Внутри компьютера, и внешним устройством . Так, шинный разъём AGP фактически является портом.

Для связи с периферийными устройствами к шине компьютера подключены одна или несколько микросхем контроллера ввода-вывода .

Первые IBM PC предоставляли

• встроенный порт для подключения клавиатуры;
• до 4 (COM1 … COM4) последовательных портов (англ. COMmunication ), обычно служащих для подключения сравнительно высокоскоростных коммуникационных устройств, использующих интерфейс RS-232 , например модемов . Для них выделялись следующие ресурсы материнской платы:

• до 3 (LPT1 .. LPT3) параллельных портов (англ. Line Print Terminal ), обычно служащих для подключения принтеров , использующих интерфейс IEEE 1284. Для них выделялись следующие ресурсы материнской платы:

Изначально COM- и LPT-порты на материнской плате отсутствовали физически и реализовались дополнительной картой расширения , вставляемой в один из ISA -слотов расширения на материнской плате.

Последовательные порты, как правило, использовались для подключения устройств, которым требовалось быстро передать небольшой объём данных, например компьютерной мыши и внешнего модема , а параллельные - для принтера или сканера, для которых передача большого объёма не была критичной по времени [ ] . В дальнейшем поддержка последовательных и параллельных портов была интегрирована в чипсеты , реализующие логику материнской платы.

Недостаток интерфейсов RS-232 и IEEE 1284 - относительно малая скорость передачи данных, не удовлетворяющая растущие потребности в передаче данных между устройствами. Как следствие, появились новые стандарты интерфейсных шин USB и FireWire , которые были призваны заменить старые порты ввода-вывода.

Особенностью USB является то, что при подключении многих USB-устройств к единственному USB-порту используют т. н. концентраторы (USB-хабы), которые в свою очередь коммутируют между собой, увеличивая тем самым число USB-устройств, которые можно подключать. Такая топология шины USB называется «звезда» и включает в себя также корневой концентратор, который, как правило, находится в «южном мосте » материнской платы компьютера, к которому и подключаются все дочерние концентраторы (в частном случае сами USB-устройства).

Шина IEEE 1394 предусматривает передачу данных между устройствами со скоростями 100, 200, 400, 800 и 1600 Мбит/с и призвана обеспечивать комфортную работу с жёсткими дисками, цифровыми видео- и аудиоустройствами и другими скоростными внешними компонентами.

FireWire, как и USB, является последовательной шиной. Выбор последовательного интерфейса обусловлен тем, что для повышения скорости работы интерфейса необходимо повышать частоту его работы, а в параллельном интерфейсе это вызывает усиление наводок между параллельными жилами интерфейсного кабеля и требует сокращения его длины. Кроме того, кабель и разъёмы параллельных шин имеют большие габариты.

Литература

• Быстро и легко. Сборка, диагностика, оптимизация и апгрейд современного компьютера.: Практ. пособ. - М. : Лучшие книги, 2000. - 352 с. - ISBN 5-93673-003-4 .

Одним из самых старых портов компьютера является LPT-порт или параллельный порт. И хотя LPT-порт сейчас можно увидеть далеко не на всякой материнской плате, тем не менее, читателям, возможно, интересно было бы узнать, что он из себя представляет.

Прежде всего, разберемся с названием порта. Возможно, далеко не все знают, что обозначает аббревиатура LPT. На самом деле, LPT – это сокращение от словосочетания Line Print Terminal (построчный принтерный терминал). Таким образом, становится понятным, что LPT-порт предназначался, прежде всего, для подключения принтеров. Именно поэтому порт LPT имеет и еще одно название – порт принтера. Хотя теоретически могут подключаться к LPT и другие устройства.

LPT-порт имеет давнюю историю. Он был разработан фирмой Centronics (поэтому данный порт часто называют также портом Centronics), производившей матричные принтеры еще до начала эпохи персоналок, в начале 1970-х. А в начале 1980-х LPT-порт стал использоваться фирмой IBM в своих компьютерах и на какое-то время стал стандартным портом для подключения высокоскоростных (на то время) устройств.

