Параллельные интерфейсы

Параллельный интерфейс характеризуется тем, что в них для передачи бит в слове используются отдельные сигнальные линии и биты передаются одновременно. Интерфейс использует логический уровень ТТЛ, что ограничивает длину кабеля из-за невысокой помехозащищенности, гальваническая развязка отсутствует. Параллельные интерфейсы предназначены в основном для подключения принтеров. Передача данных может быть как однонаправленной (Centronics) так и двунаправленной (Ditronics). Иногда параллельные интерфейсы используют для связи между двумя контактами, получается связь «сделанная на коленке» (Lap Link). Для подключения принтера по однонаправленному интерфейсу в PC был введен порт параллельного интерфейса, LPT-порт (Line Prin Ter - построчный принтер). Однонаправленный интерфейс относится как к набору сигналов и протоколу взаимодействия, так и к 36 контактному разъему на принтерах. Этот интерфейс поддерживается принтером с параллельным интерфейсом, отечественным аналогом является интерфейс ИРПР-М.

Традиционный SPP (Standard Parallel Port) является однонаправленным, через который однонаправлено реализуется протокол обмена Centronics. Порт вырабатывает аппаратное прерывание по импульсу на входе Ack#. Сигнал порта выводится на разъем DB-25s (розетка) установлен на плате адаптера или на системной плате.

Сигналы интерфейса Centronics

Сигнал 1/0 Контакт Назначение
Strole #	1	1	Строб. данных. данные фиксируются по низкому уровню сигнала
Data [0:7] 1 2-9 Линии данных Data 0 - контакт 2) - младший бит
Aсk #	0	10	Aсk now ledye - импульс подтверждения приема байта (запрос на прием следующего). Может использоваться для формирования запроса прерывания.
Busy	0	11	Занято. Прием данных возможен только при низком уровне сигнала.
Papem End 0 12 Высокий уровень сигнализирует о конце бумаги
Select	0	13	Сигнализирует о включении принтера (обычно в принтере соединение резистора с +5В)
Auto LF #	1	14	Автоматический перевод строки. При низком уровне принтер, получив символ CR (Carriage Retern - возврат каретки), автоматически выполняет и функцию LF (Line Feed - перевод строки)
Error #	0	32	Ошибка: конец бумаги, состояния OF Line или внутренняя ошибка принтера
Init #	1	32	Инициализация (сброс в режим параметров значения, возврат в начало строки)
Select In #	1	36	Выбор принтера (низкий уровень). При высоком - принтер не воспринимает сигналы интерфейса
GND	-	19-30,33	Общий провод интерфейса

Традиционный LPT-порт

Порт имеет внешнюю 8 бит - шину данных, 5 бит - шину сигналов состояния, 4 бита - шину управляющих сигналов.

BIOS поддерживает до 4 (3) LPT-портов (LPT-1 - LPT-4) своим сервером -прерывание INT17h. Этим сервером BIOS осуществляет вывод символа, инициализацию интерфейса и принтера, а также опрос состояния принтера.

Режим работы порта

^ SPP - порт работает только в стандартном однонаправленном программно-управляемом режиме.

> PS/2 (Bi - Directional сокращенно Bi - Di) отличается возможностью реверса - установкой CR.5 = 1.

> Fast Centronics - аппаратное формирование протокола Centronics с использованием FIFO - буфера.

> ЕРР - в зависимости от использования регистров порт работает в режиме SPP или EPP.

> ЕСР - переход в режим осуществляется записью в ECR.

> ECP + EPP - тоже что и ЕСР но записью в ECR когда режима 100 проводит порт в ЕРР.

Режим передачи данных

Стандарт IEEE 1284 (принятый в 1994г.) определяет порты SPP, EPP, EСP и обеспечивает 5 режимов обмена данными:

1. Режим совместимости (Compatibility Mode) - однонаправленный вывод по протоколу Centronics (соответствует стандартному потру SPP).

