modem. Počítač musí pozastavit přenos dat, dokud nebude tento vodič nastaven na jednu. Používá se v protokolu hardwarového řízení toku, aby se zabránilo přetečení v modemu.

RTS (Request to Send - požadavek na přenos) - výstup na počítači, vstup na modemu. Modem musí pozastavit přenos dat, dokud nebude tento vodič nastaven na jeden. Používá se v protokolu řízení toku hardwaru, aby se zabránilo přetečení hardwaru a ovladače.

DCD (Carrier Detect - přítomnost nosné) - vstup na počítači, výstup na modemu. Po navázání spojení s modemem na druhé straně nastavte modem na jedničku, při přerušení spojení vynulujte. Hardware počítače může způsobit přerušení, když k takové události dojde.

RI (Ring Indicator - signál volání) - vstup na počítači, výstup na modemu. Po detekci vyzváněcího signálu telefonního hovoru je modem nakloněn na jedničku. Hardware počítače může způsobit přerušení, když k takové události dojde.

SG (Signal Ground - signálová zem) - společný signálový vodič portu, není obecná půda, je zpravidla izolován od skříně počítače nebo modemu.

Kabel nulového modemu používá dva křížené páry: TXD/RXD a RTS/CTS.

Zpočátku byl v IBM PC a IBM PC / XT portový hardware postaven na čipu UART 8250 od National Semiconductor, poté byl čip nahrazen 16450, který byl softwarově kompatibilní s předchozími, ale umožňoval rychlosti až 115 200 bitů. za sekundu, pak se objevil čip 16550 obsahující obousměrnou datovou vyrovnávací paměť FIFO, aby se snížilo zatížení řadiče přerušení. V současnosti je součástí SuperIO čipu na základní desce spolu s řadou dalších zařízení.

Programový přístup k portu COM

UNIX

COM porty v operačním systému Unix (Linux) jsou soubory znakových zařízení. Obvykle jsou tyto soubory umístěny v adresáři /dev a jsou voláni

• ttyS0, ttyS1, ttyS2 atd. na Linuxu
• ttyd0, ttyd1, ttyd2 atd. (příp ttyu0, ttyu1, ttyu2 atd. od verze 8.0) ve FreeBSD
• ttya, ttyb, ttyc atd. v Solarisu
• ttyf1, ttyf2, ttyf3 atd. v IRIX
• tty1p0, tty2p0, tty3p0 atd. v HP-UX
• tty01, tty02, tty03 atd. v Digital Unix
• ser1, ser2, ser3 atd. v QNX

Pro programový přístup k COM portu je třeba otevřít odpovídající soubor pro čtení/zápis a volat speciální funkce tcgetattr (pro zjištění aktuálního nastavení) a tcsetattr (pro nastavení nových nastavení). Může být také nutné provést volání ioctl s určitými parametry. Poté při zápisu do souboru budou data posílána přes port a při čtení program přijímá již přijatá data z vyrovnávací paměti COM portu.

Zařízení s názvem "ttyxx" se používají jako serverová zařízení, to znamená, že aplikace, která toto zařízení otevřela, obvykle čeká na příchozí hovor z modemu. Klasickou výchozí aplikací je getty , která čeká na příchozí volání, poté nakonfiguruje COM port podle konfiguračních souborů, vypíše tam „login:“, přijme uživatelské jméno a jako dítě spustí příkaz „loginUserName“ se standardním vstupem. a výstup je přesměrován na COM port. Tento příkaz si zase vyžádá a zkontroluje heslo, a pokud je úspěšný, spustí (ne jako dítě, ale místo sebe voláním execve ve stejném procesu) výchozí uživatelský shell uvedený v souboru /etc/passwd.

Tato technologie historicky vznikla v 70. letech 20. století, kdy se pod OS UNIX používaly počítače jako PDP-11 (v SSSR se řada nazývala SM computers) nebo VAX, umožňující připojení mnoha terminálů pro práci mnoha uživatelů. Terminály – a potažmo celé uživatelské rozhraní – byly propojeny přes sériové porty s možností připojení modemu místo terminálu a následného vytáčení počítače pomocí telefonu. Až dosud mají operační systémy typu UNIX terminálový zásobník a obvykle 3 terminálové implementace - sériový port, obrazovka v textovém režimu + konzole klávesnice a "loopback" k jednomu z otevřených souborů ovládací aplikace (takto jsou implementovány telnetd, sshd a xterm).

Klientská zařízení se sériovým portem pro volání ven se na mnoha (ale ne na všech) UNIXech nazývají cuaxx.

