Параллельный порт

Паралле́льный порт — тип интерфейса, разработанный для компьютеров (персональных и других) для подключения различных периферийных устройств. В вычислительной технике параллельный порт является физической реализацией принципа параллельного соединения. Он также известен как принтерный порт или порт Centronics. Стандарт IEEE 1284 определяет двунаправленный вариант порта, который позволяет одновременно передавать и принимать биты данных.

Параллельный порт DB-25 принтера в стиле IBM PC и некоторых других компьютеров.

36-контактное кабельное гнездо для принтеров некоторых компьютеров, применялось в промышленном оборудовании и в ранних персональных компьютерах (до 1980-х).

ИсторияПравить

Первый принтер с параллельным интерфейсом Centronics модели 101 был представлен в 1970 году^[1]. Интерфейс был разработан в Centronics Р. Говардом и П. Робинсон. Параллельный интерфейс Centronics быстро стал де-факто отраслевым стандартом. Производители в то время использовали различные разъёмы со стороны системного блока, поэтому существовало множество различных кабелей. Например, в ранних системах VAX использовался разъём DC-3, в NCR применялся 36-контактный плоский разъём, Texas Instruments использовала 25-контактный краевой разъём, а в Data General использовался 50-контактный плоский разъём.

Dataproducts представила весьма оригинальную реализацию параллельного интерфейса для своих принтеров. Она использовала разъём DC-37 со стороны хоста и 50-контактный разъём со стороны принтера: либо DD-50 (иногда его неправильно называют «DB50»), либо разъём М-50 в форме блока (его также называют винчестерным разъёмом)^[2]^[3]. Параллельное соединение Dataproducts было доступно в двух вариантах: либо для коротких соединений (до 15 м), либо для длинных соединений (от 15 до 150 м). Интерфейс Dataproducts встречался во многих системах мэйнфреймов вплоть до 1990-х годов, многие производители принтеров предлагали его в качестве опции.

IBM выпустила свой персональный компьютер в 1981 году и включила в него свой вариант интерфейса Centronics: только принтеры с логотипом IBM (ребрендинг от Epson) могли подключаться к IBM PC^[4]. IBM стандартизировала параллельный кабель с разъёмом DB25F на стороне ПК и разъём Centronics на стороне принтера. Производители вскоре реализовали принтеры, совместимые как со стандартным соединением Centronics, так и с соединением IBM.

В 1987 году IBM реализовала первую версию двунаправленного интерфейса. HP в 1992 году на принтере LaserJet 4 представила свою версию двунаправленного интерфейса, известную как Bitronics. Интерфейсы Bitronics и Centronics были заменены на стандартный интерфейс IEEE 1284 в 1994 году.

ПрименениеПравить

До появления USB параллельный интерфейс был адаптирован помимо принтеров к большому числу периферийных устройств. Вероятно, одним из первых таких устройств были электронные ключи для защиты программного обеспечения от копирования. Вскоре параллельный интерфейс нашёл применение в накопителях на гибких магнитных дисках Iomega Zip и сканерах, за которыми последовали и другие устройства: модемы, звуковые карты, веб-камеры, геймпады, джойстики, внешние жёсткие диски и CD-диски. Появились адаптеры для подключения SCSI-устройств через параллельный интерфейс. Могли подключаться параллельно и другие устройства, такие как EPROM и аппаратные контроллеры.

Текущее применениеПравить

Для потребителей интерфейс USB, а в некоторых случаях Ethernet, эффективно заменили параллельный порт принтера. Многие производители персональных компьютеров и ноутбуков рассматривают параллельный порт как устаревшее наследие прошлого и больше не поддерживают параллельный интерфейс. Руководящие принципы для программы Windows Logo фирмы Microsoft «настоятельно рекомендуют» разработчикам систем воздерживаться от применения параллельных портов^[5]. Разработаны и доступны адаптеры «USB - параллельный интерфейс», которые позволяют подключать принтеры с параллельным интерфейсом к USB портам.

Реализация в персональных компьютерах IBMПравить

Адреса портовПравить

Традиционно в системе IBM PC три первых параллельных порта распределяются в соответствии со следующей таблицей.

