مرکز دانلود خلاصه کتاب و جزوات دانشگاهی

پورت USB

چرا پورت USB ابداع شد ؟

پورتUSB) Universal Serial Bus) در نتیجه نیاز كاربران به پورتهایی سریعتر در كامپیوترها ابداع شد. در سالهای اخیر پیشرفتهای قابل توجهای در زمینه كامپیوتر و تجهیزات مربوط به آن بدست آمده است .

مثلاً سرعت هارد دیسكها (Hard Disks) به میزان قابل توجهای افرایش یافته، دیسكهائی با ظرفیتهای ۱۲۰GByte و بالاتر به بازار آمده است. سرعت پردازندهها به بیش از ۴ GHz رسیده است و حافظههای RAMبا ظرفیت های ۱GByte رایج میباشند. اما در میان تمام تجهیزات اصلی كامپیوتر و تجهیزات جانبی آن به نظر میرسید كه رشد پورتهای ورودی ـ خروجی ( l/O Ports ) متوقف شده و در این زمینه بهبود چندانی حاصل نگردیده است . پورتهای ورودی ـ خروجی كه مهمترین آنها پورت سری ( Serial Port ) و پورت موازی (Parallel Port) میباشند، دروازه ارتباط كامپیوتر با سایر كامپیوترها و تجهیزات جانبی هستند و به همین دلیل به پورتهای كامپیوتر، درگاه نیز گفته میشود (درگاه سری ـ درگاه موازی). چون از این پورتها برای ورود اطلاعات به كامپیوتر و خروج اطلاعات از كامپیوتر استفاده میگردد، به آنها پورتهای ورودی ـ خروجی میگویند. پورتهای سری و موازی در موارد مختلفی به كار میروند. شما برای اتصال ماوس (Mouse)، مودم اكسترنال (External Modem)، ارتباط دو كامپیوتر از طریق برنامه NC ( Norton Commander )، اتصال پرینتر و اسكنر و پلاتر ( Plotter ) به كامپیوتر و كاربردهای دیگر ، از پورتهایی كه در پشت كامپیوتر قرار دارند استفاده میكنید . بیش از بیست سال این پورتها نیاز بسیاری از كاربران را به خوبی برآورده كردند ولی همراه با سایر تجهیرات كامپیوتری پیشرفت نداشتند.

كاربران حرفهای یا كاربران عادی كامپیوترها ملاحظه میكردند كه هر از چند گاه مدلهای جدید CPU ، Main Board ، Hard Disk و ... به بازار عرضه میشود ولی مدل جدیدی از پورتهای سری یا پورتهای موازی به بازار نمیآید. كم كم این موضوع به یك مشكل تبدیل شد زیرا سرعت كند ارسال اطلاعات ، تنظیمات نسبتاً پیچیده پورت سریال ، تعداد اندك پورتها بر روی هر كامپیوتر (معمولاً در پورت سری و یك پورت موازی) باعث شد كه پورتها بهعنوان گلوگاه كامپیوتر (Computer Bottleneck) شناخته شود كه این گلوگاه یا گذرگاه تنگ، باعث كندی بخشی از عملكرد كامپیوتر میشد. بنابراین لازم بود كه تحول بزرگی در زمینه پورت كامپیوترها بوقوع بپیوندد و این تحول بزرگ ابداع پورتهای USB ( Universal Serial Bus ) بود.

در طراحی پورت USB ، اهدافی مانند كاربرد آسان، سرعت زیاد، قیمت مناسب ، ساختار تا حد ممكن ساده و چندین هدف دیگر در نظر گرفته شد كه مهمترین آنها عبارت بودند از: اتصال دستگاههای جانبی مانند پرینتر ، مودم ، ماوس و ... به این پورت آسان باشد و برخلاف پورتهای سری و موازی موجود ، احتیاج به تنظیمات lRQ یا تنظیمات شماره پورت l/O نداشته باشد. (رجوع كنید به مقاله تغییر منابع پورت ـ مجله كامپیوتر جوان ـ شماره ۵۲ ـ صفحه ۲۶).

