Интерфейсы периферийных устройств


Использование различных функциональных периферийных устройств, отличающихся физическими принципами работы, быстродействием, уровнями сигналов обусловило унификацию их интерфейсов. Интерфейсы ПУ классифицируют как устройства зависимые (или малые интерфейсы) и устройства независимые различного функционального назначения и быстродействия.

Помимо различных интерфейсов по функциональному уровню принято классифицировать их по способу передачи информации и по способу подключения устройств друг к другу.

По способу передачи информации различают параллельные и последовательные, синхронные и асинхронные интерфейсы.

Параллельные интерфейсы позволяют передавать всю или часть информации по многопроводной линии. Параллельные интерфейсы позволяют значительно повысить быстродействие, но вызывают некоторые аппаратные затраты. Кроме того, при передачи сигналов по параллельным линиям возникают “перекосы” информации, т.е. неодновременные поступления сигналов в приемное устройство, обусловленное разбросом параметров линий передачи и формирующих схем. Для устранения этого недостатка применяют стробирование параллельно передаваемых сигналов, которое заключается в передаче по дополнительной линии сигналов строба. В этом случае поступив на периферийное устройство данные будут считаны только при поступлении подтверждающего сигнала строба.

В качестве примера предлагается IBM-стандартный параллельный интерфейс Centronics, который из-за его высокой скорости передачи данных используют в основном для связи с различными печатающими устройствами. Он представлен LPT-портами.

 
   

Контакт

25-pin

Сигналы

Направление

1

-Strobe

Выход

2

D0

Выход

3

D1

Выход

4

D2

Выход

5

D3

Выход

6

D4

Выход

7

D5

Выход

8

D6

Выход

9

D7

Выход

10

-Ask

Вход

11

-Busy

Вход

12

PE

Вход

13

SLCT

Вход

14

-Autofd

Выход

15

-Error

Вход

16

-Init

Выход

17

-Slct In

Выход

18 – 25

Ground

Таб. 6.1 Разъем интерфейса параллельного порта IBM PC.

-Strobe – Синхронизирующий сигнал.

D0 — D7 – Данные передаваемые на периферийное устройство.

Ask – Переход с высокого уровня на низкий.

Busy – Высокий уровень – означает неготовность принтера к приему данных; низкий уровень – готовность.

PE – Высокий уровень – означает, что бумага кончилась или ПУ не включено (Paper End).

SLCT (Select) – Высокий уровень – означает готовность ПУ к работе.

Autofd – Низкий уровень – означает, что бумага автоматически подается вперед.

Init – Перевод ПУ в исходное состояние.

Error – Низкий уровень – отказ ПУ, т.е. авария, ошибка.

Slct In – Низкий уровень – разрешает выводить данные.

Последовательный интерфейс служит для последовательной передачи информации в основном по двух проводной линии. Обычно последовательный интерфейс используется для подключения удаленных ПУ. В качестве примера предлагается IBM-стандартный последовательный интерфейс RS-232, который представлен в машине COM-портами.

В случае синхронного интерфейса передающее устройство выдает сигнал на свои линии и поддерживает сигнал на них в течение заранее установленного постоянного интервала. За это время приемное устройство должно приготовиться к приему следующего информационного элемента. Если к интерфейсу подключено несколько устройств с различным быстродействием, то интервал синхронизации должен устанавливаться исходя из характеристик самого медленного устройства. Моменты выдачи информации передающим устройством и приема ее в приемном устройстве должны быть синхронизированы, для чего можно использовать либо специальную линию синхронизации, либо специальные синхронизирующие кодовые последовательности.

В асинхронном интерфейсе синхронизация передатчика и приемника осуществляется только на один цикл приема-передачи. Для этого используется либо специальное обрамление, либо реализуется схема “запрос-ответ” по средствам специальных линий. В последнем случае передающее устройство может выдавать следующий квант информации только после получения от приемного устройства подтверждение о завершении приема им предыдущего кванта. Это подтверждение называется сигналом-квитанцией, а саму передачу – передачей с квитированием. При передачи с квитированием интерфейс как бы подстраивается под конкретное приемное устройство и ее реальное быстродействие может оказаться выше, чем у синхронного, рассчитанное на самое медленное и удаленное из подключенных к нему устройств.

На основе синхронного и асинхронного интерфейсов, либо их комбинаций строят локальные и глобальные сети, осуществляют модельную связь и связь с другими сопрягающими устройствами.