Имя порта	Прерывание #	Начальный адрес I/O	Конечный адрес I/O
`LPT1`	`IRQ 2`	`0x3bc`	`0x3bf`
`LPT2`	`IRQ 7`	`0x378`	`0x37f`
`LPT3`	`IRQ 5`	`0x278`	`0x27f`

Если есть неиспользуемый слот LPTx, адреса других портов сдвигаются вверх (например, если отсутствует порт 0x3bc, то тогда порт 0x378 станет LPT1)^[6]. Адреса портов, присвоенные каждому слоту LPTx, можно определить путём чтения области данных BIOS по адресу 0000:0408.

Программный интерфейсПравить

В версиях Windows, которые не используют ядро Windows NT (типа DOS и некоторых других операционных систем), программы могут получить доступ к параллельному порту с помощью подпрограмм outportb() и inportb(). В операционных системах Windows NT и Unix (NetBSD, FreeBSD, Solaris, 386BSD и т. д.) задействован встроенный в процессор 80386 механизм безопасности, и доступ к параллельному порту запрещён, если не указан нужный драйвер. Это повышает безопасность и способствует разрешению конфликтов при доступе к устройству. В Linux, если процесс запущен с правами администратора, могут использоваться функции inb(), outb() и команда ioperm() для доступа к базовому адресу порта.

Расположение выводовПравить

Расположение выводов для параллельного порта следующее:

№ контакта (25-контактный)	№ контакта (36-контактный)	Обозначение	Направление	Бит регистра	Инвертирование
1	1	Strobe	In/Out	Control-0	Да
2	2	Data0	Out	Data-0	Нет
3	3	Data1	Out	Data-1	Нет
4	4	Data2	Out	Data-2	Нет
5	5	Data3	Out	Data-3	Нет
6	6	Data4	Out	Data-4	Нет
7	7	Data5	Out	Data-5	Нет
8	8	Data6	Out	Data-6	Нет
9	9	Data7	Out	Data-7	Нет
10	10	Ack	In	Status-6	Нет
11	11	Busy	In	Status-7	Да
12	12	Paper-Out	In	Status-5	Нет
13	13	Select	In	Status-4	Нет
14	14	Linefeed	In/Out	Control-1	Да
15	32	Error	In	Status-3	Нет
16	31	Reset	In/Out	Control-2	Нет
17	36	Select-Printer	In/Out	Control-3	Да
18-25	19-30,33,17,16	Ground	-	-	-

В инвертированных линиях низкий логический уровень имеет значение «истина», в неинвертированных, наоборот, истиной является высокий логический уровень.

Контакт 25 в разъёме DB-25 на современных компьютерах может быть не соединён с землёй.

Кабель LapLinkПравить

В исходном варианте параллельного интерфейса (SPP, Standard Parallel Port) линии данных были однонаправленными (только вывод). Специалисты компании LapLink, занимавшейся ПО для синхронизации настольного компьютера с ноутбуком, придумали обходной путь.

Кроме восьми линий данных, параллельный порт имеет пять линий состояния. Восьмибитный байт делился на два 4-битных полубайта, которые передавались друг за другом, приём осуществлялся через линии состояния. Пятая линия состояния (обычно штырь 11 «занят») служила для синхронизации: 0 сменялся на 1 и наоборот каждый раз, когда передавался полубайт, в ответ принимающая сторона меняла 0 на 1 на своей линии (и заодно передавала свой полубайт). Таким «пинг-понгом» компьютеры могли передавать информацию с той скоростью, какую реально поддерживает ПО и кабель: быстрее для короткого кабеля и медленнее — для длинного. Подобным механизмом пользовалось и другое аппаратное обеспечение, подключавшееся к параллельному порту.

Разводка кабеля^[7]:

Название	Штырь DB-25M	Направление	Штырь DB-25M	Название
Данные 0	2	→	15	Ошибка
Данные 1	3	→	13	Выбор
Данные 2	4	→	12	Нет бумаги
Данные 3	5	→	10	Подтверждение
Данные 4	6	→	11	Занят
Подтверждение	10	←	5	Данные 3
Занят	11	←	6	Данные 4
Нет бумаги	12	←	4	Данные 2
Выбор	13	←	3	Данные 1
Ошибка	15	←	2	Данные 0
Земля	25		25	Земля

В дальнейшем кабель LapLink (или кабель InterLink, в честь утилиты MS-DOS, или нуль-принтерный кабель, по аналогии с нуль-модемным) стал экзотическим, но быстрым и надёжным (до 100 килобайт в секунду^[8]!) способом передачи данных между компьютерами. Игры, за редчайшими исключениями^[9], такой связи не поддерживали; к тому же главным средством дистанционной игры тогда был телефонный модем, и игры проектировали под его частоты. Зато деловое ПО быстро взяло кабель на вооружение: утилиты для связи были в составе MS-DOS, Norton Commander и Microsoft Windows. Последняя давала возможность любой игре (как для DOS, так и для Windows) работать через параллельный кабель по протоколам IPX и TCP/IP.

