Паралельний інтерфейс: LPT-порт

Паралельний інтерфейс: LPT-порт
Порт паралельного інтерфейсу був введений в PC для підключення принтера
-LP 'T-порт (Line PrinTer - порядковий принтер).
Адаптер паралельного інтерфейсу являє собою набір регістрів,розташованих у просторі введення/виводу. Регістри порту адресуютьсящодо базової адреси порту, стандартними значеннями якогоє 386h, 378h і 278h. Порт має зовнішню 8-розрядну шину даних, 5 --бітну шину сигналів стану і 4-бітну шину керуючих сигналів.
BIOS підтримує до чотирьох LPT-портів (LPT1-LPT4) своїм сервісом --перериванням INT 17h, що забезпечує через них зв'язок з принтерами поінтерфейсу Centronics. Цим сервісом BIOS здійснює висновок символу,ініціалізацію інтерфейсу і принтера, а також опитування стану принтера.
Інтерфейс Centronics
Поняття Centronics відноситься як до набору сигналів та протоколувзаємодії, так і до 36-контактного роз'єму, що встановлюється напринтерах. Призначення сигналів наведено в табл. 1.

Таблиця 1.

Сигнали інтерфейсу Centronics

| сигна | I/O * | Контакт | Призначення |
| л | | | |
| Strob | I | 1 | Строб даних. Дані фіксуються за низьким |
| e | | | рівнем сигналу |
| Data | I | 2-9 | Лінії даних. Data 0 (контакт 2) - молодший біт |
| [0:7] | | | |
| Actt | 0 | 10 | Acknowledge - імпульс підтвердження прийому |
| | | | Байт (запит на прийом наступного). Може |
| | | | Використовуватися для формування запиту |
| | | | Переривання |
| Busy | 0 | 11 | Зайнято. Отримання даних можливий тільки при |
| | | | Низькому рівні сигналу |
| Paper | 0 | 12 | Високий рівень сигналізує про кінець папери |
| End | | | |
| Selec | 0 | 13 | Сигналізує про включення принтера |
| t | | | |
| Auto | I | 14 | Автоматичний переклад рядка. |
| LF # | | | |
| Еггог | 0 | 32 | Помилка: кінець папери, стан OFF-Line або |
| й | | | внутрішня помилка принтера |
| Imt # | I | 31 | Ініціалізація |
| Slot | I | 36 | Вибір принтера (низьким рівнем). При високому |
| In # | | | рівні принтер не сприймає решта |
| | | | Сигнали інтерфейсу |
| GND | - | 19-30 33 | Загальний провід інтерфейсу |
| * I/O | Зада | Напрямок | (вхід/вихід) стосовно до принтера. |
| | Ет | | |

Інтерфейс Centronics підтримується більшістю принтерів з паралельнимінтерфейсом, його вітчизняним аналогом є інтерфейс ІРПР-М.

Традиційний LPT-порт
Традиційний порт SPP (Standard Parallel Port) є односпрямованимпортом, на базі якого програмно реалізується протокол обміну Centronics.
Порт забезпечує можливість вироблення запиту апаратного перериванняпо імпульсу на вході АСК #. Сигнали порту виводяться на роз'єм DB-25S
(розетка), встановлений безпосередньо на платі адаптера (або системноїплаті) або з'єднується з нею плоским шлейфом. Назва та призначеннясигналів роз'єму порту (табл. 2) відповідають інтерфейсу Centronics.

Таблиця 2.

Роз'єм стандартного LPT-порту
| Контакт | Провід | Призначення |
| DB-25S | шлейфу | |
| | | I/O * | Reg.Bit ** | Сигнал |
| 1 | 1 | 0/1 | CR: 0 | Strobe # |
| 2 | 3 | 0 (1) | DR: 0 | Data 0 |
| 3 | 5 | 0 (1) | DR: 1 | Data 1 |
| 4 | 7 | 0 (1) | DR: 2 | Data 2 |
| 5 | 9 | 0 (1) | DR: 3 | Data 3 |
| 6 | 11 | 0 (1) | DR: 4 | Data 4 |
| 7 | 13 | 0 (1) | DR: 5 | Data 5 |
| 8 | 15 | 0 (1) | DR: 6 | Data 6 |
| 9 | 17 | 0 (1) | DR: 7 | Data 7 |
| 10 | 19 | I | SR: 6 | Ack # |
| 11 | 21 | I | SR: 7 | Busy |
| 12 | 23 | I | SR: 5 | PaperEnd |
| 13 | 25 | I | SR: 4 | Select |
| 14 | 2 | 0/1 | CR: 1 | Auto LF # |
| 15 | 4 | I | SR: 3 | Error # |
| 16 | 6 | 0/1 | CR: 2 | Init # |
| 17 | 8 | 0/1 | CR: 3 | Select In # |
| 18-25 | 10, 12, 14, | 18, 20, 22, 24, | - | - |
| | 16 | 26 | | |

* I/O задає напрямок передачі (вхід/вихід) сигналу порту; 0/Iпозначає вихідні лінії, стан яких зчитується при читанні звідповідних портів виводу.
** Символом «» відзначені інвертовані сигнали (1 в регістрівідповідає низькому рівню лінії).
*** Вхід Ack # з'єднаний резистором (10 кОм) з харчуванням 5 В.
Стандартний порт має три 8-бітових регістра, розташованих по сусідніхадресами у просторі введення/виводу, починаючи з базової адреси порту
(BASE).
Data Register (DR) - регістр даних, адреса = BASE. Дані, записані в цейпорт, виводяться на вихідні лінії інтерфейсу. Дані, лічені з цьогорегістра, в залежності від схемотехніки адаптера відповідають коли ранішезаписаним даними, або сигналів на тих самих лініях.
Status Register (SR) - регістр стану, що представляє собою 5-бітнийпорт вводу сигналів стану принтера (біти SR.4-SR.7), адреса = BASE 1. Біт
SR.7 інвертується - низькому рівню сигналу відповідає одиничнезначенням біта в регістрі, і навпаки.
Призначення бітів регістра стану (в дужках дані номери контактівроз'єму):
SR.7-Busy - інверсні відображення стану лінії Busy (11);
SR.6-АСК (Acknowledge) - відображення стану лінії Ack # (10).
SR.5-РЕ (Paper End) - відображення стану лінії Paper End (12).
SR.4-Select - відображення стану лінії Select (13). Одиничне значеннявідповідає cігналу про включення принтера.
SR.3-Error - відображення стану лінії Error (15).
SR.2 - PIRQ - прапор переривання по сигналу Ack # (тільки для порту PS/2). Бітобнуляється, якщо сигнал Ack # викликав апаратне переривання. Одиничнезначення встановлюється з апаратного скидання і після читання регістрастану.
SR [1:0] - зарезервовані.
Control Register (CR) - регістр управління, адреса = ВА5Е 2. Як і регістрданих, цей 4-бітний порт виводу допускає запис і читання (біти 0-3), алейого вихідний буфер звичайно має тип відкритий колектор. Це дозволяє більшкоректно використовувати лінії даного регістра як вхідні припрограмуванні їх у високий рівень. Бити О, 1, 3 інвертується --одиничного значення в регістрі відповідає низький рівень сигналу, інавпаки.
Призначення бітів регістра управління:
CR [7:6] - зарезервовані.
CR.5 - Direction - біт керування напрямком передачі (тільки для портів
PS/2). Запис одиниці переводить порт даних у режим вводу.
CR.4-ACKINTEN (Ack Interrupt Enable) - одиничне значення дозволяєпереривання по спаду сигналу на лінії Ackff - сигнал запиту наступногобайти.
CR.3 - Select In - одиничне значення біта відповідає низькому рівню навихід Selecting (17) - сигналу, дозволяє роботу принтера по інтерфейсу
Centronics.
CR.2 - Init - нульове значення біта відповідає низькому рівню на виході
Imt # (16) - сигнал апаратного скидання принтера.
CR.1 - Auto LF - одиничне значення біта відповідає низькому рівню навихід Auto LF # (14) - сигналу на автоматичний переклад рядка (LF - Line
Feed) по прийому байта повернення каретки (CR - Carriage Return).
CR.O-Strobe - одиничне значення біта відповідає низькому рівню навихід Strobeff (1) - сигналу стробування вихідних даних.
Запит апаратного переривання (зазвичай IRQ7 або IRQ5) виробляється занегативного перепаду сигналу на виводі 10 роз'єму інтерфейсу (АСК #) приустановці CR.4 = 1. Переривання виробляється, коли принтер підтверджуєприйманняпопереднього байти.
Процедура виведення байти по інтерфейсу Centronics через стандартний портвключає наступні кроки (у дужках наведено необхідну кількість шиннихоперацій процесора):
Висновок байти в регістр даних (1 цикл IOWR #).
Введення з регістра стану і перевірка готовності пристрою (біт SR.7 --сигнал BUSY).
Після отримання готовності висновком в регістр управління встановлюється стробданих, а наступним виведенням строб знімається (2 циклу lOWRff).
Стандартний порт сильно асиметричний - за наявності 12 ліній (і біт),нормально працюють на висновок, на введення працює тільки 5 ліній стану.
Якщо необхідна симетрична двонаправлена зв'язок, на всіх стандартнихпортах працездатний режим полубайтного обміну - Nibble Mode. У цьомурежимі, який називають також і Hewlett Packard Bitronics, одночаснопередаються 4 біта даних, п'ята лінія використовується для квітірованія.

Функції BIOS для LPT-порту
BIOS забезпечує підтримку LPT-порту, необхідну для організації виведенняпо інтерфейсу Centronics.
У процесі початкового тестування POST BIOS перевіряє наявність паралельнихпортів за адресами ЗВСЬ, 378h і 278h і поміщає базові адреси виявленихпортів в осередку BIOS DATA AREA 0:0408 h, 040Ah, 040СП, 040ЕП. Ці коміркизберігають адреси портів з логічними іменами LPT1-LPT4. У комірки 0:0478,
0479, 047А, 047В заносяться константи, які визначають витримку тайм-ауту для цихпортів.
Пошук портів зазвичай ведеться за базовою адресою. Якщо лічений байт збігсяз записаним, вважається, що знайдено LPT-порт, і його адресу поміщають в клітинку
BIOS DATA AREA. Адреса порту LPT4 BIOS самостійно встановити не може,оскільки в списку стандартних адрес пошуку є лише тривищевказаних.
Виявлені порти ініціалізувалися - записом в регістр управлінняформується і знімається сигнал Initff, після чого записується значення
00h, відповідне вихідного стану сигналів інтерфейсу.
Програмне переривання BIOS I NT 17h забезпечує наступні функціїпідтримки LPT-порту:
00h - виведення символу з регістра AL по протоколу Centronics. Даніпоміщаються у вихідний регістр і після готовності принтера формуєтьсястроб.
01h - ініціалізаія інтерфейсу та принтера.
02h - опитування стану принтера.
При виклику INT 17h номер функції задається в реєстрі АН, номер порту - врегістрі DX (0 - LPT1, 1 - LPT2 ...). При поверненні після будь-якої функціїрегістр АН містить код стану - біти регістра стану SR [7:3] (біти 6і 3 інвертовані) і прапор тайм-ауту в бите 0. Прапор тайм-аутувстановлюється за невдалу спробу виведення символу.

Розширення паралельного порту

Недоліки стандартного порту частково усувають нові типи портів,що з'явилися в комп'ютерах сімейства PS/2.
Двонаправлений порт 1 (Typel parallel port) - інтерфейс, введений з PS/2.
Такий порт крім стандартного режиму може працювати в режимі введення абодвонаправленим. Протокол обміну формується програмно, а для вказівкинапрямки передачі в регістр управління порту введений спеціальний біт: при
CR.5 = 0 буфер даних працює на висновок, при CR.5 = 1 - на введення.
Порт з прямим доступом до пам'яті (Type 3 DMA parallel port) застосовувався в
PS/2 моделей 57, 90, 95. Цей тип був введений для підвищення пропускноїздібності і розвантаження процесора при виведенні на принтер. Програмі,що працює з даним портом, потрібно було тільки поставити блок даних в пам'яті,підлягають висновку, і висновок по протоколу Centronics проводився без участіпроцесора.

Фізичний і електричний інтерфейс

Стандарт IEEE 1284 визначає фізичні характеристики приймачів іпередавачів сигналів.
До передавачам ставляться такі вимоги:
Рівні сигналів без навантаження не повинні виходити за межі -0,5 ... 5,5 В.
Рівні сигналів при струмі навантаження 14 мА повинні бути не нижче 2,4 В длявисокого рівня (voh) і не вище 0,4 В для низького рівня (vol) напостійному струмі.
Вихідний імпеданс ro, виміряний на роз'ємі, має становити 50 (±) 5 Ом нарівні voh-vol. Для забезпечення заданого імпедансу в деяких випадкахвикористовують послідовні резистори у вихідних ланцюгах передавача.
Узгодження імпедансу передавача і кабелю знижує рівень імпульснихперешкод.
Швидкість наростання (спаду) імпульсу має бути в межах 0,05-0,4
В/нс.
Вимоги до приймачів:
Допустимі пікові значення сигналів -2,0 ... +7,0.
Пороги спрацьовування повинні бути не вище 2,0 В (vih) для високого рівня іне нижче 0,8 В (vil) для низького.
Приймач повинен мати гістерезис в межах 0,2-1,2 В.
Вхідний струм мікросхеми не повинен перевищувати 20 мкА.
Вхідна ємність не повинна перевищувати 50 пФ.
Стандарт IEEE 1284 визначає три типи використовуваних роз'ємів. Типи Л (DB-
25) і В (Centronics-36) використовуються в традиційних кабелях підключенняпринтера, тип С - новий малогабаритний 36-контактний роз'єм.
Інтерфейсні кабелі, які традиційно використовуються для підключення принтерів,зазвичай мають від 18 до 25 провідників, в залежності від числа провідниківланцюга GND.
Стандарт IEEE 1284 регламентує і властивості кабелів:
Усі сигнальні лінії повинні бути перевитими з окремими зворотними
(спільними) проводами.
Кожна пара повинна мати імпеданс 62 (±) 6 Ом в частотному діапазоні 4-16 МГц.
Рівень перехресних перешкод між парами не повинен перевищувати 10%.
Кабель повинен мати екран (фольгу), що покриває не менше 85% зовнішньоїповерхні. На кінцях кабелю екран повинен бути окільцьовані і з'єднаний зконтактом роз'єму.
Кабелі, що задовольняють цим вимогам, маркуються написом IЕЕЕ Std
1284-1994 Compliant ». Вони можуть мати довжину до 10 метрів.

Режими передачі даних

Стандарт IEEE 1284 визначає п'ять режимів обміну, один з якихповністю відповідає традиційному стандартного програмно-керованоговисновку за протоколом Centronics. Інші режими використовуються длярозширення функціональних можливостей і підвищення продуктивностіінтерфейсу. Стандарт визначає спосіб узгодження режиму, за якимпрограмне забезпечення може визначити режим, доступний і хосту (у нашомувипадку це PC), і периферійних пристроїв.
Режими нестандартних портів, що реалізують протокол обміну Centronicsапаратно ( «Fast Centronics,« Parallel Port FIFO Mode »), можуть і небути режимами IEE1284, незважаючи на наявність у них рис ЕРР і ЕСР.
При описі режимів обміну фігурують такі поняття:
Хост - комп'ютер, що володіє паралельним портом.
ПУ - периферійний пристрій, що підключається до цього порту (їм можеопинитися й інший комп'ютер). позначення сигналів Ptr позначаєпередавальний периферійний пристрій.
Прямий канал - канал виведення даних від хоста в ПУ.
Зворотний канал канал введення даних у хост з ПУ.

Полубайтний режим введення - Nibble Mode
Режим полубайтного обміну є найбільш загальним рішенням задачідвонаправленого обміну даними, оскільки може працювати на всіхстандартних (традиційних) портах. Всі ці порти мають 5 ліній вводустану, використовуючи які периферійний пристрій може посилати в PCбайт зошитами (nibble - полубайт, 4 біта) за два прийоми. Призначеннясигналів порту наведено в табл 4.

Таблиця 4.

