Главная страницаОбратная связьКарта сайта

Последовательные порты. Часть 2

Основой любого последовательного порта является микросхема UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter — универсальный асинхронный приемник/передатчик). С ее помощью осуществляется управление преобразованием данных из принятого от компьютера параллельного формата в последовательный и наоборот.

В настоящее время производители предлагают несколько видов микросхем UART. В первых компьютерах PC и XT применялась микросхема UART 8250, которая до сих пор устанавливается на многих дешевых платах последовательных портов. В компьютерах PC/AT (и в других компьютерах на базе процессора 286 и последующих) используется микросхема UART 16450. Единственное различие между этими двумя микросхемами связано с обеспечением высокоскоростного обмена данными: микросхема 16450 лучше приспособлена для этих целей. Микросхема UART 16550 была первой схемой последовательного порта, которая использовалась в компьютерах PS/2. Она могла работать так же, как и микросхемы 8250 и 16450, но содержала еще и 16-байтовый буфер, позволяющий передавать данные с более высокой скоростью. Буфер работал по принципу FIFO (First In/First Out, т.е. первым пришел — первым ушел”). К сожалению, эта схема имела существенные недостатки, связанные именно с работой буфера. Они были устранены в микросхеме UART 16550А. В настоящее время компания National Semiconductor выпускает микросхему UART 16550D.

Подробнее о микросхемах URRT 8250 и 16450 можно узнать из 17-го издания данной книги (глава 15).

Некоторые компании представили разные версии микросхемы 16550 с быстродействием 115 Кбит/с, содержащих большой буфер:

■     микросхема 16550 содержит 32-разрядный буфер;

■     микросхема 16750 содержит 64-разрядный буфер;

■     микросхема 16850 содержит 128-разрядный буфер;

■     микросхема 16950 содержит 128-разрядный буфер, работающий с обычной или учетверенной пропускной способностью.

Все эти микросхемы не являются разработкой National Semiconductor, а их маркировка только указывает на совместимость с 16550 и наличие большого буфера. Эти версии микросхемы обеспечивают передачу данных на скорости 230 Кбит/с (16650), 460 Кбит/с (16750) и 920 Кбит/с (16850 и 16950). Они рекомендованы для подключения внешних высокоскоростных устройств, таких как терминальные адаптеры ISDN и внешние модемы с быстродействием 56 Кбит/с. Компании Lava Computer Mfg. и SIIG предлагают полный модельный ряд плат высокоскоростных последовательных и параллельных портов, основанных на этих микросхемах.

Высокоскоростные последовательные порты

При использовании внешних устройств RS-232, предназначенных для работы со скоростью выше 115 Кбит/с (т.е. выше максимальной скорости микросхем UART серии 16550 и их эквивалентов), для достижения максимальной эффективности существующие последовательные порты следует заменить платами расширения, содержащими одну из микросхем UART типа 16650, 16750, 16850 или 16950. Большинство плат поддерживают скорость обмена данными 230, 460 Кбит/с или даже выше, что имеет особое значение при подключении компьютера к быстродействующему внешнему устройству, соединенному с последовательным портом, например к терминальному адаптеру ISDN. Чтобы в полной мере ощутить быстродействие внешнего модема ISDN (терминального адаптера), необходимо обеспечить работу последовательного порта со скоростью передачи, равной по крайней мере 230 Кбит/с.

Конфигурация последовательных портов

Поступление в последовательный порт каждого очередного байта должно обязательно привлекать внимание” компьютера. Осуществляется это подачей сигнала на линию запроса прерывания (IRQ). В 8-разрядной системной шине ISA предусмотрено восемь таких линий, а в 16-разрядной ISA — 16. Обычно запросы IRQ обслуживает микросхема контроллера пре­рываний типа 8259: в стандартной конфигурации для порта COM1 предназначена линия IRQ 4, а для COM2 — линия IRQ 3. Даже в самых современных системах конфигурация COM-портов осталась без изменений, что необходимо для совместимости со старыми версиями программного и аппаратного обеспечения.

При установке в компьютер последовательный порт необходимо настроить для использования конкретного адреса порта ввода-вывода и прерывания IRQ. Лучше всего при этом использовать стандарты, принятые для последовательных портов (табл. 15.13).

Таблица 15.13. Стандартные адреса ввода-вывода и прерывания для последовательных портов



1.   Хотя порты COM3 и COM4 могут совместно с портами COM1 и COM2 использовать прерывания IRQ 3 и IRQ 4, не рекомендуется конфигурировать порты таким образом. Если необходимы дополнительные последовательные порты, то лучше установить COM3 на IRQ 5 или IRQ 10, а COM4 - на IRQ 11 (конечно, если эти прерывания IRQ не используются другими адаптерами).

2. Этот адрес порта ввода-вывода может вступать в конфликт с некоторыми видеокартами. В данном случае порт COM4 невозможно использовать до тех пор, пока либо ему, либо видеокарте не будет назначен другой адрес порта ввода-вывода.

Если вы, кроме стандартных COM1 и COM2, устанавливаете еще и дополнительные последовательные порты, обязательно убедитесь, что они используют уникальные номера прерываний, не вызывающие конфликтов. При установке адаптера последовательных портов проверьте, не используются ли прерывания IRQ 3 и IRQ 4. Карты расширения с последовательными портами имеют то преимущество, что позволяют назначить всем портам, начиная с COM3, одно прерывание, при этом избегая конфликтов.

Производители BIOS никогда не встраивают поддержку COM3 и COM4 в свои продукты. Поэтому DOS не может работать с последовательными портами выше COM2, поскольку получает информацию об интерфейсах ввода-вывода из BIOS. Наличие и типы установленных устройств определяются BIOS при проведении тестирования POST (Power On Self Test); при этом проверяются только два первых инсталлированных порта. Подобные проблемы не касаются Windows, поскольку Windows 95 и выше поддерживают до 128 портов.

Поддержка 128 последовательных портов позволяет с помощью многопортовых плат комплектовать и совместно использовать данные от нескольких устройств через один разъем и одно прерывание.

Внимание

Совместное использование прерываний COM-портами, а также другими устройствами иногда обеспечивается должным образом, а иногда нет. Не рекомендуется применять совместное использование прерываний ISA-адаптерами, например модемами. Для обеспечения корректной работы придется загрузить немало обновлений программ и драйверов; при этом нет никакой гарантии, что в конечном итоге все заработает должным образом.

Тестирование последовательных портов

Последовательные и параллельные порты можно протестировать программным или аппаратно-программным способом. Программные тесты выполняются с помощью программ диагностики, одной из которых является Modem diagnostics, встроенная в Windows. Программно-аппаратные тесты предполагают установку в порт специальной заглушки для проверки обратной связи.

Использование MSInfo32 для просмотра информации о последовательном порте

В различные версии Windows включены диагностические программы, которые могут пригодиться для тестирования и конфигурирования последовательных и параллельных портов. В Windows NT и выше включена утилита Сведения о системе, известная также как WinMSD.exe в Windows NT и как MSInfo32 в Windows 2000/XP/Vista. Аналогичная утилита DOS Microsoft Diagnostics (MSD) включена в системы DOS 6.x, Windows 3.x и Windows 9x/Me. Утилита Сведения о системе копируется на жесткий диск в процессе установки Windows NT и более поздних версий. Для ее запуска нужно в меню Пуск выбрать команду Выполнить, после чего в открывшемся окне ввести Msinfo32 и щелкнуть на ОК. Если утилита Сведения о системе не запустилась, нужно выполнить поиск на жестком диске файлов Msinfo32.exe и WinMSD.exe, после чего дважды щелкнуть на одном из них.

С помощью утилиты Сведения о системе можно увидеть, какая микросхема установлена в системе и какие порты доступны. Если к какому-либо из портов подключено некоторое устройство, например мышь, программа сообщит об этом.

Данные средства диагностики позволяют определить, какие из последовательных портов доступны и как они сконфигурированы.

Диагностика портов в Windows

Информация о том, работают ли порты, отображается и в Windows 95, и в Windows 98/Me. В первую очередь, нужно проверить наличие необходимых коммуникационных файлов, предназначенных для поддержки портов в системе.

1.   Проверьте наличие в папке WINDOWS\SYSTEM 16- и 32-разрядного драйверов последовательного порта (файлы COMM.DRV и SERIAL.VXD).

2.   Проверьте наличие в файле SYSTEM.INI следующих строк:

[boot]

comm.drv=comm.drv [386enh] device=*vcd

Файл SERIAL.VXD загружается с помощью параметров системного реестра, а не файла SYSTEM.INI.

Для работы с устройствами интерфейса RS-232 в Windows 2000/XP/Vista используются драйверы SERIAL.SYS и SERENUM.SYS, содержащиеся в каталоге WINDOWS\SYSTEM32\ DRIVERS.

Если оба файла присутствуют, проверьте адрес ввода-вывода и прерывание последовательного порта.

1.   Щелкните правой кнопкой мыши на пиктограмме Мой компьютер и в контекстном меню выберите команду Свойства (или дважды щелкните на значке Система панели управления). В открывшемся диалоговом окне выберите вкладку Оборудование и щелкните на кнопке Диспетчер устройств. На экране отобразится список подключенных к компьютеру устройств. Разверните элемент Порты и выделите конкретный порт (например, COM1).

