Serielle og parallelle porter. Serielle og parallelle porter, deres formål
Inn- og utdataenheter som tastatur, mus, skjerm og skriver leveres som standard med en PC. Alle perifere inngangsenheter må kobles til PC-en på en slik måte at data som legges inn av brukeren ikke bare kan gå inn på datamaskinen riktig, men også behandles effektivt i fremtiden. For datautveksling og kommunikasjon mellom periferiutstyr (inn-/utgangsenheter) og databehandlingsmodulen ( hovedkort) parallell eller seriell dataoverføring kan organiseres.
Parallell kommunikasjon betyr at alle 8 bits (eller 1 byte) sendes og overføres ikke etter hverandre, men samtidig (parallelt) eller mer presist hver på sin egen ledning. Prinsippet for parallell dataoverføring blir åpenbart når du vurderer en kabel koblet til en parallell grensesnittkontakt, for eksempel en skriverkabel. Den er betydelig tykkere enn en seriell musekabel fordi en parallell datakabel minimum må inneholde åtte ledninger, hver utformet for å bære en bit.
Parallelle grensesnitt er utviklet av Centronics, så det parallelle grensesnittet kalles ofte Centronics-grensesnittet.
Det parallelle grensesnittet for en skriver kalles vanligvis LPT (Line Printer). Den første tilkoblede skriveren er angitt som fra LPT1, og den andre - fra LPT2.
Det finnes flere typer parallellporter: standard, EPP og ECP.
En standard parallellport er kun beregnet for enveisoverføring av informasjon fra en PC til en skriver, som er inkludert i elektrisk diagram havn. Den gir en maksimal dataoverføringshastighet på 120 til 200 KB/s.
Port.ERP er toveis, dvs. gir parallell overføring av 8 biter med data i begge retninger og er fullt kompatibel med standardporten. EPP-porten sender og mottar data nesten seks ganger raskere enn en standard parallellport, godt hjulpet av at EPP-porten har en buffer som lagrer overførte og mottatte tegn til skriveren er klar til å motta dem. Spesialmodus lar EPP-porten overføre blokker med data direkte fra PC RAM til skriveren og tilbake, uten å omgå prosessoren. Med riktig programvare kan EPP-porten overføre og motta data med hastigheter på opptil 2 Mbps.
ECP-porten, som har alle egenskapene til EPP-porten, gir økt dataoverføringshastighet på grunn av datakomprimeringsfunksjonen. For datakomprimering brukes RLE-metoden (Run length Encoding), ifølge hvilken lang sekvens identiske tegn overføres på bare to byte: en byte bestemmer det gjentatte tegnet, og det andre - antall repetisjoner. Samtidig tillater ECP-standarden datakomprimering og dekompresjon både programmatisk (ved å bruke en driver) og maskinvare (ved hjelp av en portkrets). Denne funksjonen er valgfritt, så porter, periferiutstyr og programmer støtter det kanskje ikke. Den kan implementeres når datakomprimeringsmodusen støttes av både ECP-porten og skriveren. Å øke dataoverføringshastigheten ved å bruke ECP-porten reduserer tiden det tar å skrive ut data på skriveren betydelig.
Det er mulig å dra nytte av funksjonaliteten til ECP- og EPP-portene hvis du har en datamaskin utstyrt med en av disse standardene.
Seriell kommunikasjon utføres bit for bit: individuelle biter sendes (eller mottas) sekvensielt etter hverandre over en ledning, mens datautveksling er mulig i to retninger, datamottak og overføring utføres med samme klokkefrekvens. For serielle grensesnitt er utvalget av tilkoblede enheter mye bredere, så de fleste PC-er er vanligvis utstyrt med to grensesnittkontakter for seriell dataoverføring. Standardbetegnelsen for det serielle grensesnittet er oftest RS-232, RS-422, RS-465. De serielle grensesnittkontaktene på en PC er 9-pinners (hann) Sub-D eller 25-pins (hann) Sub-D.
For å etablere kommunikasjon mellom to serielle grensesnitt, må de først konfigureres deretter, dvs. angi hvordan data vil bli utvekslet: overføringshastighet, dataformat, paritetskontroll osv. Maskinvarekonfigurasjon av grensesnittet ved å installere jumpere eller brytere på riktig måte er upraktisk, siden du må åpne PC-dekselet. Vanligvis er det serielle grensesnittet konfigurert i programvare, spesielt siden Windows-miljø gir en slik mulighet.
Inne i datamaskinen og ekstern enhet. Så AGP-busskontakten er faktisk en port.
Å kontakte eksterne enheter en eller flere input/output-kontrollerbrikker er koblet til databussen.
De første IBM-PC-ene leverte
- innebygd port for tilkobling av et tastatur;
- opptil 4 (COM1 ... COM4) serielle porter (engelsk COMmunication), vanligvis brukt til å koble til relativt høyhastighets kommunikasjonsenheter ved hjelp av RS-232-grensesnittet, for eksempel modemer. Følgende hovedkortressurser ble tildelt dem:
- opptil 3 (LPT1 .. LPT3) parallellporter (Line Print Terminal), vanligvis brukt til å koble til skrivere ved hjelp av IEEE 1284-grensesnittet. Følgende hovedkortressurser ble tildelt dem:
Opprinnelig var COM- og LPT-porter fysisk fraværende på hovedkortet og ble implementert av et ekstra utvidelseskort satt inn i en av ISA-utvidelsessporene på hovedkortet.
