Преобразователи VGA-TV

Данные устройства транслируют сигнал о цифровом образе VGA-изображения в аналоговый сигнал, пригодный для вывода на телевизионный приемник. Как правило, преобразователи поддерживают стандарты PAL и NTSC и допускают одновременный вывод изображения на телевизоре и мониторе компьютера. Производители обычно предлагают подобные устройства, выполненные либо как внутренняя ISA-карта, либо как внешний блок. В последнем случае нет необходимости в свободном слоте на системной плате компьютера, и, кроме того, такое исполнение позволяет подключать преобразователь к портативному компьютеру. Некоторые из преобразователей предлагают такие возможности, как, например, регулировка изображения программным способом или с помощью регулировок (для внешнего исполнения). Ряд преобразователей позволяет накладывать компьютерную графику на внешний видеосигнал, например для создания титров.

MPEG-плейеры

MPEG (Motion Picture Experts Group) — это стандарт, предложенный одноименной организацией для сжатия цифрового видео и звука. Так называемые MPEG-плейеры позволяют воспроизводить последовательности видеоизображений (фильмы), записанные на компакт-дисках, с качеством VHS. Иногда графический адаптер и MPEG-декодер интегрируются на одной плате. Альтернативой MPEG-картам часто выступает программный вариант реализации алгоритма декодирования.

Порты ввода-вывода

Подсоединение периферийных устройств, таких, как манипулятор типа мышь, внешний модем или принтер, к персональному компьютеру производится через так называемые устройства сопряжения, или адаптеры, на которых реализованы стандартные или специальные, интерфейсы. Ранее подобные адаптеры были выполнены в виде отдельных плат ввода-вывода — Input-Output (I/O) Card, вставляемых в разъемы расширения на системной плате. Современные системные платы, как правило, интегрируют все необходимые адаптеры.

Итак, взаимодействие периферийного устройства с адаптером происходит через один (возможно, один из двух) интерфейс, определяющий, в частности, тип и "род" (розетка или вилка, female или male) соединителя, уровни и длительность электрических сигналов, протоколы.

На жаргоне, сложившемся у пользователей IBM PC-совместимых компьютеров, стандартные последовательный и параллельный интерфейсы часто называют портами ввода-вывода. Собственно до последнего времени в качестве последовательного стандартного интерфейса используется разновидность RS-232C (Recommended Standard) — ELA-232D (Electrical Industry Association), а в качестве параллельного — Centronics. Порт называют последовательным, когда информационные биты передаются последовательно один за другим, и параллельным, когда несколько бит данных передаются одновременно. Для подключения джойстика служит специальный аналоговый игровой адаптер — Game Adapter. Если несколько адаптеров (последовательного и параллельного портов, приводов флоппи и жестких дисков) конструктивно выполнены на отдельной плате, она называется, как правило, многофункциональной платой ввода-вывода (Multi I/O Card).

Параллельные порты используются обычно для подключения принтера (в ряде случаев плоттера или сканера). Стандартный интерфейс параллельного порта (Centronics) получил свое название по имени американской фирмы—производителя принтеров, предложившей в свое время собственный интерфейс. Сегодня ситуация несколько изменилась, и, например, ряд принтеров использует более производительные интерфейсы, которые, правда, полностью поддерживают и спецификацию Centronics. Но об этом чуть ниже.

Параллельный порт

Поскольку параллельный порт в IBM PC-совместимом компьютере чаще всего используется для подключения принтера, то его называют также принтер - портом. В MS-DOS компьютер работает максимум с тремя параллельными портами, которые имеют логические имена LPT1, LPT2 и LPT3. В адресном пространстве компьютера резервируются базовые адреса этих портов. Для принтерного порта LPT1 предусмотрено аппаратное прерывание IRQ7, а для LPT2 — IRQ5, хотя на практике они обычно не применяются. Установка базовых адресов портов и возможность использования прерываний настраиваются перестановкой перемычек (jumpers) на плате, описание которых приводится в технической документации для конкретного адаптера, либо программно.

Подсоединение кабеля к адаптеру параллельного интерфейса производится через 25-контактный разъем типа D-shell (DB-25), а со стороны принтера используется специальный 36-контактный разъем типа Centronics. Поскольку частота передаваемых сигналов может достигать десятков килогерц, длина таких кабелей обычно не превышает трех метров. "Фирменные" кабели Centronics бывают длиной 6, 8 и 10 футов (примерно 1,8; 2,4 и 3 м соответственно). Часто ошибки и потеря информации при использовании самодельного кабеля связаны именно с его длиной. Следует помнить, что при передаче данных с ТТЛ- уровнями максимальная длина кабеля не должна превышать 2—3 метров. Обычно для сигналов данных и управления в "фирменном" кабеле используются витые пары, а все проводники заключены в общий экран. Увеличение длины кабеля до десяти и более метров возможно только при использовании специальных усилителей сигналов. Основной функцией таких устройств при этом является сохранение временных соотношений сигналов, их уровней и фронтов. Однако для работы с удаленными принтерами целесообразно использовать последовательный интерфейс.

