COM умер! Да здравствует USB!
Одна из немногих вещей, дошедших до нас в неизменном виде с начала 80-х годов, когда только начала зарождаться архитектура IBM PC совместимых компьютеров, это 2 последовательных порта. Даже параллельный порт, и тот модифицировался, практически ни на одном из современных PC вы не увидите «чистого» SPP порта — это будет его либо EPP, либо ECP модификация. Не найдете вы на последних материнских платах и привычного разъема для клавиатуры — его заменило компромиссное решение — 2 PS/2 порта. Таким образом, — единственное, что осталось неизменным в течение вот уже почти 20 лет — это два COM порта на материнской плате. Но 20 лет — это гигантский срок для развивающегося стремительными темпами PC, представляющего собой вихрь непрерывно рождающихся и умирающих архитектур.
Со временем, недостатки последовательного порта все ярче проявлялись для пользователей, а значит и для производителей. В конце концов меры надо было принимать загодя, и в 1995 году семь компаний выдвинули инициативу универсальной последовательной шины — USB. Героев надо знать в лицо: Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC и Northern Telecom — краса и гордость, ниспровергатели авторитетов и выдвигатели инициатив.
Зачем понадобилась USB? Причин, если вдуматься, более чем достаточно. В принципе, если свести характеристики претендентов на звание внешнего интерфейса в одну таблицу, большинство из ограничений COM портов будет видно как на ладони:
| Интерфейс | Возможность «горячей замены» | Количество поддерживаемых устройств | Пропускная способность | Возможность подключения по цепочке | Макс. длина кабеля |
|---|---|---|---|---|---|
| Последовательный порт | Нет | 1 | 112.5 Кбит/с | Нет | 1 м |
| Параллелльный порт | Нет | 1 | 600 Кбит-1.5 Мбит/с | Нет | 4 м |
| USB | Да | 127 | 1.5-12 Мбит/c | Да | 5 м |
| FireWire | Да | 63 | 100 — 400 Мбит/c | Да | 4.5 м |
| Стандартный PC обычно имеет два последовательных и один параллелльный порт. Можно использовать разветвители, но все равно, к каждому порту в одно время может быть подключено только одно устройство. Кроме того, чаще всего один из COM портов уже занят мышью. | |||||
В так сказать «бытовом» плане это выражается как в невозможности одновременного подключения более двух внешних устройств к COM портам. В ограничении по скорости, делающим невозможным подключение многих образцов современной периферии. В невозможности «на лету» поменять подключенные устройства.
Особенно остро встает проблема нехватки COM портов по мере того, как периферия набирается интеллекта. Так, например, джойстику с Force Feedback, помимо обычного порта для джойстика, требуется еще и COM порт, найти который, на машине с мышью и модемом, мягко выражаясь сложновато. И подобных устройств, претендующих на постоянное или временное подключение к компьютеру, постепенно становится все больше.
Так что USB в этой ситуации весьма и весьма пришлась ко двору. Однако, рождение ее легким не назовешь — достаточно сказать, что спецификация 0.9 вышла еще аж в ноябре 95 года. Вроде бы, при таких то семи няньках, дитя должно быть весело и счастливо. Однако, судьба распорядилась несколько иначе.
Беда была в отсутствии четкого взаимодействия между производителями аппаратного обеспечения и производителем программного. 😉 Сложился замкнутый круг: производители периферии ждали, пока Microsoft обеспечит надежную работу Windows и USB, а Microsoft, не желая утруждать себя лишней работой по написанию драйверов для экзотического оборудования, предпочитала подождать, пока наберется критическая масса оборудования.
В результате, несмотря на то, что Intel, как один из создателей USB, встроил контроллер USB еще аж в 430VX и 430HX, внешне на компьютерах это практически никак не сказалось. Производители материнских плат в более-менее массовом порядке начали выводить USB порты «на поверхность» только с появлением TX, а в качестве стандартной принадлежности два USB коннектора появились в группе разъемов материнской платы только с появлением ATX.
