puertos arquitectura
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PUERTOS COMPUTACIONALES
John Alejandro Mantilla Celis
Victor Manuel
Danilo A. Cadena Cadena
Arquitectura de Computadores – 1A
Puertos
Lenguajes de Programación y Librerías
- Paralelo- RS232- USB
- PS2- DVI- HDMI
- JAVA- C#- C++
- BASIC- FORTRAN
Arquitectura de Computadores –1APuertos Computacionales
Puerto Paralelo
Físicamente
Un puerto paralelo de impresora en la parte
trasera de un portátil CompaqN150.
Un puerto paralelo es una interfaz entre una computadora y un periférico,
cuya principal característica es que los bits de datos viajan juntos,
enviando un paquete de byte a la vez. Es decir, se implementa un cable o
una vía física para cada bit de datos formando un bus. Mediante el puerto
paralelo podemos controlar también periféricos como focos, motores
entre otros dispositivos, adecuados para automatización.
El cable paralelo es el conector físico entre el puerto paralelo y el
dispositivo periférico. En un puerto paralelo habrá una serie de bits de
control en vías aparte que irán en ambos sentidos por caminos distintos.
En contraposición al puerto paralelo está el puerto serie, que envía los
datos bit a bit por el mismo hilo.
Arquitectura de Computadores –1APuertos Computacionales
Puerto Paralelo
Parte transmisora: La parte transmisora checa la línea busy para ver si la parte receptora está ocupada. Si la línea busy está activa, la parte transmisora espera en un bucle hasta que la línea busyesté inactiva. La parte transmisora coloca la información en las líneas de datos. La parte transmisora activa la línea de strobe. La parte transmisora espera en un bucle hasta que la línea acknowledge está activa. La parte transmisora inactiva la línea de strobe. La parte transmisora espera en un bucle hasta que la línea acknowledge esté inactiva. La parte transmisora repite los pasos anteriores por cada byte a ser transmitido. Parte receptora: La parte receptora inactiva la línea busy (asumiendo que está lista para recibir información). La parte receptora espera en un bucle hasta que la línea strobe esté activa. La parte receptora lee la información de las líneas de datos (y si es necesario, procesa los datos). La parte receptora activa la línea acknowledge. La parte receptora espera en un bucle hasta que esté inactiva la línea de strobe. La parte receptora inactiva la línea acknowledge.
Arquitectura de Computadores –1APuertos Computacionales
Puerto RS232
Físicamente
Conector RS-232 (DB-9 hembra).
En particular, existen ocasiones en que interesa conectar otro tipo de
equipamientos, como pueden ser computadores. Evidentemente, en el
caso de interconexión entre los mismos, se requerirá la conexión de un
DTE (Data Terminal Equipment) con otro DTE. Para ello se utiliza una
conexión entre los dos DTE sin usar módem, por ello se llama: null
módem ó módem nulo.
El RS-232 consiste en un conector tipo DB-25 (de 25 pines), aunque es
normal encontrar la versión de 9 pines (DE-9, o popularmente también
denominados DB-9), más barato e incluso más extendido para cierto tipo
de periféricos (como el ratón serie del PC).
Arquitectura de Computadores –1APuertos Computacionales
Puerto RS232Request To Send (RTS) Esta señal se envía de la computadora (DTE) al módem (DCE) para indicar que se
quieren transmitir datos. Si el módem decide que esta OK, asiente por la línea CTS. Una vez la computadora
prende la señal RTS, esperará que el módem asiente la línea CTS. Cuando la señal CTS es afirmado por el
módem, la computadora empezará a transmitir datos.
Clear To Send (CTS) Afirmado por el módem después de recibir la señal de RTS indica que la computadora
puede transmitir.
Data Terminal Ready (DTR) Esta línea de señal es afirmada por la computadora, e informa al módem que la
computadora está lista para recibir datos.
Data Set Ready (DSR) Esta línea de señal es afirmada por el módem en respuesta a una señal de DTR de la
computadora. La computadora supervisa el estado de esta línea después de afirmar DTR para descubrir si el
módem esta encendido.
Receive Signal Line Detect (RSLD) Esta línea de control es afirmada por el módem e informa a la
computadora que se ha establecido una conexión física con otro módem. A veces se conoce como detector de
portadora (CD). sería un error que una computadora transmita información a un módem si esta línea no esta
prendida, es decir si la conexión física no funciona.
Transmit Data (TD) es la línea por donde el dato se transmite de un bit a la vez
Receive Data (RD) es la línea por donde el dato se recibe de un bits a la vez.
SIGNAL PIN No.
Carrier Detect 1
Receive Data 2
Transmit Data 3
Data Terminal
Ready4
Signal Ground 5
Data Set Ready 6
Request To
Send7
Clear To Send 8
Ring Indicator 9
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Puerto USB
Físicamente
Placa de conectores USB.
El Universal Serial Bus (USB) (bus universal en serie BUS) es un estándar industrial
desarrollado a mediados de los años 1990 que define los cables, conectores y
protocolos usados en un bus para conectar, comunicar y proveer de alimentación
eléctrica entre ordenadores y periféricos y dispositivos electrónicos.
USB fue diseñado para estandarizar la conexión de periféricos, como mouse,
teclados, memorias USB, joysticks, escáneres, cámaras digitales, teléfonos móviles,
reproductores multimedia, impresoras, dispositivos multifuncionales, sistemas de
adquisición de datos, módems, tarjetas de red, tarjetas de sonido, tarjetas
sintonizadoras de televisión y grabadora de DVD externa, discos duros externos y
disquetera externas. Su éxito ha sido total, habiendo desplazado a conectores
como el puerto serie, puerto paralelo, puerto de juegos, Apple Desktop Bus o PS/2
a mercados-nicho o a la consideración de dispositivos obsoletos a eliminar de los
modernos ordenadores, pues muchos de ellos pueden sustituirse por dispositivos
USB que implementen esos conectores.
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Puerto USB
Placa de conectores USB.
Baja velocidad (1.0): Tasa de transferencia de hasta 1,5 Mbit/s (188 kB/s). Utilizado en su mayor parte por dispositivos de interfaz humana (Human Interface Device, en inglés) como los teclados,
los ratones (mouse), las cámaras web, etc.
Velocidad completa (1.1): Tasa de transferencia de hasta 12 Mbit/s (1,5 MB/s) según este estándar, pero se dice en fuentes independientes que habría que realizar nuevamente las mediciones.
Ésta fue la más rápida antes de la especificación USB 2.0. Estos dispositivos dividen el ancho de banda de la conexión USB entre ellos, basados en un algoritmo de impedancias LIFO.
Alta velocidad (2.0): Tasa de transferencia de hasta 480 Mbit/s (60 MB/s) pero con una tasa real práctica máxima de 280 Mbit/s (35 MB/s). El cable USB 2.0 dispone de cuatro líneas, un par para
datos, y otro par de alimentación. Casi todos los dispositivos fabricados en la actualidad trabajan a esta velocidad
Superalta velocidad (3.0): Tiene una tasa de transferencia de hasta 4,8 Gbit/s (600 MB/s). La velocidad del bus es diez veces más rápida que la del USB 2.0, debido a que han incluido 5 contactos
adicionales, desechando el conector de fibra óptica propuesto inicialmente, y será compatible con los estándares anteriores. En octubre de 2009 la compañía taiwanesa ASUS lanzó la primera
placa base que incluía puertos USB 3.0, tras ella muchas otras le han seguido y actualmente se ve cada vez más en placas base y portátiles nuevos, conviviendo junto con el USB 2.0.
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Puerto PS2
Físicamente
Par de conectores PS2.
El conector PS/2 o puerto PS/2 toma su nombre de la serie de ordenadores IBM
Personal System/2 que es creada por IBM en 1987, y empleada para conectar
teclados y ratones. Muchos de los adelantos presentados fueron inmediatamente
adoptados por el mercado del PC, siendo este conector uno de los primeros.
En ambos casos es serial (bidireccional en el caso del teclado), y controlada por
microcontroladores situados en la placa madre. No han sido diseñados para ser
intercambiados en caliente, y el hecho de que al hacerlo no suela ocurrir nada es
más debido a que los microcontroladores modernos son mucho más resistentes a
cortocircuitos en sus líneas de entrada/salida.
