Port PS/2 - PS/2 port

Tutaj przekierowuje "klawiatura PS/2" i "mysz PS/2". Informacje na temat klawiatur dostarczanych zwykle z komputerami IBM PS/2 można znaleźć w sekcji Klawiatura modelu M . Aby uzyskać informacje na temat urządzeń peryferyjnych i konwersji gier dla konsoli do gier wideo, zobacz PlayStation 2 .

Port PS/2
Gniazda klawiatury i myszy PS2.jpg
Oznaczone kolorami porty PS/2 (fioletowe dla klawiatury i zielone dla myszy)
Rodzaj Złącze danych klawiatury i myszy komputerowej
Historia produkcji
Projektant IBM
Zaprojektowany 1987 ; 34 lata temu ( 1987 )
Zastąpione Złącze DIN , DE-9 i mini-DIN 9 Inport
Zastąpione przez USB ( klasa urządzeń interfejsu ludzkiego USB )
Ogólne specyfikacje
Możliwość podłączenia na gorąco Nie
Zewnętrzny tak
Kabel 4 przewody plus ekran
Szpilki 6
Złącze Mini-DIN-6
Elektryczny
Sygnał 5 V prądu stałego
Maks. Napięcie 5,0 ± 0,5 V
Maks. obecny 275 mA
Dane
Sygnał danych Dane szeregowe przy 10,0–16,7 kHz z 1 bitem startu, 8 bitami danych ( najpierw LSB ), 1 bitem parzystości (nieparzysty), 1 bitem stopu, [1 bit potwierdzenia (jeśli host-urządzenie)]
Szybkość transmisji 7–12  kb/s
Maks. urządzenia 1 lub 2
Protokół Seryjny
Rozwałkować
Pinout złącza MiniDIN-6.svg
Złącze żeńskie z przodu
Pin 1 +DANE Dane
Przypnij 2 Nie połączony
Przypnij 3 GND Grunt
Pin 4 Vcc +5 V DC przy 275 mA
Przypnij 5 +CLK Zegar
Pin 6 Nie połączony

Port PS/2 to 6-stykowe złącze mini-DIN służące do podłączania klawiatur i myszy do systemu komputerowego kompatybilnego z komputerem PC . Jego nazwa pochodzi od IBM Personal System / 2 serii z komputerów osobistych , z którego został wprowadzony w roku 1987. PS / 2 myszy na ogół zastąpić starsze DE-9 RS-232 „myszy” złącze szeregowe, natomiast PS / 2 złącze klawiatury zastąpiło większe złącze 5-pin/180° DIN stosowane w konstrukcji IBM PC/AT . Port klawiatury PS/2 jest elektrycznie i logicznie identyczny z portem klawiatury IBM AT, różniąc się jedynie rodzajem zastosowanego złącza elektrycznego. Platforma PS/2 wprowadziła drugi port o takiej samej konstrukcji jak port klawiatury, służący do podłączenia myszy; zatem interfejsy klawiatury i myszy w stylu PS/2 są elektrycznie podobne i wykorzystują ten sam protokół komunikacyjny. Jednak w przeciwieństwie do podobnego złącza Apple Desktop Bus używanego przez Apple, port klawiatury i myszy danego systemu może nie być wymienny, ponieważ oba urządzenia używają różnych zestawów poleceń, a sterowniki urządzeń są na ogół zakodowane na stałe, aby komunikować się z każdym urządzeniem na adres portu, który jest konwencjonalnie przypisany do tego urządzenia. (Oznacza to, że sterowniki klawiatury są napisane do używania pierwszego portu, a sterowniki myszy są napisane do korzystania z drugiego portu).

Protokół komunikacyjny

Każdy port implementuje dwukierunkowy synchroniczny kanał szeregowy . Kanał jest nieco asymetryczny: sprzyja transmisji z urządzenia wejściowego do komputera, co jest w większości przypadków. Dwukierunkowy interfejs klawiatury IBM AT i PS/2 jest rozwinięciem jednokierunkowego interfejsu klawiatury IBM PC, wykorzystującego te same linie sygnałowe, ale z dodaniem możliwości przesyłania danych z powrotem do klawiatury z komputera; to wyjaśnia asymetrię.

Interfejs posiada dwie główne linie sygnałowe, Data i Zegar. Są to sygnały typu single-ended kierowane przez sterowniki typu otwarty kolektor na każdym końcu. Zwykle transmisja odbywa się z urządzenia do hosta. Aby przesłać bajt, urządzenie po prostu wysyła szeregowo ramkę danych (w tym 8 bitów danych i bit parzystości) na linii danych szeregowo, przełączając linię zegara raz dla każdego bitu. Host kontroluje kierunek komunikacji za pomocą linii Clock; gdy host obniża poziom, komunikacja z podłączonego urządzenia jest blokowana. Host może przerwać działanie urządzenia, obniżając zegar, gdy urządzenie transmituje; urządzenie może to wykryć, gdy zegar pozostaje niski, gdy urządzenie zwolni go, aby osiągnąć wysoki poziom, gdy przełącza się sygnał zegara generowany przez urządzenie. Gdy host obniża zegar, urządzenie musi natychmiast przerwać transmisję i zwolnić zegar i dane, aby oba miały poziom wysoki. (Jak dotąd wszystko to jest takie samo, jak jednokierunkowy protokół komunikacyjny portu klawiatury IBM PC, chociaż formaty ramek szeregowych różnią się). nie jest gotowy do odbioru. (W przypadku portu klawiatury IBM PC było to jedyne normalne użycie sygnalizacji z komputera do klawiatury. Klawiaturze nie można było nakazać retransmisji kodu skanowania klawiatury po jego wysłaniu, ponieważ nie było zwrotnego kanału danych do przeniesienia poleceń do klawiatury, więc jedynym sposobem na uniknięcie utraty kodów skanowania, gdy komputer był zbyt zajęty, aby je odbierać, było powstrzymanie klawiatury przed wysyłaniem ich do czasu, gdy komputer będzie gotowy.Ten tryb działania jest nadal opcją w IBM AT i Port klawiatury PS/2.)

Aby wysłać bajt danych z powrotem do urządzenia, host obniża wartość Clock, krótko czeka, pobiera dane w stan niski i ponownie zwalnia linię Clock. Urządzenie generuje sygnał zegarowy gdy host wysyła ramkę bitów na linii danych, jeden bit na takt, podobnie, jak to dołączone urządzenie to zrobić, aby przesyłać w tym kierunku. Jednak podczas gdy transmisja urządzenie-host odczytuje bity na opadających zboczach zegara, transmisja w przeciwnym kierunku odczytuje bity na zboczach narastających. Po bajcie danych host zwalnia linię danych, a urządzenie obniży linię danych na jeden okres zegara, aby wskazać pomyślny odbiór. Klawiatura normalnie interpretuje odebrany bajt jako polecenie lub parametr poprzedniego polecenia. Urządzenie nie podejmie próby transmisji do hosta, dopóki zarówno Zegar, jak i Dane nie będą miały wysokiego poziomu przez minimalny okres czasu.

Transmisja z urządzenia do hosta jest preferowana, ponieważ w normalnym stanie bezczynności urządzenie nie musi przejmować kanału, zanim będzie mogło nadawać — urządzenie po prostu rozpoczyna transmisję natychmiast. W przeciwieństwie do tego, host musi przejąć kanał, pociągając najpierw linię zegara, a następnie linię danych w dół i czekając, aż urządzenie zdąży zwolnić kanał i przygotować się do odbioru; dopiero wtedy host może zacząć przesyłać dane.

Dostępność portu

Dualport PS/2, odpowiedni rozdzielacz (kabel Y) i pinout (żeński).

Starsze laptopy i większość współczesnych płyt głównych ma jeden port, który obsługuje klawiaturę lub mysz. Czasami port umożliwia również podłączenie jednego z urządzeń do dwóch normalnie nieużywanych pinów w złączu, aby umożliwić jednoczesne połączenie obu za pomocą specjalnego kabla rozdzielającego. Ta konfiguracja jest powszechna w notebookach IBM / Lenovo Thinkpad wśród wielu innych.

Interfejs klawiatury PS/2 jest elektrycznie taki sam jak 5-pinowe złącze DIN we wcześniejszych klawiaturach AT , a klawiatury zaprojektowane dla jednej z nich można podłączyć do drugiej za pomocą prostego adaptera okablowania. Takie adaptery okablowania i kable adapterowe były kiedyś powszechnie dostępne w sprzedaży. Należy pamiętać, że klawiatury IBM PC i PC XT używają innego protokołu jednokierunkowego z tym samym złączem DIN co klawiatury AT, więc chociaż klawiaturę PC lub XT można podłączyć do portu PS/2 za pomocą adaptera okablowania przeznaczonego dla klawiatury AT, starsza klawiatura nie będzie działać z portem PS/2. (Przynajmniej nie działa z normalnym oprogramowaniem sterownika klawiatury PS/2, w tym sterownikiem klawiatury systemu BIOS.)

