第10章 并行接口

第10章,并行接口,本章知识要点：本章以并行接口概念为切入点，系统的介绍了微机系统的并行接口，说明了并行接口在微机系统中的角色和地位。详尽描述了并行接口的基本概念、基础知识，并行接口的功能、构成。进而对常用的、技术先进的、被广泛应用的并行接口SCSI的系统构成、接口特征接口操作步骤、接口的操作信号、接口命令等知识给于描述。然后，以实例介绍了常用的并行打印机IEEE-1284接口以及所采用的技术、硬盘使用的SCSI接口技术以及在实际微机上的使用。,101并行接口概述,1011并行接口的类型并行接口就是在I/O接口与外围设备之间配备有多条数据线，它们以并行的方式同时传输一个字节数据所有各位、或一个字数据的所有各位。这里所说的“并行”或“串行”传送操作，并非是指I/O接口与系统数据总线的连接，而是指I/O接口与外围设备的连接方式。,并行接口并行接口是微机系统实现输入输出的基本部件。并行接口又被简称之为“并口”，是一种增强了的双向并行传输接口。所谓“并行”，是指8位数据通过并行线路同时进行传送，这样数据传送速度大大提高，但并行传送的线路长度要受到一定的限制，因为长度增加，干扰就会增加，这样就容易出错。,1012并行传输并行传输，也称并行通信，就是把一个字符的各数据位用几条传输线同时进行传输操作。实现并行传输的接口就叫并行接口。可以把一个并行接口设计成只是作为输出接口，也可以将它设计成只是用来作为输入接口，当然，也还可以将它设计成既能作为输入又作为输出的接口。,1013并行接口的作用并行接口在输入/输出操作的过程中扮演着一个非常重要的角色。在输入过程中，外围设备将数据送给接口，并且使状态线“输入数据准备就绪”成为高电平。在输出过程中，每当外围设备从接口取走一个数据之后，接口就会将状态寄存器中的“输出准备就绪”状态位置“1”，以表示微处理器当前可以往接口中输出数据，这个状态位可供微处理器进行查询。,1014并行接口的特点并行接口的主要特点是数据传输速率较高，但传输距离较短。具体表现在以下几个方面。（1）并行接口在实际应用中十分普遍(2)由于并行接口能同时传送多位数据信息，数据的传输速率较高。(3)并行接口可以采用同步方式或应答方式实现数据的传送操作。,1015并行接口功能一般说来，并行接口应具有以下一些功能：（1）具有数据的锁存和缓冲功能（2）具有选通控制功能（3）具有提供状态信息及中断申请的功能（4）具有提供应答信号(联络信号)的功能（5）配备有控制命令寄存器，以实现微处理器对接口工作方式及功能的编程控制。,1016并行接口的构成并行接口芯片应由以下部件组成：(1)两个或两个以上的具有锁存器或缓冲器的数据端口。(2)每个数据端口都有与微处理器用应答方式交换信号所必须的控制和状态信息；有与外围设备交换信息所必须的控制和状态信息。(3)通常每个数据端口还具有能用中断方式与微处理器交换信息所必需的电路。(4)选择和控制电路。,1017并行接口的操作并行接口在进行操作时要与外围设备进行对话，例如，在进行写操作时的对话过程如下；（1）并行接口首先发出控制信号，请求发送数据（2）外围设备响应请求（3）接口进行数据传送操作（或传送一个字节、或传送一个字等）（4）外围设备响应接收数据1经并行接口读入到微处理器的操作过程2经并行接口输出到外围设备的操作过程,10.2SCSI接口,1021SCSI接口概述小型计算机标准接口SCSI(SmallComputerStandardIinterface)目前已广泛应用于PC微机系统以及许多工作站中，是外围设备接口中属于比较成功的一个。SCSI并不是专门为硬盘而设计的一种接口，而是一种应用于小型计算机上的拥有高速数据传输能力的总线接口。SCSI接口具有应用范围广、可以进行多任务处理、数据带宽大、对CPU的占用率低，以及热插拔等优点。但较高的价格使得它很难像IDE硬盘那样普及，因此SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站中。,可以总结出SCSI接口有如下几个特点：(1)SCSI可同时连接7个外围设备；(2)SCSI总线配置是并行8位、16位或32位：(3)在SCSI上也可以进行多任务处理：(4)SCSI接口拥有智能化的特征：(5)SCSI对微机CPU资源占用率低：(6)能支持更高的数据传输速率：(7)SCSI的成本比IDE和EIDE的高：,1022技术术语1启动设备任何时候，在SCSI总线上只能有两个设备相互之间进行通信操作。