Nghiên cứu tìm hiểu cổng song song trên máy tínhBạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (218.97 KB, 19 trang ) Cổng song song Kiến trúc máy tính Khi việc thiết kế các máy PC phát triển, một số nhà sản xuất đã giới thiệu phiên bản cải thiện của cổng song song. Những loại mới có cổng tơng thích với thiết kế ban đầu, nhng thêm khả năng mới, chủ yếu để tăng tốc độ. Tốc độ là điều quan trọng, vì nh máy tính và các thiết bị ngoại vi có nhận đợc nhanh hơn, họ làm những công việc đã trở nên phức tạp hơn, và số lợng thông tin mà họ cần phải trao đổi đã tăng lên. Cổng song song ban đầu đã đợc rất nhiều đủ nhanh để gửi byte đại diện cho các ký tự ASCII văn bản vào một máy in kim hay máy in dùng nan hoa chữ. Tuy nhiên, hiện đại, máy in cần phải nhận đợc rất nhiều thông tin hơn để in một trang với nhiều phông chữ và chi tiết đồ 1 Cổng song song Kiến trúc máy tính họa, thờng có màu sắc. Nhanh hơn các máy tính có thể truyền tải các thông tin, nhanh hơn các máy in có thể bắt đầu xử lý và in ấn kết quả. Một giao diện nhanh cũng làm cho nó khả thi hơn để sử dụng xách tay, phiên bản nâng cao thuộc ngoại vi giúp bạn sẽ có cách khác để cài đặt bên trong các máy vi tính. Một cổng song song băng hoặc ổ đĩa rất dễ dàng để di chuyển từ hệ thống vào hệ thống, và cho sử dụng thờng xuyên, chẳng hạn nh làm bản sao lu dự trữ, bạn có thể sử dụng một trong những đơn vị cho một số hệ thống. Vì sao lu có thể bao gồm việc sao chép hàng trăm Megabytes, giao diện đã nhanh chóng có giá trị. II. Sự phát triển của các loại cổng song song Vào năm 1981, IBM (Máy Kinh doanh quốc tế) giới thiệu máy tính cá nhân (PC). Các cổng song song ( cổng Parallel Standard spp) đã đợc bao gồm trong chiếc máy tính đầu tiên và nó đã đợc thêm vào nh một lựa chọn thay thế hiệu suất thấp của các cổng nối tiếp, để sử dụng nó nh điều khiển của máy in đầu mực kim hiệu suất cao. Cổng đã có khả năng truyền đồng thời 8 bit dữ liệu 1 lúc (của máy PC với máy in), trong khi cổng nối tiếp chỉ truyền đợc 1bit. Khi trở nên đợc sử dụng rộng rãi, các cổng song song đã trở thành câu trả lời cho các thiết bị kết nối nhanh hơn. Sau sự bắt đầu này, ba nhóm vấn đề lớn xuất hiện đối với tỉ lệ quá cao ngời phát triển sản phẩm và của cổng này: Đầu tiên, mặc dù đã có một sự gia tăng tốc độ của nó, đã có thay đổi trong kiến trúc hoặc không có hiệu quả. Tốc độ tối đa có thể đạt đợc khi truyền kbyte / seg trong khoảng 150. và nó đã đợc rất nhiều phần mềm tơng tác. Thứ hai, không có một tiêu chuẩn cho các giao diện điện tử. Điều này gây ra nhiều vấn đề khi nó đợc muốn đảm bảo hoạt động trong nhiều nền tảng. Cuối cùng, mẫu thiết kế mà họ đa ra, giới hạn khoảng cách của các loại cáp cho đến khi bên ngoài tối đa là 1,8 mét. Năm 1991 đã có một cuộc họp của các nhà sản xuất để cho một tiêu chuẩn mới cho các thông minh kiểm soát của máy in thông qua một mạng có thể đợc phát triển. Các nhà sản xuất, nơi họ đã bao gồm cả Lexmark, IBM, Texas Instruments và những ngời khác, hình thành Mạng In ấn Alliance (NPA), nh một câu trả lời cho những điều tất yếu. Từ việc giới thiệu từ các máy PC đến thị trờng, các cổng song song có 1 số