Домашний компьютер 7 2006 (121)
Шрифт:
Рассмотрим некоторые внешние интерфейсы современных ПК 34 . При этом оставим в стороне вопросы сетевых и беспроводных соединений, а также подключения таких устройств, как мониторы и аудиосистемы – это, как вы понимаете, разговор особый и длинный. Исключим и всякую экзотику, вроде специального разъема для подключения MIDI-устройств и специфичные для ноутбуков интерфейсы PCMCIA или ExpressCard – ограничимся стандартными портами общего назначения, к которым относятся порты COM, LPT, PS/2, GAME-порт, FireWire и USB, и рассмотрим их приблизительно в той последовательности, в которой они появлялись на свет.
34 Необязательно PC
СОМ-порт (от слова «коммуникационный», иногда его еще называют просто serial – «последовательный») отчасти ошибочно еще называют портом RS-232. Правильно сказать так: COM-порт передает данные, основываясь на стандарте последовательного интерфейса RS-232 35 . Последний, кроме собственно протокола передачи и электрических параметров, стандартизирует всем знакомые разъемы DB-9 и DB-25.
Стандарт RS-232 (и более скоростной RS-422) – один из самых древних протоколов передачи данных между устройствами, он был утвержден еще в 1969 году, и к компьютерам (тем более ПК) тогда еще не имел никакого отношения. Это очень простой в реализации, дешевый, неприхотливый и достаточно надежный способ соединения двух компонентов -применяется начиная от медицинской техники и датчиков состояния окружающей среды до GPS-навигаторов и мини-АТС. Стандартов RS-232 – несколько, различаются они буквой индекса: RS-232C, RS-232D, RS-232E и пр. и являются лишь последовательным усовершенствованием и детализацией технических особенностей. Заметим лишь, что все современные порты поддерживают спецификации RS-232D или RS-232E.
35 RS – Recommended Standard.
RS-232 – идеальный способ для передачи данных с небольшими скоростями по минимальному количеству проводов (никаких специальных витых пар не предполагается – линия может состоять из обычных проводов). Но сейчас развитие RS-232 затормозилось – ему на смену пришли более сложные, зато удобные для пользователя и скоростные USB и FireWire.
Согласно современной точки зрения, у COM-порта – только два недостатка, но очень серьезных. Во-первых, он медленный – со скоростью 115 Кбит/с не только какое-нибудь видео, даже цифровой звук не всегда передашь с надлежащим качеством. Правда, современные порты поддерживают скорости и повыше, но это не выход из положения. Во-вторых, он подразумевает только соединение «точка-точка» – если у вас один СОМ-порт, то вы к нему можете подключить только одно устройство. Тем не менее, хоронить протокол RS-232 не следует – это по-прежнему самый дешевый и простой способ связи внешних устройств с компьютером, отчего он и используется во многих специальных аксессуарах – вроде программаторов и медицинских приборов.
Мало кто вам сразу ответит, как расшифровывается аббревиатура LPT. На самом деле, это аббревиатура от Line PrinTer 36 , «построчный принтер». Порт LPT был спроектирован специально для компьютеров и впервые появился в модели IBM PC XT (1984). Как следует из названия, он предназначался для конкретной задачи – подсоединения принтера, но область его использования оказалась заметно шире. Он до сих пор, если так можно выразиться, «более жив», чем СОМ – по крайней мере, современные ПК им еще снабжаются.
36 Некоторые утверждают, что буква L означает Letter – «буква», то есть получается «буквенный принтер». Как будто в те времена существовали какие-нибудь принтеры, отличные от «буквенных».
Существовало несколько вариантов стандарта LPT. Самый первый, SPP (Standard Parallel Port), отличался тем, что мог передавать данные только в одну сторону (к
В дальнейшем возник стандарт BPP (Bi-directional Parallel Port), обеспечивавший полностью двусторонний обмен со скоростью до 150 Кбайт/с, и его «продвинутые» варианты – EPP (Enhanced Parallel Port) и ECP (Extended Capabilities Port), обеспечивающие скорость не менее 2 Мбайт/с, что зафиксировано в стандарте IEEE 1284 (1994 г.). В нем, в частности, оговаривается и всем известный 26-контактный разъем Centronix, который устанавливается со стороны принтера. Для миниатюрных устройств предусмотрен разъем третьего типа – меньшего размера, чем Centronix.
Через LPT можно передавать данные между компьютерами, причем гораздо быстрее, чем через COM – до 16 Мбайт/c. Единственное ограничение – небольшое расстояние: не более 2-3 м для стандартных по качеству изготовления кабелей.
Одно время, кроме принтеров, к LPT модно было подключать сканеры, внешние диски и даже цифровые камеры (собственно, протокол ECP и создавался для подобных целей), однако появление USB свело на нет подобное использование.
Казалось бы преимущество параллельной передачи данных перед последовательной понятно – в то время как по одному проводу за такт передается всего один бит, по восьми проводам – целый байт, что очень наглядно при сравнении COM и LPT. Однако это справедливо только при относительно небольших скоростях обмена. Когда скорость превышает единицы Мбайт/с (десятки Мбит/с), преимущества параллельной передачи не столь однозначны. Например, скорость обмена для LPT может достигать 16 Мбайт/с – но только при качественном и не слишком длинном кабеле. Ведь в параллельной линии отдельные проводники всегда немного разные, отчего при увеличении длины кабеля и скорости передачи биты, передаваемые по разным проводам, начинают «разъезжаться» по времени – одни приходят чуть раньше, другие позднее, происходит фазовый сдвиг. Да и взаимовлияние проводников сказывается все сильнее.
Гораздо проще повышать частоту последовательного канала, где за один такт передается всего один бит, и сам такт мы теоретически можем сделать сколь угодно коротким – все зависит только от быстродействия оборудования. Поэтому выгоднее заложить максимум функциональности в микросхемы, нежели иметь дело с толстенными «шлангами» с сотней проводов внутри. И хотя в этом деле есть свои «тараканы», все современные скоростные каналы передачи данных являются последовательными (USB, FireWire, Serial ATA, Ethernet и т. п.). В развитие этой идеи Intel в 2002 году выступила с инициативой создания универсальной скоростной последовательной шины – PCI Express, которая должна заменить собой все слоты AGP-PCI, а заодно и внутреннюю шину данных на материнской плате. Итак, будущее – за последовательными интерфейсами.
Этот интерфейс имеет сугубо специфическое назначение – для подключения мыши и клавиатуры 37 – и использует одинаковые 6-контактные разъемы типа MiniDIN, маркированные (после принятия стандарта PC99) разными цветами – для мыши бирюзовым, для клавиатуры – сиреневым. Разъемы не взаимозаменяемы, то есть мышь, подключенная к клавиатурному разъему, не заработает, однако есть и совмещенные разъемы (обычно на ноутбуках), к ним можно подключать как мышь, так и клавиатуру. С физической точки зрения PS/2 – последовательный порт с отдельной линией синхронизации, отличающийся наличием вывода +5 В для питания подключенного устройства.
37 Если не считать подключения с целью обеспечить питанием 5 В устройства, подсоединенные к другому порту.