Однако, даже несмотря на то, что уже в конце 97 года большинство PC продавались «USB ready», о массовости USB говорить было просто смешно. Подвели смежники: Windows 95 в своем первоначальном виде практически не умела работать c USB. Это положение в какой то мере исправил Service Release Patch 2.1, известный также как USB Supplementary Patch. Однако, патч — это совсем не «коробочная» операционная система, что прямым путем сказалось на распространенности Windows OSR 2.1. Таким образом, неустойчивое равновесие «нет драйверов — нет и железа» тянулось до выхода Windows 98.
С ее выходом положение резко изменилось: полная поддержка USB применялась Microsoft в качестве одного из аргументов в необходимости перехода с Windows 95 на Windows 98. (Да мы все еще помним тот эпизод, с повисшей при демонстрации Биллом Гейтсом, бета версии Windows 98. В тот момент как раз демонстрировалось подключение «на лету» USB сканера уже почившей с миром фирмы Storm Technology.)
Разогнавшись, Microsoft даже одной из первых представила варианты своих периферийных устройств, «портированные» на USB: Natural Keyboard и Intellimouse. Впрочем ради этих двух продуктов огород городить никак не стоило — в 98 году PC были готовы к USB, как на аппаратном, так и на программном уровне. Дело оставалось за разработчиками периферии.
На сей раз, подкрепленные поддержкой с обеих сторон, производители с удовольствием откликнулись. Весь 98 год либо новые продукты сразу шли с интерфейсом USB, либо предлагались варианты старых моделей с этим интерфейсом. Если конкретнее, то только с момента выхода Windows 98 было выпущено или анонсировано более 60 устройств, использующих эту шину. Причем, за счет гораздо большей пропускной способности (12 Мбит/c на все) в сторону нового интерфейса начали поглядывать те, кто еще недавно презрительно посматривал на 112 Кбит/c СOM портов: принтеры, сканеры, видеокамеры, внешние накопители данных.
Хотя, если нагрузить на каждый порт столько, сколько он по максимуму способен тянуть (127 устройств), то получится ситуация, напоминающая известный анекдот: «А теперь со всем этим попробуем взлететь». Легко прикинуть, что если одна только видеокамера потребляет в среднем 4.5 Мбит/с. А ведь есть еще USB колонки, получающие через шину цифровой аудиопоток, есть принтер, тоже не отличающийся малым аппетитом, модем и т.д. В общем, в качестве более-менее оптимальной цифры, скорее можно назвать четыре-пять устройств.
К тому же, помимо ограниченной пропускной способности USB (хотя, при всей своей ограниченности, просто несравнимой с COM портом), есть еще вопрос с питанием. Теоретически, как мышь или клавиатура, USB устройства получают питание непосредственно с интерфейса. Однако, так же, как и пропускная способность, мощность, предоставляемая USB конечна, хотя в данном случае легко можно обойти это затруднение за счет использования USB концентраторов с питанием от сети.
Вполне в духе современной тенденции к упрощению пользования PC и чуть ли не придания ему статуса собрата видеомагнитофона, выполнена процедура подключения USB периферии. Все происходит «на лету», при включенном PC, сразу после подключения периферии, в Windows 98 сразу, без необходимости запуска New Hardware Wizard, появляется примерно вот такое окошко, после чего устройство сразу готово к работе. Первый раз система просит вставить компакт или диск производителя, в последующем же при подключении/отключении устройства, соответствующие изменения в списке устройств будут происходить мгновенно.
Схема выполняемых в этом случае действий довольно проста. При подключении устройства, USB-контроллер чувствует скачок напряжения в цепочке, и запрашивает вновь подключившееся устройство о его типе, производителе, назначении и требуемой пропускной способности. Также устройству при этом назначается уникальный идентификационный номер. Когда процесс определения завершен, соответствующий драйвер загружается в операционную систему. Вся настройка подключенных устройств выполняется контроллером и работающим с ним программным обеспечением. Никаких вопросов об IRQ, адресах портов и DMA больше не будет.
Что интересно, в данном примере, при подключении клавиатуры, в ветви Keyboard Device Manager’a, появляется некое многоэтажное сооружение, обеспечивающее для приложений, в каком-то смысле «призрак» обычной клавиатуры. Верхний лист (а на деле наоборот — обеспечивающий низкоуровневое взаимодействие с контроллером USB) — это член класса «Human Interface Device», в который в Windows попадают и USB колонки, и мониторы, да практически все что угодно, использующее USB. Чайник, управляемый через USB, тоже может в принципе считаться HID-устройством.