• سرعت انتقال اطلاعات در این پورت ۱۲Mbps ( Mega Bit _ Per _ Second) باشد و در عین حال هزینه آن نیز پایین باشد به طوری كه قیمت یك مادربرد كه بر روی آن پورت USB وجود دارد با یك مادربرد بدون پورت USB تفاوت خیلی زیادی نداشته باشد .

• بتواند در انواع مدلهای مختلف كامپیوتر از جمله كامپیوترهای Laptop (كامپیوترهای كیفی) و كامپیوترهای Desktop ( همین كامپیوترهایی كه اكثر كاربران از آن استفاده میكنند ) نصب شود .

• ساختار خیلی پیچیدهای نداشته باشد تا اینكه سازندگان دستگاههای جانبی (مانند ماوس ، پرینتر و ... ) تمایل داشته باشند كه این پورت را به تجهیزات جانبی اضافه كنند.

به این ترتیب پورت USB توسط مهندسین ابداع گردید و نمونههای جدید این پورت پس از تكمیل و رفع اشكالات نمونههای قبلی تكمیل گردید. نمایندگان هفت شركت بزرگ نرم افزاری و سخت افراری جهان نشستهای مشتركی تشكیل دادند تا ساختار (و استانداردهای) این پورت جدید را تعیین نمایند.

این هفت شركت عبارت بودند از :

Compaq ، HewlettPackard ، lntel ، Lucent ، Microsoft ، NEC و Philips . اطلاعات مربوط به تصمیمات این گروه و آخرین تغییرات این استاندارد را در سایت ( www.usb.org ) میتوانید ملاحظه نماید .

در سال ۱۹۹۶ اولین نسخه استاندارد USB ( استاندارد USB شامل اطلاعاتی درباره روش طراحی ، نحوه استفاده و ویژگیهای پورت USB بود) بنام USB۱.۰ به دنیای كامپیوتر ارایه شد .

در سال ۱۹۹۸ نسخه دوم این ستاندارد با رفع اشكالات نسخه قبل و افزودن ویژگیهای جدید، بهنام استاندارد USB۱.۱ معرفی شد . سال ۲۰۰۰ ، زمان ارایه جدیدترین و سریع ترین استاندارد USB، یعنی استاندارد USB۲.۰ بود. این نسخه از استاندارد اشكالات كمتری دارد و سرعت آن از استانداردهای قبلی بیشتر است (۴۰ برابر سرعت USB۱.۱). البته این استاندارد با نسخه قبلی (استاندارد USB۱.۰ و استاندارد USB۲.۰) سازگار است. امروزه دستگاهای جانبی بسیاری دارای پورت USB هستند و هر روز بر تعداد و تنوع این دستگاهها افزوده میشود. از میان دستگاههای جانبی كه در حال حاضر دارای پورت USB هستند به این موارد میتوان اشاره كرد :

پرینتر ، اسكنر، ماوس، Joystick، دوربینهای دیجیتالی، دوربینهای دیجیتالی مخصوص اینترنت (Webcam)، مودم ، بلندگو Zip Drive ، (Speaker) ،Flash Disks.

پورت USB چگونه كار میكند ؟

راز كیفیت پورت USB این است كه در طراحی این استاندارد از تجربیات موجود در طراحی سایر استانداردها و تجهیزات كامپیوتری استفاده شده است . در طراحی استاندارد USB ویژگیهای طراحی شبكه با توپولوژی Star ، دسترسی به كانال مشترك و ... را ملاحظه میكنیم .

در این قسمت با بررسی ساختار داخلی پورت USB، خواهیم دانست كه چگونه پورت USB ویژگیهای بیان شده در قسمت قبل را بدست آورده است. در این بررسی چند سوال اساسی را پاسخ خواهیم داد :

• سرعت زیاد پورت USB از كجا ناشی میشود و چرا در پورت سری یا پورت موازی نمیتوان به این سرعت دست یافت ؟

• چرا اتصال ابزارهای جانبی به پورت USB، تنظیم خاصی نمیخواهد، در حالی كه در اتصال ابزارهای جانبی به پورتهای سری یا موازی (مانند مودم به پورت سری) تنظیمات IRQ یا تنظیمات شماره پورت باید انجام شود ؟

