3.5.9. Periferije

Periferije su vanjski uređaji, van kućišta računala, povezani s njim žicom ili bežično. Ista vrsta uređaja, kao tvrdi disk ili DVD-RW uređaj, mogu se povezati za računalo unutar zajedničkog kućišta preko jedne od sabirnica ili se koriste vanjski konektori i odgovarajući kablovi da bi se periferija povezala sa sustavom. Naravno sve uvijek podliježe nekakvom međusobnom komunikacijskom protokolu, a veza prema uređajima je jedan vid produženja sabirnice sustava. Tako se kabelom za paralelnu komunikaciju može povezati 'skener' sa sustavom a za skener veže se pisač. Načelo povezivanja 'od uređaja do uređaja' osobina je i USB komunikacije. Naravno svaki od uređaja u lancu mora biti prepoznatljiv svojom jedinstvenom adresom. Fizički oblik konektora s podrazumnim protokolom za komunikaciju, tvori SUČELJE.

Svaka kombinacija adrese na adresnoj sabirnici predstavlja adresu:

       a.) jednog byte-a radne ili stalne memorije ili
       b.) jednog uređaja na matičnoj ploči, U / I slot-u ili periferiji.

Komunikacija s uređajem obavlja se preko U / I kanala - vrata (port) izvedenog kao konfiguracija digitalnih logičkih 'vrata' za omogućavanje protoka podataka prema uređajima na matičnoj ploči kao DMA, upravljač prekida i slični; prema pridodanim priključnim mjestima kao za tipkovnicu, igraču palicu, serijski i paralelni priključak i na njih priključenih uređaja ili prema slot priključcima na matičnoj ploči.

Svi uređaji računala povezani su na pripadni kanal (logičke sklopove), kojim se omogućava protok podataka između uređaja i mikroprocesora, analogno mehaničkom ventilu za vodu. Kanalom upravlja mikroprocesor (odobrava ili ne odobrava njegovu propusnost), a da bi se točno znalo kojem kanalu se ima pristupiti svaki je adresiran, odnosno pridruženo mu je brojčano ime, otvara se samo onaj kanal koji je preko adrese prozvan i povezuje pripadni mu uređaj sa sabirnicom sustava i prijenos podataka je ostvariv.

Svaki kanal se prepoznaje po 16 bit-nom broju (od 0-65535) adrese, ali je relevantno za uporabu prvih 10 bit-a, što daje 1024 raspoložive adrese za kanale. Kada pristupa kanalu mikroprocesor postavlja adresu kanala na adresnu sabirnicu i javlja uređajima o prisutnosti adrese. Odaziva se uređaj kojemu odgovara prisutna adresa, a popis adresa i pripadnim im uređajima čuva se u U / I mapi adresnog prostora za kanale i uređaje dijelom prikazane u tablici 3.5.25.

Tablica 3.5.25 Mapa U / I kanala (port-ova) PC-AT računala.

Port-ovi uređaja COM2 i COM4 koriste istu IRQ. Isto vrijedi za par COM1 i COM3 te disketne i diskovne uređaje. COM3 i COM4 koriste se za uređaje koji se ugrađuju u PC računalo i koriste serijsku komunikaciju kao interni modem i slično. Diskovni i optički sustavi spadaju po sučelju u istu porodicu uređaja, te dijele isti IRQ. Stoga se na PATA uređajima nalazi se skupina pin-ova s kojima se pomoću premosnika određuje koji je od uređaja na spojnom kabelu primarni (master) a koji sekundarni (slave), ili se premosnik postavi tako da sam komunikacijski kabel, ako je napravljen po specifikacijama, određuje prekidom jednog signalnog voda (rupica na kablu) koji je od uređaja primaran (cable select). Na taj način svaki od uređaja ima svoju jedinstvenu adresu. O osnovi računala imaju dva diskovna-optička kanala za po dva uređaja na kanalu. Zbog različite brzine pristupa diskovnim i optičkim uređajima dobro je postaviti da svaki kanal opslužuje uređaje iste vrste. SATA sustav nema ovakvih podešavanja jer sve automatski određuje upravljač pomoću PnP osobitosti (Plug aNd Play = umetni i radi), a glede identifikacije koriste PIRQ.

Pojedinim kanalima pripada više adresa na koje će se odazvati, u pravilu četiri po kanalu. Ovisno o adresi kanal će se ponašati kao ulazni, izlazni ili će se izvršavati neka druga za njega specifična zadaća. Više adresa u biti omogućava rad više uređaja na istom IRQ. Adresna mapa zauzima 2 kB memorije, ali se ne koristi cjelokupni adresni prostor, već od 000-0FF za uređaje ukomponirane na matičnoj ploči i 100-3FF za periferije i uređaje spojene preko slot-a U / I sabirnice.

Dakle, kad neki od uređaja želi obaviti komunikaciju s računalom, najprije mikroprocesoru preko vodova prekida dojavi zahtjev za komunikaciju. Kad se zahtjev odobri, mikroprocesor nalaže upravljačkim uređajima da ostvare komunikaciju prema U / I kanalu. Na ovaj način ostvaruje se komunikacija prema sporijim uređajima, bilo da su povezani preko fizičkih namjenskih priključaka ili preko U / I priključaka matične ploče.