Кстати, по поводу USB мониторов. Нет, они не позволяют обойтись без видеокарты, как порой кто-то заключает, проводя аналогию с USB колонками, действительно дающими возможность избавиться от карты звуковой. Сегодня USB в применении к мониторам — это всего лишь концентратор, призванный сделать более удобной процедуру подключения периферии. Впрочем, кое-что в этом направлении меняется. И пусть пока речь не идет о столь кардинальных мерах, как избавление от видеокарты, но, в скором времени, скорее всего USB мониторы избавятся от органов управления, доверяя, подобно USB колонкам, эту функцию программному обеспечению. Как это уже сделал, например, CTX, сведя в Control Panel воедино все функции управления изображением — как видеокартой, так и монитором.
Что забавно, USB стала истинной преемницей Com-порта, на новом уровне возродив старый способ связи между PC. Возьмем, для примера EZ-Link от Anchor Chips. Так же как и при связи через Com-порты не надо возиться с настройкой сетевых карт, точно также достаточно всего лишь подключить кабель на двух PC. Только при использовании не надо перезагружать компьютеры, скорость связи составляет 3 Мбит/с против максимум 112 Кбит/с. И вместо не совсем, скажем так, удобного протокола связи Com-портов используется стандартный Ethernet, то есть, сеть будет видеть любая современная программа или игра. Все вышеперечисленные отличия не являются чем то грандиозным, скорее их можно выразить во фразе «Мелочь, а приятно».
Более того, пожалуй, эту же характеристику можно отнести и к самой шине USB. В большинстве случаев вряд ли вы захотите без какой то дополнительной причины менять, скажем, свою PS/2 мышь на ее USB вариант — в принципе, без большого труда можно обойтись без всех мелких удобств, предоставляемых шиной USB. Вряд ли это все стоит лишних хлопот и траты денег. С другой стороны, при вызванной каким либо другим фактором необходимости замены периферии, следует без колебаний предпочесть модель с интерфейсом USB. В этой технологии хватает положительных черт, складывающихся во вполне симпатичный облик.
ADD 1
Некоторое понимание ответа Ганса:
Чтобы уменьшить нагрузку, производители устройств обычно делают свое устройство таким же, как устройство последовательного порта. Это зависит от того, что многие библиотеки OS и языков уже включили поддержку последовательного порта. Хотя такая поддержка не сопоставима с реальным драйвером соответствующего устройства.
RJ-45 к DB-9 Информация о выводе адаптера последовательного порта для коммутатора
Консольный порт представляет собой последовательный интерфейс RS-232, который использует разъём RJ-45 для подключения к управляющему устройству, например ПК или ноутбуку. Если на вашем ноутбуке или ПК нет штыря разъема DB-9, и вы хотите подключить ноутбук или ПК к коммутатору, используйте комбинацию адаптера RJ-45 и DB-9.
| DB-9 | RJ-45 | |
|---|---|---|
| Получение Данных | 2 | 3 |
| Передача данных | 3 | 6 |
| Готовность обмену | 4 | 7 |
| Земля | 5 | 5 |
| Земля | 5 | 4 |
| Готовность обмену | 6 | 2 |
| Запрос на передачу | 7 | 8 |
| Готовность к передаче | 8 | 1 |
1 Черный
2 Коричневый
3 Красный
4 Оранжевый
5 Желтый
6 Зеленый
7 Синий
8 Серый (или белый)
Внимание. Цвет проводом может отличатся.