W przeciwieństwie do tego, interfejs myszy PS/2 znacznie różni się od RS-232 (który był zwykle używany w przypadku myszy na komputerach PC bez portów PS/2), niemniej jednak powstało wiele myszy, które mogły działać na obu z prostym pasywnym okablowaniem adapter, w którym myszy wykrywałyby obecność adaptera na podstawie jego okablowania, a następnie odpowiednio przełączały protokoły.

Złącza myszy i klawiatury PS/2 były również używane w systemach komputerowych niezgodnych z IBM PC, takich jak linia DEC AlphaStation , wczesne maszyny IBM RS/6000 CHRP i SGI Indy , Indigo 2 i nowsze ( Octan itp.) komputery. Komputery Macintosh z klonami oparte na konstrukcji płyty logicznej „LPX-40” wyposażone były w porty myszy i klawiatury PS/2, w tym Motorola StarMax i Power Computing PowerBase.

Stan starszych portów i USB

PS/2 jest obecnie uważany za starszy port , a porty USB są obecnie zwykle preferowane do podłączania klawiatur i myszy. To sięga co najmniej specyfikacji Intel / Microsoft PC 2001 z 2000 roku.

Jednak porty PS/2 nadal znajdują się na wielu płytach głównych komputerów i są preferowane przez niektórych użytkowników z różnych powodów, w tym z następujących:

  • Porty PS/2 mogą być preferowane ze względów bezpieczeństwa w środowisku korporacyjnym, ponieważ umożliwiają całkowite wyłączenie portów USB, uniemożliwiając podłączenie wszelkich dysków wymiennych USB i złośliwych urządzeń USB.
  • Interfejs PS/2 nie zapewnia żadnych ograniczeń dotyczących przewijania klawiszy , chociaż klawiatury USB również nie mają takiego ograniczenia, chyba że działają w trybie BOOT , co jest wyjątkiem.
  • Aby zwolnić porty USB do innych zastosowań, takich jak wymienne urządzenia USB.
  • Niektóre klawiatury USB mogą nie obsługiwać systemu BIOS na niektórych płytach głównych z powodu problemów ze sterownikami lub braku wsparcia. Interfejs PS/2 ma prawie uniwersalną zgodność z systemem BIOS.

Opóźnienie myszy

Myszy USB wysyłają dane szybciej niż myszy PS/2, ponieważ standardowe myszy USB są odpytywane z domyślną częstotliwością 125 Hz, podczas gdy standardowe myszy PS/2 wysyłają przerwania z domyślną częstotliwością 100 Hz, gdy mają dane do wysłania do komputera. Jednak myszy i klawiatury PS2 są faworyzowane przez wielu graczy, ponieważ zasadniczo mają zerową latencję przez port. System operacyjny nie wymaga „odpytywania”. Urządzenie powiadamia system operacyjny, gdy nadejdzie czas na odebranie od niego pakietu danych.

Ponadto myszy USB nie powodują, że kontroler USB przerywa działanie systemu, gdy nie ma zmian stanu, które należy zgłosić, zgodnie z domyślnym profilem specyfikacji USB HID dla myszy. Zarówno PS/2, jak i USB umożliwiają nadpisanie częstotliwości próbkowania, przy czym PS/2 obsługuje częstotliwość próbkowania do 200 Hz, a USB obsługuje częstotliwość odpytywania do 1 kHz, o ile mysz działa z pełną prędkością USB lub wyższy.

Ograniczenia najazdu klucza USB

Interfejs klawiatury USB HID wymaga wyraźnie, że uchwyt klucza najazdu, z pełną klasy klawiatura HID wsparcie n-key rollover. Jednak klasa klawiatury rozruchowej USB (zaprojektowana w celu umożliwienia BIOSowi łatwego udostępnienia klawiatury w przypadku braku obsługi USB HID systemu operacyjnego) umożliwia tylko przewijanie 6-klawiszowe. Niektóre urządzenia peryferyjne klawiatury obsługują tylko tę drugą klasę, a niektóre systemy operacyjne mogą nie przełączyć się na używanie pełnej klasy klawiatury HID z urządzeniem po uruchomieniu.

Konwersja między PS/2 i USB

Wiele klawiatur i myszy zostało specjalnie zaprojektowanych do obsługi zarówno interfejsów i protokołów USB, jak i PS/2, wybierając odpowiedni typ połączenia po włączeniu zasilania. Takie urządzenia są zazwyczaj wyposażone w złącze USB i dostarczane z pasywnym adapterem okablowania, który umożliwia podłączenie do portu PS/2. Takie pasywne adaptery nie są znormalizowane i dlatego mogą być specyficzne dla urządzenia, z którym zostały dostarczone. Podłączenie ich do portu PS/2 wymagałoby konwertera protokołów, aktywnie tłumaczącego między protokołami. Takie adaptery obsługują tylko niektóre klasy urządzeń USB, takich jak klawiatury i myszy, ale nie są zależne od modelu lub dostawcy.

