Τι είναι η σειριακή θύρα. Θύρα COM. Καλωδίωση, pinout και κύκλωμα

Ένας σύγχρονος προσωπικός υπολογιστής δεν θα είχε κερδίσει ποτέ τόσο τεράστια δημοτικότητα εάν εκτελούσε μόνο υπολογιστικές λειτουργίες. Ο τρέχων υπολογιστής είναι πολυλειτουργική συσκευή, με τη βοήθεια του οποίου ο χρήστης μπορεί όχι μόνο να πραγματοποιήσει οποιουσδήποτε υπολογισμούς, αλλά και να εκτελέσει πολλά διαφορετικά πράγματα: εκτύπωση κειμένου, έλεγχος εξωτερικών συσκευών, επικοινωνία με άλλους χρήστες χρησιμοποιώντας δίκτυα υπολογιστώνκτλ. Όλη αυτή η τεράστια λειτουργικότητα επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας πρόσθετες συσκευές– περιφερειακά που συνδέονται με έναν προσωπικό υπολογιστή μέσω ειδικών υποδοχών που ονομάζονται θύρες.

Θύρες προσωπικού υπολογιστή

Λιμάνι – ηλεκτρονική συσκευή, εκτελείται απευθείας στη μητρική πλακέτα υπολογιστή ή σε πρόσθετες πλακέτες που είναι εγκατεστημένες σε προσωπικό υπολογιστή. Οι θύρες διαθέτουν μια μοναδική υποδοχή σύνδεσης εξωτερικές συσκευές– περιφέρεια. Προορίζονται για ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ υπολογιστή και εξωτερικών συσκευών (εκτυπωτές, μόντεμ, ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές κ.λπ.). Πολύ συχνά, στη βιβλιογραφία μπορείτε να βρείτε άλλο όνομα για λιμάνια - διεπαφές.

Όλες οι θύρες μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες:

• Εξωτερικός- για σύνδεση εξωτερικών συσκευών (εκτυπωτές, σαρωτές, plotters, συσκευές βίντεο, μόντεμ κ.λπ.)
• Οικιακός- για σύνδεση εσωτερικές συσκευές(σκληροί δίσκοι, κάρτες επέκτασης).

Εξωτερικές θύρες προσωπικού υπολογιστή

1. ΥΓ/2- θύρα για σύνδεση πληκτρολογίου.
2. ΥΓ/2- θύρα για σύνδεση ποντικιού.
3. Ethernet- θύρα σύνδεσης τοπικό δίκτυοΚαι συσκευές δικτύου(δρομολογητές, μόντεμ, κ.λπ.);
4. USB- θύρα για σύνδεση συσκευών εξωτερική περιφέρεια(εκτυπωτές, σαρωτές, smartphone κ.λπ.)
5. LPT - παράλληλη θύρα. Εξυπηρετεί για τη σύνδεση πλέον ξεπερασμένων μοντέλων εκτυπωτών, σαρωτών και plotter.
6. COM - σειριακή θύρα RS232. Χρησιμοποιείται για τη σύνδεση συσκευών όπως μόντεμ μέσω τηλεφώνου και παλιούς εκτυπωτές. Τώρα είναι ξεπερασμένο, πρακτικά δεν χρησιμοποιείται.
7. MIDI- θύρα σύνδεσης κονσόλες παιχνιδιών, midi πληκτρολόγια, μουσικά όργανα με την ίδια διεπαφή. ΣΕ Πρόσφαταπρακτικά αντικαταστάθηκε από θύρα USB.
8. Είσοδος ήχου - αναλογική είσοδοςΓια γραμμή εξόδου συσκευές ήχου(κασετόφωνο, συσκευές αναπαραγωγής κ.λπ.)
9. Εξοδος ήχου- αναλογική έξοδος ηχητικό σήμα(ακουστικά, ηχεία κ.λπ.)
10. Μικρόφωνο- Έξοδος μικροφώνου για σύνδεση μικροφώνου.
11. SVGA- θύρα για σύνδεση συσκευών προβολής βίντεο: οθόνες, σύγχρονες λυχνίες LED, LCD και πάνελ πλάσματος(αυτός ο τύπος σύνδεσης είναι ξεπερασμένος).
12. Έξοδος VID- η θύρα χρησιμοποιείται για την έξοδο και την είσοδο σημάτων βίντεο χαμηλής συχνότητας.
13. DVI- μια θύρα για τη σύνδεση συσκευών προβολής βίντεο, πιο σύγχρονη από το SVGA.

Σειριακή θύρα (θύρα COM)

Μία από τις παλαιότερες θύρες που έχουν εγκατασταθεί σε υπολογιστές για περισσότερα από 20 χρόνια. Μπορείτε να το βρείτε αρκετά συχνά στη λογοτεχνία κλασικό όνομα – RS232. Η ανταλλαγή δεδομένων με τη χρήση του πραγματοποιείται σε σειριακή λειτουργία, δηλαδή οι γραμμές μετάδοσης και λήψης είναι ενός bit. Έτσι, οι πληροφορίες που μεταδίδονται από έναν υπολογιστή σε μια συσκευή ή αντίστροφα χωρίζονται σε bit που διαδέχονται το ένα το άλλο διαδοχικά.

Η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων που παρέχεται από αυτήν τη θύρα δεν είναι υψηλή και έχει τυποποιημένο εύρος: 50, 100, 150, 300, 1200, 2400, 4800, 9600, 14400, 38400, 57600, 115200 Kbps.

Χρησιμοποιήθηκε μια σειριακή θύρα για τη σύνδεση τόσο «αργών» συσκευών σε έναν υπολογιστή όπως οι πρώτοι εκτυπωτές και plotter, τα μόντεμ μέσω τηλεφώνου, τα ποντίκια, ακόμη και για την επικοινωνία μεταξύ υπολογιστών. Όσο αργή κι αν ήταν η ταχύτητά του, για να συνδεθούν οι συσκευές μεταξύ τους, χρειάζονταν μόνο τρία καλώδια - το πρωτόκολλο ανταλλαγής δεδομένων ήταν τόσο απλό. Είναι σαφές ότι για πλήρη εργασία ήταν απαραίτητο μεγάλη ποσότητααγωγοί στο καλώδιο.

Σήμερα, η σειριακή θύρα ουσιαστικά δεν χρησιμοποιείται πλέον και έχει αντικατασταθεί πλήρως από τον νεότερο, αλλά και ταχύτερο «αδελφό» της - θύρα USB. Θα πρέπει να σημειωθεί, ωστόσο, ότι ορισμένοι κατασκευαστές εξακολουθούν να εξοπλίζουν τις μητρικές τους με θύρα COM. Ωστόσο, το ίδιο το όνομα - "σειριακή θύρα" εξακολουθεί να χρησιμοποιείται από τους προγραμματιστές λογισμικού. Για παράδειγμα, συσκευές Bluetooth, θύρες κινητά τηλέφωνασυχνά παρουσιάζεται ακριβώς ως «σειριακή θύρα». Αυτό μπορεί να είναι λίγο μπερδεμένο, αλλά αυτό γίνεται γιατί μεταφέρουν και δεδομένα σειριακά, αλλά με μεγαλύτερη ταχύτητα.

Εάν για κάποιο λόγο μπορεί να χρειαστείτε μια θύρα COM, αλλά ο υπολογιστής σας δεν διαθέτει, τότε για το σκοπό αυτό μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν προσαρμογέα που συνδέεται σε μια σύγχρονη θύρα USB, η οποία είναι διαθέσιμη σε όλους τους σύγχρονους υπολογιστές και, από την άλλη, ένας τέτοιος προσαρμογέας έχει υποδοχή σειριακής θύρας. Υπάρχει, ωστόσο, ένας περιορισμός: εάν το λογισμικό είχε απευθείας πρόσβαση στο υλικό μιας πραγματικής θύρας COM, τότε δεν θα λειτουργήσει με έναν τέτοιο προσαρμογέα. Σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να αγοράσετε ειδική αμοιβή, το οποίο είναι εγκατεστημένο στο εσωτερικό του υπολογιστή σας.

Δομικά, η σειριακή θύρα του υπολογιστή έχει έναν αρσενικό σύνδεσμο (με προεξέχοντες ακροδέκτες):

Σήμερα, η υποδοχή σειριακής θύρας 25 ακίδων έχει πρακτικά πέσει εκτός χρήσης και δεν έχει εγκατασταθεί σε υπολογιστή για αρκετά χρόνια. Εάν ο κατασκευαστής παρέχει στη μητρική πλακέτα μια θύρα COM, τότε πρόκειται για υποδοχή DB9 9 ακίδων.

Είναι μια διεπαφή για τη σύνδεση συσκευών όπως εκτυπωτές, σαρωτές και plotter.

Σας επιτρέπει να μεταδίδετε ταυτόχρονα 8 bit δεδομένων, αν και προς μία κατεύθυνση - από τον υπολογιστή στην περιφέρεια. Επιπλέον, έχει 4 bit ελέγχου (όπως με τα bit δεδομένων, τα bit ελέγχου μεταφέρονται από τον υπολογιστή στην εξωτερική συσκευή) και 4 bit κατάστασης (αυτά τα bit μπορούν να «διαβαστούν» από τον υπολογιστή από τη συσκευή).

