2. Внешние интерфейсы
Интерфейсы ПК
Разделение шинной архитектуры компьютера на внешние и внутренние компоненты весьма условное. Тем не менее, исторически сложилось так, что ряд интерфейсов считаются внешними, поскольку предназначены для подключения периферийных устройств. Хотя ничто не мешает использовать SCSI или SATА как для внешних, так и для внутренних устройств.
2.1 Шина сом
Интерфейсы ПК
Последовательный асинхронный порт COM {Communication Port — коммуникационный порт) является одним из самых старых интерфейсов персонального компьютера. Компьютер может иметь до четырех последовательных портов (СОМ1-СОМ4) при обычной физической реализации двух портов. Порты имеют внешние разъемы типа DB25P или DB9P. Контроллер СОМ реализован в современных компьютерах в качестве части интегрированной микросхемы LPC или непосредственно в южном мосту НМСЛ. Обмен по шине осуществляется согласно протоколу RS-232C. Согласно протоколу абоненты шины подразделяются на устройства DTE (Data Terminal Equipment — аппаратура передачи данных) и устройства DCE (Data Communication Equipment — аппаратура каналов данных). К разряду DTE относятся такие устройства, как принтер, плоттер, мышь и другая периферия. К разряду DCE относится модем. Для управления потоком данных используются аппаратные или программные средства.
2.2 Интерфейс IrDa
Интерфейсы ПК
Инфракрасный интерфейс является частным случаем последовательной асинхронной шины СОМ. Применение излучателей и приемников инфракрасного диапазона позволяет осуществлять обмен данными между устройствами в зоне прямой видимости на удалении до нескольких метров. Начиная с 1993 г. ассоциация разработчиков систем инфракрасной передачи данных (Infrared Data Association) утвердила несколько спецификаций протоколов: • IrDA SIR (Slow Infra Red) — скорость до 115,2 Кбит/с; • IrDA MIR (Middle Infra Red) — скорость до 1,2 Мбит/с; • IrDA FIR (Fast Infra Red) — скорость до 4 Мбит/с; • Sharp ASK — скорость до 57,6 Кбит/с. В системных платах инфракрасный порт обычно конфигурируется на порт COM2. В этом случае на передней панели компьютера монтируется внешний приемопередатчик ИК-диапазона. В настоящее время интерфейс IrDA заменяется беспроводным интерфейсом радиочастотного диапазона Bluetooth.
2.3 Шина lpt
Интерфейсы ПК
После некоторого периода «подпольного» существования спецификации параллельного порта LPT (Line PrinTer — построчный принтер) были официально утверждены в 1994 г. под названием «IEEE Std. 1284: стандартный метод передачи сигналов двунаправленного параллельного периферийного интерфейса для персональных компьютеров». Спецификация определяет пять режимов передачи данных. Каждый режим обеспечивает метод передачи данных в прямом направлении (от PC к периферии), обратном направлении (от периферии к PC) или двунаправленную передачу данных (полудуплекс). Определены следующие режимы: • стандартный режим SPP (Standard Parallel Port); • 4-битный режим, использующий линии состояния для передачи данных (Nibble Mode); • 8-битный режим (Bi-Directional или PS/2 Туре 1); • двунаправленный EPP (Enhanced Parallel Port — расширенный параллельный порт); • двунаправленный ЕСР (Extended Capability Port — порт с расширенными возможностями). Все параллельные порты могут осуществлять двунаправленную связь, используя режимы Centronics и 4-битный. Режим Bitronics поддерживается лишь некоторыми контроллерами параллельного порта. Эти режимы используют только программное управление передачей данных посредством драйверов, которые устанавливают готовность, проверяют состояние линии, формируют соответствующие сигналы управления и переходят к передаче данных. Это ограничивает эффективную скорость передачи данных уровнем 100 Кбайт в секунду. Режимы ЕРР и ЕСР поддерживаются практически всеми контроллерами порта LPT последнего поколения. В этих режимах для передачи данных используются аппаратные средства. Например, в режиме ЕРР байт данных передается простой инструкцией OUT. Контроллер ввода-вывода самостоятельно выполняет операции подтверждения связи и передачи данных. Контроллер параллельного интерфейса представляет собой набор регистров, расположенных в стандартном пространстве ввода-вывода с типовыми адресами 3BCh, 378h и 278h. Порт LPT обычно использует линию запроса прерываний IRQ7 или IRQ5. Шина LPT объединяет 8-битную магистраль передачи данных, 5-битную магистраль сигналов состояния и 4-битную магистраль управляющих сигналов. Электрический интерфейс IEEE1284 предусматривает уровни сигналов до +5,5 В, длину кабеля до 10 метров, применение пар линий с импедансом 62 Ом, экранирование кабеля и заземление линий. В качестве разъема порта обычно используются 36-контактный Centronics или DB-25. Как правило, режимы работы параллельного порта выбираются средствами BIOS и могут быть заданы в следующих вариантах: • SPP — однонаправленный управляемый программно режим; • Вi-Directional — режим с реверсом канала; • Fast Centronics — аппаратное управление портом с использованием буфера FIFO; • ЕРР — аппаратное управление портом с расширением цикла передачи; • ЕСР — аппаратное управление портом с использованием сжатия данных, буферов FIFO и каналов DMA; • ЕСР+ЕРР — автоматический выбор протокола устройством в зависимости от его возможностей. В настоящее время возможностей порта LPT явно недостаточно для подключения высокоскоростных печатающих устройств и другой периферии. Поэтому в некоторых современных системных платах параллельный порт LPT отсутствует или требует монтажа специальной планки