串口 并口
2011-06-03 15:38:39| 分类：
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串行接口
串行接口，简称串口，也就是COM接口，是采用串行通信协议的扩展接口。串口的出现是在1980年前后，数据传输率是115kbps～230kbps，串口一般用来连接鼠标和外置Modem以及老式摄像头和写字板等设备，目前部分新主板已开始取消该接口。
并行接口
并行接口，简称并口，也就是LPT接口，是采用并行通信协议的扩展接口。并口的数据传输率比
串口快8倍，标准并口的数据传输率为1Mbps，一般用来连接打印机、扫描仪等。所以并口又被称为打印口
并行接口
并行接口，指采用并行传输方式来传输数据的接口标准。从最简单的一个并行数据寄存器或专用接口集成电路芯片如8255、6820等，一直至较复杂的 SCSI或IDE并行接口，种类有数十种。一个并行接口的接口特性可以从两个方面加以描述：1. 以并行方式传输的数据通道的宽度，也称接口传输的位数；2. 用于协调并行数据传输的额外接口控制线或称交互信号的特性。 数据的宽度可以从1～128位或者更宽，最常用的是8位，可通过接口一次传送8个数据位。在计算机领域最常用的并行接口是通常所说的LPT接口。
概述
通常所说的并行接口一般称为Centronics接口，也称IEEE1284，最早由Centronics Data Computer Corporation公司在20世纪60年代中期制定。Centronics公司当初是为点阵行式打印机设计的并行接口，1981年被IBM公 司采用，后来成为IBM PC计算机的标准配置。它采用了当时已成为主流的TTL电平，每次单向并行传输1字节（8-bit）数据，速度高于当时的串行接口（每次只能传输 1bit），获得广泛应用，成为打印机的接口标准。1991年，Lexmark、 IBM、Texas instruments等公司为扩大其应用范围而与其他接口竞争，改进了Centronics接口，使它实现更高速的双向通信，以便能连接磁盘机、磁带 机、光盘机、网络设备等计算机外部设备（简称外设），最终形成了IEEE1284-1994标准，全称为"Standard Signaling Method for a Bi-directional Parallel Peripheral Interface for Personal Computers"，数据率从10KB/s提高到可达2MB/s（16Mbit/s）。但事实上这种双向并行通信并没有获得广泛使用，并行接口仍主要用 于打印机和绘图仪，其他方面只有的少量设备应用，这种接口一般被称为打印接口或LPT接口 。[1]通信原理
并行接口通信原理
[2] 并行接口中各位数据都是并行传送的，它通常是以字节（8位）或（１６位）为单位进行数据传输。 如附图所示，图中的并行接口是一个双通道的接口，能完成数据的输入和输出。其中，数据的输入/输出是由输入/输出缓冲器来实现的，状态寄存器提供状态信息供CPU查询，控制寄存器接收来自CPU的各种控制命令。 在数据输入过程中：输入设备将数据送给接口同时使“数据输入准备好”有效。接口把数据送给输入 缓冲寄存器时，使“数据输入回答”信号有效，当外设收到应答信号后，就撤消“数据输入准备好”和数据信号。同时，状态寄存器中的相应位（“数据输入准备 好”）有效，以供CPU查询。当然，也可采用中断方式，向CPU发出中断请求。CPU在读取数据后，接口会自动将状态寄存器中的“数据输入准备好”位复 位。然后，CPU进入下一个输入过程。 在数据输出过程中：当CPU输出的数据送到数据输出缓冲寄存器后，接口会自动清除状态寄存器中 的“输出准备好”状态位，并且把数据送给输出设备，输出设备收到数据后，向接口发一个应答信号，告诉接口数据已收到，接口收到信号后，将状态寄存器中的 “输出准备好”状态位置“1”。然后，CPU进入下一个输出过程。[3]主要特点
并行接口是指数据的各位同时进行传送，其特点是传输速度快，但当传输距离较远、位数又多时，就导致通信线路复杂且成本提高。[4]串口与并口的区别
串口形容一下就是：一条车道，而并口就是有8个车道同一时刻能传送8位（一个字节）数据。 但是并不是并口快。由于8位通道之间的互相干扰，传输时速度就受到了限制。而且当传输出错时，要同时重新传8个位的数据。而串口没有干扰，传输出错后重发一位就可以了，所以要比并口快。串口硬盘就是这样被人们重视的。[4]分类
在IEEE1284标准中定义了多种并行接口模式，常用的有以下三种： SPP （Standara Parallel Port） 标准并行接口 EPP （Enhanced Parallel Port） 增强并行接口 ECP （Extended Capabilities Port） 扩展功能并行接口 这几种模式因硬件和编程方式的不同，传输速度可以从50K Bits/秒到2MB/秒不等。一般用以从主机传输数据到打印机、绘图仪或其它数字化仪器的接口，是一种叫Centronics的36脚弹簧式接口（通常 主机上是25针D型接口，打印机上是36针Centronics接口）。[5]IEEE1284接口连接器
IEEE1284接口连接器
[6] 并行接口，通常主机上是25针D型接口，打印机上是36针弹簧式接口（Centronics接口）。 IEEE1284标准规定了3种连接器，分别称为A、B、C型：[1]A型
DB-25孔型插座（母头）
[7] 25PIN DB-25连接器，只用于主机端。 DB-25孔型插座（也称FEMALE或母 
DB-25针形电缆插头（公头）
[8] 头），用于PC机上，外形如附图： 这种A型的DB-25针型插座（也称MALE或公头），因为尺寸较小，也有少数小型打印机（如POS机打印机等）使用（非标准使用），但电缆要短。[1]B型
36PIN Centronics电缆插头
[9] 36PIN 0.085inch间距的Champ连接器，带卡紧装置，也称Centronics连接器，只用于外设。 
36PIN Centronics插座
[10] 36PIN Centronics插座（SOCKET或FEMALE），用于打印机上。[1]C型
Mini-Centronics 36PIN插座
[11] 新 增加的Mini-Centronics 36PIN连接器，也称为half-pitch Centronics 36 connector （HPCN36），也有称MDR36，36PIN 0.050inch间距，带夹紧装置，既可用于主机，也可用于外设，应用还不够普遍，因有竞争力的新的接口标准的不断出现，普及应用很难。 新接口还增加了两个信号线Peripheral Logic High和Host Logic High，用于通过电缆能检测到另一端是否打开电源。[1]
IEEE1284接口电缆
性能要求
并行接口电缆
[12] 最早的Centronics并口电缆长度为2米，且只能支持10KB/s的数据率传输，对性能要求不高。为了把数据率提高到2MB/s以上，对IEEE1284电缆提出许多特殊要求： 1） 因为是并行数据，为避免传输时各BIT数据间的串扰，每条数据线都需要配合一条地线，形成双绞线结构； 2） 每对信号和返回地线间的不平衡特性阻抗为62欧±6欧（在频带4M-16MHz上）； 3） 线间串扰不超过10%； 4） 电缆有屏蔽层，并与接头的屏蔽壳连接，使用360度包裹。[1]典型电缆
典型的IEEE1284 电缆有如下6种，标准长度为10、20、30英尺（约3、7、10米）： AMAM ：Type A Male to Type A Male（一般用于计算机间互联） AMAF ：Type A Male to Type A Female（一般用于延长线或连接A型口并行打印机） AB ：Type A Male to Type B Plug（一般用于连接计算机和普通B型口打印机） AC ：Type A Male to Type C Plug BC ：Type B Plug to Type C Plug CC ：Type C Plug to Type C Plug 其中前3种为常用的电缆，后3种是与新增加的C型接口相关的电缆。[1]链式连接
依照IEEE 1284链式连接规格书，一个并口最多可以连接8个设备，而每个链式连接设备拥有2个并口连接器，1个主连接器（host connector）和一个直通连接器（pass through connector）。主机连到第一个设备的主连接器，其直通连接器连接下一个设备的主连接器，依次连接。而不支持链式连接的设备可接在最后1个设备的直 通连接器上。不过常见的都是一对一连接，很少能见到这种设备。[1]发展困境
电脑中的接口是主机与外部设备间传送数据的“大动脉”，随着处理器速度的节节攀升，接口的数据传输速度也需要逐步提高，否则就会成为电脑发展的瓶颈。 并行数据传输技术向来是提高数据传输率的重要手段，但是，进一步发展却遇到了障碍。首先，由于 并行传送方式的前提是用同一时序传播信号，用同一时序接收信号，而过分提升时钟频率将难以让数据传送的时序与时钟合拍，布线长度稍有差异，数据就会以与时 钟不同的时序送达，另外，提升时钟频率还容易引起信号线间的相互干扰，导致传输错误。因此，并行方式难以实现高速化。从制造成本的角度来说，增加位宽无疑 会导致主板和扩充板上的布线数目随之增加，成本随之攀升。 在外部接口方面，IEEE 1284并行口的速率可达300kBps，传输图形数据时采用压缩技术可以提高到2MBps，而RS-232C标准串行口的数据传输率通常只有20kbps，并行口的数据传输率无疑要胜出一筹。因此并行口一直是打印机首选的连接方式。对于仅传输文本的针式打印机来说，IEEE 1284并行口的传输速度可以说是绰绰有余的。但是，对于一再提速的激光打印机来 说，情况发生了变化。笔者使用爱普生6200L在打印2MB图片时，速度差异不甚明显，但在打印7.5MB大小的图片文件时，从点击“打印”到最终出纸， 使用USB接口用了18秒，而使用并行口时，用了33秒。这一测试结果说明，现行的并行口对于时下流行的激光打印机来说，已经力难胜任了。 不过，“在相同频率下并行通信速度更高”这个基本的道理是永远不会错的，通过增加位宽来提高数据传输率的并行策略仍将发挥重要作用。 技术进步周而复始，以至无穷，没有一项技术能够永远适用。电脑技术将来跨入THz时代后，对信 号传输速度的要求会更高，USB和FireWire等新串行接口所使用的差分传输技术是否还能满足未来要求，是否需要另一种更好的技术来完成频率的另一次 突破，这些都需要人们共同关注 。[13]
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