Фабричные кабели имели длину около 2 м; кабель длиннее 4 м не рекомендуется — сильно падает скорость, повышается вероятность приёма с ошибкой.

На Windows 7 соединение компьютеров через нуль-модемный кабель и LapLink всё ещё работает^[10].

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

↑ Webster, Edward C. Print Unchained: Fifty Years of Digital Printing: A Saga of Invention and Enterprise (англ.). — West Dover, VT: DRA of Vermont, 2000. — ISBN 0-9702617-0-5.
↑ Dataproducts D-Sub 50 Parallel (неопр.). Hardware Book. Архивировано 25 августа 2011 года.
↑ Dataproducts M/50 Parallel (неопр.). Hardware Book. Архивировано 25 августа 2011 года.
↑ Durda IV, Frank Centronics and IBM Compatible Parallel Printer Interface Pin Assignment Reference (неопр.) (недоступная ссылка — история) (2004). Архивировано 25 августа 2011 года.
↑ Microsoft Windows Logo Program System and Device Requirements (неопр.) (недоступная ссылка — история). Дата обращения: 8 июня 2011. Архивировано 25 августа 2011 года.
↑ Frank Van Gilluwe, The Undocumented PC, 1994, page 703, ISBN 0-201-62277-7
↑ LapLink/InterLink Parallel — HwB (неопр.). Дата обращения: 23 сентября 2012. Архивировано 9 ноября 2012 года.
↑ Для сравнения: больше 8 килобайт в секунду от нуль-модемного кабеля получить нельзя; 10BASE-2, основной носитель Ethernet того времени, давал до 1 мегабайта в секунду, но был значительно дороже.
↑ Например, существовала неофициальная утилита для Doom.
↑ Installing and configuring a PPP null-modem connection on Windows 7 | MikeBeach.org

СсылкиПравить

Jan Axelson Parallel Port Complete. Lakeview Research. ISBN 0-9650819-1-5.
The (Linux) Parallel Port Subsystem by Tim Waugh
Interfacing to the Standard Parallel Port
Parallel Port programming and interfacing
Parallel Port .NET Programming and Interface with Hardware
Linux I/O port programming mini-HOWTO
The Linux 2.4 Parallel Port Subsystem
Parallel Port interfacing with Windows NT/2000/XP
Parallel port complete: programming, interfacing & using the PC’s parallel printer port
PyParallel — API для языка программирования Python

[webster-1] Webster, Edward C. Print Unchained: Fifty Years of Digital Printing: A Saga of Invention and Enterprise (англ.). — West Dover, VT: DRA of Vermont, 2000. — ISBN 0-9702617-0-5.

[2] Dataproducts D-Sub 50 Parallel (неопр.). Hardware Book. Архивировано 25 августа 2011 года.

[3] Dataproducts M/50 Parallel (неопр.). Hardware Book. Архивировано 25 августа 2011 года.

[durda-4] Durda IV, Frank Centronics and IBM Compatible Parallel Printer Interface Pin Assignment Reference (неопр.) (недоступная ссылка — история) (2004). Архивировано 25 августа 2011 года.

[5] Microsoft Windows Logo Program System and Device Requirements (неопр.) (недоступная ссылка — история). Дата обращения: 8 июня 2011. Архивировано 25 августа 2011 года.

[6] Frank Van Gilluwe, The Undocumented PC, 1994, page 703, ISBN 0-201-62277-7

[7] LapLink/InterLink Parallel — HwB (неопр.). Дата обращения: 23 сентября 2012. Архивировано 9 ноября 2012 года.

[8] Для сравнения: больше 8 килобайт в секунду от нуль-модемного кабеля получить нельзя; 10BASE-2, основной носитель Ethernet того времени, давал до 1 мегабайта в секунду, но был значительно дороже.

[9] Например, существовала неофициальная утилита для Doom.

[10] Installing and configuring a PPP null-modem connection on Windows 7 | MikeBeach.org

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]