Параллельный интерфейс — LPT-порт

Опубликовано:20.04.2013
Версия текста:1.0
История LPT
Параллельные порты
Стандарт IEEE 1284
Стандартные параллельные порты
Двунаправленные порты (8-разрядные)
Усовершенствованный параллельный порт (EPP)
Порт с расширенными возможностями (ECP)
Обновление параллельного порта для работы в режимах EPP и ECP
Конфигурация параллельных портов
Источники

История LPT

Разьем LPT на POS-терминале IBM

Порт параллельного интерфейса был введен в ПК для подключения принтера — отсюда и пошло его название LPT-порт (Line PrinTer — построчный принтер). Традиционный, он же стандартный, LPT-порт (так называемый SPP-nopт) ориентирован на вывод данных, хотя с некоторыми ограничениями позволяет и вводить данные. Существуют различные модификации LPT-порта — двунаправленный, ЕРР, ЕСР и другие, расширяющие его функциональные возможности, повышающие производительность и снижающие нагрузку на процессор. Поначалу они являлись фирменными решениями отдельных производителей, позднее был принят стандарт IEEE 1284.

Параллельные порты

В параллельных портах для одновременной передачи байта информации используется восемь линий. Этот интерфейс отличается высоким быстродействием, часто применяется для подключения к компьютеру принтера, а также для соединения компьютеров. (Ведь при этом скорость передачи данных значительно выше, чем при соединении через последовательные порты: 4, а не 1 бит за раз.)

Существенным недостатком параллельного порта является то, что соединительные провода не могут быть слишком длинными. При большой длине соединительного кабеля в него приходится вводить промежуточные усилители сигналов, так как в противном случае возникает множество помех.

Интерфейс Число устройств /
Число проводов /
Длина провода (м)
Скорость Использование
Последовательные
USB 1.0 127/4/5 12 Мбит/с Любые устройства с USB 1.х(USB-пopт)
USB 2.0 127/4/5 480 Мбит/с Любые устройства с USB 1.х/2.0 (USB-пopт)
USB 3.0 127/9/3 5 Гбит/с Любые устройства с USB 1.х/2.0/3.0 (USB-пopт)
RS-232 1/6/50-100 115,2 Кбит/с Фискальные регистраторы, сканера штрих-кода, ключи защиты (СОМ-порт)
RS-485 32/2/4000 10 Мбит/с Промышленные устройства (СОМ-порт через преобразователь)
FireWire (IEEE-1394) 64/3/15 400 Мбит/с Видеоданные, дисковые массивы (FireWire-пopт)
Ethernet 10 Мбит/с
100 Мбит/с
1 Гбит/с
400 Мбит/с Сетевые соединения ПК (сетевая карта)
Токовая петля
МIDI 1/3/50 31,5 Кбит/с Музыкальные устройства
Параллельные
LPT (IEEE-1284) 1/9/1-10 От 800 Кбит/с до 4,5 Мбит/с Принтеры, сканеры, дисковые устройства

Стандарт IEEE 1284

Этот стандарт был окончательно утверждён в марте 1994 года. В нем определены физические характеристики параллельных портов (режимы передачи данных и т. д.).

Кроме того, в стандарте IEEE 1284 описан характер изменения внешних сигналов, поступающих на многорежимные параллельные порты компьютера, т. е. на порты, которые могут работать в 4 и 8 разрядном режимах, а также в режимах EPP и ECP.

Хотя IEEE 1284 был выпущен для стандартизации форм сигналов, с помощью которых компьютер «общается» с подключаемыми устройствами, в частности с принтером, этот стандарт интересен и для производителей периферийных устройств, подключаемых к параллельным портам (дисководов, сетевых адаптеров и др.).

Поскольку IEEE 1284 предназначен только для аппаратного обеспечения и не содержит требований к программному обеспечению, работающему с параллельными портами, вскоре был разработан стандарт, определяющий требования к такому программному обеспечению и направленный на устранение различий между микросхемами параллельных портов разных производителей. В нем, в частности, описана спецификация для поддержки режима EPP через BIOS.

Стандартом IEEE 1284 предусмотрена более высокая пропускная способность соединения между компьютером и принтером или двумя компьютерами. Для реализации этой возможности стандартный кабель принтера не подходит. Стандартом IEEE 1284 для принтера предусмотрена витая пара.

В стандарте IEEE 1284 определён также новый разъём. Разъем типа A определён как штыревой DB25, разъём типа B — как Centronics 36. Разъём типа C является разъёмом высокой плотности. Такие разъёмы (типа С) устанавливаются на принтерах Hewlett Packard. Разъёмы всех трех типов приведены на рис. 1.

Три различных разъёма, определённых в стандарте IEEE 1284

Три различных разъёма, определённых в стандарте IEEE 1284

Стандарт IEEE 1284 определяет пять режимов работы параллельного порта. Эти режимы комбинируются в порты четырёх типов (табл. 1.1.).

