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Port parallèle

Connecteur femelle micro-ruban 36 broches, comme sur les imprimantes et sur certains ordinateurs, notamment les équipements industriels et les premiers ordinateurs personnels (a...

Connecteur femelle micro-ruban 36 broches, comme sur les imprimantes et sur certains ordinateurs, notamment les équipements industriels et les premiers ordinateurs personnels (avant les années 1980).
Connecteur mâle Mini-Centronics 36 broches (en haut) avec connecteur mâle Micro-ruban Centronics 36 broches (en bas)
Le port parallèle d'imprimante de l'Apple II se connectait à l'imprimante via un câble ruban plié ; une extrémité était connectée au connecteur situé en haut de la carte, et l'autre extrémité comportait un connecteur Centronics à 36 broches.

En informatique , un port parallèle est un type d' interface présent sur les premiers ordinateurs ( personnels et autres) permettant de connecter des périphériques . Son nom fait référence au mode de transmission des données : les ports parallèles transmettent plusieurs bits de données simultanément ( communication parallèle ), contrairement à la communication série où les bits sont transmis un par un. De ce fait, les ports parallèles nécessitent plusieurs lignes de données dans leurs câbles et connecteurs et sont généralement plus volumineux que les ports série actuels , qui ne requièrent qu'une seule ligne de données par sens.

Il existe de nombreux types de ports parallèles, mais le terme est surtout associé au port imprimante ou port Centronics présent sur la plupart des ordinateurs personnels des années 1970 aux années 2000. Ce port a longtemps constitué une norme de facto , avant d'être finalement normalisé par la norme IEEE 1284 à la fin des années 1990. Cette norme définissait les versions bidirectionnelles EPP ( Enhanced Parallel Port ) et ECP ( Extended Capability Port ). Aujourd'hui, l'interface de port parallèle est quasiment absente des nouveaux ordinateurs en raison de l'essor des périphériques USB ( Universal Serial Bus ) et de l'impression réseau via Ethernet et Wi-Fi .

L'interface de port parallèle était initialement connue sous le nom d'adaptateur d'imprimante parallèle sur les ordinateurs compatibles IBM PC . Elle était principalement conçue pour faire fonctionner les imprimantes utilisant le jeu de caractères ASCII étendu 8 bits d'IBM pour l'impression de texte, mais pouvait également servir à connecter d'autres périphériques. Les imprimantes graphiques, ainsi qu'une multitude d'autres appareils, ont été conçues pour communiquer avec ce système.

Histoire

Centronics

An Wang , Robert Howard et Prentice Robinson ont entrepris le développement d'une imprimante à bas coût chez Centronics , une filiale de Wang Laboratories spécialisée dans la production de terminaux informatiques . Cette imprimante utilisait le principe de l'impression matricielle , avec une tête d'impression composée d'une rangée verticale de sept aiguilles métalliques reliées à des solénoïdes . Lorsque les solénoïdes étaient alimentés, les aiguilles étaient poussées vers l'avant pour frapper le papier et y déposer un point. Pour former un caractère complet , la tête d'impression était alimentée sur des aiguilles spécifiques afin de créer un motif vertical unique, puis elle se déplaçait légèrement vers la droite, et le processus se répétait. Dans leur conception originale, un caractère typique était imprimé sous forme d'une matrice de sept points de haut et cinq de large, tandis que les modèles « A » utilisaient une tête d'impression à neuf aiguilles et formaient des caractères composés de neuf points sur sept.

