由於成文時間早,介紹的可能不全面,歡迎壇友們補充和完善
隨著PC擴展功能的不斷增強以及可連接外設的增多,如果采用非標準化的連接規範必然造成信息在速度、時序、數據格式以及類型等方面的不匹配,因此出現了形形色色的外部接口標準,標準PC的外部接口通常包括串口、並口、PS/2接口、USB接口、網絡接口、音頻接口和VGA接口等,在本文和後續文章中將分別對其進行介紹,在本文中將向大家介紹主板集成的外部接口。
壹、並行接口(Parallel Port/Interface)
並口采用25針的雙排插口,除最普遍的應用於打印機以外,還可用於連接掃描儀、ZIP驅動器甚至外置網卡、磁帶機以及某些擴展硬盤等設備, 下面我們簡單看看並口的發展歷史:
最初的並口設計是單向傳輸數據的,也就是說數據在某壹時刻只能實現輸入或者輸出。後來IBM又開發出了壹種被稱為SPP(Standard Parallel Port)的雙向並口技術,它可以實現數據的同時輸入和輸出,這樣就將原來的半互動並口變成了真正的雙方互動並口; Intel、 Xircom 及Zenith於1991年***同推出了EPP(Enhanced Parallel Port,增強型並口),允許更大容量數據的傳輸(500~1000byte/s),其主要是針對要求較高數據傳輸速度的非打印機設備,例如存儲設備等;緊接著EPP的推出,1992年微軟和惠普聯合推出了被稱為ECP(Extended Capabilities Port,)的新並口標準,和EPP不同,ECP是專門針對打印機而制訂的標準;發布於1994年的IEEE 1284涵蓋了EPP和ECP兩個標準,但需要操作系統和硬件都支持該標準,這對現在的硬件而言已不是什麽問題了。目前我們所使用的並口都支持EPP和ECP這兩個標準,而且我們可以在CMOS當中自己設置並口的工作模式。
二、串行接口(Serial Port)
在早期的PC系統中串口的物理連接方式有9針和25針兩種方式,通過額外的子卡擋板與電腦連接,如下圖所示
隨著PC技術的發展,25針的串口逐漸被淘汰,目前串口都采用9針的連接方式直接集成在主板上。壹般的PC主板都提供兩個串口。
標準的串口能夠達到最高115Kbps的數據傳輸速度,而壹些增強型串口如ESP(Enhanced Serial Port,增強型串口) 、Super ESP(Super Enhanced Serial Port,超級增強型串口)等則能達到460Kbps的數據傳輸速率。
雖然主板壹般都集成兩個串口,可Windows卻最多可提供8個串口資源供硬件設置使用(編號COM1到COM8),雖然其I/O地址不相同,但是總***只占據兩個IRQ(1、3、5、7***享IRQ4,2、4、6、8***享IRQ3),平常我們常用的是COM1~COM4這四個端口。我們經常在使用中遇到這個問題——如果在COM1上安裝了串口鼠標或其他外設,就不能在COM3上安裝如Modem之類的其它硬件,這就是因為IRQ設置沖突而無法工作。這時玩家們可以將另外的外設安裝在COM2或4。
三、USB(Universal Serial Bus,通用串行總線)接口
1. 簡介
USB(Universal Serial Bus,通用串行總線)接口是由Compaq、IBM、Microsoft等多家公司於1994年底聯合提出的接口標準,其目的是用於取代逐漸不適應外設需求的傳統串、並口。1996年業界正式通過了USB1.0標準,但由於未獲當時主流的Win95支持(直到Win95 OSR2才通過外掛模塊提供對USB1.0的支持)而未得到普及,直到1998年USB1.1標準確立和Win98內核正式提供對USB接口的直接支持之後,USB才真正開始普及,到今天已經發展到USB2.0標準。
電腦上的USB接口是壹個包含四條金手指引腳的扁平接口(如上圖所示),如果我們剖開USB外設的數據線,可以發現其內部***有四條線,其中兩條負責供電而另外兩條負責數據的傳輸,如下圖所示。
USB接口的連接線有兩種形式,通常我們將其與電腦接口連接的壹端稱為“A”連接頭,而將連接外設的接頭稱為“B”連接頭(通常的外設都是內建USB數據線而僅僅包含與電腦相連的“A”連接頭)。 “A”連接頭表示“上流”至電腦;“B”連接頭表示“下遊”到外設。這樣采用了不同的結構和定義就避免了連接上的混淆和困擾。
2. USB接口的性能特點
●熱插拔,使用方便
USB接口真正實現了熱插拔,在安裝硬件時再也不需要象串口或並口這樣經過關機-連接-開機-裝驅動程序-重啟這樣的繁瑣過程,真正實現在開機狀態下的PnP(即插即用)。而且USB接口都有自己的單獨保留中斷號(由USB驅動程序自動分配,並在USB設備拔出後自動收回),不會和其他設備競爭有限的資源,可免去許多配置的麻煩。
●帶寬大,速度快
USB1.1協議允許1.5Mbps和12Mbps兩種數據傳送速度規格,這大概是標準串口的100倍(115Kbps)以及標準並口的10倍,而新的USB2.0協議已經可以提供速率為480Mbps的高速傳輸。
註:1Mbps=0.125MB/s
●可連接設備多
USB接口理論上可以通過USB Hub采用菊花鏈的形式擴展連接127個設備,節點間的有效距離為5 米,通過USB Hub可以將有效距離延長至30米。但註意采用USB Hub擴展接口時最多只允許5個Hub的級聯而且有30米的有效距離限制。
●簡單的網絡互連功能
可以利用USB接口來實現雙機互連以交換簡單的數據資料,組建最簡單的對等網。
必須指出的是,USB2.0功能的實現要求硬件和軟件同時支持,它包括主板的USB主控芯片和操作系統都要對USB2.0提供支持。就目前主流的Windows操作系統而言,目前只有Win2000和WinXP能夠提供對USB2.0的完整支持,在其它Windows操作系統下雖然系統可以識別USB2.0設備,但無法以高速模式運行,而包括Linux、MAC OS和BEOS在內的非主流操作系統目前也開始提供對USB2.0的支持。
3. USB接口相關問題集
●我的硬件是否支持USB接口?