Vzhledem k tomu, že sériový port v UNIXu je přístupný pouze přes zásobník terminálů, může být řídicím terminálem pro procesy a skupiny (odeslat SIGHUP při odpojení od modemu a SIGINT na Ctrl-C), podpora editace posledního řádku zadaného pomocí šipek na úroveň jádra atd. Vypnutí této funkce, aby se zařízení změnilo na „potrubí“ pro bajtový proud, vyžaduje volání ioctl.

Okna

Se sériovými porty ve Win32 se zachází jako se soubory. Funkce CreateFile se používá k otevření portu. Portů může být mnoho, proto se označují jako COM1, COM2 atd. v pořadí, v jakém jsou nalezeny ovladače zařízení. Prvních 9 portů je k dispozici také jako pojmenované kanály pro přenos dat (dostupné pod názvy "COM1", "COM2", ...), tato metoda přístupu je považována za zastaralou. Doporučuje se adresovat všechny porty jako soubory (pojmenované "\\.\COM1", "\\.\COM2", ... "\\.\COMx").

Přednáška 6. Sériové a paralelní porty .

6.1 Paralelní rozhraní

6.1.1. Rozhraní Centronics a port LPT

6.1.2 Rozhraní Centronics

6.1.3 Tradiční port LPT

6.1.4 Rozšíření paralelního portu

6.1.5 Standard IEEE 1284

6.1.6 Fyzická a elektrická rozhraní

6.1.7 Vývoj standardu IEEE 1284

6.1.8 Konfigurace portů LPT

6.2 Sériová rozhraní

6.2.1. Metody sériového přenosu

6.2.2 Rozhraní RS-232C

6.2.3 Elektrické rozhraní

6.2.4 COM port

6.2.5 Použití portů COM

6.2.6 Zdroje a konfigurace COM portů

6 .1 Paralelní rozhraní

Paralelní rozhraní se vyznačují tím, že pro přenos bitů ve slově používají samostatné signálové linky a bity jsou přenášeny současně. Paralelní rozhraní používají logické úrovně TTL (tranzistor-tranzistor logic), což omezuje délku kabelu kvůli nízké odolnosti rozhraní TTL vůči šumu. Neexistuje žádné galvanické oddělení. Pro připojení tiskáren se používají paralelní rozhraní. Přenos dat může být buď jednosměrný (Centronics), stejně jako obousměrné (Bitronika). Někdy se pro komunikaci mezi dvěma počítači používá paralelní rozhraní - ukazuje se síť "vyrobená na koleni" (LapLink). Protokoly rozhraní budou diskutovány níže. centronics, standard IEEE 1284 a také PC porty, které je implementují.

6.1.1. Rozhraní Centronics a port LPT

Pro připojení tiskárny přes rozhraní Centronics byl představen na PC paralelní port - tak vznikl název LPT port (Line PrintTer - řádková tiskárna), přes který se dnes již nepřipojují pouze řádkové tiskárny, ale název "LPT" zůstává.

6.1.2 Rozhraní Centronics

pojem Centronics se vztahuje jak na sadu signálů a komunikační protokol, tak na 36kolíkový konektor na tiskárnách. Účel signálů je uveden v tabulce. 1.1, a časové diagramy výměny s tiskárnou - na obr. 1.1. Rozhraní Centronics podporovány tiskárnami s paralelním
líné rozhraní. Jeho domácím protějškem je
rozhraní IRPR-M. Tradiční přístav SPP(Standard Parallel Port) je jednosměrný port, přes který je softwarově implementován výměnný protokol. centronics. Port generuje hardwarové přerušení na impulsu na vstupu Ack#. Signály portu jsou vyvedeny na konektor DB-25S(samice) namontované přímo na desce adaptéru (nebo systémové desce) nebo k ní připojené plochým kabelem.

6.1.3 Tradiční port LPT

Adaptér paralelního rozhraní je sada registrů umístěných v I/O prostoru. Registry portů jsou adresovány relativně k základní adrese portu, jejíž výchozí hodnoty jsou 3BCh, 378h a 278h. Port může obvykle používat řádek požadavku na hardwarové přerušení IRQ7 nebo IRQ5. Přístav má externí 8bitový datová sběrnice, 5bitový sběrnice stavového signálu a 4bitové řídicí signálová sběrnice BIOS podporuje až čtyři (někdy až tři) porty LPT (LPT1-LPT4) se službou přerušení INT 17h, zajišťující jejich prostřednictvím komunikaci s tiskárnou přes rozhraní centronics. Pomocí této služby BIOS provádí znakový výstup (dotazováním na připravenost, bez použití hardwarových přerušení), inicializaci rozhraní a tiskárny a dotazování stavu tiskárny. Standardní port má tři 8bitové registry, umístěné na sousedních adresách v I/O prostoru,
počínaje adresou základního portu (ZÁKLADNA).

