並行接口

通常所説的並行接口一般稱為Centronics接口，也稱IEEE1284，最早由Centronics Data Computer Corporation公司在20世紀60年代中期制定。Centronics公司當初是為點陣行式打印機設計的並行接口，1981年被IBM公司採用，後來成為IBM PC計算機的標準配置。它採用了當時已成為主流的TTL電平，每次單向並行傳輸1字節（8-bit）數據，速度高於當時的串行接口（每次只能傳輸1bit），獲得廣泛應用，成為打印機的接口標準。1991年，Lexmark、 IBM、Texas instruments等公司為擴大其應用範圍而與其他接口競爭，改進了Centronics接口，使它實現更高速的雙向通信，以便能連接磁盤機、磁帶機、光盤機、網絡設備等計算機外部設備（簡稱外設），最終形成了IEEE1284-1994標準，全稱為"Standard Signaling Method for a Bi-directional Parallel Peripheral Interface for Personal Computers"，數據率從10KB/s提高到可達2MB/s（16Mbit/s）。但事實上這種雙向並行通信並沒有獲得廣泛使用，並行接口仍主要用於打印機和繪圖儀，其他方面只有的少量設備應用，這種接口一般被稱為打印接口或LPT接口 。 ^[1] 

並行接口中各位數據都是並行傳送的，它通常是以字節（8位）或字節（16位）為單位進行數據傳輸。

如附圖1所示，圖中的並行接口是一個雙通道的接口，能完成數據的輸入和輸出。其中，數據的輸入/輸出是由輸入/輸出緩衝器來實現的，狀態寄存器提供狀態信息供CPU查詢，控制寄存器接收來自CPU的各種控制命令。

在數據輸入過程中：輸入設備將數據送給接口同時使“數據輸入準備好”有效。接口把數據送給輸入緩衝寄存器時，使“數據輸入回答”信號有效，當外設收到應答信號後，就撤消“數據輸入準備好”和數據信號。同時，狀態寄存器中的相應位（“數據輸入準備好”）有效，以供CPU查詢。當然，也可採用中斷方式，向CPU發出中斷請求。CPU在讀取數據後，接口會自動將狀態寄存器中的“數據輸入準備好”位復位。然後，CPU進入下一個輸入過程。

在數據輸出過程中：當CPU輸出的數據送到數據輸出緩衝寄存器後，接口會自動清除狀態寄存器中的“輸出準備好”狀態位，並且把數據送給輸出設備，輸出設備收到數據後，向接口發一個應答信號，告訴接口數據已收到，接口收到信號後，將狀態寄存器中的“輸出準備好”狀態位置“1”。然後，CPU進入下一個輸出過程。 ^[3] 

並行接口是指數據的各位同時進行傳送，其特點是傳輸速度快，但當傳輸距離較遠、位數又多時，就導致通信線路複雜且成本提高。 ^[4] 

串口形容一下就是：一條車道，而並口就是有8個車道同一時刻能傳送8位（一個字節）數據。

但是並不是並口快。由於8位通道之間的互相干擾，傳輸時速度就受到了限制。而且當傳輸出錯時，要同時重新傳8個位的數據。而串口沒有干擾，傳輸出錯後重發一位就可以了，所以要比並口快。串口硬盤就是這樣被人們重視的。 ^[4] 

在IEEE1284標準中定義了多種並行接口模式，常用的有以下三種：

SPP　（Standard Parallel Port）　標準並行接口

EPP　（Enhanced Parallel Port）　增強並行接口

ECP　（Extended Capabilities Port）　擴展功能並行接口

這幾種模式因硬件和編程方式的不同，傳輸速度可以從50K Bits/秒到2MB/秒不等。一般用以從主機傳輸數據到打印機、繪圖儀或其它數字化儀器的接口，是一種叫Centronics的36腳彈簧式接口（通常主機上是25針D型接口，打印機上是36針Centronics接口）。

並行接口，通常主機上是25針D型接口，打印機上是36針彈簧式接口（Centronics接口）。

IEEE1284標準規定了3種連接器，分別稱為A、B、C型： ^[1] 

25PIN DB-25連接器，只用於主機端。

DB-25孔型插座（也稱FEMALE或母頭），用於PC機上，外形如附圖2：

這種A型的DB-25針型插頭（也稱MALE或公頭），因為尺寸較小，也有少數小型打印機（如POS機打印機等）使用（非標準使用），但電纜要短。 ^[1] 