Распиновка rj45 и rs232(вторая разновидность).
| DB-9 | RJ-45 |
|---|---|
| 1 | 7 |
| 2 | 6 |
| 3 | 3 |
| 4 | 2 |
| 5 | 4,5 оба идут на 5й пин DB9 |
| 6,4 | 2 |
| 7 | 1 |
| 8 | 8 |
| 9 | не используется |
Закончил техникум по специальности разработка систем галактического полива томатов. Работал главным поваром по разработки водопроводного канала между Сахарой и Южным полюсом. начиная с 2000 года ведущий специалист по утилизации просроченного сыра. Имею богатый жизненный опыт, могу Вам помочь советом, С уважением, Мишка
Виртуальные порты
Существует 65 535 виртуальных портов, и все они связаны с сетевыми коммуникациями. Каждый из них может иметь различное использование, в зависимости от типа данных, проходящих через них. Эти порты используются для протокола управления передачей (TCP) или протокола дейтаграмм пользователя (UDP) или для обоих.
TCP часто смешивается с интернет-протоколом (IP). Возможно, вы видели это как TCP/IP. TCP используется для открытия соединения между двумя устройствами для передачи данных. Это достигается за счет того, что одно устройство обращается к другому, и затем между ними создается соглашение о передаче данных. Это известно как соединение рукопожатия. Это может занять немного времени.
UDP не устанавливает соединение. Это только начинает передавать. Это быстрее, но поскольку нет никакого соглашения о том, как что-то делать, могут возникать ошибки.
Теоретически, любой вид сетевого взаимодействия может происходить через любой порт. Это могло бы привести в замешательство тысячи доступных портов. Поэтому мы стараемся следовать стандарту, чтобы облегчить жизнь. У Управления по присвоению номеров в Интернете (IANA) есть реестр портов и то, для чего они используются.
Когда пакет связи входит в компьютер, он несет информацию о том, к какому порту он хочет подключиться. Вот как компьютер может сказать, что делать с этими пакетами. Вот почему вы можете просматривать веб-страницы, передавать файлы и печатать по одному и тому же сетевому кабелю.
Возможно, вы видели номера портов, используемые в IP-адресах. Это будет число после точки с запятой в IP, например 192.168.0.1:8080.
Ниже приведен список портов, которые вы, скорее всего, встретите. Мы бросили в последнем для всех игроков старой школы там.
| порт | Описание |
| 20 | Передача данных по протоколу передачи файлов (FTP) происходит по этому порту |
| 21 | Управляющие сообщения протокола передачи файлов (FTP), отправленные на этом |
| 22 | Безопасная оболочка (SSH) |
| 23 | Telnet |
| 25 | Простой протокол передачи почты (SMTP) для электронной почты |
| 53 | Система доменных имен (DNS) |
| 69 | Тривиальный протокол передачи файлов (TFTP) упрощенная версия FTP |
| 80 | Протокол передачи гипертекста (HTTP) |
| 8080 | Протокол передачи гипертекста (HTTP) Альтернатива |
| 123 | Сетевой протокол времени (NTP) для компьютеров с синхронизацией времени |
| 143 | Протокол доступа к интернет-сообщениям (IMAP) для электронной почты |
| 161 | Простой протокол управления сетью (SNMP) |
| 194 | Интернет-ретранслятор (IRC) |
| 443 | Протокол передачи гипертекста по TLS / SSL (HTTPS) Безопасные соединения |
| 465 | SMTP с проверкой подлинности через TLS / SSL (SMTPS) |
| 587 | Отправка сообщения электронной почты (SMTP) |
| 515 | Line Printer Daemon (LPD) подключает принтеры к компьютеру |
| 666 | Doom, шутер от первого лица (FPS) |
Последовательный порт компьютера это
Скопировать библиографическую ссылку:
ПОРТ (англ. port, от лат. – porta ворота, вход) в информатике, аппаратная или программная составляющая компьютера или компьютерного устройства ( смартфона , цифровой видеокамеры или др.), предназначенная для их соединения. Различают аппаратные и программные порты.
