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基于uPSD323X的EPP增強(qiáng)并口的接口技術(shù)
摘要：系統(tǒng)介紹EPP增強(qiáng)并口接口協(xié)議，簡要介紹ST公司uPSD323X系列器件的特點(diǎn)及其開發(fā)環(huán)境PSDsoft EXPRESS；從硬件電路和軟件編程兩個方面，詳細(xì)介紹使用uPSD323X系列器件實(shí)現(xiàn)EPP增強(qiáng)并口接口的設(shè)計(jì)方法。引言
在IBM公司推出PC機(jī)時，并行端口已經(jīng)是PC機(jī)的一部分。并口設(shè)計(jì)之初，是為能代替速度較慢的串行端口驅(qū)動當(dāng)時的高性能點(diǎn)陣式打印機(jī)。并口可以同時傳輸8位數(shù)據(jù)，而串口只能一位一位地傳輸，傳輸速度慢。隨著技術(shù)的進(jìn)步和對傳輸速度要求的提高，最初的標(biāo)準(zhǔn)并行端口即SPP模式的并行端口的速度已不能滿足要求。1994年3月，IEEE 1284委員會頒布了IEEE 1284標(biāo)準(zhǔn).IEEE 1284標(biāo)準(zhǔn)提供的在主機(jī)和外設(shè)之間的并口傳輸速度，相對于最初的并行端口快了50～100倍。IEEE 1284標(biāo)準(zhǔn)定義了5種數(shù)據(jù)傳輸模式，分別是兼容模式、半字節(jié)模式、字節(jié)模式、EPP模式和ECP模式。其中EPP模式、ECP模式為雙向傳輸模式。EPP模式比ECP模式更簡潔、靈活、可靠，在工業(yè)界得到了更多的實(shí)際應(yīng)用。本文介紹的一種基于uPSD323X的EPP增強(qiáng)并口的設(shè)計(jì)核心是，使用uPSD323X內(nèi)部的CPLD實(shí)現(xiàn)EPP接口。
1 EPP接口協(xié)議介紹
EPP(Enhanced Parallel Port,增強(qiáng)并行端口)協(xié)議最初是由Intel、Xirocm、Zenith三家公司聯(lián)合提出的，于1994年在IEEE1284標(biāo)準(zhǔn)中發(fā)布。EPP協(xié)議有兩個標(biāo)準(zhǔn)：EPP1.7和EPP1.9。EPP接口控制信號由硬件自動產(chǎn)品，整個數(shù)據(jù)傳輸可以在一個ISA I/O周期完成，通信速率能達(dá)到500KB/s～2MB/s。
EPP引腳定義如表1所列。
表1 EPP接口引腳定義
說 明
1nWrit輸出指示主機(jī)是向外設(shè)寫（低電平）還是從外設(shè)讀（高電平）2～9Data0～7輸入/輸出雙向數(shù)據(jù)總線10Interrupt輸入下降沿向主機(jī)申請中斷11nWait輸入低電平表示外設(shè)準(zhǔn)備好傳輸數(shù)據(jù)，高電平表示數(shù)據(jù)傳輸完成12Spare輸入空余線13Spare輸入空余線14nDStrb輸出數(shù)據(jù)選通信號，低電平有效15Spare輸入空余線16Ninit輸出初始化信號，低電平有效17nAStrb輸出地址數(shù)據(jù)選通信號，低電平有效18～25GroundGND地線1.1 EPP接口時序
EPP協(xié)議定義了4種并口周期：數(shù)據(jù)寫周期、數(shù)據(jù)讀周期、地址寫周期和地址讀周期。數(shù)據(jù)周期用于計(jì)算機(jī)與外設(shè)間傳送數(shù)據(jù)；地址周期用于傳送地址、通道、命令、控制和狀態(tài)等輔助信息。圖1是EPP數(shù)據(jù)寫的時序圖。圖1中，nIOW信號實(shí)際上在進(jìn)行EPP數(shù)據(jù)寫時并不會產(chǎn)生，只不過是表示所有的操作都發(fā)生在一個I/O周期內(nèi)。在t1時刻，計(jì)算機(jī)檢測nWait信號，如果nWait為低，表明外設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備好，可以啟動一個EPP周期了。在t2時刻，計(jì)算機(jī)把nWrite信號置為低，表明是寫周期，同時驅(qū)動數(shù)據(jù)線。在t3時刻，計(jì)算機(jī)把nDataStrobe信號置為低電平，表明是數(shù)據(jù)周期。當(dāng)外設(shè)在檢測到nDataStrobe為低后讀取數(shù)據(jù)并做相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，且在t4時刻把nWait置為高，表明已經(jīng)讀取數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)可以結(jié)束該EPP周期。在t5和t6時刻，計(jì)算機(jī)把nDataStrobe和nWrite置為高。這樣，一個完整的EPP數(shù)據(jù)寫周期就完成了。如果就圖1中的nDataStrobe信號換為nAddStrobe信號，就是EPP地址寫周期。
圖2是EPP地址讀周期。與EPP寫周期類似，不同的是nWtrite信號置為高，表明是讀周期，并且數(shù)據(jù)線由外設(shè)驅(qū)動。
從EPP讀、寫周期可以看出，EPP模式的數(shù)據(jù)傳輸過程是一個信號互鎖的過程。以EPP寫周期為例子，當(dāng)檢測到nWait為低后，nDataStrobe控制信號就會變低，nWait狀態(tài)信號會由于nDataStrobe控制信號的變低為而高。當(dāng)計(jì)算機(jī)檢測到
nWait狀態(tài)信號變高后，nDataStrobe控制信號就會變高，一個完整的EPP寫周期結(jié)束。因此，EPP數(shù)據(jù)的傳輸以接口最慢的設(shè)備來進(jìn)行，可以是主機(jī)，也可以是外設(shè)。
1.2 EPP增強(qiáng)并口的定義
EPP增強(qiáng)并口模式使用與標(biāo)準(zhǔn)并口（SPP，Standard Paralled Port）模式相同的基地址，定義了8個I/O地址。基地址 0是SPP數(shù)據(jù)口，基地址 1是SPP狀態(tài)口，基地址 2是SPP控制口。這3個口實(shí)際上就是SPP模式下的數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制口，保證了EPP模式和SPP模式的軟硬件兼容性。
基地址 3是EPP地址口。這個I/O口中寫數(shù)據(jù)將產(chǎn)生一個連鎖的EPP地址寫周期，從這個I/O口中讀數(shù)據(jù)將產(chǎn)生一個連鎖的EPP地址讀周期。在不同的EPP應(yīng)用系統(tǒng)中，EPP地址口可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)為設(shè)備選擇、通道選擇、控制寄存器、狀態(tài)信息等。給EPP應(yīng)用系統(tǒng)提供了極大的靈活性。
基地址 4是EPP數(shù)據(jù)口。向這個I/O口中寫數(shù)據(jù)將產(chǎn)生一個連鎖的EPP數(shù)據(jù)寫周期，從這個I/O口讀數(shù)據(jù)將產(chǎn)生一個連鎖的EPP數(shù)據(jù)寫周期�；刂� 5～ 7與基地址 4一起提供對EPP數(shù)據(jù)口的雙字操作能力。EPP允許主機(jī)在此個時鐘周期內(nèi)寫1個32位雙字，EPP電路再把32位雙字拆為個字節(jié)依次從EPP數(shù)據(jù)口中送出去。也可以用其所長6位字方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。
由于EPP通過硬件自動握手，對EPP地址口和EPP數(shù)據(jù)口的讀寫操作都自動產(chǎn)生控制信號而無需軟件生成。
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