雙向並行連線埠

並行連線埠（Parallel Port），又稱平行埠、並列埠、並口，是計算機上數據以並行方式傳遞的連線埠，也就是說至少應該有兩條連線線用於傳遞數據。數據的寬度可以從1～128位或者更寬，最常用的是8位，可通過接口一次傳送8個數據位。雙向並行連線埠是指通信兩端以並行方式傳輸數據。

基本介紹

• 中文名：雙向並行連線埠
• 外文名：Bidirectional parallel port
• 學科：計算機科學
• 定義：兩端以並行方式傳輸數據
• 特點：傳輸速度快
• 套用：數據傳輸

簡介

並行連線埠的原始規範規定數據傳輸是單向的，也就是說每針的數據都只能單向傳輸。然而，隨著1987年PS/2的問世，IBM提出一種新型的雙向並行連線埠設計。該模式通常稱為標準並行連線埠 (SPP)，並且已經完全取代了最初的設計模式。雙向通信允許設備既能傳送數據又能接收數據。許多設備使用最初為數據傳輸設定的8針（從第2針到第9針）。使用此相同的8針將通信方式限制為半雙工，也就意味著信息每次只能沿一個方向傳輸。但是，第18到第25針（最初設計只是用於接地）也可以用作數據傳輸。這使得全雙工（同時沿兩個方向傳輸）通信成為現實，即雙向並行連線埠。常見的雙向並行連線埠有：SPP（Standard Parallel Port）標準並行接口；EPP（Enhanced Parallel Port）增強並行接口；ECP（Extended Capabilities Port）擴展功能並行接口。

IEEE1284 標準的基本內容

背景

1991 年，由於 PC 機標準並行連線埠在雙向高速並行傳輸上的困境，幾家印表機製造商 Lexmark、IBM 、Texas Instruments 由 NPA( Network Printing Alliance) 向 IEEE 提出制定新的 PC 機並行接口標準的請求 ,希望該標準能夠與原有的並行連線埠軟體和外設完全兼容， 同時使並行連線埠的輸入、 輸出數據的速率都能夠高於 1Mbyte/s。為此成立了專門的機構 IEEE 1284 Committee ，在 1994 年 3 月正式通過了 IEEE 1284 標準：個人計算機雙向並行外設接口的標準信號法( Standard Signaling Method for a Bi-directional Parallel Peripheral Interface for Personal Computer) 。

並行連線埠的 5 種操作模式

1284 標準定義了 5 種數據傳輸模式, 可以實現正向( PC→外設) 、 反向( 外設→PC) 和雙向( PC→外設 ,半雙工) 數據傳輸。正向 ：兼容模式，也就是 Centronics 或者叫做標準模式( SPP) 。反向：半位元組模式， 它使用 4 位狀態線作為數據線向 PC 機輸入數據。位元組模式， 使用 8 位數據線向 PC 機輸入數據，有時指“雙向口” 。雙向：強並行口 EPP( Enhanced Parallel Port) ，主要用於非印表機類的外設 ,如 ：CDROM 、 磁帶、 硬碟、 網路適配器等。擴容連線埠 ECP( Extended Capability Port) ，主要用於新一代的印表機和掃瞄器。

IEEE1284 規定的並行連線埠至少應該能將 I/O基址映像到 378h 和 278h。使用這些地址確保了為非即插即用系統而編寫軟體的正確運行。這種並行連線埠也能夠映像 I/O 基址到 3BCh， 而一些 EPP 並行連線埠執行程式要求 8 個相鄰的 I/O 連線埠。由於VGA 設備使用了 I/O 連線埠 3C0h，所以 EPP 並行連線埠就不能再將 3BCh 作為一個 I/O 基址。基於這一原因,由廠商選擇的/O 基址來代替 3BCh，這一點和以往的並行連線埠有所不同。暫存器在保證與原有的 SPP 兼容的基礎上，也增添了新內容支持與並行連線埠的高級模式EPP和ECP。

1284 協定

並行連線埠雖然共有 5 種模式,，但是連線在並行連線埠上的外設並不是要使用全部的模式 。主機的平台需要根據外設的具體情況而定，將並行連線埠設定到某一種模式上。1284 協定就是用來滿足這種需要的，它定義了並口上一整套事件的時序。舊式的外設不回響這套時序, 這樣主機仍將並口保持在兼容模式狀態 ；1284 外設則回響這套時序 。從而主機可以將並口設定在主機和外設所支持的模式之上 。