Внешний вид параллельного порта на задней панели компьютера

Интерфейс LPT существовал в нескольких редакциях. В оригинальной версии LPT-порт был однонаправленным, то есть мог передавать данные лишь в одном направлении – к периферийному устройству. Разумеется, такая ситуация не устраивала пользователей, поскольку существовали принтеры, которые требовали передачи данных в обоих направлениях. Поэтому впоследствии интерфейс LPT несколько раз был усовершенствован, пока не был разработан его международный стандарт IEEE 1284. В соответствии с этим стандартом интерфейс параллельного порта поддерживал несколько режимов работы и был также совместим со старыми стандартами. Кроме того, интерфейс в своей конечной редакции поддерживал относительно высокие скорости передачи данных – до 5 Мб/с.

Принцип работы параллельного порта

Порт LPT называется параллельным потому, что в подключаемом к нему кабеле данные передаются параллельно, то есть, одновременно по нескольким проводникам. Этим свойством параллельный порт отличается от другого порта компьютера –последовательного порта COM.

Проводников, передающих сами данные, в кабеле Centronics насчитывается 8. Кроме того, в кабеле присутствует несколько линий, по которым передаются управляющие сигналы.

Хотя параллельный порт большей частью используется для подключения принтеров, тем не менее, существовали и другие его применения. Во-первых, при помощи порта LPT можно напрямую соединить два компьютера – посредством специального кабеля Interlink. До широкого распространения сетевых карт Ethernet подобное соединение, хоть и не обеспечивавшее пользователю большую скорость передачи данных, зачастую было, тем не менее, единственным способом связать два компьютера. Существуют также электронные ключи, предназначенные для подключения к порту LPT.

Кабель для передачи данных между компьютерами - Interlink

Как и в случае многих других устройств на материнской плате, режимы работы параллельного порта часто можно настроить через BIOS Setup. Как правило, для этого используются такие опции BIOS, как Parallel Port, Parallel Port IRQ, Parallel Port DMA и т.п.

Разъем параллельного порта на материнской плате и кабель Centronics

Разъем порта LPT обычно располагается непосредственно материнской плате, хотя до середины 1990-x гг. он обычно присутствовал на вставляемой в слот расширения так называемой мультикарте, на которой были также расположены другие порты компьютера. Выход порта представляет собой 25-контактный разъем типа «розетка», который называется разъемом DB25.

ISA мультикарта с LPT(DB25 - «мама») и игровым портом на борту.

Для подключения к принтеру используется специальный кабель ­­– кабель Centronics. Один конец (вилка) кабеля Centronics подключается к порту, другой (также вилка) – к специальному разъему принтера. Последний разъем имеет 36 контактов. Следовательно, особенностью кабеля Centronics является то, что он имеет разные разъемы с обеих сторон.

Внешний вид кабеля Centronics.

Хотя часто разъем кабеля для материнской платы называется разъемом Centronics, тем не менее, строго говоря, разъемом Centronics называется лишь 36-контактный разъем для подключения к принтеру, а не к материнской плате. Разъем кабеля для подключения к порту называется разъемом Amphenolstacker, от названия разработавшей его американской фирмы Amphenol, производящей разъемы.

Особенности работы параллельного порта

Благодаря тому, что LPT-порт поддерживает параллельную передачу данных, в первых ПК этот порт считался одним из самых скоростных портов компьютера. Передача данных по нескольким линиям во многом сближает интерфейс LPT по архитектуре с компьютерными шинами. Тем не менее, это обстоятельство накладывает и ограничение на длину кабеля, которая из-за возникающих в кабеле помех не может превышать 5 м.

