Etienne Tremblay

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Etienne Tremblay

• Ordinateurs, Structure et Applications

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Cours 18, Le port parallèle
Université Laval, Hiver 2007
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Définition et historique

• Le port parallèle a été introduit en 1981 par IBM
  afin de contrôler des imprimantes à ruban (dot
  matrix printer). Ce port est plus rapide que le
  port série et il a été créé afin de suppléer au
  manque de vitesse de ce dernier.
• Par la suite, le port parallèle a été utilisé
  pour des disques portables, des tape backup, des
  lecteurs de CD-ROM et dans plusieurs applications
  maisons.
• La version standard du protocole pour le port
  parallèle (SPP Standard Parallel Port), sortie
  en 1981, avait plusieurs faiblesses manque de
  spécifications électriques, bus de donnée
  unidirectionnel, lent, car très exigent au niveau
  software (E/S programmée nécessitant un séquence
  de plusieurs opérations dE/S). Pour ces raisons,
  différents protocoles de communication ont été
  créé afin de communiquer avec un appareil
  connecter au port parallèle.
• Le comité IEEE1284 a standardisé le port
  parallèle en 1994. Ce comité, constitué de gros
  joueurs dans lindustrie de lordinateur
  (Lexmark, IBM, Texas Instruments et autres), a
  établie la norme IEEE1284.Cette norme définit
  cinq protocoles utilisables sur le port
  parallèle, incluant le protocole standard afin de
  rester compatible avec le passé. Ces protocoles
  sont décrits plus loin.

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Caractéristiques principales

• Le port parallèle est un port point-à-point. Il
  sert à relier un unique périphérique à un PC.
• La vitesse maximale de communication sur le port
  parallèle est autour de 2Mbps. La vitesse maximum
  de communication sur le port parallèle en
  utilisant le premier protocole établi en 1981
  était autour de 150kbps.
• Le port parallèle utilise habituellement un
  connecteur DB25 femelle sur le PC et un
  connecteur Centronics 36 broches mâle sur le
  périphérique.
• Il y a 8 lignes de données sur les 25 lignes du
  port parallèle. Ce port est donc parallèle.
• La longueur maximum des câbles utilisé sur ce
  port est de 10 pieds. Avant 1994, elle était
  autour de 6 pieds.
• Les premières versions du port étaient
  unidirectionnelle le PC envoyait des données à
  une imprimante! Les deux protocoles les plus
  récents pour le port parallèle sont
  bidirectionnels.

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Connecteur et Signal

• Il existe plusieurs types de connecteurs pour le
  port parallèle. Les principaux connecteurs sont
  DB25 femelle (à larrière dun PC) et Centronics
  36 broches (voir lillustration ci-dessous ou
  http//www.ntanet.net/nta/cables.html pour une
  photo).
• Les pins du port parallèle fonctionnent à un
  niveau TTL (0-5Vdc). Elles peuvent fournir
  jusquà 14mA et elles sont reliées directement à
  lalimentation 5Vdc de votre PC.
• Le port parallèle utilise 25 broches dont les
  directions sont données par la table ci-dessous.
• Le rôle des pins et la séquence dactivation
  utilisée afin de transmettre ou recevoir un byte
  sont donnés par le protocole de communication
  utilisé (voir pus loin).

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Protocole de communication

• Il existe cinq protocoles de communication
  reconnus dans la norme IEEE 1284 pour le port
  parallèle Protocol Standard (SPP) ou
  Compatibility Mode, Nibble Mode, Byte Mode,
  Enhanced Parallel Port (EPP) et Extended
  Capability Parallel Port (ECP). Chacun de ces
  protocoles ou modes utilise les 4 entrées, 5
  sorties et 8 lignes bidirectionnelles (lignes de
  données) de façon différente. Les acétates qui
  suivent décrivent chacun de ces modes. Vous
  retrouverez également un résumé du rôle des pins
  en fonction du mode dans la table ci-dessous
  (voir les références pour plus de détail).

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Compatibility Mode

• Le mode standard est le premier apparu. Dans ce
  mode, les 8 lignes de données servent de sorties
  seulement. Il sagit de données envoyées vers une
  imprimante Les 4 lignes de sorties servent à
  contrôler limprimante (avertir que des données
  arrivent, forcer un déroulement de papier,
  initialiser limprimante et mettre limprimante
  hors ligne) et les 5 lignes dentrées servent
  pour donner un statut de limprimante (imprimante
  occupée, manque de papier, accusé réception de
  données, erreur et imprimante en ligne ou non).
• Le mode standard est le plus vieux. Il a
  plusieurs faiblesses importantes. Tout dabord,
  le port est unidirectionnel. Le périphérique ne
  peut pas envoyer de données au PC! Ensuite, ce
  mode est très demandant au niveau logiciel. En
  effet, il faut faire plusieurs opération dE/S
  pour transmettre un seul byte lire si
  limprimante est occupée, mettre les données sur
  le port, signaler lenvoie de donnée et signaler
  la fin de lenvoie. Ce nombre dopération réduit
  terriblement la vitesse.

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Nibble Mode

• Le mode nibble a été introduit par Hewlett
  Packard. Dans ce mode, 4 des 5 lignes dentrées
  servent à transmettre la moitié dun byte (4 bits
  un nibble). Du multiplexage temporel permet au
  périphérique denvoyer un byte complet. Les
  autres lignes dentrées ou de sorties sont
  adaptées au concept.
• Le mode nibble est aussi très exigent au niveau
  logiciel. Pour cette raison, on peut transférer
  environ 50kbps maximum dun périphérique vers le
  PC.
• Le mode nibble est compatible 100 avec le mode
  standard sans modifications matérielles.
• Malgré sa lenteur, le mode nibble est très
  utilisé pour les périphériques devant envoyer peu
  de données au PC comme les imprimantes.

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Byte Mode (enhanced bi-directional)

• Dans le mode byte, les huit lignes de données
  sont bidirectionnelles. Les lignes dentrées et
  de sorties servent à gérer le flux et la
  direction des données.
• Comme pour les deux modes précédents, le mode
  Byte est très exigent au niveau logiciel et donc
  peu rapide (il est tout de même deux fois plus
  rapide que le mode nibble pour les données allant
  dun périphérique vers le PC).
• Le mode Byte exige que les 8 lignes de données
  soient bidirectionnelle, contrairement aux deux
  modes précédents. Toutefois, aucun autre matériel
  nest requis.

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Enhanced Parallel Port

• Le protocole ECP est lun des plus récent. Dans
  ce protocole, les lignes de données servent tour
  à tour de lignes dadresses et de lignes de
  données, dans un sens ou dans lautre. Les lignes
  de sorties disent si on lit/écrit un données ou
  une adresse. Un ligne de sortie sert au reset du
  périphérique. En ce qui concerne les lignes
  dentrées, un sert pour la gestion du flux de
  données, une autre sert dinterruption et le rôle
  des trois autres lignes est laissé au choix du
  fabricant du périphérique.
• Du matériel est ajouté au contrôleur du port
  parallèle afin quune seule instruction dE/S
  soit nécessaire afin décrire ou de lire un byte
  (pour la description du matériel, voir le 82360
  dIntel ?). Ainsi, le taux de transfert des
  données devient entre 500K byte par secondes et
  2M bytes par seconde (ce qui est à peu près la
  vitesse maximum du bus ISA sur lequel le
  contrôleur de port est habituellement connecté).
• Les anciens protocoles sont supportés sur un port
  parallèle amélioré (enhanced).

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Extended Capability Parallel Port

• Le mode ECP est plus récent encore que le mode
  EPP. Nécessitant un contrôleur un peu plus
  complexe que ce dernier, il permet lutilisation
  de DMA (les bytes envoyés ou reçus à limprimante
  directement de la mémoire), supporte le PlugNPlay
  (un appareil est détecté lors de sa connexion) et
  peut contrôler un périphérique ayant plusieurs
  fonctionnalités comme une imprimante/télécopieur
  (le contrôleur est un canal dE/S). Par ailleurs,
  le ECP a des performances similaires au EPP et il
  supporte également les trois autres protocoles du
  port parallèle.
• Dans le mode ECP, les lignes de données sont
  bidirectionnelles et les autres lignes gèrent le
  flux de données.
• Même sil est le summum de ce qui ce fait en
  matière de protocole pour le port parallèle, ce
  dernier est de plus en plus remplacé par le USB
  et le FireWire.

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Le port parallèle et le x8086 programmation
avec un PC

• Le port parallèle est apparu en 1981 et le 286,
  en 1982. Lutilisation de port parallèle connecté
  au bus système ou au bus ISA remonte à plus de 30
  ans!
• Comme pour le port série, il est possible
  daccéder directement aux ports de linterface
  parallèle avec un 8086. Ces ports permettent de
  contrôler tous les paramètres de la
  communication. LPT1 est habituellement situé aux
  ports 378h à 37Ah alors que LPT2 est
  habituellement situé aux ports 278h à 27Ah. Cest
  le BIOS, lors de la mise sous tension de
  lordinateur, qui alloue les ports aux interfaces
  détectées.
• Il y a moyen de combiner lutilisation de ces
  ports avec lutilisation des interruptions du
  port parallèle (interruption matérielle IRQ7).
• Linterruption 17h du BIOS, conçue pour le mode
  parallèle standard, permet aussi de communiquer
  par le port parallèle. Notez que cette
  interruption est maintenant dépassée, tout comme
  le mode standard.
• Il existe des fonctions et des composantes déjà
  toutes faites pour communiquer sur le port
  parallèle

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Conception dun périphérique sur le port parallèle

• La conception dun périphérique sur le port
  parallèle est très simple, car le port a
  plusieurs entrées et sorties 5Vdc. Pour cette
  raison, le port parallèle est très prisé. Il
  permet de créer rapidement des montages contrôlés
  par PC.
• Comme le 5Vdc et la masse de port parallèle sont
  ceux du PC, lutilisation de ce port devrait se
  faire avec certaines précautions. Le port
  parallèle est facile à endommager

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Références et exercices

• Références
• http//www.aurel32.net/elec/port_parallele.php
• http//www.fapo.com/1284int.htm