Сигнали LPT-порту в полубайтном час введення
| Конт | Сигнал | I/| Використання сигналу при прийомі даних в Nibble Mode |
| акт | SPP | O | |
| 14 | AUTOFEE | 0 | HostBusy - сигнал квітірованія. Низький рівень |
| | D # | | означає готовність до прийому тетради, високий |
| | | | Підтверджує прийом тетради |
| 17 | SELECTI | 0 | Високий рівень вказує на обмін в режимі IEEE 1284 |
| | N »| | (в режимі SPP рівень низький) |
| 10 | АСК # | '| PtrClk. Низький рівень означає дійсність |
| | | | Тетради, перехід у високий - відповідь на сигнал HostBusy |
| 11 | BUSY | I | Прийом біта даних 3, потім біта 7 |
| 12 | РЕ | I | Прийом біта даних 2, потім біта 6 |
| 13 | SELECT | I | Прийом біта даних 1, потім біта 5 |
| 15 | ERRORS | I | Прийом біта даних 0, потім біта 4 |

Прийом байти даних у полубайтном режимі складається з наступних фаз:
1. Хост сигналізує про готовність прийому даних установкою низького рівняна лінії HostBusy.
2. ПУ у відповідь поміщає тетраду на вхідні лінії стану.
3. ПУ сигналізує про дійсність тетради установкою низького рівня налінії PtrClk.
4. Хост встановлює високий рівень на лінії HostBusy, вказуючи назайнятість прийомом і обробкою тетради.
5. ПУ відповідає установкою високого рівня на лінії PtrCLk.
6. Кроки 1-5 повторюються для другого тетради.
Полубайтний режим працює на всіх портах зі швидкістю обміну не вище 50
Кбайт/с. Його застосовують у тих випадках, коли отримання даних від пристроюпроводиться в невеликих обсягах (наприклад, для зв'язку з принтерами).
Двонаправлений байтним режим Byte Mode

Даний режим забезпечує отримання даних з використаннямдвонаправленого порту, у якого вихідний буфер даних може відключатисявстановленням біта CR.5 = 1. Як і в стандартному і в полубайтном режимі, данийрежим є програмно-керованим - всі сигнали квітірованіяаналізуються і встановлюються програмним драйвером. Призначення сигналівпорту наведено в табл. 5.

Таблиця 5.

Прийом байти даних у байтним режимі складається з наступних фаз:
1. Хост сигналізує про готовність прийому даних установкою низького рівняна лінії HostBusy.
2. ПУ у відповідь поміщає байт даних на лінії DATA [7:0].
3. ПУ сигналізує про дійсність байти установкою низького рівня налінії PtrClk.
4. Хост встановлює високий рівень на лінії HostBusy, вказуючи назайнятість прийомом і обробкою байти.
5.ПУ відповідає установкою високого рівня на лінії PtrClk.
6. Хост підтверджує прийом байти імпульсом HostClk.
7. Дії 1-6 повторюються для кожного наступного байта.
Побайтно режим дозволяє підняти швидкість зворотнього каналу до швидкостіпрямого каналу в стандартному режимі. Однак працювати він може тільки надвонаправлених портах, які застосовуються в основному лише намалорозповсюджених машинах PS/2.
Режим ЕРР
Протокол ЕРР (Enhanced Parallel Port - покращений паралельний порт)призначений для підвищення продуктивності обміну за паралельнимпорту. ЕРР був реалізований в чіпсеті Intel 386SL (мікросхема 82360) івикористовується як додатковий протокол паралельного порту.
Протокол ЕРР забезпечує чотири типи циклів обміну:
Цикл запису даних.
Цикл читання даних.
Цикл запису адреси.
Цикл читання адреси.
Адресні цикли можуть бути використані для передачі адресної, канального ікеруючої інформації. Цикли обміну даними явно відрізняються від адреснихциклів застосовуваними стробірующімі сигналами. Призначення сигналів порту ЕРРта їх зв'язок з сигналами SPP наведено в табл. 6.

Таблиця 6.

Сигнали LPT-порту під час введення/виводу ЕРР
| Конта | Сигнал | Ім'я в | I/| Опис |
| кт | SPP | ЕРР | O | |
| 1 | STROBE | WRITE »| 0 | Низький рівень - ознака циклу запису, |
| | »| | | Високий - читання |
| 14 | AUTOFE | DATASTB # | 0 | Строб даних. Низький рівень |
| | EDff | | | встановлюється в циклах передачі даних |
| 17 | SELECT | ADDRSTB # | 0 | Строб адреси. Низький рівень |
| | ING | | | встановлюється в адресних циклах |
| 16 | INIT # | RESETS | 0 | Скидання ПУ (низьким рівнем) |
| Конта | Сигнал | Ім'я в | I/| Опис |
| кт | SPP | ЕРР | O | |
| 10 | АСК # | INTR # | I | Переривання від ПУ |
| 11 | BUSY | WAIT »| I | Сигнал квітірованія. Низький рівень |
| | | | | Дозволяє початок циклу (установку стрибає в |
| | | | | Низький рівень), перехід у високий - |
| | | | | Дозволяє завершення циклу (зняття стробі) |
| 2-9 | D [8:0] | AD [8:0] | I/| Двонаправлена шина адреси/даних |
| | | | O | |
| 12 | РЕ | AckDataR | I | Використовується на розсуд розробника |
| | | Eq * | | периферії |
| 13 | SELECT | Xflag * | I | Використовується на розсуд розробника |
| | | | | Периферії |
| 15 | ERROR | DataAvai | I | Використовується на розсуд розробника |
| | | W * | | периферії |

ЕРР-порт має розширений набір регістрів (табл. 7), який займає впросторі введення/виводу 5-8 суміжних байт.

