Простейшее соединение ПЭВМ через последовательный и параллельные порты

Простейшее соединение ПЭВМ через последовательный и параллельные порты

1. Последовательный порт: Назначение последовательного порта Актуальность последовательного порта 2. Параллельный порт: Назначение параллельного порта Расширения параллельных портов 3. Сравнение последовательного порта и параллельным порта

1. Последовательный порт — сленговое название интерфейса стандарта RS-232, которым массово оснащались персональные компьютеры.

Последовательным данный порт называется потому, что информация через него передаётся по одному биту, бит за битом (в отличие от параллельного порта). Хотя некоторые другие интерфейсы компьютера — такие как Ethernet, Fire. Wire и USB — также используют последовательный способ обмена, название «последовательный порт» закрепилось за портом, имеющим стандарт RS-232 C

Назначение последовательного порта Наиболее часто для последовательного порта персональных компьютеров используется стандарт RS-232 C. Ранее последовательный порт использовался для подключения терминала, позже для модема или мыши. Сейчас он используется для соединения с источниками бесперебойного питания, для связи с аппаратными средствами разработки встраиваемых вычислительных систем, спутниковыми ресиверами, кассовыми аппаратами, а также с приборами систем безопасности объектов. С помощью COM-порта можно соединить два компьютера, используя так называемый «нуль-модемный кабель» (см. ниже). Использовался со времен MS-DOS для перекачки файлов с одного компьютера на другой, в UNIX для терминального доступа к другой машине, а в Windows (даже современной) - для отладчика уровня ядра. Достоинством технологии является крайняя простота оборудования. Недостатком является низкая скорость, крупные размеры разъемов, а также зачастую высокие требования к времени отклика ОС и драйвера и высокое количество прерываний (одно на половину аппаратной очереди, т. е. 8 байт).

Актуальность последовательного порта Широко распространённый в IBM PC-совместимых компьютерах, последовательный порт в настоящее время морально устарел (Спецификация PC 99 — один из примеров попытки избавиться в современных материнских платах от наследия старых интерфейсов), но ещё нередко присутствует на современных компьютерах и используется в промышленном и узкоспециализированном оборудовании. В настоящее время в IBM PCсовместимых компьютерах практически вытеснен интерфейсом USB. Программная эмуляция данного порта широко используется и сегодня. Так, например, практически все мобильные телефоны эмулируют внутри себя классический COM-порт и модем для реализации тетеринга — доступа компьютера в Интернет через GPRS/EGDE/3 G оборудование телефона. При этом для физического подключения к компьютеру используется USB, Bluetooth или Wi-Fi. Также программная эмуляция данного порта предоставляется «гостям» виртуальных машин VMWare и Microsoft Hyper-V, основная цель при этом — подключение отладчика уровня ядра Windows к «гостю» .

2. Параллельный порт — тип интерфейса, разработанный для компьютеров (персональных и других) для подключения различных периферийных устройств. В вычислительной технике параллельный порт является физической реализацией принципа параллельного соединения. Он также известен как принтерный порт или порт Centronics. Стандарт IEEE 1284 определяет двунаправленный вариант порта, который позволяет одновременно передавать и принимать биты данных.

Изначально этот порт был разработан только для симплексной (однонаправленной) передачи данных, так как предполагалось, что порт Centronics должен использоваться только для работы с принтером. Впоследствии разными фирмами были разработаны дуплексные расширения интерфейса (byte mode, EPP, ECP). Затем был принят международный стандарт IEEE 1284, описывающий как базовый интерфейс Centronics, так и все его расширения.

