2. Паралельні порти

Як правило, паралельні порти використовуються для підключення до комп'ютера принтера. Тим не менш, незважаючи на настільки вузьку спеціалізацію, паралельні порти стали приміняться в якості відносно швидкого інтерфейсу передачі даних (у порівнянні з послідовними портами) між пристроями. В даний час порти USB 1.1 забезпечують практично таку ж швидкість, а порти USB 2.0 і IEEE1394 володіють швидкодією в десятки разів більшим, ніж паралельні порти. У паралельних портах для одночасної передачі байта інформації використовується під вісім ліній. Цей інтерфейс відрізняється високою швидкодією, часто застосовується для підключення до комп'ютера принтера, а також для з'єднання комп'ютерів. (Адже при цьому швидкість передачі даних значно вище, ніж при з'єднанні через послідовні орти: 4, а не 1 біт за раз.) Істотним недоліком паралельного порту є те, що з'єднувальні дроти

не можуть бути занадто довгими. При великій довжині з'єднувального кабелю в нього припадає вводити проміжні підсилювачі сигналів, тому що в противному випадку виникає безліч перешкод. Призначення висновків стандартного паралельного порту наведено в табл. 15.11.

Таблиця 15.11. Стандартний 25-контактний роз'єм паралельного порту.

Сигнал		Тип виводу		Сигнал	Тип виводу
Строб (-)	1	Вихід	14	Автоматичний переклад рядка (-)	Вихід
Дані, біт 0 (+)	2	Вихід	15	Помилка (-)	Вхід
Дані, біт 1 (+)	3	Вихід	16	Ініціалізація принтера (-)	Вихід
Дані, біт 2 (+)	4	Вихід	17	Вибір входу (-)	Вихід
Дані, біт 3 (+)	5	Вихід	18	Дані, повернення біта 0 (-)/Загальний	Вхід
Дані, біт 4 (+)	6	Вихід	19	Дані, повернення біта 1	Вхід
Дані, біт 5(+)	7	Вихід	20	Дані, повернення біта 2 (-)/Загальний	Вхід
Дані, біт 6 (+)	8	Вихід	21	Дані, повернення біта 3 (-)/Загальний	Вхід
Дані, біт 7(+)	9	Вихід	22	Дані, повернення біта 4 (-)/Загальний	Вхід
Підтвердження (-)	10	Вхід	23	Дані, повернення біта 5 (-)/Загальний	Вхід
Зайнятість (+)	11	Вхід	24	Дані, повернення біта 6(-)/Загальний	Вхід
Закінчився папір (+)	12	Вхід	25	Дані, повернення біта 7 (-)/Загальний	Вхід
Вибір (+)	13	Вхід	25

Стандарт IEEE 1284

Цей стандарт був остаточно затверджений в березні 1994 року. У ньому визначені фізичні характеристики паралельних портів (режими передачі даних і т.д.). Крім того, в стандарті IEEE 1284 описаний характер зміни зовнішніх сигналів, поступають на багато режимні паралельні порти комп'ютера, тобто на порти, які можуть працювати в 4 і 8разрядном режимах, а також в режимах EPP і ECP. Хоча IEEE 1284 був випущений для стандартизації форм сигналів, за допомогою яких комп'ютер "спілкується" з підключаються пристроями, зокрема з принтером, цей стандарт цікавий і для виробників периферійних пристроїв, що підключаються до паралельним портам (дисководів, мережевих адаптерів та ін.). Оскільки IEEE 1284 призначений тільки для апаратного забезпечення і не містить вимог до програмного забезпечення, що працює з паралельними портами, незабаром був розроблений стандарт, що визначає вимоги до такого програмного забезпечення і спрямований на усунення розходжень між мікросхемами паралельних портів різних виробників.. У ньому, зокрема, описана специфікація для підтримки режиму EPP через BIOS. Стандартом IEEE 1284 передбачена більш висока пропускна здатність з'єднання між комп'ютером і принтером або двома комп'ютерами. Для реалізації цієї можливості стандартний кабель принтера не підходить. Стандартом IEEE 1284 для принтера передбачена кручена пари. У стандарті IEEE 1284 визначено також новий роз'єм. Роз'єм типу A визначений як штирьовий DB25, роз'єм типу B - як Centronics 36. Роз'єм типу C є роз'ємом високою щільності. Такі роз'єми (типу С) встановлюються на принтерах HewlettPackard. Роз'єми всіх трьох типів наведено на рис. 15.14.

