Интерфейсы периферийных устройств
Шины ввода-вывода взаимодействуют с ПУ с помощью внешних интерфейсов (интерфейсов периферийных устройств).
В отличие от системных шин, шины внешних интерфейсов имеют большую длину и позволяют подключать к системному блоку компьютера ПУ, находящиеся на расстоянии до нескольких метров.
К этим интерфейсам относятся: последовательные интерфейсы RS – 232, USB, и др., параллельные интерфейсы Centronics (стандарт IEEE1284), SCSI, ATA и др.
С развитием шин ввода-вывода и совершенствования самих ПУ изменяются и внешние интерфейсы. Модифицируются старые интерфейсы, появляются новые.
Практически не изменился за весь период развития ПК интерфейс RS-232, который появился в 1969 г. Это наиболее простой и дешевый интерфейс. Он является дуплексным интерфейсом с последовательной передачей данных в асинхронном и синхронном режимах со скоростью до 115 Кбит/сек и топологией "точка-точка". Интерфейс RS-232 чаще всего используется для подключения различного типа манипуляторов, для связи двух компьютеров, подключения принтеров и плоттеров, мультимедийных проекторов, а также беспроводных коммуникаций с применением излучателей и приемников инфракрасного диапазона - IR Connection.
Centronics – параллельный, симплексный интерфейс с побайтной передачей данных со скоростью до 150 Кбайт/сек, предназначенный для подсоединения механических печатающих устройств, имеющий топологию "точка-точка". Он был разработан фирмой Epson в начале 80-х годов. Появление в 1994 году стандарта IEEE1284, сделало интерфейс полудуплексным, что дало возможность использовать его для других видов ПУ, например, плоттеров, сканеров, видеокамер и т.п., а также использовать режим прямого доступа к памяти. В настоящее время этот интерфейс фактически вытеснен USB, но с учетом большого количества используемой в России старой техники, применяется до сих пор.
Наиболее быстродействующим, но и дорогим, является интерфейс SCSI (Small Computer System Interface), который был стандартизирован в 1986г. Этот интерфейс предназначен для подключений ПУ различных классов: жестких дисков, стримеров, CD-ROM, принтеров, сканеров и т.п. Это параллельный полудуплексный интерфейс. С момента его появления прошли три его модификации, вследствие чего, скорость его возросла, с 5 до 80 Мбайт/сек, разрядность с 8 до 16 бит. SCSI был самый быстрый внешний интерфейс.
В последующие годы появилась тенденция по созданию последовательных интерфейсов, не уступающих по скорости и количеству подключаемых ПУ SCSI, но имеющих более низкую стоимость.
В 1995 был принят стандарт IEEE 1394, основанный на шине Fire Wire. В этом интерфейсе возможно подключение до 63 ПУ, скорость обмена 100 - 400 Мбит/сек.
Основным достоинством этого интерфейса является то, что он ориентирован на интенсивный обмен между любыми подключенными к нему устройствами, позволяет передавать "живое видео", высокая скорость обмена позволяет даже на скорости 100 Мбит/сек передавать одновременно два канала видео (30 кадров в секунду) и стерео - аудио сигнал с качеством CD. Возможно использование шины для объединения нескольких ПК и ПУ в локальную сеть. Скорость передачи до 400 Мбит/сек.
В 1996 г. появился последовательный интерфейс USB (Universal Serial Bus), работающий на скорости до 12 Мбит/сек и позволяющий подключать до 128 ПУ. Шина USB имеет древовидную структуру и требует специальные разветвители – хабы.
В апреле 2000 появилась спецификация USB 2.0, обеспечившая увеличение скорости до 60 Мбит/сек.
Новый стандарт USB 3.0 для обмена данными, о котором впервые было заявлено осенью 2007 года, позволяет передавать информацию со скоростью до 600 мегабайт в секунду, в 10 раз быстрее, чем предыдущая версия. Интерфейс USB-3.0, так же, совместим сверху вниз, как с USB-2.0, так и USB-1.1. Кроме того, USB-3.0, поддерживает режим энергосбережения, не предусмотренный предыдущими версиями этого протокола.
В настоящее время шина USB практически захватила рынок, как дешевый и универсальный интерфейс для любого типа ПУ. Постепенно происходит захват и области специальных интерфейсов.
Интерфейс АТА (AT Attachment for Disk Driver), разработанный в 1986-1990 годах для подключения накопителей на жестких магнитных дисках к компьютерам IBM PC AT с шиной ISA . С развитием этого интерфейса сфера его использования стала шире, включив другие виды внешних ЗУ. Развитие АТА шло совместно с появлением новых шин расширения, таких как PCI.
В настоящее время существует несколько разновидностей этого интерфейса для подключения устройств IDE (Integrated Device Electronic). Наиболее широко распространен интерфейс АТА-2.
В табл. 2 приведены основные данные по наиболее распространенным интерфейсам.
| Тип | Макс. проп. способность | Способ передачи | Режим передачи | Разрядность данных, бит |
| RS – 232С | 115 Кбит/с | Послед. | Дуплекс | |
| Centronics | 150 Кбайт/с | Паралл. | Симплекс | |
| IEEE1284 | 4 Мбайт/с | Паралл. | Полу дуплекс | |
| SCSI-3 | 100 байт/с | Паралл. | Полу дуплекс | 8 ,16 |
| Fire Wire | 400 Мбит/с | Послед. | Полу дуплекс | |
| USB-3.0 | 600 Мбит/с | Послед. | Полу дуплекс | |
| АТА-2 | 33 Мбайт/с | Паралл. | Полу дуплекс | 8 ,16 |
Подробно, с точностью до временных диаграмм и названий отдельных шин, интерфейсы ПУ, а также системные интерфейсы рассматриваются в электронном учебном пособии Ю.А.Чернышева « Компьютерные коммуникации и
интерфейсы».