DE4135830A1 - Parallelinterface - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Parallelinterface nach dem Oberbe
griff des Anspruchs 1 oder 7, und betrifft insbesondere ein
Parallelinterface für eine externe Einrichtung, wie einen
Scanner und einen Printer bzw. Drucker und betrifft darüber
hinaus ein Parallelinterface für einen Scanner und Printer
mit einem Direktspeicherzugriff (DMA).
Ein Parallelinterface ist das am weitesten verbreitete In
terface zwischen einem Personal Computer und einem Printer/
Drucker. Das Interface benutzt Übernahme- bzw. Freigabe-,
Belegt- und Quittierungs-Signale, um die Daten zuverlässig
zwischen dem Printer/Drucker und dem Computer zu übertragen.
In einer Tabelle 2A ist die typische Pin- bzw. Anschlußbele
gung des Parallelinterface für einen Drucker dargestellt,
während in Fig. 5 die Zeitanforderungen des Interface für einen
Drucker, wie den typischen Personal Computer, wie beispiels
weise ein IBM-PC, dargestellt sind. In Fig. 5 sind die Parallel
interface-Zeitsteuersignale, die Belegt-(BUSY), Quittierungs
(ACKNLG), Daten- und Übernahme- bzw. Freigabe-(STROBE)Signa
le.
Fig. 6 zeigt ein Blockdiagramm der üblichen Realisierung eines
Parallelinterface bzw. einer Parallelschnittstelle. In Fig. 6
ist ein System 10 über ein Systemadressenbus 32 und ein System
steuerbus 34 mit einer Adressendecoder-Steuerschaltung 12 ver
bunden. Das System 10 ist über einen Systemdatenbus 30 mit
einem Sende-Empfänger 14 verbunden.
Die Adressendecoder-Steuerschaltung 12 kommuniziert über einen
internen Steuerbus 22 mit dem Sender-Empfänger 14. Ebenso
kommuniziert die Steuerschaltung 12 über den Steuerbus 22 mit
einem Ausgabedaten-Halteglied 16 sowie einer Lese-/Schreib-
Steuerlogik 18. Der Sender-Empfängar 14 kommuniziert über einen
internen Datenbus 24 mit dem Ausgabe-Daten-Halteglied 16 und
der Lese-/Schreib-Steuerlogik 18. Das Ausgangsdaten-Halte
glied ist über einen Paralleldaten-Bus 26 mit einem Parallel
anschluß-Verbindungsstecker 20 verbunden. Ebenso ist der
Parallelanschluß-Verbindungsstecker 20 über einen parallelen
Steuerbus 28 mit der Lese-/Schreib-Steuerlogik 18 verbunden.
Im Falle eines üblichen Personal Computers ist der Quittungs
austausch im Basis-Eingabe-Ausgabe-System (BIOS) eingebaut,
in welchem die Software das notwendige Prüfen von Signalen
steuert. Jedoch läßt diese Software-Lösung keine schnelle
Datenübertragung von dem Verarbeitungsrechner (Host Computer)
zu einem Drucker/Printer zu. Durch die Zeitsteueranforderun
gen in Fig. 5 ist eine maximale Übertragungsrate von l56KBytes
pro Sekunde vorgeschlagen, während das Manual eine Übertra
gungsrate von 1KBytes pro Sekunde empfiehlt.
Wenn eine große Datenmenge (beispielsweise Daten, welche ein
Bild darstellen) betroffen ist, wird die Kommunikation zwi
schen dem Host Computer und dem Printer/Drucker ein Engpaß.
Außerdem kann ein Host Computer über wenige Steuersignale
die begrenzte Zustandsinformation eines Printers/Druckers
nicht empfangen, da die Daten nur von dem Host Computer an
den Printer/Drucker übertragen werden.
Als Bild-Scanner eingeführt wurden, sind Interfaces oder
Schnittstellen zu einem Host Computer üblicherweise ein
Parallelinterface und ein RS232-Interface. Das Parallelinter
face ist ähnlich demjenigen, das für einen Printer/Drucker
verwendet worden ist, außer daß die Richtung einer Datenbe
wegung in beiden Richtungen erfolgt.