2. Полубайтовый режим (Nibble Mode) - ввод байта в два цикла (по 4 бита), используется для приема линии состояния и может использоваться на любых адаптерах.

3. Байтовый режим (Byte Mode) - ввод байта целиком, используется для приема линии данных. Используется на портах приема допускающих чтение выходных данных (Bi-Directional или PS/2 Type1).

4. Режим ЕРР (Enhanced Parallel Port или EPP Mode) - двунаправленный обмен данными. Управляющие сигналы интерфейса генерируются аппаратно во время цикла обращения к порту. Эффективен при работе с устройствами внешней памяти и адаптерами локальных сетей.

5. Режим ESP (Extended Capability Port или ECS Mode) - двунаправленный обмен данными с возможностью аппаратного сжатия данных по методу RLE (Run Length Encoding) и используется FIFO - буфером и DMA. Управляющие сигналы интерфейса генерируются аппаратно. Применяются для принтеров и сканеров.

Хост - компьютер обладающий параллельным портом. ПУ - периферийное устройство подключается к этому порту. Ptr - в обозначениях сигналов - передающее ПУ. Прямой канал - канал вывода данных от Хоста в ПУ. Обратный канал - канал ввода данных в Хост из ПУ

Полубайтовый режим - Nibble Mode

Работает во всех стандартных портах. Порты имеют 5 линий ввода состояний, используя которые с ПУ может послать в Хост байт тетрадами (nibble - полубайт, 4 бита) за два приема.

1. Хост сигнализирует о готовности приема данных, установкой сигнала низкого

уровня на линии Host Busy.

2. ПУ в ответ помещает тетраду на входные линии состояния.

3. ПУ сигнализирует о готовности тетрады, установкой низкого уровня на линии

Prt CLk.

4. Хост устанавливает высокий уровень по линии Host Busy указывать на занятость

приемом и обработкой тетрады.

5. ПУ отвечает установкой высокого уровня на линии Prt CLk.

6. Шаги 1 - 5 повторяются для второй тетрады.

Безусловным и единственным преимуществом этого режима является то, что он работает на всех портах.

Недостатком можно считать низкую скорость обмена до 50 Кбайт/с из-за сильной загрузки процессора.

Двунаправленный байтный режим - Byte Mode

Данный режим возможен только в двунаправленных портах, у которых буфер данных может отключатся установкой CR.5 =1. Как и предыдущие режимы является программно-управляемым.

1. Хост сигнализирует о готовности приема данных, установкой низкого уровня

по линии Host Busy.

2. ПУ в ответ помещает байт данных на линии Data 0 - 7 .

3. ПУ сигнализирует о действительности байта установкой низкого уровня на линии Prt CLk.

4. Хост устанавливает высокий уровень на линии Host Busy, указывая на занятость приемом и обработкой байта.

5. ПУ отвечает установкой высокого уровня на линии Prt CLk.

6. Хост подтверждает прием байта импульсом Host CLk.

7. Шаги 1 - 6 повторяются для каждого следующего байта. Данный режим позволяет поднять скорость обратного канала до скорости прямого канала в стандартном режиме.

Режим ЕРР (Enhanced Parallel Port улучшенный параллельный порт) Предназначен для повышения производительности обмена по параллельному порту.

Обеспечивает 4 типа циклов обмена:

- запись данных;

- чтение данных;

- запись адреса;

- чтение адреса.

1. Программа выполняет цикл вывода (IOWR#) в порт 4 (EPP Data Port).

2. Адаптер устанавливает сигнал Write # (низкий уровень) и данные помещаются в выходную шину LPT-порта.

3. По низкому уровню Wait # устанавливается строб данных.

4. порт ждет ответа подтверждения от ПУ - перевод Wait в высокий уровень.

5. По снятию строба данных завершается внешний цикл ЕРР.

6. Завершается процессорный цикл.

7. ПУ устанавливает низкий уровень Wait - указывает на возможность начала следующего цикла..

Предлагаю ознакомиться с аналогичными статьями: