Port Cổng nối tiếp và cổng song song là gì: trình độ kỹ thuật và sự khác biệt

Cổng nối tiếp và cổng song song là thứ mà tất cả chúng ta đã nghe nhiều lần, nhưng rất có thể là người trẻ nhất thậm chí không biết những cổng này đã ở với chúng ta trong nhiều năm qua. Trong bài viết này, chúng tôi giải thích cổng nối tiếp là gì và cổng song song là gì, cũng như sự khác biệt của nó.

Chỉ số nội dung

Cổng nối tiếp và cổng song song là gì

Trong điện toán, cổng nối tiếp là giao diện giao tiếp nối tiếp, qua đó thông tin được truyền hoặc tắt một bit tại một thời điểm, trái ngược với cổng song song. Trong suốt phần lớn lịch sử của máy tính cá nhân, dữ liệu được truyền qua các cổng nối tiếp đến các thiết bị như modem, thiết bị đầu cuối và các thiết bị ngoại vi khác nhau.

Chúng tôi khuyên bạn nên đọc bài viết của mình về Cách kết nối với máy tính để bàn từ xa Windows 10

Tầm quan trọng của cổng nối tiếp và hoạt động của nó

Mặc dù các giao diện như Ethernet, FireWire và USB gửi dữ liệu dưới dạng luồng nối tiếp, thuật ngữ "cổng nối tiếp" thường xác định phần cứng ít nhiều tuân thủ tiêu chuẩn RS-232, nhằm tương tác với modem hoặc thiết bị của giao tiếp tương tự. Các máy tính hiện đại không có cổng nối tiếp có thể yêu cầu chuyển đổi USB sang nối tiếp để cho phép tương thích với các thiết bị nối tiếp RS-232. Các cổng nối tiếp vẫn được sử dụng trong các ứng dụng như hệ thống tự động hóa công nghiệp, dụng cụ khoa học, hệ thống điểm bán hàng và một số sản phẩm công nghiệp và tiêu dùng.

Máy chủ có thể sử dụng cổng nối tiếp làm bảng điều khiển để chẩn đoán. Các thiết bị mạng như bộ định tuyến và chuyển mạch thường sử dụng bàn điều khiển nối tiếp để cấu hình. Các cổng nối tiếp vẫn được sử dụng trong các lĩnh vực này, vì chúng đơn giản, rẻ tiền và các chức năng điều khiển của chúng được tiêu chuẩn hóa và phổ biến rộng rãi. Một cổng nối tiếp yêu cầu rất ít phần mềm hỗ trợ từ hệ thống máy chủ.

Một số máy tính, như PC của IBM, sử dụng một mạch tích hợp có tên là UART. IC này chuyển đổi các ký tự đến và từ dạng chuỗi không đồng bộ, thực hiện đồng bộ hóa và đóng khung dữ liệu trong phần cứng. Các hệ thống chi phí rất thấp, như một số máy tính gia đình đầu tiên, sẽ sử dụng CPU để gửi dữ liệu qua chân đầu ra, sử dụng kỹ thuật đập bit. Trước khi các mạch tích hợp UART tích hợp quy mô lớn (LSI) là phổ biến, một máy tính mini hoặc máy vi tính sẽ có một cổng nối tiếp bao gồm nhiều mạch tích hợp quy mô nhỏ để thực hiện các thanh ghi dịch chuyển, cổng logic, bộ đếm và tất cả các logic khác cho một cổng nối tiếp.

Các bộ xử lý giá rẻ hiện cho phép các chuẩn giao tiếp nối tiếp nhanh hơn nhưng phức tạp hơn như USB và FireWire để thay thế RS-232. Điều này cho phép kết nối các thiết bị không hoạt động khả thi trên các kết nối nối tiếp chậm hơn, chẳng hạn như bộ lưu trữ lớn, âm thanh và thiết bị video. Nhiều bo mạch chủ vẫn có ít nhất một cổng nối tiếp, ngay cả khi nó chỉ có thể được truy cập thông qua tiêu đề pin. Các hệ thống và máy tính xách tay dạng nhỏ có thể bỏ qua các cổng kết nối RS-232 để tiết kiệm không gian, nhưng các thiết bị điện tử vẫn còn đó. RS-232 đã được tiêu chuẩn từ rất lâu đến nỗi các mạch cần thiết để điều khiển một cổng nối tiếp trở nên rất rẻ và thường tồn tại trên một con chip, đôi khi cũng có các mạch cho một cổng song song.

