EPP增强并口接口技术的研究

EPP增强并口接口技术的研究一、并口操作模式及其特点二、选用EPP模式的原因三、EPP并口的相关标准四、EPP接口的时序要求五、EPP接口的硬件实现六、应用程序接口七、EPP数据采集系统的设计方案八、EPP并口的其它应用例子九、EPP的相关技术资料一、并口操作模式及其特点1、SPPMode：StandardParallelPort，标准并口模式•所有的计算机都支持的并口模式•数据线只能输出，不能输入•数据的输入要依靠状态线，用一根状态线做握手信号，四根状态线做数据线，每次读取四位数据，一个字节分两次读取，也称Nibble模式•数据输入速度：30K-100K字节/S一、并口操作模式及其特点2、ByteMode•用数据线做数据的输入•用控制线和状态线做握手•软件握手时序，没有统一的标准•每次读入一个字节的数据•比NibbleMode的输入速度快一些，是SPPMode的扩充•数据输入速度：100K-200K字节/S一、并口操作模式及其特点3、EPPMode：EnhancedParallelPort•8位数据双向通讯•硬件握手时序，有严格的时序要求•支持硬件中断•与ISA接口的速度相当•通讯速度：1M-1.5M字节/S•Master/Slave操作模式一、并口操作模式及其特点4、ECPMode：ExtendedCapabilitiesPort•8位数据双向通讯•硬件握手时序，有严格的时序要求•支持DMA操作•多种中断源•通讯速度：1M字节/S•Master/Master操作模式二、选用EPP模式的原因•支持8位的数据双向通讯（NibbleMode是4位方式）•通讯速度高（比ByteMode快了5倍）•速度和ECP相当，但是硬件协议和软件协议比ECP简单的多，容易开发•市场上有一些基于EPP的产品，而没有基于ECP的产品。EPP技术相对成熟一些三、EPP并口的相关标准•EPP1.7、EPP1.9：工业界支持的标准•IEEE1284：IEEE的标准，和EPP1.7、EPP1.9并不完全兼容•可以找到IEEE1284的标准，但是找不到EPP1.7、EPP1.9的标准•按照IEEE1284做出的接口时序，可以在EPP1.7、EPP1.9的机器上运行•本报告只介绍IEEE1284的标准四、EPP接口的时序要求1、握手时序框图(P44)四、EPP接口的时序要求2、操作时序框图(P44)四、EPP接口的时序要求3、握手时序图(P47)四、EPP接口的时序要求4、写数据时序图(P48)四、EPP接口的时序要求5、读地址时序图(P49)四、EPP接口的时序要求6、读数据和终止EPP时序图(P50)四、EPP接口的时序要求7、中断时序图(P51)四、EPP接口的时序要求8、计算机写指令与EPP写时序的对应关系•_outp(0x37c,0)/_outp(0x37b,0)四、EPP接口的时序要求9、计算机读指令与EPP读时序的对应关系•_inp(0x37b)/_inp(0x37c)五、EPP接口的硬件实现1、Xilinx公司的FPGA•SRAM配置的现场可编程逻辑器件•开发工具用Xilinx的Fundation综合工具•对VHDL语言的支持比较好，很容易综合三态总线•可以选用XC4005PC84（5000门）、XCS05PC84（5000门）•缺点是SRAM配置数据掉电丢失五、EPP接口的硬件实现2、Altera公司的CPLD：•EEPROM配置的可编程逻辑器件，配置数据掉电不丢失•开发工具用Altera的MaxplussII综合工具•VHDL语言的支持不好，不容易综合三态总线•可以选用EPM7064SPC84（1250门）、EPM7128SPC84（2500门）五、EPP接口的硬件实现3、DSP处理器或者高速的单片机（最好是RISC结构）：•开发工具容易找到，芯片便宜，很容易加上其它的功能，可选方案比较多•缺点是CPU是串行结构，随着通讯速度的提高和系统的复杂化，系统性能大大下降•还没有人做过这样的尝试六、应用程序接口1、应用程序查询EPP接口的状态•EPP只用到了5根状态线中的2根，可以利用其余的3根做为用户自定义状态。应用程序通过查询状态来决定进行什么操作•效率低。如果操作系统忙，对EPP的控制能力就减弱了很多•可以单开一个线程进行EPP控制，但是同样存在效率和系统忙的问题六、应用程序接口2、采用分层次的设计方案，用硬件驱动程序管理EPP接口•驱动程序截获EPP中断，来对EPP接口进行管理，提高了效率，减少数据的丢失•实现了用户界面和硬件管理的分离•增加了开发的难度七、EPP数据采集系统的设计方案1、系统的设计性能指标•采样速度300K-500K/S•数据通讯速度600K-1000K/S•16/32个模拟采集通道•连续、等时间间隔采样，中途不能停顿•数据不能丢失•Windows操作系统七、EPP数据采集系统的设计方案2、第一个设计方案七、EPP数据采集系统的设计方案3、第二个设计方案七、EPP数据采集系统的设计方案4、第三个设计方案八、EPP并口的其它应用例子1、EPP-ISA接口卡•市场上有很多的ISA卡，如AD、DA等•笔记本电脑上没有ISA插槽•利用EPP扩展ISA接口，速度没有损失•用CPLD来完成时序转换•可以用一个CPLD扩展多个ISA接口，通过地址周期选择•64K地址空间八、EPP并口的其它应用例子2、EPP-COM接口卡•利用EPP扩展串口通讯功能•提高了通讯波特率，增大了缓冲区，串行通讯的总体性能大大提高•用CPLD做EPP接口，外围采用单片机做串口控制器，用双口RAM做数据缓冲，多个单片机共享数据缓冲，CPLD负责总线仲裁九、EPP的相关技术资料•Ftp:166.111.67.188/pub/Document/Standard/IEEE_Stand/ieee1284/*.jpg•中国期刊网：查关键词epp•《电子技术应用》20006，P17：《用增强并口EPP协议扩展计算机的ISA接口》•Ftp:166.111.67.188/pub/Document/hardware&interface/ecp_Specifications/*.*•ftp.ncic.ac.cn：ieee1284doc