Serielle porter ble vanligvis brukt til å koble til enheter som trengte å raskt overføre en liten mengde data, for eksempel en datamus og et eksternt modem, mens parallellporter ble brukt for en skriver eller skanner som overføringen av stort volum var ikke tidskritisk [ ] . Deretter ble støtte for serielle og parallelle porter integrert i brikkesett som implementerer logikken til hovedkortet.
Ulempen med RS-232- og IEEE 1284-grensesnittene er den relativt lave dataoverføringshastigheten, som ikke tilfredsstiller de økende behovene for dataoverføring mellom enheter. Som et resultat dukket det opp nye standarder for USB- og FireWire-grensesnittbusser, som ble designet for å erstatte de gamle I/O-portene.
En spesiell egenskap ved USB er at når mange USB-enheter er koblet til en enkelt USB-port, bruker de den såkalte. huber (USB-huber), som igjen kommuniserer med hverandre, og øker dermed antall USB-enheter som kan kobles til. Denne USB-busstopologien kalles "stjerne" og inkluderer også en rothub, som som regel er plassert i "sørbroen" på datamaskinens hovedkort, som alle barnehuber (i dette spesielle tilfellet, selve USB-enhetene) ) er tilkoblet.
IEEE 1394-bussen gir dataoverføring mellom enheter med hastigheter på 100, 200, 400, 800 og 1600 Mbit/s og er designet for å gi komfortabelt arbeid Med harddisk, digitale video- og lydenheter og andre høyhastighets eksterne komponenter.
FireWire, som USB, er en seriell buss. Valget av et serielt grensesnitt skyldes det faktum at for å øke hastigheten på grensesnittet er det nødvendig å øke frekvensen av dets drift, og i et parallelt grensesnitt forårsaker dette økt interferens mellom de parallelle kjernene til grensesnittkabelen og krever en reduksjon i lengden. I tillegg er kabel- og parallellbusskontaktene store.
Litteratur
- Raskt og enkelt. Montering, diagnostikk, optimalisering og oppgradering moderne datamaskin.: Øv. godtgjørelse - M.: Beste bøker, 2000. - 352 s. - ISBN 5-93673-003-4.
I/O-porter. Parallelle og serielle inngangs-/utgangsenheter
I/O-port
Dataoverføringskanal mellom enheten og mikroprosessoren. En port er representert i mikroprosessoren som en eller flere minneadresser som data kan leses eller skrives til.
I/O-kontakt for tilkobling av parallelle grensesnittenheter. De fleste skrivere kobles til en parallellport.
Datamaskinport for å organisere byte-for-byte asynkron kommunikasjon. En seriell port kalles også en kommunikasjons- eller COM-port.
Asynkron kommunikasjon
En form for datakommunikasjon der informasjon sendes og mottas med ujevne mellomrom, ett tegn om gangen. Fordi data mottas med uregelmessige intervaller, må en melding sendes til mottakermodemet for å tillate det å bestemme når karakterens databiter begynner og slutter. Dette er hva start- og stoppbitene er til for.
Parallellport (LPT)
(25-pinners kontakt). Designet for å koble til en skriver, skanner, samt eksterne enheter for lagring og transport av informasjon (stasjoner). Inntil nylig ble den preget av en relativt høy dataoverføringshastighet (ca. 2 MB/s). Som regel er LPT den eneste kontakten på bakveggen på datamaskinen.
Serieporter (COM) (9- og 25-pinners kontakter) har en mye lavere hastighet (ca. 112 kB/s). Det er derfor det falt på deres lodd å støtte alle slags "bedagelige" enheter - for eksempel en mus eller et modem. Opprinnelig var det fire COM-porter på datamaskinen, men over tid var det bare to igjen. Musen foretrekkes seriell port sin egen PS/2-kontakt, som deler den med tastaturet, og COM-porten hadde kun støtte for et tregt modem. Over tid vil modemet migrere til den nye USB-porten - da vil COM-porten endelig og ugjenkallelig bli en saga blott.
På en gang var musen og tastaturet koblet til forskjellige kontakter: musen var ved siden av modemet på COM-porten, og tastaturet hadde sin egen, unike kontakt. PS/2 – porten dukket først opp på masseproduserte hovedkort i 1998. Du vil ikke kunne koble noe annet enn en mus og tastatur til den.
Seriell port og USB-grensesnitt.
Dette nye produktet, som ble debutert med suksess i 2000, ble kalt en av tiårets viktigste innovasjoner. En av hovedfordelene med USB er at 127 enheter kan kobles til én USB-port (i motsetning til gamle porter: kun én enhet kan kobles til hver). Alle USB-enheter kan kobles til datamaskinen "i en kjede" - hvis hver "lenke" har sin egen USB-port eller en USB-hub for flere porter samtidig. Den eneste regelen som bør følges når du arbeider med USB, er at de mest produktive enhetene skal være først i kjeden: skriver, skanner, høyttalere, stasjoner. Og helt til slutt - et tregt tastatur og mus.
En annen viktig ting USB-kvalitet– dette grensesnittet lar deg koble alle enheter til datamaskinen din uten å starte systemet på nytt.
