São
5 pínos de status, 4
pinos de controle e 8 pinos de dados. Os outros pinos estão
todos em GND (aterrados).
- Os pinos de Controle são
usadas para controle (!!!) e sinais
de handshake do PC para impressora.
- Os pinos de Status são
usados para sinais de handshake e para
indicar eventos como falta de papel, impressora ocupada ou outros
erros.
- Os pinos de Dados são
usados para transmitir dados, somente do
PC para a impressora, originalmente.
Endereços
das portas
A IBM definiu três
endereços padrão para as portas (no espaço de
endereçamento de I/O 80x86)
A porta paralela possui
três endereços que são normalmente usados.
3
BCh - 3BFh
378h - 37Fh
278h - 27Fh
O endereço 3BCh foi
originalmente criado para portas paralelas das primeiras placas de
vídeo.
Este endereço sumiu por um tempo, quando as portas paralelas
foram removidas das placas de vídeo, e depois reapareceu como
uma opção para portas paralelas integradas na
placa mãe, de modo que a sua configuração pode ser
mudada na BIOS.
Normalmente, o LPT1 é determinado com endereço-base 378h,
e LPT2 em 278h.
Antes de tentar escrever nestes endereços, convém
checá-los na BIOS se é assim mesmo que estão
definidos.
Transferência de dados
Centronics handshake
A maioria das impressoras usa este handshake para transferir dados. Ele
é normalmente implementado usando uma SPP com controle via
software.
Obs: Como com o tempo várias
versões melhoradas apareceram
- PS/2 (1987), EPP, ECP
- então a porta original é referida com SPP
(Standard Parallel
Port).
Um pino ligado, ou em 1, significa
que tem uma tensão de 2.8 a 5 volts. Um pino desligado, ou em 0,
tem uma tensão de 0 a 0.6 volts.
Abaixo está um diagrama simplificado do protocolo:
Os dados
são escritos nos pinos de 2 a 9. O servidor então checa se a
impressora não está ocupada. O software então seta
o strobe para 1, espera no mínimo de 1 microsegundo, e
então seta-o para 0.
Os dados normalmente são lidos pela impressora/periférico
na borda de subida do strobe.
A impressora então indicará que está ocupada pelo
pino de Busy. Tendo aceitado o dado, a impressora irá confirmar o
byte com um pulso de aproximadamente 5 microsegudos no pino nAck.
Note que frequentemente o servidor
irá ignorar o sinal nAck para ganhar tempo.
As portas ECP e EPP transferem dados cada uma de um modo diferente, com
seus próprios handshakes etc.
Nas portas ECP, haverá o Fast Centronics Mode, que permite que o
hardware faça todo o handshaking
"automaticamente": tudo que o programador tem que fazer é
escrever um byte de dados na porta de I/O. O hardware irá checar
se a impressora está ocupada e gerar o strobe. Este modo
normalmente também não checa o nAck.
A Enhanced Parallel Port (EPP)
foi criada pela Intel, Xircom e Zenith em 1991. A EPP permite que muito
mais dados, 500 kilobytes a 2 megabytes, sejam transferidos a cada
segundo. Foi projetada tendo em vista periféricos que não
a impressora, como por exemplo, dispositivos de armazenamento de alta
performance.
Pouco tempo após a
criação da ECP, a Microsoft e a Hewlett Packard
juntamente anunciaram uma especificação chamada Extended
Capabilities Port
(ECP) em 1992. Enquanto que a EPP era apropriada para outros
dispositivos, a ECP foi planejada para possibilitar velocidade e
funcionalidades melhoradas às impressoras.
Padronização
Em 1991 houve uma reunião entre os fabricantes de impressoras
(IBM, Lexmark, Texas...) para discutir um novo padrão para
controlar impressoras via rede. Esses fabricantes formaram a Network Printing Alliance (NPA),
que definiu uma série de parâmetros que, quando
implementados tanto na impressora como no servidor, permitiriam
controle total das aplicações e tarefas de
impressão.