A su vez, las interfaces de teclado y ratón PS/2, aunque eléctricamente similares, se
diferencian en que en la interfaz de teclado se requiere en ambos lados un
colector abierto para permitir la comunicación bidireccional. Los ordenadores
normales de sobremesa no son capaces de identificar al teclado y ratón si se
intercambian las posiciones.
En la actualidad, han sido reemplazados por los dispositivos USB.
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Puerto DVI
Físicamente
DVI-D-Buchse(Dual-Link)
La Interface Digital Visual o, más comúnmente, DVI (Digital Visual Interface) es una
interfaz de vídeo diseñada para obtener la máxima calidad de visualización posible
en pantallas digitales, tales como los monitores LCD de pantalla plana y los
proyectores digitales.
Con un solo enlace DVI (o Single Link), la máxima resolución posible a 60 Hz es de
2,6 megapíxeles. Por esto, el conector DVI admite un segundo enlace (Dual Link),
con otro conjunto de pares trenzados para el rojo, el verde y el azul. Cuando se
requiere un ancho de banda mayor que el que permite un solo enlace, el segundo
se activa, y los dos pueden emitir píxeles alternos.
Al igual que los conectores analógicos VGA modernos, el conector DVI tiene pines
para el canal de datos de pantalla, versión 2 (DDC 2) que permite al adaptador
gráfico leer los datos de identificación de pantalla extendidos (EDID, "Extended
Display Identification Data").
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Puerto DVI
El conector DVI normalmente posee pines para transmitir las señales digitales
nativas de DVI. En los sistemas de doble enlace, se proporcionan pins adicionales
para la segunda señal.
También puede tener pins para transmitir las señales analógicas del estándar VGA.
Esta característica se incluyó para dar un carácter universal a DVI: los conectores
que la implementan admiten monitores de ambos tipos (analógico o digital).
Los conectores DVI se clasifican en tres tipos en función de qué señales admiten:
• DVI-D (sólo digital)
• DVI-A (sólo analógica)
• DVI-I (digital y analógica)
A veces se denomina DVI-DL a los conectores que admiten dos enlaces.
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Puerto DVI
13.- TMDS Data 3+
14.- +5 Volts Power
15.- Ground
16.- Hot Plug Detect
17.- TMDS Data 0-
18.- TMDS 0+
19.- TMDS Data 0/5 Shield
20.- TMDS Data 5-
21.- TMDS Data 5-
22.- TMDS Clock Shield
23.- TMDS Clock+
24.- TMDS Clock -
1.- TMDS 2-
2.- TMDS 2+
3.- TMDS Data 2/4 Shield
4.- TMDS Data 4-
5.- TMDS Data 4+
6.- DDC Clock
7.- DDC Data
8..- Analogic Vert Sync
9.- TMDS Data 1-
10.- TMDS Data 1+
11.- TMDS Data 1/3 Shield
12.- TMDS Data 3-
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Puerto HDMI
Físicamente
Puerto HDMI
Proviene de ("High Definition Multimedia Interface"), lo que traducido significa
interfase multimedia de alta definición. Es un puerto de forma especial con 19 ó 29
terminales, capaz de transmitir de manera simultánea videos de alta definición, así
como varios canales de audio y otros datos de apoyo. Por el hecho de permitir la
transmisión de datos entre un dispositivo externo (periférico), con la computadora,
se le denomina puerto.Compite actualmente contra puertos S-video, puertos VGA,
puertos RCA, puertos DVI y el conector Jack 3.5 mm.
Es una nueva generación de conector, ya que no es dedicado a únicamente el
video, sino que combina la transmisión de audio y otros tipos de datos. El puerto
HDMI se encarga de enviar las señales cifradas desde la computadora hacia la
pantalla, ello quiere decir que de este modo es difícil copiar la señal hacia otro
dispositivo con el que se quieran crear copias ilegales.
Utilizan un formato de datos "PanelLink", denominado TMDS ("Transition
Minimized Differential Signaling") ó señalización con transición diferencial
minimizada, la cuál no utiliza ningún tipo de compresión. Se encuentra integrado
en las tarjetas aceleradoras de gráficos modernas.
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Puerto HDMI
Físicamente
Puerto HDMI
Proviene de ("High Definition Multimedia Interface"), lo que traducido significa
interfase multimedia de alta definición. Es un puerto de forma especial con 19 ó 29
terminales, capaz de transmitir de manera simultánea videos de alta definición, así
como varios canales de audio y otros datos de apoyo. Por el hecho de permitir la
transmisión de datos entre un dispositivo externo (periférico), con la computadora,
se le denomina puerto.Compite actualmente contra puertos S-video, puertos VGA,
puertos RCA, puertos DVI y el conector Jack 3.5 mm.
Es una nueva generación de conector, ya que no es dedicado a únicamente el
video, sino que combina la transmisión de audio y otros tipos de datos. El puerto
HDMI se encarga de enviar las señales cifradas desde la computadora hacia la
pantalla, ello quiere decir que de este modo es difícil copiar la señal hacia otro
dispositivo con el que se quieran crear copias ilegales.
Utilizan un formato de datos "PanelLink", denominado TMDS ("Transition
Minimized Differential Signaling") ó señalización con transición diferencial
minimizada, la cuál no utiliza ningún tipo de compresión. Se encuentra integrado
en las tarjetas aceleradoras de gráficos modernas.
Puertos
Lenguajes de Programación y Librerías
- Paralelo- RS232- USB
- PS2- DVI- HDMI
- JAVA- C#- C++
- FORTRAN- PYTHON
Arquitectura de Computadores –1APuertos Computacionales
Lenguajes de Programación y Librerías
JAVA.IO: http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/
JAVA.COMM http://www.oracle.com/technetwork/java/index-jsp-141752.html
Los frameworks o marcos de trabajo mas populares están:
Giovynet Driver
http://www.giovynet.com/giovynetDriver_es.html
JSR 80: JavaTM USB API
https://jcp.org/en/jsr/detail?id=80
jPicUSB: Clase Java para comunicación USB con PICs usando API de Microchip
http://www.microvirtual.org/images/Congreso/Ponencias_CVM1/Comunicaciones/com_2.PDF
Arquitectura de Computadores –1APuertos Computacionales
Lenguajes de Programación y Librerías
C#: SYSTEM.IO.PORTS http://msdn.microsoft.com/es-es/library/System.IO.Ports(v=vs.110).aspx
Agregando las librerías y caracteriasticas de MSComm COM/OCX
C++: SERIAL COMMUNICATIONS http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ff802693.aspx
Abriendo directamente los Puertos COM
http://www.codeguru.com/cpp/i-n/network/serialcommunications/article.php/c5425/Serial-Communication-in-Windows.htm
C++ ISO end/receive data over a Port
http://www.ftdichip.com/
Arquitectura de Computadores –1APuertos Computacionales
Lenguajes de Programación y Librerías
Fortran: Rutinas para usar el puerto serial I/O
http://www.xlsoft.com/jp/products/intel/cvf/docs/vf-html_e/pg/pggsport.htm
List of Serial Port Routines
The SPORT routines are:
•SPORT_CANCEL_IO
•SPORT_CONNECT
•SPORT_GET_HANDLE
•SPORT_GET_TIMEOUTS
•SPORT_GET_STATE
•SPORT_PEEK_DATA
•SPORT_PEEK_LINE
•SPORT_PURGE
•SPORT_READ_DATA
•SPORT_READ_LINE
•SPORT_RELEASE
•SPORT_SET_STATE
•SPORT_SET_TIMEOUTS
•SPORT_SHOW_STATE
•SPORT_SPECIAL_FUNC
•SPORT_WRITE_DATA
•SPORT_WRITE_LINE
Python: PySerial
http://pyserial.sourceforge.net/
Este módulo encapsula el acceso para el puerto serie.
Proporciona backends para Python se ejecuta en
Windows, Linux, BSD (posiblemente cualquier sistema
compatible con POSIX), Jython y IronPython (. NET y
Mono).
PyUSB
http://bleyer.org/pyusb/
PyUSB es un módulo de Python que se conecta a la
futura tecnología de dispositivos. Actualmente, PyUSB ha
sido probado bajo MS Windows.