簡介
並行連線埠的原始規範規定數據傳輸是單向的,也就是說每針的數據都只能單向傳輸。然而,隨著1987年PS/2的問世,IBM提出一種新型的雙向並行連線埠設計。該模式通常稱為標準並行連線埠 (SPP),並且已經完全取代了最初的設計模式。雙向通信允許設備既能傳送數據又能接收數據。許多設備使用最初為數據傳輸設定的8針(從第2針到第9針)。使用此相同的8針將通信方式限制為半雙工,也就意味著信息每次只能沿一個方向傳輸。但是,第18到第25針(最初設計只是用於接地)也可以用作數據傳輸。這使得全雙工(同時沿兩個方向傳輸)通信成為現實,即雙向並行連線埠。常見的雙向並行連線埠有:SPP(Standard Parallel Port)標準並行接口;EPP(Enhanced Parallel Port)增強並行接口;ECP(Extended Capabilities Port)擴展功能並行接口。
IEEE1284 標準的基本內容
背景
1991 年,由於 PC 機標準並行連線埠在雙向高速並行傳輸上的困境,幾家印表機製造商 Lexmark、IBM 、Texas Instruments 由 NPA( Network Printing Alliance) 向 IEEE 提出制定新的 PC 機並行接口標準的請求 ,希望該標準能夠與原有的並行連線埠軟體和外設完全兼容, 同時使並行連線埠的輸入、 輸出數據的速率都能夠高於 1Mbyte/s。為此成立了專門的機構 IEEE 1284 Committee ,在 1994 年 3 月正式通過了 IEEE 1284 標準:個人計算機雙向並行外設接口的標準信號法( Standard Signaling Method for a Bi-directional Parallel Peripheral Interface for Personal Computer) 。
並行連線埠的 5 種操作模式
1284 標準定義了 5 種數據傳輸模式, 可以實現正向( PC→外設) 、 反向( 外設→PC) 和雙向( PC→外設 ,半雙工) 數據傳輸。正向 :兼容模式,也就是 Centronics 或者叫做標準模式( SPP) 。反向:半位元組模式, 它使用 4 位狀態線作為數據線向 PC 機輸入數據。位元組模式, 使用 8 位數據線向 PC 機輸入數據,有時指“雙向口” 。雙向:強並行口 EPP( Enhanced Parallel Port) ,主要用於非印表機類的外設 ,如 :CDROM 、 磁帶、 硬碟、 網路適配器等。擴容連線埠 ECP( Extended Capability Port) ,主要用於新一代的印表機和掃瞄器。
IEEE1284 規定的並行連線埠至少應該能將 I/O基址映像到 378h 和 278h。使用這些地址確保了為非即插即用系統而編寫軟體的正確運行。這種並行連線埠也能夠映像 I/O 基址到 3BCh, 而一些 EPP 並行連線埠執行程式要求 8 個相鄰的 I/O 連線埠。由於VGA 設備使用了 I/O 連線埠 3C0h,所以 EPP 並行連線埠就不能再將 3BCh 作為一個 I/O 基址。基於這一原因,由廠商選擇的/O 基址來代替 3BCh,這一點和以往的並行連線埠有所不同。暫存器在保證與原有的 SPP 兼容的基礎上,也增添了新內容支持與並行連線埠的高級模式EPP和ECP。
1284 協定
並行連線埠雖然共有 5 種模式,,但是連線在並行連線埠上的外設並不是要使用全部的模式 。主機的平台需要根據外設的具體情況而定,將並行連線埠設定到某一種模式上。1284 協定就是用來滿足這種需要的,它定義了並口上一整套事件的時序。舊式的外設不回響這套時序, 這樣主機仍將並口保持在兼容模式狀態 ;1284 外設則回響這套時序 。從而主機可以將並口設定在主機和外設所支持的模式之上 。
