▷ Was ist eine serielle und eine parallele Schnittstelle? Technisches Niveau und Unterschiede

Serielle und parallele Schnittstelle haben wir alle schon oft gehört, aber es ist sehr wahrscheinlich, dass die Jüngsten nicht einmal wissen, was diese Ports seit so vielen Jahren bei uns haben. In diesem Artikel erklären wir, was die serielle Schnittstelle ist und was die parallele Schnittstelle ist, sowie deren Unterschiede.

Inhaltsverzeichnis

Was ist eine serielle Schnittstelle und eine parallele Schnittstelle?

Beim Rechnen ist eine serielle Schnittstelle eine serielle Kommunikationsschnittstelle, über die Informationen im Gegensatz zu einer parallelen Schnittstelle bitweise ein- oder ausgeschaltet werden. Während des größten Teils der Geschichte von PCs wurden Daten über serielle Schnittstellen an Geräte wie Modems, Terminals und verschiedene Peripheriegeräte übertragen.

Wir empfehlen, unseren Artikel über das Herstellen einer Verbindung mit dem Remotedesktop Windows 10 zu lesen

Die Bedeutung der seriellen Schnittstelle und ihrer Funktionsweise

Während Schnittstellen wie Ethernet, FireWire und USB Daten als seriellen Stream senden, bezeichnet der Begriff "serielle Schnittstelle" im Allgemeinen Hardware, die mehr oder weniger dem RS-232-Standard entspricht und für die Interaktion mit einem Modem oder Gerät vorgesehen ist. ähnlicher Kommunikation. Moderne Computer ohne serielle Schnittstelle benötigen möglicherweise USB-zu-Seriell-Konverter, um die Kompatibilität mit seriellen RS-232-Geräten zu gewährleisten. Serielle Anschlüsse werden weiterhin in Anwendungen wie industriellen Automatisierungssystemen, wissenschaftlichen Instrumenten, Point-of-Sale-Systemen sowie einigen Industrie- und Verbraucherprodukten verwendet.

Server können eine serielle Schnittstelle als Steuerkonsole für die Diagnose verwenden. Netzwerkgeräte wie Router und Switches verwenden häufig eine serielle Konsole zur Konfiguration. In diesen Bereichen werden immer noch serielle Ports verwendet, da sie einfach und kostengünstig sind und ihre Konsolenfunktionen hoch standardisiert und weit verbreitet sind. Eine serielle Schnittstelle erfordert nur sehr wenig Support-Software vom Host-System.

Einige Computer, wie z. B. der IBM PC, verwenden eine integrierte Schaltung namens UART. Dieser IC konvertiert Zeichen in und aus der asynchronen Zeichenfolgenform und implementiert die Synchronisation und das Framing der Daten in der Hardware. Sehr kostengünstige Systeme, wie einige der ersten Heimcomputer, verwenden die CPU, um die Daten mithilfe der Bit-Banging-Technik über einen Ausgangspin zu senden. Bevor integrierte UART-Schaltungen mit großer Integration (LSI) üblich waren, hatte ein Minicomputer oder Mikrocomputer eine serielle Schnittstelle, die aus mehreren kleinen integrierten Schaltungen bestand, um Schieberegister, Logikgatter, Zähler und alle andere Logik zu implementieren für eine serielle Schnittstelle.

Mit kostengünstigen Prozessoren können RS-232 jetzt durch schnellere, aber komplexere serielle Kommunikationsstandards wie USB und FireWire ersetzt werden. Auf diese Weise können Geräte wie Massenspeicher-, Ton- und Videogeräte angeschlossen werden, die mit langsameren seriellen Verbindungen nicht möglich gewesen wären. Viele Motherboards verfügen immer noch über mindestens eine serielle Schnittstelle, auch wenn nur über einen Pin-Header darauf zugegriffen werden kann. Systeme und Notebooks mit kleinem Formfaktor können die RS-232-Anschlüsse umgehen, um Platz zu sparen, aber die Elektronik ist immer noch vorhanden. RS-232 ist seit so langer Zeit Standard, dass die zur Steuerung einer seriellen Schnittstelle erforderlichen Schaltkreise sehr billig wurden und häufig auf einem einzelnen Chip vorhanden sind, manchmal auch mit Schaltkreisen für eine parallele Schnittstelle.