開機時進入CMOS設置界面,打開BIOS設置中的USB接口選項(Enable)。如果沒有相關選項則需要升級BIOS或說明主板不支持USB接口。現今的主流主板都提供對USB接口的支持。
●我的操作系統是否支持USB接口?
以主流的Windows為例,在“我的電腦”-屬性-硬件-設備管理器-通用串行總線控制器中查看是否有“USB Host Controller”和“USB Root Hub”的相關項目,如果有則說明妳的操作系統已經支持USB接口,如果沒有則說明需要升級添加USB接口驅動程序或妳的操作系統不支持USB接口。如下圖所示
●我的主板沒有集成USB接口怎麽辦?
在這種情況下可以手動添加壹塊PCI接口的USB控制卡(壹般自帶2~4個USB接口),就像安裝聲卡或者顯卡壹樣插上再安裝相應的驅動程序就可以了。
●怎樣使我的USB鍵盤在DOS下能正常使用?
要使USB接口的鍵盤(或鼠標)在DOS下正常使用,必須在CMOS設置界面中選擇USB Legacy——Enable,以支持USB鍵盤或鼠標在DOS下面的正常使用。
正是基於USB接口具有壹些傳統接口無法比擬的優點,我們完全可以期待USB將會取代並口、串口以及鍵盤、鼠標所使用的PS/2接口,而成為新壹代統壹的接口標準。
四、IEEE1394接口
1. 簡介
說到如日中天的USB接口,就不能不提到它的壹個有力競爭者——IEEE1394接口。
假如妳曾經玩過DV,那麽妳壹定聽說過“FireWire”這個術語——或者被稱為索尼“i.Link”以及“IEEE1394”。
IEEE1394接口最初由Apple公司提出(稱為“火線”技術)並在1995年由IEEE(電氣與電子工程師協會)正式制定為總線標準,它與USB接口在外形以及大部分功能上都具有驚人的相似點。IEEE1394目前有兩個版本,即通常所使用的IEEE1394a和發展中的更高速的IEEE1394b。
IEEE1394通常有兩種接口方式,壹種是六角型的六針接口,另壹種是四角的四針接口,其區別就在於六針接口除了兩條壹對***兩對的數據線外還多了壹對電源線,可直接向外設供電,多使用於蘋果機和臺式電腦,而四針接口多用於DV或筆記本電腦等設備。如果剝開IEEE1394接口的數據線,我們就能看到如下圖所示的內部結構:
2.性能特點
●使用方便,支持熱插拔,即插即用,無需設置設備ID號,從Win98 SE以上版本的操作系統開始內置IEEE1394支持核心,無需驅動程序。
●數據傳輸速度快,IEEE1394a高達400Mbps,後續的IEEE1394b標準可將速度提升到800Mbps、1.6Gbps甚至3.2Gbps。
●自帶供電線路,能提供8—40V可變電壓,允許通過最大電流也達到1.5A左右,因此它能為耗電量要求小的設備進行供電。
●真正點對點連接(peer-to-peer),設備間不分主從,可直接實現兩臺DV間的數據傳輸或是多臺電腦***享壹臺DV機,而且從理論上講我們可以直接將IEEE1394接口DV機中的圖像數據保存到IEEE1394接口的硬盤中。
當前我們應用最多的是帶寬400Mbps的IEEE1394a接口,與其相比,正在發展中的IEEE1394b接口的特點是可以實現長途數據傳輸。今年初由美國德州儀器公司(Texas Instruments)推出了業界首款IEEE1394b器件TSB81BA3,不僅將上壹代 1394a的速度加倍到800Mbps,而且還將通信距離增加到了100米,而如果采用石英類材料的光纖的話,則傳輸速度可以達到1.6Gbps,將來還有望提高到3.2Gbps。從而可確保在高速數據傳輸與多媒體網絡中實現更佳的用戶體驗。
五、鍵盤、鼠標接口——PS/2
相信玩家們早已經沒有使用COM端口的鼠標鍵盤了吧?現在我們使用的鼠標和鍵盤絕大多數采用PS/2接口,鼠標和鍵盤的PS/2接口的物理外觀完全相同,初學者往往容易插錯,以至於業界不得不在PC'99規範中用兩種不同的顏色來將其區別開,而事實上它們在工作原理上是完全相同的,從下面的PS/2接口針腳定義我們就可以看出來。
註:1 空2 鍵盤、鼠標數據信號 3 +5V(驅動控制芯片和LED指示燈) 4 地 5 空置 6 鍵盤、鼠標時鐘信號