Мал. 15.14. Три різних роз'єми, визначені в стандарті IEEE 1284

Стандарт IEEE 1284 визначає п'ять режимів роботи паралельного порту. ці режими комбінуються в порти чотирьох типів (табл. 15.12).

Таблиця 15.12. Типи портів IEEE 1284.

Тип паралельного порту	Режим введення	Режим виводу	Коментарі
Стандартний паралельний порт	Полубайтовий	Сумісний	4-бітовий введення, 8-бітовий вивід
Двонаправлений	Байтовий	Сумісний	Ввод-вивод по 8 біт
Вдосконалений паралельний порт (EPP)	EPP	EPP	Ввод-вивод по 8 біт
Порт з розширеними можливостями (ECP)	ECP	ECP	Ввод-вивод по 8 біт; використовується прямий доступ до пам'яті

Визначаються стандартом IEEE 1284 режими наведено в табл. 15.13.

Таблиця 15.13. Режими IEEE 1284

Режим паралельного порту	Напрямок	Швидкість передачі, Кбайт/с
Полубайтовий (4 біт)	Тільки введення	50
Байтовий (8 біт)	Тільки введення	150
Сумісний	Тільки вивід	150
EPP	Ввод-вивод	500-2000
ECP	Ввод-вивод	500-2000

Нижче наведено короткий опис зазначених типів та режимів паралельних портів.

Стандартні паралельні порти

У першій моделі IBM PC існував тільки один паралельний порт, призначений для передачі інформації від комп'ютера до любому пристрою, наприклад до принтера. Одно спрямованість паралельного порту першого PC цілком відповідала його основним призначенням - передачі даних на принтер. Однак у багатьох випадках бажано було мати двонаправлений паралельний порт навіть для принтера (щоб можна було реалізувати зворотний зв'язок, наприклад для принтерів типу PostScript). З односпрямованим паралельного портом здійснити це було неможливо. Такий тип паралельних портів не був призначений для використання в якості введення, однак за допомогою спеціальних схем (в яких чотири сигнальні лінії можуть бути представлені як 4разрядное з'єднання) і односпрямованого паралельного порту можна забезпечити 8-разрядний висновок і 4разрядний введення. В даний час цей тип портів використовується досить рідко, так як в комп'ютерах, випущених після 1993 року, як правило, встановлюються паралельні порти зразок 8разрядного, EPP і ECP. Стандартний паралельний порт забезпечує швидкість передачі даних 50 Кбайт/с, але при використанні різних удосконалень пропускну здатність можна збільшити до 150 Кбайт/с.

Двонаправлені порти (8-розрядні)

Двонаправлений паралельний порт вперше з'явився в 1987 році в комп'ютерах PS/2. Навіть сьогодні в PC-сумісних комп'ютерах можна знайти порти, які зазвичай позначаються як паралельні "типу PS / 2", "двонаправлені" і "розширені" (extended) паралельні порти. Завдяки такому порту з'явилася можливість організувати двосторонній обмін даними між комп'ютером і різними периферійними пристроями. Для цього використовується кілька колишніх перш вільними контактів роз'єму паралельного порту, напрямок передачі інформації визначається спеціальним бітом стану. Двонаправлені порти можуть працювати з 8разрядним введенням і виведенням, використовуючи для цього вісім стандартних ліній передачі даних, пропускна здатність яких при підключенні зовнішніх пристроїв значно вище, ніж для 4разрядних портів. Швидкість передачі даних при роботі через двонаправлений порт близько 150 Кбайт/с

Вдосконалений паралельний порт (EPP)