6.1.4 Rozšíření paralelního portu

Nedostatky standardního portu částečně eliminovaly nové typy portů, které se objevily v počítačích PS / 2.

Obousměrný port 1 (paralelní port typu 1)-rozhraní představené v PS/2. Takový port může kromě standardního režimu pracovat ve vstupním režimu nebo obousměrném režimu. Výměnný protokol je generován softwarem a do registru řízení portu je zaveden speciální bit, který označuje směr přenosu CR.5:0 - datový buffer funguje pro výstup, 1 - pro vstup. Nezaměňujte tento port, nazývaný také vylepšený obousměrný, s CHYBOVAT. Tento typ portu se zakořenil v konvenčních počítačích.

Port pro přímý přístup k paměti (paralelní port DMA typu 3)
používá se v modelech PS / 2 57, 90, 95. Byl představen pro zvýšení propustnosti a snížení zátěže procesoru při výstupu na tiskárnu. Programu pracujícímu s portem stačilo pouze nastavit v paměti blok dat, která mají být vydána, a poté výstup podle protokolu Centronics pro-
byla provedena bez účasti zpracovatele. Později se objevily další adaptéry portů LPT, které implementují protokol výměny Centronics Hardware - Rychlý Centronics. Některé z nich využívaly datovou vyrovnávací paměť FIFO Paralelní port Režim FIFO. Protože nebyly standardizovány, takové porty od různých výrobců vyžadovaly použití vlastních speciálních ovladačů. Programy využívající přímé řízení standardních registrů portů je nemohly využívat efektivněji. Takové porty byly často součástí multikarty VLB. Existují varianty se sběrnicí ISA včetně vestavěných.

6.1.5 Standard IEEE 1284

Standardní paralelní rozhraní IEEE 1284, přijatá v roce 1994 definuje porty SPP, EPP A ESR. Norma definuje 5 komunikačních režimů, způsob vyjednávání režimu, fyzické a elektrické rozhraní. Podle IEEE 1284 jsou přes paralelní port možné následující komunikační režimy:

^ Režim kompatibility - jednosměrný (výstup) protokolem centronics. Tento režim odpovídá standardnímu portu SPP.

^ Režim okusování - byte vstup ve dvou cyklech (každý 4 bity), pomocí stavového řádku k příjmu. Tento režim výměny lze použít na libovolných adaptérech.

^ Byte Mode - vstup celého bajtu pomocí pro příjem datové linky. Tento režim funguje pouze na portech, které umožňují čtení výstupu. (Obousměrně nebo PS/2 typ 1).

• Režim EPP(Vylepšený paralelní port) (režim EPP) - obousměrná výměna dat. Řídicí signály rozhraní jsou generovány hardwarem během cyklu přístupu k portu. Efektivní při práci ze zařízení -
mi externí paměti a adaptéry LAN.

^ Režim ECP(Port s rozšířenou kapacitou) (režim ECP) ​​- obousměrná výměna dat s možností hardwarové komprese dat podle metody RLE(Run Length Encoding) a použití FIFO bufferů a DMA. Manažeři
signály rozhraní jsou generovány hardwarem. Efektivní pro tiskárny a skenery.

V počítačích s portem LPT na základní desce se režim SPP, EPP, ECP nebo jejich kombinace nastavuje v nastavení BIOS. Režim kompatibility je plně konzistentní se standardním portem SPP.

6.1.6 Fyzická a elektrická rozhraní

Standard IEEE 1284 definuje fyzikální vlastnosti přijímačů a vysílačů signálu. Specifikace standardního portu nespecifikovaly typy výstupních obvodů, mezní hodnoty pro zakončovací odpory a
kapacita zaváděná obvody a vodiči. Při relativně nízkých směnných kurzech šíření těchto parametrů nezpůsobovalo problémy s kompatibilitou. Pokročilé (funkčně i z hlediska přenosové rychlosti) režimy však vyžadují jasné specifikace. IEEE 1284 definuje dva
úroveň kompatibility rozhraní. První úroveň(Úroveň I) je definována pro zařízení, která jsou pomalá, ale používají obrácení dat. Druhý stupeň(Úroveň II) definovaná pro zařízení pracující v
pokročilé režimy s vysokou rychlostí a dlouhými kabely. NA vysílače platí následující požadavky:

^ Úroveň signálu naprázdno nesmí překročit -0,5...+5,5 V.