Enquanto procediam com este trabalho, logo ficou aparente que para
implementar completamente este padrão, necessitariam de uma
conexão bi-direcional de alta performance com o PC. O modo mais
comum de conexão, a Porta Paralela, não tinha as
capacidades necessárias para isto.
A NPA então submeteu uma proposta ao IEEE para a
criação de um comitê para desenvolver uma nova
porta paralela, bi-direcional e de alta performance. Era requerimento
que
o novo padrão fosse totalmente compatível com a
porta original, mas iria aumentar a velocidade de transferência
para valores maiores que 1mb/s, tanto de entrada como de saída
(half-duplex, pois só há um conjunto de linhas de dados).
Este comitê tornou-se o comitê IEEE 1284.
Com o IEEE 1284 standard
são definidos 5 modos de operação, que são
os seguintes,
1. Compatibility Mode ou Centronics Mode.
2. Nibble Mode.
3. Byte Mode.
4. EPP Mode (Enhanced Parallel Port).
5. ECP Mode (Extended Capabilities Mode).
Os modos Compatibility, Nibble e Byte usam apenas o hardware
padrão que os cartões de Porta Paralela originalmente
possuiam, enquanto que os modos ECP e EPP requerem hardware adicional
que funcione a velocidades mais altas, sem perder a compatibilidade com
a SPP.
O modo de compatibilidade ou "Centronics mode"
como é conhecido, só pode enviar dados numa velocidade típica de 50 kb/s,
podendo chegar a até 150kb/s. Para poder receber dados, deve-se mudar para
o modo Nibble ou Byte. O modo Nibble pode receber um nibble (4 bits) no sentindo
reverso, i.e., do dispositivo para o computador.
O modo Byte precisa de um cartão que suporte transmissões bi-direcionais para receber um byte.
As portas EPP e ECP usam hardware
adicional para gerar e controlar o
handshaking.
Como vimos acima, para enviar um
byte para uma impressora usando o modo de
compatibilidade, o software precisa,
1. Escrever na Porta de Dados
2. Checar se a impressora está ocupada. Se estiver ocupada
não irá aceitar nennhum dado e o dado será perdido.
3. Colocar o Strobe (Pino 1) em 0 (TTL low). Isto indica a
impressora de que há um dado válido nas linhas de dados
(Pinos 2-9).
4. Colocar o Strobe em 1 (TTL high) de novo, 5 microsegundos
após ter setado para zero. (Passo 3)
Isto limita a velocidade da
porta. O que as portas ECP & EPP fazem para contornar este problema
é permitir que o hardware cheque se a impressora está
ocupada e gerar o Strobe (ou outro handshake apropriado). Isso
significa que apenas uma instrução precisa ser realizada,
aumentando a velocidade. Estas portas podem enviar de 1-2 megas por
segundo. A porta ECP ainda possui a vantagem de usar os canais de DMA e
os buffers FIFO, então dados podem ser movidos sem usar
instruções de I/O.
Exemplo de
aplicação
Programação
básica da PP
Código fonte: position.c,
read.c
Compilar com: gcc -O2 -o position
position.c
Uso do programa:
Para setar o bit 1:
./position s1
Para baixar o bit 1:
./position c1
Para trocar (se desligado, liga; se ligado, desliga) o bit 1:
./position x1
No código fonte basicamente há dois comandos para acessar
a porta paralela.
O primeiro é o ioperm
que seta as permissões de entrada e saída de uma porta.
O segundo é o outb, que escreve nos 8 bits de
saida da Porta Paralela (ou qualquer outra porta).
Ainda aparece o inb que
lê os 8 bits.
Notar que se realizam aqui as operações de I/O em modo
direto, direct I/O.
Há outras maneiras de escrever na porta paralela, como por
exemplo usando o PPDEV generic
parallel port driver.
Obs: BASEPORT foi definido
como 0x378 , o endereço da porta paralela.
No começo da main temos:
if (ioperm(BASEPORT,3,1))
{perror("ioperm");exit(1);}
Estamos setando para TRUE a
permissão para realizar operações de I/O nos 3
bytes após 0x378 (BASEPORT).
No fim da main temos:
if (ioperm(BASEPORT,3,0))
{perror("ioperm");exit(1);}
