Основные сведения об устройстве

Для подключения принтеров, мышей и клавиатур все чаще применяются высокоскоростные USB–порты и все реже COM и LPT (последовательный и параллельный порты). Однако стандартные коммуникационные порты имеются даже в самых современных компьютерах и могут использоваться для каких–то других целей, например для управления специализированными устройствами.

Долгое время принтер построчной печати был основным устройством, подключаемым к параллельному порту. Поэтому название Line Printer (LPT) определило назначение интерфейса. Для подключения принтера используется стандартный разъем Centronix, имеющий 36 контактных выходов. Сейчас названия Centronics и LPT укоренились в терминологии специалистов как синонимы. К ПК могут быть подключены два отдельных адаптера для управления принтерами, использующих порты 378h – 37ah (первый адаптер) и 278h – 27ah (второй адаптер).

Параллельный порт ПК обладает многими функциональными возможностями. Его использование относительно просто. Поэтому, даже не имея специальных глубоких знаний (в сравнении с интерфейсом USB), можно сделать собственное устройство, подключаемое к порту LPT, и управлять им из программы.

Байт данных через параллельный порт передается к подключенному устройству одновременно, каждый по отдельной сигнальной линии. Этот способ передачи имеет название «параллельный». Его сильная сторона – в способе управления, когда передаваемый поток информации контролируется с помощью управляющих сигналов. Такая архитектура позволила создать широкий спектр устройств разнообразного назначения с унифицированным аппаратным интерфейсом. Однако параллельные интерфейсы из–за невысокой помехозащищенности имеют ограниченную длину кабеля.

Для надежной и скоростной передачи информации кабель должен иметь большую помехозащищенность. Такие кабели изготавливаются с соблюдением всех технических норм, установленных Стандартом на параллельный интерфейс IEEE–1284, принятым в 1994 году, и маркируются надписью «IEEE Std 1284–1994 Compliant». У таких кабелей все сигнальные линии заключены в общий экран. Длина кабелей, изготовленных по такой технологии, не превышает 10 м.

Все сигналы интерфейса можно разделить на четыре группы:

1) восьмиразрядная шина данных (сигналы D0...D7);

2) четырехразрядная шина управления (сигналы – Strobe, AutoLineFeed, Init и Select_In);

3) пятиразрядная шина состояния (сигналы – Acknowledge, Busy, Paper_Empty, Select и Error);

4) шина «Ground».

Для параллельного порта существуют следующие коммуникационные режимы:

Standard Printer Port (SPP);

Extended Capabilities Port (ECP);

Enhanced Parallel Port (EPP).

Выбор одного из перечисленных режимов осуществляется программой Setup BIOS.

Режим SPP (Standart Parallel Port). Этот режим предназначен для передачи данных в одном направлении от системного контроллера параллельного порта к периферийному устройству. Для управления принтером задействуются также четыре дополнительные линии Strobe, Autofeed, Initialize, Select In для передачи управляющих команд. В соответствии со стандартом режим SPP обеспечивает совместимость всех устройств, работающих с параллельным интерфейсом: именно с него начинаются все фазы инициализации старших режимов. Режим SPP устанавливается изначально при выполнении программы POST. Кроме того, возврат к режиму SPP происходит в случае невозможности проинициализировать «старший» режим и при возникновении ошибок двунаправленной передачи данных.

Для передачи данных от подключенного устройства компьютеру предназначены пять статусных линий – так называемый обратный, или реверсивный, канал обеспечивающий систему информацией о состоянии подключенной периферии. Обратная передача данных выполняется полубайтами, а упаковку данных из двух полубайтов в байт осуществляет либо драйвер, либо программа, работающая с параллельным портом.

Режим EPP (Enhanced Parallel Port). Расширенный параллельный порт полностью совместим со стандартным, но является двунаправленным. Режим двунаправленной передачи данных использует сигнальные линии без переназначения направления передачи. В режиме EPP имеется возможность подключения и адресации нескольких устройств на одном кабеле, а также повышения сложности периферийных устройств с адресными полями внутренних регистров и реализации небольшой сети из нескольких устройств. Однако развитие современных сетевых технологий перечеркнуло практическую значимость этих возможностей. Другой особенностью режима стала возможность свести к минимуму функции управления, необходимые при передаче данных.

Режим ECP. Этот способ передачи данных был разработан компаниями Hewlett–Packard и Microsoft. Протокол получился мощный и эффективный, он сразу стал популярен и был включен в IEEE 1284, превратившись тем самым в стандарт «де–факто» для высокоскоростной передачи данных через периферийный параллельный интерфейс компьютера. Протокол ECP обеспечивает двунаправленную передачу данных в полудуплексном режиме, имеет раздельные каналы данных для каждого направления, позволяет работать с активными периферийными устройствами и поддерживает простую компрессию данных RLE. Как и в режиме EPP, имеется возможность многоканальной адресации периферийных устройств. К сожалению, такое обилие возможностей и сложность аппаратной реализации зачастую приводят к тому, что многие разработчики периферийных устройств отказываются от поддержки ECP в пользу менее скоростных, но более простых протоколов из семейства SPP. Отметим, что даже в современных реализациях микросхем Super I/O не всегда поддерживается вся совокупность возможностей ECP–протокола.