Restait alors le problème de l'envoi des données ASCII à l'imprimante. Si un port série permet d'effectuer cette opération avec un minimum de broches et de fils, il exige que le périphérique mette en mémoire tampon les données à leur arrivée, bit par bit, et les reconvertisse en valeurs multibits. Un port parallèle simplifie cette tâche : la valeur ASCII complète est présentée directement sur les broches. Outre les huit broches de données, le système nécessitait également diverses broches de contrôle ainsi que des masses. Wang disposait justement d'un stock excédentaire de 20 000 connecteurs micro-ruban Amphenol à 36 broches, initialement utilisés pour l'une de leurs premières calculatrices. L'interface ne nécessitait que 21 de ces broches ; les autres étaient mises à la masse ou non connectées. Ce connecteur est devenu si étroitement associé à Centronics qu'il est désormais communément appelé… pieds) et en version longue, utilisant la signalisation différentielle pour les connexions jusqu'à . L'interface Dataproducts était présente sur de nombreux systèmes centraux jusque dans les années 1990, et de nombreux fabricants d'imprimantes la proposaient en option.

De nombreux périphériques ont finalement été conçus pour fonctionner sur un port parallèle. La plupart étaient unidirectionnels, conçus uniquement pour répondre aux informations envoyées par l'ordinateur. Cependant, certains périphériques, comme les lecteurs Zip, pouvaient fonctionner en mode bidirectionnel. Les imprimantes ont également adopté ce système bidirectionnel, permettant l'envoi de divers rapports d'état.

usages historiques

Graveur CD HP C4381A Plus série 7200 , montrant les ports parallèles pour la connexion entre une imprimante et l'ordinateur.

Avant l'avènement de l'USB , l'interface parallèle était utilisée pour accéder à divers périphériques autres que les imprimantes. Parmi les premières applications du port parallèle figuraient les dongles servant de clés matérielles, fournis avec les logiciels d'application et constituant une forme de protection contre la copie. On trouvait également des lecteurs de disques optiques ( lecteurs et graveurs de CD) , des lecteurs Zip , des scanners , des lecteurs de bandes magnétiques des modems externes , des manettes de jeu et des joysticks . Certains des premiers lecteurs MP3 portables nécessitaient une connexion au port parallèle pour le transfert des fichiers audio. Des adaptateurs permettaient de faire fonctionner des périphériques SCSI via tels que les programmateurs d'EPROM et les contrôleurs matériels être connectés via ce port.

Interfaces

La plupart des systèmes compatibles PC des années 1980 et 1990 disposaient d'un à trois ports, avec des interfaces de communication définies comme suit :

  • Port parallèle logique 1 : port d’E/S 0x3BC à 0x3BF, IRQ 7 (généralement dans les adaptateurs graphiques monochromes)
  • Port parallèle logique 2 : port d’E/S 0x378 à 0x37F, IRQ 7 (cartes d’E/S dédiées ou utilisation d’un contrôleur intégré à la carte mère)
  • Port parallèle logique 3 : port d’E/S 0x278 à 0x27F, IRQ 5 (cartes d’E/S dédiées ou utilisation d’un contrôleur intégré à la carte mère)

Si aucun port d'imprimante n'est présent à l'adresse 0x3BC, le deuxième port de la rangée (0x378) devient le port parallèle logique 1 et l'adresse 0x278 devient le port parallèle logique 2 pour le BIOS. Il arrive que les ports d'imprimante soient configurés par cavalier pour partager une interruption, même s'ils possèdent leurs propres adresses d'E/S (un seul port peut donc être utilisé à la fois en mode interruption). Dans certains cas, le BIOS prend également en charge un quatrième port d'imprimante, mais son adresse de base varie considérablement d'un fabricant à l'autre. Étant donné que l'entrée réservée pour un quatrième port d'imprimante logique dans la LPT1 , LPT2 , LPT3 (et éventuellement LPT4 ) du fichier CONFIG.SYS .

Accéder

Les systèmes DOS rendent les ports parallèles logiques détectés par le BIOS accessibles sous des noms de périphériques tels que LPT1 , LPT2 ou LPT3 (correspondant respectivement aux ports parallèles logiques 1, 2 et 3). Ces noms dérivent de termes comme « Line Print Terminal » , « Local Print Terminal » (tous deux abrégés en LPT ) ou « Line Printer ». Une convention de nommage similaire était utilisée sur les systèmes ITS et DEC , ainsi que dans CP/M et 86-DOS ( LST ).