• استفاده از چه تكنیكی باعث شده تا بتوان ابزارهای جانبی كه دارای پورت USB هستند را بدنبال یكدیگر به كامپیوتر متصل نمود ؟

معماری پورت USB بسیار شبیه به توپولوژی Star در شبكههای كامپیوتری است. در این شبكه كامپیوتری ، روش كابل كشی بین كامپیوترها را توپولوژی (Topology)، میگویند. یكی از متداولترین توپولوژیهایی كه امروزه در دنیا به كار میرود ، توپولوژی Star (ستاره) است. در این توپولوژی، همه كامپیوترهای شبكه توسط یك دستگاه مركزی به یكدیگر متصل میشوند. به این دستگاه مركزی Hub (هاب) میگویند. اگر تعداد زیادی كامپیوتر به یكدیگر متصل شوند، میتوان از چندین Hub استفاده كرد و یك شبكه بزرگ را تشكیل داد. در شكل ۴یك شبكه بزرگ كه از چندین Hub تشكیل شده است را ملاحظه میكنید. توپولوژی استاندارد USB ، توپولوژی Star است .

انتقال اطلاعات ابزارهای جانبی به كامپیوتر ، توسط Host Controller مدیریت و كنترل میشود. در واقع Host Controller رابط بین وسایل جانبی و كامپیوتر است. Host Controller در داخل كامپیوتر قرار دارد. اگر تعداد وسایل جانبی زیاد باشد، برای اتصال آنها به كامپیوتر از تعداد بیشتری Hub استفاده میگردد.

استفاده از توپولوژی Star موجب شده است كه تعداد زیادی ابزار جانبی در استاندارد بتوانند به یكدیگر متصل شوند. در استاندارد USB با این روش میتوان تا ۱۲۷ ابزار جانبی را به كامپیوتر متصل نمود . در هر كامپیوتر معمولاً Host Controller۲ و Hub ۲ وجود دارد. اگر به قسمت Device Manager كامپیوتر خود مراجعه كنید میتوانید این موضوع را تحقیق كنید. همچنین در این قسمت میتوانید اطلاعات جالب دیگری درباره پورت USB كامپیوتر خود بدست آورید. بعضی از وسایل جانبی مانند كی برد یا مانیتور ، در داخل خود دارای Hub هستند و به این ترتیب امكان اتصال ابزارهای جانبی دیگر را به كامپیوتر فراهم میكنند. ارتباط هر كامپیوتر با Hub توسط كابل USB برقرار میشود.

جهت حركت به سمت بالای هرم را Upstream و جهت حركت به سمت پایین هرم را Downstream می گویند .

به انتهای كابل USB كه در جهت بالای هرم ( Upstream ) متصل می شود ، كانكتور نوع A ( A Connector ) می گویند و انتهای كابل USB كه در جهت پایین هرم ( Downstream ) متصل می شود ، كانكتور نوع B ( B Connector ) می گویند .

چون شكل ظاهری كانكتور A و كانكتور B با یكدیگر فرق می كند ، كاربرد در اتصال این كابل دچار مشكل نخواهد شد . در این كابل چهار سیم وجود دارد . دو سیم برای انتقال ولتاژ ۵ ولت و دو سیم برای انتقال داده بكار می رود . از ولتاژ ۵ ولت می توان به عنوان منبع تغذیه ابزار های جانب استفاده كرد. به همین دلیل بعضی ابزارهای جانبی كابل برق ندارند و فقط با اتصال كابل USB كار می كنند .

البته اگر ابزار جانبی مصرف برق زیادی داشته باشد ، كابل USB نمی تواند جریان الكتریكی لازم را برای این ابزار جانبی تأمین كند و لازم است دستگاه جانبی ، منبع تغذیه الكتریكی جداگانه ای داشته باشد ( Hub كامپیوتر می تواند حداكثر ۵۰۰ میلی آمپر در هر پورت USB به ابزارهای جانبی جریان بدهد ولی هر Hub دیگر به غیر از Hub كامپیوتر در هر پورت خود می تواند حداكثر تا ۱۰۰ میلی آمپر به ابزارهای جانبی جریان تحویل بدهد . بنابراین اگر یك ابزار جانبی بیش از ۱۰۰ میلی آمپر جریان مصرف می كند ، بهتر است از منبع تغذیه كابل USB استفاده نكند ) .

برای انتقال داده ها در كابل USB از دو سیم كه به دور یكدیگر پیچیده شده اند ، استفاده شده است. استفاده از دو سیم كه بدور یكدیگر پیچیده شده اند ، باعث می شود كه سرعت انتقال اطلاعات به مقدار زیادی افزایش بیابد .این تكنیك در شبكه های با توپولوژی Star بكار رفته است و بوسیله همین روش سرعتهایی بالای ۱۰۰Mpbs بدست آمده است . سرعت انتقال اطلاعات در استاندارد USB۱.۰ و استاندارد USB۱.۱ از ۱.۵Mbps تا ۱۲Mbps می رسد ، یعنی ۴۰ برابر سرعت نسخه قبلی .

البته استاندارد USB۲.۰ می تواند با سرعتهای ۱.۵Mbps و ۱۲Mbps نیز داده ها را منتقل كند و این كار برای سازگاری استاندارد USB۲.۰ با استاندارد USB۱.۰ و USB۱.۱ است . سرعت های متفاوت ، برای ابزارهای جانبی متفاوت كاربرد دارد . سرعت انتقال ۱.۵Mbps برای ابزار هایی مانند كی برد و ماوس مناسب است و سرعت ۴۸۰Mbps برای دریافت اطلاعات از ابزارهای با سرعت انتقال زیاد مانند دوربین های ویدیویی به كار می رود .

سرعت انتقال اطلاعات در استاندارد USB۲.۰ ۴۰۰ برابر سرعت انتقال اطلاعات در پورت سری و ۱۶۰ برابر سرعت انتقال اطلاعات در پورت موازی است . به USB۲.۰ گاهی اوقات High Speed USB نیز گفته می شود . اما چرا اتصال ابزارهای جانبی به پورت USB آسان است و احتیاج به تنظیمات خاصی ندارد . وقتی یك ابزار جانبی به پورت Hub متصل میشود، Hub از این موضوع مطلع شده و آن را به Hub بالایی (Upstream) اطلاع میدهد تا این كه خبر به Host Controller برسد. روش شناسایی این موضوع با اندازهگیری مقاومت الكتریكی است . با اتصال هر Hub یا هر ابزار جانبی به پورت USB ، مقاومت الكتریكی آن تغییر میكند و به این ترتیب Host Controller متوجه می شود كه یك دستگاه جدید به شكبه اتصالات USB وصل شده است . سپس Host Controller از ابزار جانبی درخواست میكند كه خود را بیشتر معرفی كند . ابزار جانبی اطلاعاتی در مورد هویت خود (در مورد اینكه ابزار جانبی یك ماوس است یا مانیتور یا ... ) ارسال میكند. سپس Hub حداكثر سرعتی را كه ابزار جانبی با آن كار میكند بدست آورده و این اطلاعات را برای Host Controller میفرستد. در صورتی كه برای كار كردن با ابزار جانبی به درایو خاصی احتیاج باشد، سیستم عامل از كاربر درخواست میكند كه دیسك حاوی درایور را در CD_ ROM یا Floppy_ Drive قرار دهد. اتصال ابزارهای جانبی یا Hub به پورتهای USB میتواند وقتی كه كامپیوتر روشن است، نیز انجام شود. در اصطلاح میگویند پورت USB دارای خاصیت Hot Plug یا Hot Swappable است و قطع كردن یا متصل كردن یك ابزار جانبی به پورت USB احتیاج به Restart كردن كامپیوتر ندارد. به مجموع این مراحل شناسایی در اصطلاح Enumeration میگویند.

