Perifériák és meghajtóik
Perifériák csoportosítása • Periféria: minden olyan, a számítógéphez csatlakoztatható berendezés, amely a számítógép működését hatékonyabbá, vagy egyáltalán lehetővé teszi. • Számítástechnikai vagy méréstechnikai (ipari felhasználás) – pl. A/D konverter adatgyűjtéshez, GPIB busz stb. • Technikai ill. humanoid – a számítógépet vagy az emberhez vagy bármilyen más környezethez illeszti • I/O eszközök: bemeneti/beviteli, vagy kimeneti/kiviteli eszközök
Perifériák csoportosítása
A nyomtatók Nyomtatók hagyományos csoportosítási lehetôségei
adatátvitel
rögzítési mód rögzítési technika
rögzítés idôbeli viszonya
leütéses karakterenként laponként soronként leütés nélküli
byte soros
adat mennyisége blokkos (párhuzamos)
karakterenként soronként
laponként
közvetlen ember-gép kapcsolat (irógép jellegû)
egyszerû archiválás
nyomdai jellegû termelés
A leütéses nyomtatók Leütéses nyomtatók
írógépszerû (byte soros) irókaros
sornyomtatók (blokk átvitelû) mátrix
hengeres
margareta tárcsás gömbfejes
mátrix karakter hengeres
szalag, öv
lánc, heveder
A margarétatárcsás nyomtatás Margarétatárcsával közös tengelyen két fogazott kerék
2. Motor 1. Motor Végtelenített lánc,vagy fogazott szíj
A margarétatárcsás nyomtatás festék kendő orsók
festék kendő állandó mágnes
papír továbbító tarktor
karakter henger papír festék kendő orsók zászló
beállító csavar
papaír lerakó
kalapács pad papaír tároló
A sornyomtató Tű oszlopok a nyomtató fejben
hullámosság 3 1 − = 13,5% 2
2r
hullámosság 100%
Mátrix nyomtatókkal előállított vonal hullámosága
A sornyomtató 300 dpi
600 dpi
600 dpi 300 dpi
A képminőség értelmezése 300 dpi-s és 600 dpi-s nyomtatási felületen
A sornyomtató
Az első tű oszloppal nyomtatható mátrix felület A második tű oszloppal nyomtatható mátrix felület A betű vonal
Az első tű oszloppal nyomtatható mátrix felület A második tű oszloppal nyomtatható mátrix felület A vonal alatti pontok
18 és 24 tűs mátrix nyomtatóval kialakítható karakter felületek hálózata
A nyomtatás erősen torzított minőségű kép
9 tûs nyomtató
ferde vonalak, a nyomtató tűsorral hegyes szöget bezáró vonalak hullámossága, egyenletessége rosszabb
24 tûs nyomtató
Mátrix nyomtatók leütési képének összehasonlítása
48 tûs nyomtató
A nyomtatás
A leütés nélküli nyomtatók Leütés nélküli (Nonimpact) nyomtatási eljárások hőtechnikai
hőérzékeny papírral
tintacseppes
elektrográfiás
transzfer módszer
elektrosztatikus folyamatos kilöveléses (continuous jet) (drop on demand bubble-jet)
piezo
folyamatos (continuous jet)
thermodinamikus
optikai
ionsugaras
A leütés nélküli nyomtatók Hőtechnikai nyomtatók Nyomó görgő
Papír Továbbító görgők
Festék kendő orsó Festék kendő orsó Festék kendő, vagy szalag Nyomtató szemölcs
Hőnyomtató fej
A transzfer hőnyomtató felépítési vázlata
A leütés nélküli nyomtatók Tintacseppes nyomtatási eljárások feltöltött, eltérített tintacseppek
nagyfeszültségűel téríttő elektróda
fúvóka töltő elektróda
piezo kristály
kristály meghajtó ák.
feltöltetlen tintacseppek szivattyú
feltöltés vezérlés
papír
gyűjtő
karakter kód
tinta forrás
gyűjtő tartály
tinat szűrő
Folytonos müködésű tintacseppes nyomtató-fej működési vázlata
A leütés nélküli nyomtatók Tintacseppes nyomtatási eljárások
+U
A tintát a fúvókában földelik +U
A tintasugár, tintacseppek feltösi elve
A leütés nélküli nyomtatók
A normál (a. - 1, 2, 3, 4) és speciális réteggel bevont (b. - 1, 2, 3, 4) papír tinta beszívási folyamata. Világosan látszik a tinta beszívódási különbsége
A leütés nélküli nyomtatók Termodinamikus nyomtatók nyomtó fej tinta poliamid passzivált aluminium réteg Al vezető réteg
üveg alap
SiO2 hordozó
TaAl ellenállásréteg
Termodinamikus nyomtatófej egy tinta kilövelő nyílásának felépítése
A leütés nélküli nyomtatók Termodinamikus nyomtatók Kilövelés pillanata
A termodinamikus tinta kilövelés folyamata
Kilövelés után vákuum keletkezik
A leütés nélküli nyomtatók Piezoelektromos elvű nyomtatás
piezokerámia lapka Piezoelekrtromos hatás alkalmazásával a tintában létrehozott túlnyomás löveli ki a tinta cseppet
A leütés nélküli nyomtatók Az elektrosztatikus nyomtatás továbbító hengerek rögzítő állomás
papír feszítő hengerek
mágnes papír
sík elketróda
festék tartály
festékező állomás
Az elektrosztatikus nyomtató vázlata
tű elketródák
A leütés nélküli nyomtatók Az elektrosztatikus nyomtatás sík elektróda feltöltendő papír, mint dielektrikum tű elektróda soros védő ellenállások A tű elektródák kiválasztása és nagyfeszültségre kapcsolása
Az elektrosztatikus nyomtató nyomtató tű vezérlési lehetősége
A leütés nélküli nyomtatók Az elektrosztatikus nyomtatás •Sd
Aa23
tű elektródák elrendezése
Az elektrosztatikus nyomtató tű elktródáinak lehetséges elrendezése
Optikai elven működő elektrográfiás nyomtatók Lapnyomtató technológiák (elektrográfiás eljárások)
laser
LED (Light Emitting Diode)
LCS (Liquid Crystal Shutters)
ion-réteg (ion-deposition)
Mindhárom eljárásnál egy sornyi elem végzi a rögzítést és így kevesebb a mozgó alkatrész, mint a laser-ben, a megbízhatóság relatíven nagyobb, viszont a beépített elemek száma határozza meg a felbontást.
Optikai elven működő elektrográfiás nyomtatók • Tintasugaras nyomtatásnál lényegesen egyszerűbb az elve • Kérdés, hogyan kerül a tinta a papírra, illetve mi a szerepe a lézersugárnak
Hewlett Packard LaserJet 4050T
A lézernyomtatás – statikus elektromosság • A lézernyomtatás alapja a statikus elektromosság • Az ellentétes töltésű atomok (+,-) vonzzák egymást.
A lézernyomtatás lépései •A henger + töltésű •Az optikai elven eltérített lézersugár kisüti az adott pontokat -> elektrosztatikus kép •Minta után a henger egy finom festékporral szóródik be (toner által). Mivel a henger pozitív, a minta negatív töltésű, a festékpor csak a mintán marad meg •A henger a mozgó papírral érintkezik, amely negatív töltésű, erősebben, mint a henger mintáinak negatív töltése •Mivel a henger a papírral együtt mozog, a por a papírra tapad
Optikai elven működő elektrográfiás nyomtatók Sokszögű forgótükör
forgótengely Hengeres lencse Szóró lencse
Toroid lencse Kettős szférikus lencse Sor kezdet érzékelő
Gyűjtő lencse
Szóró lencse fénysugár által leképzett pontsor
LÉZER
Fotófélvezető henger felület
Az elektrográfiás - lézer - nyomtató leképzési elve, a pásztázó fény által létrehozott pontsor
Optikai elven működő elektrográfiás nyomtatók Hengeres lencse Opto-akusztikai modulátor
Forgó, sokszögű tükör Beesési merőleges Visszavert fénysugár
Lézer fényforrás Visszaverődő fénysugár egyik szélső állása Toroid lencse
Visszaverődő fénysugár egyik szélső állása
A sokszögű forgótükörrel megvalósítható (lézer) fénysugár pásztázás optikai vázlata
Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók Nyomtató vezérlés
rögzítő állomás
kötegelt lerakás folyamatos lerakás
interfész
jel érzékelő
mikroszámítógép
festék átviteli állomás törlő lámpa félvezető henger
előtisztító korona vakuum kamra tisztító kefe
porfesték felvitel
eszköz oldalivezérlés
lerakó
töltő korona lerakó
tároló
fénysugár pásztázó eltérítése
Nagyteljesítményű lézer nyomtató felépítési vázlata
lézer fényforrás
Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók papír lerakó
továbbító görgők
lézer leképző állomás nagyfeszültségű feltöltő állomás
festék kazetta, félvezető hengerrel és tisztító állomásal
rögzítő állomás
papír felszedő
papír tároló
nyomó görgő továbbító görgők
félvezető henger
továbbító görgők átvívő állomás
Közepes és kis teljesítményű lézer nyomtató felépítése
Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók A henger
Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók A rögzítés •A rögzítő 2 db fűtőszálból áll •A hő hatására a por megolvad, festék lesz belőle •Emiatt meleg mindig a papír
Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók A törlés •A hengert a nyomtatás után „törölni kell” •A nagyteljesítményű fény semlegesíti a hengert •Ezek után ismét pozitív töltésűvé kell tenni
Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók A Kontroller •A kommunikáció a kontroller feladata •Kommunikációs portok: párhuzamos, USB •Nyomtatás előtt a kontroller kommunikál a PC-vel (duális), milyen módon küldi az adatot •Képes a gazda PC adatküldését leállítani, újraindítani
Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók A Toner •Tinta helyett por alakban áll rendelkezésre a festék •Toner elektromosan feltöltött port tartalmaz két alkotóelemmel: pigment (szín) +műanyag •A műanyag a fixálásnál olvad meg •Jobb minőséget biztosít, több papíron is lehet nyomtatni
Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók A Toner •A lézernyomtatókban ma már a dob, a por verem egyben található
Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók A Kontroller nyelve • Régebbi protokollok egyszerűek, szöveg alapúak voltak •Manapság több száz beépített font közül lehet választani, bonyolult grafikák nyomtatására is alkalmasak •Elsődleges nyelv a Hewlett Packard által kidolgozott PCL (Printer Command Language) és az Adobe által kidolgozott PostScript •Mindkét nyelv vektoriálisan küldi az oldalt, nem képként (bitmap) •A nyomtató konvertálja bitmap-é •Néhány nyomtató a GDI (Graphical Device Interface) formátumot hasznája PCL helyett -> bitmap-et küld a host PC
Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók A Kontroller oldalbeállítása • A küldött adatot tehát a kontroller feldolgozza, ezek után állítja össze a teljes lapot •Ezek után a Raster Image Processor (RIP) bontja pontokká •A hengerre ezek az információk kerülnek •A kontrollelnek több oldal is lehet a memóriájában -> sor (queue)
Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók
Rácsképpontokkal dolgozó lézer nyomtató által készített tonusos ábra és kinagyított részlete
Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók gerjesztő elektróda
dielektromos réteg retesz elektróda vezérlő mező gyorsító mező
kép elektróda dielektromos réteg
Ion-sugaras nyomtató összefoglaló müködési vázlata
A színes nyomtatás Szines nyomtatási technológiák
tintacseppes eljárás
tűs pont mátrix hôtranszfer
plotter
elektrográfiás eljárás toll plotter
elektrosztatikus iró szerkezettel
A színes nyomtatás kilincs
akasztó kar
vörös zöld kék fekete követő bütyök fekete kék zöld vörös
elmozdulást gátló kar
szín kiválasztókar
Szines leütéses nyomtató szinkiválasztó szerkezetének rajza
A színes nyomtatás Szin előállítása három spektrális fôszín keverésével történik : kék hiány (kék szűrô)
Spektrális fôszínek
Kiegészítô színek
kék
sárga=zöld+vörö s
zöld
bíbor[1]=kék+vör ös
vörös
cián=kék+zöld
Y
vörös hiány (vörös szűrô)
G
R
C
M
B
zöld hiány (zöld szűrô)
A színes nyomtatás •A képernyős, megjelenítési eszközöknél az RGB (red, green, blue) elnevezésű eljárást hasznáják •míg a nyomtatásnál a CMY -t (Cian, Magenta, Yellow) vagy az RGB-t (red, green, blue) alkalmazzák •A CMY alapszínek (kivonó) keverésével elméletileg a fekete is előállítható, mint a barna egy igen sötét fokozata. A színes nyomtatók többsége az igazi feketét (Black) is alkalmazza és így négy szín található a festék készletükben.
A színes nyomtatás
A 3D nyomtatás •XXI.sz,nyomtatója •gyors prototípus készítő gépek, amelyek tökéletes mását - egy valóságos térbeli tárgyat - képesek elkészíteni a számítógépen tervezett 3D-s modellnek •órák alatt felépítik azt a modellt, ami máshol napokig tarthat •képesek színes modellek előállítására is •olyan számítógép-vezérelt berendezések, amelyek a rétegenként egymásra helyezett porréteget megfelelő kötőanyaggal rögzítve valós, térbeli testet állítanak elő. •A gyors prototípuskészítés (RP, 'rapid prototyping') legújabb eszköze •vizualizáció, koncepció-modell, termékminta, öntőforma készítés területén • A térnyomtatás hasznos a végeselem analízis (FEA, 'finite element analysis') és a funkcionális tesztelés szakembereinek, de jelentős az orvosi alkalmazása is
A 3D nyomtatás •A szoftver felszeleteli a CAD fájlt vékony rétegekre, kb. 0,1 mm-es szeletekre. A fizikai modell felépítése rétegről-rétegre történik. •A 3DP nyomtatás egy por alapanyagra történik rétegenként ragasztó fölhordásával. •Hasonló a tintasugaras nyomtatáshoz, csak itt a nem papírra kerül a tinta, hanem a porrétegre a ragasztó. •A 3DP eljárással a ragasztó mellett színes festék is juttatható a porra ugyanezzel az eljárással. (Ez az egyetlen 3D nyomtatási eljárás, amely képes színes modellek készítésére.) •A nyomtatás rétegenként építi egymásra a 3D nyomtatással a valós tárgyat. .
A 3D nyomtatás •A 3D nyomtatást követő száradás után a felesleges port el kell távolítani (sűrített levegővel, ecseteléssel). •Mivel a nyomtatás során a tárgy a porban áll, ezért nem szükséges támasztékokat használni és készíthetőek egymásba zárt tárgyak is (pl. csörgő). • Az kinyomtatott tárgyakat befejezésül valamilyen kötőanyaggal telíteni kell. •Kinyomtatás után a tárgy kb. 50%-ban porózus. Ilyenkor még törékeny, sérülékeny. Ezért a megfelelő szilárdság eléréséhez, az igényeknek megfelelően, át kell itatni az anyagot. Telítőanyag lehet pl. cianoakrilát, újabban víz vagy viasz, uretán, műgyanta. . .