PC koristi 512 adresa za U / I kanale za sustav matične ploče, a 512 za U / I kanale za rad uređaja i kartica od kojih je najveći dio unaprijed zauzet za već postojeće uređaje ili uređaje koje je nužno umetnuti u U / I slot jer bez njih nije moguć rad, kao grafička kartica na primjer. Na raspolaganju je korisniku samo adresno polje za kartice druge vrste s 32 adrese za kanale.

Najčešće se periferije priključuju preko slot-a u vidu tiskane pločice (kartica) izvedene s konektorima koji se umetnu u slot. Veličina slot-a i pročelje kartice standardizirani su i prema tipu U / I sabirnice ovisi i veličina konektora kartice i po tome se može prepoznati kojem tipu sabirnice kartice pripadaju. Parametri kartice, kao broj prekida, adresa uređaja i drugi, namještaju se elektromehaničkim ili elektroničkim programski upravljanim i aktiviranim premoštenjima strujnih krugova kartice (jumper-i).

Novija generacija računala (BIOS, OS) omogućava automatsko prepoznavanje umetnute kartice i podešavanje njenih parametara, PnP tehnologija, što uvelike pojednostavnjuje konfiguriranje sustava. Radi, al' ne baš svaki put!

PARALELNI i 2 SERIJSKA PRIKLJUČKA najčešća su konfiguracija na PC računalima kao veza prema pisaču i mišu. Realiziraju se u sastavu upravljača diskova kao priključci na pročelju kartice.

Objedinjenje upravljanja i kontrole diskova i serijske i paralelne veze na jednoj kartici zahtijevati će različite adrese pojedinih uređaja, odnosno različite port-ove. Sklopovski prekid i adrese uređaja određuju se jumper-ima. Uporaba CD ROM-a traži potporu standardnom BIOS-a glede njegovog korištenja.

PARALELNI prijenos je jednosmjerni ili dvosmjerni 8 bit-ni prijenos podataka te osim priključka pisača omogućava i priključak periferije drugačije namjene (npr. mrežna kartica). Poznat je pod nazivom CENTRONICS prema standardu kojeg je ustanovila istoimena firma. Zahtijeva 19 žilni spojni vod kraće dužine (nekoliko metara) i koristi digitalne integrirane sklopove TTL tipa (signali do +5 V). Jumper-ima se određuje jednosmjerni ili dvosmjerni protok podataka te adresa uređaja. Priključak je izveden kao 25 pinski ženski konektor, a računalo ih prepoznaje kao LPT1 (PRN) i LPT2.

SERIJSKI prijenos podataka koristi se za komunikaciju sa sporijim uređajima kao neke vrste pisača (npr. pisač PC kase) ili modemska komunikacija. Dakle, port treba da sadrži sklopove za pretvorbu paralelnog prijem podataka s U / I sabirnice u serijski izlazni niz i obratno te kontrolu brzine prijenosa podataka, provjeru na greške i slično. Realiziran je kao RS 232c sučelje (interface), svjetski standard u serijskoj komunikaciji. Koristi do 3-9 žilni vod za komunikaciju. Najčešće služi za priključivanje modema kada se koristi svih 9 predviđenih vodova između modema i računala i serijskog miša koji za komunikaciji traži 5 od 9 predviđenih vodova. Priključak se izvodi kao 25 pinski muški konektor i 9 pinski muški konektor. Računalo ih prepoznaje kao COM1 (AUX) i COM2, a na pločici se kratkospojnicima - premosnicima (jumper) određuje koji će fizički priključak pripasti pojedinom kanalu i koja je adresa pojedinih priključaka, odnosno na njih priključenih uređaja.

Posebnost u odnosu na standardnu PC konfiguraciju je izvedba paralelnog miša, također s 9 pinskim konektorom, koja po strukturi komunikacije s računalom ne spada ni u serijski ni u paralelni prijenos, te 10 žilni vod uz 15 pinski konektor povezan najčešće s karticom upravljača diska koja sadrži elektroničke sklopove za potporu analognoj palici za igru.

Elektronski sklopovi serijskog i paralelnog prijenosa podataka kod matičnih ploča s PCI sabirnicom gotovo se uvijek integrirani u samu matičnu ploču čime se pridonosi stabilnosti PC sustava. Novije matične ploče dizajniraju se po novom PCI-Express konceptu brze sinkrone serijske komunikacije, niskog radnog naponskog nivoa i velike propusnosti, tako da su dosadašnji COM i LPT koncept na 'izdisaju'. I noviji fotokopirni uređaji ili mjerni instrumenti sve se više susreću s USB ili mrežnim sučeljem za komunikaciju s računalom. Danas matične ploče podržavaju većinu svih modernih i standardnih periferija, ili kao sučelja ukomponirana na samoj matičnoj ploči ili kao sučelja koja se umeću na mjesto utora u kućištu računala. Modernim matičnim pločama gotovo ništa više ne treba, imaju sve! Imaju gotovo savršene PnP osobitosti, što značajno olakšava ugradnju komponenti u računalo. Najupečatljiviji primjer su matične ploče za prijenosnike. No, to je neka druga priča.