4. Понятие порта. Назначение порта. Использование портов, последовательные сом-порты. Характеристика и способ организации обмена.

Порт – совокупность средств, унифицирующих и упрощающих способ взаимодействия микропроцессора с внешним миром.

Порт обеспечивает единственную возможность приема/передачи информации любым объектам, кроме памяти.

Всем устройствам, с которыми должен взаимодействовать процессор выделяется собственный порт. Порт представляет собой гипотетический путь данных, которому присвоен номер и который может принимать/передавать данные по команде процессора.

Если микропроцессор передает данные в порт используется команда out, в которой указывается номер порта и передаваемые данные.

Команда in работает аналогично, обеспечивает ввод данных в процессор, которые считываются и порта с соответствующим номером.

Порты могут использоваться в сочетании с прерываниями.

Имеется несколько способов использования портов в IBM/PC.

1. Использование порта как пути данных

2. Передача через порты управляющей информации для внешних устройств, и получение от этих устройств информации о состоянии.

3. Считывание положений переключателей в системном блоке, указывающих конфигурацию системы.

Последовательные COM-порты

COM-порт (communication port) – самый старый из последовательных портов ПК. Последовательный означает то, что данные в таком интерфейсе передаются по одному проводнику. Последовательный интерфейс – асинхронный и синхронный.

Передача инф. на физ уровне – это изменение электрических сигналов. В зависимости от скорости передачи, в импульсах одинаковой длительности может быть разное количество единичек. Синхроимпульсы указывают, в какой момент времени нужно снимать информацию. Если они передаются от одного устройства другому, то такая передача называется синхронной. Асинхронной считается такая передача, когда с фиксированной скоростью пересылается только информация, а приемник и передатчик синхронизируют процесс обмена данными самостоятельно.

COM-порт является асинхронным. Основная задача – запуск синхронизатора. Максимальная длина кабеля соединителя – 15 метров. С помощью специальных кабелей можно увеличить длину до 150 метров. Для дополнительного увеличения используются репитеры.

COM-порт работает по стандарту RS-232C, который определяет электрические уровни сигналов и протокол обмена.

Порт содержит 2 линии для обмена информацией и 9 линий для управления обменом. Если для управления обменом задействованы эти линии, то обмен будет называться «аппаратным» (протокол RTS/CTS). Можно организовать обмен, используя линии приема/передачи. Тогда протокол будет называться «программным» (протокол XON/XOFF). В таком режиме посылается символ начала передачи XON, окончание передачи XOFF.

Начало работы отмечается старт битом, который всегда имеет значение 0, окончание стоп-битом.

Аппаратной основой COM-порта является микросхема UART.

5.Параллельный lpt-порт. Характеристика типов spp, epp, ecp.

LPT предназначался для подключения к компьютерам «построчных» принтеров, поэтому его название LinePrinTer.

LPT-порт образует параллельный интерфейс. Он является 8-разрядным, т.е. за один цикл работы пересылает 1 байт.

Структура: 8 битов – шина данных, 5 битов – шина сигналов состояния, 4 бита – шина управляющих сигналов.

3 подвида LPT-портов: SPP, EPP, ECP.

SPP – стандартный параллельный порт. Однонаправленный, предназначен только для вывода информации в порт. Его программный интерфейс соответствует протоколу Centronics. По умолчанию на всех материнских платах LPT-порт работает в режиме SPP.

Если к LPT-порту подключается устройство ввода, например сканер, то режим функционирования порта изменяется. При этом можно использовать для ввода информации линии опроса состояния. По ним осуществляется симметричная двунаправленная связь в режиме полубайтового обмена. За один раз передается 4 бита инф., а значит скорость уменьшается.

Для программиста SPP-порт – это регистр данных, состояния и управления.

Порт EPP улучшенный параллельный порт, был разработан компанией Intel, Xircom и Zenith Data Systems. Порт стал двунаправленным и мог работать в 4-х режимах: запись/чтение данных, запись/чтение адреса. Начиная с этой модификации, протокол обмена начал организовываться аппаратно.

Максимальная скорость обмена по EPP-порту достигает 2 Мб/с. Стало возможным подключать к такому порту внешние приводы CD-ROM, сетевые адаптеры, устраивать прямое соединение с др. ПК.

Основное достоинство этого порта – работа в реальном режиме времени. Для этого порта появляется программный драйвер, который постоянно отслеживает состояние порта и подает команды в точно определенный моменты времени.

Широкий порт – ECP(Extended Capability Port), предложен компаниями Hewlett Packed и Microsoft.

Преимущества: аппаратная компрессия передаваемых данных, буферизация FIFO, работа в режиме DMA (прямой доступ к памяти).

Этот порт может работать совместно с более древними портами. Введение канальной адресации широкого порта позволило работать с устройствами, которые состоят из нескольких полуфункциональных частей.

В цикле передачи адреса компьютер выбирает устройство, с которым будет работать, а потом связывается с ним как с традиционным.

Компрессия данных идет по принципу RLE.