A 3D nyomtatás példák
méret: 25*28*11cm, nyomtatási idő: 8 óra
méret: 10*30*5cm, nyomtatási idő: 3 óra
A 3D nyomtatás példák
méret: 33*25*10cm, nyomtatási idő: 8,5 óra
méret: 25*20*10cm, nyomtatási idő: 5,5 óra
A tintanélküli nyomtatás •Xerox egy új nyomtatási technológián dolgozik, amely nem igényel festéket. •Speciális „papír” szükséges hozzá, amely írható, törölhető több százszor •Előzőleg voltak már kutatások: pl. Xerox’s Gyricon, e-paper (vékony műanyag, hajlítható lapon szöveg, kép + esetleg video •Adat változtatható gombok segítségével
Egyéb fejlesztések
Flexibilis, nyomtatott kijelző csatlakozási lehetőségekkel
100 MB-os nyomtatott memória
Soros Port •Egyik legelterjedtebb port, több mint 20 éve él •Jelenleg méréstechnikában, PDA használja •Párhuzamos port újabb fejlesztés, USB pár éve él •Neve az adatok továbbításából ered (soros) •Előnye: továbbításhoz 1 vezeték elég (párhuzamos portnál ugyan ehhez 8 vezeték szükséges), de 8-szor tovább tart
Soros Port •Mielőtt elküldi az adatot, a soros port elküld egy start bitet (0) majd minden adat után egy stop bitet •A soros portot kommunikációs portnak (COM) is nevezik •Bi-direkcionális •Half-duplex: ugyan azon a lábon adok-veszek •Full duplex: két szálon (aszinkron)
Soros Port •Pl. párhuzamos portnál (IEEE 488) max. 2m sorosnál 1200 m is lehetséges •Mérnöki gyakorlatban 3 szál elég (Rx,Tx, GND)
Soros Port •UART: speciális kontroller chip (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) •A PC buszról párhuzamosan érkező adatot sorossá alakítja •Beépített buffer: 16—64 kbyte (cache) •Maximális átvitel: standard: 115 kbps, Enhanced Serial Port (ESP) vagy Super Enhanced Serial Port (Super ESP) 460 kbps-t is eléri
Soros Port •9 és 25 tűs kivitel •Eredetileg modemek csatlakozására tervezték
Soros Port 9 tűs csatlakozó • Carrier Detect – Érzékeli ha a modem élő telefonvonalhoz • Receive Data – PC információ vétel (modemtől) • Transmit Data – PC információt küld a modemnek • Data Terminal Ready – PC üzeni a modemnek, hogy kommunikációra kész • Signal Ground - föld • Data Set Ready – Modem üzeni a PC-nek, hogy komm. kész • Request To Send – PC kérés a modem felé : küldjön infot • Clear To Send – Modem kérés PC felé: küldjön info-t • Ring Indicator – Hívás
Soros Port Flow Controll • • • • •
Ezzel lehet a forgalmat ki- és bekapcsolni RTS (Request To Send) CTS (Clear To Send) DTR (Data Terminal Ready) DSR (Data Set Ready)
Soros Port Handshaking (kézfogás) •Hardveres: mint az Rx/Tx, az RTS/CTS és a DTS/DSR egyszerre működik •1. Ha a vételi oldal vételre kész, RTS( Request to send) és CTS (Clear to send) állít. Ezt, ha elolvassa a küldő, látja, hogy lehet küldeni adatokat. •2. küldő oldal DTS (Data Terminal Ready) és DSR (Data Set Ready) állít. •Ez után mehet a kommunikáció •Szoftveres:itt kontollkaraktereket küld a küldő és a vételi oldal egymásnak , így 3 szál elég (Rx, Tx, gnd). PL. XOn/XOFF a forgalom szüneteltetését és újraindítását jelenti Gond: pl. decimális 17 és 19: nem karakter értékek -> hiba
Soros Port Jellemzők •Baud Rate: bit/s. pl: 300 baud = 300 bit/s -> 300 Hz (clock!). •Data bits: 5,7,8 (standard). Pl. Standard ASCII 7bit, extended ASCII 8bit. •Stop bit: a csomag végét jelöli 1 1.5 2. Mivel a két eszköznek lehet más órajele, nem mindig vannak szinkronban. Így a top bit nem csak a csomag végét jelöli, hanem a szinkronizálatlanságból eredő hibáknak „ad helyet”. Több stop bit nagyonn biztonságot, de kisebb sebességet jelent •Parity: hibajelzés. Even (páros) odd (páratlan), nincs (none), marked, spaced. A magas bitek alapján (páros-páratlan). Pl 011 és páros a paritás, akkor a paritás bit 0 (íg lesz 2 páros 2 ptlan). Ha 011 és ptlan paritás, akkor a paritás bit 1 lesz. A marked simán 1, a spaced pedig 0-t ad (pl. le lehet ellenőrizni, hogy a zaj miatt a kapott bit nem-e hibás)
Soros Port • Transmit Data: az a tüske, ahonnan az adatokat a terminálhoz csatolt eszköznek (továbbiakban eszköz) küldjük. (Vagyis szóhasználatunk szerint a terminál az, aki a port "gazdája", azaz a komputer, s hozzá van kapcsolva egy külső eszköz, pl. modem, vagy nyomtató.) • Receive Data, az a tüske, ahova az eszköz küldi az adatait. • Request To Send, ezen a tüskén jelzi a terminál , hogy adatot szeretne küldeni. • Clear To Send, az eszköz jelzi, hogy kész az adatfogadásra. • Data Set Ready, ezen a tüskén jelzi az eszköz, hogy adatot szeretne küldeni. • Data Terminal Ready, a terminál jelzi, hogy kész az adatfogadásra. • Data Carrier Detect, modemek használják, azt jelzik vele, hogy a távoli modem vivőjét sikerült detektálni. Signal Ground, földpotenciál, referencia feszültség.
Soros Port 9 tűs
25 tűs
rövidítés
angol elnevezés
magyar elnevezés
3
2
Tx
Transmit Data
adat küldés
2
3
Rx
Receive Data
adat fogadás
7
4
RTS
Request To Send
adatküldés kérelem
8
5
CTS
Clear To Send
adatküldésre felkészülve
6
6
DSR
Data Set Ready
adat kész
5
7
GND
Signal Ground
föld
1
8
DCD
Data Carrier Detect
vivő detektálva
4
20
DTR
Data Terminal Ready
adatfogadásra kész
9
22
RI
Ring Indicator
csengőhang jelzés
Párhuzamos Port •Printer Port vagy Centronics Port (Centronics szabványú nyomtatók vezérlésére fejlesztették ki) •Kétféle illetsztő: egyirányú illetve kétirányú kommunikáció •Centronics Model 101 Printer : 1970 •USB előtt egyeduralkodó volt a külső eszközök illesztésében •Párhuzamos port lévén egyszerre 8 bitet tud átküldeni •4 vezérlő 5 státusz 8 adatvonal •D típusú 25 tűs csatlakozó •5 féle üzemmód: •Komtatibilis •Nibble mód •Byte mód •EPP (Enhanced) •ECP (Extended)
Párhuzamos Port •Nibble és Byte mód ez eredeti (standard) Párhuzamos portot használja, az ECP és EPP módok hardveres támogatást kívánnak a gyorsabb sebesség érdekében •Kompatibilis (vagy Centronics) mód a legismertebb, 50 kbyte/sec adatátvitelre képes (csak küldés, EGYIRÁNYÚ átvitel) •Nibble és Byte módban vételre is van lehetőség •Nibble mód egy nibble-t (4 bit) képes fogadni egyszerre •Byte mód kétirányú adatátvitelre képes, egyszerre 8 bitet.
PORTCÍMEK: LPT1: 378h LPT2: 278h
Párhuzamos Port •Üzemmódok: SPP/EPP/ECP •Eredetileg a Centronics szabvány egyirányú adattovábbítást tett lehetővé (PC-től a nyomtató felé) •SPP (Standard Parallel Port): kétirányú adatáramlás, half-duplex: egyszerre csak egy irányba mehet az adattovábbítás full-duplex: PIN18-25-t kihasználva, egyszerre lehetséges adás és vétel •EPP (Enhanced Parallel Port): 500kB-2MB: tipikusan külső eszközökhöz fejlesztette az Intel-Xircom-Zenith •ECP ( Extended Capabilities Port): Microsoft+HP fejlesztés, nyomtatók számára nagyobb sebesség, több funkció
Párhuzamos Port -Centonics Kompatibilis módban egy byte írásához a következőkre van szükség: 1. Egy byte írása az adatportra 2. Nyomtató foglaltsági ellenőrzése (BUSY). Ha foglalt, az adatok el fognak veszni 3. Strobe jel alacsonnyá állítása. (PIN1). Ez mutatja a nyomtatónak, hogy adatküldés történt 4. Strobe jel magasra állítása 5 us után.
Párhuzamos Port -Centonics nStrobe – bekövetkezéskor alacsony jel jön létre HW inverted - a jel invertált a párhuzamos port vezérlője által Pl. BUSY: Ha +5V (logikai 1) –t küldünk ki a lábra, a státusz regiszter olvasásakor 0-t kapunk a regiszter 7. bitjén
Párhuzamos Port -Centonics Centronics szabványú adatküldés „handshaking” 1. 2-7 lábakra az adatot ki kell tenni 2. BUSY ellenőrzése 3. nSTROBE 4. Adatok elolvasása a nyomtató részéről az nSTROBE szintcsökkenésekor 5. A nyomtató foglaltat jelez (BUSY) 6. Ha a nyomtató vette az adást, nACK jellel nyugtázza
Párhuzamos Port -Centonics Adat regiszter. Csak írható. Kétirányú adatátvitelnél is ezen a címen lehet az adatokat beolvasni
Státusz regiszter. Csak olvasható. PIN 10,11,12,13,15 ( 5 vonal) olvasása.A BUSY alapban alacsony jel. Kontrol regiszter. Csak írható.
USB •Manapság az egyik legelterjedtebb port •OS driverrel támogatja •Eddig (mint láttuk) a soros, párhuzamos protokol nehézkes, nem lehet nagy sebességet elérni •USB hubok alkalmazásával a külső (csatlakoztatandó) eszközök fa struktúrába szervezhetőek •Saját feszültséggel tudja tápálni a kis fogyasztású eszközöket (500 mA – 5V)
USB •A számitógéphez kiegészítésképpen gyártott eszközök sokat fejlődtek az elmúlt években. •Nem kell sok eszközt beszerezni és müködésbe hozni ahhoz, hogy elfogyjon a PC interrupt készlete. Ráadásul ha volt is még szabad IRQ akkor is konfliktusba keveredtek egymással nem kis bosszúságot okozva ezzel a rendszergazdának. •Nem kell többé kikapcsolni a gépet ha valamilyen új eszközt csatlakoztatunk hozzá. Az USB intelligens rendszere érzékeli a csatlakoztatás tényét és elvégzi az inicializálást. Igy valóban "Plug and Play". •A soros adatsebessége is elfogadható. A lassabb eszközök számára támogatja az 1,5 Mbit/s-os, a gyorsabbak számára a 12 Mbit/s-os bitsebességet.
USB •A számitógéphez kiegészítésképpen gyártott eszközök sokat fejlődtek az elmúlt években. •Az USB erősen szabványosított. Mindegyik eszköz ugyanolyan kábelt használ, és az adatátvitel is tipizált, szabványosítható. Erre szolgálnak az USB eszközök osztályai. Ha egy eszköz besorolódik valamely osztályba, akkor szabványosítása is megtörténik, s bárki is gyártja később, az ugyanazzal a driverrel működni fog. Természetesen, ha valaki egy új eszközt talál ki, akkor annak driverét is el kell készítenie.
USB •Minden USB rendszer egy hierarchikusan kialakított ún. fa-strukturájú és csillag topológiájú rendszer, melynek középpontjában a PC áll. Ebből az elvből következően nem lehet 2 PC-t USB kábellel összekötni úgy, amint azt a soros portnál megszoktuk •A PC tartalmazza a fő-vezérlőt (Host Controller) és a kiindulási pontot (Root Hub). •A rendszer automatikusan felismeri az eszköz sebességét, igy a lassabb eszközök is ugyanazt a csatlakozót és kábelt használhatják.
USB kábelek és csatlakozók •Új eszköz esetén az OS automatikusan felismeri az eszközt, megkeresi a drivert. •Ha létezik a driver akkor azonnal elkezdi a kommunikációt az OS az eszközzel •Ha két típusú csatlakozó található, akkor az „A” típusú csatlakozó „A” típusú a PC a „B” típusú a külső eszköz csatlakozója
„B” típusú csatlakozó
USB kábelek és csatlakozók •A kábel két végén egymástól eltérô alakú csatlakozók vannak, így az eszközök csatlakoztatása csak egyféleképpen lehetséges, ami teljesen kizárja a fordított irányú csatlakoztatásból eredő hibákat. •Az USB kábel nem csak adatokat szállít a készülékhez, hanem áramot is. Az alkalmazott kábel négyeres. Kettő egy csavart érpárat kell alkosson, egy szimpla testvezeték és egy a +5 V-os tápot viszi az eszközökhöz. •A csavart érpáron megy az adat •A nagyobb sebességhez árnyékolt kábel használata ajánlott, a kisebb sebességhez elegendő az olcsóbb árnyékolatlan tipus.
USB kábelek és csatlakozók •Az USB eszközöket két csoportra oszthatjuk: saját tápegység nélküliek, valamint saját tápegységgel rendelkezôk. •Az első csoport tagjainak annyira kicsi a tápfeszültség igényük, hogy azt maga az USB busz, az eszköz csatlakozó kábelén át is ki tudja elégíteni. Az USB busz egyszerre hozzávetőleg 10 ilyen alacsony fogyasztású eszköz tápellátását tudja kielégíteni. •A második csoportba tartozó eszközök azok, melyek nagyobb tápfeszültség igényük miatt külön, az elektromos hálózatba köthető tápegységgel kerülnek forgalomba. •A távtáplálást használó eszközök maximum 100 mA-t vehetnek fel összesen és a terhelési csúcs nem haladhatja meg az 500 mA-t.
USB szofver •A PC-ben futó szoftver két fő részből áll: •Az egyik a Host controller amely az operácios rendszer részeként vezérli és ütemezi az egész USB buszt. Ehhez csatlakoznak az USB device driver-ek, melyek az eszközt szoftver oldalról kezelik. Az USB feladata csak annyi, hogy továbbítsa az adatokat az eszköz és drivere között. •A másik oldalról pedig az eszközök is tartalmaznak valamilyen szoftvert, ami rendszerint egy mikrokontrollerben futó program •A Host foglal tehát csak erőforrást a PC-nkben, az eszközöket azután a host kezeli.
USB kommunikáció A sokféle eszköz sokféle adatátviteli módot igényel. Végül a rendszer megalkotói négy különféle és tipikus adatátviteli módszert honositottak meg •Control, •Isochronous, •Bulk és •Interrupt A kommunikáció alapvetően csomagkapcsolt szisztémával működik, de az egyes módok között jelentős eltérés van.
USB kommunikáció Control adatátviteli mód: Ez az alapmód, amit minden USB eszköznek ismernie kell. Ezzel a módszerrel kommunikál egymással az eszköz és a host a csatlakoztatást követően. Ha szükséges, akkor később váltanak. Teljesen normál csomagkapcsolt üzemmód. Tartalmaz CRC ellenőrzést és garantált az adatátvitel hibamentessége. Minden esetben kétirányú.
USB kommunikáció Isochronous adatátviteli mód: Ezt az adatátviteli módszert video és audio jelek átvitelére fejlesztették ki. Valós idejű átvitelt támogat. Nincs CRC ellenőrzés az adatok ömlesztve közlekednek. Mindkét irányban kialakítható.
USB kommunikáció Bulk adatátviteli mód: Ezt is nagy mennyiségű adat átvitelére fejlesztették ki, azonban ez tartalmaz ellenőrzést és garanciát az adatok integritását illetően. Cserébe a valósidejűségről kell lemondanunk. Mindkét irányt tudja.
USB kommunikáció Interrupt adatátviteli mód:
Ezt kifejezetten kis adatmennyiség rendszeres átvitelére fejlesztették ki. A Host ciklikusan lekérdezi az eszközt, és ha van adat, akkor azt interrupt-szerűen átviszi. Legfontosabb jellemzője, hogy nem foglal jelentős sávszélességet és az adatátvitel egyirányú, mégpedig mindig az eszköztől a PC felé.
USB 2.0 •kompatibilis elődjével, az 1.1-es változattal. •Minden eddigi eszköz használható vele, csatlakozási felülete változatlan. •Az átviteli sebesség nagyot változott: az eddigi 12 Mbit/s-róla 40szeresére, 480 Mbit/s-ra nőtt. •A külön USB 2.0-s kártyák mellett az új noteszgépek egyike-másika tartalmaz USB 2.0-s illesztést, és megjelentek az első USB 2.0-s csatolót integráló alaplapok. •Microsoft legújabb operációs rendszere, a Windows XP hivatalosan is támogatja ezt a szabványt
USB hub •Az USB előnye, hogy egy csatlakozón keresztül a portok száma USB hubbal növelhető •Lézetik tápfeszültég és tápfeszültség nélküli változat is •A tápfeszültég szükséges a hub összes portján, így egy saját transzformátor szükséges
Monitorok Két típusát tárgyaljuk: •CRT(Cathode Ray Tube) •LCD (Liquid Crystal Display)
Monitorok - Felbontás Standard
Resolution
Typical Use
XGA (Extended Graphics Array)
1024x768
15- and 17-inch CRT monitors 15-inch LCD monitors
SXGA (Super XGA)
1280x1024
15- and 17-inch CRT monitors 17-and 19-inch LCD monitors
UXGA (Ultra XGA)
1600x1200
19-, 20-, 21-inch CRT monitors 20-inch LCD monitors
QXGA (Quad XGA)
2048x1536
21-inch and larger CRT monitors
WXGA (Wide XGA)
1280x800
Wide aspect 15.4-inch laptops LCD displays
WSXGA+ (Wide SXGA plus)
1680x1050
Wide aspect 20-inch LCD monitors
WUXGA (Wide Ultra XGA)
1920x1200
Wide aspect 22-inch and larger LCD monitors
Monitorok Méretarány és látható képátló •4:3 méretarány: TV, CRT (legtöbb) •Widescreen: 16:9 (16:10,15:9) •CRT: külső sarok •LCD: belső sarok •17” LCD megfelel 19” LCD-nek
Monitorok Csatlakozások ANALOG VGA •Videokártya D/A konverziót végez •VGA kábelen keresztül továbbítódik az adat (D-Sub connector) 1: Red out
6: Red return (ground)
11: Monitor ID 0 in
2: Green out
7: Green return (ground)
12: Monitor ID 1 in or data from display
3: Blue out
8: Blue return (ground)
13: Horizontal Sync out
4: Unused
9: Unused
14: Vertical Sync
5: Ground
10: Sync return (ground)
15: Monitor ID 3 in or data clock
Monitorok Csatlakozások DVI (Digital Video Interface) •Digitálisan továbbítódik a jel a videokártya-monitor között: nem kell D/A konverzió •DVI specifikáció a TMDS-en alapszik (Transition Minimized Differential Signaling)
•TMDS videokártyától vett jelet optimalizálja: megnézi a felbontást, és a frissítési frekvenciát, majd kiszámítja az optimális átvitelt •DVI kábelek: single(max. 1980x1080) vagy dual (max. 2048x1536)
Monitorok Csatlakozások DVI (Digital Video Interface) Két típusú DVI csatlakozó van: •DVI Digital (DVI-D): csak digitális, 24 pin •DVI integrated (DVI-I): digitális+analóg monitorokhoz
Monitorok Színmélység •Pl. 24 bit: 16 777 216 : 3x8 bit (R+G+B) •Emberi szem kb. 10 000 000 színt különböztet meg •Egy színes pontot három R,G,B színű pontból állítja elő
Monitorok CRT •A megjelenítőként hosszú ideig kizárólag a katódsugárcsöves (CRT) berendezések szolgáltattak elfogadható minőségű képet •A katódsugaras képcső ilyen elfogadott megjelenítési eszköz volta ellenére jelentős hátrányai vannak. A katódsugárcső az utánvilágításon kívül nem rendelkezik saját tárolási tulajdonsággal, ezért a képet ismételni, frissíteni kell. a kép így erősen felvillan majd fénye fokozatosan csökken
A CRT képernyő egy pontjának a frissítés függvényében való változása
Monitorok CRT összehasonlítás
CRT
plazma
a fény spektruma
színe fekete háttéren, fehér zöld v. fekete háttéren, narancs fekete háttéren