Назначение параллельного порта До появления USB параллельный интерфейс был адаптирован помимо принтеров к большому числу периферийных устройств. Вероятно, одним из первых таких устройств были электронные ключи для защиты программного обеспечения от копирования. Вскоре параллельный интерфейс нашёл применение в накопителях на гибких магнитных дисках Iomega Zip и сканерах, за которыми последовали и другие устройства: модемы, звуковые карты, вебкамеры, геймпады, джойстики, внешние жёсткие диски и CD-диски. Появились адаптеры для подключения SCSI устройств через параллельный интерфейс. Могли подключаться параллельно и другие устройства, такие как EPROM и аппаратные контроллер Для потребителей USB интерфейс, а в некоторых случаях Ethernet, эффективно заменили параллельный порт принтера. Многие производители персональных компьютеров и ноутбуков рассматривают параллельный порт как устаревшее наследие прошлого и больше не поддерживают параллельный интерфейс. Руководящие принципы для программы Windows Logo фирмы Microsoft «настоятельно рекомендуют» разработчикам систем воздерживаться от применения параллельных портов. Разработаны и доступны адаптеры «USBпараллельный интерфейс» , которые позволяют подключать принтеры с параллельным интерфейсом к USB портам.

Расширения параллельных портов Большинство фирменных расширений первоначального интерфейса впоследствии было стандартизировано индустрией, каковой процесс завершился принятием серии стандартов IEEE-1284. Однако полного соответствия между этим стандартом и предшествующими ему фирменными расширениями нет. Наиболее известными фирменными расширениями являются расширения фирмы Hewlett-Packard. Это Bitronics, обеспечивающий двустороннюю передачу информации (применяется прежде всего для снятия расширенной информации о состоянии принтера) и протокол мультиплексирования шины от HP, предназначенный для того, чтобы подключать к одному LPT-порту множество устройств по схеме «цепочка» . На основе этого протокола были разработаны стандарты 1284. 3 -2000 и 1284. 4 -2000, но полной совместимости достигнуто не было. В результате некоторые очень старые устройства от HP могут не вполне корректно работать с портами, сконфигурированными в режим IEEE-1284. Подавляющее большинство современной техники не испытывает такой проблемы.

Сравнение последовательного порта и параллельным порта До разработки высокоскоростных последовательных технологий выбор в пользу параллельных соединений вместо последовательных определялся следующими факторами: 1. Скорость: На первый взгляд, скорость параллельного соединения равна числу бит, посылаемых за раз, составляющего битрейт каждого отдельного пути; удвоение числа передаваемых бит за раз удваивает скорость передачи данных. На практике, расфазировка синхронизирующих импульсов снижает скорость каждого соединения до наименьшей скорости среди всех соединений. 2. Длина кабеля: перекрёстные помехи создают интерференцию между параллельными линиями, и соответственно, данный эффект усиливается при увеличении длины коммуникационного соединения. Это накладывает ограничение сверху на длину параллельного соединения, благодаря чему она получается короче, чем длина последовательного соединения

3. Сложность: Параллельные соединения легко реализуемы в оборудовании, что делает их весьма логичным выбором. Создание параллельного порта в компьютерной системе относительно простое, требуя лишь запор для копирования данных в шину передачи данных. В отличие от этого, большинство последовательных соединений должны быть сначала сконвертированы в параллельную форму при помощи универсального асинхронного приёмопередатчика (UART) перед тем, как они смогут напрямую подключиться к шине данных Снижение стоимости интегральных цепей в сочетании с растущими потребительскими требованиями к скорости и длине кабелей привело к тому, что предпочтение стало отдаваться последовательному соеднинению вместо параллельного; например, IEEE 1284 для принтерных разъемов и USB, Parallel ATA и Serial ATA, SCSI и Fire. Wire. С другой стороны, появилась потребность в параллельных соединениях в области радиосоединения. Вместо передачи одного бита за раз (как в коде Морзе и Двоичная фазовая манипуляция), распространенные механизмы соединений, как например, фазовая манипуляция, импульсная модуляция и MIMO, посылают несколько бит одновременно. (Каждая такая группа бит называется «символом» ). Каждый механизм может быть расширен для отправки байта целиком за раз (256 QAM). Более современные механизмы, такие как OFDM, используются в ADSL для передачи более 224 бит в параллельном режиме, а также в DVB-T для передачи более 6048 бит в параллельном режиме