Интерфейс Centronics¶

Centronics — это параллельный интерфейс передачи данных, разработанный компанией Centronics Data Computer Corporation в начале 1970-х годов для подключения принтеров и других периферийных устройств к компьютерам. Интерфейс стал одним из первых стандартов для двунаправленной передачи данных на короткие расстояния, получив широкое распространение в 1980-х и 1990-х годах, прежде чем был вытеснен последовательными интерфейсами, такими как USB.

¶История

¶Разработка и стандартизация

Интерфейс Centronics был впервые представлен в 1970 году компанией Centronics Data Computer Corporation, основанной в 1968 году в Нью-Йорке. Первоначально он использовался для подключения матричных принтеров серии Centronics 101 к компьютерам. В 1978 году компания выпустила спецификацию интерфейса, которая стала де-факто стандартом для параллельного подключения принтеров. В 1981 году компания IBM включила поддержку Centronics в свои персональные компьютеры IBM PC, что способствовало его массовому распространению.

В 1994 году был принят стандарт IEEE 1284, который формализовал и расширил возможности параллельного интерфейса, включая режимы двунаправленной передачи данных, такие как EPP (Enhanced Parallel Port) и ECP (Extended Capabilities Port). Стандарт IEEE 1284 обеспечил обратную совместимость с оригинальным интерфейсом Centronics.

¶Упадок и замена

С развитием последовательных интерфейсов, таких как USB (появился в 1996 году), параллельный интерфейс Centronics стал устаревать. USB обеспечивал более высокую скорость передачи данных, меньший размер разъёмов и возможность подключения нескольких устройств через один порт. К началу 2000-х годов большинство производителей принтеров и компьютеров перешли на USB, и интерфейс Centronics практически исчез из массового использования. Однако в промышленных и специализированных устройствах он продолжал применяться до середины 2010-х годов.

¶Технические характеристики

¶Разъём и кабель

Интерфейс Centronics использует 36-контактный разъём типа «вилка» (male) на стороне устройства (например, принтера) и 25-контактный разъём DB-25 на стороне компьютера. Кабель Centronics обычно содержит 36 проводов, из которых 8 используются для передачи данных, а остальные — для управляющих сигналов и заземления. Максимальная длина кабеля составляет около 3-5 метров, что ограничивает расстояние между устройствами.

¶Электрические параметры

Передача данных осуществляется по параллельной шине: 8 бит данных передаются одновременно по 8 отдельным линиям. Управляющие сигналы включают:

• STROBE — импульс для синхронизации данных;
• BUSY — сигнал занятости принтера;
• ACK — сигнал подтверждения приёма данных;
• SELECT — сигнал готовности устройства;
• ERROR — сигнал ошибки.

Напряжение логических уровней соответствует стандарту TTL (0-5 В). Скорость передачи данных в базовом режиме составляет до 150 кбайт/с, а в режимах EPP и ECP — до 2 Мбайт/с.

¶Режимы работы

Стандарт IEEE 1284 определяет несколько режимов работы:

• Compatibility Mode — односторонняя передача данных от компьютера к принтеру (базовый режим);
• Nibble Mode — двунаправленная передача данных с использованием 4 бит за такт;
• Byte Mode — двунаправленная передача данных с использованием 8 бит за такт;
• EPP (Enhanced Parallel Port) — высокоскоростной двунаправленный режим для периферийных устройств, таких как сканеры и внешние накопители;
• ECP (Extended Capabilities Port) — режим с поддержкой сжатия данных и прямого доступа к памяти (DMA), оптимизированный для принтеров.

¶Применение

¶Принтеры и МФУ

Основным применением интерфейса Centronics было подключение матричных, струйных и лазерных принтеров, а также многофункциональных устройств (МФУ). В 1980-х и 1990-х годах практически все персональные компьютеры оснащались параллельным портом, который использовался для печати.

¶Другие периферийные устройства

Интерфейс также применялся для подключения:

• Сканеров — в ранних моделях сканеров для передачи изображений;
• Внешних накопителей — например, дисководов Iomega Zip и Jaz;
• Промышленного оборудования — станков с ЧПУ, измерительных приборов, программируемых контроллеров;
• Портативных устройств — некоторых моделей цифровых камер и игровых контроллеров.

¶Программное обеспечение

В операционных системах, таких как MS-DOS и ранние версии Windows, параллельный порт Centronics поддерживался на уровне драйверов. Для настройки порта использовались прерывания (IRQ) и адреса ввода-вывода (например, LPT1 с адресом 0x378). В Windows 95/98/ME поддержка IEEE 1284 была встроена, а в более поздних версиях (Windows 2000/XP) она сохранялась для обратной совместимости.

¶Разновидности и альтернативы

¶Разновидности интерфейса

• Centronics 36-pin — оригинальный разъём на стороне устройства;
• DB-25 — разъём на стороне компьютера (также использовался для последовательного порта RS-232, но с другой распиновкой);
• Mini-Centronics — уменьшенная версия разъёма для портативных устройств.

¶Альтернативы

• USB — универсальная последовательная шина, заменившая Centronics в начале 2000-х годов;
• FireWire (IEEE 1394) — высокоскоростной последовательный интерфейс, использовавшийся в некоторых принтерах и сканерах;
• Ethernet — сетевое подключение принтеров, ставшее стандартом в офисной среде;
• Wi-Fi — беспроводное подключение, получившее распространение в современных устройствах.

¶Интересные факты

• Название интерфейса происходит от компании Centronics, которая не занималась его стандартизацией, но выпустила первую спецификацию.
• Разъём DB-25, используемый на стороне компьютера, изначально был разработан для последовательного интерфейса RS-232, что иногда приводило к путанице при подключении.
• В некоторых старых компьютерах, таких как Commodore 64, использовался собственный параллельный интерфейс, несовместимый с Centronics.
• Интерфейс Centronics поддерживал «горячее подключение» только в стандарте IEEE 1284, но в ранних реализациях это могло привести к повреждению порта.

¶Критика

Основным недостатком интерфейса Centronics была ограниченная длина кабеля (до 5 метров), что затрудняло размещение принтера на расстоянии от компьютера. Кроме того, параллельная передача данных требовала большего количества проводов, что делало кабели толстыми и дорогими. В отличие от последовательных интерфейсов, Centronics не поддерживал подключение нескольких устройств к одному порту без использования специальных переключателей. Также отсутствие стандартизации в ранних версиях приводило к несовместимости между различными производителями.

¶Источники

• IEEE Standard 1284-1994: Standard Signaling Method for a Bi-directional Parallel Peripheral Interface for Personal Computers
• Centronics Data Computer Corporation. Technical Manual for Centronics 101 Printer (1970)
• Широков, В. И. «Интерфейсы периферийных устройств» (М.: Радио и связь, 1995)
• Статья «Parallel port» в технической документации Microsoft (MSDN, 2000)
• Хоровиц, П., Хилл, У. «Искусство схемотехники» (М.: Мир, 1993)