Mặc dù tiêu chuẩn RS-232 ban đầu chỉ định đầu nối loại D 25 chân, nhiều nhà thiết kế đã chọn chỉ thực hiện một tập hợp con của tiêu chuẩn đầy đủ, tương thích hoán đổi với tiêu chuẩn để sử dụng các đầu nối nhỏ gọn và rẻ tiền hơn (cụ thể là Phiên bản DE-9 được sử dụng bởi IBM PC-AT gốc). Mong muốn cung cấp các thẻ giao diện nối tiếp cổng kép yêu cầu IBM giảm kích thước của đầu nối để phù hợp với bảng điều khiển phía sau thẻ đơn. Đầu nối DE-9 cũng vừa với thẻ có đầu nối DB-25 thứ hai. Bắt đầu từ thời điểm giới thiệu IBM PC-AT, các cổng nối tiếp thường được xây dựng với đầu nối 9 chân để tiết kiệm chi phí và không gian. Tuy nhiên, sự hiện diện của đầu nối D thu nhỏ 9 chân là không đủ để chỉ ra rằng kết nối thực sự là một cổng nối tiếp, vì đầu nối này cũng được sử dụng cho video, cần điều khiển và các mục đích khác. Một số thiết bị điện tử thu nhỏ, đặc biệt là máy tính vẽ đồ thị và máy tính xách tay radio hai chiều và nghiệp dư, có cổng nối tiếp sử dụng giắc cắm điện thoại, thường là giắc cắm 2, 5 hoặc 3, 5mm nhỏ hơn và sử dụng giao diện 3 dây cơ bản hơn.

Nhiều mẫu Macintosh thích tiêu chuẩn RS-422 liên quan, chủ yếu là với các đầu nối mini-DIN của Đức, ngoại trừ các mẫu đầu tiên. Macintosh bao gồm một bộ hai cổng tiêu chuẩn để kết nối với máy in và modem, nhưng một số máy tính xách tay PowerBook chỉ có một cổng kết hợp để tiết kiệm dung lượng. Vì hầu hết các thiết bị không sử dụng tất cả 20 tín hiệu được xác định theo tiêu chuẩn, các đầu nối nhỏ hơn thường được sử dụng.

Ví dụ, đầu nối DE-9 9 chân được sử dụng bởi hầu hết các PC tương thích IBM từ PC AT của IBM và đã được tiêu chuẩn hóa thành TIA-574. Gần đây, các kết nối mô-đun đã được sử dụng. Phổ biến nhất là các đầu nối 8P8C, trong đó tiêu chuẩn EIA / TIA-561 xác định sơ đồ chân, trong khi "Tiêu chuẩn nối dây thiết bị nối tiếp Yost" do Dave Yost phát minh là phổ biến trên các máy tính Unix và các thiết bị mới hơn từ Hệ thống Cisco. Đầu nối 10P10C cũng có thể được tìm thấy trên một số thiết bị. Digital Equipment Corporation đã xác định hệ thống kết nối DECconnect của riêng mình dựa trên đầu nối Modular Jackular Modular (MMJ). Đây là một đầu nối 6 chân mô-đun trong đó phím được dịch chuyển khỏi vị trí trung tâm. Như với tiêu chuẩn Yost, DECconnect sử dụng thiết kế pin đối xứng cho phép kết nối trực tiếp giữa hai DTE. Một đầu nối phổ biến khác là đầu nối tiêu đề DH10 phổ biến trên bo mạch chủ và bo mạch bổ trợ, thường được kết nối với đầu nối DE-9 9 chân tiêu chuẩn hơn (và thường được gắn trên một khe cắm miễn phí hoặc phần khác của vụ án).

Cổng song song hoạt động rất khác nhau

Cổng song song là một loại giao diện được tìm thấy trên PC để kết nối các thiết bị ngoại vi. Tên này đề cập đến cách gửi dữ liệu, vì các cổng song song gửi nhiều bit dữ liệu cùng một lúc, trong giao tiếp song song, không giống như các giao diện nối tiếp gửi từng bit một. Để làm điều này, các cổng song song yêu cầu nhiều đường dữ liệu trên cáp và đầu nối cổng của chúng và chúng có xu hướng lớn hơn các cổng nối tiếp hiện đại chỉ yêu cầu một đường dữ liệu.

Có nhiều loại cổng song song, nhưng thuật ngữ này được liên kết chặt chẽ hơn với cổng máy in hoặc cổng Centrics được tìm thấy trên hầu hết các máy tính cá nhân từ những năm 1970 đến những năm 2000. Đó là một tiêu chuẩn công nghiệp thực tế trong nhiều năm và cuối cùng đã được tiêu chuẩn hóa thành IEEE 1284 vào cuối những năm 1990, trong đó xác định các phiên bản hai chiều của Cổng song song nâng cao (EPP) và Cổng công suất mở rộng (ECP) . Ngày nay, giao diện cổng song song hầu như không tồn tại do sự gia tăng của các thiết bị bus nối tiếp vạn năng (USB), cùng với in mạng sử dụng máy in Ethernet và Wi-Fi được kết nối.

Giao diện cổng song song ban đầu được gọi là Bộ điều hợp máy in song song trên các máy tính tương thích với IBM PC. Nó được thiết kế chủ yếu để vận hành các máy in sử dụng bộ ký tự ASCII mở rộng tám bit của IBM để in văn bản, nhưng cũng có thể được sử dụng để điều chỉnh các thiết bị ngoại vi khác. Máy in đồ họa, cùng với một số thiết bị khác, đã được thiết kế để giao tiếp với hệ thống.