مشكلات استفاده از پورت USB :

هر تكنولوژی جدید مزایای جدیدی را برای كاربران به ارمغان میآورد و البته مشكلات جدیدی را نیز ایجاد میكند كه این مشكلات نیز در تكنولوژیهای بعدی به ترتیب برطرف خواهد شد. این موضوع درباره پورت USB نیز صادق است. یكی از مشكلات پورت USB این است كه اگر به هر Host بیش از یك ابزار جانبی با حجم تبادل داده بالا متصل شود ، این ابزارها نمیتوانند همزمان با یكدیگر به تبادل داده بپردازند . مثلاً اگر یك پرینتر و یك اسكنر به یك Host Controller كامپیوتر متصل شوند، و شما در یك زمان بخواهید یك فایل بزرگ برای پرینتر بفرستید و همزمان یك تصویر بزرگ را نیز اسكن كنید، این كار همزمان امكان پذیر نیست و یكی از ابزارها مثلاً پرینتر باید منتظر بماند تا كار اسكنر تمام شود. یكی دیگر از مشكلات پورت USB طول كابل آن است. طول كابل پورت USB حداكثر میتواند تا ۵/۴ متر باشد و اگر بخواهیم با كمك اتصال چند Hub طول كابل را افزایش دهیم ، حداكثر این مسافت ۲۴ متر خواهد بود.

پورت سریال

 

پورت سریال یکی از متداولترین روش های موجود جهت اتصال یک دستگاه به کامپیوتر است . با اینکه سیستمهای جدیدتر سعی در استفاده محدود

از پورت سریال را داشته و پورت USB را مورد توجه بیشتر قرار می دهند ولی همچنان دستگاههای متعددی نظیر مودم از پورت سریال استفاده

می نمایند. پورت های سریال یک کانکتور استاندارد و یک پروتکل را بمنظور اتصال دستگاههائی نظیر مودم به کامپیوتر را ارائه می نمایند. اغلب کامپیوترها دارای دو پورت سریال می باشند.

 

مبانی پورت های سریال

تمام سیستم های عامل از پورت های سریال حمایت می نمایند.پورت های موازی در مقایسه با پورت های سریال دارای سرعت کمتری می باشند.پورت های USB طی چند سال اخیر رایج و طی سالیان آینده جایگزینی مناسب برای پورت های سریال و موازی خواهند بود.

پورت سریال، داده ها را بصورت سریال ( دنبال هم ) ارسال و یا دریافت می دارند.در چنین حالتی یک بایت از اطلاعات بصورت هشت بیت یکی پس از دیگری

ارسال خواهند گردید. مزیت عمده روش فوق استفاده از یک سیم(کابل) برای ارسال و دریافت داده است . ایراد روش فوق سرعت پایین ارسال اطلاعات با

توجه به ماهیت ارسال داده ها است .

قبل از ارسال هر بایت داده، پورت سریال یک بیت "شروع " را ارسال می دارد. بیت فوق صرفا" شامل یک بیت با مقدار صفر است .پس از ارسال هر بایت، یک بیت " پایان " ارسال می گردد. ارسال بیت فوق بمنزله خاتمه ارسال یک بایت خواهد بود. برای کنترل خطاء ممکن است ازیک بیت اضافه با نام Parity نیز استفاده گردد.

پورت های سریال Communication(COM) port نیز نامیده شده و بصورت دوطرفه می باشند. ویژگی فوق این امکان را برای هر دستگاه فراهم کرده تا قادر به ارسال و دریافت اطلاعات باشند. دستگاههای سریال از پین های متفاوت برای ارسال و دریافت داده استفاده می نمایند. استفاده از پین های یکسان باعث ارتباطات از نوع half-dublex خواهد شد و این بدان معنی است که اطلاعات قادر به حرکت صرفا" در یک جهت می باشند. با استفاده از پین های متفاوت امکان ارتباطات Full-duplex فراهم شده و امکان حرکت اطلاعات در دو جهت فراهم خواهد گردید.