Таблиця 7.

Регістри ЕРР-порту
| Назва | зміщений | Режи | R/W | Опис |
| регістра | ие | м | | |
| SPP Data | 0 | SPP/| W | Регістр даних стандартного порту |
| Port | | EPP | | |
| SPP | 1 | SPP/| R | Регістр стану стандартного порту |
| Status | | EPP | | |
| Port | | | | |
| SPP | 2 | SPP/| W | Регістр управління стандартного порту |
| Control | | EPP | | |
| Port | | | | |
| EPP | 3 | EPP | R/W | Регістр адреси ЕРР. Читання або запис у нього |
| Address | | | | генерує пов'язаний цикл читання або запису |
| Port | | | | адреса ЕРР |
| EPP Data | 4 | EPP | R/W | Регістр даних ЕРР. Читання (запис) |
| Port | | | | генерує пов'язаний цикл читання (запису) |
| | | | | Даних ЕРР |
| Not | 5 ...+| EPP | N/A | У деяких контролерах можуть використовуватися |
| Defined | 7 | | | для 16-32-бітових операцій введення/виводу |

На відміну від програмно-керованих режимів, описаних вище, зовнішнісигнали ЕРР-порту (як інформаційні, так і сигнали квітірованія) длякожного циклу обміну формуються апаратно по одній операції запису абочитання в регістр порту.
Цикл запису даних складається з наступних фаз:
1. Програма виконує цикл запису (IOWR #) в порт 4 (ЕРР Data Port).
2. Адаптер встановлює сигнал Writeff (низький рівень), і даніпоміщаються на вихідну шину LPT-порту.
3. При низькому рівні WAIT # встановлюється строб даних.
4. Порт чекає підтвердження від ПУ (перекладу WAIT # в високий рівень).
5. Знімається строб даних - зовнішній ЕРР-цикл завершується.
6. Завершується процесорний цикл введення/виводу.
7. ПУ встановлює низький рівень WAIT #, вказуючи на можливість початкунаступного циклу.
Головною рисою ЕРР є виконання зовнішньої передачі підчас одного процесорного циклу введення/виводу. Це дозволяє досягативисоких швидкостей обміну (0,5-2 Мбайт/с). Периферійне пристрій,підключений до паралельного порту ЕРР, може працювати на рівніпродуктивності пристрою, що підключається через слот ISA. Периферійнепристрій може регулювати тривалість усіх фаз обміну за допомогою всьоголише одного сигналу WAIT #. Протокол автоматично підлаштовується і піддовжину кабелю - вносяться затримки тільки приведуть до подовження циклу.
«зависання» процесора на шинному циклі обміну перешкоджає механізм тайм -аутів PC, який примусово завершує будь-який цикл обміну, що триває більше
15 мкс.
З програмної точки зору контролер ЕРР-порту виглядає досить просто
(див. табл.7). До трьох регістрів стандартного порту, які мають зсув 0, 1 і
2 щодо базової адреси порту, додані два регістри (ЕРР Address
Port і ЕРР Data Port), читання і запис в які викликає генераціюпов'язаних зовнішніх циклів.
Призначення регістрів стандартного порту збережено, що забезпечуєсумісність ЕРР-порту з периферійними пристроями та програмнимзабезпеченням, розрахованими на застосування програмно-керованого обміну.
Оскільки сигнали квітірованія адаптером виробляються апаратно, призапису в регістр управління CR біти 0, 1 і 3, що відповідають сигналам
STROBES, AUTOFEEDS і SELECTING, повинні мати нульові значення. В іншомувипадку програмне втручання може порушити послідовністьквітірованія. Деякі адаптери мають спеціальні засоби захисту (ЕРР
Protect), при включенні яких програмна модифікація цих бітблокується.
Використання регістра даних ЕРР дозволяє здійснювати передачу блокуданих за допомогою однієї інструкції REP INSB або REP OUTSB замістьтрадиційних циклів з інтенсивними операціями введення/виводу. Деякіадаптери допускають і 16/32-бітное звернення до регістру даних ЕРР. Тоді 16 - або 32-бітне звернення за адресою регістра даних ЕРР призведе доавтоматичної генерації двох або чотирьох шинних циклів з наростаючимадресами, починаючи зі зсуву 4. Ці цикли будуть виконуватися швидше, ніж теж кількість одиночних циклів. Таким чином при обміні даними ізабезпечується продуктивність, що досягає 2 Мбайт/с, цілкомдостатня і для адаптерів локальних мереж, зовнішніх дисків, стриммерів і
CD-ROM. Адресні цикли БРР завжди виконуються тільки в однобайтном режимізвернення.
Важливою рисою ЕРР є те, що звернення процесора до периферійнихпристрою здійснюється в реальному часі. Програмний драйвер завждиздатний спостерігати стан та подавати команди в точно відомі моментичасу. Цикли читання і запису можуть чергуватися в довільному порядкуабо йти блоками. Такий тип обміну найбільш придатний для регіструорієнтованої периферії або периферії, що працює в реальному часі --мережевих адаптерів, пристроїв збору інформації та управління, дисковихпристроїв і т. п.

