El puerto paralelo Concepto, historia, evolución DE Una computadora

 Los puertos de E/S se constituyen en el medio por el cual el microprocesador de un computador se comunica con su entorno. Existen puertos para cada interacción de la unidad de procesamiento principal con sus dispositivos auxiliares. Así, existe un puerto de entrada del teclado, un puerto de salida para el vídeo, un puerto de entrada para el ratón, etc. El PC puede direccionar hasta 64K puertos de E/S. Cada puerto se designa por un número. A continuación se listan las direcciones en hexadecimal de los puertos más usuales de E/S. Direcciones de puertos más usuales de E/S.

Historia, evolución y tipos de puertos paralelos:

 En 1981, la IBM (International Business Machines) introdujo la Computadora Personal (PC). El puerto paralelo (Standart Parallel Port SPP) estaba incluido en el primer PC y se agregó a éste como una alternativa al bajo rendimiento del puerto serie, para utilizarlo como controlador de las impresoras de matriz de punto de alto rendimiento. Este puerto tenía la capacidad de transmitir 8 bits de datos a la vez (del PC a la impresora), mientras que el puerto serie lo hacía de uno en uno. En el momento que el puerto paralelo fue presentado, las impresoras de punto fueron el principal dispositivo externo que se conecto a éste. Al hacerse extensamente utilizado, el puerto paralelo llegó a ser la respuesta para conectar dispositivos más rápidos. Después de este inicio, tres grandes grupos de problemas aparecieron a los desarrolladores y usuarios de este puerto: Primero, aunque éste había aumentado su velocidad considerablemente, no había cambio en la arquitectura o uso. La máxima velocidad de transferencia alcanzable estaba por los 150 kbyte /seg. y era extremadamente dependiente del software. Segundo, no había un estándar para la interface eléctrica. Esto causaba muchos problemas cuando se quería garantizar la operación en múltiples plataformas. Por último, la forma de diseño que le dieron, limitaba la distancia de los cables externos hasta un máximo de 1,8 metros. En 1991 hubo una reunión de fabricantes de modo que se pudiera desarrollar un nuevo estándar para el control inteligente de impresoras a través de una red. Estos fabricantes, donde estaban incluidos Lexmark, IBM, Texas Instruments y otros, formaron la Network Printing Alliance (NPA), como una respuesta a estas necesidades.

Evolución:

Desde la introducción del PC al mercado, el puerto paralelo ha sufrido varias modificaciones para hacerlo más veloz. Ya que el puerto original era unidireccional, se creó el puerto bidireccional. El puerto bidireccional fue introducido con el PS/2 compatible. Este permite una comunicación de 8 bits en ambas direcciones. Algo interesante de notar es que el puerto original tenía la posibilidad de ser bidireccional realizando una conexión entre dos pines de un componente electrónico que venía incluido en éste. (Dicho de otro modo, el puerto original es bidireccional en diseño básico, pero no en el diseño operacional). Finalmente se han creado el Enhanced Parallel Port (EPP) y el Extended Capability Port (ECP). Estos dos últimos son al puerto estándar como el Pentium al 286, además de ser bidireccionales. Inicialmente el puerto paralelo se utilizó para la comunicación con impresoras. Actualmente se utiliza también para manejar otros periféricos como CD ROM, cintas de copia de respaldo, discos duros, tarjetas de red, protectores de copia, scanners, etc.

Tipos de puerto paralelo:

 En la actualidad se conoce cuatro tipos de puerto paralelo:

 Puerto paralelo estándar (Standart Parallel Port SPP) Puerto Paralelo PS/2 (bidireccional) Enhanced Parallel Port (EPP) Extended Capability Port (ECP) En la siguiente tabla se muestra información sintetizada de cada uno de estos tipos de puertos.

Descripción del puerto paralelo:

 

Descripción general:

Con la llegada de clonicos al mercado, se crea un controlador de múltiples entradas y salidas (Multi I/O) donde se instalan controladores de discos, puertos serie, puerto de juegos y el puerto paralelo.

En la actualidad el puerto paralelo se incluye comúnmente incluido en la placa madre de la computadora (MotherBoard). No obstante, la conexión del puerto con el mundo externo no ha sufrido modificaciones. Este puerto utiliza un conector hembra DB25 en la computadora y un conector especial macho llamado Centronic que tiene 36 pines. 