các sửa đổi, bổ sung để làm cho nó nhanh hơn. Kể từ khi ban đầu các cổng đơn h- ớng và song hớng đã đợc tạo ra. Các cổng song hớng đã đợc giới thiệu với sự t- ơng thích PS / 2. Điều này nó cho phép một giao tiếp của 8 bit trong cả hai h- ớng. Thật sự thú vị để thông báo cổng ban đầu có khả năng trở thành 1 cổng song hớng, thực hiện một kết nối giữa hai ống của một thành phần điện tử bao gồm cả trong một. (Nói cách khác, ban đầu là cổng bidirectional trong thiết kế cơ bản, nhng không phải trong những hoạt động thiết kế). Cuối cùng EPPs và 2 Cổng song song Kiến trúc máy tính ECPs đã đợc tạo ra. Hai tác phẩm mới là những cổng tiêu chuẩn nh Pentium 286. Ban đầu, cổng song song đã đợc sử dụng cho việc giao tiếp với máy in. Hiện nay nó cũng đợc sử dụng để xử lý ngoại vi khác nh đĩa CD ROM, bản sao lu dự phòng của băng, đĩa cứng, card mạng, sao chép bảo vệ, máy quét, vv Trong thời điểm hiện tại có bốn loại cổng song song : Standart Parallel Port (SPP) Parallel Port PS / 2 (bidirectional) Enhanced Parallel Port (EPP) Extended Capability Port (ECP) Trong bảng sau là thông tin synthesized của một số loại cổng song song: SPP PS / 2 EPP ECP Ngày Giới thiệu 1981 1987 1994 1994 Nhà sản xuất IBM IBM Intel, Xircom và Zenith Data Systems Hewlett Packard và Microsoft Bidirectional Không Nếu Nếu Nếu DMA Không Không Không Nếu Tốc độ 150 Kb / seg. 150 Kb / seg. 2 Mb / seg. 2 Mb / seg. Các cổng song song trong các máy tính IBM ban đầu, và tất cả các cổng đều tích cực noi gơng thiết kế ban đầu, đôi khi đợc gọi là spp, đạt tiêu chuẩn cho các 3 Cổng song song Kiến trúc máy tính cổng song song, mặc dù ban đầu cổng đã có văn bản tiêu chuẩn không vợt ra khỏi phạm vi sơ đồ giản lợc và văn kiện chính thức của máy tính IBM. Đợc sử dụng tên khác là loại-AT hoăc ISA-tơng thích. Các cổng trong máy tính ban đầu đã đợc dựa trên một giao diện máy in trung tâm. Tuy nhiên, máy PC giới thiệu một số sự khác nhau, trong đó có các hệ thống khác vẫn tiếp tục. SPPs có thể chuyển tám bit cùng một lúc vào một ngoại vi, bằng cách sử dụng một giao thức tơng tự mà đợc sử dụng bởi các giao diện trung trung tâm ban đầu. Các spp hiện không có một byte toàn dữ liệu vào cổng, nhng cho sự truyền dữ liệu của PC-ngoại vi, SPPs có thể sử dụng một chế độ chia nhỏ dữ liệu (Nibble) để truyền mỗi byte 4 bits tại một thời điểm. Nibble là chế độ chậm, nh- ng đã trở thành phổ biến nh một cách để sử dụng cho các dữ liệu vào cổng song song. PS/2-type (Simple Bidirectional) Một sớm cải tiến vào cổng song song là cổng dữ liệu song hớng đợc giới thiệu trên mô hình của IBM PS / 2. Các cổng song hớng cho phép một ngoại vi để truyền tám bit cùng một lúc vào một máy PC. Thuật ngữ PS/2-type đã đợc dùng để tham khảo cho bất kỳ cổng song song có một cổng dữ liệu song hớng nhng không hỗ trợ các chế độ EPP hoặc ECP mô tả dới đây. Chế độ Byte là một byte 8-bit truyền dữ liệu giao thức rằng PS/2-type cổng có thể sử dụng để chuyển dữ liệu từ ngoại vi với máy PC. EPP Các EPP (cổng song song nâng cao) đã đợc phát triển bởi ngời sáng tạo ra chip Intel, nhà sản xuất máy tính Zenith, và Xircom, nhà sáng tạo của mạng lới sản phẩm song