neon narancs fekete háttéren
a kép törlés ideje
1/frissítési arány
20µs
villogás
frissítési arány
nincs
a teljes kép láthatóságának határa
70°
160°
a teljeskép torzítása
~2%
nincs
a kontraszt arány, közelítőleg, kis területen, a háttérhez képest
fényesség [láb/lambert]
8:1
20
25:1
60
Monitorok CRT •A megjelenítőként hosszú ideig kizárólag a katódsugárcsöves (CRT) berendezések szolgáltattak elfogadható minőségű képet •A katódsugaras képcső ilyen elfogadott megjelenítési eszköz volta ellenére jelentős hátrányai vannak. A katódsugárcső az utánvilágításon kívül nem rendelkezik saját tárolási tulajdonsággal, ezért a képet ismételni, frissíteni kell. a kép így erősen felvillan majd fénye fokozatosan csökken
Monitorok CRT Fizikai alapja a katódsugárcső. A vákuum csőben (katódsugárcsőben) meleg katódon gerjesztett elektronokat 20-30kV feszültséggel felgyorsítanak, ponttá fókuszálnak, modulálnak, eltérítenek. Az elektron a szükséges energiát elérve fényporba csapódva fény felvillanást gerjeszt. A fényt adott helyen ismételten elő kell állítani a folytonos kép élményének biztosításához. A folytonos kép élményhez az ember számára minimálisan a 15-20 kép/s (váltás) frissítés szükséges. A film kockák képváltási sebessége kb. ebbe a tartományban van (16 vagy 24 kép/s). A TV kép előállítást - TV kép frissítést a hálózati frekvenciához igazították. Alapvetően 50 vagy 60 Hz. Ettől újabban eltértek és léteznek 70, 75, 90, 100 Hz--es rendszerek is. t0 t1
t2
Az elektronsugárnak a képernyő felületén történő mozgása és a mozgáshoz szükséges idők.
Monitorok CRT •A képcső egy ernyőfelületű üvegbúra, melyben vákuum van •Az ernyő belülről fluoreszcens tulajdonságú fényporral bevont •Az elektronágyú elektronokkal bombázza az ernyőt, amely felvillanásokat hoz létre •Az ernyőt soronként tapogatja le •Az elektronágyú az elektronokat kibocsátó fűtött katódból és elektron fókuszáló, ill. gyorsító anódból áll •Az elektronnyalábot az eltérítő tekercsek pozícionálják
Monitorok CRT
Monitorok CRT •A legkisebb megjeleníthető információ a pont (triplet) •Ez közelítőleg a fluoreszcens ernyő előtt található szita (rács) egy nyílásán átengedett elektronsugár által gerjesztett felület nagyságával egyenlő •A képcső vezérlőelektronikája a képcsövön kívül a monitor másik fontos alkotóeleme. Ez a •rendszer végzi el a számítógépből érkező videojel átalakítását a képcső számára felhasználható formába.
Monitorok CRT • A színes monitorok képcsövét, a trikromatikus színelméletnek megfelelően, három eltérő típusú fényporral vonják be: zöld, kék és vörös hullámhossz-tartományú fényt bocsátanak ki, ha elektronsugár éri őket. • Ennek megfelelően a katódok száma is három a színes képcsőben. • Az CRT alap színingereit nevezhetjük még primer színeknek vagy csak egyszerűen primereknek. • A CRT monitor elektronikus vezérlése a számítógép videokártya D/A átalakítója által közvetített kék, zöld és vörös analóg elektromos jeleket és a megjelenítést biztosító szinkronjelet alakítja a képcső számára szükséges nagyfeszültségű jellé.
Monitorok LCD • Az LCD technológia a fény blokkolásán alapszik • Az LCD két polarizált üveg közötti folyadékkristályt tartalmaz • A hástó fényvilágítás áthatol az első polarizált üvegen • Elektromos áram hatására a folyadékkristályok átrendeződnek, amely során a fény másképpen jut át a második polarizált üvegre
Monitorok LCD • A legtöbb LCD-nél használatos : Active Matrix Techology • Egy vékony tranzisztorréteg (Thin Film Transistor – TFT): mátrixban elrendezett tranzisztorok • Passzív Mátrix: Minden pont mögött vezetőképes fém található: ez töltik fel: ritkán használatos
Monitorok LCD tulajdonságai • Natív felbontás:az LCD-k csak egy felbontásra optimalizáltak (fix mátrix) • Láthatósági szög: oldalról a monitorok képe eltűnik, vagy a színek elvesznek: 120-170 fok közötti érték • Kontraszt: az a fény, amelyet az LCD képernyő produkálni képes teljes fehér illetve fekete képernyő esetén, pl. 500:1 • Fényerősség: az a fény, amelyet az LCD képernyő produkálni képes, 250-500cd/m2 • Válaszidő: egy pont színváltási ideje • Szellemkép: alacsony válaszidő okozza, amikor egy feltöltött cella „szivárog”, vagyis töltés kerül át a szomszédos cellákra
Köszönöm a figyelmet!
