Администрация сайта приветствует вас на сайте Ремонт и Модернизация ПК

modern-pc.narod.ru
Народ.Ру Яндексе


Гостевая книга________ Наш форум________ Наш Чат

Происхождение ПК

Компоненты ПК, его возможности

Типы и спецификации процессоров

Системные платы

Базовая система ввода-вывода

Оперативная память

Интерфейс IDE

Интерфейс SCSI

Устройства магнитного хранения

Накопители на жестких дисках

Хранение данных на гибких дисках

Накопители со сменными носителями

Устройства оптического хранения

Установка накопителей

Видеоадаптеры и мониторы

Интерфейсы ввода-вывода

Подключение к Internet

Локальные сети

Блоки питания и корпуса

Портативные компьютеры

Сборка и модернизация компьютера

Диагностика и обслуживание

Восстановление данных

Введение в порты ввода-вывода

Последовательные порты

Высокоскоростные последовательные порты

Многопортовые последовательные платы

Встроенные последовательные порты

Конфигурация последовательных портов

Тестирование последовательных портов

Параллельные порты

Стандарт IEEE 1284

Конфигурация параллельных портов

Устройства, подключаемые к параллельным портам

Преобразователи “параллельный порт—SCSI”

Тестирование параллельных портов

USB и 1394 (i.Link) FireWire

Универсальная последовательная шина USB

IEEE-1394 (FireWire или i.Link)

Введение в порты ввода-вывода

В этой главе речь идет об основных интерфейсах ввода-вывода современных персональных компьютеров. Основными средствами коммуникации, используемыми в PC, являются последо вательные и параллельные порты. К последовательным портам чаще подключаются двунаправ ленные устройства, которые должны как передавать информацию в компьютер, так и принимать ее. Последовательные порты, параллельные порты, универсальная последовательная шина (Universal Serial Bus — USB), IEEE-1394 (i.Link или FireWire) — все это интерфейсы ввода вывода. SCSI и IDE тоже интерфейсы ввода-вывода, но им посвящены отдельные главы. Параллельные порты обычно используются для подключения принтеров и работают в однона правленном режиме, хотя могут применяться и как двунаправленные. Некоторые производители выпускают программы, предназначенные для организации высокоскоростной передачи данных между компьютерами через последовательные или параллельные порты. Версии этих программ передачи файлов были включены еще в DOS версии 6.0 и выше (Interlink) и в Windows 9х. Сущест вуют версии сетевых адаптеров, накопителей на магнитной ленте, сканеров, дисководов для гибких дисков и CD-ROM, которые также подключаются к параллельным портам. Задачи, традиционно выполняемые последовательными или параллельными портами, в настоящее время постепенно переходят к портам более новых типов, вроде USB или IEEE- 1394. Тем не менее традиционные порты все еще остаются одними из самых важных интер фейсов ввода-вывода.

Последовательные порты

Асинхронный последовательный интерфейс — это основной тип интерфейса, с помощью которого осуществляется взаимодействие между компьютерами. Термин асинхронный озна чает, что при передаче данных не используются никакие синхронизирующие сигналы и от дельные символы могут передаваться с произвольными интервалами, как, например, при вво де данных с клавиатуры.
Каждому символу, передаваемому через последовательное соединение, должен предшест вовать стандартный стартовый сигнал, а завершать его передачу должен стоповый сигнал. Стартовый сигнал — это нулевой бит, называемый стартовым битом. Он должен сообщить принимающему устройству о том, что следующие восемь битов представляют собой байт данных. После символа передаются один или два стоповых бита, сигнализирующих об окон чании передачи символа. В принимающем устройстве символы распознаются по появлению стартовых и стоповых сигналов, а не по моменту их передачи. Асинхронный интерфейс ори ентирован на передачу символов (байтов), а при передаче используется примерно 20% ин формации только для идентификации каждого символа. Термин последовательный означает, что передача данных осуществляется по одиночному проводнику, а биты при этом передаются последовательно, один за другим. Такой тип связи ха рактерен для телефонной сети, в которой каждое направление обслуживает один проводник. Расположение последовательных портов Типичные системы включают в себя один или два последовательных порта, располагаемых обычно на задней панели системного блока. Существуют также компьютеры, созданные с уче том потребительских требований, которые содержат последовательный порт цифровой камеры, расположенный на передней панели. Этот порт используется для передачи данных из цифровых камер низшего класса. В современных конструкциях системных плат для управления встроен ными последовательными портами этого типа используется микросхема Super I/O, расположен ная на системной плате, или высокоинтегрированная микросхема South Bridge. Для того чтобы увеличить количество последовательных портов, имеющихся в стандарт ной системе, необходимо приобрести одно- или многопортовую плату либо так называемую интерфейсную плату ввода-вывода (multi-I/O card), содержащую один или два последова тельных, а также один или два параллельных порта. Последовательные порты старых систем, созданных на основе стандартов ISA или VL-Bus, часто подключались к многофункциональ ным платам, содержащим интерфейсы жесткого диска IDE и накопителя на гибких дисках. Обратите внимание на то, что модемы, размещенные на платах, также включают в себя встроенный последовательный порт. На рис. 17.1 показан стандартный 9-контактный разъем, используемый многими современными внешними последовательными портами. К последовательным портам можно подключить самые разнообразные устройства: моде мы, плоттеры, принтеры, сканеры, другие компьютеры, устройства считывания штрих-кода или схему управления устройствами. В основном во всех устройствах, для которых необхо дима двунаправленная связь с компьютером, используется ставший стандартом последова тельный порт RS-232С (Reference Standard number 232 revision C — стандарт обмена номер 232 версии С), который позволяет передавать данные между несовместимыми устройствами. В официальных технических требованиях рекомендуется максимальная длина кабеля не более 15 м. Ограничивающим фактором является полная емкость кабеля и входных контуров интерфейса. Максимальная емкость определена как 2 500 пФ. Специально разработаны кабе ли с малой емкостью, их длина может достигать 150 м и больше. Есть также драйверы линии (усилители/повторители (репитеры)), которые позволяют еще больше увеличить длину кабеля.