Таблица 1.1. Типы портов IEEE 1284

Тип параллельного порта Режим ввода Режим вывода Комментарии
Стандартный параллельный порт Полубайтовый Совместимый 4-битовый ввод, 8-битовый вывод
Двунаправленный Байтовый Совместимый Ввод-вывод по 8 бит
Усовершенствованный параллельный порт (EPP) EPP EPP Ввод-вывод по 8 бит
Порт с расширенными возможностями (ECP) ECP ECP Ввод-вывод по 8 бит; используется прямой доступ к памяти

Определяемые стандартом IEEE 1284 режимы приведены в табл. 1.2.

Таблица 1.2. Режимы IEEE 1284

Режим параллельного порта Направление Скорость передачи, Кбайт/с
Полубайтовый (4 бит) Только ввод 50
Байтовый (8 бит) Только ввод 150
Совместимый Только вывод 150
EPP Ввод-вывод 500 — 2 000
ECP Ввод-вывод 500 — 2 000

Стандарт IEEE 1284 стал результатом длительной борьбы за обеспечение совместимости. Он включает в себя формальное описание всех вышеперечисленных режимов работы (до его принятия не было никакого формального документа, позволяющего при соблюдении его рассчитывать на корректную работу устройства во всех возможных конфигурациях).

Стандарт включает в себя следующие документы:

В настоящее время стандарт IEEE-1284 стабилизировался.

Ниже приведено краткое описание указанных типов и режимов параллельных портов.

Стандартные параллельные порты

В первой модели IBM PC существовал только один параллельный порт, предназначенный для передачи информации от компьютера к какому либо устройству, например к принтеру. Однонаправленность параллельного порта первого PC вполне соответствовала его основному назначению — передаче данных на принтер. Однако во многих случаях желательно было иметь двунаправленный параллельный порт даже для принтера (чтобы можно было реализовать обратную связь, например для принтеров типа PostScript). С однонаправленным параллельным портом осуществить это было невозможно.

Такой тип параллельных портов не предназначался для использования в качестве ввода, однако с помощью специальных схем (в которых четыре сигнальные линии могут быть представлены как 4 разрядное соединение) и однонаправленного параллельного порта можно обеспечить 8 разрядный вывод и 4 разрядный ввод. В настоящее время этот тип портов используется довольно редко, так как в компьютерах, выпущенных после 1993 года, как правило, устанавливаются параллельные порты наподобие 8 разрядного, EPP и ECP.

Стандартный параллельный порт обеспечивает скорость передачи данных 50 Кбайт/с, но при использовании различных усовершенствований пропускную способность можно увеличить до 150 Кбайт/с.

Двунаправленные порты (8-разрядные)

Двунаправленный параллельный порт впервые появился в 1987 году в компьютерах PS/2. Даже сегодня в PC совместимых компьютерах можно найти порты, которые обычно обозначаются как параллельные типа PS/2, двунаправленные и расширенные (extended) параллельные порты. Благодаря такому порту появилась возможность организовать двусторонний обмен данными между компьютером и различными периферийными устройствами. Для этого используется несколько бывших прежде свободными контактов разъёма параллельного порта, а направление передачи информации определяется специальным битом состояния.

Двунаправленные порты могут работать с 8 разрядным вводом и выводом, используя для этого восемь стандартных линий передачи данных, пропускная способность которых при подключении внешних устройств значительно выше, чем для 4 разрядных портов. Скорость передачи данных при работе через двунаправленный порт около 150 Кбайт/с.

Усовершенствованный параллельный порт (EPP)

Это новый тип параллельного порта, который иногда называют быстродействующим параллельным портом. EPP (Enhanced Parallel Port) разработан компаниями Intel, Xircom и Zenith Data Systems и выпущен в октябре 1991 года. Первыми устройствами, предлагающими возможности усовершенствованного параллельного порта, были портативные компьютеры компании Zenith Data Systems, адаптеры от Xircom и микросхема Intel 82360 SL I/O.

Усовершенствованный параллельный порт работает практически на всех скоростях, поддерживаемых шиной ISA, и предлагает десятикратное увеличение пропускной способности по сравнению с обычным параллельным портом. Этот тип портов разработан специально для таких подключаемых к параллельному порту устройств, как сетевые адаптеры, дисководы и накопители на магнитной ленте. EPP соответствует требованиям нового стандарта IEEE 1284 для параллельных портов и передаёт данные со скоростью до 2 Мбайт/с.

После выхода в 1992 году микросхемы Intel 82360 SL I/O многие производители начали выпускать аналогичные устройства ввода вывода,в которых были реализованы возможности EPP. Это породило проблему, состоящую в том, что процедуры работы EPP на микросхемах различных производителей существенно различались.

Версия 1.7 порта EPP, выпущенная в марте 1992 года, была первой популярной версией, определяющей требования к аппаратному обеспечению. Эта версия не поддерживает стандарт IEEE 1284. В некоторой технической документации ошибочно ссылаются на «EPP версии 1.9» как на некий стандарт EPP.

ПРИМЕЧАНИЕ
Запомните: версии 1.9 EPP не существует, а все спецификации EPP, вышедшие после версии 1.7, являются частью стандарта IEEE 1284.