Режим ЕСР

Протокол ЕСР (Extended Capability Port - порт із розширеними можливостями)був запропонований фірмами Hewlett Packard і Microsoft як прогресивний режимзв'язку з периферією типу принтерів і сканерів. Як і ЕРР, даний протоколзабезпечує високопродуктивний двонаправлений обмін даними хоста зпериферійними пристроями.
Протокол ЕСР в обох напрямках забезпечує два типи циклів:
• • • Цикли запису і читання даних. Командні цикли запису та читання.
Командні цикли поділяються на два типи: передача канальних адрес ілічильника RLC (Run-Length Count).
На відміну від ЕРР разом з протоколом ЕСР відразу з'явився і стандарт напрограмну (реєстрову) модель реалізації його адаптера, викладений удокументі «The IEEE 1284 Extended Capabilities Port Protocol and ISA
Interface Standard »компанії Microsoft. Цей документ визначаєспецифічні властивості реалізації протоколу, не задані стандартом IEEE
1284: компресія даних хост-адаптером за методом RLE;
• • • буферизація FIFO для прямого і зворотного каналів: застосування DMA іпрограмного введення/виводу.
Компресія в реальному часі за методом RLE (Run-Length Encoding) дозволяєдосягти коефіцієнта стиснення до 64:1 при передачі растрових зображень.
Канальна адресація ЕСР застосовується для адресації безлічі логічнихпристроїв, що входять в одне фізичне. Наприклад, у комбінованомупристрої факс/принтер/модем, що підключається тільки до одного з паралельнимпорту, можливий одночасний прийом факсу та друк на принтері.
Як і в інших режимах 1284, протокол ЕСР перевизначають сигнали SPP (табл.
8).

Таблиця 8.

Сигнали LPT-порту під час введення/виводу ЕСР
| Конта | Сигнал | Ім'я в ЕСР | I/| Опис |
| кт | SPP | | O | |
| 1 | STROBE »| HortClk | 0 | Використовується в парі з PeriphAck для |
| | | | | Передачі в прямому напрямку (висновок) |
| 14 | AUTOFEED | HostAck | 0 | показує тип команда/дані при |
| | # | | | Передачі в прямому напрямку. |
| | | | | Використовується в парі з PeriphClk для |
| | | | | Передачі у зворотному напрямку |
| 17 | SELECTIN | 1284Active | О | Високий рівень вказує на обмін в |
| | G | | | режимі IEEE 1284. (У режимі SPP |
| | | | | Рівень низький) |
| 16 | INIT # | ReverseRequ | О | Низький рівень перемикає канал на |
| | | Est # | | передачу у зворотному напрямку |
| 10 | ACK # | PeriphClk | I | Використовується в парі з HostAck для |
| | | | | Передачі у зворотному напрямку |
| 11 | BUSY | PeriphAck | 1 | Використовується в парі з HostClk для |
| | | | | Передачі у зворотному напрямку. |
| | | | | Показує тип команда/дані при |
| | | | | Передачі у зворотному напрямку |
| 12 | PE | AckReverse # | I | переводиться в низький рівень як |
| | | | | Підтвердження сигналу ReverseRequestff |
| 13 | SELECT | Xflag * | I | Прапор розширюваності Extensibility flag |
| 15 | ERROR »| PeriphReque | I | Встановлюється ПУ для вказівки на |
| | | St # * | | доступність (наявність) зворотного каналу |
| | | | | Передачі * |
| 2-9 | Data [0:7 | Data [0:7] | I/| Двонаправлений канал даних |
| |] | | O | |

* Сигнали діють в послідовності узгодження (див. нижче).
Адаптер ЕСР теж генерує зовнішні протокольні сигнали квітірованіяапаратно.
Пряма передача даних на зовнішньому інтерфейсі складається з наступних кроків:
1. Хост поміщає дані на шину каналу і встановлює ознака циклу даних
(високий рівень) або команди (низький рівень) на лінії HostAck.
2. Хост встановлює низький рівень на лінії HostClk, вказуючи надійсність даних.
3. ПУ відповідає установкою високого рівня на лінії PeriphAck.
4. Хост встановлює високий рівень лінії HostClk, і цей перепад можевикористовуватися для фіксації даних в ПУ.
5. ПУ встановлює низький рівень на лінії PeriphAck для вказівки наготовність до прийому наступного байта.
Оскільки передачі в ЕСР розділені FIFO-буферами, які можутьбути присутнім на обох сторонах інтерфейсу, важливо розуміти, на якому етапідані можна буде вважати переданими. Дані вважається переданими накроці 4, коли лінія HostClk переходить у високий рівень. У цей моментмодифікуються лічильники переданих і прийнятих байт.
Зворотній передача даних складається з наступних кроків:
1. Хост запитує зміна напрямку каналу, встановлюючи низькийрівень на лінії ReverseRequestff. 2 ПУ дозволяє зміну напрямкуустановкою низького рівня на лінії Ack-Reverse #.
3. ПУ поміщає дані на шину каналу і встановлює ознака циклу даних
(високий рівень) або команди (низький рівень) на лінії PeriphAck.
4. ПУ встановлює низький рівень на лінії PeriphClk, вказуючи надійсність даних.
5. Хост відповідає установкою високого рівня на лінії HostAck.
6. ПУ встановлює високий рівень лінії PeriphClk, і цей перепад можевикористовуватися для фіксації даних хостом.
7. Хост встановлює низький рівень на лінії HostAck для вказівки наготовність до прийому наступного байта.
Узгодження режимів IEEE 1284
Периферійні пристрої в стандарті IEEE 1284 зазвичай не вимагають відконтролера реалізації всіх режимів, передбачених стандартом. Длявизначення режимів і методів управління конкретним пристроєм стандартпередбачає послідовність узгодження (negotiation sequence) длявстановлення необхідного режиму інтерфейсу.
Під час фази узгодження контролер виставляє на лінії даних байтрозширюваності (Extensibility byte), запитуючи підтвердження на переказінтерфейсу в потрібний режим або прийом ідентифікатора периферійногопристрої (табл. 11). Ідентифікатор передається контролеру в запрошеннямрежимі (будь-який режим зворотного каналу, крім EPP). ПУ використовує сигнал
Xflag (Select в термінах SPP) для підтвердження запитаного режимузворотного каналу, крім полубайтного. Полубайтний режим підтримуєтьсявсіма пристроями IEEE 1284. Біт Extensibility Link request закладений длямеханізму визначення додаткових режимів у майбутніх розширенняхстандарту.