Высокоскоростные последовательные порты

При использовании внешних устройств RS-232, предназначенных для работы со скоростью выше 115 Кбит/с (т.е. выше максимальной скорости микросхем UART серии 16550 и их эквива лентов), можно достичь максимальной эффективности, заменив существующие последователь ные порты платами расширения, содержащими одну из микросхем UART типа 16650, 16750 или 16850. Большинство плат поддерживают скорость обмена данными 230 Кбит/с, 460 Кбит/с или даже выше, что имеет особое значение при подключении компьютера к быстродействующему внешнему устройству, соединенному с последовательным портом, например к терминальному адаптеру ISDN. Чтобы в полной мере ощутить быстродействие внешнего модема ISDN (терминального адаптера) необходимо обеспечить работу последовательного порта со скоро стью передачи, равной по крайней мере 230 Кбит/с. Компании Lava Computer Mfg. и SIIG пред лагают полный набор быстродействующих плат последовательных и параллельных портов (смотрите список производителей (Vendor List) на прилагаемом компакт-диске).

Многопортовые последовательные платы

Для большинства пользователей достаточно одного или двух последовательных портов, расположенных на стандартной плате; но бывают ситуации, когда возникает необходимость в использовании дополнительных портов. В таком случае можно воспользоваться многопорто выми платами, которые предоставляют дополнительные порты, необходимые для сервисов удаленного доступа (Remote Access Service — RAS), многопользовательских компьютерных систем, использующих терминалы, модемных пулов для ISP, сбора данных и т.д. В том случае, если требуется только один или два дополнительных последовательных порта, можно воспользоваться стандартной двойной последовательной платой или многоин терфейсной платой ввода-вывода (двойная последовательная плюс параллельная платы). Но для добавления от четырех до восьми портов необходимы уже специальные многопортовые платы. Собственный разъем платы, расположенный на заднем кронштейне, подключен к многослойному кабелю разветвления; каждая ветвь кабеля заканчивается стандартным ка бельным разъемом DB9F RS-232. Кабели разветвления рассчитаны на работу с микросхемой UART 16550 или более быстрой ее версией.

Встроенные последовательные порты

Уже в середине 1990-х годов, начиная с поздних моделей 486-х компьютеров, вместо от дельных микросхем UART начал использоваться компонент системной платы, получивший название Super I/O. Этот компонент, как и многорежимный параллельный порт, обычно со держит два последовательных порта UART, контроллер гибких дисков, контроллер клавиату ры, иногда память CMOS; все эти элементы расположены в одной крошечной микросхеме. Тем не менее эта микросхема работает так, как будто все перечисленные устройства были ус тановлены отдельно, а именно: операционная система и выполняемые приложения взаимо действуют с микросхемами UART как с отдельно установленными модулями на платах адап тера последовательного порта. В современных системах функции компонента Super I/O ин тегрированы в микросхему South Bridge. Эта микросхема с интегрированным вводом выводом, как и компонент Super I/O, непосредственно взаимодействует с программным обес печением. Более подробно микросхемы Super I/O и South Bridge описаны в главе 4, “Системные платы”.

Конфигурация последовательных портов

Поступление в последовательный порт каждого очередного байта должно обязательно “привлекать внимание” компьютера. Осуществляется это подачей сигнала на линию запроса прерывания (IRQ). В 8-разрядной системной шине ISA предусмотрено восемь таких линий, а в 16-разрядной ISA — 16. Обычно запросы IRQ обслуживает микросхема контроллера пре рываний типа 8259: в стандартной конфигурации для порта COM1 предназначена линия IRQ 4, а для порта COM2 — линия IRQ 3. Даже в самых современных системах конфигура ция COM-портов осталась без изменений, что необходимо для совместимости со старыми версиями программного и аппаратного обеспечения.
При установке в компьютер последовательный порт необходимо настроить для использо вания конкретного адреса порта ввода-вывода и прерывания IRQ. Если вы, кроме стандартных COM1 и COM2, устанавливаете еще и дополнительные по следовательные порты, обязательно убедитесь, что они используют уникальные номера пре рываний, не вызывающие конфликтов. При установке адаптера последовательных портов проверьте, не используются ли прерывания IRQ 3 и IRQ 4. В Windows 9х добавлена поддержка 128 последовательных портов. Это позволяет с по мощью многопортовых плат комплектовать и совместно использовать данные от нескольких устройств через один разъем и одно прерывание.