عملکرد صحیح پورت های سریال وابسته به یک کنترل کننده خاص با نام Universal Asynchronous Receiver/Transmitte)UART) است .تراشه فوق خروجی موازی گذرگاه سیستم کامپیوتر را اخذ و آن را بصورت سریال از طریق پورت سریال انتقال خواهد داد. بمنظور افزایش سرعت ، اغلب تراشه های UART دارای یک بافر با ظرفیت شانزده تا شصت و چهار کیلو بایت می باشند. بافر فوق امکان Cache نمودن داده های واصله از گذرگاه سیستم را زمانیکه تراشه مشغول پردازش داده ها و ارسال آنها برای پورت سریال است را فراهم می نماید. اغلب پورت های سریال دارای نرخ انتقال اطلاعاتی به میزان 115 کیلو بیت در هر ثانیه می باشند.پورت های سریال با سرعت بالا نظیر : Enhanced Serial port)ESP) و Super Enhanced Serial port)Super ESP) دارای نرخ انتقال اطلاعات 460 کیلو بیت در ثانیه می باشند. شکل زیر تراشه UART را نشان می دهد.

 

اتصال سریال

کانکتور خارجی برای یک پورت سریال، نه پین و یا بیست و پنج پین است . با توجه به اینکه موارد استفاده اولیه از پورت های سریال مودم بوده است ، وضعیت عملکرد هر پین نیز متاثر از واقعیت فوق بود.

عملکرد هر یک از پین ها در کانکتورهای نه پین در جدول زیر نشان داده شده است .

Pin

Function

1-Carrier Detect آیا مودم به یک خط تلفن متصل است ؟

2-Receive Data کامپیوتر اطلاعات ارسال شده توسط مودم را دریافت می نماید

3-Transmit Data کامپیوتر اطلاعاتی را برای مودم ارسال می دارد.

4-Data Terminal Ready کامپیوتر به مودم آمادگی خود را برای ارتباط اعلام می دارد

 

5-Signal Ground پین مربوطه Ground شده است .

6-Data Set Ready مودم آمادگی خود را برای ارتباط به کامپیوتر اعلام می دارد.

7-Request To Send کامپیوتر از مودم در رابطه با ارسال اطلاعات سوال می نماید

8-Clear To Send مودم به کامپیوتر اعلام می نماید که می تواند اطلاعاتی را ارسال دارد.

9-Ring Indicator زنگ تلفن تشخیص داده خواهد شد.

 

عملکرد هر یک از پین ها در کانکتورهای بیست و پنج پین در جدول زیر نشان داده شده است .

Pin

Function

1-Not used استفاده نمی گردد.

2- Transmit Data کامپیوتر اطلاعاتی را برای مودم ارسال می دارد.

3-Receive Data کامپیوتر اطلاعات ارسال شده توسط مودم را دریافت می نماید

4-Request To Send کامپیوتر از مودم در رابطه با ارسال اطلاعات سوال می نماید

5-Clear To Send مودم به کامپیوتر اعلام می نماید که می تواند اطلاعاتی را ارسال دارد.

6-Data Set Ready مودم آمادگی خود را برای ارتباط به کامپیوتر اعلام می دارد.

7-Signal Ground پین مربوطه Ground شده است .

8- Line signal detector آیا مودم به یک خط تلفن متصل است ؟

9 to 19 -Not Used استفاده نمی گردند.

20 -Data termina ready کامپیوتر به مودم آمادگی خود را برای ارتباط اعلام می دارد

21- Not used استفاده نمی گردد.

22 - Ring indicator زنگ تلفن تشخیص داده خواهد شد.

23 to 25 not used استفاده نمی گردد.

ولتاژهای ارسالی برای هریک از پین ها می تواند دو حالت متفاوت را داشته باشد : On و Off . در صورتیکه مقدار On(یک ) باشد پین مربوطه سیگنالی با ولتاژ بین 3 - تا 25 - را ارسال و در صورتیکه مقدار off ( صفر ) باشد سیگنال ارسالی پین مربوطه بین 3 تا 25 ولت ( مثبت ) خواهد بود.

یکی از مهمترین مسائل در ارتباط با مبادله اطلاعات بصورت سریال، مفهوم flow control است . با استفاده از قابلیت فوق یک دستگاه قادر به اعلام

( درخواست ) توقف ارسال داده به یک دستگاه خاص دیگر در یک مقطع خاص زمانی است .دستورات زیر در این رابطه مورد استفاده قرار خواهند گرفت :

دستور Request to Send)RTS)

دستور Clear to Send)CTS)

دستور Data Terminal Ready)DTR)

دستور Data Set Ready)DSR)

پورت موازی

در زمان اتصال يک چاپگر به کامپيوتر از پورت موازی استفاده می گردد. با اينکه اخيرا" استفاده از پورت های USB رايج شده است ولی همچنان استفاده از پورت موازی برای اتصال چاپگر به کامپيوتر بسيار متداول است .