In Tabellen 2A und 2B sind die Printer/Drucker- bzw. Scanner-
Pinbelegungen zusammengefaßt. In Tabelle 2B für einen Scanner
ist ein Pin oder Anschluß 15 üblicherweise dazu bestimmt, die
Richtung der Daten zu steuern. Wenn das Signal hoch ist, wer
den die Daten von einem Host Computer zu einer Einrichtung
übertragen. Wenn es niedrig ist, ist die Richtung umgekehrt.
Tabelle 3 zeigt die PC-Drucker-Interface-Kabeldefinition.
In Tabelle 3 ist gezeigt, daß der Anschluß oder Pin 15 der
Host Computer-Seite eine Hauptkonfliktquelle zwischen einem
Scanner und einem Printer/Drucker ist. Die übrigen Pins sind
von Scanner- und Printer-Pin- bzw. Anschluß-Definitionen ab
gedeckt.
Die Schwierigkeit einer Datenübertragungsrate von einem Host
Computer zu einem Printer/Drucker oder Plotter wurde durch
IKON adressiert. IKON entwickelte zwei Leiter- oder Schal
tungsplatten, welche das Direktspeicherzugriffs-(DMA) -Vermögen
des typischen Personal Computers benutzen. Jedoch waren die
Hauptziele ihrer Leitungs- oder Schaltplatten Plotter- und
Printerdrucker. Daher war deren Verbindungsstecker nicht der
Standard-Stecker mit 25 Pins oder Anschlüssen. Folglich kann
kein übliches Printer/Drucker-Kabel verwendet werden. Außer
dem haben die Leiter-/Schaltungsplatten zusätzliche Möglich
keiten, welche für einen normalen Printer/Drucker-Gebrauch
nicht erforderlich sind. Eine Überprüfung der Leiter-/Schal
tungsplatten ließ mehr als 60 Chips sichtbar werden, was
höhere Kosten zur Folge hat.
Die Firma Ricoh Corporation hat eine Parallelinterface-Karte
ISI-8 für eine Scanner-Familie entwickelt. Diese Schaltungs
platte wurde insbesondere für eine Scannerverwendung ausge
legt, und die Ausführung ist nicht für eine mögliche Verwen
dung bei einem Drucker vorgesehen. Da bei einem Scanner der
Pin oder Anschluß 15 für eine Richtungssteuerung (siehe Ta
belle 2B) verwendet wird, ist diase Leitung kritisch für eine
Scanner-Benutzung. Das Signal wird von der Seite des Host
Computers als ein Ausgangssignal zu einem Gerät gesteu
ert. Jedoch in einem normalen Printerkabel ist der Anschluß/
Pin 15 mit einem Anschluß/Pin 32 eines Printers als ein
Eingang von einer Vorrichtung zu einem Host Computer verbun
den. Folglich kann die gegenwärtige ISI-8 Interface-Karte
über das normale Kabel nicht mit einem Printer/Drucker verbun
den werden.
Gemäß der Erfindung soll daher ein Parallelinterface für ex
terne Vorrichtungen, wie einen Printer/Drucker und einen
Scanner geschaffen werden, um das normale Printer/Drucker-
Kabel zu unterstützen, wenn es in Verbindung mit einem Prin
ter/Drucker verwendet wird, und um die Direktspeicherzugriffs
(DMA-)Fähigkeitan eines Host-Computers auszunutzen. Ferner
soll gemäß der Erfindung ein druckerseitiges Interface ge
schaffen werden, um ein Betreiben in beiden Richtungen zu
zulassen, was mit einem augenblicklichen Printer/Drucker-
Interface kompatibel ist. Gemäß der Erfindung ist dies bei
einem Parallelinterface nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 oder 7 durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des je
weiligen Anspruchs erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen
sind Gegenstand der auf die Ansprüche 1 oder 7 unmittelbar
und mittelbar rückbezogenen Unteransprüche.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Aus
führungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnun
gen im einzelnen erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen Parallelinterface-Anschluß mit einem
Direktspeicherzugriff (DMA) gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ein Flußdiagramm für einen Direktspeicherzugriff-
Verbindungsaufbau und eine Steuerung der Fig. 1;
Fig. 3 ein schematisches Diagramm einer Steuerschaltung
für die Erfindung;
Fig. 4 ein Blockdiagramm eines Host Computers, welcher
mit einer externen Vorrichtung, wie einem Printer
Drucker oder Scanner verbunden ist;
Fig. 5 ein aus dem Stand der Technik bekanntes Parallel-
Interface-Zeitsteuerdiagramm, und
Fig. 6 einen üblichen Parallelinterface-Anschluß.
In Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Parallelinterface darge
stellt, welches zum Übertragen von Daten einen Direktspeicher
zugriff verwendet. Es wird angenommen, daß der Host Computer
eine Direktspeicherzugriff-(DMA-)Steuerschaltung hat, welche
zur Datenübertragung verwendet werden kann. Ein System 50,
eine Adressendecoderschaltung 52, ein Sender-Empfänger 54,
eine Ein-/Ausgabedaten-Logik 56, eine Lese-/Schreib-Steuer
logik 58 und ein Parallelanschluß-Verbindungsstecker 61 ent
sprechen den jeweiligen Teilen in Fig. 6. Ebenso entsprechen
Daten-, Adressen- und Steuerbus-Verbindungen 60, 62 und 64 den
jenigen in Fig. 6.
In Fig. 1 ist der Sende-Empfänger 54 über den Bus 86 mit der
DMA-Steuerlogik 80 verbunden. Das Parallel-DMA-Blockdiagramm
der Fig. 1 weist auch einen Zähler 52 auf, welcher über einen
gemeinsamen Bus 70 mit der DMA-Steuerlogik 80 kommuniziert.
Die Lese-/Schreibsteuerlogik 58 kommuniziert über einen DMA-
Bus 90 mit dem Sender-/Empfänger 84. Der Sender-Empfänger 84,
die DMA-Steuerlogik 80 und der Zähler 82 sind vorgesehen, um
einen Direktspeicherzugriff, insbesondere die DACK- und DRQ-
Signale auf dem Bus 88 zu behandeln.
Die DMA-Steuerlogik 80 arbeitet mit der Lese-Schreib-Steuer
logik 58 zusammen, so daß Steuersignale des Direktspeicher
zugriffs (DMA) mit den Steuersignalen eines Printer-Parallel
interface arbeiten können, wie in Fig. 5 dargestellt ist.
Wenn die DMA-Steuerschaltung in dem Host Computer nicht ver
fügbar ist, sollte die DMA-Steuerschaltung von Fig. 1 hinzu
gefügt werden. Die meisten Realisierungen können die Ausfüh
rung einer ISI-8 Karte verwenden, außer diejenigen, welche,
wie oben beschrieben, mit dem Anschluß bzw. PIN 15 in Bezie
hung gebracht sind.
In Fig. 2 ist ein Flußdiagramm dargestellt, welchem zu entneh
men ist, wie ein Direktspeicherzugriff (DMA) aufzubauen ist,
und wie die Datenverbindung mit Fig. 1 zu übertragen sind. Bei
einem Schritt 401 wird die DMA-Steuereinheit eingerichtet,
wie Aufbauen einer Basisadresse, Wort-Zählen und ein
Mode-Register (Kanalwahl und Lesespeicherbetrieb). Im Falle
eines typischen Personal Computers (PC) muß ein Seitanregi
ster zusätzlich zu dem Direktspeicherzugriff (DMA) aufgebaut
werden. Beim Schritt 402 wird der DMA-Beendigungszähler (TC)
gelöscht. Beim Schritt 403 wird die DMA-Steuerlogik aufgebaut,
welche den Parallelinterface-Anforderungen zum Benützen eines
Direktspeicherzugriffs (DMA) genügt. Dies kann die Auswahl
eines DMA-Kanals und anderer Merkmale einschließen, welche
für eine ganz bestimmte Realisierung und/oder ein bestimmtes
System erforderlich sind.
Beim Schritt 404 wird ein Direktspeicherzugriff (DMA) ge
startet, indem der gewünschte DMA-Kanal entmaskiert wird.
Beim Schritt 405 wird der DMA-Zustand für dan richtigen Been
digungszähler-(TC-)Schritt gelesen. Beim Schritt 406 wird
geprüft, ob alle Daten übertragen sind. Bei einer anderen
Realisierung wird eine Unterbrechung benutzt, wenn TC als
ein Pooling des Beendigungszähler (TC) erreicht wird. Beim
Schritt 407 wird ein Direktspeicherzugriff (DMA) gesperrt,
und beim Schritt 408 wird (falls erforderlich) die DMA
Steuerlogik zurückgesetzt.
In Fig. 2 ist eine Fehlerrückgewinnung nicht dargestellt.