Hastigheten på den første modifikasjonen av USB (nemlig alle enheter utgitt før slutten av 2000 tilhører denne standarden) er ca. 12 MB/s (faktisk opererer en rekke enheter koblet til USB med en mye lavere hastighet - opptil 1,5 MB/s). Den nye USB 2.0-bussspesifikasjonen, vedtatt i april 2000, planla å øke dataoverføringshastigheten til 60 MB/s, men nye enheter som støtter denne overføringshastigheten kom ikke på markedet før på slutten av året. USB 2.0-kompatibel USB-enheter gammelt format, men de vil fungere med samme hastighet.
Infrarød port
En optisk port designet for å koble en datamaskin med andre datamaskiner eller enheter via infrarød stråling, uten kabler. Infrarøde porter brukes på noen bærbare datamaskiner, skrivere og kameraer.
Forelesning 6 Serie- og parallellporter .
6.1 Parallelle grensesnitt
6.1.1. Centronics-grensesnitt og LPT-port
6.1.2 Centronics-grensesnitt
6.1.3 Tradisjonell LPT-port
6.1.4 Parallelle portutvidelser
6.1.5 IEEE 1284-standard
6.1.6 Fysiske og elektriske grensesnitt
6.1.7 Utvikling av IEEE 1284-standarden
6.1.8 Konfigurere LPT-porter
6.2 Serielle grensesnitt
6.2.1. Seriell overføringsmetoder
6.2.2 RS-232C-grensesnitt
6.2.3 Elektrisk grensesnitt
6.2.4 COM-port
6.2.5 Bruke COM-porter
6.2.6 Ressurser og konfigurasjon av COM-porter
6 .1 Parallelle grensesnitt
Parallelle grensesnitt kjennetegnes ved at de bruker separate signallinjer for å overføre biter i et ord, og bitene overføres samtidig. Parallelle grensesnitt bruker TTL (transistor-transistor logic) logiske nivåer, som begrenser kabellengden på grunn av den lave støyimmuniteten til TTL-grensesnittet. Det er ingen galvanisk isolasjon. Parallelle grensesnitt brukes til å koble til skrivere. Dataoverføring kan være enten ensrettet (Centronics) og toveis (Bitronics). Noen ganger brukes et parallellgrensesnitt for kommunikasjon mellom to datamaskiner - resultatet er et nettverk "laget på kneet" (LapLink). Grensesnittprotokoller vil bli diskutert nedenfor Centronics, IEEE 1284-standarden, samt PC-porter som implementerer dem.
6.1.1. Centronics-grensesnitt og LPT-port
For å koble til en skriver via grensesnitt Centronics ble introdusert i PC parallell grensesnittport - Slik oppsto navnet LPT-port (Line Printer - linjeskriver) Selv om det nå ikke bare er linjeskrivere som er tilkoblet gjennom denne porten, består navnet "LPT".
6.1.2 Centronics-grensesnitt
Konsept Centronics refererer til både signalsettet og interaksjonsprotokollen, og 36-pinners kontakten på skrivere. Formålet med signalene er gitt i tabell. 1.1, og tidsdiagrammene for utveksling med skriveren er i fig. 1.1. Grensesnitt Centronics støttes av parallelle skrivere
praktisk grensesnitt. Dens innenlandske analog er
det er et grensesnitt IRPR-M. Tradisjonell port SPP(Standard Parallel Port) er en enveis port som utvekslingsprotokollen implementeres gjennom i programvare Centronics. Porten genererer et maskinvareavbrudd basert på en puls ved Ack#-inngangen. Portsignaler sendes ut til DB-25S-kontakt(sokkel) installert direkte på adapterkortet (eller hovedkortet) eller koblet til det med en båndkabel.
6.1.3 Tradisjonell LPT-port
Parallellgrensesnittadapteren er et sett med registre plassert i inngangs-/utgangsområdet. Portregistre er adressert i forhold til portbaseadressen, standardverdier som er 3BCh, 378h og 278h. Porten kan vanligvis bruke en maskinvareavbruddsforespørselslinje IRQ7 eller IRQ5. Havnen har utvendig 8-bit data buss 5-bit status buss og 4-bit styresignal buss, BIOS støtter opptil fire (noen ganger opptil tre) LPT-porter (LPT1-LPT4) med sin avbruddstjeneste INT 17h, gir gjennom dem kommunikasjon med skriveren via grensesnitt Centronics. Med denne tjenesten viser BIOS et tegn (ved polling-beredskap, uten bruk av maskinvareavbrudd), initialiserer grensesnittet og skriveren, og poller også skriverstatusen. Standardporten har tre 8-bits registre, plassert på tilstøtende adresser i I/O-rommet,
starter fra baseportadressen (UTGANGSPUNKT).
6.1.4 Parallelle portutvidelser
Feil standard port delvis eliminert de nye typene porter som dukket opp på PS/2-datamaskiner.
Type 1 parallellport-grensesnitt introdusert i PS/2. I tillegg til standardmodusen kan en slik port fungere i inngangsmodus eller toveismodus. Utvekslingsprotokollen genereres av programvare, og en spesiell bit introduseres i portkontrollregisteret for å indikere overføringsretningen CR.5:0 - Databufferen fungerer for utgang, 1 - for input. Ikke forveksle denne porten, også kalt forbedret toveis, med FEIL. Denne typen porter har slått rot i vanlige datamaskiner.
