En informática , un puerto paralelo es un tipo de interfaz que se encuentra en las primeras computadoras ( personales y de otro tipo) para conectar periféricos . El nombre hace referencia a la forma en que se envían los datos; Los puertos paralelos envían varios bits de datos a la vez ( comunicación paralela ), a diferencia de la comunicación en serie , en la que los bits se envían uno a la vez. Para hacer esto, los puertos paralelos requieren múltiples líneas de datos en sus cables y conectores de puerto y tienden a ser más grandes que los puertos serie contemporáneos , que solo requieren una línea de datos.
Hay muchos tipos de puertos paralelos, pero el término se ha asociado más estrechamente con el puerto de impresora o puerto Centronics que se encuentra en la mayoría de las computadoras personales desde la década de 1970 hasta la década de 2000. Fue un estándar de facto de la industria durante muchos años y finalmente se estandarizó como IEEE 1284 a fines de la década de 1990, que definió las versiones bidireccionales de puerto paralelo mejorado (EPP) y puerto de capacidad extendida (ECP). Hoy en día, la interfaz de puerto paralelo es prácticamente inexistente en las computadoras nuevas debido al auge de los dispositivos Universal Serial Bus (USB), junto con la impresión en red mediante impresoras conectadas a Ethernet y Wi-Fi .
La interfaz del puerto paralelo se conocía originalmente como Adaptador de impresora paralela en las computadoras compatibles con IBM PC . Fue diseñado principalmente para operar impresoras que usaban el juego de caracteres ASCII extendido de ocho bits de IBM para imprimir texto, pero también podía usarse para adaptar otros periféricos. Se han diseñado impresoras gráficas, junto con una gran cantidad de otros dispositivos, para comunicarse con el sistema.
An Wang , Robert Howard y Prentice Robinson comenzaron el desarrollo de una impresora de bajo costo en Centronics , una subsidiaria de Wang Laboratories que producía terminales informáticas especializadas . La impresora utilizaba el principio de impresión matricial de puntos , con un cabezal de impresión que constaba de una fila vertical de siete pines metálicos conectados a solenoides . Cuando se aplicó energía a los solenoides, el pasador se empujó hacia adelante para golpear el papel y dejar un punto. Para crear un glifo de carácter completo , el cabezal de impresión recibiría energía en pines específicos para crear un patrón vertical único, luego el cabezal de impresión se movería un poco hacia la derecha y el proceso se repetiría. En su diseño original, un glifo típico se imprimió como una matriz de siete de alto y cinco de ancho, mientras que los modelos "A" usaban un cabezal de impresión con 9 pines y formaban glifos de 9 por 7. [2]
Esto dejó el problema de enviar los datos ASCII a la impresora. Si bien un puerto serie lo hace con un mínimo de pines y cables, requiere que el dispositivo almacene los datos a medida que llegan poco a poco y los vuelva a convertir en valores de varios bits. Un puerto paralelo simplifica esto; El valor ASCII completo se presenta en los pines en forma completa. Además de los ocho pines de datos, el sistema también necesitaba varios pines de control y tierra eléctrica. Wang tenía un excedente de 20.000 conectores de microcinta Amfenol de 36 pines que se utilizaron originalmente para una de sus primeras calculadoras. La interfaz solo requería 21 de estos pines, el resto estaban conectados a tierra o no conectados. El conector se ha asociado tan estrechamente con Centronics que ahora se lo conoce popularmente como el" Conector Centronics ". [3]
La impresora Centronics Modelo 101, con este conector, se lanzó en 1970. [3] El host enviaba caracteres ASCII a la impresora usando siete de ocho pines de datos, elevándolos a +5 V para representar un 1. Cuando los datos estaban listos, el host bajó el pin STROBE , a 0 V. La impresora respondió elevando la línea BUSY , imprimiendo el carácter y luego volviendo a poner BUSY en bajo. El anfitrión podría entonces enviar otro personaje. Los caracteres de control en los datos provocaron otras acciones, como CRo EOF. El host también podría hacer que la impresora inicie automáticamente una nueva línea tirando de la línea AUTOFEED hacia arriba y manteniéndola allí. El anfitrión tenía que observar cuidadosamente la línea BUSY para asegurarse de que no enviara datos a la impresora demasiado rápido, especialmente dadas las operaciones de tiempo variable como la alimentación de papel. [2] [4]
El lado de la impresora de la interfaz se convirtió rápidamente en un estándar de facto de la industria , pero los fabricantes usaban varios conectores en el lado del sistema, por lo que se requería una variedad de cables. Por ejemplo, NCR usó el conector de microcinta de 36 pines en ambos extremos de la conexión, los primeros sistemas VAX usaron un conector DC-37 , Texas Instruments usó un conector de borde de tarjeta de 25 pines y Data General usó un conector de microcinta de 50 pines. . Cuando IBM implementó la interfaz paralela en la PC IBM , utilizaron el conector DB-25F en el extremo de la interfaz para la PC, creando el ahora familiar cable paralelo con un DB25M en un extremo y un conector microcinta de 36 pines en el otro. .