Тестирование последовательных портов

Последовательные и параллельные порты можно протестировать программным или аппа ратно-программным способом. Программные тесты выполняются с помощью специальных программ, например MSD, а аппаратно-программные — с помощью разъемов-заглушек, под ключаемых к портам.
Программа Microsoft Diagnostics (MSD) Диагностическая программа MSD входит в MS DOS 6.x, Microsoft Windows и Windows 9х. Ранние версии программы поставлялись также с некоторыми приложениями Microsoft, такими как Microsoft Word для DOS. Хочу заметить, что на компакт-диске с Windows 95 эта программа, как правило, находится в папке \other\msd, а на компакт-диске с Windows 98/Me/2000 — в пап ке \tools\oldmsdos. MSD автоматически не устанавливается при инсталляции операционной системы. Чтобы использовать эту программу, вы должны запустить ее непосредственно с ком пакт-диска или предварительно скопировать с компакт-диска на жесткий диск. Многие программы диагностики типа MSD работают лучше (дают наиболее точные ре зультаты) в среде DOS, поэтому рекомендуется запускать компьютер в режиме DOS перед их использованием.
Для запуска программы MSD перейдите в каталог, в котором расположен файл Msd.exe. В командной строке DOS введите MSD и нажмите клавишу . Через некоторое время на экране появится меню. Выберите параметр Com ports — появится информация о микросхеме UART, установлен ной в последовательном порту вашего компьютера, а также о доступных портах. Если в этот момент какой-нибудь из портов используется, например к нему подключена мышь, то про грамма сообщит и об этом. Программа MSD хороша тем, что отображает на экране информацию только о доступных портах. Другими словами, если какой-нибудь порт не реагирует на тест, он не попадает в отчет программы, поэтому при проверке неисправности портов я всегда использую программу MSD. Диагностика в Windows Информация о том, работают ли порты, отображается и в Windows 95 и в Windows 98/Me. Сравните размер и дату создания файлов COMM.DRV (16-разрядный драйвер последовательного порта) и SERIAL.VXD (32-разрядный драйвер последовательного порта) в папке \Windows\System с оригинальными файлами на инсталляционном компакт-диске с операци онной системой. Проверьте, чтобы в файле SYSTEM.INI были следующие строки:
[boot]
comm.drv=comm.drv
[386enh]
device=*vcd
Файл SERIAL.VXD загружается с помощью параметров системного реестра, а не файла SYSTEM.INI.
Для работы с устройствами интерфейса RS-232 в Windows 2000 используются драйверы SERIAL.SYS и SERENUM.SYS. Размер и дату создания этих файлов, находящихся в каталоге SYSTEM, можно сравнить с оригинальными файлами инсталляционного компакт-диска Windows 2000. Если же оба файла соответствуют оригинальным, то проверьте адрес ввода-вывода и пре рывание последовательного порта. Для этого щелкните правой кнопкой мыши на пиктограм ме Мой компьютер (My Computer) и из открывшегося меню выберите команду Свойства (Properties). В появившемся диалоговом окне выберите вкладку Устройства (Device Manager) — на экране отобразится список подключенных к компьютеру устройств. Если уст ройство функционирует неправильно, то рядом с его названием появится восклицательный знак в желтом кружке. Раскройте список портов и дважды щелкните на том из них, который вас интересует. Windows 95/98 укажет, работает ли этот порт, или же назовет устройства, ко торые конфликтуют с ним.
Тестирование с замыканием петли Одним из самых надежных является тест с замыканием петли, который позволяет прове рить исправность как самого последовательного порта, так и подключенных кабелей. Замы кать при этом можно как внутреннюю (цифровую), так и внешнюю (аналоговую) петли. Тест с внутренней петлей может быть выполнен только с помощью диагностической программы (без дополнительных устройств). Тест с внешней петлей более эффективен, однако для его выполнения необходим специаль ный разъем-заглушка, который подключается к гнезду проверяемого порта. Данные, которые передаются последовательным портом, проходя через эту заглушку, возвращаются на приемные контакты разъема, т.е. порт работает одновременно в режимах передачи и приема. Разъем заглушка представляет собой простой интерфейсный кабель, замыкающий порт на самого себя. Большинство диагностических программ могут выполнять тестирование с замыканием петли, причем необходимые разъемы очень часто прилагаются к тестирующим дискетам. Даже если у вас нет необходимого разъема, его можно купить или сделать самостоятельно. Для создания собственного контура-заглушки обратной связи обратитесь к материалам 12-го издания книги, находящимся на прилагаемом компакт-диске. Во многих случаях приобретение готового набора разъемов с обратной связью обойдется значительно дешевле, чем их кустарное изготовление. Многие компании, занимающиеся про дажей диагностического программного обеспечения, продают также и наборы заглушек. Ряд диагностических пакетов, таких, как CheckIt Suit компании Smith Micro, поставляются в ком плекте с заглушками обратной связи. Преимущество использования заглушки состоит в том, что с ее помощью можно протес тировать также кабель: для этого достаточно установить ее на другой конец кабеля.

Параллельные порты

В параллельных портах для одновременной передачи байта информации используется во семь линий. Этот интерфейс отличается высоким быстродействием, часто применяется для подключения к компьютеру принтера, а также для соединения компьютеров. (Ведь при этом скорость передачи данных значительно выше, чем при соединении через последовательные порты: 4, а не 1 бит за раз.) Существенным недостатком параллельного порта является то, что соединительные провода не могут быть слишком длинными. При большой длине соедини тельного кабеля в него приходится вводить промежуточные усилители сигналов, так как в противном случае возникает множество помех.

