Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Последовательный и параллельный порты ввода-вывода.
Порт (персонального) компьютера предназначен для обмена информацией между устройствами, подключенными к шине внутри компьютера и внешним устройством.
Первые IBM PC предоставляли:
– встроенный порт для подключения клавиатуры;
– до 4-х (COM1 … COM4) последовательных портов (англ. COMmunication), обычно служащих для подключения, сравнительно высокоскоростных, коммуникационных устройств использующих интерфейс RS-232 например модемов.
– до 3-х (LPT1 .. LPT3) параллельных портов (англ. Line Print Terminal), обычно служащих для подключения принтеров использующих интерфейс IEEE 1284.
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 требовалась 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.
|
Интерфейс |
Количество поддерживаемых устройств |
Пропускная способность |
Возможность подключения по цепочке |
Макс. длина кабеля |
|
COM |
1 |
115,2 Кбит/c |
Нет |
15-20 м |
|
LPT |
1 |
600 Кбит — 1,5 Мбит/c |
Нет |
4 м |
Основные коммуникационные разъёмы снаружи метеринской платы: PS/2 (1 - мышь,
2 - клавиатура), сетевой RJ-45 (3), USB (4), D-Subminiature (5 - COM порт, 6 - LPT порт, 7 - VGA порт, 8 - MIDI) и 3.5 мм аудио входы-выходы (9).
Современные интерфейсы ПК: USB, FireWire, IrDA, Bluetooth
В архитектуре современных компьютеров все большее значение приобретают внешние шины, служащие для подключения различных устройств. Сегодня это могут быть, например, внешние жесткие диски, CD-, DVD-устройства, сканеры, принтеры, цифровые камеры и прочее. В этой лекции – краткое описание современных внешних интерфейсов: USB, FireWire, IrDA, Bluetooth.
Чем хорош интерфейс USB? Теоретически по шине USB можно подключать до 127 устройств! Правда, на практике подсоединяют не более 10 – ограничением служит максимальная пропускная способность канала. Обмен данными с быстродействующими устройствами осуществляется на скорости 12 Мбит/с, а с медленными – на 1.5 Мбит/с. Максимально допустимая длина кабеля составляет 5 м, однако ее можно увеличить, установив дополнительные концентраторы. Имеющаяся в составе шины USB линия питания с допустимым током нагрузки до 500 мА во многих случаях позволяет периферии обходиться без дополнительных источников. Все устройства подключаются в горячем режиме и автоматически конфигурируются благодаря поддержке режима Plug and Play.
Со временем появилась версия стандарта – USB 2.0. Из преимуществ этого более нового стандарта необходимо отметить следующие: во-первых, USB 2.0 унаследовал все достоинства USB 1.1, во-вторых, максимальная скорость обмена увеличилась в 40 раз и составила 60 Мбайт/с, наконец, сохранилась обратная совместимость с устройствами, отвечающими требованиям стандарта USB 1.1. В каких же областях может быть востребован USB 2.0? В первую очередь в качестве интерфейса внешних накопителей данных. Речь идет о приводах DVD, CD-RW и различных мобильных компактных носителях. Появление новых мультимедийных цифровых устройств также диктует необходимость использования высокоскоростного интерфейса. К подобным аппаратам относятся цифровые, видео- и фотокамеры.
Не так давно появилась новая версия стандарта – USB 3.0. Созданием USB 3.0 занимались компании Intel, Microsoft, Hewlett-Packard, Texas Instruments, NEC и NXP Semiconductors. В спецификации USB 3.0 разъёмы и кабели обновлённого стандарта физически и функционально совместимы с USB 2.0. Кабель USB 2.0 содержит в себе четыре линии — пару для приёма/передачи данных, плюс и ноль питания. В дополнение к ним USB 3.0 добавляет еще четыре линии связи (две витых пары), в результате чего кабель стал гораздо толще. Hовые контакты в разъемах USB 3.0 расположены отдельно от старых на другом контактном ряду. Теперь можно будет с лёгкостью определить принадлежность кабеля к той или иной версии стандарта, просто взглянув на его разъём. Спецификация USB 3.0 повышает максимальную скорость передачи информации до 4,8 Гбит/с — что на порядок больше 480 Мбит/с, которые может обеспечить USB 2.0. Таким образом, скорость передачи возрастает с 60 Мбайт/с до 600 Мбайт/с и позволяет передать 1 Тб не за 8-10 часов а за 40 минут-1 час.
Версия 3.0 может похвастаться не только более высокой скоростью передачи информации, но и увеличенной силой тока с 500 мА до 900 мА. Отныне пользователь может не только подпитывать от одного хаба большее количество устройств, но и сами устройства во многих случаях смогут избавиться от отдельных блоков питания.
Единственным реальным соперником USB 2.0 в борьбе за сердца и кошельки пользователей является интерфейс FireWire, называемый также IEEE1394. В настоящее время этот стандарт все еще дороже своего конкурента и менее распространен.