Максимальное напряжение, использующееся в сигнальных линиях порта, составляет +5 В. Для простой передачи данных требуется всего лишь десять сигнальных линий – это 8 линий собственно данных, линия строб-сигнала, то есть, сигнала о готовности порта к передаче данных, и линия занятости. Остальные линии используются для совместимости со стандартом Centronics.

LPT-порт типа «мама» с нумерацией контактов.

Назначение выводов разъема параллельного порта DB25:

• 1 – Data strobe (Строб-сигнал)
• 2-9 – Данные, биты 0-7
• 10 – Acknowledge (Подтверждение от принтера)
• 11 – Busy (Занят)
• 12 – Paper Out (Кончилась бумага)
• 13 – Select (Принтер активен)
• 14 – Auto Feed (Автоматическая подача)
• 15 – Error (Ошибка)
• 16 – Init (Инициализация принтера)
• 17 – Select Input (Выбор устройства)
• 18-25 – Земля

Заключение

LPT-порт представляет собой интерфейс персонального компьютера, который в настоящее время считается устаревшим и не имеет значительной поддержки со стороны производителей компьютерного оборудования и программного обеспечения. Однако параллельный порт до сих успешно используется во многих устаревших моделях компьютеров и принтеров.

Все, кто хоть раз пытался собрать самостоятельно ПК либо прикупить одно из комплектующих, сталкивались с вопросом о портах. Параллельный или последовательный? Четырехконтактный или разъем на 16 пин? Вывод через порт или память? Все эти вопросы возникают по мере изучения этой темы и выбора нужного кабеля.

Порт

Что же такое порт? Это специальный разъем в ПК, который работает как связующее звено разного рода устройств с системой компьютера. Порты условно синонимы разъемам, которые нужны для работы периферийных девайсов, отделенных от архитектуры ПК. К примеру, в противопоставление стоит отметить, что сетевой разъем, или место для подключения чипа и ОЗУ, портом не называется.

Часть портов могут поддерживать горячее подключение и отключение, некоторые нуждаются в том, чтобы предварительно отключить систему, а после подсоединять порт.

Аппаратный порт представлен целым рядом типов. Так, сюда относят параллельный интерфейс, последовательный, USB, PATA/SATA, PS/2 и четверку современных видеоинтерфейсов: Display Port, HDMI, VGA, DVI.

Параллельный

Речь пойдет об одном из этих типов интерфейса. Параллельный был создан для ПК в качестве связующего звена периферийного устройства и компьютера. Если речь идет о вычислительной технике, то этот тип физически реализует параллельное соединение, что вполне логично.

Часто можно услышать выражение «параллельный порт принтера», и это неспроста. Тип данного интерфейса получил имена принтерного порта и порта Centronics сразу после своего рождения.

Начало

Такое название и вправду получилось неспроста. Интерфейс разработала компания Centronics, которая в 1970 году выпустила принтер с ним. Над портом работали в компании "Говард" и "Робинсон". Никто не планировал создавать новый тип или делать революционное открытие. Все случилось де-факто, а параллельный порт стал отраслевым стандартом.

На тот момент существовало много разнообразных кабелей, которые использовали производители. К примеру, популярным был DC-3, 36, 25 и 50-контактный разъем.

Развитие

Развитие принтерного порта подхватили быстро. Компании одна за другой начали реализовывать свои версии. Стали появляться плоские варианты на большое количество пинов. Dataproducts работала с интерфейсом, разработав DC-37, который относился к хосту, и 50-контактный порт, подключаемый к принтеру.

Dataproducts создала сразу несколько вариантов. Параллельное соединение можно было реализовать на коротких расстояниях до 15 метров, а для длинного соединения - до 150 метров. Прослужил этот интерфейс долго. Аж до 1990-х годов многие производители использовали его как опцию.

