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PARALLELE SCHNITTSTELLE 1

Parallele Schnittstelle

Kurzbeschreibung

Inhalt:

1. Grundlagen2. Steckverbinder und Kabel3. Signale und Signalfolgen4. Parallele Schnittstellen im PC

1. Grundlagen

Die parallele Schnittstelle ist ein E-A-Interface mit 8-Bit-Datenbus und asynchroner Datenbertragung,die durch Handshake-Signale gesteuert wird. Zustzlich sind Leitungen vorgesehen, um Sonder- undFehlerbedingungen vom angeschlossenen Gert an den PC zurckzumelden.

ZweckbestimmungDie parallele Schnittstelle war ursprnglich als reines Ausgabe-Interface zum Anschlieen von Druckernvorgesehen (Centronics-Schnittstelle). Im Laufe der Zeit wurde die Schnittstelle als Einfachinterface zumAnschlieen vielfltiger Gerte ausgenutzt (Scanner, Videokameras, Datensicherungslaufwerke usw.).Des weiteren dient sie dazu, zwei PCs zwecks Datenaustausch miteinander zu koppeln (PC-Direkt-verbindung).

Die herkmmmliche Parallelschnittstelle (Centronics-Schnittstelle)Das Interface wurde in den 70er Jahren als kostengnstige Druckerschnittstelle fr die Nahaufstellung(wenige Meter Kabellnge) entwickelt. Kennzeichnende Merkmale:

8-Bit-Bus zur Datenausgabe, asynchrone Steuerung der Datenbertrragung ber Handshake-Signale, zustzliche Signale zur Druckersteuerung (Initialisierung, Zeilenvorschub) und zur Rckmeldung

typischer Fehlerzustnde (kein Papier, allgemeiner Druckerfehler), TTL-Signalpegel, Nutzung blicher TTL-Schaltkresie als Treiber und Empfnger, ein spezieller 36-poliger Steckverbinder (Centronics-Steckverbinder).

Die Parallelschnittstelle im PCEs handelt sich um eine Einfachsteuerung. Die Hardware besteht im Grunde nur aus 3 programmseitigzugnglichen Registern, an die die Interfaceleitungen angeschlossen sind. Somit kann man die auswrts-fhrenden Leitungen programmseitig einstellen und die einwrtsfhrenden abfragen. Zudem kann dasvom Drucker kommende Besttigungssignal einen Interrupt auslsen. Alle Funktionen sind mit Softwarezu realisieren; es gibt keine Ablaufsteuerschaltungen, State Machines o. dergl.

Die Parallelschnittstelle des PS/2 (Extended Printer Port EPT)Die Einfachlsung (3 Register, reine Programmsteuerung) wurde beibehalten. Es wurden aber die8 Datenleitungen bidirektional ausgelegt, so da das Interface auch fr die byteparallele Eingabe genutztwerden kann. Umschaltung zwischen Ein- und Ausgabe: ber ein Steuerbit in einem der Register.

PARALLELE SCHNITTSTELLE 2

Der Standard IEEE 1284Dieser Standard (1994 eingefhrt) definiert byteparallele bidirektionale Hochgeschwindigkeits-Schnitt-stellen (50...100 mal schneller als das herkmmliche Centronics-Interface). Es sind insgesamt 5 Betriebs-arten vorgesehen:

Standard Printer Port (SPP). Die herkmmliche Parallelschnittstelle. Auch: Compatibility-Modus. Nibble-Modus. Betrieb der herkmmlichen Parallelschnittstelle in einem 4-Bit-Eingabemodus. Zum

Abholen der Konfigurationsdaten (des Gertes) und zum Aushandeln der eigentlichen Betriebs-weise.

Byte-Modus. Der Extended Printer Port des PS/2. EPP (Enhanced Printer Port), ECP (Enhanced Capability Port).

EPP und ECP sind Hochgeschwindigkeits-Schnittstellen. Die hohen Datenraten werden durch hardwaresei-tige (autonome) Steuerung der Signalspiele erreicht. Zudem sind im Standard auch die elektrischen Kenn-werte und das Kabelmaterial entsprechend angemessen spezifiziert.

Die Parallelschnittstelle in modernen PCsSie gilt als sog. Legacy Device, also als Erblast aus der Vergangenheit (so sehen es zumindest Intel undMicrosoft). Besonders fortschrittliche PCs haben gar keine mehr. Ist eine solche Schnittstelle vorhanden,so befindet sich die betreffende Hardware in einem Super-IO-Schaltkreis.

Welche Betriebsarten werden untersttzt?Alle modernen Schaltkreise entsprechen IEEE 1284. Es ist aber mit kleinen Unterschieden zu rechnen.Zudem kommt es darauf an, wie das BIOS die Vorkehrungen des Schaltkreises ausnutzt (es werden nichtimmer alle eingebauten Funktionen untersttzt). So fehlt manchmal die Untersttzung des Byte Mode (=des bidirektionalen PS/2-Printerports), Was unbedingt funktionieren mu: Compatibility-Modus (StandardPrinter Port SPP) und Nibble-Modus. Microsoft empfiehlt (seit Windows 95) zudem den ECP-Modus.

BetriebsarteneinstellungTypischerweise bers BIOS-Setup. Praxistip: Dort nachsehen, was sich einstellen lt (so erkennt man,welche Betriebsarten im betreffenden Computer tatschlich untersttzt werden).