Sous DOS , les imprimantes parallèles étaient accessibles directement en ligne de commande . Par exemple, la commande « » redirigeait le contenu du fichier AUTOEXEC.BAT vers le port imprimante. Un périphérique PRN était également disponible comme alias pour LPT1. Certains systèmes d'exploitation (comme DOS multi-utilisateur ) permettent de modifier cette affectation fixe par différents moyens. Certaines versions de DOS utilisent des extensions de pilote résidentes fournies par MODE, ou les utilisateurs peuvent modifier le mappage en interne via une directive CONFIG.SYS PRN =n (comme sous DR-DOS 7.02 et versions ultérieures). DR-DOS 7.02 offre également une prise en charge intégrée optionnelle de LPT4 si le BIOS sous-jacent le prend en charge.TYPE C:\AUTOEXEC.BAT > LPT1:

PRN, ainsi que CON, AUX et quelques autres, sont des noms de fichiers et de répertoires invalides sous DOS et Windows, même sous Windows XP et versions ultérieures. Ce problème affecte également Windows 95 et 98 , qui présentaient une vulnérabilité liée à l'utilisation de périphériques MS-DOS dans les chemins d'accès. Cette vulnérabilité provoquait un plantage de l'ordinateur si l'utilisateur saisissait « C:\CON\CON », « C:\PRN\PRN » ou « C:\AUX\AUX » dans la barre d'adresse de l'Explorateur Windows ou via la commande Exécuter. Microsoft a depuis publié un correctif, mais les nouvelles installations de Windows 95 et 98 ne l'intègrent pas et restent donc vulnérables.

Une commande spéciale «PRINT » existait également pour obtenir le même résultat. Microsoft Windows fait encore référence aux ports de cette manière dans de nombreux cas, même si cela est souvent assez discret.

Sous SCO UNIX et Linux , le premier port parallèle est disponible via le système de fichiers sous le nom de /dev/lp0. Les périphériques IDE Linux peuvent utiliser un pilote paride (IDE à port parallèle).

Produits de consommation notables

Adaptateur Ethernet à port parallèle Accton Etherpocket-SP (vers 1990, pilotes DOS ). Compatible coaxial et 10 Base-T. Alimentation supplémentaire via un câble de traversée PS/2 .

Pour les consommateurs, l'USB et les réseaux informatiques ont remplacé le port parallèle des imprimantes, aussi bien pour les connexions aux imprimantes qu'à d'autres périphériques.

De nombreux fabricants d'ordinateurs personnels et portables considèrent le port parallèle comme obsolète et ne l'intègrent plus. Les machines plus compactes disposent de moins d'espace pour les connecteurs de port parallèle. Des adaptateurs USB vers parallèle permettent d'utiliser des imprimantes compatibles uniquement avec le port parallèle sur des systèmes exclusivement USB. Il existe des cartes PCI (et PCI-Express) qui fournissent des ports parallèles. Certains serveurs d'impression offrent également une interface vers les ports parallèles via le réseau. Les puces USB vers EPP permettent aussi à d'autres périphériques (autres que les imprimantes) de fonctionner sur des ordinateurs modernes dépourvus de port parallèle.

Pour les amateurs d'électronique, le port parallèle reste souvent la solution la plus simple pour se connecter à une carte de circuit imprimé externe. Il est plus rapide que l'autre port traditionnel courant (le port série), ne nécessite aucun convertisseur série-parallèle et requiert beaucoup moins de logique d'interface et de logiciel qu'une interface cible USB. Cependant, les systèmes d'exploitation Microsoft postérieurs à Windows 95/98 empêchent les programmes utilisateur d'écrire ou de lire directement sur le port parallèle sans logiciel supplémentaire (extensions du noyau).