首先主機將 1284 請求設定在數據線上,開始協定的序列 。這種請求可以將接口設定成特定的模式,也可以向外設要求一個設備識別串,協定的時序。
協定中的擴展字( Extensibility Byte) 是用來實現 1284 請求的 。它要求外設進入指定的傳輸模式,或者要求外設發出設備識別串允許主機確定外設的類型。IEEE1284標準支持外設以半位元組模式、位元組模式或 ECP 模式返回設備識別串 。所有 1284 的兼容設備都要求支持半位元組模式的反向傳輸操作。
設備識別串是協定成功之後外設傳送給主機的ASCII字元串。使用設備識別串可以使 Windows95/98 的作業系統自動檢測並行連線埠上的設備,並使用設備標識符載入對應的設備驅動程式 。設備識別串由兩位元組表示串長度的 16 進制數和一組格式為:關鍵字:值{ ,} ;由ASCII值表示的欄位構成。每個關鍵字至少包括一個值,關鍵字最少應包括MANUFACTRUER、COMMAND SET 和 MODEL,它們可以簡寫為MFG、CMD、MDL 。
常見類型
標準並行接口(SPP)
SPP 模式是標準並行接口模式,它可以提供 50K Bits/ 秒的典型傳輸速度,其最高的傳輸速度可達150K Bits/s。通常可選擇Nibble(4bits)或Byte(8bits)的方式進行輸入數據。SPP 硬體是由 8條數據線,4 條控制線和 5條狀態線所組成,它們分別對應三個不同的暫存器來進行數據的讀寫操作。
常用暫存器地址, 對於 LPT1:0X378h(888d)為數據傳送地址,為數據口。0X379h(889d)為狀態地址,狀態口。0X37Ah(890d)為計算機向印表機控制地址,為控制口。並行接口採用的是 TTL 標準的邏輯電平,輸入信號也要符合 TTL 標準。這種特性可以使接口容易套用在電子設計中。大部分的 PC 並行接口能吸收和輸出12mA 左右的電流,如套用時小於或大於這個值,應使用緩衝電路。
增強並行接口(EPP)
EPP並口是一種接口,是一種增強了的雙向並行傳輸接口,優點是不需在PC中用其它的卡,無限制連線數目(只要你有足夠的連線埠),設備的安裝及使用容易,最高傳輸速度為1.5Mbps。
EPP是一種增強了的雙向並行傳輸接口。優點是不需在PC中用其它的卡,無限制連線數目(只要你有足夠的連線埠),設備的安裝及使用容易,最高傳輸速度為1.5Mbps。EPP接口曾經最普及,但目前市場上幾乎看不到EPP接口的MP3播放器了,尤其是其較慢的數據傳輸效率已經極大的限制了MP3的速度,顯然無法適合快節奏的時代需要。
假設一個MP3歌曲檔案為4MB,在並口上進行傳輸則需要4MB×1024(K/M)×1024(1/K)÷(150000(b/s)÷8(b/B))≈224s≈4分鐘,如果你的MP3有幸使用大到64MB容量的話,換來的結果就是你需要65分鐘進行檔案傳輸,而這裡面的16首歌曲頂多讓你欣賞64分鐘。
擴展功能並行接口(ECP)
ECP模式是由Microsoft and Hewlett Packard提出,是對標準並口的擴展,作為印表機和掃瞄器類的外設的高級通訊模式,允許圖象數據壓縮、排隊中的FIFO(先入先出)和高速雙向通信。數據傳送速度大約2—4MB/S。
ECP模式提供了2種數據傳輸周期時序,可用於2個方向:
1.數據周期data cycle
2. 命令周期command cycle
命令周期又分為2種類型,RLE(Run-Length Count)和通道編址(Channel address)。
RLE方式實現數據的實時壓縮,壓縮率可達64:1,特別用於印表機和掃瞄器傳輸大量光柵圖像數據(含有大量的相同數據串)時,但必須主機和外設都支持才可以實現。通道編址與EPP的地址有不同,是用於一種物理設備包括多種邏輯設備的場合,比如FAX/Printer/Modem一體機。