از پورت های موازی می توان برای اتصال تجهيزات جانبی زير استفاده کرد

• چاپگر
• اسکنر
• هارد درايوهای خارجی
• کارت های شبکه
• Tape
• درايوهای Removable
• CD burners

مبانی پورت های موازی

پورت موازی ، توسط شرکت IBM و بمنظور اتصال يک چاپگر به کامپيوتر طراحی گرديد. زمانيکه شرکت IBM در انديشه طراحی و ارائه کامپيوترهای شخصی بود، ضرورت استفاده از چاپگرهای شرکت " سنترونيکس" نيز احساس گرديد.شرکت IBM تصميم نداشت که از همان پورتی که توسط چاپگرهای سنترونيک استفاده می گرديد، در طراحی خود استفاده نمايد.

مهندسين شرکت IBM از يک کانکتور 25 پين (DB-25) بهمراه يک کانکتور 36 پين برای ايجاد يک کابل خاص بمنظور اتصال چاپگر به کامپيوتر استفاده کردند. ساير توليد کنندگان چاپگر نيز در ادامه از استاندارد سنترونيک تبعيت و به مرور زمان استاندارد فوق در سطح جهان مطرح و مورد استفاده قرار گرفت .

زمانيکه کامپيوترهای شخصی اطلاعاتی را برای چاپگر و يا هر وسيله ديگری که به پورت موازی متصل است، ارسال می نمايند ، در هر لحظه هشت بيت ارسال خواهد شد.. هشت بيت فوق بصورت موازی برای دستگاه ارسال خواهند شد. پورت موازی استاندارد، قادر به ارسال 50 تا 100 کيلوبايت در هر ثانيه است .نحوه عملکرد چاپگر به شرح زير است :

- پين يک، حامل سيگنال Strobe بوده و دارای ولتاژی بين 2/8 و پنج است . زمانيکه کامپيوتر اطلاعاتی ( يک بايت داده ) ارسال می دارد ولتاژ به نيم ولت افت پيدا خواهد کرد.افت ولتاژ فوق به چاپگر اعلام می نمايد که داده هائی ارسال شده است .

- پين دوتا نه حامل داده است .بمنظور مشخص نمودن اينکه يک بيت دارای مقدار يک است ولتاژ پنج ارسال از طريق پين مربوطه ارسال ( شارژ) خواهد شد.بر روی پينی که شامل مقدار ( داده ) صفر است شارژی ( ولتاژ) قرار نخواهد گرفت .

- پين ده ، اطلاعات لازم در خصوص نحوه عملکرد چاپگر را برای کامپيوتر، ارسال می نمايد . نحوه پياده سازی پين فوق نظير پين "يک" است .زمانيکه ولتاژ موجود بر روی پين فوق به نيم ولت تنزل پيدا نمايد، کامپيوتر اطلاعات لازم در خحصوص فرآيند چاپ را از چاپگر اخذ خواهد کرد .( کامپيوتر به اين اطمينان خواهد رسيد که چاپگر اطلاعات را دريافت نموده است )

- در صورتيکه چاپگر مشغول باشد، پين شماره يازده شارژ می گردد. زمانيکه ولتاژ نيم ولت بر روی پين فوق قرار بگيرد به کامپيوتر اغلام خواهد شد که چاپگر آماده دريافت اطلاعات است .

- در صورتيکه چاپگر دارای کاغذ نباشد ، از طريق پين شماره دوازده به کامپيوتر آگاهی لازم داده خواهد شد.

- زمانيکه بر روی پين شماره سيزده شارژی وجود داشته باشد، آماده بودن چاپگر به کامپيوتر اعلام می گردد.

- کامپيوتر از طريق پين شماره چهارده و با استفاده از يک ولتاژ پنچ ولت سيگنال Auto Feed را برای چاپگر ارسال می دارد.