2.   Щелкните на выделенном порту правой кнопкой мыши и выберите в контекстном меню пункт Свойства. В открывшемся окне перейдите во вкладку Ресурсы, и увидите номера прерываний и адреса портов ввода-вывода, используемые портом.

3.   Если в разделе Список конфликтующих устройств будет указано на совместное использование каких-либо ресурсов с другим устройством, щелкните на кнопке Изменить, после чего выберите конфигурацию, не приводящую к конфликтам. В данном случае придется немного поэкспериментировать.

4.   Если назначение ресурсов невозможно изменить, скорее всего, они настраиваются в BIOS системы. В таком случае перезагрузите систему, войдите в настройки BIOS и измените конфигурацию.

Тестирование с замыканием петли

Одним из самых надежных является тест с замыканием петли, который позволяет проверить исправность не только последовательного порта, но и подключенных кабелей. Замыкать при этом можно как внутреннюю (цифровую), так и внешнюю (аналоговую) петли. Тест с внутренней петлей может быть выполнен только с помощью диагностической программы (без дополнительных устройств).

Тест с внешней петлей более эффективен, однако для его выполнения необходим специальный разъем-заглушка, который подключается к гнезду проверяемого порта. Данные, которые передаются последовательным портом, проходя через эту заглушку, возвращаются на приемные контакты разъема, т.е. порт работает одновременно в режимах передачи и приема. Разъем-заглушка представляет собой простой интерфейсный кабель, замыкающий порт на самого себя. Большинство диагностических программ могут выполнять тестирование с замыканием петли, причем необходимые разъемы очень часто прилагаются к тестирующим дискетам. Необходимый разъем можно купить или изготовить самостоятельно.

Существует множество программ диагностики, позволяющих проверить последовательный порт с замыканием петли. Инструкция по собственноручному созданию разъема-заглушки приводится в 17-м издании настоящей книги (глава 15), содержащемся в электронном виде на прилагаемом компакт-диске.

Вопросы расширенной диагностики последовательного порта и соответствующие программы будут рассмотрены в главе 22.

Параллельные порты


Вначале параллельные порты использовались в основном для подключения к компьютеру принтера. Несмотря на столь узкую изначальную специализацию параллельные порты стали применяться в качестве относительно быстрого интерфейса передачи данных (по сравнению с последовательными портами) между устройствами. Однако в современных системах они были практически вытеснены более быстродействующими портами USB 2.0, которые также позволяют подключать принтеры, сканеры и другие внешние устройства. Рекомендуется использовать порт USB вместо параллельного, за исключением тех случаев, когда старая операционная система или старая модель принтера этого не позволяет.

В параллельных портах для одновременной передачи байта информации используются восемь линий.

Раскладка выводов стандартного параллельного порта приведена в табл. 15.14.

Таблица 15.14. Стандартный 25-контактный разъем параллельного порта



Стандарт IEEE 1284

Этот стандарт был окончательно утвержден в марте 1994 года. В нем определены физические характеристики параллельных портов (режимы передачи данных и т.д.). Кроме того, в стандарте IEEE 1284 описан характер изменения внешних сигналов, поступающих на многорежимные параллельные порты компьютера, т.е. на порты, которые могут работать в 4- и 8-разрядном режимах, а также в режимах EPP и ECP. Не все режимы определены в спецификации 1284; однако стандарт обеспечивает поддержку и дополнительных режимов.

Хотя IEEE 1284 был выпущен для стандартизации форм сигналов, с помощью которых компьютер общается” с подключаемыми устройствами, в частности с принтером, этот стандарт интересен и для производителей периферийных устройств, подключаемых к параллельным портам (дисководов, сканеров и др.).

Стандартом IEEE 1284 предусмотрена более высокая пропускная способность соединения между компьютером и принтером или двумя компьютерами. Для реализации этой возможности стандартный кабель принтера не подходит. Стандартом IEEE 1284 для принтера предусмотрена витая пара.

В стандарте IEEE 1284 определены также новые разъемы. Разъем типа A определен как штыревой DB25, разъем типа B — как Centronics 36. Разъем типа C является разъемом высокой плотности. Такие разъемы (типа С) устанавливаются на некоторых принтерах, например от Hewlett-Packard. Разъемы всех трех типов показаны на рис. 15.11.




Усовершенствованный параллельный порт (EPP)

Это новый тип параллельного порта, который иногда называют быстродействующим”. Порт EPP (Enhanced Parallel Port) разработан компаниями Intel, Xircom и Zenith Data Systems и представлен в октябре 1991 года. Первыми устройствами, использующими возможности усовершенствованного параллельного порта, были портативные компьютеры компании Zenith Data Systems, сетевые адаптеры от Xircom и микросхема Intel 82360 SL I/O.

Усовершенствованный параллельный порт работает практически на всех скоростях, поддерживаемых шиной ISA, и предлагает десятикратное увеличение пропускной способности по сравнению с обычным параллельным портом. Этот тип портов разработан специально для таких подключаемых к параллельному порту устройств, как сетевые адаптеры, дисководы и накопители на магнитной ленте. EPP соответствует требованиям нового стандарта IEEE 1284 для параллельных портов и передает данные со скоростью до 2,77 Мбайт/с. Версия 1.7 порта EPP, выпущенная в марте 1992 года, была первой популярной версией, определяющей требования к аппаратному обеспечению. Эта версия не поддерживает стандарт IEEE 1284. В неко­торой технической документации ошибочно ссылаются на EPP версии 1.9” как на некий стандарт EPP”. Запомните: версии 1.9 EPP не существует, а все спецификации EPP, вышедшие после версии 1.7, являются частью стандарта IEEE 1284.

К сожалению, это вылилось в сосуществование двух несовместимых стандартов: EPP версии 1.7 и IEEE 1284. Однако благодаря тому, что они довольно похожи друг на друга, начался выпуск периферийного оборудования, поддерживающего оба стандарта, но в некоторых случаях устройства для EPP 1.7 могут не работать с портами IEEE 1284. По этой причине многие порты, поддерживающие несколько режимов, позволяют сконфигурировать себя в BIOS и выбрать режим либо EPP 1.7, либо EPP 1.9.

Порт с расширенными возможностями (ECP)

Другой тип высокоскоростного параллельного порта, называемый портом с расширенными возможностями” (Enhanced Capabilities Port — ECP), разработан компаниями Microsoft и Hewlett-Packard и представлен в 1992 году. Подобно EPP, этот порт обладает повышенной производительностью и требует для своей работы специальной логики устройств.

Порт с расширенными возможностями соответствует требованиям стандарта IEEE 1284. Однако, в отличие от EPP, он не является портом, специально разработанным для подключения устройств к PC-совместимым компьютерам. Основная цель разработки и выпуска этого типа параллельных портов — поддержка недорогого” подключения высокоскоростных принтеров и сканеров. Еще одним отличием ECP от EPP является то, что режим работы первого из них требует использования канала прямого доступа к памяти, который никак не определен в EPP, что зачастую приводит к конфликтам, связанным с устройствами, которые также используют прямой доступ к памяти (например, звуковыми картами ISA или ISA-контроллерами SCSI). Большинство компьютеров, выпущенных начиная со средины 1990-х годов, поддерживают оба режима: EPP и ECP. При использовании устройств с параллельным интерфейсом рекомендуется режим ECP (или комбинированный режим, известный как ECP/EPP) для повышения пропускной способности.

В зависимости от системной платы распределение канала DMA во встроенном параллельном порте в режиме ECP можно осуществить с помощью настройки BIOS или вручную, удалив определенную перемычку с системной платы.

Конфигурация параллельных портов

Параллельные порты отличаются значительно более простой конфигурацией, чем последовательные. Даже в BIOS первой модели IBM PC было предусмотрено три порта LPT. В табл. 15.17 приведены стандартные адреса ввода-вывода и установки прерываний для параллельных портов.

Поскольку в BIOS и DOS всегда определены три параллельных порта, проблемы даже в старых компьютерах возникают редко.


Таблица 15.17. Стандартные адреса ввода-вывода и прерывания параллельных портов


Для конфигурирования интегрированных в материнскую плату параллельных портов обычно используется программа настройки BIOS. При использовании многопортовых карт расширения конфигурирование выполняется с помощью специальных утилит или перемычек. Поскольку каждая плата расширения имеет свои особенности, лучшим источником ин­формации о конфигурировании может быть только ее документация.

Тестирование параллельных портов

Проверка параллельных портов в большинстве случаев ничем не отличается от тестирования последовательных, за исключением того, что в программе диагностики выбирается другой тип порта.

Хотя все программные проверки похожи, аппаратные тесты предполагают при проверке параллельных портов использование соответствующих заглушек. В зависимости от используемого программного обеспечения потребуется определенная заглушка.




Обсудить статью на форуме


Если прочитаная статья из нашей обширной энциклопедия компьютера - "Последовательные порты. Часть 2", оказалась полезной или интересной, Вы можете поставить закладку в социальной сети или в своём блоге на данную страницу:

Так же Вы можете задать вопрос по статье через форму обратной связи, в сообщение обязательно указывайте название или ссылку на статью!
   


Copyright © 2008 - 2019 Дискета.info