Американская компания IBM также решила сделать взнос в создание параллельного порта компьютера. В момент выхода её первого персонального компьютера можно было ознакомиться с модификацией Centronics. Интересно, что для многих пользователей сразу поставили условие. Лишь переработанные принтеры от Epson, которые обзавелись логотипом IBM, могли функционировать с этим интерфейсом.

Компания потрудилась над стандартизацией кабеля формата DB25F. После чего производители принтеров начали реализовывать стандарт в своих моделях. А в начале 90-х популярный порт Centronics стали менять на IEEE 1284.

Разновидность

Так новинка вошла в обиход и обзавелась своими поклонниками. IEEE 1284 имеет еще одно название - LPT. Параллельный порт обзавелся международной стандартизацией и все так же служит для соединения периферийных девайсов.

Как и прошлый вариант, его чаще применяют для активации принтера, сканера и разного внешнего оборудования. В отличие от предыдущей модификации, стало реальным создавать связь двух ПК, активации механизмов телеуправления.

Основой для IEEE 1284 стал порт Centronics и его разнообразные вариации.

Сравнение

Как уже упоминалось ранее, интерфейс Centronics был создан одноименной компанией и широко применялся для ПК фирмы IBM. Благодаря этому разъему возможно было подключать печатающие аппараты. Он долго считался основным, хотя официально таковым не являлся.

Сначала его создали для однонаправленной передачи информации, поэтому он идеально подходил для принтеров. Когда стали работать над дуплексными модификациями, было решено официально закрепить один из новоявленных стандартов. Так появился EEE 1284.

Разновидность

Что же собой представляет этот параллельный порт? Со стороны компьютера он представлен разъемом на 25 контактов в два ряда формата DB-25-female. Сразу нужно отметить, что это так называемая «мама», а вот есть аналогичный разъем - «папа», который ранее применялся в ПК в качестве COM-порта.

Периферийное оборудование чаще обзаводится 36-пиновым микроразъемом в виде ленты, поэтому кабель с одной стороны имеет 25 контактов DB-25-male и подключается к ПК, а на другой - 36 пинов IEEE 1284-B. Иногда этот вариант заменяет MiniCentronics - порт, который представлен кабелем AC на 36 пинов.

Среди всех есть и CC-кабели, с обеих сторон которых находится MiniCentronics. Это очень редкая модификация, рассчитанная на устройства со стандартом IEEE 1284-II.

Поскольку перед нами стандарт, он имеет некоторые требования, которые нужно соблюдать. К примеру, длина кабеля не может быть больше трех метров. Само строение представлено витыми парами в общем или индивидуальном экране. Редко встречаются ленточные версии.

Если присмотреться к старым моделям сканеров, тут также встречался порт DB-25-male, вместо IEEE 1284-B. Интересно, что подобные устройства имели дополнительный разъем DB-25-female, чтобы была возможность присоединить принтер. Так сканер передавал информацию через два интерфейса.

Физическая реализация

Основной порт Centronics, как уже упоминалось ранее, был представлен однонаправленным параллельным портом. Кабель реализовал основные характеристики. Так, имелось 8 сигнальных линий для перемещения, стробы и линия состояния устройства.

Очевидно, что однонаправленный интерфейс позволял передавать материалы в одну сторону от ПК к оборудованию. Несмотря на это, технология была несколько шире. Имелось пять обратных линий, которые осуществляли контроль состояния аппарата. Скорость, с которой возможно было передавать информацию, колебалась и поднималась до 1,2 Мбит/с.

Расширения

Все первоначальные модификации позже объединились и были стандартизированы. Само действие унификации закончилось тем, что был зарегистрирован стандарт IEEE-1284. Но это не решило вопроса полного соответствия. Новинка все же отличалась от ранее созданных специализированных расширений.

Самыми известными стали разработки Hewlett-Packard. Наряду с Centronics появился порт Bitronics. Он получил двустороннюю технологию, перемещал данные в два направления и нужен был для сбора информации по состоянию принтера.