Последовательный порт

Последовательный интерфейс используется для большинства периферийных устройств, таких, как плоттер, удаленный принтер, мышь, внешний модем, программатор ПЗУ и т.д. До настоящего времени для последовательной связи IBM PC-совместимых компьютеров используются адаптеры с интерфейсом RS-232С (новая версия — EIA-232D). Описание этого интерфейса было опубликовано Американской промышленной ассоциацией еще в 1969 году. Европейским аналогом RS-232 являются два стандарта, разработанных Международным союзом электросвязи (International Telecommunications Union, ITU): V.24 (механические характеристики) и V28 (электрические характеристики). Хотя первоначально RS-232 был предназначен для связи центральной машины с терминалами, его простота и богатые возможности обеспечили ему более широкое применение. В современном IBM РС -совместимом компьютере, работающем под MS-DOS, может использоваться до четырех последовательных портов, имеющих логические имена соответственно СОМ1, COM2, COM3 и COM4. В адресном пространстве IBM PC-совместимых компьютеров последовательный адаптер занимает восемь последовательных адресов, включая базовый. Однако с помощью определенного "трюка" через эти восемь адресов происходит обращение к 11 регистрам, которые программируются соответствующим образом.

По существу, сердцем последовательного адаптера является микросхема UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) — универсальный асинхронный приемопередатчик.

Основным преимуществом последовательной передачи является возможность пересылки данных на большие расстояния, как правило, не менее 30 метров. Заметим, что в простейшем случае для приема и передачи через последовательный порт необходимы только три сигнала: TxD (Transmit Data — Передача данных), RxD (Receive Data — Прием данных) и, разумеется, GND (Ground — Земля).

В IBM PC-совместимых персональных компьютерах из 25 сигналов, предусмотренных стандартом RS-232, используются в соответствии с EIA только 9: три, описанных выше, и шесть, объединенных общим названием "handshake (квитирующие) сигналы". При использовании последовательного интерфейса одно из устройств выступает как DTE (Data Terminal Equipment — Оконечное устройство), а другое — как DCE (Data Communication Equipment — Устройство передачи данных). Хотя, вообще говоря, различие между ними состоит только в направлении используемых сигналов. Так, если сигнал для DTE является входным, то для DCE этот же сигнал будет выходным, и наоборот. При обмене данными могут применяться различные протоколы — правила обмена — от простейшего, упомянутого выше и работающего только с тремя сигналами интерфейса, до более сложных, использующих, например, пару квитирующих сигналов RTS-CTS. Различные коммуникационные программы могут применять различные протоколы обмена, поэтому во избежание недоразумений лучше всегда предварительно изучить соответствующие технические описания. Микросхемы UART 8250 и их аналоги рассчитаны на максимальную скорость 38400 бит/с, а 16450 — на 115200 бит/с. Обычно передача данных осуществляется на нескольких дискретных скоростях: 50, 75, 100, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600 и 19 200 бит/с. Для IBM PC-совместимых компьютеров скорость обмена не превышает 9600 бит/с, поскольку встроенные средства BIOS (коммуникационное прерывание 14h) поддерживают скорости только до этого значения. При специальном программировании регистров можно достигнуть скорости обмена до 115 200 бит/с.

Исходная тактовая частота, используемая для UART, стабилизирована кварцевым генератором (например, 18 432 кГц). Из этой частоты формируются все упомянутые частоты. Последовательный порт работает асинхронно — данные передаются без тактового сигнала. Как известно, в этом случае незначительное различие скоростей приема и передачи не влияет на качество обмена. На обеих сторонах должны быть установлены программно (или с помощью переключателей) следующие параметры: скорость передачи данных, количество битов обмена (от 5 до 8), количество стоповых битов (1 или 2), бит контроля (по четности или нечетности, при 8 битах отсутствует). Передача данных начинается с изменения напряжения на линии с низкого уровня до высокого (с -12 В до +12 В) так называемый стартовый бит. Стоповые биты передаются низким уровнем напряжения, обычно -12 В. При использовании контроля по четности соответствующий бит выбирается таким образом, что сумма бит данных и бит контроля представляет собой четное число. Аналогичным образом выполняется контроль по нечетности.