song. Nh PS/2-type, dòng dữ liệu là song hớng. Một EPP có thể đọc hay viết một byte dữ liệu trong một chu kỳ ISA mở rộng của các mạch nối, hoặc khoảng 1 phần triệu giây, bao gồm cả việc bắt tay, so sánh với bốn chu kỳ cho một spp hoặc cổng PS/2-type. Một EPP có thể chuyển đổi hớng dẫn một cách nhanh chóng, vì vậy nó rất hiệu quả khi dùng với ổ đĩa, băng và các thiết bị khác để chuyển dữ liệu trong cả hai hớng. Một EPP cũng có thể mô phỏng một spp, và một số EPPs cũng có thể đợc dùng nh một cổng PS/2-type. ECP Các ECP (khả năng mở rộng cổng) lần đầu tiên đợc đề nghị của Hewlett Packard và Microsoft. Cũng giống nh các EPP, các ECP là song hớng và có thể chuyển dữ liệu với tốc độ mạch nối ISA. ECPs có bộ đệm và hỗ trợ DMA (truy cập bộ nhớ trực tiếp) chuyển và dữ liệu nén. Truyền ECP là hữu ích cho máy in, máy quét, và thiết bị ngoại vi khác truyền 1 khối dữ liệu lớn. Một ECP cũng có thể 4 Cổng song song Kiến trúc máy tính mô phỏng một spp hoặc cổng PS/2-type, và nhiều ECP có thể mô phỏng một cổng EPP. III .Cấu trúc của Parallel port Parallel port bao gồm 25 pins (chân) đợc bố trí theo sơ đồ dới đây, đa số giao diện đầu cắm của Parallel port đều ở dạng female: - 8 pins dùng để gởi và nhận data (từ pin số 2 đến số 9) gọi là DATA Port. Dữ liệu trao đổi qua 8 pin này đợc gói gọn trong 1 byte. - 5 pins dùng để hiển thị tình trạng hoạt động của parallel port: đang bận, đang gởi/nhận thông tin (các pin số 10-13 và pin số 15) gọi là STATUS Port. Dữ liệu trao đổi qua 8 pin này dùng 5 bit cao của byte. - 4 pins dùng để điều khiển gọi là CONTROL Port, là các pin số 1, 14, 16 và 17. Dữ trao đổi qua pin này dùng 4 bit thấp của byte. - 8 pins còn lại đợc dùng tùy theo ý ngời sử dụng. Nếu không đợc sử dụng thì chúng sẽ đợc grounded (nối đất-thuật ngữ ngành điện?). Hình 3.1 : Sơ đồ cấu trúc cổng song song Đây là cấu hình đợc thống nhất trong công nghệ vi tính và đợc công nhận bởi IEEE (vốn là một tổ chức lớn nhất về qui định hardware quốc tế) 1. Vài ví dụ cho hoạt động của parallel port DATA port là nơi thông tin sẽ đợc trao đổi từ computer đến các thiết bị khác (hai chiều). Khi lập trình ắt hẳn cũng có khi bạn nghe nói đến chuyện viết 1 program/driver cho các hardware (nếu bạn làm cho một số hãng máy in, viễn thông ). ở đây driver cho parallel port chính là chơng trình quản lý và điều khiển quá trình trao đổi thông tin này. DATA port có 8 pins tức là 1 bytes. Bạn có lẽ từng nghe kỹ thuật tải thông 5 Cổng song song Kiến trúc máy tính tin qua ngã parallel port là nhanh nhất (trong quá khứ) nhng kỳ thực nó cũng chỉ dùng có 1byte = 8 bit = 8 cái pins này mà thôi. STATUS port là nơi hiển thị các quá trình vận hành của parallel port. Một ví dụ đơn giản là giả sử bạn muốn in một bài viết ra printer (dĩ nhiên là qua ngã parallel port) nhng khi nhấn nút "print" thì lại thấy máy vi tính hiển thị một thông báo hết giấy! Trên thực tế phía sau những hàng động này là một chuỗi phối hợp giữa software và hardware. Khi bạn click "print" tức là bạn kích hoạt một trong những pins của CONTROL port bằng software để bảo cái printer in bài ra. Nhng trớc khi thực hiện việc in printer cũng