En teoría, el puerto Centronics podría transferir datos a una velocidad de hasta 75.000 caracteres por segundo. Era mucho más rápido que la impresora, que promediaba unos 160 caracteres por segundo, lo que significaba que el puerto pasaba gran parte del tiempo inactivo. El rendimiento se definió por la rapidez con la que el host podía responder a la señal OCUPADA de la impresora solicitando más datos. Para mejorar el rendimiento, las impresoras comenzaron a incorporar buffers para que el host pudiera enviarles datos más rápidamente, en ráfagas. Esto no solo redujo (o eliminó) los retrasos debidos a la latencia a la espera de que llegue el siguiente personaje desde el host, sino que también liberó al host para realizar otras operaciones sin causar una pérdida de rendimiento. El rendimiento se mejoró aún más al utilizar el búfer para almacenar varias líneas y luego imprimir en ambas direcciones, eliminando el retraso mientras el cabezal de impresión regresaba al lado izquierdo de la página. Dichos cambios duplicaron con creces el rendimiento de una impresora que de otro modo no habría cambiado, como fue el caso de los modelos Centronics como el 102 y el 308. [4]
IBM lanzó la computadora personal IBM en 1981 e incluyó una variante de la interfaz Centronics: solo las impresoras de logotipos de IBM ( rebautizadas como Epson ) podían usarse con la PC IBM. [5] IBM estandarizó el cable paralelo con un conector DB25F en el lado de la PC y el conector Centronics de 36 pines en el lado de la impresora. Los proveedores pronto lanzaron impresoras compatibles tanto con el estándar Centronics como con la implementación de IBM.
El adaptador de impresora paralela original de IBM para IBM PC de 1981 fue diseñado para admitir bidireccionalidad limitada, con 8 líneas de salida de datos y 4 líneas de entrada de datos. [ cita necesaria ] Esto permitió que el puerto se utilizara para otros fines, no solo para enviarlo a una impresora. Esto se logró permitiendo que los dispositivos en cada extremo del cable escribieran las líneas de datos, lo que requería que los puertos del host fueran bidireccionales. Esta característica tuvo poco uso y se eliminó en revisiones posteriores del hardware. Años más tarde, en 1987, IBM reintrodujo la interfaz bidireccional con su serie IBM PS/2 , donde se podía habilitar o deshabilitar para compatibilidad con aplicaciones cableadas sin esperar que un puerto de impresora fuera bidireccional.
A medida que se expandió el mercado de las impresoras, aparecieron nuevos tipos de mecanismos de impresión. Estos a menudo admitían nuevas características y condiciones de error que no podían representarse en los relativamente pocos pines de estado del puerto existente. Si bien la solución de IBM podía soportar esto, no era fácil de implementar y en ese momento no contaba con soporte. Esto llevó al sistema Bi-Tronics, introducido por HP en su LaserJet 4Si en abril de 1993. [6] Este utilizó cuatro pines de estado existentes, ERROR, SELECT, PE y BUSY para representar un nibble , usando dos transferencias para enviar un 8- valor de bits. El modo Bi-Tronics, ahora conocido como modo nibble, se indicaba cuando el host colocaba la línea SELECT hacia arriba, y los datos se transferían cuando el host alternaba AUTOFEED hacia abajo. Otros cambios en los protocolos de intercambio mejoraron el rendimiento, alcanzando 400.000 cps para la impresora y aproximadamente 50.000 cps de regreso al host. [7] Una ventaja importante del sistema Bi-Tronics es que puede controlarse completamente mediante software en el host y utiliza hardware no modificado: todos los pines utilizados para la transferencia de datos de regreso al host ya eran líneas de impresora a host. .