Während der RS-232-Standard ursprünglich einen 25-poligen D-Stecker spezifizierte, entschieden sich viele Entwickler, nur eine Teilmenge des vollständigen Standards zu implementieren und die Kompatibilität mit dem Standard gegen die Verwendung kostengünstigerer und kompakterer Steckverbinder (insbesondere des DE-9-Version, die vom ursprünglichen IBM PC-AT verwendet wird). Der Wunsch, serielle Schnittstellenkarten mit zwei Anschlüssen zu liefern, erforderte von IBM, die Größe des Anschlusses zu reduzieren, um auf eine Rückseite mit einer Karte zu passen. Ein DE-9-Anschluss passt auch auf eine Karte mit einem zweiten DB-25-Anschluss. Ab der Einführung von IBM PC-AT wurden serielle Schnittstellen üblicherweise mit einem 9-poligen Anschluss gebaut, um Kosten und Platz zu sparen. Das Vorhandensein eines 9-poligen Sub-Miniatur-D-Anschlusses reicht jedoch nicht aus, um anzuzeigen, dass es sich bei der Verbindung tatsächlich um eine serielle Schnittstelle handelt, da dieser Anschluss auch für Video, Joysticks und andere Zwecke verwendet wird. Einige miniaturisierte elektronische Geräte, insbesondere Grafikrechner sowie Zweiwege- und Amateurfunk-Laptops, verfügen über serielle Anschlüsse, die eine Telefonbuchse verwenden, normalerweise die kleineren 2, 5- oder 3, 5-mm-Buchsen, und verwenden die einfachere 3-Draht-Schnittstelle.

Viele Macintosh-Modelle bevorzugen den zugehörigen RS-422-Standard, hauptsächlich mit deutschen Mini-DIN-Anschlüssen, mit Ausnahme der frühen Modelle. Der Macintosh enthielt einen Standardsatz von zwei Anschlüssen für den Anschluss an einen Drucker und ein Modem. Einige PowerBook-Laptops hatten jedoch nur einen Combo-Anschluss, um Platz zu sparen. Da die meisten Geräte nicht alle 20 vom Standard definierten Signale verwenden, werden häufig kleinere Anschlüsse verwendet.

Beispielsweise wird der 9-polige DE-9-Anschluss von den meisten IBM-kompatiblen PCs des IBM AT-PCs verwendet und als TIA-574 standardisiert. In jüngerer Zeit wurden modulare Steckverbinder verwendet. Am gebräuchlichsten sind 8P8C-Anschlüsse, für die der EIA / TIA-561-Standard eine Pinbelegung definiert, während der von Dave Yost erfundene "Yost Serial Device Wiring Standard" auf Unix-Computern und neueren Geräten von üblich ist Cisco Systems. Bei einigen Geräten befinden sich auch 10P10C-Anschlüsse. Die Digital Equipment Corporation hat ein eigenes DECconnect-Verbindungssystem definiert, das auf dem MMJ-Anschluss (Modular Modular Jack) basiert. Dies ist ein modularer 6-poliger Stecker, bei dem der Schlüssel aus der Mittelposition verschoben wird. Wie beim Yost-Standard verwendet DECconnect ein symmetrisches Pin-Design, das eine direkte Verbindung zwischen zwei DTEs ermöglicht. Ein weiterer gemeinsamer Anschluss ist der gemeinsame DH10-Header-Anschluss auf Motherboards und Zusatzplatinen, der im Allgemeinen mit dem Standard-9-poligen DE-9-Anschluss verkabelt ist (und häufig auf einer freien Steckplatzkarte montiert wird) oder ein anderer Teil des Falles).

Die parallele Schnittstelle funktioniert sehr unterschiedlich

Ein paralleler Anschluss ist eine Art Schnittstelle, die auf PCs zum Anschließen von Peripheriegeräten vorhanden ist. Der Name bezieht sich auf die Art und Weise, wie Daten gesendet werden, da parallele Ports im Gegensatz zu seriellen Schnittstellen, die Bits nacheinander senden, mehrere Datenbits gleichzeitig in paralleler Kommunikation senden. Zu diesem Zweck benötigen parallele Ports mehrere Datenleitungen an ihren Portkabeln und Anschlüssen und sind in der Regel größer als herkömmliche serielle Ports, für die nur eine Datenleitung erforderlich ist.

Es gibt viele Arten von parallelen Anschlüssen, aber der Begriff wurde in den 1970er bis 2000er Jahren enger mit dem Drucker- oder Centronics-Anschluss verknüpft, der auf den meisten PCs zu finden ist. Es war viele Jahre lang ein De-facto-Industriestandard und wurde schließlich Ende der neunziger Jahre als IEEE 1284 standardisiert, wodurch die Zwei-Wege-Versionen von Enhanced Parallel Parallel Port (EPP) und Extended Capacity Port (ECP) definiert wurden . Heutzutage ist die Schnittstelle mit parallelen Anschlüssen aufgrund des Aufkommens von USB-Geräten (Universal Serial Bus) sowie des Netzwerkdrucks über angeschlossene Ethernet- und Wi-Fi-Drucker praktisch nicht mehr vorhanden.

Die Schnittstelle mit parallelem Anschluss war ursprünglich als paralleler Druckeradapter auf IBM PC-kompatiblen Computern bekannt. Es wurde hauptsächlich für den Betrieb von Druckern entwickelt, die den erweiterten 8-Bit-ASCII-Zeichensatz von IBM zum Drucken von Text verwendeten, aber auch zum Anpassen anderer Peripheriegeräte verwendet werden konnten. Grafikdrucker und eine Reihe anderer Geräte wurden für die Kommunikation mit dem System entwickelt.