^ Úroveň signálu při zatěžovacím proudu 14 mA musí být alespoň +2,4 V pro vysokou úroveň (Vyhrál) a ne vyšší než +0,4 V pro nízkou úroveň (VoiJ při DC.

Tradiční kabely rozhraní mají 18 až 25 vodičů v závislosti na počtu vodičů v obvodu GND. Tyto vodiče mohou nebo nemusí být zkroucené. Na stínění kabelů nebyly kladeny žádné přísné požadavky. Je nepravděpodobné, že by takové kabely fungovaly spolehlivě při rychlostech
přenos 2 Mb/s a s délkou více než 2 m. Norma IEEE 1284 upravuje vlastnosti kabelu.

Tři různé konektory definované ve standardu IEEE 1284

6.1.7 Vývoj standardu IEEE 1284

Kromě hlavního standardu IEEE 1284, který již byl přijat, se v současné době vyvíjejí nové standardy, které jej doplňují. Tyto zahrnují:

^ IEEE R1284.1 "Standard pro informační technologie pro přepravu nezávislé rozhraní tiskárny/skeneru (TIP/SI)". Tento standard je vyvíjen pro správu a údržbu skenerů a tiskáren založených na protokolu NPAP (Network Printing Alliance Protocol).

n IEEE P1284.2 "Standard for Test, Measurement and Conformance to IEEE Std. 1284" je standard pro testování portů, kabelů a zařízení pro shodu s IEEE 1284.

ai IEEE P12843"Standaixl pro rozšíření rozhraní a protokolu pro porty periferních a hostitelských adaptérů vyhovující IEEE Std. 1284" je standard pro ovladače a použití zařízení aplikačním softwarem (softwarem). Specifikace systému BIOS již byly přijaty k použití CHYBOVAT Ovladače pro DOS. Vyvíjí se standard pro sdílené použití jednoho portu řetězcem zařízení nebo skupinou zařízení připojených přes multiplexer.

^ IEEE P1284.4"Standard pro doručování dat a logické kanály pro rozhraní IEEE Std. 1284" si klade za cíl implementovat paketový protokol pro spolehlivý přenos dat přes paralelní port. Základem je protokol ewlett-Packard MLC (Multiple Logical Channels), ale kompatibilita s ním ve finální verzi standardu není zaručena.

6.1.8 Konfigurace portů LPT

Správa paralelního portu je rozdělena do dvou fází
předkonfigurace(Nastavení) port hardware a aktuální(provozní) přepínání provozní režimy aplikačního nebo systémového softwaru. Přepínání za tepla je možné pouze v režimech povolených během konfigurace. To poskytuje možnost koordinace hardwaru se softwarem a blokování chybného přepínání způsobeného nesprávnými akcemi programu. Konfigurace portu LPT závisí na jeho verzi. Port umístěný na rozšiřující kartě (multikartě) instalované ve slotu ISA nebo ISA+VLB se konfiguruje propojkami na samotné kartě. Port na základní desce se konfiguruje pomocí nastavení systému BIOS.

6.2 Sériová rozhraní

Sériové rozhraní pro přenos dat využívá jednu signálovou linku, kterou jsou postupně přenášeny informační bity jeden po druhém. Odtud - název rozhraní a portu. anglické termíny - sériové rozhraní A Sériový port(někdy se špatně překládá jako
"seriál"). Sériový přenos snižuje počet signálových linek a zvyšuje dosah komunikace. Charakteristickým rysem je použití non-TTL signálů. Řada sériových rozhraní využívá galvanické oddělení externích (obvykle vstupních
ny) signály z uzemnění obvodu zařízení, což umožňuje připojit zařízení, která mají různé potenciály. Níže se budeme zabývat rozhraními RS-232C, RS-422A, RS-423A, RS-485, proudovou smyčkou, MIDI a COM portem.