其中发布命令的设备被称之为启动设备2目标设备执行命令的设备则被称之为目标设备。3逻辑地址SCSI总线系统的地址分为3个层次：设备地址（即SCSI设备号）、逻辑部件号、逻辑分区地址。4信号值SCSI接口上的信号，可以按单端方式或差动方式进行传输操作。,1023SCSI系统构成SCSI系统构成是SCSI的I/O系统的抽象模型，也可把它看成是SCSI系统构成和运行的总的规范。所有的SCSI接口、协议、存取方法及设备都要服从这一规范，同时它还为SCSI系统的软件设计规定了对象模型。以前，SCSI的体系结构少有推介。图中所展示的是SCSI-3的系统结构模型。这个模型是结构化的，由分层对象组成。,1024SCSI接口特征SCSI接口，具有如下特点：独立性并行性传输多样性公平性,1025SCSI接口操作步骤8个操作步骤功能如下（1）总线空闲操作步骤（2）总线仲裁操作步骤（3）选择操作步骤（4）重新选择操作步骤（5）命令操作步骤（6）数据操作步骤（7）状态操作步骤（8）信息操作步骤,1026SCSI接口的操作信号SCSI-1配备有18条信号线，被分成4类。它们分别是数据线、数据奇偶校验线、控制线、和信号地。其中有9条是数据线；9条数据线中的8条用于数据信号的传送，1条被当成奇偶校验线。另有9条是控制线。图中展示出了宽度为16位的SCSI总线接口信号。,1027SCSI接口信息为便于管理SCSI接口的操作，需要在启动设备和目标设备之间进行信息交换。为了控制和管理在启动设备和目标设备之间的信息交换，就必须在SCSI系统中设置一系列的进行联络的信息。对SCSI接口来说，计有3种信息格式：它们分别是单字节、双字节和三字节信息或更多字节的扩充信息。表10-2中展示出了信息的格式种类。表10-3中展示出扩充信息的结构。,1028SCSI接口命令SCSI接口协议的核心部分是SCSI接口命令集。命令的内容包含有：从目标设备检索数据（读）、将数据发送到目标设备（写）、以及外围设备的一些特定的操作。在所有各种情况下，执行的命令是以下步骤的全部或某些子集：（1）目标设备获得命令信息，并对其进行译码。（2）将数据传送到目标设备，或从目标设备将数据传送出来。（3）由目标设备产生状态信息并将其传送出去。,1029硬盘使用的SCSI接口SCSI接口允许最多有7个不同磁盘或其他接口，通过使用同一个接口控制器这项技术，将它们连接到计算机上。SCSI接口自己并不直接和硬盘之类的设备通讯，而是通过控制器来和设备建立联系。一个独立的SCSI总线最多可以支持16个设备。,SCSI接口插槽,图10-12中所展示出的是目前主流主板上配备的SCSI接口插槽。,图10-13中所展示的则是在主板上的SCSI控制芯片,103打印机并行接口IEEE-1284,1031从打印机的接口说起目前，计算机中的并行接口主要作为打印机端口，并行打印通常采用Centronics并行接口。现在大多使用USB串行总线标准和Centrorlies并行接口打印机。Centronics总线用于计算机与打印机或绘图仪的连接。它是一种并行外总线，总线有36条信号线组成。图10-14中展示出了DB-25并行接口管脚布局排列。图10-15中展示出的是打印机与PC机并行接口连接电缆。,1032IEEE-l284标准1991年，IBM、Texasinstruments等公司改进了Centronics接口，1994年3月公布了新的IEEE-l284并行接口标准。数据率从10KB/s提高到可达2MB/s。该标准的主要特征是：硬件与Centronics标准兼容；传输速率比原来提高50100倍；支持双向传输。当前PC微机并行接口都广泛采用这个新标准进行设计。为了提高Centronics接口的性能，又要与过去的标准兼容，IEEE-1284定义了5种操作模式。,1033IEEE-l284标准的五种操作模式1SPP（StandardParallelPort）模式，也称为兼容模式（Compatibilitymode）2半字节模式(Nibblemode)3字节模式(Bytemode)4EPP模式(EnhancedParallelPortmode)，增强的并行接口5ECP模式(ExtendedCapabilityPor