Таблиця. 11.

Значення байтах розширюваності

| Бі | Опис | Допустимі комбінації біт |
| т | | [7:0] |
| 7 | Request Extensibility Link - запит для | 1000 0000 |
| | Майбутніх розширень | |
| 6 | Запит режиму ЕРР | 0100 0000 |
| 5 | Запит режиму ЕСР з RLE | ООН 0000 |
| 4 | Запит режиму ЕСР Mode без RLE | 0001 0000 |
| 3 | Резерв | 0000 1000 |
| 2 | Запит ідентифікатора пристрої з | |
| | Відповіддю в режимі: | |
| | Nibble Mode (полубайтний) | 0000 0100 |
| | Byte Mode (байтним) | 0000 0101 |
| | ЕСР без RLE | 0001 0100 |
| | ЕСР з RLE | 0011 0100 |
| 1 | Резерв | 0000 0010 |
| 0 | Запит Byte Mode | 0000 0001 |
| No | Запит Nibble Mode | 0000 0000 |
| ne | | |

Послідовність узгодження складається з наступних кроків:
1. Хост виводить байт розширюваності на лінії даних.
2. Хост встановлює високий рівень сигналу Selecting і низький - Auto-
Feedft, що означає початок послідовності узгодження.
3. ПУ 1284 відповість установкою низького рівня сигналу Ackff і високого -
Errorft, РЕ і Select.
4. Хост встановлює низький рівень сигналу Strobeff для запису байтарозширюваності в ПУ.
5. Хост встановлює високий рівень сигналів Strobeff і AutoFeedff.
6. ПУ відповідає установкою в низький рівень сигналів РЕ і Errorff, якщо вономає зворотний канал передачі даних. Якщо запитаний режим підтримуєтьсяпристроєм, на лінії Select встановлюється високий рівень, якщо непідтримується - низький.
7. ПУ встановлює високий рівень на лінії Ack # для вказівки назавершення послідовності узгодження, після чого контролервстановлює необхідний (і дозволений) режим роботи.

Розвиток стандарту IEEE 1284
Крім основного стандарту IEEE 1284, який вже прийнятий, в даний часв стадії опрацювання знаходяться нові стандарти, не скасовують його, авизначають додаткові можливості. До них відносяться:
IEEE P1284.1 «Standard for Information Technology for Transport Independent
Printer/Scanner Interface (TIP/SI) ». Цей стандарт розробляється дляуправління та обслуговування сканерів і принтерів на основі протоколу NPAP
(Network Printing Alliance Protocol).
IEEE P1284.2 «Standard for Test, Measurement and Conformance to IEEE Std.
1284 »- стандарт для тестування портів, кабелів і пристроїв насумісність з IEEE 1284.
IEEE P1284.3 «Standard for Interface and Protocol Extensions to IEEE Std-
1284 Compliant Peripheral and Host Adapter Ports »- стандарт на драйвери івикористання пристроїв прикладним програмним забезпеченням.
IEEE P1284.4 «Standard for Data Delivery and Logical Channels for IEEE Std.
1284 Interfaces ». Цей стандарт спрямований на реалізацію пакетного протоколудостовірної передачі даних через паралельний порт. Вихідною точкоює протокол MLC (Multiple Logical Channels) фірми Hewlett-Packard.

Конфігурування LPT-портів
Управління паралельним портом розділяється на два етапи - попереднєконфігурування (Setup) апаратних засобів порту і поточне (оперативне)перемикання режимів роботи прикладним або системним ПЗ. Оперативнеперемикання можливо тільки в межах режимів, дозволених приконфігуруванні. Таким чином забезпечується можливість узгодженняапаратури і програмного забезпечення і блокування помилкових перемиканні,викликаних некоректними діями програми.
Спосіб і можливості конфігурування LPT-портів залежать від його виконанняі місця розташування. Порт, розташований на платі розширення (зазвичай наМультикарти), що встановлюється в слот ISA або ISA + VLB, звичайноконфігурується джампера на самій платі. Порт, розташований на системнійплаті, звичайно конфігурується через BIOS Setup.
Конфігурування підлягають наступні параметри:
Базовий адресу, яку може мати значення 3BCh, 378h і 278h. Приініціалізації BIOS перевіряє наявність портів за адресами саме в цьомупорядку і, відповідно, привласнює виявленим портів логічні імена
LPT1, LPT2, LPT3. Адреса 3BCh має адаптер порту, розташований на платі
MDA або HGC. Більшість портів за замовчуванням конфігурується на адресу 378hі може перемикатися на 278h.
Використовувана лінія запиту переривання: для LPT1 зазвичай використовується IRQ7,для LPT2 - IRQ5.
Використання каналу DMA для режимів ЕСР і Fast Centronics - дозвіл іномер каналу DMA.