Стандарт IEEE 1284

Этот стандарт был окончательно утвержден в марте 1994 года. В нем определены физиче ские характеристики параллельных портов (режимы передачи данных и т.д.). Кроме того, в стандарте IEEE 1284 описан характер изменения внешних сигналов, посту пающих на многорежимные параллельные порты компьютера, т.е. на порты, которые могут работать в 4- и 8-разрядном режимах, а также в режимах EPP и ECP. Хотя IEEE 1284 был выпущен для стандартизации форм сигналов, с помощью которых компьютер “общается” с подключаемыми устройствами, в частности с принтером, этот стан дарт интересен и для производителей периферийных устройств, подключаемых к параллель ным портам (дисководов, сетевых адаптеров и др.).
Поскольку IEEE 1284 предназначен только для аппаратного обеспечения и не содержит тре бований к программному обеспечению, работающему с параллельными портами, вскоре был разработан стандарт, определяющий требования к такому программному обеспечению и на правленный на устранение различий между микросхемами параллельных портов разных произ водителей. В нем, в частности, описана спецификация для поддержки режима EPP через BIOS. Стандартом IEEE 1284 предусмотрена более высокая пропускная способность соединения между компьютером и принтером или двумя компьютерами. Для реализации этой возможно сти стандартный кабель принтера не подходит. Стандартом IEEE 1284 для принтера преду смотрена витая пара.
В стандарте IEEE 1284 определен также новый разъем. Разъем типа A определен как штыревой DB25, разъем типа B — как Centronics 36. Разъем типа C является разъемом высо кой плотности. Такие разъемы (типа С) устанавливаются на принтерах Hewlett-Packard. Стандартные параллельные порты В первом компьютере IBM PC существовал только один параллельный порт, предназна ченный для передачи информации от компьютера к какому-либо устройству, например к принтеру. Однонаправленность параллельного порта первого PC вполне соответствовала его основному назначению — передаче данных на принтер. Однако во многих случаях желатель но было иметь двунаправленный параллельный порт даже для принтера (чтобы можно было реализовать обратную связь, например для принтеров типа PostScript). С однонаправленным параллельным портом осуществить это было невозможно. Такой тип параллельных портов не предназначался для использования в качестве ввода, однако с помощью специальных схем (в которых четыре сигнальные линии могут быть пред ставлены как 4-разрядное соединение) и однонаправленного параллельного порта можно обеспечить 8-разрядный вывод и 4-разрядный ввод. В настоящее время этот тип портов ис пользуется довольно редко, так как в компьютерах, выпущенных после 1993 года, как прави ло устанавливаются параллельные порты наподобие 8-разрядного, EPP и ECP. Стандартный параллельный порт обеспечивает скорость передачи данных 50 Кбайт/с, но при использовании различных усовершенствований пропускную способность можно увели чить до 150 Кбайт/с.
Двунаправленные порты (8-разрядные)
Двунаправленный параллельный порт впервые появился в 1987 году в компьютерах PS/2. Даже сегодня в PC-совместимых компьютерах можно найти порты, которые обычно обозна чаются как параллельные “типа PS/2”, “двунаправленные” и “расширенные” (extended) па раллельные порты. Благодаря такому порту появилась возможность организовать двусторон ний обмен данными между компьютером и различными периферийными устройствами. Для этого используется несколько бывших прежде свободными контактов разъема параллельного порта, а направление передачи информации определяется специальным битом состояния. Двунаправленные порты могут работать с 8-разрядным вводом и выводом, используя для этого восемь стандартных линий передачи данных, пропускная способность которых при подключении внешних устройств значительно выше, чем для 4-разрядных портов. Скорость передачи данных при работе через двунаправленный порт около 150 Кбайт/с.
Усовершенствованный параллельный порт (EPP)
EPP (Enhanced Parallel Port) — это новый тип параллельного порта, который иногда называ ют быстродействующим параллельным портом. Он разработан компаниями Intel, Xircom и Zenith Data Systems и выпущен в октябре 1991 года. Первыми устройствами, предлагающими воз можности усовершенствованного параллельного порта, были портативные компьютеры компа нии Zenith Data Systems, адаптеры компании Xircom и микросхема Intel 82360 SL I/O. EPP работает практически на всех скоростях, поддерживаемых шиной ISA, и предлагает десятикратное увеличение пропускной способности по сравнению с обычным параллельным портом. Этот тип портов разработан специально для таких подключаемых к параллельному порту устройств, как сетевые адаптеры, дисководы и накопители на магнитной ленте. Усо вершенствованный параллельный порт соответствует требованиям нового стандарта IEEE 1284 для параллельных портов и передает данные со скоростью до 2 Мбайт/с. После выхода в 1992 году микросхемы Intel 82360 SL I/O многие производители начали выпускать аналогичные устройства ввода-вывода, в которых были реализованы возможности EPP. Это породило проблему, состоящую в том, что процедуры работы EPP на микросхемах различных производителей существенно различались.
Версия 1.7 порта EPP, выпущенная в марте 1992 года, была первой популярной версией, определяющей требования к аппаратному обеспечению. Эта версия не поддерживает стан дарт IEEE 1284. В некоторой технической документации ошибочно ссылаются на “EPP вер сии 1.9” как на некий стандарт EPP. Запомните: версии 1.9 EPP не существует, а все специ фикации EPP, вышедшие после версии 1.7, являются частью стандарта IEEE 1284. Таким образом, существует два несовместимых стандарта: EPP версии 1.7 и IEEE 1284. Однако благодаря тому, что они довольно похожи друг на друга, стали выпускать перифе рийное оборудование, поддерживающее оба стандарта, но в некоторых случаях устройства для EPP 1.7 могут не работать с портами IEEE 1284. Порт с расширенными возможностями (ECP) Другой тип высокоскоростного параллельного порта, называемый портом с расширен- ными возможностями (Enhanced Capabilities Port — ECP), разработан компаниями Microsoft и Hewlett-Packard и выпущен в 1992 году. Подобно EPP, этот порт обладал повышенной про изводительностью и требовал для своей работы специальной логики устройств. Порт с расширенными возможностями соответствует требованиям стандарта IEEE 1284. Однако, в отличие от EPP, он не является портом, специально разработанным для подключе ния устройств к PC-совместимым компьютерам. Основная цель разработки и выпуска этого типа параллельных портов — поддержка “недорогого” подключения высокоскоростных принтеров. Еще одним отличием ECP от EPP является то, что режим работы первого из них требует использования канала прямого доступа к памяти, который никак не определен в EPP (что зачастую приводит к конфликтам, связанным с устройствами, которые также используют прямой доступ к памяти). Большинство компьютеров, в которых установлены новейшие мик росхемы, могут работать как в режиме ECP, так и в EPP, однако при взаимодействии с уст ройствами, подключаемыми к параллельным портам, режим EPP работает лучше. Обновление параллельного порта для работы в режимах EPP и ECP
Если вы решили купить компьютер, то выберите тот, в котором установлена микросхема ввода-вывода Super I/O, которая поддерживает работу в режимах EPP и ECP. Чтобы опреде лить тип параллельного порта в системе, можно воспользоваться программой Parallel. Эта программа предназначена для исследования параллельных портов системы. Благодаря ей вы можете узнать типы портов, адреса ввода-вывода, адреса линий запроса прерываний, назва ние базовой системы ввода-вывода, а также много другой полезной информации. Эта инфор мация может быть также записана в файл. Программа Parallel использует весьма сложные ме тоды для детектирования порта и запросов прерываний. Если в вашем компьютере установлен не порт EPP/ECP, а какой-либо иной, то можете его обновить. Для этого обратитесь в местные компьютерные фирмы.