tự biết nó hết giấy và tự kích hoạt một trong số những pins của STATUS port để báo cho computer biết là hết giấy. Kết quả là software điều khiển quá trình in kiểm tra (trớc khi in) thấy đợc cho nên nó hiện thông báo hết giấy cho bạn. Nhiều hoạt động tơng tự nh printer cha on, printer hết mực, printer bị kẹt giấy cũng do phối hợp giữa những cái pins này mà ra. 2. Cấu trúc của parallel port nhìn trên phơng diện software Thực ra thì với dân software, họ cũng không cần biết phía parallel port sau lng máy tính có bao nhiêu pin và mỗi pin cần bao nhiêu điện, cấu trúc nh thế nào Mấy cái này hơi thừa cho dân software! Tất cả những gì mà một ngời lập trình cần biết là address của các pin trên parallel port là đủ! 25 pins kia sẽ đợc chia làm 3 phần với tên gọi là DATA port (hay là DATA register), STATUS port (hay là STATUS register), và CONTROL port (hay là CONTROL register). Mỗi port là 8 bits với address .Nh mô tả từ đầu, DATA port sẽ là 8 bits, STATUS port có 5 pins cho nên sẽ cộng thêm 3 bit trống để tạo một byte, tơng tự nh thế cho CONTROL port. Riêng phần địa chỉ cho các port này cũng khá là phức tạp, vì nó liên quan đến BIOS. Đại khái là khi máy tính bật lên (turn on) thì BIOS sẽ làm việc trớc, nó sẽ tìm kiếm và định địa chỉ cho cái port trong máy của bạn. Vì BIOS không cái nào giống cái nào cho nên lối qui định địa chỉ của nó cũng khác, tuy nhiên dới đây là một ví dụ điển hình (bạn thờng thấy) trong các máy vi tính ngày nay. Những địa chỉ này bạn có thể thấy khi khởi động máy trong các thông số BIOS hiện ra. Port Address Ghi chú 3BCh - 3BFh dùng cho prallel port vốn dính vào Video Card (cách cũ) 378h - 37Fh khu vực memory thờng dùng cho LPT 1 278h - 27Fh khu vực memory thờng dùng cho LPT 2 (nên nhớ là mỗi khoản là 8 bits, tính theo hệ hexadecimal) Một điều tôi muốn nhắc các bạn là những thông tin đa ra trên đây thờng là thay đổi tùy theo từng máy tính, một máy có thể có nhiều LPT, thông thờng thì BIOS sẽ dò xem trong máy có bao nhiêu port và sẽ qui định địa chỉ cho từng port. Theo tôi thờng thấy thì nếu máy bạn có hai cái parallel port (nếu bạn mua motherboard có hai parallel port) thì LPT1 sẽ đợc gán vào điạ chỉ 378h-37Fh (8 6 Cổng song song Kiến trúc máy tính bits). Nếu có LPT2 thì sẽ đợc gán vào địa chỉ 278h-27Fh. Riêng phần 3BCh- 3BFh trong quá khứ thờng đợc dùng khi parallel port cài sẵn trong video card. Những loại này đã cũ rồi, cho nên nhiều BIOS sẽ gán vào LPT1 cũng không chừng. Điều tốt nhất là bạn vào BIOS kiểm tra là biết ngay (life was not meant to be easy!). Cũng lu ý các bạn các điạ chỉ trên là port address qui định trên BIOS, khi BIOS qui định những địa chỉ trên (tắt máy vẫn còn) nó sẽ qui định kèm theo điạ chỉ lu thông tin (tắt máy sẽ mất) cho từng port. Những địa chỉ dới đây sẽ đợc dùng đa số bởi các bạn lập trình để kiểm tra xự hiện diện của parallel port trên máy bạn. Start Address Function Software Identify 0000:0408h LPT1's Base Address Base 0000:040Ah LPT2's Base Address Base + 1 0000:040Ch LPT3's Base Address Base + 2 0000:040Eh LPT4's Base Address (note 1) Base + 3 Hãy lấy một ví dụ đơn giản về một chơng trình kiểm tra vị