Les fraiseuses CNC utilisent également souvent le port parallèle pour contrôler directement les moteurs et les accessoires de la machine, notamment avec le système d'exploitation LinuxCNC .

Implémentation de PC IBM

Adresses de port

Traditionnellement, les systèmes IBM PC attribuent leurs trois premiers ports parallèles selon la configuration du tableau ci-dessous (si les trois ports d'imprimante existent).

S'il existe un emplacement libre, les adresses des autres ports sont décalées vers le haut. (Par exemple, si le port à l'adresse 0x3BC n'existe pas, le port à l'adresse 0x378 deviendra alors le premier port parallèle logique.) L'adresse de base 0x3BC est généralement prise en charge par les ports imprimante des cartes graphiques MDA et Hercules , tandis que les ports imprimante fournis par le chipset de la carte mère ou les cartes d'extension permettent rarement d'être configurés sur cette adresse de base. Par conséquent, en l'absence d'une carte graphique monochrome, l'adresse 0x378 est couramment attribuée au premier port parallèle logique (et donc également au pilote DOS LPT1 correspondant), même si la valeur par défaut reste 0x3BC (et serait sélectionnée par le BIOS s'il détecte un port imprimante à cette adresse). Les lignes IRQ sont généralement configurables au niveau matériel. Il convient d'éviter d'attribuer la même interruption à plusieurs ports imprimante, car cela aura généralement pour conséquence qu'un des ports correspondants fonctionne uniquement en mode d'interrogation. Les adresses de port attribuées à l'emplacement peuvent être déterminées en lisant la Interface de programme

Dans les versions de Windows n'utilisant pas le noyau Windows NT (ainsi que sous DOS et certains autres systèmes d'exploitation), les programmes pouvaient accéder au port parallèle via les commandes de sous-routines outportb() et inportb(). Sous des systèmes d'exploitation tels que Windows NT et Unix ( NetBSD , FreeBSD , Solaris , 386BSD , etc.), le microprocesseur fonctionne dans un niveau de sécurité différent et l'accès au port parallèle est interdit, sauf si le pilote requis est utilisé. Ceci améliore la sécurité et la gestion des conflits d'accès au périphérique. Sous Linux, inb() et outb() peuvent être utilisés lorsqu'un processus est exécuté en tant que superutilisateur (root) et que la commande ioperm() est utilisée pour autoriser l'accès à son adresse de base ; ppdev permet également un accès partagé et peut être utilisé depuis l'espace utilisateur si les permissions appropriées sont définies.

La bibliothèque multiplateforme libieee1284, permettant l'accès aux ports parallèles, est disponible sur de nombreuses distributions Linux et offre une interface abstraite pour ces ports. L'accès est géré selon une séquence d'ouverture, de revendication, de libération et de fermeture, autorisant ainsi un accès concurrent en espace utilisateur.

Brochage

Les anciens ports parallèles d'imprimante disposaient d'un bus de données 8 bits et de quatre broches de sortie de contrôle (Strebrate, Linefeed, Initialize et Select In), ainsi que de cinq broches d'entrée de contrôle (ACK, Busy, Select, Error et Paper Out). Leur vitesse de transfert de données était de 150 ko/s. Il est possible qu'un port parallèle atteigne une vitesse de 300 ko/s.

Les ports parallèles améliorés (EPP) de nouvelle génération disposent d'un bus de données 8 bits et des mêmes broches de contrôle que le port parallèle standard d'une imprimante. Ces ports atteignent des vitesses allant jusqu'à 2 Mo/s.

Le brochage des connecteurs de port parallèle est le suivant :

Schéma de brochage des connecteurs de port parallèle.

Les lignes inversées sont vraies à l'état logique bas. Si elles ne sont pas inversées, alors l'état logique haut est vrai.

La broche 25 du connecteur DB25 peut ne pas être reliée à la masse sur les ordinateurs modernes.

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