首先主機將 1284 請求設定在數據線上，開始協定的序列 。這種請求可以將接口設定成特定的模式，也可以向外設要求一個設備識別串，協定的時序。

協定中的擴展字( Extensibility Byte) 是用來實現 1284 請求的 。它要求外設進入指定的傳輸模式，或者要求外設發出設備識別串允許主機確定外設的類型。IEEE1284標準支持外設以半位元組模式、位元組模式或 ECP 模式返回設備識別串 。所有 1284 的兼容設備都要求支持半位元組模式的反向傳輸操作。

設備識別串是協定成功之後外設傳送給主機的ASCII字元串。使用設備識別串可以使 Windows95/98 的作業系統自動檢測並行連線埠上的設備，並使用設備標識符載入對應的設備驅動程式 。設備識別串由兩位元組表示串長度的 16 進制數和一組格式為：關鍵字：值{ ,} ；由ASCII值表示的欄位構成。每個關鍵字至少包括一個值，關鍵字最少應包括MANUFACTRUER、COMMAND SET 和 MODEL，它們可以簡寫為MFG、CMD、MDL 。

常見類型

標準並行接口（SPP）

SPP 模式是標準並行接口模式,它可以提供 50K Bits/ 秒的典型傳輸速度，其最高的傳輸速度可達150K Bits/s。通常可選擇Nibble(4bits)或Byte(8bits)的方式進行輸入數據。SPP 硬體是由 8條數據線，4 條控制線和 5條狀態線所組成，它們分別對應三個不同的暫存器來進行數據的讀寫操作。

常用暫存器地址， 對於 LPT1：0X378h(888d)為數據傳送地址,為數據口。0X379h(889d)為狀態地址,狀態口。0X37Ah(890d)為計算機向印表機控制地址，為控制口。並行接口採用的是 TTL 標準的邏輯電平，輸入信號也要符合 TTL 標準。這種特性可以使接口容易套用在電子設計中。大部分的 PC 並行接口能吸收和輸出12mA 左右的電流，如套用時小於或大於這個值,應使用緩衝電路。

增強並行接口（EPP）

EPP並口是一種接口，是一種增強了的雙向並行傳輸接口，優點是不需在PC中用其它的卡，無限制連線數目（只要你有足夠的連線埠），設備的安裝及使用容易，最高傳輸速度為1.5Mbps。

EPP是一種增強了的雙向並行傳輸接口。優點是不需在PC中用其它的卡，無限制連線數目（只要你有足夠的連線埠），設備的安裝及使用容易，最高傳輸速度為1.5Mbps。EPP接口曾經最普及，但目前市場上幾乎看不到EPP接口的MP3播放器了，尤其是其較慢的數據傳輸效率已經極大的限制了MP3的速度，顯然無法適合快節奏的時代需要。

假設一個MP3歌曲檔案為4MB，在並口上進行傳輸則需要4MB×1024(K/M)×1024(1/K)÷(150000(b/s)÷8(b/B))≈224s≈4分鐘，如果你的MP3有幸使用大到64MB容量的話，換來的結果就是你需要65分鐘進行檔案傳輸，而這裡面的16首歌曲頂多讓你欣賞64分鐘。

擴展功能並行接口（ECP）

ECP模式是由Microsoft and Hewlett Packard提出，是對標準並口的擴展，作為印表機和掃瞄器類的外設的高級通訊模式，允許圖象數據壓縮、排隊中的FIFO（先入先出）和高速雙向通信。數據傳送速度大約2—4MB/S。

ECP模式提供了2種數據傳輸周期時序，可用於2個方向：

1.數據周期data cycle

2. 命令周期command cycle

命令周期又分為2種類型，RLE（Run-Length Count）和通道編址（Channel address）。

RLE方式實現數據的實時壓縮，壓縮率可達64:1，特別用於印表機和掃瞄器傳輸大量光柵圖像數據（含有大量的相同數據串）時，但必須主機和外設都支持才可以實現。通道編址與EPP的地址有不同，是用於一種物理設備包括多種邏輯設備的場合，比如FAX/Printer/Modem一體機。