Direkte minnetilgangsport (DMA-parallellport type 3)
brukt i PS/2-modeller 57, 90, 95. Ble introdusert for å øke båndbredde og lossing av prosessoren når den sendes ut til en skriver. Programmet som jobber med porten trengte bare å spesifisere i minnet datablokken som skulle sendes ut, og deretter sende ut i henhold til protokollen Centronics produsert
ble utført uten deltakelse fra prosessoren. Senere dukket det opp andre LPT-portadaptere som implementerte utvekslingsprotokollen Centronics maskinvare - Rask Centronics. Noen av dem brukte FIFO-databuffer Parallell port FIFO-modus. Slike porter fra forskjellige produsenter var ikke standardiserte og krevde bruk av egne spesialdrivere. Programmer som brukte direkte kontroll av standard portregistre klarte ikke å bruke dem mer effektivt. Slike porter ble ofte inkludert i VLB-multikort. Det finnes varianter med ISA-bussen, inkludert innebygde.
6.1.5 IEEE 1284-standard
Parallell grensesnitt standard IEEE 1284 vedtatt i 1994, definerer havner SPP, EPP Og ESR. Standarden definerer 5 datautvekslingsmoduser, modusforhandlingsmetode, fysiske og elektriske grensesnitt. I henhold til IEEE 1284 er følgende moduser for datautveksling via parallellporten mulig:
^ Kompatibilitetsmodus - ensrettet (utgang) per protokoll Centronics. Denne modusen tilsvarer standard port SPP.
^ Nibble-modus - skriv inn en byte i to sykluser (4 biter hver), ved å bruke statuslinjen for å motta. Denne utvekslingsmodusen kan brukes på alle adaptere.
^ Byte-modus - input av en hel byte ved å bruke datalinjer for å motta. Denne modusen fungerer bare på porter som kan lese utdata (Toveis eller PS/2 Type 1).
t EPP-modus(Forbedret parallellport) (EPP-modus) - toveis datautveksling. Grensesnittkontrollsignaler genereres av maskinvare under porttilgangssyklusen. Effektiv når du arbeider med enheten -
mi eksternt minne og lokale nettverkskort.
^ ECP-modus(Utvidet kapasitetsport) (ECP-modus) - toveis datautveksling med mulighet for maskinvaredatakomprimering ved hjelp av RLE(Run Length Encoding) og bruk av FIFO-buffere og DMA. Ledere
grensesnittsignaler genereres i maskinvare. Effektiv for skrivere og skannere.
På datamaskiner med en LPT-port på hovedkortet er SPP, EPP, ECP-modus eller en kombinasjon av dem satt i BIOS-oppsett. Kompatibilitetsmodusen er helt konsistent med standard SPP-port.
6.1.6 Fysiske og elektriske grensesnitt
IEEE 1284-standarden definerer de fysiske egenskapene til signalmottakere og -sendere. Standard portspesifikasjonene spesifiserte ikke typene utgangskretser, grenseverdier for belastningsmotstander og
kapasitans bidratt av kretser og ledere. Ved relativt lave valutakurser forårsaket ikke spredningen av disse parameterne kompatibilitetsproblemer. Avanserte (funksjonelle og overføringshastigheter) moduser krever imidlertid klare spesifikasjoner. IEEE 1284 definerer to
nivå av grensesnittkompatibilitet. Første nivå(Nivå I) er definert for enheter som er trege, men som bruker en endring i dataoverføringsretningen. Andre nivå(Nivå II) er definert for enheter som opererer i
avanserte moduser, høye hastigheter og lange kabler. TIL sendere følgende krav gjelder:
^ Signalnivåer uten belastning bør ikke gå over -0,5... +5,5 V.
^ Signalnivåer ved en laststrøm på 14 mA må være minst +2,4 V for høy level (Vant) og ikke høyere enn +0,4 V for lavt nivå (VoiJ on DC.
Tradisjonelle grensesnittkabler har mellom 18 og 25 ledninger, avhengig av antall GND-ledninger. Disse lederne kan være sammenvevd eller ikke. Det var ingen strenge krav til kabelskjerming. Slike kabler vil neppe fungere pålitelig ved hastigheter
overfører 2 MB/s og med en lengde på mer enn 2 m. IEEE 1284-standarden regulerer egenskaper til kabler.
Tre forskjellige kontakter definert i IEEE 1284-standarden
6.1.7 Utvikling av IEEE 1284-standarden
I tillegg til hovedstandarden IEEE 1284, som allerede er tatt i bruk, er nye standarder under utvikling for å utfylle den. Disse inkluderer:
^ IEEE R1284.1 "Standard for Informasjonsteknologi for transportuavhengig skriver-/skannergrensesnitt (TIP/SI)". Denne standarden utvikles for administrasjon og vedlikehold av skannere og skrivere basert på NPAP-protokollen (Network Printing Alliance Protocol).
n IEEE P1284.2 "Standard for Test, Measurement and Conformance to IEEE Std. 1284" - en standard for testing av porter, kabler og enheter for samsvar med IEEE 1284.
ai IEEE P12843"Standaixl for Interface and Protocol Extensions to IEEE Std. 1284 Compliant Peripheral and Host Adapter Ports" - en standard for drivere og bruk av enheter av applikasjonsprogramvare (programvare). Allerede aksepterte BIOS-spesifikasjoner for bruk FEIL DOS-drivere. En standard utvikles for delt bruk av én port av en kjede av enheter eller en gruppe enheter koblet til via en multiplekser.