Використання паралельних портів

Найбільш поширеним застосуванням LPT-порту є, природно,підключення принтера. Практично всі принтери можуть працювати з портом врежимі SPP, але застосування розширених режимів дає додатковіпереваги:
Двонаправлений режим (Bi-Di) дає додаткові можливості для повідомленнястану і параметрів принтера. Швидкісні режими (Fast Centronics)суттєво підвищують продуктивність практичнобудь-якого принтера
(особливо лазерного), але можуть вимагати більш якісного кабелю.
Режим ЕСР потенційно найбільш ефективний, і він має системну підтримку підвсіх варіантах Windows. Із поширених родин ЕСР підтримуютьпринтери HP DeskJet моделей BXX, LaserJet починаючи з 4-го, сучаснімоделі фірми Lexmark вимагають застосування кабелю за частотними властивостямивідповідного IEEE 1284.
Найпростіший варіант кабелю підключення принтера - 18-проводний кабель знеперевітимі проводами з успіхом може використовуватися для роботи порту врежимі SPP.
Ідеальним варіантом є кабелі, в яких всі сигнальні лініїперевиті із загальними проводами і укладені в загальний екран - те, що вимагає
IEEE 1248. Такі кабелі гарантовано працюють на швидкостях до 2 Мбайт/с,і допускається їх довжина до 10 метрів.
У табл. 12 наводиться розпаювання кабелю підключення принтера з роз'ємом XIтипу A (DB-25P) з боку PC і Х2 типу В (Centronics-36) або типу С
(мініатюрний) з боку принтера.
Таблиця 12. Кабель підключення принтера
| XI, роз'єм PC | Сигнал | X2, | роз'єм PRN типу В X2, роз'єм |
| типу А | | | PRN типу С |
| 1 |-Strobe # | 1 | 15 |
| 2 | Data 0 | 2 | 6 |
| 3 | Datal | 3 | 7 |
| 4 | Data г | 4 | 8 |
| 5 | Data3 | 5 | 9 |
| 6 | Data 4 | 6 | 10 |
| 7 | Data 5 | 7 | 11 |
| 8 | Data 6 | 8 | 12 |
| 9 | Data 7 | 9 | 13 |
| 10 | AckS | 10 | 3 |
| 11 | Busy | 11 | 1 |
| 12 | PaperEnd | 12 | 5 |
| 13 | Select | 13 | 2 |
| 14 | Auto LF «| 14 | 17 |
| 15 | Error »| 32 | 4 |
| 16 | Imt # | 31 | 14 |
| 17 | Sict In # | 36 | 16 |
| 18 | GND (l) | 19 | 33 |
| 19 | GND (2 3) | 20 21 | 24 25 |
| 20 | GND (4 5) | 22 23 | 26 27 |
| 21 | GND (6 7) | 24 25 | 28 29 |
| 22 | GND (8 9) | 26 27 | 30 31 |
| 23 | GND (11 15) | 29 | 19 22 |
| 24 | GND (10 12 13) | 28 | 20 21 23 |
| 25 | GND (14 16 17) | 30 | 32 34 35 |

Для зв'язку двох комп'ютерів за паралельним інтерфейсу застосовуютьсярізні варіанти кабелів, що залежать від режимів використовуваних портів. Самийпростий спосіб (і самий повільний обмін) забезпечує режим полубайтногообміну Nibble Mode, що працює на всіх (справних) портах. Для цього режимув кабелі достатньо мати 10 сигнальних і один загальний провід.
Високошвидкісна зв'язок двох комп'ютерів може виконуватися і в режимі ЕСР
(режим ЕРР для цих цілей незручний, оскільки він вимагає синхронізаціїшинних циклів введення/виводу двох комп'ютерів). У табл. 13 наведена розпаюваннякабелю для цього режиму. У ній в якості допоміжної інформаціїнаведено імена сигналів, які апаратно генеруються адаптерами портів.
Цей же кабель може використовуватися і для зв'язку в режимі Byte Mode (принаявності двонаправлених портів). Зв'язок комп'ютерів за допомогою такого кабелюпідтримується Windows 95.

Таблиця 13.

Кабель зв'язку PC-PC у режимі ЕСР і Byte Mode
| Роз'єм XI | Роз'єм Х2 |
| Контакт | Ім'я в ЕСР | Ім'я в ЕСР | Контакт |
| 1 | HostClk | PeriphClk | 10 |
| 14 | HostAck | PeriphAck | 11 |
| 17 | 1284Active | + PeriphReques | 15 |
| | | T # | |
| 16 | Reverse | AckReverse # | 12 |
| | Request ^ | | |
| 10 | PeriphClk | HostClk | 1 |
| 11 | PeriphAck | HostAck | 14 |
| 12 | AckReverse # | ReverseReques | 16 |
| | | T # | |
| 13 | Xflag | - | - |
| 15 | PeriphRequest | 284 Active | 17 |
| | F »| | |
| 2-9 | Data [0:7] | Data [0:7] | 2-9 |

Підключення сканера до LPT-порту ефективно, тільки якщо порт забезпечуєхоча б двонаправлений режим (Bi-Di), оскільки в основному тутвикористовується введення. Але краще використовувати порт ECP, якщо цей режимпідтримується сканером.
Підключення зовнішніх накопичувачів (lomega Zip Drive, CD-ROM), адаптерів ЛОМ таінших симетричних пристроїв введення