- در صورتيکه چاپگر دارای مشکلی باشد ولتاژ پين شماره پانزده به نيم ولت کاهش و کامپيوتر از بروز اشکال در چاپگر آگاهی پيدا می نمايد.

- زمانيکه يک کار آماده چاپ باشد، کامپيوتر از پين شماره شانزده برای مقداردهی اوليه چاپگر ( کاهش ولتاژ) استفاده می نمايد.

- کامپيوتر از پين شماره هيفده برای Offline نمودن از راه دور چاپگر استفاده می نمايد، بدين منظور برای چاپگر يک شارژ ارسال خواهد شد.

- پين های شماره هيجده تا بيست و پنج Ground بوده و از آنها بعنوان يک سيگنال مرجع برای شارژ های پايين تر از نيم ولت استفاده می گردد.

همانگونه که در شکل فوق مشاهده می نمائيد، بيست و پنج پين اول سنترونيک دقيقا" مشابه بيست و پنج پين کانکنور DB-25 می باشند.

SPP/EPP/ECP

در چاپگرهای اوليه پورت موازی بصورت يکطرفه بود. در اين حالت داده ها صرفا" در يک جهت قادر به حرکت برای هر يک از پين ها بوند. همزمان با معرفی کامپيوترهای PS/2 توسط شرکت IBM ، يک نوع جديد از پورت های موازی دو طرفه طراحی گرديد. اين طراحی با نام Standard Parallel Port)SPP) مطرح و بسرعت جايگزين استاندارد اوليه گرديد.ارتباط دو طرفه باعث گرديد که هر يک از دستگاهها قادر به ارسال و دريافت اطلاعات باشند.دستگاههای زيادی از پين های دو الی نه ، برای داده استفاده می کردند. استفاده از هشت پين باعث می شد که روش ارسال اطلاعات بصورت half-duplex باشد . در اين حالت اطلاعات در هر لحظه در يک جهت حرکت می کردند.به منظور ارسال و دريافت اطلاعات ( دو طرفه ) از پين های شماره هيجده تا بيست و پنج برای دريافت اطلاعات استفاده گرديد پين های فوق در ابتدا برای Ground در نظر گرفته شده بودند.بدين ترتيب امکان ارتباطلات دو طرفه در هر لحظه فراهم می گردد (Full-duplex) .

استاندارد Enhanced Parallel port)EPP) در سال 1991 توسط شرکت های اينتل زيراکس و زنيت مطرح گرديد. مزيت مهم استاندارد فوق، حجم بالای اطلاعات ارسالی است . ( پانصد کيلو بايت تا دو مگابايت در هر ثانيه) . هدف عمده استاندارد فوق ، امکان اتصال دستگاههائی غير از چاپگر به پورت موازی است . رسانه های ذخيره سازی که نيازمند دارا بودن نرخ انتقال اطلاعات بالائی می باشند نمونه ای از اين نوع دستگاه ها می باشد.

بعد از معرفی استاندارد EPP شرکت های مايکروسافت و هيولت پاکارد در سال 1992 مشخصه جديدی با نام Extended Capabilities port )ECP) را معرفی نمودند.هدف عمده مشخصه فوق بهبود عملکرد و سرعت چاپگرها است .

در سال 1994 استاندارد IEEE 1284 معرفی گرديد. استاندارد فوق برای دستگاههای مرتبط با پورت موازی دو مشخصه را مطرح می نمايد : EPP و ECP . بمنظور صحت عملکرد هر يک از مشخصه های فوق می بايست سيستم عامل و دستگاه متصل شده به پورت موازی ، امکانات لازم در خصوص حمايت از مشخصه های فوق را دارا باشند. امروزه اغلب کامپيوترها، SPP,ECP و EPP را حمايت نموده و قادر به تشخيص استفاده از هر يک از مشخصه های فوق با توجه به دستگاه مرتبط ( متصل ) به چاپگر می باشند.در صورتيکه نياز به تغيير يکی از مشخصه های فوق بصورت دستی ، می توان از برنامه BIOS سيستم استفاده و تنظيمات مربوطه را انجام داد.

منبع:

http://www.semeng.net/information/HowParallelPort.asp