trí parallel port trên máy bạn để minh hoạ cho lập trình điều khiển parallel port dới đây: #include <stdio.h> #include <dos.h> void main(void) { /* Pointer to location of Port Addresses */ unsigned int far *ptraddr; /* Address of Port */ unsigned int address; int a; ptraddr = (unsigned int far *)0x00000408; for (a = 0; a < 3; a++) { address = *ptraddr; if (address == 0) printf("No port found for LPT%d \n", a+1); else printf("Address assigned to LPT%d is %Xh\n", a+1, address); *ptraddr++; } } Trơng trình C này đơn giản là tìm đến điạ chỉ 0000:0408h và dò tìm xem có port nào tồn tại hay không. Nó sẽ dò từ 0000:0408h đến 0000:040Dh để kiểm tra LPT1, LPT2, và LPT3. Bạn nên nhớ mỗi base address sẽ có 2 bytes (sizeof(unsigned int) = 2 bytes!). Nh tôi mô tả phía trên, Base+1, Base+2 chẳng qua là lối gọi phổ thông trong cách lập trình. Chẳng hạn bạn kiểm tra nhà số 10, 11, 12. Bạn có thể kiểm tra nhà số 10 sau đó nhà số 10 +1 = 11 7 Cổng song song Kiến trúc máy tính 3.Cấu trúc cổng song song Cổng song song gồm có 4 đờng điều khiển, 5 đờng trạng thái và 8 đờng dữ liệu bao gồm 5 chế độ hoạt động: - Chế độ tơng thích (compatibility). - Chế độ nibble. - Chế độ byte. - Chế độ EPP (Enhanced Parallel Port ). - Chế độ ECP (Extended Capabilities Port). 8 Chân Tín hiệu Mô tả 1 STR (Out) Mức tín hiệu thấp, truyền dữ liệu tới máy in 2 D0 Bit dữ liệu 0 3 D1 Bit dữ liệu 1 4 D2 Bit dữ liệu 2 5 D3 Bit dữ liệu 3 6 D4 Bit dữ liệu 4 7 D5 Bit dữ liệu 5 8 D6 Bit dữ liệu 6 9 D7 Bit dữ liệu 7 10 ACK (In) Mức thấp: máy in đã nhận 1 ký tự và có khả năng nhận nữa 11 BUSY (In) Mức cao: ký tự đã đợc nhận; bộ đệm máy in đầy; 12 PAPER EMPTY (In) Mức cao: hết giấy 13 SELECT (In) Mức cao: máy in ở trạng thái online 14 AUTOFEED (Out) Tự động xuống dòng; mức thấp: máy in xuống dòng tự động 15 ERROR (In) Mức thấp: hết giấy; máy in ở offline; lỗi máy in 16 INIT (Out) Mức thấp: khởi động máy in 17 SELECTIN (Out) Mức thấp: chọn máy in 18-25 GROUND 0V Cổng song song Kiến trúc máy tính 3 chế độ đầu tiên sử dụng port song song chuẩn (SPP Standard Parallel Port) trong khi đó chế độ 4, 5 cần thêm phần cứng để cho phép hoạt động ở tốc độ cao hơn. Sơ đồ chân của máy in nh sau: Cổng song song có ba thanh ghi có thể truyền dữ liệu và điều khiển máy in. . Địa chỉ cơ sở của các thanh ghi cho tất cả cổng LPT (line printer) từ LPT1 đến LPT4 đợc lu trữ trong vùng dữ liệu của BIOS. Thanh ghi dữ liệu đợc định vị ở offset 00h, thanh ghi trạng thái ở 01h, và thanh ghi điều khiển ở 02h. Thông th- ờng, địa chỉ cơ sở của LPT1 là 378h, LPT2 là 278h, do đó địa chỉ của thanh ghi trạng thái là 379h hoặc 279h và địa chỉ thanh ghi điều khiển là 37Ah hoặc 27Ah. Tuy nhiên trong một số trờng hợp, địa chỉ của cổng song song có thể khác do quá trình khởi động của BIOS. BIOS sẽ lu trữ các địa chỉ này nh sau: Định dạng các thanh ghi nh sau: Thanh ghi dữ liệu (hai chiều): 7 6 5 4 3 2 1 0 Thanh ghi trạng thái máy in (chỉ đọc): 7 6 5 4 3 2 1 0 9 Địa chỉ Chức năng 0000h:0408h Địa chỉ cơ sở của LPT1 0000h:040Ah Địa chỉ cơ sở của LPT2 0000h:040Ch Địa chỉ cơ sở của LPT3 Tín hiệu máy in D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Chân