^ IEEE P1284.4"Standard for datalevering og logiske kanaler for IEEE Std. 1284-grensesnitt" har som mål å implementere en pakkeprotokoll for pålitelig dataoverføring over en parallellport. Grunnlaget er MLC (Multiple Logical Channels)-protokollen fra ewlett-Packard, men kompatibilitet med den i den endelige versjonen av standarden er ikke garantert.
6.1.8 Konfigurere LPT-porter
Parallell portkontroll er delt inn i to trinn
foreløpig konfisering(Oppsett) port maskinvare og nåværende(operativ) veksling driftsmoduser for applikasjoner eller systemprogramvare. Driftssvitsjing er kun mulig innenfor grensene for modusene som er tillatt under konfigurasjonen. Dette sikrer muligheten for å matche maskinvaren med programvaren og blokkere falske vekslinger forårsaket av feil programhandlinger. Konfigurasjonen av en LPT-port avhenger av versjonen. Porten, plassert på et utvidelseskort (multikort) installert i et ISA- eller ISA+VLB-spor, konfigureres ved hjelp av jumpere på selve kortet. Porten på hovedkortet er konfigurert gjennom BIOS Setup.
6.2 Serielle grensesnitt
Det serielle grensesnittet for dataoverføring bruker en enkelt signallinje, langs hvilken informasjonsbiter overføres etter hverandre sekvensielt. Derav navnet på grensesnittet og porten. Engelske termer – Seriell grensesnitt Og Seriell port(noen ganger feiloversatt som
"seriell"). Seriell overføring lar deg redusere antall signallinjer og øke kommunikasjonsrekkevidden. Karakteristisk trekk er bruk av ikke-TTL-signaler. En rekke serielle grensesnitt bruker galvanisk isolasjon av eksterne (vanligvis inngangs-
nal) signaler fra kretsjorden til enheten, som lar deg koble til enheter med forskjellige potensialer. Nedenfor vil vi vurdere grensesnittene RS-232C, RS-422A, RS-423A, RS-485, strømsløyfe, MIDI og COM-port.
6.2.1. Seriell overføringsmetoder
Seriell dataoverføring kan utføres i
asynkrone eller synkrone moduser. På asynkron hver byte innledes med startbit, signaliserer til mottakeren starten på en overføring, etterfulgt av databiter og kanskje paritetsbit(paritet). Fullfører pakken stopp litt, garanterer en pause mellom sendingene Startbiten til neste byte sendes når som helst etter stoppbiten, det vil si at pauser av vilkårlig varighet er mulig mellom overføringene. Startbiten, som alltid har en strengt definert verdi (logisk 0), gir en enkel mekanisme for å synkronisere mottakeren med et signal fra senderen. Det antas at mottaker og sender opererer med samme overføringshastighet. Den interne klokkegeneratoren til mottakeren bruker en motdeler av referansefrekvensen, som tilbakestilles til null i det øyeblikket starten av startbiten mottas. Denne telleren genererer interne strober som mottakeren registrerer etterfølgende mottatte
 |
biter. Ideelt sett er stroboblene plassert i midten av bitintervallene, noe som gjør at data kan mottas selv med et lite misforhold mellom hastighetene til mottaker og sender. Åpenbart, når du overfører 8 databiter, en kontroll- og en stoppbit, er den maksimalt tillatte distribusjonen
hastighetsmatchingen som dataene vil bli gjenkjent med kan ikke overstige 5 %. Med tanke på faseforvrengninger og diskret drift av den interne synkroniseringstelleren, er et mindre frekvensavvik faktisk tillatt. Jo mindre den interne oscillator(jo høyere sendefrekvensen er), desto større er feilen ved å feste portene til midten av bitintervallet, og kravene til frekvenskonsistens blir strengere. Jo høyere overføringsfrekvens, desto større effekt av kantforvrengning på fasen til det mottatte signalet. Samspillet mellom disse faktorene fører til økte krav til frekvenstilpasning mellom mottaker og sender etter hvert som utvekslingsfrekvensen øker. For den asynkrone modusen brukes følgende serie: standard overføringshastigheter: 50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600 og 115200 bps. Noen ganger brukes måleenheten "baud" i stedet for "bit/s", men dette er feil når man vurderer binære overførte signaler. Det er vanlig å måle frekvensen av linjetilstandsendringer i baud, og med en ikke-binær kodemetode (mye brukt i moderne modemer) i en kommunikasjonskanal, kan bithastigheter (bit/s) og signalendringer (baud) variere flere ganger (for flere detaljer, se vedlegg A ). Mengde databit kan være 5, 6, 7 eller 8 (5- og 6-bits formater er ikke veldig vanlige). Mengde stopp litt kan være 1, 1,5 eller 2 ("en og en halv bit" betyr bare varigheten av stoppintervallet). Asynkron utveksling i PC er det implementert vha COM-port ved hjelp av protokoll RS-232C. Synkron overføringsmodus antar konstant aktivitet av kommunikasjonskanalen. Sendingen begynner med en synkroniseringsbyte, umiddelbart etterfulgt av en strøm av informasjonsbiter. Hvis senderen ikke har noen data å overføre, fyller den pausen ved kontinuerlig å sende synkroniseringsbyte. Åpenbart, når du overfører store datamengder, vil synkroniseringskostnadene i denne modusen være lavere enn i asynkron modus. Men i synkron modus er ekstern synkronisering av mottakeren med senderen nødvendig, siden selv et lite frekvensavvik vil føre til forvrengning av de mottatte dataene. Ekstern synkronisering er mulig enten ved å bruke en separat linje for å sende et synkroniseringssignal, eller ved å bruke selvsynkroniserende datakoding, hvor synkroniseringspulser kan trekkes ut fra det mottatte signalet på mottakersiden. I alle fall krever synkron modus dyre kommunikasjonslinjer eller terminalutstyr. For PC-er er det spesialkort - SDLC-adaptere (dyre) som støtter synkron utvekslingsmodus. De brukes først og fremst til å kommunisere med store IBM-maskiner (stormaskiner) og er ikke mye brukt. Blant synkrone adaptere brukes for tiden V.35-grensesnittadaptere.