ΣΕ τα τελευταία χρόνια, Η θύρα LPT βελτιώθηκε και έγινε αμφίδρομη, δηλαδή έγινε δυνατή η μετάδοση bits δεδομένων μέσω αυτής και προς τις δύο κατευθύνσεις. Σήμερα είναι ξεπερασμένο και πρακτικά δεν χρησιμοποιείται, αν και οι κατασκευαστές μητρικών πλακών εξακολουθούν να το περιλαμβάνουν στη σύνθεσή του.

Οι λάτρεις και οι ραδιοερασιτέχνες χρησιμοποιούν συχνά αυτή τη θύρα για να ελέγχουν τυχόν μη τυπικές συσκευές (χειροτεχνίες κ.λπ.).

Διασύνδεση USB

USB- αυτή είναι συντομογραφία πλήρες όνομα port – γενικός σειριακός δίαυλος («universal serial bus»).

Είναι μια από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες θύρες σε έναν προσωπικό υπολογιστή σήμερα. Και αυτό δεν είναι τυχαίο - αυτός Προδιαγραφέςκαι η ευκολία χρήσης είναι πραγματικά εντυπωσιακά.

Η ταχύτητα ανταλλαγής δεδομένων για τη διασύνδεση USB 2.0 μπορεί να φτάσει τα 480 Mbit/s και για τη διεπαφή USB3.0 – έως και 5 Gbit/s (!).

Επιπλέον, όλες οι εκδόσεις αυτής της διεπαφής είναι συμβατές μεταξύ τους. Δηλαδή, μπορεί να συνδεθεί μια συσκευή που χρησιμοποιεί διεπαφή 2.0 θύρα USB 3.0 (σε αυτήν την περίπτωση, η θύρα θα μειώσει αυτόματα την ταχύτητα στην επιθυμητή τιμή). Αντίστοιχα, μια συσκευή που χρησιμοποιεί θύρα USB 3.0 μπορεί να συνδεθεί σε θύρα USB 2.0. Η μόνη προϋπόθεση είναι εάν η κανονική λειτουργία απαιτεί ταχύτητα μεγαλύτερη από τη μέγιστη Ταχύτητα USB 2.0 τότε κανονική λειτουργία περιφερειακή συσκευήδεν θα είναι δυνατή σε αυτή την περίπτωση.

Επιπλέον, η δημοτικότητα αυτής της θύρας οφείλεται επίσης στο γεγονός ότι οι προγραμματιστές συμπεριέλαβαν σε αυτό ένα πολύ χρήσιμο χαρακτηριστικό – αυτή η θύρα μπορεί να χρησιμεύσει ως πηγή ενέργειας, για μια εξωτερική συσκευή που είναι συνδεδεμένη σε αυτό. Σε αυτήν την περίπτωση, δεν απαιτείται πρόσθετη μονάδα για σύνδεση ηλεκτρικό δίκτυο, που είναι πολύ βολικό.

Για την έκδοση θύρας USB 2.0, η μέγιστη κατανάλωση ρεύματος μπορεί να φτάσει τα 0,5A και για την έκδοση USB3.0 τα 0,9A. Δεν συνιστάται η υπέρβαση των καθορισμένων τιμών, καθώς αυτό θα οδηγήσει σε αστοχία της διεπαφής.

Προγραμματιστές του σύγχρονου ψηφιακές συσκευές, προσπαθούμε πάντα να ελαχιστοποιούμε. Επομένως, δομικά, αυτή η θύρα μπορεί να έχει, εκτός από μια τυπική υποδοχή, και μια μίνι έκδοση για μικροσκοπικές συσκευές - mini-USB. Κανένας θεμελιώδεις διαφορέςαπό μια τυπική θύρα USB εκτός από το ίδιο το σχέδιο υποδοχή mini-USBδεν έχει.

Σχεδόν τα πάντα σύγχρονες συσκευέςδιαθέτουν θύρα USB για σύνδεση σε υπολογιστή. Ευκολία εγκατάστασης - η συνδεδεμένη συσκευή αναγνωρίζεται από το λειτουργικό σύστημα σχεδόν αμέσως μετά τη σύνδεση, καθιστώντας δυνατή τη χρήση μιας τέτοιας θύρας χωρίς ειδικές γνώσεις "υπολογιστή". Εκτυπωτές, σαρωτές, ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές, smartphone και tablet, εξωτερικές μονάδες δίσκου - αυτή είναι μόνο μια μικρή λίστα περιφερειακός εξοπλισμός, που χρησιμοποιεί αυτήν τη διεπαφή. Μια απλή αρχή - "plug and play"έκανε αυτή τη θύρα πραγματικά μπεστ σέλερ μεταξύ όλων των διαθέσιμων διεπαφών προσωπικών υπολογιστών.

Θύρα Fire-Wire (Άλλα ονόματα - IEEE1394, i-Link)

Αυτός ο τύπος διεπαφής εμφανίστηκε σχετικά πρόσφατα - από το 1995. Είναι ένα σειριακό λεωφορείο υψηλής ταχύτητας. Οι ρυθμοί μεταφοράς δεδομένων μπορούν να φτάσουν έως και τα 400 Mbit/s στο πρότυπο IEEE 1394 και IEEE 1394a, τα 800 Mbit/s και τα 1600 Mbit/s στο πρότυπο IEEE1394b.

Αυτή η διεπαφή σχεδιάστηκε αρχικά ως θύρα για σύνδεση εσωτερικούς δίσκους (Τύπος SATA), Αλλά πολιτική αδειοδότησης μήλο- ένας από τους προγραμματιστές αυτού του προτύπου, ζήτησε πληρωμή για κάθε τσιπ ελεγκτή. Επομένως, μόνο σήμερα ένας μεγάλος αριθμός απόψηφιακές συσκευές (ορισμένα μοντέλα καμερών και βιντεοκάμερες) είναι εξοπλισμένες με αυτόν τον τύπο διεπαφής. Αυτός ο τύπος λιμανιού δεν έγινε ποτέ ευρέως διαδεδομένος.

Η σημασία αυτής της διεπαφής δεν μπορεί να υπερεκτιμηθεί κατά κανόνα, είναι αυτό που χρησιμοποιείται για τη σύνδεση ενός προσωπικού υπολογιστή σε ένα τοπικό δίκτυο ή για την πρόσβαση στο Διαδίκτυο στις περισσότερες περιπτώσεις. Σχεδόν όλοι οι σύγχρονοι υπολογιστές, φορητοί υπολογιστές και netbook είναι εξοπλισμένοι με θύρα Ethernet ενσωματωμένη στη μητρική πλακέτα. Αυτό είναι εύκολο να επαληθευτεί εάν επιθεωρήσετε τις εξωτερικές υποδοχές.

Για τη σύνδεση εξωτερικών συσκευών, χρησιμοποιείται μια ειδική, η οποία έχει πανομοιότυπες υποδοχές και στα δύο άκρα. συνδετήρες – RJ-45, που περιέχει οκτώ επαφές.

Το καλώδιο είναι συμμετρικό, επομένως, η σειρά με την οποία συνδέονται οι συσκευές δεν έχει σημασία - οποιαδήποτε συσκευή της επιλογής σας μπορεί να συνδεθεί σε οποιαδήποτε από τις ίδιες υποδοχές καλωδίων - υπολογιστή, δρομολογητή, μόντεμ κ.λπ. Σημειώνεται με τη συντομογραφία - UTP, συνηθισμένο όνομα - " συνεστραμμένο ζευγάρι» . Στις περισσότερες περιπτώσεις, τόσο για το σπίτι όσο και για χρήση γραφείουχρησιμοποιήστε καλώδιο πέμπτης κατηγορίας μάρκας UTP-5 ή UTP-5E.

Η ταχύτητα των δεδομένων που μεταφέρονται μέσω μιας σύνδεσης Ethernet εξαρτάται από τεχνικές δυνατότητεςθύρα και είναι 10 Mbit/s, 100 Mbit/s και 1000 Mbit/s. Πρέπει να γίνει κατανοητό ότι αυτό διακίνησηείναι θεωρητικό, και ότι στα πραγματικά δίκτυα είναι κάπως χαμηλότερο λόγω των ιδιαιτεροτήτων του πρωτοκόλλου μεταφοράς δεδομένων Ethernet.

Επίσης, θα πρέπει να έχετε υπόψη σας ότι δεν εγκαθιστούν όλοι οι κατασκευαστές τσιπ υψηλής ταχύτητας στους ελεγκτές Ethernet τους, καθώς είναι πολύ ακριβά. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι, στην πράξη, πραγματική ταχύτηταΗ μετάδοση δεδομένων είναι σημαντικά χαμηλότερη από αυτή που αναγράφεται στη συσκευασία ή στις προδιαγραφές. Κατά κανόνα, σχεδόν όλες οι κάρτες Ethernet είναι συμβατές μεταξύ τους και από πάνω προς τα κάτω. Δηλαδή, τα νεότερα μοντέλα που έχουν δυνατότητα σύνδεσης με ταχύτητες 1000 Mbit/s (1 Gbit/s) θα λειτουργούν χωρίς προβλήματα με παλαιότερα μοντέλα με ταχύτητες 10 και 100 Mbit/s.

Για την οπτική παρακολούθηση της ακεραιότητας της σύνδεσης, η θύρα Ethernet διαθέτει Δείκτες σύνδεσης και πράξης. Ένδειξη σύνδεσης- ανάβει πράσινο όταν η φυσική σύνδεση είναι σωστή και λειτουργεί, δηλαδή το καλώδιο μεταξύ των συσκευών είναι συνδεδεμένο, είναι άθικτο, οι θύρες λειτουργούν. Η δεύτερη ένδειξη Act («δραστηριότητα») είναι συνήθως πορτοκαλί και αναβοσβήνει κατά τη μετάδοση ή λήψη δεδομένων.

Εσωτερικές θύρες προσωπικού υπολογιστή

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, οι εσωτερικές θύρες έχουν σχεδιαστεί για τη σύνδεση περιφερειακών συσκευών όπως σκληρούς δίσκους. σκληροι ΔΙΣΚΟΙ, CD και DVD-ROM, «αναγνώστες καρτών», επιπλέον COMΚαι Θύρες USBκλπ. Οι εσωτερικές θύρες βρίσκονται είτε στη μητρική πλακέτα είτε σε πρόσθετες κάρτες επέκτασης που είναι εγκατεστημένες στο δίαυλο συστήματος.

Μια ξεπερασμένη πλέον διεπαφή για τη σύνδεση παλαιότερων μοντέλων σκληρών δίσκων («σκληροί δίσκοι», HDD). Μετά τη δημιουργία της διεπαφής SATA, ονομάστηκε διεπαφή PATA, ή για συντομία ATA. PATA – ParallelAdvanced Technology Attachment. Αυτή η διεπαφή παράλληλης μεταφοράς δεδομένων για τη σύνδεση μονάδων δίσκου αναπτύχθηκε στα μέσα του 1986 από τη διάσημη πλέον εταιρεία WesternDigital.

Ανάλογα με τον κατασκευαστή, η μητρική πλακέτα μπορεί να περιέχει από ένα έως τέσσερα κανάλια IDE. Οι σύγχρονοι κατασκευαστές, κατά κανόνα, αφήνουν μόνο μία θύρα IDE για συμβατότητα και πρόσφατα έχει επίσης αποκλειστεί από τη μητρική πλακέτα, έχοντας αντικατασταθεί πλήρως από τη σύγχρονη Διασύνδεση SATA.

Ρυθμός μεταφοράς δεδομένων σε τελευταία έκδοσηΗ διεπαφή EnhancedIDE μπορεί να φτάσει τα - 150 Mbit/s. Οι συσκευές συνδέονται χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο IDE με 40 ή 80 πυρήνες για τον παλιό ή τον νέο τύπο διεπαφής, αντίστοιχα.

Συνήθως, μπορείτε να συνδέσετε έως και δύο συσκευές ταυτόχρονα σε μία θύρα IDE χρησιμοποιώντας ένα μόνο καλώδιο. Σε αυτήν την περίπτωση, χρησιμοποιώντας βραχυκυκλωτήρες στις μονάδες δίσκου που καθορίζουν την "αρχαιότητα" των συσκευών που λειτουργούν σε ζεύγη, επιλέγεται ο τρόπος λειτουργίας - σε μία συσκευή - "κύριος", και για το άλλο «υποκείμενος» (σκλάβος).

Μπορείτε να συνδέσετε είτε τον ίδιο τύπο συσκευής, για παράδειγμα, δύο σκληρούς δίσκους ή δύο DVD-ROM, είτε διαφορετικές συσκευές σε οποιονδήποτε συνδυασμό - DVD-ROM και HDD ή CD-ROM και DVD-ROM. Το βύσμα σύνδεσης δεν έχει σημασία, πρέπει απλώς να προσέξετε ότι δύο σύνδεσμοι για τη σύνδεση περιφερειακών μετατοπίζονται για ευκολία σε ένα από τα άκρα του καλωδίου.

Θα πρέπει επίσης να έχετε κατά νου ότι συνδέοντας μια «γρήγορη» συσκευή σχεδιασμένη για καλώδιο 80 συρμάτων χρησιμοποιώντας ένα παλιό καλώδιο 40 συρμάτων, θα μειώσετε σημαντικά την ταχύτητα ανταλλαγής. Επιπλέον, εάν μία από τις συσκευές του ζεύγους έχει μια παλιά (αργή) διεπαφή ATA, τότε η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων σε αυτήν την περίπτωση θα καθοριστεί ακριβώς από την ταχύτητα αυτής της συσκευής.

Εάν υπάρχουν δύο θύρες IDE και δύο μονάδες δίσκου μέσα στον υπολογιστή, για να αυξήσετε την ταχύτητα ανταλλαγής δεδομένων, πρέπει να συνδέσετε κάθε μονάδα σε ξεχωριστή θύρα IDE.

Αυτή η διεπαφή είναι μια εξέλιξη του προκατόχου της Διεπαφή IDE, με τη μόνη διαφορά ότι, σε αντίθεση με τον «παλιότερο φίλο», δεν είναι παράλληλη, αλλά σειριακή διεπαφή. SATA – SerialATA.

Δομικά, έχει μόνο επτά αγωγούς για τη λειτουργία του και μια πολύ μικρότερη περιοχή τόσο του ίδιου του συνδετήρα όσο και του καλωδίου σύνδεσης.

Η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων αυτής της διεπαφής είναι σημαντικά υψηλότερη από το ξεπερασμένο IDE και, ανάλογα με την έκδοση SATA, είναι:

1. SATARev. 1,0 – έως 1,5 Gbit/s.
2. SATARev. 2.0 – έως 3 Gbit/s.
3. SATARev. 3,0 – έως 6 Gbit/sec.

Ακριβώς όπως η διεπαφή IDE, το καλώδιο για τη σύνδεση συσκευών είναι "καθολικό" - οι υποδοχές είναι οι ίδιες και στις δύο πλευρές, αλλά σε αντίθεση με τον "αδελφό" του, τώρα μπορείτε να συνδέσετε μόνο μία συσκευή σε μία θύρα SATA χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο SATA.

Αλλά δεν χρειάζεται να στεναχωριόμαστε γι' αυτό. Οι κατασκευαστές φρόντισαν ώστε ο αριθμός των θυρών να επαρκεί για μια μεγάλη ποικιλία εφαρμογών, εγκαθιστώντας έως και 8 θύρες SATA σε μία μητρική πλακέτα. Η τρίτη αναθεώρηση υποδοχή θύρας SATA είναι συνήθως έντονο κόκκινο.

Πρόσθετες θύρες

Οι περισσότερες μητρικές είναι εξοπλισμένες από τους κατασκευαστές με έναν επιπλέον αριθμό θυρών USB και μερικές φορές με άλλη, πρόσθετη θύρα COM.

Αυτό γίνεται για τη διευκόλυνση του χρήστη. Η πλειοψηφία σύγχρονα κτίριαΟι επιτραπέζιοι υπολογιστές έχουν υποδοχές USB εγκατεστημένες στον μπροστινό πίνακα για άνετη σύνδεση Εξωτερικές μονάδες. Σε αυτή την περίπτωση, δεν χρειάζεται να πιάσετε τον πίσω τοίχο μονάδα του συστήματοςκαι «μπείτε» στην υποδοχή USB, στην οποία είναι συνδεδεμένη πίσω πάνελ.

Αυτή η υποδοχή βρίσκεται στον μπροστινό πίνακα και συνδέεται σε μια πρόσθετη θύρα USB που είναι εγκατεστημένη μητρική πλακέτα. Μεταξύ άλλων, οι διεπαφές USB που βρίσκονται στο πίσω μέρος μπορεί απλώς να μην είναι αρκετές, λόγω του μεγάλου αριθμού περιφερειακών συσκευών, σε αυτήν την περίπτωση μπορείτε να αγοράσετε επιπλέον μπαρ με Υποδοχές USB και συνδέστε τα σε πρόσθετες θύρες.

Όλα τα παραπάνω ισχύουν και για άλλες θύρες που είναι εγκατεστημένες στη μητρική πλακέτα. Για παράδειγμα, μια σειριακή θύρα COM ή FireWireIEEE1394 μπορεί απλώς να μην εμφανίζεται στον πίσω πίνακα ενός προσωπικού υπολογιστή, αλλά εξακολουθεί να υπάρχει στη μητρική πλακέτα. Σε αυτή την περίπτωση, αρκεί να αγοράσετε το κατάλληλο καλώδιο και να το βγάλετε έξω.

Θα ήταν τεχνικά λανθασμένο να καλέσετε αυτές τις θύρες σύνδεσης, αν και η μέθοδος σύνδεσης πρόσθετων καρτών σε αυτές εξακολουθεί να είναι κάπως παρόμοια με άλλες συμβατικές θύρες. Η αρχή είναι η ίδια - συνδέστε το και ενεργοποιήστε το. Στις περισσότερες περιπτώσεις, το σύστημα θα βρει την ίδια τη συσκευή και θα ζητήσει (ή θα εγκαταστήσει αυτόματα) προγράμματα οδήγησης για αυτήν.