Vor dem Aufkommen von USB wurde die parallele Schnittstelle für den Zugriff auf eine Reihe anderer Peripheriegeräte als Drucker angepasst. Eine der frühesten Anwendungen des parallelen Anschlusses waren Dongles, die als Hardwareschlüssel verwendet wurden und mit der Anwendungssoftware als Form des Software-Kopierschutzes geliefert wurden. Andere Verwendungszwecke sind optische Laufwerke wie CD-Player und -Lehrer, Zip-Laufwerke, Scanner, externe Modems, Gamecontroller und Joysticks. Einige der frühesten tragbaren MP3-Player benötigten eine parallele Schnittstelle, um Songs auf das Gerät zu übertragen. Es standen Adapter zur Verfügung, um SCSI-Geräte parallel auszuführen. Andere Geräte wie EPROM-Programmierer und Hardwaretreiber können über die parallele Schnittstelle eine Verbindung herstellen.

Die meisten PC-kompatiblen Systeme hatten in den 1980er und 1990er Jahren ein bis drei Ports, wobei die Kommunikationsschnittstellen folgendermaßen definiert wurden:

• Logischer paralleler Port 1: E / A-Port 0x3BC, IRQ 7 (normalerweise bei monochromen Grafikadaptern) Logischer paralleler Port 2: E / A-Port 0x378, IRQ 7 (dedizierte E / A-Karten oder über einen im Motherboard integrierten Controller) Logischer paralleler Port 3: E / A-Port 0x278, IRQ 5 (dedizierte E / A-Karten oder über einen im Motherboard integrierten Controller)

Wenn bei 0x3BC kein Druckeranschluss vorhanden ist, wird der zweite Anschluss in Zeile (0x378) zum logischen Parallelanschluss 1 und 0x278 zum logischen Parallelanschluss 2 für das BIOS. Manchmal werden die Druckeranschlüsse überbrückt, um einen Interrupt gemeinsam zu nutzen, obwohl sie über eigene E / A-Adressen verfügen, d. H. Es kann jeweils nur eine verwendet werden. In einigen Fällen unterstützt das BIOS auch einen vierten Druckeranschluss, die Basisadresse unterscheidet sich jedoch erheblich zwischen den Anbietern. Da der reservierte Eingang für einen vierten logischen Druckeranschluss im BIOS-Datenbereich für andere Zwecke auf PS / 2-Computern und für S3-kompatible Grafikkarten freigegeben wird, sind in den meisten Umgebungen im Allgemeinen spezielle Treiber erforderlich. Unter DR-DOS 7.02 können BIOS-Portzuweisungen mithilfe der CONFT.SYS-Anweisungen LPT1, LPT2, LPT3 und optional LPT4 geändert und überschrieben werden.

DOS-basierte Systeme stellen die vom BIOS erkannten logischen parallelen Ports unter Gerätenamen wie LPT1, LPT2 oder LPT3 zur Verfügung, die den parallelen logischen Ports 1, 2 bzw. 3 entsprechen. Diese Namen leiten sich von Begriffen wie Line Print Terminal, Local Print Terminal oder Line PrinTer ab. Eine ähnliche Namenskonvention wurde für ITS-, DEC- sowie CP / M- und 86-DOS-Systeme (LST) verwendet.

Unter DOS kann auf parallele Drucker direkt über die Befehlszeile zugegriffen werden. Beispielsweise würde der Befehl "TYP C: \ AUTOEXEC.BAT> LPT1:" den Inhalt der Datei AUTOEXEC.BAT an den Druckeranschluss umleiten. Ein PRN-Gerät war auch als Alias ​​für LPT1 verfügbar. Bei einigen Betriebssystemen wie DOS können Sie diese feste Zuordnung auf unterschiedliche Weise ändern. Einige DOS-Versionen verwenden residente Treibererweiterungen, die von MODE bereitgestellt werden, oder Benutzer können die Zuordnung intern über eine Anweisung CONFIG.SYS PRN = n ändern (wie in DR-DOS 7.02 und höher). DR-DOS 7.02 bietet auch optionale integrierte Unterstützung für LPT4, wenn das zugrunde liegende BIOS dies unterstützt.

PRN sowie CON, AUX und einige andere sind ungültige Datei- und Verzeichnisnamen unter DOS und Windows, sogar unter Windows XP. In Windows 95 und 98 befindet sich sogar ein MS-DOS-Gerät in der Sicherheitsanfälligkeit für Pfadnamen, die zum Absturz des Computers führt, wenn der Benutzer "C: \ CON \ CON", "C: \ PRN \ PRN" oder " C: \ AUX \ AUX "in der Adressleiste von Windows Explorer. Microsoft hat einen Patch veröffentlicht, um diesen Fehler zu beheben, aber die neu installierten Windows 95- und 98-Betriebssysteme haben weiterhin den Fehler.

Damit ist unser Artikel über eine serielle und eine parallele Schnittstelle beendet. Wenn Sie Fragen haben, können Sie einen Kommentar hinterlassen.

Wikipediawikipedia Quelle