LPT-порт і СOM-порт

курсова робота з інформатики

ЗМІСТ

Вступ

Історія інтерфейсів з'єднання комп'ютерів із зовнішніми пристроями є підтвердженням теорії спірального розвитку. Послідовний інтерфейс СOM-порту RS-232C, що прийшов від віддалених терміналів, колись використовувався навіть для підключення лазерних принтерів. Незабаром з інтерфейсів послідовний RS-232C принтерів був витиснений паралельним інтерфейсом Centronics, реалізовуваним LPT-портом, але по мірі зростання роздільної здатності принтерів продуктивності навіть «скорострільних» ЕРР і ЕСР виявляється недостатньо. Ті ж проблеми стоять і з підключенням пристроїв введення (наприклад, сканерів) і пристроїв з принципово двонаправленим характером передачі (зовнішні диски, швидкісні модеми). Виявилося, що підвищити швидкість можна знову переходом на послідовний інтерфейс, який знімає проблеми виготовлення багатопровідних кабелів і багатоконтактних з'єднувачів з нормованими параметрами затримок сигналів.

За способом передачі інформації інтерфейси підрозділяються на паралельні і послідовні. В паралельному інтерфейсі всі біти передаваного слова (звичайно байта) виставляються і передаються по відповідних паралельно дротах одночасно. В PC традиційно використовується паралельний інтерфейс Centronics, реалізовуваний LPT-портами. В послідовному інтерфейсі біти передаються один за одним звичайно по одній лінії. СOM-порти PC забезпечують послідовний інтерфейс відповідно до стандарту RS-232C.

При розгляді інтерфейсів важливим параметром є пропускна спроможність. Технічний прогрес приводить до неухильного зростання об'ємів передаваної інформації. Якщо раніше матричні принтери, що друкують в символьному режимі, могли обходитися і СOM-портом з невисокою швидкістю обміну, то сучасним лазерним принтерам при високому дозволі не вистачає і продуктивності найшвидших LPT-портів. Те ж стосується і сканерів. А передача «живого» відео, навіть із застосуванням компресії, вимагає раніше немислимих рівнів пропускної спроможності.

Цілком очевидно, що при однаковій швидкодії приймально-передавальних ланцюгів і пропускної спроможності сполучних ліній по ефективній швидкості передачі даних паралельний інтерфейс повинен перевершувати послідовний. Проте підвищення продуктивності за рахунок збільшення тактової частоти передачі даних упирається в хвильові властивості сполучних кабелів. У разі паралельного інтерфейсу починають позначатися затримки сигналів при їх проходженні по лініях кабелю, і, що найнеприємніше, затримки в різних лініях інтерфейсу можуть бути різними внаслідок неідентичності проводів і контактів роз'ємів. Для надійної передачі даних тимчасові діаграми обміну будуються з урахуванням можливого розкиду часу проходження сигналів, що є одним з чинників, стримуючих зростання пропускної спроможності паралельних інтерфейсів. В послідовних інтерфейсах, звичайно ж, є свої проблеми підвищення продуктивності, але, оскільки в них використовується менше число ліній (в межі – одна), підвищення пропускної спроможності ліній зв'язку обходиться дешевше.

Для інтерфейсу, що сполучає (фізично або логічно) два пристрої, розрізняють три можливі режими обміну – дуплексний, напівдуплексний і симплексний. Дуплексний режим дозволяє по одному каналу зв'язку одночасно передавати інформацію в обох напрямках. Він може бути асиметричним, якщо пропускна спроможність в протилежних напрямках має значення, що істотно розрізняються, або симетричним. Напівдуплексний режим дозволяє передавати інформацію в протилежних напрямках по черзі, при цьому інтерфейс має засоби перемикання напряму каналу. Симплексний (односторонній) режим передбачає тільки один напрямок передачі інформації (в зустрічному напрямі передаються тільки допоміжні сигнали інтерфейсу.

Іншим важливим параметром інтерфейсу є допустиме віддалення пристроїв, що сполучаються. Воно обмежується як частотними властивостями кабелів, так і перешкодозахищеністю інтерфейсів. Частина перешкод виникає від сусідніх ліній інтерфейсу – це перехресні перешкоди, захистом від яких може бути застосування витих пар проводів для кожної лінії. Інша частина перешкод викликається спотворенням рівнів сигналів.

Розділ 1. Будова, принцип дії, функціонування

1.1. Паралельний інтерфейс: LPT-порт

Порт паралельного інтерфейсу був введений в PC для підключення принтера – звідси і пішла його назва LPT-порт (Line PrinTer – порядковий принтер). Хоча через цей же порт підключається і більшість лазерних принтерів, які за принципом дії не порядкові, а посторінкові, назва «LPT» закріпилася ґрунтовно.

Адаптер паралельного інтерфейсу є набором регістрів, розташованих в просторі введення/виведення. Регістри порту адресуються щодо базової адреси порту, стандартними значеннями якого є 3BCh, 378h і 278h. Порт може використовувати лінію запиту апаратного переривання, звичайно IRQ7 або IRQ5. Порт має зовнішню 8-бітну шину даних, 5-бітну шину сигналів стану і 4-бітну шину управляючих сигналів.

BIOS підтримує до чотирьох (іноді до трьох) LPT-портів (LPT1-LPT4) своїм сервісом – перериванням INT 17h, що забезпечує через них зв'язок з принтерами по інтерфейсу Centronics. Цим сервісом BIOS здійснює виведення символу (після опитування готовності, не використовуючи апаратних переривань), ініціалізацію інтерфейсу і принтера, а також опитування стану принтера.

1.1.1. Інтерфейс Centronics

Поняття Centronics відноситься як до набору сигналів і протоколу взаємодії, так і до 36-контактного роз'єму, встановлюваного на принтерах. Призначення сигналів наведено в табл. 1.1, а тимчасові діаграми обміну з принтером – на рис. 1.1.

Таблиця 1.

Сигнали інтерфейсу Centronics

Сигнал | І/О* | Контакт | Призначення

1 | 2 | 3 | 4

Strobe# | І | 1 | Строб даних. Дані фіксуються по низькому рівню сигналу

Data [0:7] | І | 2-9 | Лінії даних, Data 0 (контакт 2) – молодший біт

Ack# | О | 10 | Acknowledge – імпульс підтвердження прийому байта (запит на прийом наступного). Може використо-вуватися для формування запиту переривання

1 | 2 | 3 | 4

Busy | О | 11 | Зайнято. Прийом даних можливий тільки при низькому рівні сигналу

PaperEnd | О | 12 | Високий рівень сигналізує про кінець паперу

Select | О | 13 | Сигналізує про включення принтера (звичайно в принтері з'єднується резистором з ланцюгом +5 В)

Auto LF# | І | 14 | Автоматичне переведення рядка. При низькому рівні принтер, отримавши символ CR (Carriage Return –