số 9 8 7 6 5 4 3 2 Tín hiệu máy in BUSY ACK PAPER EMPTY SELECT ERROR IRQ x x Số chân cắm 11 10 12 13 15 - - - Cổng song song Kiến trúc máy tính Thanh ghi điều khiển máy in: 7 6 5 4 3 2 1 0 Tín hiệu máy in x x DIR IRQ Enable SELECTIN INIT AUTOFEED STROBE Số chân cắm - - - - 17 16 14 1 x: không sử dụng IRQ Enable: yêu cầu ngắt cứng. 1 = cho phép 0 = không cho phép Chú ý rằng chân BUSY đợc nối với cổng đảo trớc khi đa vào thanh ghi trạng thái, các bit SELECTIN , AUTOFEED và STROBE đợc đa qua cổng đảo trớc khi đa ra các chân của cổng máy in. Thông thờng tốc độ xử lý dữ liệu của các thiết bị ngoại vi nh máy in chậm hơn PC nhiều nên các đờng ACK , BUSY và STR đợc sử dụng cho kỹ thuật bắt tay. Khởi đầu, PC đặt dữ liệu lên bus sau đó kích hoạt đờng STR xuống mức thấp để thông tin cho máy in biết rằng dữ liệu đã ổn định trên bus. Khi máy in xử lý xong dữ liệu, nó sẽ trả lại tín hiệu ACK xuống mức thấp để ghi nhận. PC đợi cho đến khi đờng BUSY từ máy in xuống thấp (máy in không bận) thì sẽ đa tiếp dữ liệu lên bus. IV. ứng dụng của việc điều khiển parallel port Việc hiểu hoạt động và biết điều khiển parallel port là tối cần thiết cho các bạn đi chuyên sâu trong các kỹ nghệ hardware. Hầu hết các dụng cụ tân tiến thời nay điều liên quan đến việc dùng software để vận hành hardware, ví dụ nh bạn có thể gỡi một lệnh từ máy vi tính làm cho tên lửa phóng đi, shutdown computer điều thuộc dạng software điều khiển hardware. Và với trách nhiệm một ngời điều khiển nó, bạn phải thấu hiểu tất cả. Một ví dụ đơn giản khác trong điều khiển học nh điều khiển robot, nếu bạn dùng software từ máy vi tính kích hoạt một pin nào đó của cổng parallel và gỡi tới robot nh mệnh lệnh, chẳng hạn đi tới phía trớc, quay qua bên trái Cấu trúc đào sâu bên trong của Parallel port Dới đây là liệt kê 25 chân của parallel port với tên gọi (hardware và software) và thứ tự của từng chân. 10 Cổng song song Kiến trúc máy tính Châ n tên signal (dùng cho hardware) Direction/ type (nhìn từ PC) Tên signal và thứ tự của bit (dùng cho software) Normal signal line function 1 -STROBE OC/Pullup Control register bit 0 kích hoạt thông báo gỡi hoặc nhận data, 0 là đọc, 1 là viết 2 D0 hai chiều Data register bit 0 bit 0 chứa data 3 D1 hai chiều Data register bit 1 bit 1 chứa data 4 D2 hai chiều Data register bit 2 bit 2 chứa data 5 D3 hai chiều Data register bit 3 bit 3 chứa data 6 D4 hai chiều Data register bit 4 bit 4 chứa data 7 D5 hai chiều Data register bit 5 bit 5 chứa data 8 D6 hai chiều Data register bit 6 bit 6 chứa data 9 D7 hai chiều Data register bit 7 bit 7 chứa data 10 -ACK Input Status register bit 6 Pulsed low by printer to acknowledge data byte Rising (usually) edge causes IRQ if enabled 11 BUSY Input Status register bit 7 kích hoạt khi printer đang bận (busy) 12 NOPAPE R Input Status register bit 5 kích hoạt khi printer hết giấy 13 SELECT ED Input Status register bit 4 kích hoạt khi printer đang hoạt động 14 - AUTOFE ED OC/Pullup Control register bit 1 kích hoạt thông báo data đã sẵn sàng để đọc hoặc viết 15 -ERROR Input Status register bit 3 kích hoạt khi printer bị lỗi (vì nhiều