Unter realistischen Bedingungen sollte infolge des Printer/
Drucker-Ausfalls oder anderer Ursachen ein Zeitabschalten
hinzugefügt werden, um sich von einem nicht programmierten
Systemstopp zu erholen.
Die DMA-Übertragung lief auf eine Übertragungsrate von annä
hernd 85 KBytes/s hinaus, während der einfachste Assembler-
Code, welcher bei den herkömmlichen Lösungswegen verwendet
wird, auf eine Übertragungsrate von 43KByte/s hinausläuft.
Unter realistischen Bedingungen ist die Software-Lösung we
gen der Komplexität, wie beispielsweise Unterprogramm- oder
BIOS-Aufrufen, wahrscheinlich langsamer ist.
In Fig. 3 ist eine Schaltung für den Anschluß bzw. den Pin
15 dargestellt, welches bi-direktional ist und nicht nur zum Ein
geben oder Ausgeben dient. Ein Signal von dem Lese-/Schreib
register wird über ein Verknüpfungsglied 94 an dem Anschluß
oder Pin 15 eingegeben. Ein Signal von dem Anschluß 15 wird
über ein Verknüpfungsglied 96 in das Lese-/Schreibregister
eingegeben. Die Verknüpfungsglieder 94 und 96 werden durch
ein entsprechendes Schreib-Steuersignal gesteuert.
In Fig. 4 ist eine Ausführung eines Parallel-Interface für
eine externe Einrichtung, wie einen Scanner oder einen
Printer/Drucker dargestellt. In Fig. 4 ist ein Host Computer
mit einer externen Einrichtung, wie einem Printer/Drucker
124 oder einem Scanner 126 über einen Intelligenzschalter
122 verbunden. In einer tatsächlichen Ausführung ist zum
Erzeugen eines Schreib-Steuersignals ein tatsächlicher Schal
ter ratsam. Selbst mit dieser Modifikation sind jedoch die
Kabel für einen Drucker/Printer und für einen Scanner ver
schieden, da der Anschluß oder Pin 15 auf der Host-Seite mit
dem Anschluß/Pin 32 eines Druckers und dem Anschluß/Pin 15
eines Scanners verbunden ist. Um die Kommunikation eines
Druckers in beiden Richtungen zu ermöglichen, sollte der An
schluß/Pin 15 des Geräts mit 36 Anschlüssen/Pins (36 device
pin) von einer NC- auf eine PR/-SC-Signalleitung geändert
werden. Außerdem sollte eine der Erdungsleitungen verwendet
werden, um den Pin 15 des Geräts mit dem Host-Interface zu
verbinden. Bei dieser Änderung kann dann das gegenwärtige
System ohne eine Modifikation arbeiten und es kann dasselbe
Kabel für einenPrinter/Drucker und einen Scanner verwendet
werden. Eine Anschluß- bzw. Pin-Belegung für ein PR/-SC-
Signal für die Interface-Schaltplatte, welche gegenwärtig
15 ist, muß sich bezüglich des neu zugeteilten Anschlusses
bzw. Pins ändern. Wenn die Pin-Belegung geändert wird, wird
die in Fig. 3 dargestellte Schaltung nicht mehr länger be
nötigt, da das PR/-SC-Signal dem neuen Pin bzw. Anschluß
zugeteilt wird, und der Anschluß bzw. Pin keine zwei ver
schiedene Geräteanschlüsse bzw. Pins trägt.
In Tabelle 1 ist eine verbesserte Pinbelegung dargestellt.
Die Betätigung wird geändert, um einen symmetrischen Quittungs
austausch zu erhalten. Der Anschluß/Pin 15 wird vonPR/-SC in
Host/-Geräte umbenannt, da die verbesserte Pinbelegung nicht
auf einen Printer/Drucker oder einen Scanner beschränkt ist.
Ein Gerät, welches ein einfaches Parallelinterface erfordert,
kann denselben Quittungsaustausch verwenden. Der Anschluß/
Pin 32 wird von Fehler in Abruf- bzw. Achtung umbenannt. Das
angeschlossene Gerät kann diese Leitung benutzen, um einen
Abruf eines Host-Computers aufzurufen. Dann kann irgendeine
Operation oder ein Mode durch den Host-Computer entweder ein
gestellt oder beendet werden, und der Computer kann nach der
Art des erforderlichen Service des Geräts fragen. Die Möglich
keit einer in zwei Richtungen folgenden Datenkommunikation
mit einem Printer/Drucker erhöht die Operations- bzw. Betriebs
umgebung.
