IEEE1284 規格

IEEE 1284はCentronics ポートとも呼ばれ、コンピューターと他のデバイス間の双方向並列通信を定義する標準規格です。IEEE 標準化の前に、1970 年代にCentronicsによって開発されました。

1970 年代に、セントロニクスは今ではおなじみのプリンタパラレル ポートを開発し、すぐに事実上の標準となりました。セントロニクスは、一連のソレノイドを使用して個々の金属ピンを引っ張り、リボンと紙を叩く、 低コストで初めての成功した 7 線式プリント ヘッド^{[要出典]を発表しました。}

ドット マトリックス プリント ヘッドは、垂直に並んだ一連の金属ピンで構成されています。各ピンは、何らかのアクチュエータ (Centronics の場合はソレノイド) に接続されており、ピンを前方に引いてリボンと紙に当てることができます。テキストの 1 行を印刷するために、プリント ヘッド全体が水平方向に移動され、紙を数回叩いて各文字のマトリックスを作成します。初期のプリンタの文字セットでは、通常、80 列のテキストを生成するために 7 x 5 の「ピクセル」が使用されていました。

文字をドットの列のシーケンスとして印刷する複雑さは、プリンタの電子機器によって管理されます。プリンタの電子機器は、コンピュータから文字エンコードを 1 つずつ受信し、ビットをシリアルまたはパラレルに転送します。^[1]プリンタが洗練され、メモリのコストが下がると、プリンタはバッファ メモリの量を増やし始めました。最初は 1 行か 2 行でしたが、その後ページ全体、そしてドキュメントになりました。

元のポート設計は送信専用で、ホスト コンピュータからプリンタにデータを送信できます。ポートの個別のピンにより、ステータス情報をコンピュータに送り返すことができます。プリンタが「スマート」になり、より豊富なステータス コード セットが求められるようになったため、これは重大な制限でした。このため、HP によって導入されたシステムの早期拡張、 1992 年にリリースされた「Bitronics」実装が生まれました。これは、元のポートのステータス ピンを使用して、任意のデータをホストに送り返すための 4 ビット パラレル ポートを形成しました。

さらに改良された「双方向」では、ステータス ピンを使用して 8 ビットのメイン データ バス上のデータ フローの方向を示します。ピンの 1 つにホストに送信するデータがあることを示すことで、8 つのデータ ピンすべてが使用可能になります。これは適応性が高く、「拡張パラレル ポート」標準につながりました。これは双方向モードのように機能しますが、信号速度が 2  MB /秒に大幅に向上し、後に「拡張機能ポート」バージョンではこれが 2.5 MB/秒に向上しました。

1991 年に、新しい標準を開発するためにNetwork Printing Allianceが結成されました。1994 年 3 月に、IEEE 1284 仕様がリリースされました。1284 にはこれらすべてのモードが含まれており、どのモードでも操作が可能でした。

IEEE 1284 規格では、理論上の最大スループットが 4 MB/秒で、より高速なスループットと双方向データ フローが実現されています。実際のスループットはハードウェアによって異なりますが、約 2 MB/秒です。プリンタの分野では、これにより印刷の高速化とバックチャネル ステータスおよび管理が可能になります。新しい規格により周辺機器が大量のデータをホストに送り返すことができるようになったため、これまでSCSIインターフェイスを使用していたデバイスをはるかに低コストで製造できるようになりました。これには、スキャナ、テープ ドライブ、ハード ディスク、パラレル インターフェイスを介して直接接続されたコンピュータ ネットワーク、ネットワーク アダプタ、およびその他のデバイスが含まれます。消費者は高価な SCSI カードを購入する必要がなくなり、内蔵のパラレル インターフェイスを使用できるようになりました。

それ以来、パラレル インターフェイスは、主にローカル エリア ネットワークインターフェイスとUSB 2.0に置き換えられました。

IEEE 1284 は次の 5 つのモードで動作できます。

• 互換モード (Centronics 標準または SPP とも呼ばれる) は、元の Centronics 設計との違いがわずかにある単方向の実装です。このモードは、ほとんどプリンター専用に使用されます。プリンターがホストに送り返すことができる唯一の信号は、プリンターの用紙切れなどの一般的なエラー状態を通知する、意味が固定されたステータス ラインです。
• ニブル モードは、デバイスが一度に4 ビット (ニブル) のデータを送信し、互換モードのステータス ライン 4 つをデータに (再) 使用できるようにするインターフェイスです。これは、 HPが導入した Bi-tronics モードであり、通常は拡張プリンタ ステータスに使用されます。ニブル モードは、これらでは正式にはサポートされていませんが、IEEE-1284 以前の Centronics インターフェイスのほとんどでも動作します。
• バイト モードは「双方向」とも呼ばれますが (互換モードを除くすべてのモードは実際には双方向です)、デバイスが反対方向に使用されるのと同じデータ ラインを使用して一度に 8 ビットを送信できる半二重モードです。このモードは、IBM PS/2コンピューターに組み込まれているものなど、IEEE-1284 以前のインターフェイスの少数でもサポートされています。このため、非公式に PS/2 モードと呼ばれることもあります。
• 拡張パラレルポート (EPP) は、プリンタ、スキャナ、ストレージデバイスなどのデバイスが大量のデータを送信しながら、チャネルの方向をすばやく切り替えることができるように設計された半二重双方向インターフェイスです。EPP は最大 2 MB/秒の帯域幅を提供できます。これは、通常のパラレルポート通信で達成される速度の約 15 倍であり、CPU オーバーヘッドははるかに少なくなります。^[2]
• 拡張機能ポート (ECP) は EPP に似た半二重双方向インターフェイスですが、PC 実装ではダイレクト メモリ アクセス(通常はチャネル 3 のISA DMA) を使用して、CPU ではなく ISA DMA ハードウェアとパラレル ポート インターフェイス ハードウェアでデータ転送を処理することで、EPP よりもさらに高速なデータ転送を実現します。このモードを使用してインターフェイスする多くのデバイスは、RLE圧縮をサポートしています。ECP は最大 2.5 MB/秒の帯域幅を提供できますが、これは 8 ビット ISA DMA の自然な限界です。^[3] PC 上の ECP インターフェイスは、転送中の CPU 負荷を軽減することで、IEEE-1284 以前のプリンタへの転送も改善できますが、その場合の転送は単方向です。

パラレル ポートを備えた最新のコンピューターのほとんどは、ポートを ECP モードまたは EPP モード、あるいはその両方で同時に動作させることができます。

IEEE-1284 では、双方向デバイス通信は常にニブル モードで開始する必要があります。ホストがこのモードで応答を受信しない場合、デバイスはレガシー プリンターであると想定し、互換モードに入ります。それ以外の場合は、標準化されたニブル モード メッセージを交換することで、接続の両側でサポートされている最適なモードがホストとクライアント デバイス間でネゴシエートされます。

IEEE 準拠のケーブルは、配線と品質に関するいくつかの標準を満たす必要があります。3 種類のコネクタが定義されています。

• タイプ A: DB-25 25 ピン、ホスト接続用。
• タイプ B: Centronics (正式名称は「マイクロ リボン」) 36 ピン、プリンターまたはデバイス接続用。
• タイプ C: Mini-Centronics (MDR36 または HPCN36) 36 ピン、デバイス接続用のハーフピッチの小型代替品ですが、あまり普及していません。

IEEE 1284 ケーブルには 2 種類あります。

• IEEE 1284-I: IEEE 1284-A および IEEE 1284-B コネクタを使用します。
• IEEE 1284-II: IEEE 1284-C コネクタを使用します。

IEEE 1284 デイジー チェーン仕様では、1 つのパラレル ポートに最大 8 台のデバイスを接続できます。

すべてのモードではTTL電圧ロジックレベルが使用されるため、高価な特殊ケーブルを使用しない限り、ケーブルの長さは数メートルに制限されます。^[4]

• IEEE 1284-2000: パーソナルコンピュータ用双方向パラレル周辺機器インタフェースの標準信号方式
• IEEE 1284.1-1997: トランスポート非依存プリンタ/システム インタフェース - プリンタの設定とステータスを返すプロトコル
• IEEE 1284.2: IEEE 1284 のテスト、測定、適合に関する標準 (未承認)
• IEEE 1284.3-2000: IEEE 1284 準拠の周辺機器およびホスト アダプタへのインターフェイスおよびプロトコル拡張 - 複数の周辺機器によるパラレル ポートの共有を可能にするプロトコル (デイジー チェーン)
• IEEE 1284.4-2000: IEEE 1284 インターフェースのデータ配信と論理チャネル - デバイスが複数のデータを同時に交換できるようにします。

以下は、25 ピン IEEE 1284 ケーブル リードに見られる典型的な色です。^{[引用が必要]}

• IEEE 1394  – シリアルバスインターフェース規格（Firewireとも呼ばれる）
• IFSP  – プリンターインターフェース
• インターフェースビットレートのリスト
• ユニバーサル シリアル バス – コンピュータ データ接続の標準Pages displaying short descriptions of redirect targets

• Warp Nine Engineering による IEEE 1284-1994 規格の紹介
• 拡張パラレルポートへのインターフェイス
• 文書化されていない印刷 Wiki – IEEE 1284 標準
• IEEE 1284 – PC パラレル ポートの更新
• IEEE 1284 の概要
• IEEE 1284 ポートのピン配置
• IEEE 1284 プロトコルの信号図
• パラレルポート – LPT (IEEE 1284)
• コマンド パケット プロトコル (CPP) を使用した 1284.3 デイジー チェーン用の Linux C コード
• INT 17H – EPP BIOS – インストールチェック
• EPP BIOSエントリポイントを使用して、ベクターEPPサービスを呼び出す