lý do) 16 - INITIALI ZE OC/Pullup Control register bit 2 kích hoạt để printer reset lại vị trí ban đầu 17 -SELECT OC/Pullup Control register bit 3 kích hoạt để đánh dấu printer nhận đợc valid address 11 Cổng song song Kiến trúc máy tính 18 Ground Ground chân (18-25) bỏ trống, dùng tùy ý 25 Ground . Hình 5.0 : Minh hoạ tổng thể hoạt động của parallel port 1. Giao tiếp với thiết bị ngoại vi 1.1. Giao tiếp với máy tính Quá trình giao tiếp với cổng song song dùng 2 chế độ: chế độ chuẩn SPP và chế độ mở rộng. Việc giao tiếp ở chế độ chuẩn mô tả nh sau: 12 Cổng song song Kiến trúc máy tính Hình 5.1 - Trao đổi dữ liệu qua cổng song song giữa 2 PC dùng chế độ chuẩn Sơ đồ chân kết nối mô tả nh sau: PC1 PC2 Chức năng Chân Chân Chức năng D0 2 15 ERROR D1 3 13 SELECT D2 4 12 PAPER EMPTY D3 5 10 ACK D4 6 11 BUSY BUSY 11 6 D4 ACK 10 5 D3 PAPER EMPTY 12 4 D2 SELECT 13 3 D1 ERROR 15 2 D0 GND 25 25 GND Ngoài ra, việc kết nối giữa 2 máy tính sử dụng cổng song song có thể dùng chế độ mở rộng, chế độ này cho phép giao tiếp với tốc độ cao hơn. 13 Cổng song song Kiến trúc máy tính Hình 5.2 - Trao đổi dữ liệu qua công song song giữa 2 PC dùng chế độ mở rộng Sơ đồ chân kết nối mô tả nh sau : PC1 PC2 Chức năng Chân Chân Chức năng D0 2 2 D0 D1 3 3 D1 D2 4 4 D2 D3 5 5 D3 D4 6 6 D4 D5 7 7 D5 D6 8 8 D6 D7 9 9 D7 SELECT 13 17 SELECTIN BUSY 11 16 INIT ACK 10 1 STROBE SELECTIN 17 13 SELECT INIT 16 11 BUSY STROBE 1 10 ACK 14 Cổng song song Kiến trúc máy tính 1.2 Giao tiếp với thiết bị khác Quá trình giao tiếp với các thiết bị ngoại vi có thể thực hiện thông qua chế độ chuẩn. Để đọc dữ liệu, có thể dùng một IC ghép kênh 2 ->1 74LS257 và dùng 4 bit trạng thái của cổng song song còn xuất dữ liệu thì sử dụng 8 đờng dữ liệu D0 D7. Những cổng song song có thể dùng để nối với những thiết bị ngoại vi thông th- ờng của máy tính nh : - Máy in . - ổ ghi CD . - ổ đĩa cắm ngoài . - ổ có thể di chuyển IOmega Zip. - ổ đĩa lu trữ dạng Tape . - Card mạng . 15 Cổng song song Kiến trúc máy tính - Máy quét . Cổng song song đợc bắt đầu do sự phát triển của hãng IBM dùng để nối máy in với máy tính . Khi IBM trong quá trình thiết kế PC , họ muốn máy tính nối với máy tính với máy in Centronic , nhà sản xuất máy in hàng đầu hồi đó . IBM quyết định không dùng cùng giao diện cổng trên máy tính mà Centronic đã dùng trên máy in . Thay vào đó những kỹ s IBM dùng cặp chân DB-25 cùng với đầu nối Centronic 36 chân để tạo cable riêng biệt nối với máy in . Những nhà sản xuất máy in khác không hỗ trợ giao diện Centronic nên làm hệ thống cable ghép . Máy tính gửi dữ liệu tới máy in hay một thiết bị khác thông qua cổng song song , nó gửi 8-bit dữ liệu ( 1 byte ) một lần .Do đó 8-bit này đợc truyền song song , nó có khả năng gửi 50 tới 100 KB dữ liệu / giây . Chân 1 mang tín hiệu Strobe . Nó duy trì mức điện áp 2.8V và 5 V , nhng có thể dới 0.5V khi PC gửi byte dữ liệu . Tín hiệu này về mức đó 0.5V cho náy in biết dữ liệu đang gửi . Chân 2 tới 9 dùng để chứa dữ liệu mang - Carry Data. Nó chứa nội dung dữ liệu nếu là 5V có nghĩa là mang giá trị bit 1 và dới 0.5V có nghĩa mang giá trị bit 0 . 16 Cổng song song Kiến trúc máy tính Chân 10 gửi tín hiệu Acknowledge từ máy in tới máy tính . Tơng tự nh chân 1 , nó duy trì ở một mức điện áp 2,8V tới 5 V khi nó về giá trị dới 0.5 V thì cho máy tính biết dữ liệu đã đợc đợc nhận . Nếu máy in bận , thì chân 11 có giá trị là 1 . Khi mức điện áp dới 0.5V có nghĩa là nói cho máy tính biết máy in đã sẵn sàng nhận dữ liệu . Máy in sẽ cho máy tính biết trạng thái của nó Out Of Paper bằng cách gửi ra chân 12 mức tín hiệu là 1. Máy tính nhận mức tín hiệu là 1 ở chân 13 cho biết thiết bị nối với máy tính Online Máy tính gửi tính hiệu Auto feed có giá trị là 1 ( mức điện áp 5V ) ở chân 14 Nếu máy in ở trạng thái Problems khi mức tín hiệu dới 0.5V ở chân 15 cho máy tính biết máy in đang có lỗi . Khi một công việc in mới đợc sẵn sàng chân 16 có giá trị là mức 0 với tín hiệu Initialize . Chân 17 đợc dùng cho máy tính để điều khiển máy in Offline . Chân 18 tới 25 dùng để nối đất . SPP/EPP/ECP Đối với đặc điểm kỹ thuật đầu tiên cho cổng song song là không định hớng có nghĩa là dữ liệu đợc truyền đi theo một hớng ở mỗi chân . Cùng với việc giới thiệu PS/2 trong năm 1987 , IBM đã thiết kế cổng song song mới với hai hớng Bidirectional . Kiểu này gọi chung là SPP (Standard Parallel Port) để thay thế cho thiết kế ban đầu . Thông tin Bidirectional cho phép mỗi thiết bị có thể nhận cũng nh là truyền tín hiệu . Nhiều thiết bị dùng 8 chân ( từ chân 2 tới chân 9 ) đợc thiết kế ban đầu cho dữ liệu . Dùng cùng với 8 chân này cho truyền thông tin thành dạng Haft- Duplex , có nghĩa là thông tin đợc truyền theo một hớng trong một thời gian . Nhng chân 18 tới chân 25 dùng để nối đất cũng có thể đợc dùng cho truyền dữ liệu . Điều này nó cho phép truyền dẫn Full-Duplex ( cả hai hớng trong cùng một lúc ) . 17 Cổng song song Kiến trúc máy tính EPP (Enhanced Parallel Port) do Intel , Xircom và Zeninth đa ra năm 1991 , cho phép tốc độ truyền dữ liệu cao hơn 500KB tới 2MB/ giây . Mục đích của nó cho những thiết bị không phải máy in sử dụng nh thiết bị lu trữ yêu cầu tốc độ truyền dữ liệu cao . ECP (Extended Capabilities Port) đi kèm theo việc giới thiệu EPP , Microsoft và HP cũng đa ra thông số kỹ thuật của ECP . ECP hớng tới thiết kế cho cải tiến tốc độ và chức năng của máy in khác với tiêu chí của EPP . Năm 1994 chuẩn IEEE 1284 đợc phát hành . Nó bao gồm cả hai tính năng của những thiết bị dùng cổng song song , EPP và ECP . Nó yêu cầu cả hệ điều hành cùng với thiết bị phần cứng phải hỗ trợ những tính năng kỹ thuật trên . Ngày nay hầu hết máy tính đều hỗ trợ SPP , ECP và EPP , nó sẽ tự động nhận ra kiểu của thiết bị sử dụng gắn thêm vào . Chúng ta cũng có thể thiết lập bằng tay kiểu này trong BIOS . Mục lục I. Cổng song song (Parallel Port) 1 II. Lịch sử phát triển các loại cổng song song.2 III. Cấu trúc của Parallel port.5 18 Cổng song song Kiến trúc máy tính 1. Vài ví dụ cho hoạt động của parallel port 6 2. Cấu trúc của parallel port nhìn trên phơng diện software7 3. Cấu trúc cổng song song9 IV. Ưng dụng của việc điều khiển parallel port.12 1. Giao tiếp với các thiết bị ngoại vi 14 1.1. Giao tiếp với máy tính.14 1.2. Giao tiếp với các thiết bị khác 17 19 |
