Port PS/2 - PS/2 port

Port PS/2
PS2 keyboard and mouse jacks.jpg
Barevně označené porty připojení PS/2 (fialová pro klávesnici a zelená pro myš)
Typ Datový konektor klávesnice a počítačové myši
Návrhář IBM
Navrženo 1987 ; Před 34 lety (1987)
Nahrazeno DIN konektor , DE-9 konektor a Mini-DIN-9 InPort
Nahrazen USB ( třída zařízení pro lidské rozhraní USB )
Možnost připojení za provozu Ne
Externí Ano
Kabel 4 dráty plus štít
Špendlíky 6
Konektor Mini-DIN-6
Signál 5 V DC
Max. Napětí 5,0 ± 0,5 V
Max. proud 275 mA
Datový signál Sériová data na 10,0–16,7 kHz s 1 start bitem, 8 datovými bity ( LSB první), 1 paritním bitem (lichým), 1 stop bitem, [1 ack bitem (pokud je hostitel-zařízení)]
Bitrate 7–12  kbit/s
Max. zařízení 1 nebo 2
Protokol Seriál
MiniDIN-6 Connector Pinout.svg
Zásuvka zepředu
Kolík 1 +DATA Data
Kolík 2 Nepřipojený
Kolík 3 GND Přízemní
Kolík 4 Vcc +5 V DC při 275 mA
Kolík 5 +CLK Hodiny
Kolík 6 Nepřipojený

/ Port PS 2 je 6-pin mini-DIN konektor slouží pro připojení klávesnice a myši k PC kompatibilní počítače. Jeho název pochází z řady osobních počítačů IBM Personal System/2 , se kterou byl představen v roce 1987. Konektor myši PS/2 obecně nahradil starší konektor „sériové myši“ DE-9 RS-232 , zatímco PS/2 konektor klávesnice nahradil větší 5pinový /180 ° DIN konektor použitý v designu IBM PC/AT . Port klávesnice PS/2 je elektricky i logicky shodný s portem klávesnice IBM AT, liší se pouze typem použitého elektrického konektoru. Platforma PS/2 představila druhý port se stejným designem jako port klávesnice pro připojení myši; rozhraní klávesnice a myši ve stylu PS/2 jsou tedy elektricky podobná a používají stejný komunikační protokol. Na rozdíl od jinak podobného konektoru Apple Desktop Bus používaného společností Apple však port klávesnice a myši daného systému nemusí být zaměnitelný, protože tato dvě zařízení používají různé sady příkazů a ovladače zařízení jsou obecně pevně kódovány pro komunikaci s každým zařízením na adresa portu, který je konvenčně přiřazen k tomuto zařízení. (To znamená, že ovladače klávesnice jsou napsány pro použití prvního portu a ovladače myši jsou použity pro použití druhého portu.)

Komunikační protokol

Každý port implementuje obousměrný synchronní sériový kanál. Kanál je mírně asymetrický: upřednostňuje přenos ze vstupního zařízení do počítače, což je většinou případ. Obousměrné rozhraní klávesnice IBM AT a PS/2 je vývojem jednosměrného rozhraní klávesnice IBM PC, které využívá stejné signální linky, ale přidává schopnost odesílat data zpět na klávesnici z počítače; to vysvětluje asymetrii.

Rozhraní má dvě hlavní signální linky, Data a Clock. Jedná se o signály s jedním koncem řízené ovladači s otevřeným kolektorem na každém konci. Normálně je přenos ze zařízení na hostitele. Pro přenos bajtu zařízení jednoduše vydává sériový datový rámec (včetně 8 bitů dat a paritního bitu) na datovém řádku sériově, protože přepíná řádek hodin jednou pro každý bit. Hostitel řídí směr komunikace pomocí linky Clock; když ho hostitel stáhne, komunikace z připojeného zařízení je zablokována. Hostitel může zařízení přerušit zatažením hodin nízko, zatímco zařízení vysílá; zařízení to může detekovat tak, že hodiny zůstanou nízko, když je zařízení uvolní, aby se zvýšily, když se přepne hodinový signál generovaný zařízením. Když hostitel vytáhne hodiny nízko, zařízení musí okamžitě přestat vysílat a uvolnit hodiny a data, aby se vznášely vysoko. (Zatím je to vše stejné jako jednosměrný komunikační protokol portu klávesnice IBM PC, i když se formáty sériových rámců liší.) Hostitel může tento stav rozhraní jednoduše použít k zabránění přenosu zařízení, když je hostitel není připraven k přijetí. (Pro port klávesnice IBM PC to bylo jediné běžné použití signalizace z počítače na klávesnici. Klávesnici nebylo možné přikázat, aby po odeslání znovu vysílala kód pro skenování klávesnice, protože neexistoval žádný reverzní datový kanál, který by přenášel příkazy na klávesnici, takže jediný způsob, jak se vyhnout ztrátě skenovacích kódů, když byl počítač příliš zaneprázdněn, aby je mohl přijímat, bylo zabránit klávesnici v jejich odesílání, dokud nebyl počítač připraven. Tento provozní režim je u IBM AT stále možností Port klávesnice PS/2.)

Chcete -li odeslat bajt dat zpět do zařízení, hostitel vytáhne Clock low, krátce počká, vytáhne Data low a znovu uvolní řádek Clock. Zařízení pak generuje hodinový signál, zatímco hostitel výstupy rám bitů na řádku dat, jeden bit na taktu, podobný tomu, co by je připojené zařízení udělat pro vysílání v druhém směru. Avšak zatímco přenos ze zařízení na hostitele čte bity na sestupných hranách hodin, přenos v opačném směru čte bity na stoupajících hranách. Po datovém bajtu hostitel uvolní datovou linku a zařízení po dobu jedné hodiny vytáhne datovou linku dolů, aby indikovalo úspěšný příjem. Klávesnice normálně interpretuje přijatý bajt jako příkaz nebo parametr pro předchozí příkaz. Zařízení se nepokouší vysílat na hostitele, dokud nebudou po minimální časové období vysoké hodiny i data.

Přenos ze zařízení na hostitele je upřednostňován, protože z normálního klidového stavu nemusí zařízení zachytit kanál, než bude moci vysílat - zařízení začne vysílat okamžitě. Naproti tomu hostitel se musí zmocnit kanálu tak, že nejprve vytáhne řádek s hodinami a poté za datový řádek a čeká, až zařízení bude mít čas uvolnit kanál a připravit se na příjem; teprve potom může hostitel začít přenášet data.

Dostupnost přístavu

PS/2 dualport, odpovídající rozbočovač (kabel Y) a vývod (zásuvka).

Starší notebooky a většina současných základních desek mají jeden port, který podporuje klávesnici nebo myš. Někdy port také umožňuje připojení jednoho ze zařízení ke dvěma normálně nepoužívaným kolíkům v konektoru, což umožňuje připojení obou najednou pomocí speciálního rozdělovacího kabelu. Tato konfigurace je běžná u mnoha jiných notebooků IBM / Lenovo Thinkpad .

Rozhraní klávesnice PS/2 je elektricky stejné jako 5pinový konektor DIN na dřívějších klávesnicích AT a klávesnice určené pro jednu lze k druhé připojit jednoduchým kabelem. Takové elektroinstalační adaptéry a adaptační kabely byly kdysi běžně dostupné na prodej. Klávesnice IBM PC a PC XT používají jiný jednosměrný protokol se stejným konektorem DIN jako AT klávesnice, takže ačkoli lze k portu PS/2 připojit klávesnici PC nebo XT pomocí kabelového adaptéru určeného pro AT klávesnici, dřívější klávesnice nebude fungovat s portem PS/2. (Přinejmenším to nemůže fungovat s běžným softwarem ovladače klávesnice PS/2, včetně ovladače klávesnice systému BIOS.)

Na rozdíl od toho se rozhraní myši PS/2 podstatně liší od rozhraní RS-232 (které se obecně používalo u myší na počítačích bez portů PS/2), ale přesto bylo vyrobeno mnoho myší, které mohly fungovat na obou s jednoduchým pasivním zapojením. adaptér, kde myši detekovaly přítomnost adaptéru na základě jeho zapojení a podle toho přepínaly protokoly.

Konektory myši a klávesnice PS/2 byly použity také v počítačových systémech, které nejsou kompatibilní s PC, jako je řada DEC AlphaStation , starší stroje IBM RS/6000 CHRP a SGI Indy , Indigo 2 a novější ( Octane atd.) počítače. Počítače Macintosh klonované na základě logické desky „LPX-40“ byly vybaveny porty pro myš a klávesnici PS/2, včetně Motorola StarMax a Power Computing PowerBase.

Starší stav portu a USB

PS/2 je nyní považován za zastaralý port , přičemž porty USB jsou nyní obvykle upřednostňovány pro připojení klávesnic a myší. To se datuje přinejmenším pokud jde o specifikaci Intel / Microsoft PC 2001 z roku 2000.

Porty PS/2 jsou však i nadále součástí mnoha základních desek počítačů a někteří uživatelé je upřednostňují z různých důvodů, včetně následujících:

  • Porty PS/2 mohou být upřednostňovány z bezpečnostních důvodů ve firemním prostředí, protože umožňují úplné deaktivaci portů USB, což brání připojení jakýchkoli vyměnitelných disků USB a škodlivých zařízení USB.
  • Rozhraní PS/2 neposkytuje žádné omezení převrácení klíčů , ačkoli klávesnice USB toto omezení také nemají, pokud nejsou provozována v režimu BOOT , což je výjimka.
  • Uvolnění portů USB pro jiná použití, jako jsou vyměnitelná zařízení USB.
  • Některé klávesnice USB nemusí na některých základních deskách pracovat se systémem BIOS kvůli problémům s ovladači nebo nedostatku podpory. Rozhraní PS/2 má téměř univerzální kompatibilitu s BIOSem.

Latence myší

Myši USB odesílají data rychleji než myši PS/2, protože standardní myši USB jsou dotazovány s výchozí frekvencí 125 hertzů, zatímco standardní myši PS/2 odesílají přerušení s výchozí frekvencí 100 Hz, když mají data k odeslání do počítače. Myši a klávesnice PS2 jsou však oblíbeny mnoha hráči, protože v podstatě mají nulovou latenci přes port. Operační systém nepotřebuje žádné „hlasování“. Zařízení upozorní operační systém, když je čas přijmout z něj paket dat.

Myši USB také nezpůsobí, že ovladač USB přeruší systém, pokud nemají žádnou změnu stavu, která by byla hlášena podle výchozího profilu specifikace USB HID pro myši. Jak PS/2, tak USB umožňují potlačení vzorkovací frekvence, přičemž PS/2 podporuje vzorkovací frekvenci až 200 Hz a USB podporuje frekvenci dotazování až 1 kHz, pokud myš běží rychlostí USB s plnou rychlostí nebo vyšší.

Omezení převrácení USB klíče

Rozhraní klávesnice USB HID vyžaduje, aby bylo výslovně zvládnout klíčové převrácení, s plnou třídou HID klávesnice podporující n-key rollover. Třída zaváděcí klávesnice USB (navržená tak, aby systému BIOS umožňovalo snadno poskytovat klávesnici bez podpory OS HID USB OS) však umožňuje pouze 6 klávesové převrácení. Některá periferní zařízení s klávesnicí podporují pouze druhou třídu a některé operační systémy nemusí po spuštění přejít na používání plné třídy klávesnice HID se zařízením.

Převod mezi PS/2 a USB

Mnoho klávesnic a myší bylo speciálně navrženo tak, aby podporovalo rozhraní a protokoly USB i PS/2 a při zapnutí zvolilo vhodný typ připojení. Taková zařízení jsou obvykle vybavena konektorem USB a jsou dodávána s pasivním kabelem, který umožňuje připojení k portu PS/2. Takové pasivní adaptéry nejsou standardizované, a proto mohou být specifické pro zařízení, se kterým byly dodány. Jejich připojení k portu PS/2 by vyžadovalo převodník protokolů, který by aktivně překládal mezi protokoly. Takové adaptéry podporují pouze určité třídy zařízení USB, jako jsou klávesnice a myši, ale nejsou specifické pro model nebo dodavatele.

Starší periferie pouze pro PS/2 lze připojit k portu USB pomocí aktivního převodníku, který obecně poskytuje dvojici portů PS/2 (které mohou být označeny jako jedna klávesnice a jedna myš, přestože oba porty mohou podporovat oba protokoly) za cenu jednoho USB portu na hostitelském počítači.

Barevný kód

Barva Popis
  Nachový Klávesnice
  Zelená Myš

Původní konektory PS/2 byly černé nebo měly stejnou barvu jako propojovací kabel (hlavně bílý). Později standard PC 97 zavedl barevný kód: port klávesnice a konektory na kompatibilních klávesnicích byly fialové; porty a zástrčky pro myši byly zelené. (Někteří prodejci zpočátku používali jiný barevný kód; Logitech na krátkou dobu používal oranžovou barvu pro konektor klávesnice, ale brzy přešel na fialovou.) Dnes je tento kód stále používán na většině počítačů. Vývody konektorů jsou stejné, ale většina počítačů nerozpozná zařízení připojená ke špatnému portu.

Problémy s hardwarem

Hotplugging

Porty PS/2 jsou navrženy pro připojení digitálních I/O linek mikrokontroléru v externím zařízení přímo k digitálním linkám mikrokontroléru na základní desce. Jsou není navržen tak, aby hot-swap . Zařízení PS/2 vyměnitelná za běhu obvykle nezpůsobují poškození, protože modernější mikrokontroléry mívají v sobě zabudovány robustnější I/O linky, které je těžší poškodit než starší ovladače; výměna za provozu však stále může potenciálně způsobit poškození starších počítačů nebo počítačů s méně robustními implementacemi portů.

Pokud jsou hot swap, musí být zařízení dostatečně podobná, aby ovladač spuštěný na hostitelském systému rozpoznal a mohl být použit s novým zařízením. V opačném případě nebude nové zařízení správně fungovat. I když to je u standardních klávesnicových zařízení problém jen zřídka, hostitelský systém nové zařízení připojené k portu myši PS/2 zřídka rozpozná. V praxi lze většinu klávesnic vyměnit za provozu, ale tomu je třeba se vyhnout.

Trvanlivost

Adaptér PS/2 na USB napájený ze sběrnice

Konektory PS/2 nejsou navrženy tak, aby se zapojovaly a vytahovaly příliš často, což může vést k ohnutí nebo zlomení kolíků. Konektory PS/2 se navíc vkládají pouze v jednom směru a před pokusem o připojení je třeba je správně otočit. (Pokud se uživatel pokusí vložit konektor se špatnou orientací a pokusí se jej otočit na správnou orientaci, aniž by jej nejprve vytáhl, může dojít k ohnutí kolíků.)

Většina, ale ne všechny konektory obsahují šipku nebo plochou část, která je obvykle zarovnána vpravo nebo v horní části před zapojením. Přesný směr se může u starších počítačů nebo počítačů bez ATX lišit a je třeba dbát na to, aby nedošlo k poškození nebo ohnutí piny při připojování zařízení. Tento problém je v moderní době mírně zmírněn s příchodem adaptéru PS/2 na USB: uživatelé mohou ponechat konektor PS/2 vždy připojený k adaptéru PS/2 na USB a neriskují poškození špendlíky tímto způsobem. Adaptér USB-PS-2 tento problém nemá.

Izolace poruch

Ve standardní implementaci jsou oba porty PS/2 obvykle ovládány jediným mikrokontrolérem na základní desce. Díky tomu je design a výroba extrémně jednoduchá a levná. Vzácným vedlejším účinkem tohoto návrhu je však to, že nesprávně fungující zařízení může způsobit zmatení ovladače, což má za následek, že obě zařízení působí nepravidelně. (Dobře navržený a naprogramovaný ovladač se takto nechová.) Výsledné problémy lze obtížně odstraňovat (např. Špatná myš může způsobit problémy, které se zdají být chybou klávesnice a naopak).

Viz také

Reference

externí odkazy