Параллельный порт

Эта статья — о типе порта Centronics. О концепции в целом см. Параллельное соединение (информатика).

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).

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.

История

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 встечался 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.

Применение

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 применение

Для потребителей USB интерфейс, 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 IBM

Адреса портов

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 интерфейс

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 выводов

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 LapLink

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 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. 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	DB-25M	Направление	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. Зато деловое ПО быстро взяло кабель на вооружение: утилиты для связи были в составе MS-DOS, Norton Commander и Microsoft Windows.^[10] Последняя давала возможность любой игре (как для DOS, так и для Windows) работать через параллельный кабель по протоколам IPX и TCP/IP.

См. также

• Параллельное соединение (информатика)
• IEEE 1284
• LPT
• Super I/O

Примечания

1. ↑ Webster, Edward C. Print Unchained: Fifty Years of Digital Printing: A Saga of Invention and Enterprise. — West Dover, VT: DRA of Vermont, 2000. — ISBN 0-9702617-0-5
2. ↑ Dataproducts D-Sub 50 Parallel. Hardware Book. Архивировано из первоисточника 25 августа 2011.
3. ↑ Dataproducts M/50 Parallel. Hardware Book. Архивировано из первоисточника 25 августа 2011.
4. ↑ Durda IV, Frank Centronics and IBM Compatible Parallel Printer Interface Pin Assignment Reference (2004). Архивировано из первоисточника 25 августа 2011.
5. ↑ Microsoft Windows Logo Program System and Device Requirements. Архивировано из первоисточника 25 августа 2011.
6. ↑ Frank Van Gilluwe, The Undocumented PC, 1994, page 703, ISBN 0-201-62277-7
7. ↑ LapLink/InterLink Parallel - HwB
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. ↑ От Windows 95 до XP.

Ссылки

• 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