Конфигурация параллельных портов

Параллельные порты отличаются более простой конфигурацией, чем последовательные. Даже в BIOS первых компьютеров IBM PC было предусмотрено три порта LPT. В табл. 17.8 приведены стандартные адреса ввода-вывода и установки прерываний для параллельных портов. Поскольку в BIOS и DOS всегда определены три параллельных порта, проблемы даже в старых компьютерах возникают редко. Однако они могут появиться в системах с шиной ISA из-за нехват ки аппаратных прерываний. Для обычной печати порт с аппаратным прерыванием не является жизненно необходимым — во многих программах эта возможность даже не предусмотрена. Одна ко прерывания иногда используются в программах: например, при выполнении фоновых процес сов печати в сети или других процессов печати с подкачкой данных (из буфера печати). При быстрой печати на лазерном принтере также используются прерывания. Именно по этому, если вы используете одну из указанных программ, работать она будет очень медленно (если вообще будет работать). Единственный выход из такой ситуации — использование пор та с прерыванием. В современных компьютерах операционные системы MS DOS и Windows 9х/Me/2000 могут поддерживать до 128 параллельных портов. При конфигурировании параллельных портов в компьютерах с шиной ISA/PCI обычно переставляют перемычки и переключатели. Учитывая многообразие плат, предоставляемых в настоящее время различными производителями, необходимо перед конфигурацией ознако миться с руководством по эксплуатации, практически всегда содержащим полезные сведения об этой процедуре.

Устройства, подключаемые к параллельным портам

Разработчики первой модели IBM PC предполагали, что параллельный порт будет исполь зоваться только для подключения принтера. Однако за последние годы появилось множество устройств, которые можно подключить к компьютеру через параллельный порт. К парал лельным портам может подключаться все: от накопителей на магнитной ленте до сетевых адаптеров, накопителей CD-ROM и сканеров. Эти же устройства зачастую могут быть под ключены посредством порта USB, поэтому многие из них для достижения максимальной гиб кости поддерживают оба типа разъемов.
Часто двунаправленный параллельный порт используется для передачи данных между двумя компьютерами, например между настольным и портативным. Если в обоих компьюте рах установлены порты EPP/ECP, то скорость передачи данных может достигать 2 Мбайт/с, что сравнимо со скоростью чтения с жесткого диска. Эти усовершенствования резко увели чили число программ, позволяющих выполнять такой обмен. Существует целый ряд коммер ческих программ, поддерживающих передачу файлов через параллельный порт, например LapLink компании Laplink.com, CheckIt Fast Move от компании SmithMicro, PC Anywhere от Symantec и многие другие. ОС MS-DOS 6.x, Windows 9x, Windows Me и Windows 2000 также содержат встроенную поддержку передачи файлов через параллельный порт. Для связи двух компьютеров через параллельные порты необходим специальный кабель. На обоих концах кабеля, предназначенного для соединения параллельных портов, монтиру ются штыревые разъемы DB-25. Для передачи данных используется 11 проводников. В Windows 9х включена специальная программа, называемая Прямое кабельное соеди нение (Direct Cable Connection), которая позволяет соединить два компьютера через нуль модемный кабель.

Преобразователи “параллельный порт—SCSI”

Параллельные порты могут быть использованы для подключения к компьютеру перифе рийных устройств SCSI. Специальные преобразователи позволяют через параллельный порт подключить к компьютеру практически любые устройства SCSI — жесткие диски, дисководы CD-ROM или Zip, накопители на магнитной ленте или сканеры. Большинство преобразовате лей типа “параллельный порт–SCSI” также содержат специальный ретрансляционный соеди нитель, используемый при подключении принтера к устройствам SCSI. На одном конце преобразователя находится разъем параллельного порта, а на другом — разъе мы SCSI и параллельного порта. Это позволяет подключить не только одно устройство SCSI, но также и принтер. Драйверы преобразователя “параллельный порт–SCSI” автоматически ретранс лируют любую информацию на принтер, поэтому принтер работает в обычном режиме. Основным производителем подобных преобразователей является компания Adaptec. Об ратите внимание, что эти преобразователи предназначены для работы только с одним устрой ством SCSI; для поддержки двух или более устройств следует приобрести SCSI-контроллер. Заметьте, что скорость передачи данных параллельного порта EPP/ECP (2 Мбайт/с) значи тельно меньше скорости самого медленного устройства SCSI (10 Мбайт/с и выше).

