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Puertos y Conectores
Por: Wilkinsonpc
Fecha: 3 Septiembre, 2002
Actualizado el: Julio 10, 2003
Puerto paralelo
Tras la acentuada falta de estandarización del interfaz paralelo, surgió Centronics como un standard en este tipo de conexión, debido a la facilidad de uso y la comodidad a la hora de trabajar con él.
A raÃz de este interfaz, posteriormente apareció una norma standard (IEEE 1284) para el interfaz paralelo en los computadores personales.
La transmisión en paralelo entre un computador y un periférico, se basa en la transmisión de datos simultáneamente por varios canales, generalmente 8 bits. Por esto se necesitan 8 cables para la transmisión de cada bit, mas otros tantos cables para controles del dispositivo, el numero de estos dependerá del protocolo de transmisión utilizado.
Norma IEE 1284
La norma: "IEEE Std. 1284-1994 Standard Signaling Method for a Bi-directional Parallel Peripheral Interface for Personal Computers", supone tal avance para el puerto paralelo como el Pentium frente al 286. Esta norma provee una alta velocidad de comunicación bi-direccional entre el computador y el periférico externo lo que hace la comunicación de 50 a 100 veces mas rápido que el puerto paralelo original. A parte del incremento de velocidad la gran ventaja es que la compatibilidad con todos los periféricos existentes que puedan usar el puerto paralelo.
La norma 1284 define 5 modos de transmisión de datos. Cada tipo provee un método de transmisión de datos ya sea la dirección computador - periférico, la inversa (Periférico - computador) o bi-direccional. Los modos son:
computador - Periférico :Compatibility Mode : "Centronics" en modo standard.
Periférico - computador : Byte Mode : 8 bits al mismo tiempo usando lÃneas de datos, algunas veces puede funcionar como un puerto bi-direccional.
Bi-direccional
EPP : Puerto Paralelo Ampliado, usado principalmente por periféricos como: CD-ROM, cintas, discos duros, adaptadores de redes, etc. excluyendo las impresoras.
ECP : Puerto con Capacidad Extendida, usado principalmente por scanners e impresoras de nueva generación.
Todos lo puertos paralelo pueden usarse en modo bi-direccional usando el modo Compatibility. El modo Byte puede ser utilizado por al menos el 25% de las bases instaladas de puertos paralelos.
Todos los modos utilizan software solo para la transmisión de datos, el driver se encarga de escribir los datos, comprobar las lÃneas de unión (BUSY), hacer valer las señales de control apropiadas (STROBE) y luego pasar al siguiente byte. Este software limita la efectiva transmisión de datos a unos ratios de 50 a 100 Kbytes por segundo.
Además de los 2 anteriores modos, EPP y ECP están siendo implementados sobre los mas nuevos controladores de E/S por la mayorÃa de fabricantes. Estos modos usan hardware para ayudar a la transmisión de datos. Por ejemplo en el modo EPP, un byte de datos puede ser enviado al periférico por una simple instrucción de salida. El control E/S controla todo el intercambio y transmisión de datos al periférico.
En resumen, la norma 1284 nos indica lo siguiente:
5 tipos de operaciones para transmitir datos.
Un método para el computador y el periférico para determinar el modo de transmisión mantenido y negociar el modo requerido.
+ Define el interfaz fÃsico:
Cables.
Conectores.
+ Define el interfaz eléctrico:
Drivers.
Terminación.
Impedancia.
Puerto serie
El puerto serie de un computador es un adaptador asÃncrono utilizado para poder intercomunicar varios computadores entre sÃ. Este puerto serie recibe y envÃa información fuera del computador mediante un determinado software de comunicación o un driver del puerto serie.
El software envÃa la información al puerto carácter a carácter, conviertiéndolo en una señal que puede ser enviada por un cable serie o un módem.
Cuando se ha recibido un carácter, el puerto serie envÃa una señal por medio de una interrupción indicando que el carácter está listo. Cuando el computador ve la señal, los servicios del puerto serie leen el carácter.