Es posible conectar el DB25 de 25 pines al Centronic de 36 pines ya que cerca de la mitad de los pines del Centronic van a tierra y no se conectan con el DB25. 

Descripción del conector DB25 del PC y el conector DB25 del Centronic 

El puerto paralelo está formado por 17 líneas de señales y 8 líneas de tierra. Las líneas de señales están formadas por tres grupos:

4 Líneas de control 

5 Líneas de estado

8 Líneas de datos

En el diseño original las líneas de control son usadas para la interface, control e intercambio de mensajes desde el PC a la impresora. 

Las líneas de estado son usadas para intercambio de mensajes, indicadores de estado desde la impresora al PC (falta papel, impresora ocupada, error en la impresora). 

Las líneas de datos suministran los datos de impresión del PC hacia la impresora y solamente en esa dirección. Las nuevas implementaciones del puerto permiten una comunicación bidireccional mediante estas líneas.

Cada una de estas líneas (control, estado, datos) puede ser referenciada de modo independiente mediante un registro.  

 Los registros del puerto paralelo:

Cada registro del puerto paralelo es dirigido mediante una dirección. El puerto paralelo tiene tres registros:

• Registro de datos 
• Registro de estado 
• Registro de control   

En la tabla que se ve a continuación se muestra la relación que existe entre las líneas físicas del conector del PC y los registros.

Tabla general del puerto paralelo:

Notas:

Un dato en alto es un 1, un dato en bajo es un 0

La entrada y salida son desde el punto de vista del PC  
 

Esquema

El puerto paralelo esquemáticamente, se describe a continuación. Nótese la conexión al bus ISA en la parte izquierda y los registros en la parte derecha.

Descripción de los componentes:  
 El puerto paralelo originalmente estaba formado por los siguientes componentes:

• 1 Latch para manejar el registro de datos o 
• 1 Buffer para controlar la retroalimentación del registro de datos o 
• 1 Buffer para manejar el registro de estado o 
• 1 Latch para manejar el registro de control o 
• 1 Buffer para controlar la retroalimentación del registro de control o 
• 1 Multiplexor para direccionar los puertos en el bus ISA o 
• 1 Driver bidireccional para conectar con el bus ISA

Funcionamiento:

Funcionamiento Explicación del funcionamiento mediante el BIOS y el MS-DOS

IBM especificó direcciones base para el puerto paralelo estándar (dentro del espacio de direccionamiento de Entrada/Salida del 80x86). El adaptador de impresora podría usar la dirección base 3BCh, o más tarde 378h o 278h.

El BIOS (Basic Input Output System) de IBM crea en el momento de arranque o POST (Power On Seft Test) una tabla en el espacio de la memoria principal (RAM) para 4 direcciones base de puerto paralelo de impresora, estos se almacenan como 4 bytes empezando con la dirección de memoria 408h. Durante el arranque, el BIOS comprueba si hay puertos paralelos en las direcciones base 3BCh, 378h, y 278h, en ese orden, y almacena la dirección base de cualesquiera que hayan sido encontrados en posiciones consecutivas de la tabla. Las posiciones que no son usadas pueden estar en 0, o como algunos BIOS lo hacen, le colocan la dirección del primer puerto encontrado. 

Algunos programas pueden ignorar esta tabla, pero esta es usada por lo menos por el propio BIOS (mediante la INT 17 de E/S de impresora) y por el MS-DOS. 

El BIOS detecta estos puertos escribiendo AAh al registro de datos (en la dirección de E/S Base + 0), y luego si en el registro de datos se lee AAh. Significa que hay un puerto. 

Normalmente la asignación de direcciones es como sigue: 

Las referencias a cada registro del puerto se realizan de la siguiente forma:

Base (datos)=base+0  

Estado=base+1

Control=base+2 

Por ejemplo, si encontramos que la dirección base es 378h, entonces las direcciones del registro de datos, estado 

y control serán:

Base (datos)=378h

 Estado=379h

Control=37Ah

Cada una de ellas permite acceder a los siguientes bits (descritos en la tabla general):

Base (datos)=D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7

Estado=S3, S4, S5, S6, S7

Control=C0, C1, C2, C3