Σε τέτοια ελαστικά, για παράδειγμα, εξωτερικά κάρτα γραφικών, κάρτα ήχου, εσωτερικό μόντεμ, κάρτα εισόδου βίντεο και άλλες πρόσθετες κάρτες επέκτασης που επιτρέπουν στον υπολογιστή να επεκτείνει τις λειτουργίες και τις δυνατότητές του.

Οι δίαυλοι PCI και PCIe δεν είναι συμβατοί μεταξύ τους, επομένως πριν αγοράσετε μια κάρτα επέκτασης πρέπει να διευκρινίσετε ποια λεωφορεία συστήματοςεγκατεστημένο στη μητρική πλακέτα του υπολογιστή σας.

Το PCIex 1 και το PCIex 16 είναι σύγχρονες υλοποιήσεις των παλαιότερων Λεωφορεία PCIαναπτύχθηκε το 1991. Αλλά σε αντίθεση με τον προκάτοχό του, είναι σειριακός δίαυλος και επιπλέον, όλοι οι δίαυλοι PCIe συνδέονται σε τοπολογία αστεριού, ενώ ο παλιός δίαυλος PCI συνδεόταν παράλληλα μεταξύ τους. Επιπλέον, το νέο ελαστικό έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:

1. Δυνατότητα θερμής αντικατάστασης σανίδων.
2. Το εύρος ζώνης έχει εγγυημένες παραμέτρους.
3. Έλεγχος της ακεραιότητας των δεδομένων κατά τη λήψη και τη μετάδοση.
4. Ελεγχόμενη κατανάλωση ενέργειας.

Τα ελαστικά ποικίλλουν PCI Expressο αριθμός των αγωγών που συνδέονται με την υποδοχή, μέσω των οποίων γίνεται ανταλλαγή δεδομένων εγκατεστημένη συσκευή(PCIex 1, PCIex2, PCIex 4, PCIex 8, PCIex 16, PCIex 32). Μέγιστη ταχύτηταΗ μεταφορά δεδομένων μπορεί να φτάσει τα - 16 Gbit/s.

Σειριακή θύρα (σειριακή θύρα, σειριακή θύραή Θύρα COM-, θύρα επικοινωνιών)- Αυτό σειριακή διεπαφήμε διπλή κατεύθυνση.

Γιατί η θύρα ονομάζεται σειριακή;Επειδή όλες οι πληροφορίες σε αυτήν τη θύρα μεταδίδονται σε βήματα ίσα με ένα bit. Μεταφέρει δεδομένα κομμάτι-κομμάτι, σε αντίθεση με μια παράλληλη θύρα.

Παρά το γεγονός ότι ορισμένες άλλες διεπαφές, όπως το Ethernet, το FireWire και το USB, χρησιμοποιούν σειριακή ανταλλαγή δεδομένων, το όνομα "σειριακή θύρα" εκχωρείται σε μια θύρα που έχει μια τυπική RS-232C.

Αυτή η θύρα, σε σύγκριση με άλλες «σειριακές» τεχνολογίες, έχει διακριτικό χαρακτηριστικό: Δεν έχει καμία απαίτηση χρονισμού μεταξύ 2 byte. Οι απαιτήσεις χρονισμού υπάρχουν μόνο μεταξύ των bit ενός μόνο byte. Το αντίστροφο της χρονικής παύσης μεταξύ των bit του ενός byte ονομάζεται "baud rate" (baud rate). Επιπλέον, σε αυτή την τεχνολογία δεν υπάρχει τέτοιο πράγμα όπως "πακέτο". Άλλες "σειριακές" τεχνολογίες μεταφοράς δεδομένων (X.25, USB ή Ethernet) χρησιμοποιούν "πακέτα" και έχουν επίσης αυστηρές απαιτήσεις χρονισμού μεταξύ των bits ενός πακέτου.

Όσον αφορά τα πρωτόκολλα επικοινωνίας με βιομηχανικό εξοπλισμό, υπάρχουν αυστηρές απαιτήσεις χρονισμού μεταξύ των byte σειριακής θύρας. Εφαρμογή στο multitasking λειτουργικά συστήματαμε αδύναμη υποστήριξη σε πραγματικό χρόνο για αυτά τα πρωτόκολλα είναι πολύ δύσκολο. Αυτά τα συστήματα περιλαμβάνουν τα Windows. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το MS-DOS ή μια παλαιότερη έκδοση χρησιμοποιείται συχνά για εργασία με αυτά τα πρωτόκολλα. λογισμικό.

Το πιο κοινό πρότυπο για μια σειριακή θύρα είναι το RS-232C. Προηγουμένως, η σειριακή θύρα χρησιμοποιήθηκε για τη σύνδεση ενός τερματικού, αργότερα χρησιμοποιήθηκε για τη σύνδεση ενός μόντεμ ή ενός ποντικιού. Επί του παρόντος χρησιμοποιείται ως μέσο σύνδεσης με πηγές αδιάκοπη παροχή ενέργειας, και επίσης ως μέσο επικοινωνίας με ενσωματωμένο υλικό ανάπτυξης υπολογιστικά συστήματα, δορυφορικούς δέκτες, ταμειακές μηχανές και συσκευές συστημάτων ασφαλείας.

Χάρη στη θύρα COM, καθίσταται δυνατή η σύνδεση δύο υπολογιστών μεταξύ τους χρησιμοποιώντας το λεγόμενο "καλώδιο null modem". Αυτή η μέθοδοςέχει χρησιμοποιηθεί από την εποχή του MS-DOS για τη μεταφορά αρχείων από έναν υπολογιστή σε άλλο. Σε συστήματα UNIX χρησιμοποιήθηκε για πρόσβαση στο τερματικόσε άλλο μηχάνημα και σε χειρουργεία συστήματα Windows- για έναν εντοπισμό σφαλμάτων σε επίπεδο πυρήνα.

Η σειριακή θύρα, αρκετά δημοφιλής κάποτε σε υπολογιστές συμβατούς με IBM, είναι πλέον ξεπερασμένη. Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι εξακολουθεί να χρησιμοποιείται συχνά σε βιομηχανικό και εξαιρετικά εξειδικευμένο εξοπλισμό, καθώς και σε ορισμένους σύγχρονους υπολογιστές. Η σειριακή θύρα προκατασκευάζεται ενεργά Διασύνδεση USBκαι FireWire.

Ωστόσο, υπάρχουν ειδικά πρότυπα για την εξομοίωση σειριακής θύρας μέσω USB και μέσω Bluetooth. Παρεμπιπτόντως, είναι ενδιαφέρον, αλλά ήταν η τεχνολογία Bluetooth που σχεδιάστηκε από τους προγραμματιστές ως ασύρματη έκδοσησειριακή θύρα. Η εξομοίωση θυρών λογισμικού εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ευρέως σήμερα. Έτσι, σχεδόν όλα τα κινητά τηλέφωνα σήμερα μιμούνται μια θύρα COM και ένα μόντεμ μέσα σε αυτά προκειμένου να υλοποιήσουν τη σύνδεση (πρόσβαση υπολογιστή στο Διαδίκτυο μέσω GPRS/EGDE/3G). Αλλά απευθείας για φυσική σύνδεσηΗ τεχνολογία USB, Bluetooth ή Wi-Fi χρησιμοποιείται στον υπολογιστή.

Επιπλέον, η εξομοίωση σειριακής θύρας λογισμικού είναι δυνατή για εικονικούς επισκέπτες. Μηχανές VMWareΚαι Microsoft Hyper-V. Ο κύριος σκοπός αυτής της διαδικασίας είναι να συνδέσει το πρόγραμμα εντοπισμού σφαλμάτων επιπέδου Πυρήνες των Windowsστον επισκέπτη πελάτη.

Πλεονεκτήματα μιας θύρας COM

Το κύριο πλεονέκτημα αυτής της τεχνολογίας είναι η ευκολία σύνδεσής της.

Μειονεκτήματα της θύρας COM

Τα κύρια μειονεκτήματα αυτού του λιμανιού είναι του χαμηλή ταχύτητα, μεγάλα μεγέθησυνδετήρες, καθώς και υψηλές απαιτήσειςστον χρόνο απόκρισης του λειτουργικού συστήματος. Επίσης σε αυτό το πρότυπουπάρχει μεγάλος αριθμός διακοπών (μία διακοπή κάθε 8 byte).

Συνδέσεις

Οι πιο συνηθισμένοι τυπικοί σύνδεσμοι είναι 9 και 25 ακίδων (DB-9 και DB-25, αντίστοιχα), οι οποίοι τυποποιήθηκαν το 1969. Αυτοί είναι σύνδεσμοι σχήματος D. Εκτός από αυτά, χρησιμοποιήθηκαν και άλλα, αλλά από την ίδια οικογένεια: DB-31 και στρογγυλά οκτώ ακίδων DIN-8.