Conectores
En nuestros PC's, se emplea como conector del interface serie un terminal macho al que llamaremos DTE (Data Terminal Equipment) que, a través de un cable conectamos a un periférico que posee un conector hembra al que llamaremos DCE (Data Comumunications Equipment). En nuestro terminal DTE, tenemos las siguientes conexiones (para un conector DB-25):
|
PIN
|
Nombre
|
Dirección
|
Función
|
|
1
|
P.G.
|
--
|
Tierra de
seguridad |
|
2
|
TD
|
-->DCE
|
Salida
datos DTE |
|
3
|
RD
|
-->DTE
|
Entrada
de datos DTE |
|
4
|
RTS
|
-->DCE
|
Petición
de emisión DTE |
|
5
|
CTS
|
-->DTE
|
Listo
para trasmitir DCE |
|
6
|
DSR
|
-->DTE
|
CE listo
para com. con DTE |
|
7
|
GND
|
--
|
Masa común
del circuito |
|
8
|
DCD
|
-->DTE
|
Detección
de portadora |
|
20
|
DTR
|
-->DCE
|
Señal de
terminal disponible |
|
23
|
DSRD
|
<-->
|
Indicador
de velocidad de Tx. |
Direcciones
El puerto serie utiliza direcciones y una lÃnea de señales, un IRQ para llamar la atención del procesador. Además el software de control debe conocer la dirección.
La mayorÃa de los puertos series utilizan direcciones standard predefinidas. Éstas están descritas normalmente en base hexadecimal. Cuando se instala un nuevo puerto, normalmente se mueve un jumper o switch para seleccionar un puerto (COM1, COM2, COM3, etc., con lo que se asigna una dirección y una interrupción usada por la tarjeta del puerto.
Las direcciones e IRQ usadas por los puertos serie fueron definidas al diseñar el computador originalmente ; sin embargo, las del COM3 y COM4 no se han definido oficialmente, aunque están aceptadas por convenios.
Las señales son :
|
Dirección
|
Interrupción
|
(IRQ)
|
|
COM1
|
3F8
|
4
|
|
COM2
|
2F8
|
3
|
|
COM3
|
3E8
|
4
|
|
COM4
|
2E8
|
3
|
Se pueden añadir gran cantidad de puertos serie a un PC, ya que existe gran flexibilidad a la hora de definir direcciones no standard, siempre que se encuentren entre el rango 100 y 3FF hexadecimal y siempre que no entren en conflicto con otros dispositivos.
Los computadores IBM PS/2 usan la Microchannel Architecture, que define las direcciones e IRQs para los puertos desde COM1 a COM8:
|
Dirección
|
Interrupción
|
(IRQ)
|
|
COM1
|
3F8
|
4
|
|
COM2
|
2F8
|
3
|
|
COM3
|
3E8
|
4
|
|
COM4
|
2E8
|
3
|
|
COM5
|
4220
|
3
|
|
COM6
|
4228
|
3
|
|
COM7
|
5220
|
3
|
|
COM8
|
5228
|
3
|
Transmisión de datos
Para el protocolo de transmisión de datos, sólo se tienen en cuenta dos estados de la lÃnea, 0 y 1, también llamados Low y High. Cuando no se transmite ningún carácter, la lÃnea esta High. Si su estado pasa a Low, se sabe que se transmiten datos. Por convenio se transmiten entre 5 y 8 bits, pero la BIOS sólo soporta una anchura de datos de 7 u 8 bits. Durante la transmisión, si la lÃnea está Low, se envÃa un 0 y si está High indica un bit a uno. Se envÃa primero el bit menos significativo, siendo el más significativo el último en enviarse.
A continuación se envÃa un bit de paridad para detectar errores. Finalmente se mandan los bits de stop, que indican el fin de la transmisión de un carácter. El protocolo permite utilizar 1, 1,5 y 2 bits de stop.