6.2.1. Metody sériového přenosu

Sériový přenos dat lze provádět v
asynchronní nebo synchronní režimy. Na asynchronní před každým bajtem je začít takt, signalizace příjemci o začátku zprávy a následně datové bity a možná, paritní bit(parita). Dokončuje balíček zastavit rytmus, zaručení pauzy mezi odesíláním Start bit dalšího bajtu je odeslán kdykoli po stop bitu, to znamená, že mezi vysíláními jsou možné pauzy libovolné délky. Start bit, který má vždy přesně definovanou hodnotu (logická 0), poskytuje jednoduchý mechanismus pro synchronizaci přijímače se signálem z vysílače. Předpokládá se, že přijímač a vysílač pracují na stejné přenosové rychlosti. Generátor vnitřních hodin přijímače používá protidělič referenční frekvence, který je vynulován v okamžiku přijetí začátku start bitu. Tento čítač generuje vnitřní záblesky, kterými přijímač zafixuje následující přijaté

bitů. V ideálním případě jsou stroboskopy umístěny uprostřed bitových intervalů, což umožňuje přijímat data i při mírném nesouladu rychlostí přijímače a vysílače. Je zřejmé, že při přenosu 8 datových bitů, jeden řídicí a jeden stop bit, maximální povolená vzdálenost
rychlost párování, při které budou data správně rozpoznána, nesmí překročit 5 %. S přihlédnutím k fázovým zkreslením a diskrétnosti činnosti interního synchronizačního čítače je menší frekvenční odchylka skutečně přijatelná. Čím menší je dělicí poměr referenční frekvence vnitřního oscilátoru (čím vyšší je přenosová frekvence), tím větší je chyba vazby hradel na střed bitového intervalu a požadavky na konzistenci frekvence se zpřísňují. Čím vyšší je přenosová frekvence, tím větší je vliv okrajového zkreslení na fázi přijímaného signálu. Vzájemné působení těchto faktorů vede ke zvýšení požadavků na konzistenci frekvencí přijímače a vysílače se zvýšením frekvence výměny. Pro asynchronní režim řada standardní přenosové rychlosti: 50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600 a 115200 bps. Někdy se místo měrné jednotky "bps" používá "baud" (baud), ale při uvažování binárně přenášených signálů je to nesprávné. V baudech je obvyklé měřit frekvenci změny stavu linky a metodou nebinárního kódování (hojně používanou v moderních modemech) se mění přenosová rychlost (bps) a signál (baud) v komunikačním kanálu. se může několikrát lišit (podrobnosti viz Příloha A ). Množství datový bit může být 5, 6, 7 nebo 8 (5bitové a 6bitové formáty nejsou široce používány). Množství stop bit může být 1, 1,5 nebo 2 („jeden a půl bitu“ znamená pouze dobu trvání intervalu zastavení). Asynchronní výměna v PC je implementován pomocí COM port pomocí protokolu RS-232C. Synchronní režim přenosu předpokládá stálou činnost komunikačního kanálu. Přenos začíná synchronizačním bytem, ​​po kterém bezprostředně následuje proud datových bitů. Pokud vysílač nemá žádná data k přenosu, vyplní mezeru nepřetržitým odesíláním synchronizačních bajtů. Je zřejmé, že při přenosu velkých datových polí bude režie synchronizace v tomto režimu nižší než v asynchronním režimu. V synchronním režimu je však nutná externí synchronizace přijímače s vysílačem, protože i malá frekvenční odchylka povede ke zkreslení přijímaných dat. Externí synchronizace je možná buď pomocí samostatné linky pro přenos synchronizačního signálu, nebo pomocí samosynchronizačního kódování dat, při kterém lze oddělit synchronizační impulsy od přijímaného signálu na straně přijímače. V každém případě synchronní režim vyžaduje drahé komunikační linky nebo koncová zařízení. Pro PC existují speciální desky - SDLC adaptéry (drahé), které podporují režim synchronní výměny. Používají se především ke komunikaci s velkými stroji IBM (sálovými počítači) a nejsou příliš rozšířené. Ze synchronních adaptérů se v současnosti používají adaptéry rozhraní V.35.

Na fyzické úrovni Sériové rozhraní má různé implementace, které se liší způsobem přenosu elektrických signálů. Existuje řada souvisejících mezinárodních norem: RS-232C, RS-423A, RS-422A A RS-485.

. Standardní 25pinový konektor sériového portu

Nevyvážené čáry rozhraní RS-232C A RS-423A
mají nejnižší odolnost vůči šumu v běžném režimu,
i když diferenciální vstup přijímače RS-423A trochu zmírňuje situaci. Nejlepší parametry má rozhraní point-to-point RS-422A a jeho kmenový (sběrnicový) analog RS-485, fungující na symetrických komunikačních linkách. K přenosu každého signálu používají diferenciální signály se samostatným (krouceným) párem vodičů.