Starsze urządzenia peryferyjne obsługujące tylko PS/2 można podłączyć do portu USB za pomocą aktywnego konwertera, który zazwyczaj zapewnia parę portów PS/2 (które mogą być oznaczone jako jedna klawiatura i jedna mysz, mimo że oba porty mogą obsługiwać oba protokoły) kosztem jednego portu USB w komputerze hosta.

Kod koloru

Kolor Opis
  Purpurowy Klawiatura
  Zielony Mysz

Oryginalne złącza PS/2 były czarne lub miały ten sam kolor co kabel połączeniowy (głównie biały). Później standard PC 97 wprowadził kod koloru: port klawiatury i wtyczki na zgodnych klawiaturach były fioletowe; Porty i wtyczki myszy były zielone. (Niektórzy dostawcy początkowo używali innego kodu koloru; Logitech używał przez krótki czas koloru pomarańczowego dla złącza klawiatury, ale wkrótce zmienił kolor na fioletowy.) Dziś ten kod jest nadal używany na większości komputerów. Wyprowadzenia złączy są takie same, ale większość komputerów nie rozpozna urządzeń podłączonych do niewłaściwego portu.

Problemy sprzętowe

Podłączanie na gorąco

Porty PS/2 służą do podłączenia cyfrowych linii I/O mikrokontrolera w urządzeniu zewnętrznym bezpośrednio do cyfrowych linii mikrokontrolera na płycie głównej. Są one nie przeznaczone do hot swap . Urządzenia PS/2 z wymianą podczas pracy zwykle nie powodują uszkodzeń, ponieważ bardziej nowoczesne mikrokontrolery mają wbudowane solidniejsze linie I/O, które są trudniejsze do uszkodzenia niż te ze starszych kontrolerów; jednak wymiana na gorąco może nadal potencjalnie powodować uszkodzenia na starszych maszynach lub maszynach z mniej niezawodnymi implementacjami portów.

Jeśli są wymieniane podczas pracy, urządzenia muszą być na tyle podobne, aby sterownik uruchomiony w systemie hosta mógł rozpoznać i mógł być używany z nowym urządzeniem. W przeciwnym razie nowe urządzenie nie będzie działać prawidłowo. Chociaż rzadko jest to problem ze standardowymi klawiaturami, system hosta rzadko rozpoznaje nowe urządzenie podłączone do portu myszy PS/2. W praktyce większość klawiatur można wymieniać na gorąco, ale należy tego unikać.

Trwałość

Zasilany z magistrali adapter PS/2-do-USB

Złącza PS/2 nie są zaprojektowane do częstego podłączania i wypinania, co może prowadzić do zgięcia lub złamania pinów. Ponadto złącza PS/2 wkłada się tylko w jednym kierunku i należy je prawidłowo obrócić przed próbą podłączenia. (Jeśli użytkownik spróbuje włożyć złącze w złej orientacji, a następnie spróbuje obrócić je do prawidłowej orientacji bez uprzedniego wyciągania, może dojść do wygięcia styków).

Większość złączy, ale nie wszystkie, zawiera strzałkę lub płaską część, która jest zwykle wyrównana do prawej lub górnej części gniazda przed podłączeniem. Dokładny kierunek może się różnić na starszych komputerach lub komputerach innych niż ATX i należy zachować ostrożność, aby uniknąć uszkodzenia lub zgięcia kołki podczas podłączania urządzeń. Ten problem został nieco złagodzony w dzisiejszych czasach wraz z pojawieniem się adaptera PS/2-do-USB: użytkownicy mogą po prostu pozostawić złącze PS/2 podłączone do adaptera PS/2-do-USB przez cały czas i nie ryzykować uszkodzenia szpilki w ten sposób. Adapter USB-PS/2 nie ma tego problemu.

Izolowanie błędów

W standardowej implementacji oba porty PS/2 są zwykle kontrolowane przez pojedynczy mikrokontroler na płycie głównej. To sprawia, że ​​projektowanie i produkcja są niezwykle proste i tanie. Jednak rzadkim skutkiem ubocznym tego projektu jest to, że wadliwie działające urządzenie może spowodować pomylenie kontrolera, co powoduje, że oba urządzenia działają nieprawidłowo. (Dobrze zaprojektowany i zaprogramowany kontroler nie będzie zachowywał się w ten sposób.) Wynikające z tego problemy mogą być trudne do rozwiązania (np. zła mysz może powodować problemy, które wydają się być winą klawiatury i odwrotnie).

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki