DE4135830C2 - Parallelinterface - Google Patents

Parallelinterface

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Description

Die Erfindung betrifft ein Parallelinterface nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 oder 2.
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-Empfänger 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 Computersist 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 156 KBytes pro Sekunde vorgeschlagen, während das Manual eine Übertra­ gungsrate von 1 KBytes 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 R5232-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 28 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 28) verwendet wird, ist diese 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.
Aufgabe der Erfindung ist es, an einen Computer sowohl einen Drucker, als auch einen Scanner über einen Standard-Druckerkabel anschließen zu können.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 2 gelöst.
Gemäß der Erfindung wird ein Parallelinterface für ex­ terne Vorrichtungen, wie einen Printer/Drucker und einen Scanner geschaffen, um das normale Printer/Drucker- Kabel zu unterstützen, wenn es in Verbindung mit einem Prin­ ter/Drucker verwendet wird, und um die Direktspeicherzugriffs- (DMA-)Fähigkeiten eines Host-Computers auszunutzen. Ferner wird gemäß der Erfindung ein druckerseitiges Interface ge­ schaffen, um ein Betreiben in beiden Richtungen zu­ zulassen, was mit einem augenblicklichen Printer/Drucker- Interface kompatibel ist.
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 ein Sende-Empfänger 84 über den Bus 86 mit einer 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 Seitenregi­ 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 den 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 Poiling des Beendigungszählers (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 43 KByte/s hinausläuft. Unter realistischen Bedingungen ist die Software-Lösung we­ gen der Komplexität, wie beispielsweise Unterprogramm- oder BIOS-Aufrufen, wahrscheinlich langsamer.
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 einen Printer/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 den 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.
Tabelle 1: Anschluß/Pin-Belegung
Tabelle 2A
Pin-Definition eines Printers (Druckers) und eines Ricoh Scanners
Tabelle 2B
Tabelle 3: Printer/Drucker-Kabel-Spezifizierung

Claims (2)

1. Parallelinterface eines Druckers zur Verbindung mit einem Hostcomputer mit Belegt-, Bestätigungs- und Strobeanschlüssen und mit Parallel-Datenanschlüssen dadurch gekennzeichnet, daß ein standardmäßig freier Anschluß (PIN 15, Tabelle 2a) als Anschluß für die Signalisierung der Übertragungsrichtung der Daten vom Host zum Gerät oder umgekehrt ausgebildet wird und daß ein Anschluß (PIN 32, Tabelle 2a), der standardmäßig zur Abgabe eines Fehlersignals verwendet wurde, als ein Anschluß (PIN 32, Tabelle 1) für ein Achtungssignal für den Hostcomputer ausgebildet wird.
2. Parallelinterface eines Computers mit Belegt-, Bestätigungs- und Strobeanschlüssen und mit Parallel-Datenanschlüssen dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschluß, der standardmäßig für ein Fehlereingangssignal (PIN 32, Tabelle 3) eines Druckers verwendet wurde, durch eine Steuerschaltung (Fig. 3) als bidirektionaler Anschluß ausgebildet wird, um somit an das Parallelinterface auch einen Scanner anschließen zu können.
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