V těchto normách je zastoupen signál potenciál. Existují sériová rozhraní, kde je informativní proud protékající společným obvodem vysílač-přijímač - "proudová smyčka" a MIDI. Pro komunikaci na krátké vzdálenosti byly přijaty bezdrátové infračervené standardy. Nejrozšířenější v PC obdržel nejjednodušší z uvedených - standard RS-232C, implementovány pomocí COM portů. Široce používané v průmyslové automatizaci RS-485, a RS-422A, nachází se také v některých tiskárnách. K vyjednávání těchto souvisejících rozhraní existují převodníky signálu.

6.2.2 Rozhraní RS-232C

Rozhraní je navrženo pro připojení zařízení, které vysílá nebo přijímá data. (O OD - datové koncové zařízení popř APD - zařízení pro přenos dat; DTE – datové koncové zařízení), do koncových zařízení datových kanálů (AKD", DCE - Zařízení pro datovou komunikaci).Úlohou ADF může být počítač, tiskárna, plotr a další periferní zařízení. Modem obvykle funguje jako DCE. Konečným účelem spojení je propojit dva ADF. Norma popisuje řídicí signály rozhraní, přenos dat, elektrické rozhraní a typy konektorů. Standard poskytuje asynchronní a synchronní režimy výměny, ale podporují pouze COM porty asynchronní režim. funkční RS-232C ekvivalent
CCITT V.24/V.28 a rozhraní C2, ale mají různé názvy signálů.

6.2.3 Elektrické rozhraní

Standard RS-232C využívá nesymetrické vysílače a přijímače - signál je přenášen relativně ke společnému vodiči - zem obvodu (symetrické diferenciální signály se používají v jiných rozhraních - např. RS-422). Rozhraní NEZAJIŠŤUJE GALVANICKÉ IZOLACE zařízení. logická jednotka
odpovídá napětí vstup přijímače v rozsahu -12 ... -3 V. U vedení řídícího signálu se tento stav nazývá NA("povoleno"), pro sériové datové linky - OZNAČIT. Logická nula odpovídá rozsahu +3 ... +12 V. Pro řídicí signálové linky se stav nazývá OFF ("vypnuto") a pro sériové datové linky - PROSTOR. Rozsah -3...+3 V - mrtvá zóna, která určuje hysterezi přijímače: stav linky bude považován za změněný až po překročení prahové hodnoty (obr. 2.5). Úrovně signálu na výstupech vysílačů musí být v rozsahu -12...-5 V a +5...+12 V, aby reprezentovaly jedničku a nulu. Potenciální rozdíl mezi uzemněním obvodu (SG) připojených zařízení musí být menší než 2 V, při vyšším potenciálovém rozdílu je možné nesprávné vnímání signálů. Rozhraní předpokládá přítomnost OCHRANNÉ UZEMNĚNÍ pro připojená zařízení, pokud jsou obě napájena střídavým proudem a mají síťové filtry.

Připojení a odpojení kabelů rozhraní zařízení s vlastním napájením musí být když je vypnuté napájení. V opačném případě může být rozdíl v nevyvážených potenciálech zařízení v době přepínání aplikován na výstupní nebo vstupní (což je nebezpečnější) obvody rozhraní a vyřadit mikroobvody.

6.2.4 COM port

Sériové rozhraní COM port(Communication Port - komunikační port) se objevil v prvních modelech IBM PC. Byl implementován na čipu asynchronního transceiveru Intel 8250. Port měl podporu BIOSu (/L/T 74/?), ale hojně využívaná byla (a je) interakce s portem na úrovni registru. Proto ve všech počítačích kompatibilních s PC pro sériové rozhraní
použijte transceiverové čipy kompatibilní s i8250. V řadě domácích PC kompatibilních (téměř) počítačů byl pro sériové rozhraní použit čip KR580BB51, analog 18251. Tento čip je však univerzální synchronně-asynchronní transceiver (USART nebo USART - Universal Asynchronous
přijímač-vysílač). Takové počítače nemají kompatibilitu s PC na úrovni registrů COM portů. Je dobré, když mají odpovídající počítače "poctivý" ovladač B/OS /L/T 14h není stub, který vrací modem do stavu „vždy připraven“ a nic nedělá. Za nezbytnou se považuje kompatibilita na úrovni registrů COM portu. Mnoho vývojářů komunikačních balíčků nabízí práci přes B/OS /L/T 14h to je však při vysokých rychlostech neefektivní. Když mluvíme o PC COM portu, standardně máme na mysli kompatibilitu modelu registru s i8250 a implementaci asynchronního rozhraní RS-232C.