36PIN 0.085inch間距的Champ連接器，帶卡緊裝置，也稱Centronics連接器，只用於外設。36PIN Centronics插座（SOCKET或FEMALE），用於打印機上。 ^[1] 

新增加的Mini-Centronics 36PIN連接器，也稱為half-pitch Centronics 36 connector （HPCN36），也有稱MDR36，36PIN 0.050inch間距，帶夾緊裝置，既可用於主機，也可用於外設，應用還不夠普遍，因有競爭力的新的接口標準的不斷出現，普及應用很難。

新接口還增加了兩個信號線Peripheral Logic High和Host Logic High，用於通過電纜能檢測到另一端是否打開電源。 ^[1] 

最早的Centronics並口電纜長度為2米，且只能支持10KB/s的數據率傳輸，對性能要求不高。為了把數據率提高到2MB/s以上，對IEEE1284電纜提出許多特殊要求：

1） 因為是並行數據，為避免傳輸時各BIT數據間的串擾，每條數據線都需要配合一條地線，形成雙絞線結構；

2） 每對信號和返回地線間的不平衡特性阻抗為62歐±6歐（在頻帶4M-16MHz上）；

3） 線間串擾不超過10%；

4） 電纜有屏蔽層，並與接頭的屏蔽殼連接，使用360度包裹。 ^[1] 

典型的IEEE1284 電纜有如下6種，標準長度為10、20、30英尺（約3、7、10米）：

AMAM ：Type A Male to Type A Male（一般用於計算機間互聯）

AMAF ：Type A Male to Type A Female（一般用於延長線或連接A型口並行打印機）

AB ：Type A Male to Type B Plug（一般用於連接計算機和普通B型口打印機）

AC ：Type A Male to Type C Plug

BC ：Type B Plug to Type C Plug

CC ：Type C Plug to Type C Plug

其中前3種為常用的電纜，後3種是與新增加的C型接口相關的電纜。 ^[1] 

依照IEEE 1284鏈式連接規格書，一個並口最多可以連接8個設備，而每個鏈式連接設備擁有2個並口連接器，1個主連接器（host connector）和一個直通連接器（pass through connector）。主機連到第一個設備的主連接器，其直通連接器連接下一個設備的主連接器，依次連接。而不支持鏈式連接的設備可接在最後1個設備的直通連接器上。不過常見的都是一對一連接，很少能見到這種設備。 ^[1] 

電腦中的接口是主機與外部設備間傳送數據的“大動脈”，隨着處理器速度的節節攀升，接口的數據傳輸速度也需要逐步提高，否則就會成為電腦發展的瓶頸。

並行數據傳輸技術向來是提高數據傳輸率的重要手段，但是，進一步發展卻遇到了障礙。首先，由於並行傳送方式的前提是用同一時序傳播信號，用同一時序接收信號，而過分提升時鐘頻率將難以讓數據傳送的時序與時鐘合拍，佈線長度稍有差異，數據就會以與時鐘不同的時序送達，另外，提升時鐘頻率還容易引起信號線間的相互干擾，導致傳輸錯誤。因此，並行方式難以實現高速化。從製造成本的角度來説，增加位寬無疑會導致主板和擴充板上的佈線數目隨之增加，成本隨之攀升。

在外部接口方面，IEEE 1284並行口的速率可達300kBps，傳輸圖形數據時採用壓縮技術可以提高到2MBps，而RS-232C標準串行口的數據傳輸率通常只有20kbps，並行口的數據傳輸率無疑要勝出一籌。因此並行口一直是打印機首選的連接方式。對於僅傳輸文本的針式打印機來説，IEEE 1284並行口的傳輸速度可以説是綽綽有餘的。但是，對於一再提速的激光打印機來説，情況發生了變化。筆者使用愛普生6200L在打印2MB圖片時，速度差異不甚明顯，但在打印7.5MB大小的圖片文件時，從點擊“打印”到最終出紙，使用USB接口用了18秒，而使用並行口時，用了33秒。這一測試結果説明，現行的並行口對於時下流行的激光打印機來説，已經力難勝任了。

不過，“在相同頻率下並行通信速度更高”這個基本的道理是永遠不會錯的，通過增加位寬來提高數據傳輸率的並行策略仍將發揮重要作用。

技術進步週而復始，以至無窮，沒有一項技術能夠永遠適用。電腦技術將來跨入THz時代後，對信號傳輸速度的要求會更高，USB和FireWire等新串行接口所使用的差分傳輸技術是否還能滿足未來要求，是否需要另一種更好的技術來完成頻率的另一次突破，這些都需要人們共同關注 。 ^[11]