Η μέγιστη ταχύτητα μετάδοσης (στην κανονική έκδοση) φτάνει τα 115.200 baud.

Εξοπλισμός

Ο σύνδεσμος έχει τις ακόλουθες επαφές:

• DTR(Data Terminal Ready) - έξοδος σε υπολογιστή, είσοδος - σε μόντεμ. Υπεύθυνος για την ετοιμότητα του υπολογιστή να εργαστεί με το μόντεμ. Η επαναφορά προκαλεί σχεδόν πλήρη επανεκκίνηση του μόντεμ. Στην περίπτωση ενός ποντικιού, αυτό το καλώδιο χρησιμοποιείται για την παροχή ρεύματος.
• DSR(Data Set Ready) - είσοδος σε υπολογιστή, έξοδος - σε μόντεμ. Υπεύθυνος για την ετοιμότητα του μόντεμ. Εάν η γραμμή είναι μηδέν, τότε σε ορισμένα λειτουργικά συστήματα είναι αδύνατο να ανοίξετε τη θύρα ως αρχείο.
• RxD(Λήψη δεδομένων) - είσοδος σε υπολογιστή, έξοδος - σε μόντεμ. Υποδεικνύει τη ροή των δεδομένων που εισέρχονται στον υπολογιστή.
• TxD(Μετάδοση δεδομένων) - έξοδος σε υπολογιστή, είσοδος - σε μόντεμ. Υποδεικνύει τη ροή δεδομένων που προέρχονται από τον υπολογιστή.
• CTS(Διαγραφή για αποστολή) - είσοδος στον υπολογιστή, έξοδος - σε μόντεμ. Ο υπολογιστής πρέπει να διακόψει τη διαδικασία μεταφοράς δεδομένων έως ότου αυτό το καλώδιο ρυθμιστεί σε ένα. Χρησιμοποιείται στο πρωτόκολλο ελέγχου ροής υλικού για την αποφυγή υπερχείλισης στο μόντεμ.
• RTS(Αίτημα αποστολής) - έξοδος σε υπολογιστή, είσοδος - σε μόντεμ. Το μόντεμ πρέπει να διακόψει τη διαδικασία μεταφοράς δεδομένων έως ότου το καλώδιο ρυθμιστεί στο ένα. Χρησιμοποιείται στο πρωτόκολλο ελέγχου ροής υλικού για την αποφυγή υπερχείλισης υλικού/προγράμματος οδήγησης.
• DCD(Carrier Detect) - είσοδος σε υπολογιστή, έξοδος - σε μόντεμ. Αφού δημιουργήσετε μια σύνδεση με το μόντεμ στην άλλη πλευρά, ανυψώνεται στο ένα, μηδενίζεται εάν χαθεί η σύνδεση. Το υλικό του υπολογιστή μπορεί να δημιουργήσει διακοπή εάν συμβεί ένα τέτοιο συμβάν.
• R.I.(Ένδειξη κουδουνίσματος) - είσοδος στον υπολογιστή, έξοδος - σε μόντεμ. Μετά τον προσδιορισμό του σήματος κουδουνίσματος τηλεφωνική κλήση, ανυψώνεται από το μόντεμ σε ένα. Το υλικό του υπολογιστή μπορεί να δημιουργήσει μια διακοπή εάν συμβεί ένα τέτοιο συμβάν.
• S.G.(Signal Ground) - το κοινό καλώδιο σήματος της θύρας. Σπουδαίος:η γη δεν είναι κοινή. Συνήθως το καλώδιο είναι μονωμένο από την θήκη του υπολογιστή ή του μόντεμ.

ΣΕ μηδενικό καλώδιο μόντεμχρησιμοποιούνται δύο σταυρωτά ζεύγη: TXD/RXD και RTS/CTS.

UART 16550- στάνταρ λιμενικό εξοπλισμό. Σήμερα περιλαμβάνεται στο τσιπ SuperIO στη μητρική πλακέτα. Από την εποχή του IBM PC, έχει εξοπλιστεί με μια ουρά byte υλικού. Μειώνει σημαντικά τον αριθμό των διακοπών που συμβαίνουν.

). Παρά το γεγονός ότι ορισμένες διεπαφές υπολογιστή (για παράδειγμα, Ethernet, FireWire και USB) χρησιμοποιούν επίσης μια σειριακή μέθοδο ανταλλαγής πληροφοριών, το όνομα "σειριακή θύρα" έχει εκχωρηθεί στην τυπική θύρα RS-232.

Εγκυκλοπαιδικό YouTube

• 1 / 5

  Το πιο συνηθισμένο για σειριακή θύρα προσωπικούς υπολογιστέςΧρησιμοποιείται το πρότυπο RS-232C. Προηγουμένως, η σειριακή θύρα χρησιμοποιήθηκε για τη σύνδεση τερματικού, αργότερα για μόντεμ ή ποντίκι. Τώρα χρησιμοποιείται για σύνδεση σε υλικό για την ανάπτυξη ενσωματωμένων υπολογιστικών συστημάτων, δορυφορικών δεκτών, ταμειακών μηχανών, συστημάτων ασφαλείας και πολλών άλλων συσκευών.

  Χρησιμοποιώντας μια θύρα COM, μπορείτε να συνδέσετε δύο υπολογιστές χρησιμοποιώντας το λεγόμενο "καλώδιο μηδενικού μόντεμ" (δείτε παρακάτω). Χρησιμοποιήθηκε από την εποχή του MS-DOS για τη μεταφορά αρχείων από έναν υπολογιστή σε άλλο, στο UNIX για πρόσβαση τερματικού σε άλλο μηχάνημα και στα Windows (ακόμη και σύγχρονα) για έναν εντοπισμό σφαλμάτων σε επίπεδο πυρήνα.

  Το πλεονέκτημα της τεχνολογίας είναι η εξαιρετική απλότητα του εξοπλισμού. Το μειονέκτημα είναι η χαμηλή ταχύτητα, το μεγάλο μέγεθος των υποδοχών, καθώς και συχνά οι υψηλές απαιτήσεις για το χρόνο απόκρισης του λειτουργικού συστήματος και του προγράμματος οδήγησης και ο μεγάλος αριθμός διακοπών (μία ανά μισό της ουράς υλικού, δηλαδή 8 byte).

  Συνδέσεις

  Σε μητρικές πλακέτες κορυφαίων κατασκευαστών (για παράδειγμα, Intel) ή έτοιμα συστήματα(για παράδειγμα, IBM, Hewlett-Packard, Fujitsu Siemens Computers) το ακόλουθο σύμβολο χρησιμοποιείται για τη σειριακή θύρα:

  Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενοι σύνδεσμοι σε σχήμα D, που τυποποιήθηκαν το 1969, είναι 9- και 25-pin, (DE-9 και DB-25, αντίστοιχα). Προηγουμένως, χρησιμοποιήθηκαν επίσης το DA-31 και το στρογγυλό DIN-8 με οκτώ ακίδες. Η μέγιστη ταχύτητα μετάδοσης στην κανονική έκδοση της θύρας είναι 115.200 baud.

  Συνάφεια

  Υπάρχουν πρότυπα για την εξομοίωση μιας σειριακής θύρας μέσω USB και μέσω Bluetooth (αυτή η τεχνολογία σχεδιάστηκε σε μεγάλο βαθμό ως "ασύρματη σειριακή θύρα").

  Ωστόσο, η εξομοίωση λογισμικού αυτής της θύρας εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ευρέως σήμερα. Για παράδειγμα, σχεδόν όλα τα κινητά τηλέφωνα μιμούνται μια κλασική θύρα COM και μόντεμ μέσα τους για να υλοποιήσουν τη σύνδεση - πρόσβαση υπολογιστή στο Διαδίκτυο μέσω του εξοπλισμού GPRS/EDGE/3G του τηλεφώνου. Σε αυτήν την περίπτωση, USB, Bluetooth ή Wi-Fi χρησιμοποιούνται για φυσική σύνδεση με τον υπολογιστή.

  Επίσης, η εξομοίωση λογισμικού αυτής της θύρας παρέχεται στους "επισκέπτες" εικονικές μηχανές VMWare και Microsoft Hyper-V, ο κύριος στόχος είναι να συνδέσετε το πρόγραμμα εντοπισμού σφαλμάτων σε επίπεδο πυρήνα των Windows στον "επισκέπτη".

  Με τη μορφή ενός UART, το οποίο διαφέρει ως προς τα επίπεδα τάσης και την απουσία πρόσθετων σημάτων, υπάρχει σε όλους σχεδόν τους μικροελεγκτές, εκτός από τους πολύ μικρούς, SoC, πλακέτες προγραμματιστών, και υπάρχει επίσης στις πλακέτες των περισσότερων συσκευών, αλλά ο σύνδεσμος δεν βρίσκεται στη θήκη. Αυτή η δημοτικότητα οφείλεται στην απλότητα αυτής της διεπαφής, τόσο από φυσική άποψη όσο και στην ευκολία πρόσβασης στη θύρα από το λογισμικό σε σύγκριση με άλλες διεπαφές.