Программный доступ к СОМ-порту [ править ]
UNIX [ править ]
COM-порты в операционной системе Unix (Linux) — это файлы символьных устройств. Обычно эти файлы располагаются в каталоге /dev и называются
- ttyS0, ttyS1, ttyS2 и т. д. в Linux
- ttyd0, ttyd1, ttyd2 и т. д. (или ttyu0, ttyu1, ttyu2 и т. д. начиная с версии 8.0) в FreeBSD
- ttya, ttyb, ttyc и т. д. в Solaris
- ttyf1, ttyf2, ttyf3 и т. д. в IRIX
- tty1p0, tty2p0, tty3p0 и т. д. в HP-UX
- tty01, tty02, tty03 и т. д. в Digital Unix
- ser1, ser2, ser3 и т. д. в QNX
Для программного доступа к СОМ-порту необходимо открыть на чтение/запись соответствующий файл и сделать вызовы специальных функций tcgetattr (для того, чтобы узнать текущие настройки) и tcsetattr (чтобы установить новые настройки). Также может потребоваться сделать вызовы ioctl с определенными параметрами. После этого при записи в файл данные будут отправляться через порт, а при чтении программа будет получать уже принятые данные из буфера СОМ-порта.
Устройства с именами «ttyxx» используются как серверные, то есть приложение, открывшее данное устройство, обычно ожидает входящего звонка от модема. Классическим таким приложением, используемым по умолчанию, является getty, которая ожидает входящего звонка, далее настраивает COM-порт в соответствии с файлами конфигурации, выводит туда «login: «, принимает имя пользователя и запускает как потомка команду «login ИмяПользователя», со стандартным вводом и выводом, перенаправленными в COM-порт. Эта команда в свою очередь запрашивает и проверяет пароль, и в случае успеха запускает (не как потомка, а вместо себя вызовом execve в том же процессе) default user shell, прописанный в файле /etc/passwd.
Эта технология исторически возникла в 1970-е годы, когда под ОС UNIX использовались компьютеры вроде PDP-11 (в СССР серия называлась СМ ЭВМ) или VAX, позволяющие подключение многих терминалов для работы многих пользователей. Терминалы — а значит, и весь интерфейс пользователя — при этом подключались через последовательные порты, с возможностью подключения вместо терминала модема и дальнейшего дозвона на компьютер по телефону. До сих пор в UNIX-подобных ОС существует терминальный стек, и обычно 3 реализации терминалов — последовательный порт, консоль текстового режима экрана+клавиатура, и «обратная петля» в один из открытых файлов управляющего приложения (так реализованы telnetd, sshd и xterm).
Клиентские устройства последовательного порта, предназначенные для совершения звонков вовне, в многих UNIX (не во всех) называются cuaxx.
Так как последовательный порт в UNIX доступен только через терминальный стек, он может быть управляющим терминалом для процессов и групп (посылать SIGHUP при разрыве связи от модема и SIGINT при нажатии Ctrl-C), на уровне ядра поддерживать редактирование последней введенной строки клавишами стрелочек, и т. д. Для отключения этой возможности с целью превращения устройства в «трубу» для потока байт необходимы вызовы ioctl.
Windows [ править ]
COM-порты в операционной системе Windows — это именованные каналы для передачи данных, называемые обычно COM1, COM2 и т. д. по порядку обнаружения драйверов соответствующих устройств (такое именование давно считается устаревшим и приложениям рекомендуется искать PnP-имена всех таких устройств на машине вызовом SetupDiGetClassDevs, однако и по сей день многие приложения зависят от этих устарелых имен). Например, для обмена информации через Bluetooth многие драйверы представляются операционной системе как COM-порт, и резервируют похожее имя.
Для каждого порта в реестре имеется раздел. Эти разделы имеют такие имена:
где последнее значение «Serial10000» — уникальный номер для каждого нового добавленного в систему COM-порта, для второго — «Serial10001» и т. д.
Для связи с устройствами, поддерживающими Bluetooth, некоторым программам (например, к таким программам относятся: программа, которая синхронизирует список контактов с мобильным телефоном; программа, которая извлекает координаты GPS из GPS-приемника) на компьютере пользователя требуется COM-порт.
К программам, использующим COM-порты для поддержки связи с помощью технологии беспроводного подключения Bluetooth, непосредственно разработанных фирмой Microsoft, относятся:
- HotSync, используемый в ручных компьютерах
- ActiveSync, используемый в карманных ПК
- Microsoft Streets and Trips 2002
OS/2 [ править ]
Имеющийся драйвер COM.SYS поддерживает только 4 COM-порта, каждый из которых должен иметь свою линию прерываний. Для обслуживания COM-портов с общей линией прерывания необходимо воспользоваться драйвером SIO [3] .
