Rööpvärat

Paralleelport (rööpvärat, rööpport) on liides, mida kasutatakse erinevate välisseadmete ühendamiseks arvutiga.

Algselt oli see mõeldud arvuti ühendamiseks printeriga, aga tänu paralleelpordi heale andmeedastuskiirusele leidis ta rakendust ka teiste seadmete, näiteks skännerite, kettaseadmete ja võrguadapterite ühendamiseks arvutiga. Tänapäeval on paralleelpordi kasutamine vähenenud, kuna välisseadmeid ühendatakse peamiselt USB või Etherneti kaudu.

Omadused, eelised ja puudused

Lauaarvutitel kasutatava rööpvärati füüsilisi ja elektrilisi omadusi kirjeldab standard IEEE 1284.

Paralleelport PCI kaardil

Eelised:

• Paralleelporti iseloomustab see, et andmed liiguvad paralleelselt ja korraga 8 biti kaupa. 8 väljundkontakti saadavad igaüks korraga ühe biti. Rööpedastuse tõttu on teoreetiliselt võimalik küllaltki suur andmeedastuskiirus.

Puudused:

• Juhtmed ei moodusta kaablis paare (ei kasutata keerdpaarjuhtmeid). Seetõttu pole võimalik kasutada kuigi pikka kaablit, ilma et ei tekiks vajadus signaali võimendada.^[1]
• Kahesuunalise andmevahetuse puhul kasutab paralleelport pooldupleks (half-duplex) ühendust. See tähendab, et liides ei saa andmeid edasi kanda mõlemas suunas korraga, vaid igal ajahetkel liiguvad andmed kas arvutisse sisse või arvutist välja.
• Juhtmete suure hulga tõttu kulub seadmete valmistamisel palju materjali (vaske ja isolatsioonimaterjali),

Rööpvärati ajalugu

Centronics

Aastal 1970 tutvustati avalikusele printerit Centronics Model 101. See oli esimene printer, mis kasutas arvutiga suhtluseks paralleelliidest. Selle liidese arendasid kaks Centronicsi töötajat Robert Howard ja Prentice Robinson. Arvuti sisemiste siinidega oli rööpvärat ühendatud näiteks Intel 8255 kiibi abil. Kiibil Intel 8255 on kolm 8-bitilist registrit. Kiibi Intel 8255 registrit nimega A kasutati andmete jaoks, registrit nimega B printeri oleku tagasisideks ja kahesuunalist ning kaheosalist (kahest 4-bitilisest osast koosnevat) registrit nimega C printeri juhtimiseks ja oleku tagasisideks. Ainult printerite jaoks mõeldud rööpväratitel oli signaale vähem, nt. kiibil UM82C11 on ainult 17 printeri jaoks vajalikku signaali^[2]. Rööpvärat paiknes sageli mitmeotstarbelisel sisend-väljud kaardil või videokaardil.

Standardne rööpvärat SPP

Paralleelport oli algselt mõeldud arvutist printerisse andmete saatmiseks, seepärast võimaldas esimene standardne rööpvärat (SPP, Standard Parallel Port) andmeid ainult saata. Varsti tekkis aga vajadus kahesuunalise andemavahetuse järele, näiteks printerilt tagasiside saamiseks. Andmete saatmiseks porti tagasi hakati kasutama nelja signaalide saatmiseks mõeldud kontakti. Esimesel kahesuunalisel paralleelpordil oli seega 8-bitine väljundrežiim (compatible mode) kiirusega 150 kB/s ja 4-bitine sisendrežiim (nibble mode) kiirusega 50 kB/s.^[1] SPP oli laialt levinud aastani 1993.

Kahesuunalise rööpvärati standard

Kahesuunalist rööpväratit (Bidirectional Parallel Port), mis on tuntud ka kui "PS/2 type parallel port" või "Extended parallel port", tutvustati üldsusele 1987. aastal. Sellel rööpväratil on nii SPP sarnane väljundtalitlus (compatible mode) kui ka sisendtalitlus (byte mode). Mõlemad talitlusviisid olid 8-bitised ning suutelised liigutama andmeid mõlemas suunas kiirusega 150 kB/s. Selleks võeti kasutusele mõned varem kasutamata pistikukontaktid ja määrati liideses andmevahetuse suunda määrav olekubitt.^[1]

Kasutusvaldkonnad

Kahesuunalist rööpväratit oli võimalik kasutada ka arvutite omavaheliseks ühendamiseks ja andmete kopeerimiseks arvutist arvutisse spetsiaalse kaabli (Interlink, Direct Cable Connection) abil, juhul kui mugavamad ja kiiremad võimalused (nt. arvutivõrgu liides) puudusid^[3].

Ajal mil helikaardid polnud veel tavakasutajatele kättesaadavad kõrge hinna tõttu kasutati lihtsaid digitaal-analoogmuundureid (nt. Covox Speech Thing) heli väljastamiseks arvuti rööpvärati ja helivõimendi kaudu. Rööpväratit kasutati ka paljude teiste välisseadmete nagu nt. kettaseadmete, skännerite, mängupultide ühendamiseks. Selleks võeti kasutusele rööpvärati standardid EPP ja ECP.

Rööpväratite talitlusviisid

Lauaarvutite rööpväratite areng ja talitlusviisid

Lauaarvuti rööpväratit on võimalik seadistada töötama erinevates andmete ülekande viisides. Erinevad kiibid ja ohjurid võimaldavad erinevaid talitlusviise.

Täiustatud rööpvärat – EPP (Enhanced Parallel Port)

Täiustatud rööpvärat EPP, tuntud ka kui "Fast Mode Parallel Port", töötati välja firmade Intel, Xircom ja Zenith Data Systems poolt ja seda esitleti esmakordselt aastal 1991. EPP on eelkõige mõeldud võrguadapterite ning ketta- ja lindiseadmete ühendamiseks arvutiga, sest suudab kiiresti muuta ülekande suunda. Tollal kasutati rööpväratit välisseadmete ühendamiseks laialdaselt, sest kiired jadasiinid nagu nt. USB polnud veel levinud. Harilikult on EPP ehitatud Super I/O kiipi või emaplaadi lõunasilla kiipi. EPP tõõtab kiirusega kuni 2 MB/s.^[1]

Laiendatud rööpvärat – ECP (Extended Capability Port)

Lainedatud võimalustega rööpvärat ECP on aastal 1992 firmade Microsoft ja Hewlett-Packard koostöös valminud standard. Oma funktsionaalsuse poolest on see üsna sarnane EPP-ga, kuid täiendavalt on kasutusel FIFO-puhvrid ja otsemälupöördus (DMA), mis aitab vähendada protsessori koormust andmeülekandel. Erinevalt EPP-st ei saa ECP puhul ilma täiendava omavahelise kooskõlastamiseta andmete ülekandmise suunda muuta. Seetõttu sobib ECP pigem printerite ja skännerite ühendamiseks arvutiga. ECP võimaldab andmevahetust kuni 2,5 MB/s, mis on ligilähedane ISA siini kiirusega.^[4]

Talitlusviiside võrdlus

Tabel. Sõltuvalt programmiga valitud töömoodusest on kaasaegsel rööpväratil võimalikud erinevad infoedastusviisid.

Paralleelpordi talitlusviis	Suund	Andmeedastuskiirus
4-bitine (Poolbait)	Sisend	50 kB/s
8-bitine (Bait)	Sisend	150 kB/s
8-bitine. Ühilduv algse SPP liidesega (Compatible)	Väljund	150 kB/s
EPP (Enhanced Parallel port)	Sisend/väljund	500 kB/s – 2 MB/s
ECP (Enhanced Capabilities Port)	Sisend/väljund	500 kB/s – 2,5 MB/s

Tabel. Lauaarvuti paralleelpordi tüüpide tehnilised andmed.

Paralleelpordi tüüp	Sisendrežiim	Väljundrežiim	Kommentaarid
SPP (Standard Parallel Port)	Poolbait	Ühilduv algse SPP liidesega (Compatible)	4-bitine sisend, 8-bitine väljund
Bidirectional Parallel Port	Bait	Ühilduv algse SPP liidesega (Compatible)	8-bitine sisend-väljund
EPP (Enhanced Parallel Port)	EPP	EPP	8-bitine sisend-väljund
ECP (Extended Capability port)	ECP	ECP	8-bitine sisend-väljund

Mikrokontrollerite rööpväratite talitlusviisid

Xmega mikrokontrollerite rööpväratitel on järgmised talitlusviisid:

1. Seadistatav sünkroonne ja asünkroonne sisend (synchronous and/or asynchronous input sensing)
2. Asünkroonne äratussignaal sünkroontalitluses (asynchronous wake-up signaling)
3. Seadistatav väljundi tüürahel (configurable output driver). Vastastakt (totem-pole), Vaikimisi kõrgele nivoole lülitatud (pull-up), vaikimisi madalale nivoole lülitatud (pull-down) ja oleku juhtimine siinisignaalide võimendamiseks (bus keeper).
4. Aparatuursed (riistvaralised) loogikatehted väljundsignaalidega: NING-tehe (wired-AND), VÕI-tehe (wired-OR) ja Eitus (inverted I/O, wired-XOR).
5. Näilised (ehk virtuaalsed) seadmis- (set, SET), nullimis- (clear, CLR) ja ümberlülitusregistrid (toggle, TGL) registrid nii rööpvärati väljundile kui ka andmevahetuse suunale.
6. Väljundpinge rampide juhtimine (slew rate control)
7. Mitme viigu seadistamine korraga ühe masinakäsuga (configuration of multiple pins in a single operation)
8. Vajalike väratiaadresside paindlik sisend-väljund aadressiruumi paigutamine (mapping of ports into virtual ports in I/O space) pöördumiste kiirendamiseks.

Pesad ja pistikud

IEEE 1284-B 36 klemmiga Micro ribbon pistik ehk nn. Centronics printeri pistik

DB25 pistik

IEEE 1284 standard määrab ära paralleelpordi pesad ja pistikud, mida on kolme tüüpi:

• A-tüüpi (DB25) – 25-kontaktiline ja kasutusel on see enamasti PC-tüüpi arvutites.
• B-tüüpi (Centronics-style) – 36-kontaktiline ja kasutusel on see väga vanades printerites.
• C-tüüpi (high-density) – 36-kontaktiline, kasutusel on see printerites.

IEEE 1284-A rööpvärati klemmid 25 klemmilises DB-25 pistikus

Klemmid pistikus DB-25 IEEE 1284-A	Klemmid pistikus IEEE 1284-B (Centronics)	Klemmid pistikus IEEE 1284-C	Tähis skeemidel	Kirjeldus	Signaali suund	Funktsioon, register
1	1	15	/Strobe	Andmevahetustsükli tunnusimpulss	sisend/väljund	Juhtimine 0
2	2	6	Data 0	Andmed bitt 0	väljund	Andmed printerile
3	3	7	Data 1	Andmed bitt 1	väljund	Andmed printerile
4	4	8	Data 2	Andmed bitt 2	väljund	Andmed printerile
5	5	9	Data 3	Andmed bitt 3	väljund	Andmed printerile
6	6	10	Data 4	Andmed bitt 4	väljund	Andmed printerile
7	7	11	Data 5	Andmed bitt 5	väljund	Andmed printerile
8	8	12	Data 6	Andmed bitt 6	väljund	Andmed printerile
9	9	13	Data 7	Andmed bitt 7	väljund	Andmed printerile
10	10	3	Acknowledge	Valmisolek andmeid vastuvõtta	sisend	Printeri oleku tagasiside 6
11	11	1	/Busy	Hõivatud	sisend	Printeri oleku tagasiside 7
12	12	5	Paper End	Paber puudub/otsas	sisend	Printeri oleku tagasiside 5
13	13	2	Select	Valik (on-line)	sisend	Printeri oleku tagasiside 4
14	14	17	/Auto linefeed	Automaatne reavahetus	sisend/väljund	Juhtimine 1
15	32	4	Error	Viga	sisend	Printeri oleku tagasiside 3
16	31	14	Init (Reset)	Lähtestamine	sisend/väljund	Juhtimine 2
17	36	16	/Select In (Select printer)	Trükkimise juhtimine	sisend/väljund	Juhtimine 3
18–25	16–17, 19–30	19–35	GND	Üldine mass	tagasi	Kere

Minimaalses printeriliideses on ühendatud andmesignaalid Data 0..7, juhtsignaal Strobe ja olekusignaal Busy. Iverteeritud signaali Strobe loogiline madal nivoo tähendab, et arvuti on väljastanud uut infot. Inverteeritud signaali Busy loogiline madal nivoo näitab, et printer ei saa hetkel rohkem infot vastu võtta. Kui saadetud bait on printeri poolt vastu võetud, siis vastab printer signaali Acknowledge madala nivooga impulsiga.

Vaata ka

• Andmesiin
• IEEE 1284
• D-subminiature

Viited

1. Scott Mueller, "Upgarading and Repairing PCs",United States of America, Que, August 2003
2. UM82C11-C Printer Adapter Interface PAI, http://matthieu.benoit.free.fr/cross/data_sheets/UM82C11.pdf
3. Parallel cables pinout and port info, http://www.lammertbies.nl/comm/cable/parallel.html
4. "Arhiivikoopia". Originaali arhiivikoopia seisuga 13. juuni 2007. Vaadatud 12. detsembril 2010.