På fysisk nivå det serielle grensesnittet har forskjellige implementeringer, forskjellig i måten de overføres på elektriske signaler. Det er en rekke relaterte internasjonale standarder: RS-232C, RS-423A, RS-422A Og RS-485.
 |
. Standard 25-pinners seriell portkontakt
Ubalanserte grensesnittlinjer RS-232C Og RS-423A
har den laveste immuniteten mot common mode interferens,
selv om den differensielle inngangen til mottakeren RS-423A myker opp situasjonen noe. De beste alternativene har et punkt-til-punkt-grensesnitt RS-422A og dens viktigste (buss) analog RS-485 jobber for symmetriske linjer kommunikasjon. De bruker differensialsignaler med et separat (vridd) ledningspar for å overføre hvert signal.
I de listede standardene er signalet representert potensiell. Det er serielle grensesnitt der strømmen flyter gjennom felles krets sender-mottaker - "current loop" og MIDI. Standarder for trådløs infrarød kommunikasjon er tatt i bruk for kortdistansekommunikasjon. Den mest brukte i PC-er er den enkleste av de ovennevnte - standarden RS-232C, implementert av COM-porter. Mye brukt i industriell automasjon RS-485 og RS-422A, finnes også i enkelte skrivere. Signalomformere finnes for å imøtekomme disse relaterte grensesnittene.
6.2.2 RS-232C-grensesnitt
Grensesnittet er designet for å koble til utstyr som sender eller mottar data (Om OD – terminalutstyr data eller ADF - dataoverføring utstyr; DTE – Dataterminalutstyr), til terminalutstyret til datakanaler (AKD", DCE - Datakommunikasjonsutstyr). En datamaskin, skriver, plotter osv. kan fungere som en ADF. periferiutstyr. Modemet spiller vanligvis rollen som ADC. Det endelige formålet med tilkoblingen er å koble til to ADF-enheter. Standarden beskriver grensesnittkontrollsignaler, dataoverføring, elektrisk grensesnitt og kontakttyper. Standarden gir asynkron og synkrone moduser utveksling, men COM-porter støtter kun asynkron modus. Funksjonelt RS-232C tilsvarende
CCITT V.24/V.28 standard og C2 grensesnitt, men de har forskjellige signalnavn.
6.2.3 Elektrisk grensesnitt
Standard RS-232C bruker ensidige sendere og mottakere - signalet overføres i forhold til en felles ledning - kretsjord (balanserte differensialsignaler brukes i andre grensesnitt - f.eks. RS-422). Grensesnitt GIR IKKE GALVANISK ISOLASJON enheter. Logisk enhet
tilsvarer spenningen på mottakerinngang i området -12...-3 V. For styresignallinjer kalles denne tilstanden PÅ("aktivert"), for serielle datalinjer - MERKE. Logisk null tilsvarer området +3...+12 V. For styresignallinjer kalles tilstanden AV, og for serielle datalinjer - ROM. Området -3...+3 V er en dødsone som forårsaker hysterese av mottakeren: linjetilstanden vil bli vurdert som endret først etter å ha krysset terskelen (fig. 2.5). Signalnivåene på senderutgangene må være i områdene -12...-5 V og +5...+12 V for å representere henholdsvis én og null. Potensialforskjellen mellom kretsjordingen (SG) til de tilkoblede enhetene må være mindre enn 2 V; med en høyere potensialforskjell kan feil oppfatning av signaler oppstå. Grensesnittet antar tilstedeværelsen BESKYTTENDE JORDING for enhetene som kobles til, hvis de både er vekselstrømsdrevne og har nettverksfiltre.
Koble til og fra grensesnittkabler selvdrevne enheter må lages når strømmen er av. Ellers kan forskjellen i ujevne potensialer til enheter på tidspunktet for svitsjingen påføres utgangs- eller inngangsgrensesnittkretsene (som er farligere) og skade mikrokretsene.
6.2.4 COM-port
Seriell grensesnitt COM-port(Communication Port) dukket opp i de første IBM PC-modellene. Den ble implementert på en Intel 8250 asynkron transceiver-brikke. Porten hadde BIOS-støtte(/L/T 74/?), men interaksjon med porten på registernivå ble (og er) mye brukt. Derfor, i alle PC-kompatible datamaskiner for det serielle grensesnittet
bruk transceiverbrikker som er kompatible med i8250. I en rekke innenlandske PC-kompatible (nesten) datamaskiner ble mikrokretsen KR580BB51, en analog av 18251, brukt for det serielle grensesnittet. Denne mikrokretsen er imidlertid en universell synkron-asynkron transceiver (USART eller Universal Asynchronous)
Mottaker-sender). Slike datamaskiner er ikke kompatible med PC-er på COM-portregisternivå. Det er bra hvis de tilsvarende datamaskinene har en "ærlig" driver B/OS /L/T 14 timer, og ikke en stubbe som returnerer modemets "alltid klar"-tilstand og ikke gjør noe. Kompatibilitet på COM-portregisternivå anses som nødvendig. Mange utviklere av kommunikasjonspakker tilbyr også arbeid via B/OS/L/T 14 timer, ved høye hastigheter er dette imidlertid ineffektivt. Når vi snakker om PC COM-porten, vil vi som standard bety kompatibilitet av registermodellen med i8250 og implementering av et asynkront grensesnitt RS-232C.