Bitronics работал с протоколом мультиплексированной шины HP. Технология давала возможность использовать «цепочку»: подключать к разъему LPT несколько девайсов. Чтобы реализовать эту задачу, было создано несколько стандартов, хотя и тут совместимости достичь не удалось.

Поэтому, если вы встречали устаревшие устройства Hewlett-Packard, которые некорректно работают - это неудивительно. Вся проблема именно в портах и реализации.

Возможности

Параллельный интерфейс можно использовать в нескольких режимах. Например, SPP - это стандартная реализация одностороннего порта, который совместим с Centronics. Nibble Mode - это режим двунаправленной передачи данных. Он работает благодаря управляющим линиям. В свое время был единственным вариантом, благодаря которому Centronics передавал двунаправленно информацию.

Byte Mode - еще один вариант двусторонней синхронизации, который не стал популярным, но все равно использовался с некоторыми контроллерами. EPP - режим работы от ведущих производителей Intel, Xircom и Zenith Data Systems, также занимался двусторонней передачей информации со скоростью 2 Мбайт/с.

И последний режим - ЕСР. Над ним работали компании Microsoft и Hewlett-Packard. Появилось аппаратное сжатие файлов, буфер, работа в прямом доступе к памяти.

Применение

Не секрет, что сейчас большинство принтеров подключаются за счет кабелей USB. До того как появился этот вариант разъем являлся единственным вариантом. Но помимо этого существовал и в разных периферийных девайсах.

Сейчас трудно говорить, что же появилось ранее и первее, но известными стали электронные ключи, которые защищали ПО от копирования. Также этот порт перешел в распоряжение накопителей и сканеров. А это, в свою очередь, дало толчок к созданию разъемов с параллельным соединением для модемов, звуковых карт, веб-камер, геймпадов и пр.

Следом стали разрабатывать адаптеры для стандарта SCSI в паре с параллельным типом. Известны и переходники для EPROM и аппаратных контроллеров.

Современное использование

Параллельный интерфейс стал менее популярным. Его заменили кабели USB, а для сетевого соединения - Ethernet. Многие производители считают параллельный тип разъемов устаревшим. Поэтому он массово начинает пропадать с интерфейсных панелей компьютеров и ноутбуков. Microsoft просит разработчиков удерживаться от применения этого типа портов. А для тех, кто все-таки не готов отказаться от такого варианта, есть адаптер «параллельный порт USB».

Разница

Часто сравнивают последовательные и параллельные порты. В системах от IBM, помимо параллельного интерфейса, имелись последовательные и встроенные, для клавиатуры. Последовательный порт часто служил для подключения высокоскоростных коммуникационных девайсов, которые работали по формату RS-232. Тут речь идет о модемах и подобных устройствах.

Последовательный порт легче было реализовать для техники, которая требовала передачу небольшого объема данных. Сюда можно отнести и обычную компьютерную мышь.

Ошибка

О параллельном интерфейсе люди часто узнают от самой системы. Иногда возникают неполадки, которые заставляют пользователя попотеть, чтобы исправить их. Так, некоторые могли заметить сбой «Драйвер параллельного порта». Обычно эта ошибка появляется в журнале системы и помечена красным крестиком.

Сейчас такая неполадка все реже встречается в системе. Может возникать при запуске Parport, когда отсутствует параллельный порт на плате. В этом случае можно отправиться в реестр и в разделе Parport найти строку «Start». Тут нужно поменять значение «2» на «4».

Выводы

Параллельный порт сейчас уже отходит в прошлое. Над ним работали еще в прошлом веке, а уже в нашем смогли заменить на более удобные разъемы. Те варианты, которые остались без изменения, смогли обзавестись адаптерами. Так стало реальным приобрести контроллер параллельного порта PCI, замену USB и других популярных интерфейсов.