La introducción de nuevos dispositivos como escáneres e impresoras multifunción exigía mucho más rendimiento del que podían manejar los canales traseros de estilo Bi-Tronics o IBM. Otros dos estándares se han vuelto más populares para estos propósitos. El puerto paralelo mejorado (EPP), definido originalmente por Zenith Electronics , es similar al modo byte de IBM en concepto, pero cambia los detalles del protocolo de enlace para permitir hasta 2 MB/s. [8] El puerto de capacidad extendida (ECP) es esencialmente un puerto completamente nuevo en la misma carcasa física que también agrega acceso directo a la memoria basado en ISA y codificación de longitud de ejecución para comprimir los datos, lo cual es especialmente útil al transferir imágenes simples como faxes. o imágenes escaneadas en blanco y negro. ECP ofrece un rendimiento de hasta 2,5 MB/s en ambas direcciones. [9]
Todas estas mejoras se recopilan como parte del estándar IEEE 1284 . El primer lanzamiento en 1994 incluyó el modo Centronics original ("modo de compatibilidad"), modos nibble y byte, así como un cambio en el protocolo de enlace que ya se usaba ampliamente; la implementación original de Centronics requería que el cable BUSY alternara con cada cambio en cualquier línea de datos (ocupado por línea), mientras que IEEE 1284 requiere que BUSY alternara con cada carácter recibido (ocupado por carácter). Esto reduce el número de cambios de BUSY y las interrupciones resultantes en ambos lados. Una actualización de 1997 estandarizó los códigos de estado de la impresora. En 2000, los modos EPP y ECP se trasladaron al estándar, así como varios estilos de conectores y cables, y un método para conectar en cadena hasta ocho dispositivos desde un solo puerto. [9]
Algunos sistemas host o servidores de impresión pueden utilizar una señal estroboscópica con una salida de voltaje relativamente baja o un cambio rápido. Cualquiera de estos problemas puede provocar una impresión nula o intermitente, caracteres faltantes o repetidos o impresión basura. Algunos modelos de impresora pueden tener un interruptor o configuración para configurar ocupado por carácter; otros pueden requerir un adaptador de protocolo de enlace. [ cita necesaria ]
Dataproducts introdujo una implementación muy diferente de la interfaz paralela para sus impresoras. Utilizaba un conector DC-37 en el lado del host y un conector de 50 pines en el lado de la impresora, ya sea un DD-50 (a veces denominado incorrectamente "DB50") o el conector M-50 en forma de bloque; la M-50 también se conocía como Winchester. [10] [11] El paralelo de Dataproducts estaba disponible en una línea corta para conexiones de hasta 50 pies (15 m) y una versión de línea larga que usaba señalización diferencial para conexiones de hasta 500 pies (150 m). La interfaz Dataproducts se encontró en muchos sistemas mainframe hasta la década de 1990, y muchos fabricantes de impresoras ofrecieron la interfaz Dataproducts como opción.
Finalmente se diseñó una amplia variedad de dispositivos para funcionar en un puerto paralelo. La mayoría de los dispositivos eran dispositivos unidireccionales (unidireccionales), destinados únicamente a responder a la información enviada desde la PC. Sin embargo, algunos dispositivos, como las unidades Zip, pudieron funcionar en modo bidireccional. Con el tiempo, las impresoras también adoptaron el sistema bidireccional, lo que permitió enviar información variada sobre informes de estado.
Antes de la llegada del USB , la interfaz paralela se adaptó para acceder a una serie de dispositivos periféricos distintos de las impresoras. Uno de los primeros usos del puerto paralelo fue para dongles utilizados como claves de hardware que se suministraban con el software de la aplicación como forma de protección contra copia del software. Otros usos incluyeron unidades de discos ópticos como lectores y grabadores de CD , unidades Zip , escáneres , unidades de cinta , [12] módems externos , gamepads y joysticks . Algunos de los primeros reproductores MP3 portátiles requerían una conexión de puerto paralelo para transferir canciones al dispositivo. [13] Había adaptadores disponibles para ejecutar dispositivos SCSI en paralelo. Otros dispositivos, como programadores EPROM y controladores de hardware, se pueden conectar a través del puerto paralelo.