6.2.5 Bruke COM-porter
COM-porter brukes oftest til forbindelser
manipulatorer(mus, styrekule). I dette tilfellet brukes porten i seriell inngangsmodus; Strøm leveres fra grensesnittet. Seriell mus - Seriell mus-kan koble til hvilken som helst fungerende port. Til kobler til eksterne modemer bruker en full kabel (9-leder). APD-AKD, diagrammet som er vist i fig. 2.7. Den samme kabelen brukes til å matche kontakter (i henhold til antall kontakter); Det er mulig å bruke adaptere 9-25 designet for mus. Kommunikasjonsprogramvare krever vanligvis bruk av avbrudd, men det er frihet i å velge portnummer (adresse) og avbruddslinje. Hvis drift forventes ved hastigheter på 9600 bps og høyere, må COM-porten implementeres på en UART 16550A eller kompatibel brikke. Evnen til å jobbe med FIFO-buffere og utveksling via DMA-kanaler avhenger av kommunikasjonsprogramvaren. Til forbindelse mellom to datamaskiner, ekstern venn fra hverandre på kort avstand, bruker de også direkte tilkobling av COM-portene sine nullmodemkabel(Fig. 2.8). Ved å bruke programmer som Norton Commander eller Interink MS-DOS kan du utveksle filer raskt.
opptil 115,2 Kbps uten bruk av maskinvareavbrudd. Den samme forbindelsen kan også brukes av Lantastic-nettverkspakken, som gir en mer avansert tjeneste.
Koble til skrivere og plottere til COM-porten krever bruk av en kabel som tilsvarer den valgte flytkontrollprotokollen: programvare XON/XOFF eller maskinvare RTS/CTS. Maskinvareprotokoll er å foretrekke. Avbrudd under utdata ved hjelp av DOS (kommandoer KOPIERE eller SKRIVE UT) ikke brukes. En COM-port, med passende programvarestøtte, lar deg gjøre om en PC til terminal, emulere kommandosystemet til vanlige spesialiserte terminaler (VT-52, VT-100, etc.). Den enkleste terminalen oppnås ved å koble BIOS-funksjonene for COM-portvedlikehold til hverandre. (INT 14h), teletype-utgang (/L/T 10 t) og tastaturinndata (INT 16t). Imidlertid vil en slik terminal bare fungere ved lave overføringshastigheter (med mindre den selvfølgelig er laget på en Pentium), siden BIOS-funksjonene, selv om de er universelle, ikke er veldig raske.
Grensesnitt RS-232C bredt distribuert i ulike kontrollsentre og terminaler. COM-porten kan også brukes som toveis grensesnitt, som har 3 programvarestyrte utgangslinjer og 4 programlesbare inngangslinjer med bipolare signaler. Bruken deres bestemmes av utvikleren. Det er for eksempel en krets av en en-bits pulsbredde-omformer som lar deg skrive lydsignal til PC-disken ved hjelp av inngangslinjen til COM-porten. Ved å spille av dette opptaket gjennom en vanlig PC-høyttaler kan tale overføres. Nå for tiden, når lydkortet har blitt nesten
en obligatorisk PC-enhet, det er ikke imponerende, men en gang i tiden var en slik løsning interessant.
COM-porten brukes til trådløs kommunikasjon ved hjelp av infrarøde sendere og mottakere - IR (infrarød) tilkobling. Dette grensesnittet tillater kommunikasjon mellom et par enheter plassert i en avstand på flere meter. Det finnes infrarøde systemer med lave (opptil 115,2 Kbps), middels (1,152 Mbps) og høye (4 Mbps) hastigheter. Lavhastighetssystemer brukes til utveksling korte meldinger, høyhastighets - for å utveksle filer mellom datamaskiner, koble til et datanettverk,
utdata til en skriver, projeksjonsenhet osv. Høyere valutakurser forventes, noe som vil tillate overføring av "live video". I 1993 ble en sammenslutning av utviklere av infrarøde dataoverføringssystemer opprettet IrDA(Infrared Data Association), designet for å sikre kompatibilitet av utstyr fra ulike produsenter Infrarøde sendere skaper ikke interferens i radiofrekvensområdet og sikrer konfidensiell overføring. IR-stråler går ikke gjennom vegger, så resepsjonsområdet er begrenset til et lite, lett kontrollert rom. Infrarød teknologi er attraktiv
for kommunikasjon bærbare datamaskiner med stasjonære datamaskiner eller stasjoner. Noen skrivermodeller har et infrarødt grensesnitt.
