Интерфейс Centronics: Стандарт IEEE 1284 для параллельных портов

Введение

Стандарт для параллельных периферийных интерфейсов, известный как порт Centronics.

IEEE 1284, также известный как порт Centronics, — это стандарт, определяющий двунаправленную параллельную связь между компьютерами и другими устройствами. Он был первоначально разработан в 1970-х годах компанией Centronics до его стандартизации IEEE.

История

В 1970-х годах компания Centronics разработала широко известный параллельный порт принтера, который вскоре стал де-факто стандартом. Centronics представила первую успешную и недорогую семипроводниковую печатающую головку, использовавшую серию соленоидов для вытягивания отдельных металлических игл, чтобы ударить по красящей ленте и бумаге. Печатная головка с матрицей точек состоит из ряда металлических игл, расположенных в вертикальном ряду. Каждая игла крепится к приводу, в случае Centronics – к соленоиду, который может выдвинуть иглу вперед для удара по красящей ленте и бумаге. Вся печатающая головка перемещается горизонтально для печати строки текста, несколько раз ударяя по бумаге, чтобы сформировать матрицу для каждого символа. На ранних принтерах для формирования текста в 80 столбцов обычно использовались наборы символов размером 7x5 "пикселей". Сложность печати символа в виде последовательности столбцов точек управляется электроникой принтера, которая получает кодировку символов от компьютера по одному, при этом биты передаются последовательно или параллельно. По мере усложнения принтеров и снижения стоимости памяти, они начали оснащаться все большим объемом буферной памяти – сначала на одну-две строки, затем на целые страницы и, наконец, на документы. Изначальная конструкция порта была односторонней, позволяя передавать данные только с хост-компьютера на принтер. Отдельные контакты в порту позволяли передавать информацию о статусе обратно на компьютер. Это было серьезным ограничением, поскольку принтеры становились "умнее" и требовался более широкий набор кодов состояния. Это привело к раннему расширению системы, представленному компанией HP, – реализации "Bitronics", выпущенной в 1992 году. Она использовала контакты статуса исходного порта для формирования 4-битного параллельного порта для отправки произвольных данных обратно на хост. Дальнейшая модификация, "Bi Directional" (двунаправленный режим), использовала контакты статуса для указания направления потока данных на 8-битной основной шине данных; указав на одном из контактов о наличии данных для отправки хосту, все восемь контактов данных становились доступными для использования. Это оказалось перспективным и привело к стандарту "Enhanced Parallel Port" (расширенный параллельный порт), который работал как двунаправленный режим, но значительно увеличил скорость передачи сигналов до 2 МБ/с, а позже версия "Extended Capability Port" (порт с расширенными возможностями) увеличила ее до 2,5 МБ/с. В 1991 году был создан Альянс сетевой печати для разработки нового стандарта. В марте 1994 года была выпущена спецификация IEEE 1284. 1284 включала все эти режимы и позволяла работать в любом из них.

In the 1970s, Centronics developed the now familiar printer parallel port that soon became a de facto standard. Centronics had introduced the first successful low cost seven wire print head, which used a series of solenoids to pull the individual metal pins to strike a ribbon and the paper. A dot matrix print head consists of a series of metal pins arranged in a vertical row. Each pin is attached to some sort of actuator, a solenoid in the case of Centronics, which can pull the pin forward to strike a ribbon and the paper. The entire print head is moved horizontally in order to print a line of text, striking the paper several times to produce a matrix for each character. Character sets on early printers normally used 7 by 5 "pixels" to produce 80 column text. The complexity of printing a character as a sequence of columns of dots is managed by the printer electronics, which receives character encodings from the computer one at a time, with the bits transferred serially or in parallel. As printers grew in sophistication, and the cost of memory dropped, printers began adding increasing amounts of buffer memory, initially a line or two, but then whole pages and then documents. The original port design was send only, allowing data to be sent from the host computer to the printer. Separate pins in the port allow status information to be sent back to the computer. This was a serious limitation as printers became "smarter" and a richer set of status codes were desired. This led to an early expansion of the system introduced by HP, the "Bitronics" implementation released in 1992. This used the status pins of the original port to form a 4 bit parallel port for sending arbitrary data back to the host. A further modification, "Bi Directional", used the status pins to indicate the direction of data flow on the 8 bit main data bus; by indicating there was data to send to the host on one of the pins, all eight data pins became available for use. This proved adaptable, and led to the "Enhanced Parallel Port" standard, which worked like Bi Directional mode but greatly increased the signalling speeds to 2 MB/s, and later the "Extended Capability Port" version increased this to 2.5 MB/s. In 1991 the Network Printing Alliance was formed to develop a new standard. In March 1994, the IEEE 1284 specification was released. 1284 included all of these modes, and allowed operation in any of them.

Характеристики

Стандарт IEEE 1284 обеспечивает более высокую скорость передачи данных и двунаправленный поток данных с теоретической максимальной пропускной способностью 4 МБ/с; фактическая пропускная способность составляет около 2 МБ/с, в зависимости от аппаратного обеспечения. В области печати это позволяет ускорить процесс печати, а также получать информацию о статусе и управлять устройством по обратному каналу. Благодаря тому, что новый стандарт позволил периферийным устройствам передавать большие объемы данных обратно на компьютер, устройства, ранее использовавшие интерфейсы SCSI, можно было производить значительно дешевле. К ним относились сканеры, ленточные накопители, жесткие диски, компьютерные сети, подключенные напрямую через параллельный интерфейс, сетевые адаптеры и другие устройства. Теперь потребителю больше не требовалось приобретать дорогую карту SCSI – можно было просто использовать встроенный параллельный интерфейс. Впоследствии параллельный интерфейс в значительной степени уступил место интерфейсам локальных сетей и USB 2.0.