La mayoría de los sistemas compatibles con PC en las décadas de 1980 y 1990 tenían de uno a tres puertos, con interfaces de comunicación definidas así:
Si no hay ningún puerto de impresora presente en 0x3BC, el segundo puerto de la fila (0x378) se convierte en el puerto paralelo lógico 1 y 0x278 se convierte en el puerto paralelo lógico 2 para el BIOS. A veces, los puertos de impresora están puenteados para compartir una interrupción a pesar de tener sus propias direcciones IO (es decir, solo se puede usar una a la vez). En algunos casos, el BIOS también admite un cuarto puerto de impresora, pero la dirección base difiere significativamente entre los proveedores. Dado que la entrada reservada para un cuarto puerto de impresora lógica en el área de datos del BIOS (BDA) se comparte con otros usos en máquinas PS/2 y con tarjetas gráficas compatibles con S3, normalmente requiere controladores especiales en la mayoría de los entornos. En DR-DOS 7.02, las asignaciones de puertos del BIOS se pueden cambiar y anular usando las directivas CONFIG.SYS LPT1 , LPT2 , LPT3 (y opcionalmente LPT4 ) .
Los sistemas basados en DOS hacen que los puertos paralelos lógicos detectados por el BIOS estén disponibles bajo nombres de dispositivos como LPT1 , LPT2 o LPT3 (correspondientes al puerto paralelo lógico 1, 2 y 3, respectivamente). Estos nombres derivan de términos como Line Print Terminal , Local Print Terminal (ambos abreviados como LPT ) o Line Printer. Se utilizó una convención de nomenclatura similar en los sistemas ITS , DEC , así como en CP/M y 86-DOS ( LST ).
En DOS , se podía acceder a las impresoras paralelas directamente desde la línea de comando . Por ejemplo, el comando " TYPE C:\AUTOEXEC.BAT > LPT1:" redirigiría el contenido del archivo AUTOEXEC.BAT al puerto de la impresora. También estaba disponible un dispositivo PRN como alias para LPT1. Algunos sistemas operativos (como DOS multiusuario ) permiten cambiar esta asignación fija por diferentes medios. Algunas versiones de DOS utilizan extensiones de controlador residentes proporcionadas por MODE, o los usuarios pueden cambiar la asignación internamente mediante una directiva CONFIG.SYS PRN =n (como en DR-DOS 7.02 y superiores). DR-DOS 7.02 también proporciona soporte integrado opcional para LPT4 si el BIOS subyacente lo admite.
PRN, junto con CON, AUX y algunos otros, son nombres de archivos y directorios no válidos en DOS y Windows, incluso en Windows XP . Incluso hay una vulnerabilidad de nombre de ruta de dispositivo MS-DOS en Windows 95 y 98 , que hace que la computadora se bloquee si el usuario escribe "C:\CON\CON", "C:\PRN\PRN" o "C:\ AUX\AUX" en la barra de direcciones del Explorador de Windows. [ cita necesaria ] Microsoft ha lanzado un parche para corregir este error, pero los sistemas operativos Windows 95 y 98 recién instalados aún tendrán el error.
También existía un comando " " especial PRINTpara lograr el mismo efecto. Microsoft Windows todavía se refiere a los puertos de esta manera en muchos casos, aunque esto suele estar bastante oculto.
En SCO UNIX y Linux , el primer puerto paralelo está disponible a través del sistema de archivos como /dev/lp0. Los dispositivos IDE de Linux pueden utilizar un controlador paride (IDE de puerto paralelo). [14]
Para los consumidores, las redes USB y de computadoras han reemplazado al puerto paralelo de impresora, para conexiones tanto a impresoras como a otros dispositivos.
Muchos fabricantes de computadoras personales y portátiles consideran que el puerto paralelo es un puerto heredado y ya no incluyen la interfaz paralela. Las máquinas más pequeñas tienen menos espacio para conectores de puertos paralelos grandes. Hay disponibles adaptadores de USB a paralelo que pueden hacer que las impresoras solo en paralelo funcionen con sistemas solo USB. Hay tarjetas PCI (y PCI-express) que proporcionan puertos paralelos. También existen algunos servidores de impresión que proporcionan una interfaz para puertos paralelos a través de una red. Los chips USB a EPP también pueden permitir que otros dispositivos que no sean impresoras continúen funcionando en computadoras modernas sin un puerto paralelo. [dieciséis]
Para los aficionados a la electrónica, el puerto paralelo sigue siendo a menudo la forma más sencilla de conectarse a una placa de circuito externo. Es más rápido que el otro puerto heredado común (puerto serie), no requiere un convertidor de serie a paralelo y requiere mucha menos lógica de interfaz y software que una interfaz de destino USB. Sin embargo, los sistemas operativos de Microsoft posteriores a Windows 95/98 impiden que los programas de usuario escriban o lean directamente en el LPT sin software adicional (extensiones del kernel). [17]
Las fresadoras CNC más antiguas también suelen utilizar el puerto paralelo para controlar directamente los motores y accesorios de la máquina.