Таким образом, существует два несовместимых стандарта: EPP версии 1.7 и IEEE 1284. Однако благодаря тому, что они довольно похожи друг на друга, начали выпускать периферийное оборудование, поддерживающее оба стандарта, нов некоторых случаях устройства для EPP 1.7 могут не работать с портами IEEE 1284.

В настоящее время поддержка портов EPP существует во всех наборах микросхем Super I/O, применяемых в современных системных платах и наборах микросхем типа South Bridge с интегрированными функциями ввода вывода. Поскольку порт EPP определён в стандарте IEEE 1284, соответствующая программная поддержка и драйверы встроены, например, в Windows NT.

Порт с расширенными возможностями (ECP)

Другой тип высокоскоростного параллельного порта, называемый портом с расширенными возможностями (Enhanced Capabilities Port — ECP), разработан компаниями Microsoft и Hewlett-Packard и выпущен в 1992 году. Подобно EPP, этот порт обладал повышенной производительностью и требовал для своей работы специальной логики устройств.

Порт с расширенными возможностями соответствует требованиям стандарта IEEE 1284. Однако, в отличие от EPP, он не является портом, специально разработанным для подключения устройств к PC совместимым компьютерам. Основная цель разработки и выпуска этого типа параллельных портов — поддержка недорогого подключения высокоскоростных принтеров. Ещё одним отличием ECP от EPP является то, что режим работы первого из них требует использования канала прямого доступа к памяти, который никак не определён в EPP (что зачастую приводит к конфликтам, связанным с устройствами, которые также используют прямой доступ к памяти).

Большинство компьютеров, в которых установлены новейшие микросхемы, могут работать как в режиме ECP, так и в EPP, однако при взаимодействии с устройствами, подключаемыми к параллельным портам, режим EPP работает лучше.

В зависимости от системной платы, распределение канала DMA во встроенном параллельном порте в режиме ECP можно осуществить с помощью настройки BIOS или вручную, удалив определённую перемычку с системной платы.

Обновление параллельного порта для работы в режимах EPP и ECP

Чтобы определить тип параллельного порта в системе, можно воспользоваться программой Parallel, предназначенной для исследования параллельных портов системы. Благодаря ей вы можете узнать типы портов, адреса ввода вывода, адреса линий запроса прерываний, название базовой системы ввода вывода, а также много другой полезной информации. Эта информация может быть также записана в файл. Программа Parallel использует весьма сложные методы для детектирования порта и запросов прерываний.

Высокоскоростные параллельные порты ECP и EPP часто применяются для подключения внешних периферийных устройств, например накопителей Zip, дисководов CD-ROM, сканеров, устройств хранения данных на магнитной ленте и даже жёстких дисков. Большинство этих устройств подключаются к параллельному порту с помощью вторичного соединения, т.е. как принтер, так и другое внешнее устройство смогут работать через один порт. Для устройства необходимы собственные драйверы, посредством которых будет осуществляться согласованная передача данных принтера и самого устройства. Режимы ECP и EPP позволяют достичь скорости передачи данных до 2 Мбайт/с. Таким образом, внешнее устройство может работать так, будто оно подключено к внутренней системной шине данных.

Конфигурация параллельных портов

Параллельные порты отличаются значительно более простой конфигурацией, чем последовательные. Даже в BIOS первой модели IBM PC было предусмотрено три порта LPT. В табл. 1.3 приведены стандартные адреса ввода вывода и установки прерываний для параллельных портов.

Таблица 1.3. Стандартные адреса ввода-вывода и прерывания параллельных портов

Стандартный порт Альтернативный порт Ввод-вывод Прерывание
LPT1 3BCh–3BFh IRQ 7
LPT1 LPT2 378h–37Аh IRQ 5
LPT2 LPT3 278h–27Аh IRQ 5

Поскольку в BIOS и DOS всегда определены три параллельных порта, проблемы даже в старых компьютерах возникают редко. Однако они могут появиться в системах с шиной ISA из за нехватки аппаратных прерываний. Для обычной печати порт с аппаратным прерыванием не является жизненно необходимым — во многих программах эта возможность даже не предусмотрена. Однако прерывания иногда используются в программах: например, при выполнении фоновых процессов печати в сети или других процессов печати с подкачкой данных (из буфера печати).

При быстрой печати на лазерном принтере также используются прерывания. Именно поэтому, если вы используете одну из указанных программ, работать она будет очень медленно (если вообще будет работать). Единственный выход из такой ситуации — использование порта с прерыванием. В современных компьютерах операционные системы MS DOS и Windows 9х/Me/2000/XP могут поддерживать до 128 параллельных портов.

При конфигурировании параллельных портов в компьютерах с шиной ISA/PCI обычно переставляют перемычки и переключатели. Учитывая многообразие плат, предоставляемых в настоящее время различными производителями, необходимо перед конфигурацией ознакомиться с руководством по эксплуатации, практически всегда содержащим полезные сведения об этой процедуре.

Источники

Автоматизация магазинов, складов, переучетов