Bei der gegenwärtigen Parallelinterface-Spezifizierung kann
ein Host-Computer eine begrenzte Information des Zustandes
eines Druckers erhalten. Bei einer Datenkommunikation in bei
dan Richtungen kann ein Computer Fehlerdiagnosen und einen
Fehlerzustandsbericht an einen Host-Computer senden. Diese
Möglichkeit ist insbesondere bei einer komplizierten Sprache,
wie einer Seiten-Beschreibungssprache wichtig. Bei einem
Dialogverkehr bzw. einem interaktiven Betrieb oder einem
Zweiweg-Kommunikationsmode können nicht nur die Hardware-
Fehler, sondern auch Software-Fehler von einem Printer/Drucker
berichtet werden. Wenn die Zeitsteueranforderung der Fig. 5
verkürzt wird, wird die maximale Datenübertragungsrate
erhöht.
Claims (11)
1. Parallelinterface zum Anschließen eines Host-Computers
an einen Printer/Drucker und Scanner gekennzeich
net durch
eine Anzahl Pin-Verbindungen, um Daten, Steuer- und Adressen signale zwischen dem Host-Computer und dem Printer/Drucker oder Scanner zu senden und zu empfangen;
eine Kontakteinrichtung zum Steuern der Pin-Verbindungen, wobei die Pin-Verbindungen eine gemeinsame Host-/Geräte-Pin- Verbindung einschließen, um das Anschließen des Host-Compu ters an den Drucker/Printer oder Scanner zu ermöglichen.
eine Anzahl Pin-Verbindungen, um Daten, Steuer- und Adressen signale zwischen dem Host-Computer und dem Printer/Drucker oder Scanner zu senden und zu empfangen;
eine Kontakteinrichtung zum Steuern der Pin-Verbindungen, wobei die Pin-Verbindungen eine gemeinsame Host-/Geräte-Pin- Verbindung einschließen, um das Anschließen des Host-Compu ters an den Drucker/Printer oder Scanner zu ermöglichen.
2. Parallelinterface nach Anspruch 1, gekenn
zeichnet durch eine Einrichtung, um die Drucker/
Printer- und Scanner-Pin-Verbindungen (Kabel) mit einer
Interfaceeinheit zu steuern.
3. Parallelinterface nach Anspruch 2, gekennzeich
net durch eine Direktspeicherzugriff-(DMA-)Steuerein
richtung zum Steuern des Parallelinterface.
4. Parallelinterface nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Host-Computer eine Direktspeicherzu
griff-(DMA-) Steuereinrichtung aufweist, um Daten an das
Parallelinterface zu übertragen.
5. Parallelinterface nach Anspruch 2 gekennzeich
net durch eine Einrichtung, um ein Parallelinterface in
beiden Richtungen mit einem Printer/Drucker und einem Scanner
zu ermöglichen.
6. Parallelinterface nach Anspruch 2, gekennzeich
net durch eine bidirektionale Parallelinterface-Einrichtung
für einen Host-Computer und ein externes Gerät.
7. Parallelinterface zum Anschließen eines Host-Computers
an ein externes Gerät, gekennzeichnet durch
eine Anzahl von Pin-Verbindungen, um Daten, Steuer- und
Adressensignale zwischen dem Host-Computer und dem externen
Gerät zu senden und zu empfangen, und
eine Kontakteinrichtung zum Steuern der Pin-Verbindungen,
wobei die Pin-Verbindungen eine gemeinsame Host-/Geräte-Pin-
Verbindung haben, um das Anschließen des Host-Computers an
däs externe Gerät zu ermöglichen.
8. Interface nach Anspruch 7, gekennzeichnet
durch eine Einrichtung, um die externen Geräte-Pin-Verbin
dungen (Kabel) mit einer Interface-Einheit zu steuern.
9. Interface nach Anspruch 8, gekennzeichnet
durch eine Direktspeicherzugriff-(DMA-)Steuereinrichtung zum
Steuern des Parallelinterface.
10. Interface nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Host-Computer eine Direktspeicher
zugriff-(DMA-)Steuereinrichtung enthält, um Daten an das
Parallelinterface zu übertragen.
11. Interface nach Anspruch 10, gekennzeichnet
durch eine bidirektionale Parallelinterfaceeinheit für den
Host-Computer und das externe Gerät.
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