В интернете много способов самостоятельно сделать тот или иной кабель. Но, честно говоря, варианты не совсем безопасны и вызывают сомнения. Лучше, если вам вдруг понадобился параллельный порт для устройства, поискать в магазинах. Он хотя и не выпускается, но все равно остался в продаже. А самостоятельно собирая ПК, лучше внимательно присмотреться к интерфейсной панели материнки, чтобы позже не столкнуться с неприятностями.

Последовательные порты

Последовательные порты для обмена данными с внешними устройствами – важнейшая составляющая любого МК, без них его «общение» с внешним миром резко ограничено. Последовательными их называют потому, что в них в каждый момент времени передается только один бит (в некоторых случаях возможна одновременная передача и прием, но все равно только по одному биту за раз). Самое главное преимущество последовательных портов перед параллельными (когда одновременно производится обмен целыми байтами или полубайтами‑тетрадами) – снижение числа соединений. Но оно не единственное – как ни парадоксально, но последовательные интерфейсы дают значительную фору параллельным на высоких скоростях, когда на надежность передачи начинают влиять задержки в линиях. Последние невозможно сделать строго одинаковыми, и это одна из причин того, что последовательные интерфейсы в настоящее время начинают доминировать (типичные примеры: USB и Fire Wire вместо LPT и SCSI или Serial ATA вместо IDE).

В микроконтроллерных устройствах с нашими объемами данных, конечно, скорость передачи нас волнует во вторую очередь, но вот количество соединительных проводов – очень критичный фактор. Поэтому все внешние устройства, которые мы далее станем рассматривать, будут иметь последовательные интерфейсы (кроме дисплеев для отображения информации, для которых, увы, последовательные интерфейсы встречаются лишь в моделях достаточно высокого уровня).

Практически любой последовательный порт можно имитировать программно, используя обычные выводы МК. Когда‑то так и поступали даже в случае самого популярного из таких портов – UART. Однако с тех пор МК обзавелись аппаратными последовательными портами, что, впрочем, не означает необходимости их непременного использования. Легкость программной имитации последовательных портов – еще одно их достоинство.

Из всех разновидностей портов, которые могут наличествовать в МК AVR, мы особенно обратим внимание на UART (Universal Asynchronous Receiver‑Transmitter , универсальный асинхронный приемопередатчик). UART есть основная часть любого устройства, поддерживающего протокол RS‑232, но и не только его (недаром он «универсальный») – например, промышленные стандарты RS‑485 и RS‑422 также реализовываются через UART, т. к. они отличаются от RS‑232 только электрическими параметрами и допустимыми скоростями, а не общей логикой построения.

В персональных компьютерах есть СОМ‑порт, который работает по тому же протоколу RS‑232, и узел UART точно так же является его базовой частью. Поэтому UART служит основным способом обмена данными МК с компьютером.

Отметим, что отсутствие СОМ‑порта в большинстве современных моделей ПК не является препятствием – существуют переходники USB‑COM, а в настольную модель можно вставить дополнительную карту с СОМ‑портами. О том, как обращаться с UART на практике, рассказывается в главах 21 и 22 , применительно к платформе Arduino – программировать такой обмен на ассемблере гораздо сложнее (хотя и надежнее, см. далее). В главе 22 мы увидим, что существуют простые и при этом достаточно надежные способы организовать передачу через последовательный порт по радиоканалу, что позволяет обойтись вообще без проводов.

Кроме UART, почти все МК AVR содержат самый простой из всех последовательных портов – SPI (Serial Peripheral Interface , последовательный периферийный интерфейс). Об устройстве SPI упоминалось в главе 16 . Его принципиальная простота сыграла отчасти дурную роль – трудно встретить два устройства, где протоколы SPI полностью совпадают, обычно обмен по этому порту сопровождается теми или иными «наворотами». Следует отметить, что программирование AVR также осуществляется через SPI, однако в общем случае этот интерфейс и SPI для обмена данными – разные вещи, хотя в большинстве случаев выводы у них одни и те же.