6.2.5 Použití portů COM

Nejčastěji se používají COM porty spojení
manipulátory(myš, trackball). V tomto případě se port používá v režimu sériového vstupu; napájení je dodáváno z rozhraní. Sériová myš - Sériová myš- lze se připojit k jakémukoli dobrému portu. Pro připojení externích modemů je použit plný (9žilový) kabel APD-AKD, jehož schéma je znázorněno na Obr. 2.7. Stejný kabel se používá pro přizpůsobení konektorů (podle počtu pinů); je možné použít adaptéry 9-25 určené pro myši. Komunikační software obvykle vyžaduje použití přerušení, ale existuje svoboda volby čísla portu (adresy) a linky přerušení. Pokud má pracovat rychlostí 9600 bps a vyšší, pak musí být COM port implementován na čipu UART 16550A nebo kompatibilní. Schopnost pracovat s FIFO buffery a výměna přes DMA kanály závisí na komunikačním softwaru. Pro komunikace mezi dvěma počítači vzdálené od sebe na krátkou vzdálenost využívají i přímé propojení svých COM portů kabelem null-modem (obr. 2.8). Použití programů, jako je Norton Commander nebo Interink MS-DOS, umožňuje výměnu souborů
růst až na 115,2 Kbps bez použití hardwarových přerušení. Stejné připojení může využít i síťový balíček Lantastic, který poskytuje pokročilejší službu.

Propojení tiskáren a plotrů k portu COM vyžaduje použití kabelu odpovídající zvolenému protokolu řízení toku: software XON/XOFF nebo hardwarové RTS/CTS. Upřednostňuje se hardwarový protokol. Přerušení během výstupu pomocí DOSu (příkazy KOPÍROVAT nebo TISK) se nepoužívají. COM port s příslušnou softwarovou podporou umožňuje přeměnit PC na terminál, emulující příkazový systém běžných specializovaných terminálů (VT-52, VT-100 atd.). Nejjednodušší terminál se získá, pokud jsou funkce systému BIOS služby COM port vzájemně uzavřeny (INT 14h), Výstup TTY (/L/T 10h) a vstup z klávesnice (INT 16h). Takový terminál však bude fungovat pouze při nízkých směnných kurzech (pokud samozřejmě není vyroben na Pentiu), protože funkce BIOSu, i když jsou univerzální, nejsou příliš rychlé.

Rozhraní RS-232Cširoce distribuované v různých dispečincích a terminálech. Port COM lze také použít jako obousměrné rozhraní, které má 3 softwarově řízené výstupní linky a 4 softwarově čitelné vstupní linky s bipolárními signály. Jejich použití je na vývojáři. Existuje např. obvod pro jednobitový pulsně-šířkový převodník, který umožňuje nahrávat audio signál na disk PC pomocí vstupní linky COM portu. Přehrávání tohoto záznamu přes běžný reproduktor PC umožňuje přenos řeči. V dnešní době, kdy se zvuková karta stala téměř
povinné PC zařízení, to není působivé, ale kdysi bylo takové řešení zajímavé.

COM port se používá pro bezdrátovou komunikaci s použitím vysílačů a přijímačů infračerveného rozsahu - IR (Infračervené) připojení. Toto rozhraní umožňuje komunikaci mezi dvojicí vzdálených zařízení na vzdálenost až několika metrů. Existují infračervené systémy s nízkou (až 115,2 Kbps), střední (1,152 Mbps) a vysokou (4 Mbps) rychlostí. Nízkorychlostní systémy slouží k výměně krátkých zpráv, vysokorychlostní systémy slouží k výměně souborů mezi počítači, připojení k počítačové síti,
výstup na tiskárnu, projektor atd. Očekává se, že vyšší přenosové rychlosti umožní přenos „živého videa“. V roce 1993 bylo vytvořeno sdružení vývojářů systémů pro infračervený přenos dat. IrDA(Infrared Data Association), navržený k zajištění kompatibility zařízení od různých výrobců Infračervené zářiče neruší rádiový frekvenční rozsah a zajišťují soukromí přenosu. IR paprsky neprocházejí stěnami, takže oblast příjmu je omezena na malou, snadno ovladatelnou oblast. Infračervená technologie je atraktivní
pro komunikaci přenosných počítačů se stacionárními počítači nebo stanicemi. Některé modely tiskáren mají infračervené rozhraní.

