Классификация интерфейсов

В данной статье предложен один из самых огромных обзоров интерфейсов, с которыми работает различная электронная аппаратура. Рассматриваемые интерфейсы: USB, IEEE-1394/FireWire, Cinch/RCA: композитный видео, аудио, HDTV, SPDIF, PS/2, VGA, DVI, RJ-45, RJ-11, S-Video, SCART, HDMI, DisplayPort, TRS (jack), Serial ATA (SATA), ATA/133 (Parallel ATA, UltraDMA/133 или E-IDE), AGP, PCI Express, PCI и PCI-X, ATX. Теперь Вы сможете полностью разобраться во всем многообразии интерфейсов. Весь материал обильно сдобрен изображениями, так что не запутаетесь.

USB


Разъёмы Universal Serial Bus (USB) предназначены для подключения к компьютеру таких внешних периферийных устройств, как мышь, клавиатура, портативный жёсткий диск, цифровая камера, VoIP-телефон (Skype) или принтер. Теоретически, к одному host-контроллеру USB можно подключить до 127 устройств. Максимальная скорость передачи составляет 12 Мбит/с для стандарта USB 1.1 и 480 Мбит/с для Hi-Speed USB 2.0. Разъёмы стандартов USB 1.1 и Hi-Speed 2.0 одинаковы. Различия кроются в скорости передачи и наборе функций host-контроллера USB компьютера, да и самих USB-устройств. Более подробно о различиях можно прочитать в нашей статье. USB обеспечивает устройства питанием, поэтому они могут работать от интерфейса без дополнительного питания (если USB-интерфейс даёт необходимое питание, не больше 500 мА на 5 В).
Всего существует три типа USB-разъёмов:
Разъём "тип A": как правило имеется на всех современных материнских платах в большом колечечестве (4, 6 и более).
Разъём "тип B": обычно находится на самом USB-устройстве (если кабель съёмный).
Разъём мини-USB: обычно используется цифровыми видеокамерами, внешними жёсткими дисками и т.д.
USB "тип A" (слева) и USB "тип B" (справа): Такой кабль как правило используется с принтерами, сканерами, МФУ.

Кабель расширения USB (должен быть не длиннее 5 м).
Такой кабель расширения можно использовать как "удлиннитель" если от устройства до системного блока компьютера не хвататет стандартного кабеля, также такой кабель используют как порт для подключения USB-флешнакопителей ("флешек"): часто на недорогих корпусах нет возможности вывести на переднюю панель один-два USB-разъема, а вставлять "флешку" сзади системного блока неудобно, с помощью такого кабеля можно вывести USB-разъем к пользователю.

Разъёмы мини-USB обычно встречаются на цифровых камерах и внешних жёстких дисках.

Логотип USB всегда присутствует на разъёмах.

Кабель-двойник. Каждый USB-порт даёт 5 В/500 мА. Если нужно больше питания (скажем, для мобильного жёсткого диска), то данный кабель позволяет питаться и от второго USB-порта (500 + 500 = 1000 мА).

В данном случае USB всего лишь обеспечивает питание для зарядного устройства.

Адаптер USB/PS2
Данный адаптер, как можно догадаться, используется для поключения USB-клавиатуры и USB-мыши к компьютеру, у которого нет USB-портов (или они все заняты).