Кстати, всем знакомые карты памяти («флэшки») также адресуются через протокол, очень близкий к SPI.

Кроме этих портов, часто применяется очень простой аппаратно, но более сложный с программной точки зрения и довольно медленный интерфейс 12С (в терминологии Atmel AVR он называется TWI (Two‑Wire Interface , двухпроводной интерфейс). С его помощью можно общаться со многими устройствами: часами реального времени, компасами, датчиками, некоторыми разновидностями памяти. Мы рассмотрим его опять же в главах, посвященных Arduino .

В AVR имеется 10‑разрядный АЦП последовательного приближения (см. главу 17 ). Работа с ним имеет довольно много нюансов, и мы ее подробно рассмотрим в главе 20 . В главе 22 вы увидите, насколько Arduino упрощает этот процесс. И вообще, некоторые другие узлы МК семейства AVR мы рассмотрим по ходу изложения конкретных схем – так будет нагляднее. Сейчас же мы закончим затянувшееся знакомство с микроконтроллером и обратимся к вопросу о том, как его программировать. Следующие две главы мы посвятим элементарным сведениям о программировании МК на ассемблере, а далее перейдем к языкам высокого (и даже сверхвысокого) уровня. Так вы сможете наглядно сравнить и даже при желании «пощупать руками» преимущества и недостатки того и иного подхода и границы их применимости.

Наряду с параллельным портом COM-порт, или последовательный порт является одним из традиционных портов ввода-вывода компьютера, использовавшимся еще в первых ПК. Хотя в современных компьютерах COM-порт имеет ограниченное применение, тем не менее, информация о нем, возможно, будет полезной многим пользователям.

Последовательный порт, как и параллельный, появился задолго до появления персональных компьютеров архитектуры IBM PC. В первых персоналках COM-порт использовался для подсоединения периферийных устройств. Однако сфера его применения несколько отличалась от сферы применения параллельного порта. Если параллельный порт использовался в основном для подключения принтеров, то COM-порт (кстати, приставка COM – это всего лишь сокращение от слова communication) обычно применялся для работы с телекоммуникационными устройствами, такими, как модемы. Тем не менее, к порту можно подключить, например, мышь, а также другие периферийные устройства.

COM-порт, основные сферы применения:

1. Подключение терминалов
2. ~ внешних модемов
3. ~ принтеров и плоттеров
4. ~ мыши
5. Прямое соединение двух компьютеров

В настоящее время сфера применения СОМ-порта значительно сократилась благодаря внедрению более быстрого и компактного, и, кстати, тоже последовательного, интерфейса USB. Почти вышли из употребления внешние модемы, рассчитанные на подключение к порту, а также «COM-овские» мыши. Да и редко кто теперь соединяет два компьютера при помощи нуль-модемного кабеля.

Тем не менее, в ряде специализированных устройств последовательный порт до сих используется. Можно найти его и на многих материнских платах. Дело в том, что по сравнению с USB COM-порт имеет одно важное преимущество – согласно стандарту последовательной передачи данных RS-232, он может работать с устройствами на расстоянии в несколько десятков метров, в то время как радиус действия кабеля USB, как правило, ограничен 5 метрами.

Принцип работы последовательного порта и его отличие от параллельного

В отличие от параллельного (LPT) порта, последовательный порт передает данные побитно по одной-единственной линии, а не по нескольким одновременно. Последовательности битов группируются в серии данных, начинающиеся стартовым битом и кончающиеся стоповым битом, а также битами контроля четности, использующимися для контроля ошибок. Отсюда происходит и еще одно английское название, которое имеет последовательный порт – Serial Port.

Последовательный порт имеет две линии, по которым передаются собственно данные – это линии для передачи данных от терминала (ПК) к коммуникационному устройству и обратно. Кроме того, существует еще несколько управляющих линий. Обслуживает Serial port специальная микросхема UART, которая способна поддерживать относительно высокую скорость передачи данных, достигающую 115 000 бод (байт/с). Правда, стоит отметить, что реальная скорость обмена информацией зависит от обоих коммуникационных устройств. Кроме того, в функции контроллера UART входит преобразование параллельного кода в последовательный и обратно.