  Εξοπλισμός

  Ο σύνδεσμος έχει επαφές:

  DTR (Data Terminal Ready - ετοιμότητα λήψης δεδομένων) - έξοδος στον υπολογιστή, είσοδος στο μόντεμ. Υποδεικνύει ότι ο υπολογιστής είναι έτοιμος να χρησιμοποιήσει το μόντεμ. Η επαναφορά αυτής της γραμμής προκαλεί σχεδόν πλήρη επανεκκίνηση του μόντεμ αρχική κατάσταση, συμπεριλαμβανομένης της απενεργοποίησης (ορισμένοι καταχωρητές ελέγχου επιβιώνουν μιας τέτοιας επαναφοράς). Στο UNIX, αυτό συμβαίνει όταν όλες οι εφαρμογές έχουν κλειστά αρχεία στο πρόγραμμα οδήγησης σειριακής θύρας. Το ποντίκι χρησιμοποιεί αυτό το καλώδιο για να λαμβάνει ρεύμα.

  DSR (Data Set Ready - ετοιμότητα για μεταφορά δεδομένων) - είσοδος στον υπολογιστή, έξοδος στο μόντεμ. Υποδεικνύει ότι το μόντεμ είναι έτοιμο. Εάν αυτή η γραμμή είναι στο μηδέν, τότε σε ορισμένα λειτουργικά συστήματα καθίσταται αδύνατο να ανοίξετε τη θύρα ως αρχείο.

  RxD (Λήψη δεδομένων) - είσοδος στον υπολογιστή, έξοδος στο μόντεμ. Μια ροή δεδομένων που εισέρχεται σε έναν υπολογιστή.

  TxD (Transmit Data - transfer data) - έξοδος στον υπολογιστή, είσοδος στο modem. Μια ροή δεδομένων που προέρχεται από έναν υπολογιστή.

  CTS (Clear to Send - Readiness to send) - είσοδος στον υπολογιστή, έξοδος στο modem. Ο υπολογιστής πρέπει να αναστείλει τη μετάδοση δεδομένων έως ότου αυτό το καλώδιο ρυθμιστεί σε ένα. Χρησιμοποιείται στο πρωτόκολλο ελέγχου ροής υλικού για την αποφυγή υπερχείλισης στο μόντεμ.

  RTS (Request to Send - request to send) - έξοδος στον υπολογιστή, είσοδος στο modem. Το μόντεμ απαιτείται να αναστείλει τη μετάδοση δεδομένων έως ότου αυτό το καλώδιο ρυθμιστεί σε ένα. Χρησιμοποιείται στο πρωτόκολλο ελέγχου ροής υλικού για την αποφυγή υπερχείλισης υλικού και προγραμμάτων οδήγησης.

  DCD (Carrier Detect - παρουσία φορέα) - είσοδος στον υπολογιστή, έξοδος στο μόντεμ. Ρυθμίστε σε ένα από το μόντεμ αφού δημιουργήσετε μια σύνδεση με το μόντεμ στην άλλη πλευρά, μηδενίστε όταν η σύνδεση διακοπεί. Το υλικό του υπολογιστή ενδέχεται να προκαλέσει διακοπή όταν συμβεί ένα τέτοιο συμβάν.

  RI (Ring Indicator - σήμα κουδουνίσματος) - είσοδος στον υπολογιστή, έξοδος στο μόντεμ. Ορίζεται από το μόντεμ σε ένα μετά την ανίχνευση του κουδουνίσματος μιας τηλεφωνικής κλήσης. Το υλικό του υπολογιστή ενδέχεται να προκαλέσει διακοπή όταν συμβεί ένα τέτοιο συμβάν.

  SG (Signal Ground) - κοινό καλώδιο σήματος της θύρας, δεν είναι κοινόχρηστη γη, κατά κανόνα, απομονώνεται από την θήκη του υπολογιστή ή το μόντεμ.

  Ένα καλώδιο μηδενικού μόντεμ χρησιμοποιεί δύο σταυρωτά ζεύγη: TXD/RXD και RTS/CTS.

  Αρχικά, στα IBM PC και IBM PC/XT, ο εξοπλισμός θύρας κατασκευάστηκε στο τσιπ UART 8250 της National Semiconductor, στη συνέχεια το τσιπ αντικαταστάθηκε από το 16450, λογισμικό συμβατό με τα προηγούμενα, αλλά επιτρέποντας ταχύτητες έως και 115.200 bit ανά Δεύτερον, εμφανίστηκε το τσιπ 16550, που περιείχε αμφίδρομη προσωρινή μνήμη δεδομένων FIFO για μείωση του φορτίου στον ελεγκτή διακοπής. Αυτήν τη στιγμή περιλαμβάνεται στο τσιπ SuperIO στη μητρική πλακέτα μαζί με μια σειρά από άλλες συσκευές.

  Πρόσφατα, η σειριακή μέθοδος μετάδοσης δεδομένων αντικατέστησε την παράλληλη.
  Δεν χρειάζεται να ψάξετε μακριά για παραδείγματα: την εμφάνιση Δίαυλος USBκαι το SATA μιλάει από μόνο του.
  Πράγματι, δεδομένου ότι ένας παράλληλος δίαυλος είναι δύσκολο να κλιμακωθεί (επιμηκύνετε το καλώδιο, αυξήστε τη συχνότητα του ρολογιού του διαύλου), δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι οι τεχνολογίες γυρίζουν την πλάτη τους σε παράλληλους διαύλους.

  Σειριακές διεπαφές

  Σήμερα υπάρχουν πάρα πολλές διαφορετικές διεπαφές σειριακής μεταφοράς δεδομένων.
  Εκτός από τα ήδη αναφερθέντα USB και SATA, μπορείτε επίσης να ανακαλέσετε τουλάχιστον δύο γνωστά πρότυπα RS-232 και MIDI (γνωστά και ως GamePort).
  Όλα έχουν το ίδιο κοινό χαρακτηριστικό - τη διαδοχική μετάδοση κάθε bit πληροφοριών ή τη σειριακή διεπαφή.
  Υπάρχουν πάρα πολλά πλεονεκτήματα τέτοιων διεπαφών και το πιο σημαντικό από αυτά είναι ο μικρός αριθμός καλωδίων σύνδεσης και επομένως η χαμηλότερη τιμή.

  Μεταφορά δεδομένων

  Η σειριακή μετάδοση δεδομένων μπορεί να υλοποιηθεί με δύο τρόπους: ασύγχρονη και σύγχρονη.

  Η σύγχρονη μετάδοση δεδομένων περιλαμβάνει το συγχρονισμό της λειτουργίας του δέκτη και του πομπού συμπεριλαμβάνοντας πληροφορίες ρολογιού σε μεταδιδόμενο σήμαή χρησιμοποιώντας μια ειδική γραμμή συγχρονισμού.
  Ο δέκτης και ο πομπός πρέπει να συνδέονται με ειδικό καλώδιο συγχρονισμού, το οποίο διασφαλίζει ότι οι συσκευές λειτουργούν στην ίδια συχνότητα.

  Η ασύγχρονη μετάδοση περιλαμβάνει τη χρήση ειδικών δυαδικών ψηφίων που σηματοδοτούν την αρχή και το τέλος των δεδομένων - ένα bit έναρξης (λογικό μηδέν) και ένα bit τερματισμού (λογικό ένα).
  Είναι επίσης δυνατό να χρησιμοποιηθεί ένα ειδικό bit ισοτιμίας, το οποίο καθορίζει εάν ο αριθμός ενός bit που θα μεταδοθεί είναι άρτιος ή περιττός (ανάλογα με τη σύμβαση που υιοθετείται).
  Στο τέλος λήψης, αυτό το bit αναλύεται και εάν το bit ισοτιμίας δεν αντιστοιχεί στον αριθμό ενός bit, τότε το πακέτο δεδομένων αποστέλλεται ξανά.

  Αξίζει να σημειωθεί ότι ένας τέτοιος έλεγχος σάς επιτρέπει να ανιχνεύσετε ένα σφάλμα μόνο εάν μόνο ένα bit μεταδόθηκε λανθασμένα, εάν πολλά bit μεταδόθηκαν εσφαλμένα, αυτός ο έλεγχος γίνεται λανθασμένος.
  Η αποστολή του επόμενου πακέτου δεδομένων μπορεί να συμβεί οποιαδήποτε στιγμή μετά την αποστολή του bit διακοπής και, φυσικά, πρέπει να ξεκινήσει με το bit έναρξης.
  Δεν μπορείτε να καταλάβετε τίποτα;

  Λοιπόν, αν όλα Τεχνολογίες υπολογιστώνήταν απλά, τότε κάθε νοικοκυρά θα έφτιαχνε εδώ και πολύ καιρό νέα πρωτόκολλα μαζί με τα ζυμαρικά...
  Ας προσπαθήσουμε να δούμε τη διαδικασία διαφορετικά.
  Τα δεδομένα μεταδίδονται σε πακέτα, όπως τα πακέτα IP, μαζί με τα δεδομένα υπάρχουν και bits πληροφοριών, ο αριθμός αυτών των bit μπορεί να κυμαίνεται από 2 έως 3 και μισό.
  Και μισό?!
  Ναι, καλά ακούσατε, ακριβώς το μισό!