6.2.6 Zdroje a konfigurace COM portů

Počítač může mít až čtyři sériové porty COM 1-COM4(Pro stroje třídy AT jsou typické dva porty). COM porty mají externí zástrčkové konektory DB25P nebo db9p, zobrazené na zadní straně počítače. COM porty jsou implementovány na čipech UART, kompatibilní s rodinou 18250. Zabírají 8 sousedních 8bitových registrů v I/O prostoru a mohou být uspořádány podle standardu základní adresy. Porty generují hardwarová přerušení. Zda může být jedna linka požadavku sdílena více porty (nebo sdílena s jinými zařízeními), závisí na implementaci hardwarového připojení a softwaru. Při použití portů nainstalovaných na sběrnici ISA sdílená přerušení obvykle nefungují. Správa sériového portu je rozdělena do dvou fází - předběžná konfigurace (Setup) hardwaru portu a aktuální (provozní) přepínání provozních režimů aplikací nebo systémového softwaru. Konfigurace COM portu závisí na jeho verzi. Port na rozšiřující desce se konfiguruje pomocí propojek na samotné desce. Port na základní desce se konfiguruje pomocí nastavení systému BIOS.

Kontrolní otázky

Kontrolní otázky

1Popište účel paralelního a sériového rozhraní.

2 Co tento pojem označuje? « rozhraní S Centronics»?

3Popište „Tradiční port LPT“.

4Popište obousměrný port 1.

5Popište port DMA.

6Popište vlastnosti standardu IEEE 1284.

7Jaké úrovně kompatibility rozhraní definuje IEEE 1284?

8Seznam nových standardů IEEE 1284.

9Popište způsoby přenosu sériového signálu.

10Popište implementaci sériového rozhraní na fyzické úrovni.

11Popište účel rozhraní RS-232C.

12Popište vlastnosti elektrického rozhraní RS-232C.

13K čemu slouží porty COM? .

14Popište použití portu COM pro bezdrátovou komunikaci.

15Popište konfiguraci portů COM.

Konec formuláře

Paralelní port (zkrácený název - LPT) se objevil na úplně prvním IBM PC. Někdy se nazývá Centronics - podle jména vývojáře. Paralelní port se dříve používal především pro připojení tiskáren.

Moderní tiskárny jsou obvykle připojeny k počítači přes USB (viz kapitola 10), ale mnoho modelů má konektor pro připojení LPT kabelu (kabel paralelního portu).

Pojďme se naučit, jak najít konektory paralelního portu. Na Obr. 9.1 ukazuje LPT konektor na tiskárně Lexmark E321 - celkem moderní model (tiskárna byla koupena minulý rok). Pod ním je USB konektor s připojeným USB kabelem. To znamená, že tiskárna je aktuálně připojena k počítači přes USB.

Rýže. 9.1. LPT konektor na tiskárně

Pokud by byla tiskárna připojena k paralelnímu portu počítače, potřebovali bychom kabel zobrazený na obrázku 1. 9.2.

Rýže. 9.2. Kabel

Na Obr. 9.3 ukazuje základní desku. Největší konektor zobrazený na tomto obrázku je paralelní port. Pro připojení zařízení k paralelnímu portu počítače má obvykle růžovou barvu. Jak rozlišit mezi sériovými a paralelními porty, které mají stejnou velikost? Konektor paralelního portu je samičí a sériový port je samec. Jinými slovy, i když zamícháte barvy (sériový port má obvykle modrou barvu), nebudete se moci připojit k sériovému portu pomocí LPT kabelu.

Rýže. 9.3. Paralelní a sériové porty

Kromě tiskárny se můžete připojit k paralelnímu portu:

Některá paměťová média, jako jsou externí jednotky CD-ROM, magnetické jednotky s „vysokou“ kapacitou (dříve bylo 120 MB považováno za vysokokapacitní);

Páskové jednotky jsou magnetická pásková paměťová zařízení. Nyní se prakticky nepoužívají a dříve se často používaly k vytváření záloh na podnikových serverech – ostatně magnetická páska stála ve srovnání s jinými paměťovými médii penny a umožňovala v té době zaznamenávat velké množství informací (několik gigabajtů);

Skenery starých vzorků (moderní jsou připojeny přes USB).

Upřímně, pochybuji, že dnes budete potřebovat používat paralelní port, ale taková možnost tu je - možná máte starou tiskárnu, která stále funguje dobře, ale připojuje se pouze k portu LPT. Pak byste měli vědět o provozních režimech paralelního portu (režim provozu portu je obvykle vybrán v systému BIOS):

SPP (Standard Parallel Port) – standardní režim paralelního portu. V tomto režimu je povolen pouze jednosměrný přenos dat z počítače do periferního zařízení připojeného k portu. Rychlost přenosu dat - 200 Kbps;

EPP (Enhanced Parallel Port) - pokročilý režim. Obousměrná komunikace je povolena. Rychlost práce je až 2 Mbps. Umožňuje připojení až 64 periferních zařízení (v řetězci);