Порт использует электрические сигналы сравнительного высокого напряжения – до +15 B и -15 В. Уровень логического нуля последовательного порта составляет +12 В, а логической единицы – -12 В. Такой большой перепад напряжений позволяет гарантировать высокую степень помехоустойчивости передаваемых данных. С другой стороны, используемые в Serial port высокие напряжения требуют сложных схемотехнических решений. Это обстоятельство также поспособствовало снижению популярности порта.

Последовательный интерфейс RS-232

Работа Serial port на ПК базируется на стандарте передачи данных для последовательных устройств RS-232. Этот стандарт описывает процесс обмена данными между телекоммуникационным устройством, например, модемом и компьютерным терминалом. Стандарт RS-232 определяет электрические характеристики сигналов, их назначение, длительность, а также размеры коннекторов и схему выводов для них. При этом RS-232 описывает лишь физический уровень процесса передачи данных и не касается используемых при этом транспортных протоколов, которые могут меняться в зависимости от используемого коммуникационного оборудования и программного обеспечения.

Стандарт RS-232 был создан в 1969 г, а его последняя версия, TIA 232, вышла в 1997 г. В настоящее время RS-232 считается устаревшим, однако большинство операционных систем до сих пор его поддерживает.

В современных компьютерах разъем Serial port представляет собой 9-штырьковый разъем типа «вилка» DB-9, хотя стандарт RS-232 описывает также разъем с 25–ю контактами ­– DB-25, который часто применялся на старых компьютерах. Разъем DB-9 обычно расположен на системной плате ПК, хотя в старых компьютерах он мог находиться на специальной мультикарте, вставляемой в слот расширения.

9- штырьковое гнездо DB-9 на материнской плате

Разъем DB-9 на кабеле подключаемого к порту устройства

В отличие от параллельного порта, разъемы с обеих сторон двустороннего последовательного кабеля идентичны. Помимо линий для передачи самих данных, порт содержит несколько служебных линий, по которым между терминалом (компьютером) и телекоммуникационным устройством (модемом) может передаваться управляющая информация. Хотя теоретически для работы последовательного порта достаточно лишь трех каналов – прием данных, передача данных и земля, практика показала, что наличие служебных линий делает связь более эффективной, надежной и, как следствие, более быстрой.

Назначение линий разъема Serial port DB-9 согласно RS-232 и их соответствие контактам разъема DB-25:

Конфигурирование и прерывания

Поскольку в компьютере может быть несколько последовательных портов (до 4), то в системе для них выделяется два аппаратных прерывания - IRQ 3 (COM 2 и 4) и IRQ 4 (COM 1 и 3) и несколько прерываний BIOS. Многие коммуникационные программы, а также встроенные модемы используют для своей работы прерывания и адресное пространство портов COM. При этом обычно применяются не реальные порты, а так называемые виртуальные порты, которые эмулируются самой операционной системой.

Как и в случае многих других компонентов материнской платы, параметры работы портов COM, в частности, значения прерываний BIOS, соответствующих аппаратным прерываниям, можно настроить через интерфейс BIOS Setup. Для этого используются такие опции BIOS, как COM Port, Onboard Serial Port, Serial Port Address, и т.п.

Заключение

Последовательный порт ПК в настоящее время не является широко используемым средством для ввода-вывода информации. Тем не менее, поскольку существует большое количество оборудования, прежде всего, телекоммуникационного назначения, созданного для работы с последовательным портом, а также благодаря некоторым достоинствам протокола последовательной передачи данных RS-232, последовательный интерфейс пока еще не следует списывать со счетов, как абсолютно устаревший рудимент архитектуры персонального компьютера.