El número de bits que componen cada palabra dependen del código a emplear, asÃ, si se quieren transmitir datos ASCII normales, serán de 7 bits, pero si se quiere enviar el juego completo de caracteres, cada una deberÃa estar formada por 8 bits.
Dependiendo de esto, si se emplea paridad y el numero de bits de stop, se mandarán un determinado número de caracteres dependiendo de la velocidad en baudios (bits por segundo) por el puerto serie.
En la siguiente figura se puede ver con detalle la transmisión del carácter ASCII A, que es el 65 y su representación binaria es 0100001.
Tipos de puertos serie
Hay muchos tipos de puertos serie, que están definidos normalmente por el tipo de UART (Universal Asynchronous Receiver / Transmitter, Receptor/Transmisor AsÃncrono Universal) usado por el puerto serie. El UART es un chip del puerto serie que convierte los datos de formato paralelo utilizados por el PC en datos de formato serie para su envÃo.
A continuación se enumeran los diferentes tipos de UARTs existentes :
UART's sin buffer:
Los UARTs sin buffer fueron diseñados cuando los módem más rápidos transmitÃan a 1200 bps. No tienen buffer de carácter extra en el UART, por lo que dependen del procesador para borrar cada carácter enviado por el módem antes de que el siguiente carácter sea enviado.
Los UARTs sin buffer comprenden las series 8250, el 16450 y el original 16550.
UART's con buffer:
Los UARTs con buffer han sido diseñados como apoyo a los módem rápidos de la actualidad. El UART original con buffer es el 16550A, que puede acumular 16 caracteres en un buffer antes de que el procesador lea el dato. Esto hace que el software del PC tenga una mayor facilidad para comunicarse con el módem, creándose menos errores y una mayor velocidad de transmisión.
Otros tipos
Pequeños puertos serie
Existen algunas tarjetas diseñadas especÃficamente para dotar de un puerto serie de alta velocidad para comunicaciones. Estas tarjetas tienen un microprocesador en su interior que asiste al PC en las comunicaciones. Además, disponen de un modo de transferencia de datos de alta velocidad que es mucho más eficiente que el interface de puerto serie normal. Estas tarjetas necesitan unos drivers especiales para su uso, pero también disponen de un interface standard de puerto serie por motivos de compatibilidades.
Hayes ESP-I y ESP-II
Hayes ha introducido tres diferentes tipos de "Enhanced Serial Ports", o tarjeta ESP. La original tarjeta ESP (ESP-I) es una tarjeta "full-length 8-bit" con dos 16550A puertos serie y un procesador que tiene en cuenta las transmisiones entre el puerto original y el procesador. Esta tarjeta no es soportada por Windows ni OS/2, por lo que se hace necesario el uso del puerto standard.
La tarjeta ESP-II está disponible con un o dos puertos serie. Este producto reemplazó al modelo original y dispone de drivers para diferentes entornos al mismo tiempo,, e incluso reciente Hayes ha introducido un driver para Windows 95.
Practical Peripherals High Speed Serial Port HSSP
Un Practical Peripheral High Speed Serial Port (HSSP) es una versión mejorada de la tarjeta Hayes ESP-II, y es idéntica en su construcción a la ESP-II. Tiene los drivers que la ESP-II.
El T/Port
El T/Port de Telcor Systems, Inc. es una tarjeta especial que incluye un microprocesador y es utilizada para la comunicación con un host durante un tiempo elevado. El T/Port mejora el funcionamiento del computador, especialmente cuando opera bajo Windows u OS/2. Presenta una emulación del interface 16450.
Otros tipo de puertos serie
Algunos módem internos utilizan chips con la apariencia de un 16450 UART, pero realmente son procesadores simulando ese UART.
Otros módem, también disponen de un segundo buffer que aumenta la capacidad del principal y ofrece una considerable protección ante caracteres perdidos (overrun errors).
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