Trước khi USB ra đời, giao diện song song đã được điều chỉnh để truy cập vào một số thiết bị ngoại vi khác ngoài máy in. Một trong những ứng dụng đầu tiên của cổng song song là cho các khóa được sử dụng làm khóa phần cứng được cung cấp cùng với phần mềm ứng dụng như một hình thức bảo vệ bản sao phần mềm. Các ứng dụng khác bao gồm các ổ đĩa quang như đầu đọc và ghi CD, ổ Zip, máy quét, modem ngoài, bộ điều khiển trò chơi và cần điều khiển. Một số máy nghe nhạc MP3 cầm tay sớm nhất yêu cầu kết nối cổng song song để chuyển bài hát sang thiết bị. Bộ điều hợp có sẵn để chạy các thiết bị SCSI thông qua song song. Các thiết bị khác như lập trình viên EPROM và trình điều khiển phần cứng có thể kết nối qua cổng song song.

Hầu hết các hệ thống tương thích với PC trong những năm 1980 và 1990 có một đến ba cổng, với các giao diện truyền thông được định nghĩa theo cách này:

• Cổng song song logic 1: Cổng I / O 0x3BC, IRQ 7 (thường trên bộ điều hợp đồ họa đơn sắc) Cổng song song logic 2: Cổng I / O 0x378, IRQ 7 (thẻ IO chuyên dụng hoặc thông qua bộ điều khiển được tích hợp trong bo mạch chủ) Cổng song song logic 3: Cổng I / O 0x278, IRQ 5 (thẻ IO chuyên dụng hoặc thông qua bộ điều khiển được tích hợp trong bo mạch chủ)

Nếu không có cổng máy in ở 0x3BC, cổng thứ hai liên tiếp (0x378) trở thành cổng song song logic 1 và 0x278 trở thành cổng song song logic 2 cho BIOS. Đôi khi các cổng máy in được bắc cầu để chia sẻ ngắt mặc dù có địa chỉ I / O của riêng chúng, tức là chỉ có thể sử dụng một cổng tại một thời điểm. Trong một số trường hợp, BIOS cũng hỗ trợ cổng máy in thứ tư, nhưng địa chỉ cơ sở khác nhau đáng kể giữa các nhà cung cấp. Do đầu vào dành riêng cho cổng logic máy in thứ tư trong Vùng dữ liệu BIOS được chia sẻ với các mục đích sử dụng khác trên máy PS / 2 và với thẻ đồ họa tương thích S3, nên nó thường yêu cầu trình điều khiển đặc biệt trong hầu hết các môi trường. Trong DR-DOS 7.02, việc gán cổng BIOS có thể được thay đổi và ghi đè bằng cách sử dụng các chỉ thị CONFT.SYS LPT1, LPT2, LPT3 và LPT4 tùy chọn.

Các hệ thống dựa trên DOS làm cho các cổng song song logic được BIOS phát hiện có sẵn dưới các tên thiết bị như LPT1, LPT2 hoặc LPT3 tương ứng với cổng logic song song 1, 2 và 3, tương ứng. Các tên này được lấy từ các thuật ngữ như Line Print Terminal, Local Print Terminal hoặc Line PrinTer. Một quy ước đặt tên tương tự đã được sử dụng trên các hệ thống ITS, DEC, cũng như các hệ thống CP / M và 86-DOS (LST).

Trong DOS, máy in song song có thể được truy cập trực tiếp từ dòng lệnh. Ví dụ: lệnh "TYPE C: \ AUTOEXEC.BAT> LPT1:" sẽ chuyển hướng nội dung của tệp AUTOEXEC.BAT sang cổng máy in. Một thiết bị PRN cũng có sẵn dưới dạng bí danh cho LPT1. Một số hệ điều hành như DOS cho phép bạn thay đổi phân bổ cố định này bằng các phương tiện khác nhau. Một số phiên bản của DOS sử dụng các tiện ích mở rộng trình điều khiển thường trú do MODE cung cấp hoặc người dùng có thể thay đổi ánh xạ bên trong thông qua chỉ thị CONFIG.SYS PRN = n (như trong DR-DOS 7.02 trở lên). DR-DOS 7.02 cũng cung cấp hỗ trợ tích hợp tùy chọn cho LPT4 nếu BIOS bên dưới hỗ trợ nó.

PRN, cùng với CON, AUX và một vài tên khác là tên tệp và thư mục không hợp lệ trong DOS và Windows, thậm chí là Windows XP. Thậm chí còn có một thiết bị MS-DOS trong lỗ hổng tên đường dẫn trong Windows 95 và 98, khiến máy tính gặp sự cố nếu người dùng gõ "C: \ CON \ CON", "C: \ PRN \ PRN" hoặc " C: \ AUX \ AUX "trong thanh địa chỉ của Windows Explorer. Microsoft đã phát hành một bản vá để sửa lỗi này, nhưng các hệ điều hành Windows 95 và 98 mới cài đặt vẫn sẽ có lỗi.

Điều này kết thúc bài viết của chúng tôi về cổng nối tiếp và cổng song song là gì, bạn có thể để lại nhận xét nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào.

Nguồn Wikipediawikipedia