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Porta Seriale, Parallela, USB

La Porta Parallela
In elettronica e informatica, la porta parallela (Line Printer Terminal) è un'interfaccia che fu usata nei primi anni dell'informatica, per collegare un computer a una stampante. In seguito, nella versione bidirezionale, la porta parallela fu impiegata anche per scanner, unità ZIP, hard disk, lettori di CD-ROM e webcam. La porta era nata come unidirezionale (trasmissione dati dal computer alla periferica collegata), ma con il tempo, fu sviluppato anche uno standard bidirezionale (IEEE 1284). La trasmissione di un dato dal PC alla stampante deve rispettare il protocollo Centronics (o Handshake Centronics) che può essere riassunto nei seguenti passi:
  1. Il computer controlla se la stampante è pronta verificando che nello Status port: Error = 1, Select = 1, Paper-Out = 0, Busy = 0. Se queste condizioni non sono verificate segnala la condizione di errore o guasto; se invece i bit sono corretti va al passo successivo.
  2. Il PC trasferisce un nuovo dato sui pin Data0, ..., Data7.
  3. Dopo un tempo di almeno 0,5 μs pone Strobe = 0 (impulso negativo di 1 µs) per indicare che è pronto un nuovo dato.
  4. La stampante risponde ponendo Busy = 1 per comunicare che sta acquisendo il dato.
  5. Terminata l'operazione di acquisizione pone Ack = 0 (impulso negativo di 8 µs) per comunicare l'avvenuta acquisizione del dato e appena è pronta per ricevere un nuovo dato rimette Busy = 0.
  6. Il computer ripete la sequenza dal punto 1 fino al completamento delle operazioni di trasferimento dei dati.
N.B.
Il trasferimento dei dati richiedeva molto meno tempo, della loro effettiva stampa. Se la stampante aveva riempito il suo buffer, manteneva attivo il Busy (= 1) fino a quando non aveva liberato lo spazio, per ricevere altri dati.
La Porta Seriale
In informatica, elettronica e telecomunicazioni EIA RS-232 è l'acronimo di Electronic Industries Alliance Recommended Standard 232, ossia porta serialea bassa velocità uguale allo standard europeo CCITT V21/V24. Consideriamo un sistema a due terminali, formato da DTE1, DCE1, linea telefonica, DCE2, DTE2.
  1. Al tempo T0 ipotizziamo tutto il sistema sia in condizioni non attive (spento).
  2. Al tempo T1 vengono accese le apparecchiature e in breve DCE1 e DCE2 comunicano ai rispettivi DTE il loro stato di pronto portando il segnale DSR (Data Set Ready) ad un valore significativo attivo fra i +5 e i +15 V. Tutti gli altri segnali sono a -12 V.
  3. Al tempo T2, dopo il caricamento del sistema operativo sui DTE (se il caso) e dopo il caricamento del programma (o microprogramma) di gestione della linea seriale dei DTE, il terminale porrà al suo DCE il segnale DTR (Data Terminal Ready) in attivo (+12 V)
  4. Al tempo T3 il DTE1 ha la necessità di trasmettere dati al DTE2 e per far questo per prima cosa rende attivo il segnale RTS. 
  5. A questo punto, DCE1 si attiva iniziando ad emettere una portante di trasmissione sulla linea telefonica relativa, dopo un tempo di "sincronizzazione" dipendente tipicamente dalla velocità di trasmissione del MODEM (il DCE), DCE1 invierà a DTE1 il segnale attivo di CTS (pronto a trasmettere). 
  6. Nel frattempo DCE2 avrà ricevuto la portante trasmessa da DCE1 e avrà reso attivo il proprio segnale DCD (data carrier detect, rilevamento di portante) segnalando al proprio DTE2 che DTE1 sta per inviare dati. Ovviamente anche DTE2 dovrà aver predisposto la propria linea seriale ed inviato a DCE2 il proprio DTR altrimenti i dati inviati da DTE1 andranno persi.
  7. Al tempo T4, dopo che DTE1 avrà ricevuto il segnale CTS attivo dal proprio DCE, finalmente DTE1 potrà inviare i primi bit.
Oltre ai bit dei dati (in numero variabile tra 5 e 9) viene inserito un bit di parità (opzionale) per verificare la correttezza del dato ricevuto. Esistono cinque tipi di parità:

None: nessun tipo di parità, cioè nessun bit aggiunto;
Pari (even): il numero di mark (incluso il bit di parità) è sempre pari;
Dispari (odd): il numero di mark (incluso il bit di parità) è sempre dispari;
Mark: il bit di parità vale sempre mark;
Space: il bit di parità vale sempre space;

N.B.
Tutte le prese Seriali e Parallele sono prese "a freddo" e non sono plug & play" (nel senso, che possono essere agganciate solo a computer e periferica spenta, e necessitano sempre dell'installazione dei drivers per gestire la periferica). La porta parallela quanto quella Seriale con presa RS232 sono considerati hardware obsoleti: si preferiscono altri standard di comunicazione come l'USB (seriale e quindi di minore ingombro, più veloce e multifunzione). Tutte le prese USB sono prese "a caldo e plug & play" (nel senso, che possono essere agganciate sia a computer/periferica accesa, quanto a computer/periferica spenta, non necessitano d'installazione di drivers, occorre solo seguire la procedura di smontaggio automatico della periferica prima di spegnerla).

Le prese USB
L'USB è l'acronimo di Universal Serial Bus, è un'interfaccia normalizzata industriale di comunicazione seriale, sviluppata verso la fine del XX secolo. Lo standard industriale definisce le specifiche per cavi, connettori e protocolli per la connessione, la comunicazione e l'alimentazione tra dispositivi e le loro periferiche. Con il tempo il protocollo di comunicazione USB è stato migliorato ed espanso, talchè esistono oggi vari tipi di USB:
  • 1996 USB 1.0 velocità teorica 1.5Mbit/sec = 187.5Kbytes/sec
  • 1998 USB 1.1 velocità teorica 12Mbit/sec = 1.5Mbytes/sec
  • 2000 USB 2.0 velocità teorica 480Mbit/sec = 60Mbytes/sec
  • 2008 USB 3.0 velocità teorica 4.8Gbit/sec = 600Mbytes/sec
  • 2003 USB 3.1 velocità teorica 10Gbit/sec = 1.25Gbytes/sec
Al modificarsi degli standard, sono cambiati sia gli spinotti quanto la piedinatura, anche se il design della presa A/B sono rimaste otticamente simili, pur avendo forme e dimensioni diverse. 

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