Hardware 5: Komunikačné rozhrania

Vitajte v pokračovaní seriálu Hardware, ktorý som sa rozhodol prebrat ja - Binary Ranger, nakolko sa mu asi pôvodný autor prestal venovat. Dnes si priblížime komunikačné rozhrania ako RS232, LPT, IEEE-1394 (FireWire, iLink), USB a okrajovo si prejdeme aj PS/2 (miniDin) port, Game-port .....

RS 232

RS-232 je sériové rozhranie pre prenos informácií vytvorené pre komunikáciu zariadení. Napäťové úrovne (+15 až -15V) sú na to, aby nedochádzalo, k rušeniu signálu okolitými vplivmi k čomu mohlo dochádzať pri úrovniach s 5V.

Sériovosť znamená, že na prenos údajov sa využíva jeden vodič (konkrétnejšie dvojlinka) a údaje putujú bit po bite, pekne za sebou. Každý prenášaný bajt je preto nutné označiť. Začiatok označuje Start Bit (log. 0), nasleduje informácia v podobe 8 bitov a koniec informácie je označený dvoma Stop Bitmi (log. 0). Takže vysielač vysiela informácie bit za bitom a prijímač ich potom skladá dohromady. Preto je dôležitá stanovená rýchlosť prenosu v jednotkách bps - baud (počet bitov za sekundu, 1bps = 1baud), aby nedochádzalo k strate dát.

RS-232 je využívaný pri sériovom a sieťovom porte. Podporované prenosové rýchlosti sú od 1200 po 11500 bps. Pri starých typoch počítača sa cez sériový port pripájala myš, prípadne modem. Sériový port má 9-pinové a 25-pinové vyhotovenie. Pre stroje na XT je typickejší 25-pinový konektor. Pre AT skrinky sa častejšie používa 9-pinový aj 25-pinový konektor súčasne a pri ATX sú príznačnejšie dva 9-pinové konektory. Sériové porty sú na PC ako samec - s kolíkmi. 25-pinový konektor je opačný k paralelnému portu - má kolíky zo strany PC, preto si ich nemožno zameniť. V súčastnosti sa cez sériový port pripájajú zariadenia ako modem, ploter, čítač čiarových kódov ...

Sériový port je známy aj ako UART (Universal Asynchronus Reciever/Transmiter) - podľa riadiacich čipov, ktoré obsluhujú Sériový port a zabezpečujú konverziu z paralelných údajov na sériové. Komunikácia pomocou čipov UART je rýchla a dosahujú rýchlosti až 920 kbps, no štandardná dosahovaná rýchlosť je 115 kbps.

LPT - paralený port

Paralelný port LPT je štandardnou súčasťou běžných počítačov PC pre paralelnú komunikáciu(paralelný prenos bitov signálu) s perifériami pomocou 17 digitálních liniek, ktoré môžme rozdeliť na 8 dátových signálov a 9 signálov pre riadenie komunikácie (handshaking). PC s perifériou možno spoľahlivo pripojiť na vzdialenosť 2m, v praxi je však možné komunikovať aj na vzdialenost max. 5m,a to pri správnom tienení dátových vodičov komunikačného káblu.

Pôvodne bol paralelný port pre PC vytvorený pre jednosmerný prenos (s tlačiarňou). Neskôr sa však ukázalo, že je potrebné prenášať dáta aj spätne. V súčasnosti LPT umožňuje prenos dát rýchlosťou až niekoľko MBps. Paralelný port bol v roku 1994 štandartizovaný pod IEEE 1284. Tento štandard definuje 5 módov činnosti:

Výstupné signály paralelného portu sú definované klasickou TTL logickou úrovňou signálov, tzn. log. 1. zodpovedá hladine +3.5V až +5V a log. 0 hladine 0V až +0.4V.

IEEE-1394 alebo FireWire, iLink

Označenie IEEE-1394 vychádza z čísla normy, ktorou sa deklarovalo rozhranie komunikujúce vysokou rýchlosťou bez nutnosti reštartu systému. Názov Firewire si patentovala firma Apple a označenie iLink zaviedla firma Sony.

FireWire je rýchle rozhranie, ktoré sa používa na pripájanie periférií vyžadujúcich vysoké prenosové rýchlosti. Dokáže naraz pripojiť až 63 rôznych zariadení - tieto zariadenia sú zreťazené. Projektované je na rýchlosť 400Mbps. tento štandard sa upravuje a pripravuje sa nová špecifikácia, ktorá posunie rýchlosť komunikácie cez toto rozhrania až na 1.6Gbps.

No napriek naprojektovanej rýchlosti je bežná komunikačná rýchlosť zariadení pripojených cez FireWire iba niečo okolo 200Mbps. Najčastejšími perifériami, ktoré využivajú týchto vysokých rýchlostí sú videokamery, externé pevné disky, prípadne externé CD alebo DVD napaľovacie zariadenia.

Univesal Serial Bus - USB

USB je v podstate sériový port, ale s vyššou prenosovou rýchlosťou a hlavne s možnosťou pripojenia viacerých zariadení naraz. Ide o moderný typ portu, ktorý sa zaviedol v posledných rokoch. Slúži hlavne na pripojenie scanerov, digitálnych fotoaparátov, digitálnych kamier či externých (fax)modemov.No jeho využitie stále rastie, začína sa používať ako jednotné rozhranie na pripájanie periférii. Rozhranie bolo vytvorené pre pripájanie a odpájanie periférii počas behu počítača, bez nutnosti reštartu. Ako ste si mohli všimnúť svojimi vlastnosťami konkuruje rozhraniu IEEE-1394(Firewire, iLink).

Rozhranie USB pracuje podľa dvoch základných noriem: USB standart - USB 1.1 a USB fast speed - USB 2.0.Pri klasickom označení USB sa myslí norma USB 1.1. U oboch noriem je rozdiel iba v rýchlosti prenosu - pre USB 1.1 je maximálna rýchlosť 12Mbps a pre USB 2.0 to činí 480Mbps, samozrejme je zabezpečená spätná kompatibilita. Pomocou rozhrania USB je možné pripojiť až 127 zariadení.

Pripájané zariadenia rozdeľujeme do 3 kategórií:

USB konektory sa delia na A a B, niekedy aj miniA a miniB:

PS/2, Game Port, IrDA, Bluetooth, sieťová karta

› Game-Port sa používa na pripojenie herných a MIDI zariadení. Má 15 vývodov v 2 radách - podobný paralelnému alebo sériovému portu.

› Infračervený port - IrDA je sériový port s tým rozdielom, že komunikácia neprebieha káblovo, ale pomocou infračerveného žiarenia. Jeho dosah je max 0,5 metra.

› Sieťová karta - je osobitná karta (už býva zakomponovaná v každom PC ako integrovaná alebo prídavná), pomocou ktorej je možné vytvoriť, alebo pripojiť sa na počítačovú sieť. Sú rôzneho druhu podľa typu siete na ktorú sú určené. Viac o sieťach sa dočítate v ďalšom pokračovaní seriálu.