  Το bit διακοπής, ή μάλλον το μεταδιδόμενο σήμα που αντιστοιχεί στο bit διακοπής, μπορεί να έχει διάρκεια μεγαλύτερη από το σήμα που αντιστοιχεί στο ένα bit, αλλά μικρότερη από ό,τι για δύο bit.
  Έτσι, ένα πακέτο ξεκινά πάντα με ένα bit έναρξης, το οποίο είναι πάντα μηδέν, ακολουθούμενο από bit δεδομένων, μετά ένα bit ισοτιμίας και μετά ένα bit λήξης, που είναι πάντα ένα.
  Στη συνέχεια, μετά από κάποιο αυθαίρετο χρονικό διάστημα, η πορεία των μπιτ κατά της Μόσχας συνεχίζεται.

  Αυτή η μέθοδος μετάδοσης συνεπάγεται ότι ο δέκτης και ο πομπός πρέπει να λειτουργούν με την ίδια ταχύτητα (καλά, ή σχεδόν με την ίδια ταχύτητα), διαφορετικά ο δέκτης είτε δεν θα έχει χρόνο να επεξεργαστεί τα εισερχόμενα bit δεδομένων είτε θα μπερδέψει το παλιό bit ως καινούργιο.
  Για να αποφευχθεί αυτό, κάθε bit είναι πύλη, δηλαδή αποστέλλεται συγχρονισμένα με ένα ειδικό σήμα - ένα "στροβοσκόπιο", που δημιουργείται μέσα στη συσκευή.
  Υπάρχει ένας αριθμός ειδικών ταχυτήτων για ασύγχρονες συσκευές - 50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19.200, 38.400, 57.600 και 115 bits ανά δευτερόλεπτο.

  Πιθανότατα έχετε ακούσει ότι η μονάδα μέτρησης για την ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων είναι "baud" - η συχνότητα των αλλαγών στην κατάσταση γραμμής και αυτή η τιμή θα συμπίπτει με την ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων μόνο εάν το σήμα μπορεί να έχει μία από τις δύο τιμές.
  Εάν κωδικοποιούνται πολλά bit σε μία αλλαγή σήματος (και αυτό συμβαίνει σε πολλά μόντεμ), η ταχύτητα μετάδοσης και η συχνότητα αλλαγής γραμμής θα είναι εντελώς διαφορετικές τιμές.

  Τώρα λίγα λόγια για τον μυστηριώδη όρο «πακέτο δεδομένων».
  Ένα πακέτο σε αυτή την περίπτωση αναφέρεται σε ένα σύνολο bit που μεταδίδονται μεταξύ των bit έναρξης και τερματισμού.
  Ο αριθμός τους μπορεί να κυμαίνεται από πέντε έως οκτώ.
  Θα μπορούσε κανείς να αναρωτηθεί γιατί πέντε έως οκτώ bit;
  Γιατί να μην μεταφέρετε, ας πούμε, ένα kilobyte δεδομένων μέσα σε ένα πακέτο ταυτόχρονα;

  Η απάντηση είναι προφανής: όταν μεταδίδουμε μικρά πακέτα δεδομένων, μπορεί να χάσουμε στέλνοντας τρία bit υπηρεσίας μαζί τους (από 50 έως 30 τοις εκατό των δεδομένων), αλλά αν το πακέτο καταστραφεί κατά τη μετάδοση, μπορούμε εύκολα να το αναγνωρίσουμε (θυμηθείτε το bit ισοτιμίας;) και μεταδώστε τον ξανά γρήγορα.
  Αλλά θα είναι δύσκολο να εντοπιστεί ένα σφάλμα σε ένα kilobyte δεδομένων και θα είναι πολύ πιο δύσκολο να το μεταδώσει.

  Ένα παράδειγμα ασύγχρονης σειριακής συσκευής μεταφοράς δεδομένων είναι μια θύρα COM υπολογιστή, ένα αγαπημένο μόντεμ που σχεδιάστηκε από τον Trussardi και ένα ποντίκι συνδεδεμένο στην ίδια θύρα, το οποίο οι ανόητοι γραμματείς για κάποιο λόγο προσπαθούν πάντα να βάλουν στο PS/2.
  Όλες αυτές οι συσκευές λειτουργούν μέσω της διεπαφής RS-232, ή μάλλον μέσω του ασύγχρονου τμήματός της, αφού το πρότυπο περιγράφει επίσης τη σύγχρονη μεταφορά δεδομένων.

  Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό αυτής της θύρας σε σύγκριση με άλλες «σειριακές» τεχνολογίες είναι το γεγονός ότι δεν υπάρχουν απαιτήσεις χρονισμού μεταξύ 2 byte. Υπάρχουν απαιτήσεις χρονισμού μόνο μεταξύ των bit του ενός byte (συμπεριλαμβανομένης της έναρξης, του τερματισμού και της ισοτιμίας), η αμοιβαία χρονική παύση μεταξύ των bit ενός byte ονομάζεται ρυθμός baud - ρυθμός baud. Επίσης σε αυτή την τεχνολογία δεν υπάρχει η έννοια του "πακέτο".

  Άλλες "σειριακές" τεχνολογίες, όπως το X.25, το USB ή το Ethernet, έχουν μια έννοια "πακέτο" και επιβάλλουν αυστηρές απαιτήσεις χρονισμού μεταξύ όλων των bits ενός μεμονωμένου πακέτου.

  Για το λόγο αυτό, στην ορολογία Cisco IOS, αυτή η θύρα ονομαζόταν async - σε αντίθεση με τη σύγχρονη σειριακή, δηλ. Χ.25. Για τον ίδιο λόγο, η λειτουργική μονάδα των Windows που υλοποιεί το PPP μέσω αυτής της θύρας ονομάζεται AsyncMac.sys (το πρότυπο PPP περιγράφει χωριστά την υλοποίηση του PPP, το οποίο χρησιμοποιεί την έννοια του "πακέτο", σε μια σειριακή θύρα που δεν έχει αυτήν την έννοια) .

  Ορισμένα βιομηχανικά πρωτόκολλα επικοινωνιών επιβάλλουν αυστηρές απαιτήσεις χρονισμού μεταξύ των byte σειριακής θύρας. Τέτοια πρωτόκολλα είναι εξαιρετικά δύσκολο να εφαρμοστούν σε λειτουργικά συστήματα πολλαπλών εργασιών με αδύναμη υποστήριξη σε πραγματικό χρόνο, όπως τα Windows, και επομένως συχνά απαιτούν MS-DOS και απαρχαιωμένο λογισμικό πριν από σχεδόν 20 χρόνια στον υπολογιστή ελέγχου.

  Σκοπός

  Το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο πρότυπο για τη σειριακή θύρα προσωπικών υπολογιστών είναι το RS-232C. Προηγουμένως, η σειριακή θύρα χρησιμοποιήθηκε για τη σύνδεση τερματικού, αργότερα για μόντεμ ή ποντίκι. Χρησιμοποιείται πλέον για σύνδεση, επικοινωνία με υλικό για την ανάπτυξη ενσωματωμένων υπολογιστικών συστημάτων, δορυφορικών δεκτών, ταμειακών μηχανών, καθώς και με συσκευές συστημάτων ασφαλείας εγκαταστάσεων.

  Χρησιμοποιώντας μια θύρα COM, μπορείτε να συνδέσετε δύο υπολογιστές χρησιμοποιώντας το λεγόμενο "καλώδιο μηδενικού μόντεμ" (δείτε παρακάτω). Χρησιμοποιήθηκε από την εποχή του MS-DOS για τη μεταφορά αρχείων από έναν υπολογιστή σε άλλο, στο UNIX για πρόσβαση τερματικού σε άλλο μηχάνημα και στα Windows (ακόμη και σύγχρονα) για έναν εντοπισμό σφαλμάτων σε επίπεδο πυρήνα.

  Το πλεονέκτημα της τεχνολογίας είναι η εξαιρετική απλότητα του εξοπλισμού. Το μειονέκτημα είναι η χαμηλή ταχύτητα, τα μεγάλα μεγέθη σύνδεσης, καθώς και συχνά οι υψηλές απαιτήσεις για το χρόνο απόκρισης του λειτουργικού συστήματος και του προγράμματος οδήγησης και ο μεγάλος αριθμός διακοπών (μία ανά μισό της ουράς υλικού, δηλαδή 8 byte).

  Συνδέσεις

  Σε μητρικές πλακέτες κορυφαίων κατασκευαστών (για παράδειγμα, Intel) ή έτοιμα συστήματα (για παράδειγμα, IBM, Hewlett-Packard, Fujitsu Siemens Computers), χρησιμοποιείται το ακόλουθο σύμβολο για τη σειριακή θύρα:

  Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενοι σύνδεσμοι σχήματος D, οι οποίοι τυποποιήθηκαν το 1969, είναι 9-pin και 25-pin (DB-9 και DB-25, αντίστοιχα). Προηγουμένως χρησιμοποιήθηκαν επίσης DB-31 και στρογγυλά οκτώ ακίδων DIN-8. Η μέγιστη ταχύτητα μετάδοσης στην κανονική έκδοση της θύρας είναι 115.200 baud.