Тестирование параллельных портов

Проверка параллельных портов в большинстве случаев оказывается намного проще, чем тестирование последовательных. Для этого используются практически те же процедуры, что и для последовательных портов. Аналогичны не только программы тестирования параллельных портов, но и вспомога тельные устройства (в частности, разъем-заглушка). Тип заглушки зависит от используемых программ тестирования.

USB и 1394 (i.Link) FireWire — новые интерфейсы ввода-вывода

В настоящее время для настольных и портативных компьютеров разработано два высоко скоростных устройства с последовательной шиной: USB (Universal Serial Bus — универсаль ная последовательная шина) и IEEE-1394, называемая также i.Link или FireWire. Эти высоко скоростные коммуникационные порты отличаются от стандартных параллельных и последо вательных портов, установленных в большинстве современных компьютеров, более широкими возможностями. Преимущество новых портов состоит в том, что их можно ис пользовать как альтернативу SCSI для высокоскоростных соединений с периферийными уст ройствами, а также подсоединять к ним все типы внешних периферийных устройств (т.е. в данном случае предпринята попытка объединения устройств ввода-вывода).
Новым направлением в развитии высокоскоростных периферийных шин является исполь зование последовательной архитектуры. Для передачи информации в параллельной архитек туре, где биты передаются одновременно, необходимы линии, имеющие 8, 16 и более прово дов. Можно предположить, что за одно и то же время через параллельный канал передается больше данных, чем через последовательный, однако на самом деле увеличить пропускную способность последовательного соединения намного легче, чем параллельного. Параллельное соединение обладает рядом недостатков, одним из которых является фазо вый сдвиг сигнала, из-за чего длина параллельных каналов, например SCSI, ограничена (не должна превышать 3 м). Проблема в том, что, хотя 8- и 16-разрядные данные одновременно пересылаются передатчиком, из-за задержек одни биты прибывают в приемник раньше дру гих. Следовательно, чем длиннее кабель, тем больше время задержки между первым и по следним прибывшими битами на приемном конце.
Последовательная шина позволяет единовременно передавать 1 бит данных. Отсутствие задержек при передаче данных позволяет значительно увеличить тактовую частоту. Напри мер, максимальная скорость передачи данных параллельного порта EPP/ECP достигает 2 Мбайт/с, в то время как порты IEEE-1394 (в которых используется высокоскоростная по следовательная технология) поддерживают скорость передачи данных, равную 400 Мбит/с (около 50 Мбайт/с), т.е. в 25 раз выше. Скорость передачи данных интерфейса USB 2.0 дос тигает 480 Мбит/с (около 60 Мбайт/с)!
Еще одно преимущество последовательного способа передачи данных — возможность использования только одно- или двухпроводного канала, поэтому помехи, возникающие при передаче, очень малы, чего нельзя сказать о параллельном соединении. Стоимость параллельных кабелей довольно высока, поскольку провода, предназначенные для параллельной передачи, не только используются в большом количестве, но и специаль ным образом укладываются, чтобы предотвратить возникновение помех, а это весьма трудо Универсальная последовательная шина USB 917 емкий и дорогостоящий процесс. Кабели для последовательной передачи данных, напротив, очень дешевые, так как состоят из нескольких проводов и требования к их экранированию намного ниже, чем у используемых для параллельных соединений. Именно поэтому, а также учитывая требования внешнего периферийного интерфейса Plug and Play и необходимость устранения физического нагромождения портов в портатив ных компьютерах, были разработаны эти две высокоскоростные последовательные шины, используемые уже сегодня. Несмотря на то что шина IEEE 1394 была изначально предназна чена для узкоспециализированного использования (например, с видеокамерами стандарта DV), в настоящий момент она применяется и с другими устройствами наподобие профессио нальных сканеров и внешних жестких дисков.