Изобретателем нового высокоскоростного последовательного интерфейса, который сначала разрабатывался как скоростной вариант SCSI, является фирма Apple. После решения Apple открыть стандарт и сотрудничества с заинтересованными фирмами в 1990 году вышло техническое описание этой шины в виде стандарта IEEE1394 (Institute of Electrical and Electronic Engineers 1394 – стандарт института инженеров по электротехнике и электронике 1394).
Скорость передачи данных шины IEEE 1394 – 100, 200, 400 Мбит/c, расстояние – до 4.5 м, количество устройств – до 63. Следует также отметить, что Apple использует в своих компьютерах и порт 1394b, известный как FireWire800, пиковая скорость передачи данных которого 800 Мбит/сек. Как и USB, шина IEEE 1394 обеспечивает возможность переконфигурации аппаратных средств компьютера без его выключения. В соответствии с принятым стандартом IEEE1394 существует два варианта разъемов и кабелей.
Первый вариант с 6-контактным разъемом IEEE1394 предусматривает не только передачу данных, но и подачу электропитания на подключенные к соответствующему контроллеру ПК устройства IEEE1394. При этом общий ток ограничен величиной 1.5 А.
Второй вариант с 4-контактным разъемом IEEE1394 рассчитан только на передачу данных. В этом случае подключаемые устройства должны иметь автономные источники питания.
Шина IEEE 1394, используемая для подключения различного видео и аудио оборудования (телевизоры, видеомагнитофоны, видеокамеры и т. д.), осуществляющего передачу данных в цифровом коде, широко известна под названием i.LINK (это торговая марка Sony).
IrDA относится к категории wireless (беспроводных) внешних интерфейсов, однако в отличие от радио-интерфейсов, канал передачи информации создается с помощью оптических устройств. Опыт показывает, что среди других беспроводных линий передачи информации инфракрасный (ИК) открытый оптический канал является самым недорогим способом передачи данных на небольшие расстояния (до нескольких десятков метров).
Технически сам порт IrDA основан на архитектуре коммуникационного СОМ-порта ПК, который использует универсальный асинхронный приемо-передатчик UART и работает со скоростью передачи данных 2400-115200 bps. Связь в IrDA полудуплексная, т.к. передаваемый ИК-луч неизбежно засвечивает соседний PIN-диодный усилитель приемника. Воздушный промежуток между устройствами позволяет принять ИК-энергию только от одного источника в данный момент.
Первым стандартом, принятым IrDA (Infrared Data Association ), был, так называемый, Serial Infrared standart (SIR). Данный стандарт позволял обеспечивать передачу информации со скоростью 115.2 kb/s. В 1994 году IrDA опубликовала спецификацию на общий стандарт, получивший название IrDA-standart, который включал в себя описание Serial Infrared Link (последовательная инфракрасная линия связи), Link Access Protocol (IrLAP) (протокол доступа) и Link Management Protocol (IrLMP) (протокол управления). И, наконец, в ноябре 1995 года Microsoft Corporation заявила о внесении программного обеспечения, обеспечивающего инфракрасную связь, использующую IrDA-standart, в стандартный пакет операционной системы Windows'95.
Активно продвигаемая консорциумом Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG), технология Bluetooth предназначена для построения так называемых персональных беспроводных сетей (personal area network). Оборудование Bluetooth работает в диапазоне частот 2.4 ГГц, для передачи трафика используется метод расширения спектра со скачкообразной перестройкой частоты.
Суммарная пропускная способность сетей Bluetooth – 780 кбит/с. При использовании асинхронного протокола максимальная скорость однонаправленной передачи данных составляет 722 кбит/с. В первоначальном варианте спецификаций (v1.0) предусматривалось, что длина соединений в сетях Bluetooth не будет превышать 10 м, однако в 2001 году нескольким производителям удалось увеличить дальность связи до 100 метров (при работе вне помещений). Это обстоятельство, а также возможность объединения нескольких пикосетей Bluetotth в разнесенную сеть дали основание некоторым экспертам рассматривать технологию Bluetooth в качестве одного из конкурентов IEEE 802.11 (IEEE 802.11 — набор стандартов связи, для коммуникации в беспроводной локальной сетевой зоне частотных диапазонов 2,4; 3,6 и 5 ГГц. Пользователям более известен по названию Wi-Fi, фактически являющимся брендом, предложенным и продвигаемым организацией Wi-Fi Alliance. Получил широкое распространение благодаря развитию в мобильных электронно-вычислительных устройствах: КПК и ноутбуках).
К существенным недостаткам этой технологии следует отнести излишнюю гибкость спецификаций Bluetooth, вследствие которой продукты разных производителей оказываются несовместимы друг с другом. Эта проблема частично решена в версии Bluetooth v1.1, появившейся в 2001 году.
Согласно спецификации Bluetooth, два совместимых устройства должны взаимодействовать друг с другом на расстоянии до 10 метров. Например, можно свободно перемещаться, оставив телефон на столе и разговаривая по гарнитуре. Это действительно удобно и просто.