6.2.6 Ressurser og konfigurasjon av COM-porter
En datamaskin kan ha opptil fire serielle porter COM 1-COM4(for maskiner i AT-klassen er det typisk å ha to porter). COM-porter har eksterne DB25P hannkontakter eller DB9P, vises på bakpanel datamaskin. COM-porter er implementert på mikrokretser UART familiekompatibel 18250. De opptar 8 tilstøtende 8-bits registre i I/O-rommet og kan ordnes i henhold til standard baseadresser. Havner produserer maskinvareavbrudd. Muligheten til å dele én forespørselslinje med flere porter (eller dele den med andre enheter) avhenger av implementeringen av maskinvaretilkoblingen og programvaren. Når du bruker porter installert på ISA-bussen, fungerer delte avbrudd vanligvis ikke. Seriell portadministrasjon er delt inn i to stadier - foreløpig konfigurasjon (oppsett) av portmaskinvaren og gjeldende (on-line) bytte av driftsmoduser for applikasjon eller systemprogramvare. Konfigurasjonen av COM-porten avhenger av versjonen. Porten på utvidelseskortet er konfigurert ved hjelp av jumpere på selve kortet. Porten på hovedkortet er konfigurert gjennom BIOS Setup.
Kontrollspørsmål
1Beskriv formålet med parallelle og serielle grensesnitt.
2 Hva refererer konseptet til? « Grensesnitt Med Centronics»?
3 Beskriv "Tradisjonell LPT-port".
4Beskriv toveis port 1.
5 Beskriv en DMA-port.
6 Beskriv funksjonene til IEEE 1284-standarden.
7Hvilke nivåer av grensesnittkompatibilitet definerer IEEE 1284?
8 Ny liste IEEE-standarder 1284.
9 Beskriv metoder for seriell signaloverføring.
10Beskriv implementeringen av et serielt grensesnitt på fysisk nivå.
11Beskriv formålet med grensesnittet RS-232C.
12Beskriv funksjonene til det elektriske grensesnittet RS-232C.
13Hva brukes COM-porter til? .
14Beskriv bruken av en COM-port for trådløs kommunikasjon.
15 Beskriv konfigurering av COM-porter.
Slutt på skjema
Laboratoriearbeid nr. 9
Parallelle og serielle porter og deres driftsfunksjoner
Mål laboratoriearbeid:
Studerer funksjonene til parallelle og serielle porter
Den (personlige) datamaskinporten er designet for å utveksle informasjon mellom enheter koblet til bussen inne i datamaskinen og ekstern enhet.
For å kommunisere med perifere enheter er en eller flere mikrokretser koblet til databussen I/O-kontroller.
Seriell port standard RS-232-C. Det er en standard for å koble en datamaskin med ulike serielle eksterne enheter. I operativsystemer Hver RS-232-port er tildelt et logisk navn COM1-COM4.
Parallellporten brukes til å overføre 8 biter med informasjon samtidig. På datamaskiner brukes denne porten først og fremst til å koble til en skriver, plottere og andre enheter. Parallelle porter er betegnet LPT1-LPT4.
USB-grensesnitt(Universal Serial Bus) Universal Serial Bus er designet for å erstatte de utdaterte serielle (COM-port) og parallelle (LTP-port) portene. USB-bussen lar deg koble til nye enheter uten å slå av datamaskinen. Bussen selv bestemmer nøyaktig hva som er koblet til datamaskinen, hvilken driver og ressurser enheten trenger, og tildeler dem deretter uten brukerintervensjon. USB-bussen lar deg koble til opptil 127 enheter.
IEEE 1394 (Institute of Electrical and Electronic Engineers 1394 standard for Institute of Electrical and Electronics Engineers 1394) er et seriell grensesnitt designet for tilkobling av interne komponenter og eksterne enheter. Det digitale serielle grensesnittet IEEE 1394 er preget av høy pålitelighet og kvalitet på dataoverføring, protokollen støtter garantert overføring av tidskritisk informasjon, og sikrer passasje av video- og lydsignaler i sanntid uten merkbar forvrengning. Ved å bruke IEEE 1394-bussen kan du koble til opptil 63 enheter og i nesten hvilken som helst konfigurasjon, og det er grunnen til at den kan sammenlignes med SCSI-busser som er vanskelige å konfigurere. Dette grensesnittet brukes til koble hardt disker, CD-ROM-stasjoner og DVD-ROM, samt høyhastighets eksterne enheter som videokameraer, videospillere osv.
Øvelse 1.
Finn et bilde av kontaktene hovedkort. Angi navnet på kontaktene og hvilke enheter de brukes til. Finne teoretisk informasjon på disse kontaktene.
Oppgave 2.
Definere eksterne grensesnitt måldatamaskinen. Koble en skriver, skjerm, skanner, mus, tastatur, høyttalere til måldatamaskinen.
Eksterne hovedkortkontakter: PS/2 (1 - mus, 2 - tastatur), nettverk RJ-45 (3), USB (4), D-subminiatyr (9-pinners COM-portkontakt) (5), LPT-port ( 6) , VGA-port (7), MIDI) (8) og 3,5 mm lydinnganger/-utganger (TRS-kontakt) (9)
1, 2. PS/2 datamaskin port(kontakt) brukes til å koble til et tastatur og en mus. Dukket først opp i 1987 på IBM PS/2-datamaskiner og fikk deretter anerkjennelse fra andre produsenter og utbredt bruk i personlige datamaskiner og servere. Dataoverføringshastighet fra 80 til 300 Kb/s og avhenger av ytelsen til den tilkoblede enheten og driverprogramvaren.