  Συνάφεια

  Υπάρχουν πρότυπα για την εξομοίωση μιας σειριακής θύρας μέσω USB και μέσω Bluetooth (αυτή η τεχνολογία σχεδιάστηκε σε μεγάλο βαθμό ως "ασύρματη σειριακή θύρα").

  Ωστόσο, η εξομοίωση λογισμικού αυτής της θύρας εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ευρέως σήμερα. Για παράδειγμα, σχεδόν όλα τα κινητά τηλέφωνα μιμούνται μια κλασική θύρα COM και μόντεμ μέσα τους για να υλοποιήσουν τη σύνδεση - πρόσβαση υπολογιστή στο Διαδίκτυο μέσω του εξοπλισμού GPRS/EGDE/3G του τηλεφώνου. Σε αυτήν την περίπτωση, USB, Bluetooth ή Wi-Fi χρησιμοποιούνται για φυσική σύνδεση με τον υπολογιστή.

  Επίσης, η εξομοίωση λογισμικού αυτής της θύρας παρέχεται στους «επισκέπτες» των εικονικών μηχανών VMWare και Microsoft Hyper-V, ο κύριος σκοπός της οποίας είναι η σύνδεση ενός προγράμματος εντοπισμού σφαλμάτων σε επίπεδο πυρήνα των Windows στον «επισκέπτη».

  Εξοπλισμός

  Ο σύνδεσμος έχει επαφές:

  DTR (Data Terminal Ready - ετοιμότητα λήψης δεδομένων) - έξοδος στον υπολογιστή, είσοδος στο μόντεμ. Υποδεικνύει ότι ο υπολογιστής είναι έτοιμος να χρησιμοποιήσει το μόντεμ. Η επαναφορά αυτής της γραμμής προκαλεί μια σχεδόν πλήρη επανεκκίνηση του μόντεμ στην αρχική του κατάσταση, συμπεριλαμβανομένου. κλείσιμο (ορισμένοι καταχωρητές ελέγχου επιβιώνουν μιας τέτοιας επαναφοράς). Στο UNIX, αυτό συμβαίνει όταν όλες οι εφαρμογές έχουν κλειστά αρχεία στο πρόγραμμα οδήγησης της σειριακής θύρας. Το ποντίκι χρησιμοποιεί αυτό το καλώδιο για να λαμβάνει ρεύμα.

  DSR (Data Set Ready - ετοιμότητα για μεταφορά δεδομένων) - είσοδος στον υπολογιστή, έξοδος στο μόντεμ. Υποδεικνύει ότι το μόντεμ είναι έτοιμο. Εάν αυτή η γραμμή είναι στο μηδέν, τότε σε ορισμένα λειτουργικά συστήματα καθίσταται αδύνατο να ανοίξετε τη θύρα ως αρχείο.

  RxD (Λήψη δεδομένων) - είσοδος στον υπολογιστή, έξοδος στο μόντεμ. Μια ροή δεδομένων που εισέρχεται σε έναν υπολογιστή.

  TxD (Transmit Data - transfer data) - έξοδος στον υπολογιστή, είσοδος στο modem. Μια ροή δεδομένων που προέρχεται από έναν υπολογιστή.

  CTS (Clear to Send - Readiness to send) - είσοδος στον υπολογιστή, έξοδος στο modem. Ο υπολογιστής πρέπει να αναστείλει τη μετάδοση δεδομένων έως ότου αυτό το καλώδιο ρυθμιστεί σε ένα. Χρησιμοποιείται στο πρωτόκολλο ελέγχου ροής υλικού για την αποφυγή υπερχείλισης στο μόντεμ.

  RTS (Request to Send - request to send) - έξοδος στον υπολογιστή, είσοδος στο modem. Το μόντεμ απαιτείται να αναστείλει τη μετάδοση δεδομένων έως ότου αυτό το καλώδιο ρυθμιστεί σε ένα. Χρησιμοποιείται στο πρωτόκολλο ελέγχου ροής υλικού για την αποφυγή υπερχείλισης υλικού και προγραμμάτων οδήγησης.

  DCD (Carrier Detect - παρουσία φορέα) - είσοδος στον υπολογιστή, έξοδος στο μόντεμ. Ρυθμίστε σε ένα από το μόντεμ αφού δημιουργήσετε μια σύνδεση με το μόντεμ στην άλλη πλευρά, μηδενίστε όταν η σύνδεση διακοπεί. Το υλικό του υπολογιστή ενδέχεται να προκαλέσει διακοπή όταν συμβεί ένα τέτοιο συμβάν.

  RI (Ring Indicator - σήμα κουδουνίσματος) - είσοδος στον υπολογιστή, έξοδος στο μόντεμ. Ορίζεται από το μόντεμ σε ένα μετά την ανίχνευση του κουδουνίσματος μιας τηλεφωνικής κλήσης. Το υλικό του υπολογιστή ενδέχεται να προκαλέσει διακοπή όταν συμβεί ένα τέτοιο συμβάν.

  SG (Signal Ground) - κοινό καλώδιο σήματος της θύρας, δεν είναι κοινόχρηστη γη, κατά κανόνα, απομονώνεται από την θήκη του υπολογιστή ή το μόντεμ.

  Ένα καλώδιο μηδενικού μόντεμ χρησιμοποιεί δύο σταυρωτά ζεύγη: TXD/RXD και RTS/CTS.

  Το τυπικό υλικό θύρας (από το αρχικό IBM PC) ονομάζεται UART 16550 (προς το παρόν περιλαμβάνεται στο τσιπ SuperIO στη μητρική πλακέτα μαζί με μια σειρά από άλλες συσκευές). Από την εποχή του IBM PC, έχει εμφανιστεί σε αυτό μια ουρά byte υλικού, η οποία μειώνει σημαντικά τον αριθμό των διακοπών που εκδίδονται από τη συσκευή.

  Πρόσβαση μέσω προγραμματισμού στη θύρα COM

  UNIX

  Υπάρχει μια ενότητα μητρώου για κάθε θύρα. Αυτές οι ενότητες έχουν τα ακόλουθα ονόματα:

  HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Serial\Parameters\Serial10000

  όπου η τελευταία τιμή "Serial10000" είναι ένας μοναδικός αριθμός για κάθε νέα θύρα COM που προστίθεται στο σύστημα, για τη δεύτερη - "Serial10001", κ.λπ.

  Για να επικοινωνήσετε με συσκευές που υποστηρίζουν Bluetooth, ορισμένα προγράμματα (για παράδειγμα, τέτοια προγράμματα περιλαμβάνουν: ένα πρόγραμμα που συγχρονίζει τη λίστα επαφών σας με κινητό τηλέφωνο; πρόγραμμα που εξάγει Συντεταγμένες GPSαπό δέκτη GPS) απαιτείται θύρα COM στον υπολογιστή του χρήστη.

  Προγράμματα που χρησιμοποιούν θύρες COM για υποστήριξη επικοινωνίας με χρήση ασύρματης τεχνολογίας Συνδέσεις Bluetoothπου αναπτύχθηκε απευθείας από τη Microsoft περιλαμβάνουν:

  • Το HotSync χρησιμοποιείται σε υπολογιστές χειρός
  • ActiveSync, που χρησιμοποιείται σε υπολογιστές τσέπης

  OS/2

  Το υπάρχον πρόγραμμα οδήγησης COM.SYS υποστηρίζει μόνο 4 θύρες COM, καθεμία από τις οποίες πρέπει να έχει τη δική της γραμμή διακοπής. Για να εξυπηρετήσετε τις θύρες COM με μια κοινή γραμμή διακοπής, πρέπει να χρησιμοποιήσετε το πρόγραμμα οδήγησης SIO.

  Null καλώδιο μόντεμ

  Κύριο άρθρο: Null καλώδιο μόντεμ

  Σε ορισμένες περιπτώσεις, είναι δυνατή η χρήση μιας απλοποιημένης έκδοσης του καλωδίου, στην οποία χρησιμοποιούνται μόνο οι ακίδες 2, 3 και 5.

  δείτε επίσης

  • Σήματα σειριακής θύρας

  Σημειώσεις

  Συνδέσεις

  • Μετάφραση του οδηγού προγραμματισμού θύρας COM σε λειτουργικά συστήματα POSIX
  • Προγραμματισμός της θύρας σε java - σας επιτρέπει να εργάζεστε από Windows, σε αντίθεση με τα επίσημα πακέτα της Sun.
  • Προγραμματισμός θύρας COM σε C++ για Windows. Έτοιμη βιβλιοθήκη κείμενα πηγής, παραδείγματα προγραμμάτων.
  • Yashkardin V.L.Σειριακή θύρα. Προγραμματισμός θύρας COM σε Windows και MS-DOS. SoftElectro (2009). Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 8 Φεβρουαρίου 2012.

  UART
  Φυσικά στρώματα	Από σημείο σε σημείο μόντεμ τρέχοντος βρόχου RS-232 IrDA HART Δίκτυο RS-422 RS-423 RS-485 LIN Ειδικός