Die jeweils bentigte Betriebsart sollte im Setup ausgewhlt werden, so da sie schon beim Hochfahreneingerichtet werden kann. Es gibt aber Treiber-und Dienstsoftware (liegt oft entsprechenden Gerten bei),die es ermglicht, auch whrend der Nutzung des Systems die Betriebsart zu wechseln. Achtung: SolcheProgramme kommen manchmal nur mit bestimmten Super-IO-Typen zurecht. Wenn es nicht funktioniert:nach Updates und anderen/neueren Versionen umsehen (Internet; Einstieg ber die Web-Sites derGertehersteller).

Parallelschnittstellen ber den USB betreibenDer USB ermglicht es, parallele Schnittstellen ber Interfacewandler zu betreiben. USB ist aber (anderals z. B. Serial ATA) keineswegs ein transparentes Protokoll, das einfach Registerinhalte und Signalbele-gungen ber serielle Wege transportiert. Deshalb werden Registerzugriffe auf die herkmmlichenPortadressen nicht untersttzt. Der einzige Zugang fhrt ber die Anwendungsprogrammschnittstellender jeweiligen Systemplattform (z. B. Windows oder Linux). ber den USB angeschlossene paralleleSchnittstellen knnen somit nur von Programmen genutzt werden, die sich an die betreffenden System-konventionen halten; Programme, die herkmmliche Schnittstellen ber direkte Registerzugriffe ansteuern,werden nicht funktionieren.

PARALLELE SCHNITTSTELLE 3

2. Steckverbinder und KabelAnschlsse an PCs und GertenDie Schnittstelle am PC hat einen 25-poligen weiblichen D-Sub-Steckverbinder (Buchsen). Anordnung:

in einem Slot-Abdeckblech oder im Gehuse. Verbindung mit dem Motherboard ber Flachbandkabelund 26-poligen Pfostensteckverbinder.

im Slot-Abdeckblech einer entsprechende Steckkarte, im E-A-Anschlublock (Motherboards in ATX-Formfaktoren).

Herkmmliche Gerteanschlssse:

Drucker: Centronis, 36-polig, weiblich, andere Gerte (z. B. Scanner): D-Sub, 25-polig, mnnlich (Stifte).

Das typische DruckerkabelEs hat einerseits einen mnnlichen 25-poligen D-Sub-Steckverbinder und andererseits einen mnn-lichen 36-poligen Centronics-Steckverbinder.

Abb. 2.1 zeigt die Belegung der verschiedenen Steckverbinder (jeweils mit Blick auf die Steckseite). Abb.2.2 veranschaulicht den Aufbau eines herkmmlichen Druckerkabels (und damit auch die Anschlu-belegung beider Seiten).

Anschlukabel fr Scanner usw.Sie haben zwei 25-polige D-Sub-Steckverbinder, und zwar einen mnnlichen und einen weiblichen(also Stifte einerseits und Buchsen andereseits). Verbindungssschema: 1:1.

Achtung: Manchmal kommt es darauf an. 1:1-Kabel mit 25-poligen D-Sub-Steckverbindern gibt es auch fr dieserielle Schnittstelle. Sie entsprechen aber in Kabelmaterial, Verdrillung und Masseverbindungen in keinerWeise dem Standard IEEE 1284 (vgl. weiter unten Tabelle 2.1).

Die + 5 V am gerteseitigen SteckverbinderDie Spannung wird vom angeschlossenen Gert geliefert. Sie ist typischerweise mit ca. 80 mA belastbar.Anwendung: vor allem fr vorzuschaltende Puffer (Centronics Booster) und Interfacewandler (z. B. seriellauf parallel). Der PC bekommt diese Spannung gar nicht zu sehen. Des weiteren liefern manche Gertean Anschlu 35 + 5 V ber einen Pull-Up-Widerstand. Der Zweck: fr bestimmte Sonderverkabelungeneinen festen High-Pegel bereitzustellen. Sie sollten sich aber nicht 100%ig darauf verlassen!

KabellngeDie Kabellnge ist auf etwa 2...3 m begrenzt; manchmal werden aber auch noch Installationen mit 5...7 mordnungsgem arbeiten. Um grere Entfernungen zu berbrcken, gibt es entsprechende Puffer(Booster) bzw. Interfacewandler.

Achtung:Die herkmmliche Schnittstelle ist elektrisch nicht besonders robust. Kabel nur ziehen oder stecken, wennPC und Gert ausgeschaltet sind! IEEE 1284 hlt hingegen Hot Plugging aus.

KabelmaterialDamit steht es nicht immer zum besten. Die Mngel mancher handelsblichen Druckerkabel: keine oderunzureichende Verdrillung, zu dnner Draht, inkorrekte Abschirmung.

PARALLELE SCHNITTSTELLE 4

Abb. 2.1 Steckverbinder der Parallelschnittstelle. a) Interfacestecker, PC-seitig; b) Stecker am Kabel,gerteseitig; c) Pfostenstecker auf Motherboard (zum Anschlieen von D-Sub-Steckerrn ber Flach-

bandkabel)

Abb. 2.2 Centronics-Interfacekabel fr IBM-kompatible PCs

PARALLELE SCHNITTSTELLE 5

Praxistips:

1. Verdrillung. Strenggenommen brauchen wir paarweise verdrilltes, geschirmtes Kabel (ShieldedTwisted Pair STP) mit 17 Adernpaaren, wobei zu jeder Signalleitung eine mit ihr verdrillte Masselei-tung vorgesehen wird.

2. Wellenwiderstand: 60...150 Ohm.3. Draht: Litze 28...24 AWG (bzw. wenigstens 0,08 mm). Derartiges Kabel ist allerdings recht teuer

und auch ziemlich dick

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