Portul paralel îmbunătățit la calculatorul IBM PC

Portul paralel îmbunatatit al calculatoarelor IBM PC

1. Scopul lucrarii

Lucrarea prezinta portul paralel îmbunatatit al calculatoarelor IBM PC, pe baza standardului

IEEE 1284. Sunt prezentate modurile de transfer specificate de acest standard, cu protocolul utilizat

pentru fiecare. Se descriu metodele care pot fi utilizate pentru detectarea tipului de port paralel din

calculator, si posibilitatea utilizarii modului ECP pentru transferul datelor între doua calculatoare.

2. Consideratii teoretice

2.1. Prezentare generala a standardului IEEE 1284

La aparitia perifericelor cu performante mai ridicate, portul paralel standard a fost utilizat si

pentru conectarea acestor periferice. Problemele întâmpinate de proiectantii si utilizatorii acestor

periferice se pot împarti în trei categorii. În primul rând, desi performantele calculatoarelor au crescut

considerabil, arhitectura si performantele portului paralel au ramas practic neschimbate. Rata maxima

de transfer care se poate obtine cu aceasta arhitectura este în jur de 150 KB/s, procesorul fiind

solicitat în mod intens. În al doilea rând, nu exista un standard pentru interfata electrica, ceea ce

conducea la numeroase probleme atunci când se încerca garantarea operatiilor de transfer la diferite

platforme. În sfârsit, lipsa standardelor de proiectare a determinat o limitare a lungimii cablurilor

externe sub 2 m.

În 1991 a avut loc o întâlnire a producatorilor de imprimante cu scopul initierii unui nou

standard pentru controlul inteligent al imprimantelor conectate într-o retea. Acesti producatori, printre

care IBM, Lexmark, Texas Instruments, au format o asociatie numita “Network Printing Alliance”

(NPA). NPA a definit un set de parametri care, daca sunt implementati de sistemul de calcul si de

imprimanta, asigura controlul complet al operatiilor cu imprimanta. Pentru implementarea acestui

standard este necesara însa o conexiune bidirectionala cu performante ridicate cu sistemul de calcul.

Conexiunea obisnuita utilizata, portul paralel standard, nu avea performantele necesare pentru a

îndeplini cerintele acestui standard.

NPA a propus institutului IEEE crearea unui comitet pentru dezvoltarea unui nou standard al

unui port paralel bidirectional de viteza ridicata pentru calculatoarele personale. Cerinta era ca noul

standard sa fie în totalitate compatibil cu portul paralel original, permitând însa cresterea ratei de

transfer la peste 1 MB/s, în ambele sensuri. Acest comitet a elaborat standardul IEEE 1284, numit

“Standard Signaling Method for a Bi-directional Parallel Peripheral Interface for Personal

Computers”, care a fost aprobat în 1994.

Standardul IEEE 1284 defineste 5 moduri de transfer, care asigura crearea unui canal de

conexiune în sens direct (PC la periferic), în sens invers (periferic la PC) sau bidirectional între

calculator si periferic. În ultimul caz, deoarece exista un singur set de linii de date, conexiunea este

semi duplex, datele fiind transferate într-un singur sens la un moment dat.

Modurile de transfer definite sunt urmatoarele:

- Modul standard, numit si mod “Centronics” sau mod de compatibilitate;

- Modul de transfer pe 4 biti (Nibble Mode), utilizând liniile de stare pentru transferul datelor;

- Modul de transfer pe octet (Byte Mode), utilizând liniile de date;

- EPP (Enhanced Parallel Port), utilizat mai ales de periferice ca unitati de banda,

CD-ROM, unitati de disc, adaptoare de retea.

2 Sisteme de I/E - Lucrarea de laborator Nr. 2.

- ECP (Extended Capability Port), utilizat în special de noile generatii de imprimante si

scannere.

Toate porturile paralele pot implementa o legatura bidirectionala prin utilizarea modurilor de

compatibilitate si de transfer pe 4 biti. Modurile de compatibilitate si de transfer pe octet pot fi de

asemenea utilizate pentru comunicatia bidirectionala. Modul de transfer pe octet necesita ca un octet

întreg de date sa poata fi citit din exterior utilizând liniile de date. Aceasta se realizeaza de obicei prin

adaugarea unui bit de directie în registrul de control al portului. Acest tip de port este numit în general

port paralel bidirectional. Toate aceste moduri utilizeaza transferul programat. Procesorul este utilizat

în mod intens, rata efectiva de transfer fiind limitata de obicei între 50 si 150 KB/s.

Modurile EPP si ECP permit transferuri bidirectionale ca parte a protocolurilor acestora.

Aceste moduri necesita implementarea prin hardware a unei masini de stare care genereaza automat

semnalele de control necesare transferurilor de viteza ridicata. De exemplu, în modul EPP un octet

poate fi transferat la periferic printr-o simpla instructiune OUT, controlerul de I/E gestionând comunicatia

cu perifericul.

În ansamblu, standardul IEEE 1284 defineste urmatoarele:

- 5 moduri pentru transferul datelor;

- o metoda prin care calculatorul si perifericul pot determina modurile de transfer disponibile

si pot negocia modul care va fi utilizat;

- interfata fizica: cabluri si conectori;

- interfata electrica: drivere/receptoare, terminatoare si impedantele cablurilor.

Fiecare din modurile de transfer, cu exceptia modului de compatibilitate, redefineste semnalele

de control si de stare. Pentru fiecare mod se vor utiliza denumirile specifice modului respectiv.

2.2. Moduri de transfer

2.2.1. Modul de compatibilitate

Acest mod defineste protocolul utilizat de portul paralel standard pentru transferul datelor la

imprimanta. Datele sunt plasate pe liniile de date, se testeaza starea imprimantei pentru a determina

daca aceasta este libera sau ocupata, si apoi se genereaza prin program un strob de date. Acest transfer

este prezentat în Figura 2