Универсальная последовательная шина USB

В USB реализована возможность подключения большого количества периферийных устройств к компьютеру. При подключении устройств к USB не нужно устанавливать платы в разъемы сис темной платы и реконфигурировать систему; кроме того, экономно используются такие важные системные ресурсы, как IRQ (запросы прерывания). При подключении периферийного оборудова ния к персональным компьютерам, оснащенным шиной USB, его настройка происходит автомати чески, сразу после физического подключения, без перезагрузки или установки. Основным инициатором разработки стандарта USB выступила Intel. Начиная с набора микросхем системной логики Triton II (82430HX), в котором стандарт USB был воплощен в микросхеме PIIX3 South Bridge, компания Intel поддерживает этот стандарт во всех своих на борах микросхем системной логики. Совместно с Intel над созданием универсальной после довательной шины работало еще семь компаний, среди которых Compaq, Digital, IBM, Microsoft, NEC и Northern Telecom. Ими был создан USB Implement Forum (USB-IF), целью которо го является развитие, поддержка и распространение архитектуры USB.
Первая версия USB анонсирована в январе 1996 года, а версия 1.1 — в сентябре 1998. В этой спецификации более подробно описаны концентраторы и другие устройства. Большинство USB-устройств должны быть совместимы со спецификацией 1.1, даже если они выпущены до ее офи циального опубликования. В появившейся относительно недавно спецификации USB 2.0 скорость передачи данных в 40 раз выше, чем в оригинальной USB 1.0; кроме того, обеспечивается полная обратная совмес тимость устройств. Платы расширения PCI (для настольных систем) и платы PC Card Cardbus совместимых портативных компьютеров позволяют модернизировать компьютеры ранних версий, не имеющие встроенных разъемов USB. Большинство плат расширения поддерживают специфи кацию USB 1.1, но некоторые из них уже поддерживают недавно вышедший стандарт USB 2.0. USB 1.1
Универсальная последовательная шина версии 1.1 — это интерфейс, работающий со скоро стью 12 Мбит/с (1,5 Мбайт/с) и основанный на простом 4-проводном соединении. Эта шина поддерживает до 127 подключаемых устройств и использует топологию звезды, построенную на расширяющих концентраторах, которые могут входить в персональный компьютер, любое пе риферийное устройство USB и даже быть отдельными устройствами. Для таких низкоскорост ных периферийных устройств, как клавиатура и мышь, в универсальной последовательной шине предусмотрен более “медленный” подканал, работающий со скоростью 1,5 Мбит/с. В USB используется кодирование данных NRZI (Non Return to Zero Invent). В этом методе кодирования изменение уровня напряжения соответствует 0, а его отсутствие — 1. NRZI представляет собой весьма эффективную схему кодирования данных, поскольку при ее ис пользовании не нужны дополнительные сигналы, например синхроимпульсы. Для одновременного подключения нескольких устройств USB необходимо использовать концентратор. С помощью концентратора к одному порту USB можно подключить клавиату ру, мышь, цифровую камеру, принтер, телефон и т.д. В компьютере устанавливается модуль, называемый корневым концентратором, — начальная точка для подключения всех осталь ных устройств. Практически все системные платы имеют два или четыре порта USB. Под ключая несколько концентраторов, можно создать каскадную структуру до пяти уровней в глубину.
Совет
Для повышения надежности передачи данных реeомендoется использовать eонцентратор с собственным энерaообеспечением, подeлюченный в адаптер AC. Концентраторы, питание e eоторым подается по шине, подeлюченной e разъемo USB основноaо eонцентратора системы, далеeо не всеaда моaoт обеспечить доста точнoю мощность энерaоемeим oстройствам наподобие оптичесeой мыши. Максимальная длина кабеля между двумя работающими на предельной скорости (12 Мбит/с) устройствами или устройством и концентратором (рис. 17.6) — пять метров. В кабеле используется экранированная витая пара (толщина провода — 20). Максималь ная длина кабеля для низкоскоростных (1,5 Мбит/с) устройств при использовании нескручен ной пары проводов — три метра. Причем эти расстояния уменьшаются, если используется более тонкий провод (табл. 17.9).
Скорость передачи данных, поддерживаемая стандартом USB 1.1, меньше, чем при пере дачи данных по FireWire или SCSI, но, несмотря на это, такой скорости вполне достаточно для подключения периферийных устройств. Интерфейс USB 2.0 работает примерно в 40 раз быстрее, чем USB 1.1; скорость передачи данных достигает 480 Мбит/с (или 60 Мбайт/с). К сожалению, стандарт USB 2.0 все еще не получил достаточно широкого распространения, поэтому систем или устройств, совместимых с этим стандартом, довольно мало. Если вы со бираетесь с помощью дополнительной платы USB модернизировать систему, не имеющую портов USB, воспользуйтесь для этого USB 2.0-совместимой платой (даже если в системе нет каких-либо USB 2.0-совместимых устройств). Одним из свойств USB 2.0 является возмож ность выполнения параллельных операций, что позволяет устройствам USB 1.1 передавать данные одновременно, не переполняя канал шины USB.
При первом запуске Windows XP драйверы USB 2.0 не устанавливаются. Они могут быть загружены из сетевых источников или получены из служебного пакета обновлений (service pack), который будет выпущен после всестороннего тестирования периферийных устройств USB 2.0 в среде Windows XP. Поддержка USB Многие системы, выпущенные еще до того, как в середине 1998 года была представлена операционная система Windows 98, содержат заблокированные встроенные порты USB. Сле дует заметить, что по внешнему виду компьютера нельзя определить, какие системы имеют встроенную поддержку USB. В частности, это касается системных плат формфактора Baby AT. Связано это с тем, что данные системы не были оснащены кабельными разъемами USB, необходимыми для вывода соединителей корневого концентратора USB из системной платы на заднюю панель системного блока. В том случае, если поддержка USB отключена в базовой системе ввода-вывода, перезапус тите компьютер, откройте соответствующий экран настроек BIOS и установите необходимые параметры USB. Установите при необходимости прерывания USB. После перезапуска компью тера, который уже “знает” о существовании USB, операционная система распознает корневой концентратор USB. Если вы используете Windows 98 или более новую операционную систему, драйверы USB будут установлены автоматически; в Windows 95 это придется сделать вручную. “Обнаруженные” порты USB могут быть использованы сразу же после инсталляции драй веров и перезагрузки компьютера (конечно, при наличии соответствующих разъемов USB). В том случае, если системная плата не оснащена разъемами USB, следует приобрести соответ ствующие кабельные разъемы. Не забудьте перед этим проверить конфигурацию выводов разъема USB на системной плате. Стандартным является расположение в два ряда по пять выводов в каждом. Кабельные разъемы, совместимые со стандартными монтажными колод ками USB, поставляются компаниями Belkin, CyberGuys и Cables To Go.
Одно из самых значительных достоинств интерфейса типа USB состоит в том, что для об служивания всех устройств универсальной последовательной шины требуется только одно единственное прерывание. Это означает, что можно присоединить 127 устройств и все они будут использовать одно прерывание. В современных персональных компьютерах так часто не хватает свободных адресов прерываний, что это, пожалуй, самое ценное достоинство USB. В настоящее время выпущено несколько уникальных устройств USB: USB–параллельный порт, USB–Ethernet, USB–SCSI, USB–PS/2 (стандартный порт клавиатуры и мыши) и мосты прямого соединения USB, позволяющие напрямую подключить две системы через USB. Уст ройства USB–параллельный порт или USB–Ethernet позволяют подключить периферийное оборудование с интерфейсом RS232 или Centronics (например, модемы или принтеры) к пор ту USB. Преобразователь USB–Ethernet обеспечивает подключение к локальной сети через порт USB. Драйверы, поставляемые с этими устройствами преобразования, позволяют пол ностью эмулировать работу стандартного устройства.

IEEE-1394 (FireWire или i.Link)

В конце 1995 года отдел стандартов Института инженеров по электротехнике и элек тронике (Institute of Electrical and Electronic Engineers — IEEE) опубликовал стандарт IEEE- 1394 (или сокращенно 1394). Эти цифры — порядковый номер нового стандарта, который явился результатом обширных исследований в области мультимедийных устройств. Его ос новное преимущество заключается в высокой скорости передачи данных. На сегодняшний день скорость передачи, поддерживаемая этим стандартом, достигает 400 Мбит/с. Текущая версия стандарта 1394 получила на данный момент название 1394a (иногда ее на зывают по году опубликования стандарта — 1394a-2000). Стандарт 1394a предназначен для решения проблем, связанных с совместимостью и многофункциональностью, которые суще ствовали в оригинальной версии стандарта 1394. В этом стандарте используются те же разъ емы и поддерживаются те же скорости передач, что и в оригинальном стандарте 1394. Предлагаемый стандарт 1394b, как ожидается, будет поддерживать скорость передачи данных, равную 1 600 Мбит/с; скорости передач будущих версий этого стандарта смогут дос тичь 3 200 Мбит/с. Стандарт 1394b будет поддерживать более высокие скорости, чем сущест вующие в настоящее время стандарты 1394/1394a. Это связано с внедрением новых сетевых технологий, в частности стеклянного и пластикового волоконно-оптических кабелей и кабеля UTP 5-й категории, а также с увеличением возможного расстояния между устройствами, ис пользующими кабельное соединение 5-й категории, и улучшением принципа передачи сигна лов. Стандарт 1394b будет обратно совместим с устройствами 1394a.
FireWire — это высокоскоростная локальная последовательная шина, способная переда вать данные со скоростью 100, 200 и 400 Мбит/с (12,5, 25 и 50 Мбайт/с), а при работе с неко торыми типами файлов — до 1 Гбит/с. Эта шина использует простой 6-проводной кабель, со стоящий из двух различных пар линий, предназначенных для передачи тактовых импульсов и информации, а также двух линий питания. Как и USB, IEEE-1394 полностью поддерживает технологию Pug and Play, включая возможность горячего подключения (установка и извлече ние компонентов без отключения питания системы). По структуре шина 1394 не так сложна, как параллельная шина SCSI, и устройства, подключаемые к ней, могут потреблять от нее ток до 1,5 А. По производительности шина IEEE-1394 превосходит Ultra-Wide SCSI, стоит гораз до меньше, а подсоединить устройства к ней намного проще. На рис. 17.10 показаны компо ненты разъемов шины 1394. Шина 1394 построена на разветвляющейся топологии и позволяет использовать до 63 узлов в цепочке и подсоединять при этом к каждому узлу до 16 устройств. Если этого недостаточно, то можно дополнительно подключить до 1 023 шинных перемычек, которые могут соединять более 64 000 узлов! Кроме того, шина 1394 может поддерживать устройства, построенные на одной шине, но работающие на разных скоростях передачи данных, как и SCSI. Большинство адаптеров 1394 имеют три узла, каждый из которых поддерживает 16 устройств. Подключить к компьютеру через шину 1394 можно практически все устройства, которые могут работать со SCSI. Сюда входят все виды дисковых накопителей, включая жесткие, опти ческие, CD- и DVD-ROM. К шине 1394 могут подключаться цифровые видеокамеры, устройст ва с записью на магнитную ленту и многие другие высокоскоростные периферийные устройст ва. Вероятно, очень скоро шина 1394 начнет широко использоваться как в настольных, так и в портативных компьютерах, а с течением времени заменит все другие высокоскоростные шины. В настоящее время наборы микросхем системной логики, поддерживающие шину 1394, уже предлагаются производителями. Появились адаптеры PCI, позволяющие добавить поддержку 1394 в существующие компьютеры. Также поддержка работы с этой шиной встроена в Windows 95/98 и Windows NT/2000/XP. В настоящее время шина 1394 получила наиболее ши рокое распространение в области цифровых видеоустройств (камеры, видеомагнитофоны и т.д.). Подобные устройства выпускают компании Sony, Panasonic, Sharp, Matsushita и др. Кроме циф ровых видеоустройств стали появляться устройства обработки видеоданных. Например, компа нии Adaptec и Texas Instruments выпускают адаптеры PCI, поддерживающие IEEE-1394. После появления USB 2.0 скорости передачи данных IEEE-1394 и USB практически оди наковы (скорость передачи данных IEEE-1394 и USB 1.1 отличаются в 16 раз). Поэтому об суждать преимущества или недостатки сравниваемых технологий по этому параметру неце лесообразно.
Для подключения периферии USB необходимо узловое устройство (чаще всего это компью тер), в то время как устройства IEEE-1394 можно подключать напрямую. Именно поэтому тех нология IEEE-1394 получила наибольшее распространение в цифровых видеоустройствах.
Сайт создан в системе uCoz