并行接口 百科内容来自于: 百度百科

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 。

通信原理

并行接口通信原理 并行接口通信原理
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)或字节(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。

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。

串、并口

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。

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 (Standard 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)。

连接器

IEEE1284接口连接器 IEEE1284接口连接器
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:

A型

DB-25孔型插座(母头) DB-25孔型插座(母头)
25PIN DB-25连接器,只用于主机端。
DB-25孔型插座(也称FEMALE或母头),用于PC机上,外形如附图:
这种A型的DB-25针型插头(也称
DB-25针形电缆插头(公头) DB-25针形电缆插头(公头)
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。

B型

36PIN Centronics电缆插头 36PIN Centronics电缆插头
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 36PIN Centronics插座
36PIN Centronics插座(SOCKET或FEMALE),用于打印机上。

C型

Mini-Centronics 36PIN插座 Mini-Centronics 36PIN插座
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。

接口电缆

性能要求

并行接口电缆 并行接口电缆
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。

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。

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。

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 。
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- 来自原声例句
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