Це новий тип паралельного порту, який іноді називають швидкодіючим паралельним портом. EPP (Enhanced Parallel Port) розроблений компаніями Intel, Xircom і Zenith Data Systems і випущений в жовтні 1991 року. Першими пристроями, що пропонують можливості вдосконаленого паралельного порту, були портативні комп'ютери компанії Zenith Data Systems, адаптери від Xircom і мікросхема Intel 82360 SL I/O. Вдосконалений паралельний порт працює практично на всіх швидкостях, підтримуваних шиною ISA, і пропонує десятикратне збільшення пропускної здатності у порівнянні зі звичайним паралельним портом. Цей тип портів розроблений спеціально для таких підключаються до паралельного порту пристроїв, як мережеві адаптери, дисководи і накопичувачі на магнітній стрічці. EPP відповідає вимогам нового стандарту IEEE 1284 для паралельних портів і передає дані зі швидкістю до 2 Мбайт/с. Після виходу в 1992 році мікросхеми Intel 82360 SL I / O багато виробників почали випускати аналогічні пристрої ввода-вивода, в яких були реалізовані можливості EPP. Це породило проблему, яка полягає в тому, що процедури роботи EPP на мікросхемах різних виробників суттєво різнилися. Версія 1.7 порту EPP, випущена в березні 1992 року, була першою популярною версією, визначальною вимоги до апаратного забезпечення. Ця версія не підтримує стандарт IEEE 1284. В деякій технічної документації помилково посилаються на "EPP версії 1.9" як на якийсь стандарт EPP. Запам'ятайте: версії 1.9 EPP не існує, а всі специфікації EPP, що вийшли після версії 1.7, є частиною стандарту IEEE 1284. Таким чином, існує два несумісних стандарту: EPP версії 1.7 і IEEE 1284. Однак завдяки тому, що вони досить схожі один на одного, почали випускати периферійне обладнання, що підтримує обидва стандарти, але в деяких випадках пристрої для EPP 1.7 можуть не працювати з портами IEEE 1284. В даний час підтримка портів EPP існує в усіх наборах мікросхем Super I / O, застосовуваних у сучасних системних платах і наборах мікросхем південного моста з інтегрованими функціями ввода-вивода. Оскільки порт EPP визначений у стандарті IEEE1284, відповідна програмна підтримка та драйвери вбудовані, наприклад, в Windows NT.

Порт з розширеними можливостями (ECP)

Інший тип високошвидкісного паралельного порту, званий портом з розширеними можливостями (Enhanced Capabilities Port - ECP), розроблений компаніями Microsoft і HewlettPackard і випущений в 1992 році. Подібно EPP, цей порт мав підвищену продуктивністю і вимагав для своєї роботи спеціальної логіки пристроїв. Порт з розширеними можливостями відповідає вимогам стандарту IEEE 1284.Однак, на відміну від EPP, він не є портом, спеціально розробленим для підключення пристроїв до PC-сумісних комп'ютерам. Основна мета розробки і випуску цього типу паралельних портів - підтримка "недорогого" підключення високошвидкісних принтерів. Ще однією відмінністю ECP від ​​EPP є те, що режим роботи першого з них вимагає використання каналу прямого доступу до пам'яті, який ніяк не визначений в EPP (що часто призводить до конфліктів, пов'язаних з пристроями, які також використовують прямий доступ до пам'яті). Більшість комп'ютерів, в яких встановлені новітні мікросхеми, можуть працювати як в режимі ECP, так і в EPP, однак при взаємодії з пристроями, що підключаються до паралельних портів, режим EPP працює краще. Залежно від системної плати, розподіл каналу DMA у вбудованому паралельному порту в режимі ECP можна здійснити за допомогою настройки BIOS або вручну, видаливши певну перемичку з системної плати.

Оновлення паралельного порту для роботи в режимах EPP і ECP

Якщо ви вирішили купити комп'ютер, то виберіть той, в якому встановлена ​​ мікросхема ввода-вивода Super I/O, що підтримує роботу в режимах EPP і ECP. Щоб визначити тип паралельного порту в системі, можна скористатися програмою Parallel, призначеної для дослідження паралельних портів системи. Завдяки їй ви можете дізнатися типи портів, адреси ввода-вивода, адреси ліній запиту переривань, назва базової системи ввода-вивода, а також багато іншої корисної інформації. Ця інформація може бути також записана в файл. Програма Parallel використовує вельми складні методи для детектування порту і запитів переривань. Якщо у вашому комп'ютері не встановлено порт EPP / ECP, а Який-небудь інший, то можете його оновити. Для цього зверніться до місцевих комп'ютерні фірми. Високошвидкісні паралельні порти ECP і EPP часто застосовуються для підключення зовнішніх периферійних пристроїв, наприклад накопичувачів Zip, дисководів CDROM, сканерів, пристроїв зберігання даних на магнітній стрічці і навіть жорстких дисків. Більшість цих пристроїв підключаються до паралельного порту за допомогою вторинного з'єднання, тобто як принтер, так і інше зовнішній пристрій зможуть працювати через один порт. Для пристрої необхідні власні драйвери, за допомогою яких буде здійснюватися узгоджена передача даних принтера і самого пристрою. Режими ECP і EPP дозволяють досягти швидкості передачі даних до 2 Мбайт/с. Таким чином, зовнішній пристрій може працювати так, ніби воно підключено до внутрішньої системної шині даних. Конфігурація паралельних портів Паралельні порти відрізняються значно більш простою конфігурацією, послідовні. Навіть в BIOS першої моделі IBM PC було передбачено три порти LPT. У табл. 15.14 наведено стандартні адреси ввода-вивода і установки переривань для паралельних портів.

Таблиця 15.14. Стандартні адреси введення "виведення і переривання паралельних портів

Стандартний порт	Альтернативний порт	Введення-виведення	Переривання
LPT1	—	3BCh-3BFh	IRQ 7
LPT2	LPT2	378h-37Ah	IRQ 5
LPT3	LPT3	278h-27Ah	IRQ 5

Оскільки в BIOS і DOS завжди визначені три паралельних порту, проблеми навіть в старих комп'ютерах виникають рідко. Однак вони можуть з'явитися в системах з шиною ISA изза браку апаратних переривань. Для звичайної друку порт з апаратних перериванням не є життєво необхідним - у багатьох програмах ця можливість навіть непередбачена. Однак переривання іноді використовуються в програмах, наприклад при виконанні фонових процесів друку в мережі або інших процесів друку з підкачкою даних (З буфера друку). При швидкого друку на лазерному принтері також використовуються переривання. Саме тому,, якщо ви використовуєте одну із зазначених програм, працювати вона буде дуже повільно (Якщо взагалі буде працювати). Єдиний вихід з такої ситуації - використання порту з перериванням. У сучасних комп'ютерах операційні системи MS DOS і Windows 9х/Me/2000/XP можуть підтримувати до 128 паралельних портів. При конфігуруванні паралельних портів в комп'ютерах з шиною ISA / PCI зазвичай переставляють перемички і перемикачі. Враховуючи різноманіття плат, що надаються в даний час різними виробниками, необхідно перед конфігурацією ознайомитися з керівництвом по експлуатації, практично завжди містить корисні відомості про цю процедуру.

Пристрої, що підключаються до паралельним портам

Розробники першої моделі IBM PC припускали, що паралельний порт буде використовуватися тільки для підключення принтера. Однак за останні роки з'явилося безліч в пристроїв, які можна підключити до комп'ютера через паралельний порт. До паралельним портам може підключатися все: від накопичувачів на магнітній стрічці до мережевих адаптерів, накопичувачів CDROM і сканерів. Ці ж пристрої найчастіше можуть бути підключені за допомогою порту USB, тому багато з них для досягнення максимальної гнучкості підтримують обидва типи роз'ємів. Незважаючи на те що для передачі даних між двома системами можуть використовуватися послідовні або паралельні порти, найкращим способом такої передачі буде застосування мережевих Ethernetплат і перехресного з'єднання (crossover). Подібний тип з'єднання дозволяє передавати дані з традиційною для стандарту Ethernet швидкістю, тобто 10, 100 або 1000 Мбіт/с (1.25, 12.5 або 125 Мбайт / с). Використання послідовних або паралельних портів для обміну даними двох систем було популярним до появи мережевих інтерфейсних плат (network interface card - NIC). Існує кілька безкоштовних і комерційних програм, що підтримують передачу файлів по послідовному або паралельному кабелю. MSDOS 6.0 і більш пізні версії містять програму Interlink, в той час як Windows 95 і більш пізні версії містять програму, яка називається Direct Cable Connection або Direct Parallel Connection. До комерційних програм відносяться LapLink компанії Laplink.com, CheckIt FastMove компанії Smith Micro, PC Anywhere компанії Symantec і т.д.

Передача файлів по послідовному кабелю

Послідовні порти завжди використовувалися для забезпечення взаємодії систем, проте найчастіше до них підключалися модеми, які, в свою чергу, підключалися до телефонної лінії. При цьому забезпечувалося взаємодія на великих відстанях. Якщо ж системи знаходяться в одній кімнаті, послідовні порти необхідно з'єднати на пряму за допомогою так званого нуль-модемного кабелю, обійшовшись без модемів, телефонних ліній і т.д. У назві кабелю відображений той факт, що ніяких модемів насправді не використовується - кабель їх просто замінює. Недолік полягає в тому, що послідовні порти розраховані для передачі даних з не дуже великою швидкістю, тому навіть при використанні нуль-модемного кабелю швидкість передачі досить низька – послідовник ниє порти передають дані зі швидкістю 115,2 Кбіт/с (14,4 Кбайт/с). При використанні нуль-модемним кабелю послідовні порти можна використовувати для передачі даних між системами, хоча швидкодія при цьому виявляється нижче, ніж при використанні паралельних портів. Послідовний нуль-модемним кабель може містити 9 або 25-контактние роз'єми з кожного кінця. Схема відповідності контактів представлена ​​в табл. 15.15.

Таблиця 15.15. Схема контактів при нуль-модемному з'єднанні (9-контактні або 25-контакт роз'єми)

9-контактний роз'єм	25-контактний роз'єм	Сигнал	з'єднати	Сигнал	9-контактний роз'єм	25-контактний роз'єм
Контакт 5	Контакт 7	Ground	—	Ground	Контакт 7	Контакт 5
Контакт 3	Контакт 2	Transmit	—	Receive	Контакт 3	Контакт 2
Контакт 7	Контакт 4	RTS	—	CTS	Контакт 5	Контакт 8
Контакт 6	Контакт 6	DSR	—	DTR	Контакт 20	Контакт 4
Контакт 2	Контакт 3	Receive	—	Transmit	Контакт 2	Контакт 3
Контакт 8	Контакт 5	CTS	—	RTS	Контакт 4	Контакт 7
Контакт 4	Контакт 20	DTR	—	DSR	Контакт 6	Контакт6

Якщо обидві системи містять інфрачервоні послідовні порти, можете використовувати їх для забезпечення взаємодії систем, тим самим позбувшись необхідності використовувати кабель. При цьому, однак, накладаються обмеження іншого типу - інфрачервоні порти здатні передавати дані на короткі відстані (порядку декількох метрів), причому з досить низькою швидкістю. У зв'язку з низькою швидкістю передачі даних я рекомендую використовувати послідовникниє порти для передачі даних між двома системами тільки в крайньому випадку. Намагайтеся віддавати перевагу більш швидкісним з'єднанням - адаптерам Ethernet і кабелю з перехресним з'єднанням контактів, спеціальному кабелю USB або ж паралельним портам і кабелю Interlink.

Передача даних по паралельному кабелю

Хоча спочатку паралельний порт розроблявся для підключення принтера, більш пізні версії забезпечили підтримку двобічної передачі даних. Двонаправлені паралельні порти можна використовувати для передачі даних між комп'ютерами. Якщо обидві системи оснащені портом EPP / ECP, можна досягти швидкості передачі до 2,77 Мбайт, що значно більше, ніж при використанні послідовного або інфрачервоного порту. Для підключення комп'ютерів через паралельний порт використовується спеціальний кабель, який може називатися Direct Cable Connection (DCC), Interlink, LapLink, паралельний кабель з перехресним з'єднанням контактів (crossover кабель) або ж паралельний нуль-модемним кабель. Багато комерційні програми для передачі файлів по представляються разом з такими кабелями. Крім того, кабель можна придбати в магазині або ж виготовити самостійно. В останньому випадку вам знадобиться інформація, представлена в табл. 15.16.

Таблиця 15.16. Схема з'єднання контактів при прямому кабельному з'єднанні, з'єднанні Interlink, Laplink або паралельному нуль-модемному з'єднанні (25-контактні роз'єми)

25-контактний роз'єм	Опис сигналу	З'єднати	25-контактний роз'єм	Опис сигналу
Контакт 2	Біт даних 0	—	-Error	Контакт 15
Контакт 3	Біт даних 1	—	Select	Контакт 13
Контакт 4	Біт даних 2	—	Paper End	Контакт 12
Контакт 5	Біт даних 3	—	-Acknowledge	Контакт 10
Контакт 6	Біт даних 4	—	Busy	Контакт 11
Контакт 15	-Error	—	Біт даних 0	Контакт 2
Контакт 13	Select	—	Біт даних 1	Контакт 3
Контакт 12	Paper End	—	Біт даних 2	Контакт 4
Контакт 10	-Acknowledge	—	Біт даних 3	Контакт 5
Контакт 11	Busy	—	Біт даних 4	Контакт 6
Контакт 25	Ground	—	Ground	Контакт 25

Незважаючи на те що готові кабелі забезпечують передачу даних між комп'ютерами через порти ECP / EPP, вони не використовують всі можливості портів з передачі даних. Для передачі даних через порти ECP / EPP з максимально можливою швидкістю необхідні спеціальні кабелі. Виробництвом подібних кабелів займається цілий ряд компаній. До складу Windows 9x/Me входить спеціальна програма, яка називається Direct Cable Connection або Direct Parallel Connection і дозволяє організувати передачу даних між двома системами, підключеними один до одного через паралельний порт. У разі використання Windows 2000 / Windows XP для налаштування параметрів з'єднання використовуйте діалогове вікно Network Connections (Мережні підключення). Необхідні відомості про налаштування паралельного з'єднання можна знайти в довідковій системі Windows.

Перетворювачі ''паралельний порт-SCSI''

Паралельні порти можуть бути використані для підключення до комп'ютера периферійних пристроїв SCSI. Спеціальні перетворювачі дозволяють через паралельний порт підключити до комп'ютера практично будь-які пристрої SCSI - жорсткі диски, дисководи CDROM або Zip, накопичувачі на магнітній стрічці або сканери. Більшість перетворювачів типу "паралельний порт-SCSI" також включають в себе спеціальний ретрансляційний з'єднувач, який використовується при підключенні принтера до пристроїв SCSI. На одному кінці перетворювача знаходиться роз'єм паралельного порту, а на іншому роз'єми SCSI і паралельного порту. Це дозволяє підключити не тільки одне пристрій SCSI, але також і принтер. Драйвери перетворювача "паралельний порт-SCSI" автоматично ретранслюють будь-яку інформацію на принтер, тому принтер працює в звичайному режимі. Основним виробником подібних перетворювачів є компанія Adaptec. Зверніть увагу, що ці перетворювачі призначені для роботи тільки з одним пристрій SCSI; для підтримки двох або більше пристроїв слід придбати контролер SCSI. Зауважте, що швидкість передачі даних паралельного порту EPP/ECP (2 Мбайт/с) значно менше швидкості самого повільного пристрою SCSI (10 Мбайт/с і вище).

Тестування паралельних портів

Перевірка паралельних портів в більшості випадків виявляється набагато простіше, ніж тестування послідовних. Для цього використовуються практично ті ж процедури, що і для послідовних портів. Хоча всі програмні перевірки схожі, апаратні тести припускають використання відповідних заглушок при перевірці паралельних портів. Залежно від використання програмного забезпечення буде потрібно певна заглушка. Більшість програм вимагають використання заглушок IBM, проте деякі припускають використання заглушок, які поставляються в складі Norton Utilities. Заглушки можна придбати або ж створити самостійно. Якщо ви вирішили зробити все самостійно, скористайтеся наведеними нижче рекомендаціями.

• Заглушка для перевірки 25-контактного паралельного порту (роз'єм-"папа" DB25P)

IBM-типу. З'єднайте наступні контакти:

1 і 13;

2 і 15;

10 і 16;

11 і 17;

12 і 14.

• Заглушка для перевірки 25-контактного паралельного порту (роз'єм- "Тато" DB25P)при використанні Norton Utilities (Symantec). З'єднайте наступні контакти:

2 і 15;

3 і 13;

4 і 12;

5 і 10;

6 і 11.