Tradicionalmente, los sistemas IBM PC han asignado sus primeros tres puertos paralelos según la configuración de la siguiente tabla (si existen los tres puertos de impresora).
Si hay una ranura no utilizada, las direcciones de puerto de las demás se mueven hacia arriba. (Por ejemplo, si no existe un puerto en 0x3BC, el puerto en 0x378 se convertirá en el primer puerto paralelo lógico). [18] La dirección base 0x3BC normalmente es compatible con los puertos de impresora en los adaptadores de pantalla MDA y Hercules, mientras que los puertos de impresora proporcionada por el chipset de la placa base o las tarjetas complementarias rara vez permiten configurarse en esta dirección base. Por lo tanto, en ausencia de un adaptador de pantalla monocromático, una asignación común para el primer puerto paralelo lógico (y por lo tanto también para el controlador de dispositivo DOS LPT1 correspondiente) hoy en día es 0x378, aunque el valor predeterminado sigue siendo 0x3BC (y sería seleccionado por el BIOS). si detecta un puerto de impresora en esta dirección). Las líneas IRQ también suelen ser configurables en el hardware. Se debe evitar asignar la misma interrupción a más de un puerto de impresora y normalmente hará que uno de los puertos correspondientes funcione solo en modo sondeado. Las direcciones de puerto asignadas a la ranura se pueden determinar leyendo el área de datos del BIOS (BDA) en 0000h:0408h.
Mapeo bit a pin para el puerto paralelo estándar (SPP):
~ indica una inversión de hardware del bit.
En las versiones de Windows que no usaban el kernel de Windows NT (así como DOS y algunos otros sistemas operativos), los programas podían acceder al puerto paralelo con simples comandos de subrutina outportb() e inportb(). En sistemas operativos como Windows NT y Unix ( NetBSD , FreeBSD , Solaris , 386BSD , etc.), el microprocesador funciona en un anillo de seguridad diferente y el acceso al puerto paralelo está prohibido, a menos que se utilice el controlador necesario. Esto mejora la seguridad y el arbitraje de la contención de dispositivos. En Linux, inb() y outb() se pueden usar cuando un proceso se ejecuta como root y se usa un comando ioperm() para permitir el acceso a su dirección base ; alternativamente, ppdev permite el acceso compartido y se puede utilizar desde el espacio de usuario si se establecen los permisos adecuados.
La biblioteca multiplataforma para acceso a puertos paralelos, libieee1284, también está disponible en muchas distribuciones de Linux y proporciona una interfaz abstracta para los puertos paralelos del sistema. El acceso se maneja en una secuencia de apertura-reclamo-liberación-cierre, que permite el acceso simultáneo en el espacio de usuario.
Los puertos de impresora paralelos más antiguos tenían un bus de datos de 8 bits y cuatro pines para control de salida (estroboscópico, avance de línea, inicialización y selección de entrada) y cinco más para control de entrada (ACK, ocupado, selección, error y salida de papel). Su velocidad de transferencia de datos es de 150 kB/s. [1]
Los EPP (puertos paralelos mejorados) más nuevos tienen un bus de datos de 8 bits y los mismos pines de control que el puerto de impresora paralelo normal. Los puertos más nuevos alcanzan velocidades de hasta 2 MB/s. [19] [ se necesita una mejor fuente ]
Los pines para conectores de puerto paralelo son:
Las líneas invertidas son verdaderas en lógica baja. Si no están invertidas, entonces la lógica alta es verdadera.
Es posible que el pin 25 del conector DB25 no esté conectado a tierra en las computadoras modernas. [ dudoso ]
Chips CI de hardware:
Algunos dispositivos IDE utilizan un adaptador IDE de puerto paralelo; a eso se refiere la opción PARIDE.
{{cite web}}: Mantenimiento CS1: bot: estado de la URL original desconocido ( enlace )