Распиновка USB

USB 3.0

В 2000 году стандарт USB получил ещё одно обновление: появилась версия USB 2.0, которая увеличила пропускную способность в 40 раз - до 480 Мбит/с в высокоскоростном режиме. К счастью, шина USB 2.0 была по-прежнему совместима с USB 1.1, что было довольно важно для поддержки USB-брелоков первого поколения, которые изначально строились на стандарте USB 1.1 с пропускной способностью 12 Мбит/с.
И сейчас можно заметить как работают устройства USB 2.0 с системными платами USB 1.1 - при подключении к компьютеру "быстрого" устройства операционная система сообщает, что "это устройство может работать быстрее".
После своего широкого внедрения USB 2.0 удалось полностью заменить последовательный и параллельный интерфейсы - этот факт наиболее заметен, если посмотреть на последние материнские платы. Только немногие продукты по-прежнему содержат параллельный и последовательный порты, поскольку они уже не требуются для потребительской периферии. Устаревшие интерфейсы конечно отмерли только для рядовых пользователей, COM и LPT необходимы до сих пор для серверов, для промышленных компьютеров, для любителей радиоэлектроники (через СОМ подключаются программаторы микросхем).
USB Implementers Forum финализировал спецификации стандарта USB 3.0 в конце 2008 года. Как и можно было ожидать, новый стандарт увеличил пропускную способность, хотя прирост не такой значительный, как 40-кратное увеличение скорости при переходе от USB 1.1 на USB 2.0. В любом случае, 10-кратное повышение пропускной способности можно приветствовать. USB 3.0 поддерживает максимальную скорость передачи 5 Гбит/с. Пропускная способность почти в два раза превышает современный стандарт Serial ATA (3 Гбит/с с учётом передачи информации избыточности).
Каждый энтузиаст подтвердит, что интерфейс USB 2.0 является основным "узким местом" современных компьютеров и ноутбуков, поскольку его пиковая "чистая" пропускная способность составляет от 30 до 35 Мбайт/с. Но у современных 3,5" жёстких дисков для настольных ПК скорость передачи уже превысила 100 Мбайт/с (появляются и 2,5" модели для ноутбуков, приближающиеся к данному уровню). Скоростные твёрдотельные накопители успешно превзошли порог 200 Мбайт/с. А 5 Гбит/с (или 5120 Мбит/с) соответствует 640 Мбайт/с.
Конечно, основной целью интерфейса USB 3.0 является повышение доступной пропускной способности, однако новый стандарт эффективно оптимизирует энергопотребление. Интерфейс USB 2.0 постоянно опрашивает доступность устройств, на что расходуется энергия. Напротив, у USB 3.0 есть четыре состояния подключения, названные U0-U3. Состояние подключения U0 соответствует активной передаче данных, а U3 погружает устройство в "сон".

Если подключение бездействует, то в состоянии U1 будут отключены возможности приёма и передачи данных. Состояние U2 идёт ещё на шаг дальше, отключая внутренние тактовые импульсы. Соответственно, подключённые устройства могут переходить в состояние U1 сразу же после завершения передачи данных, что, как предполагается, даст ощутимые преимущества по энергопотреблению, если сравнивать с USB 2.0.
Кроме разных состояний энергопотребления стандарт USB 3.0 отличается от USB 2.0 и более высоким поддерживаемым током. Если USB 2.0 предусматривал порог тока 500 мА, то в случае нового стандарта ограничение было сдвинуто до планки 900 мА. Ток при инициации соединения был увеличен с уровня 100 мА у USB 2.0 до 150 мА у USB 3.0. Оба параметра весьма важны для портативных жёстких дисков, которые обычно требуют чуть большие токи. Раньше проблему удавалось решить с помощью дополнительной вилки USB, получая питание от двух портов, но используя только один для передачи данных, пусть даже это нарушало спецификации USB 2.0.

USB 3.0 не использует волоконную оптику, поскольку она слишком дорога для массового рынка. Поэтому перед нами старый добрый медный кабель. Однако теперь у него будет девять, а не четыре провода. Передача данных осуществляется по четырём из пяти дополнительных проводов в дифференциальном режиме (SDP - Shielded Differential Pair). Одна пара проводов отвечает за приём информации, другая - за передачу. Принцип работы похож на Serial ATA, при этом устройства получают полную пропускную способность в обоих направлениях. Пятый провод - "земля".
Стандарт USB 3.0 обратно совместим с USB 2.0, то есть вилки кажутся такими же, как и обычные вилки типа A. Контакты USB 2.0 остались на прежнем месте, но в глубине разъёма теперь располагаются пять новых контактов. Это означает, что вам нужно полностью вставлять вилку USB 3.0 в порт USB 3.0, чтобы удостовериться в режиме работы USB 3.0, для которого требуются дополнительные контакты. Иначе вы получите скорость USB 2.0.

Ситуация получилась схожей и для USB-вилки "типа B", хотя различия визуально более заметны. Вилку USB 3.0 можно определить по пяти дополнительным контактам.

У разъёмов для мобильных устройств изменения более заметны. Старый разъём Micro-B USB 2.0 имел ширину 6,86 мм, однако теперь ширина разъёма USB 3.0 Micro-B для мобильных телефонов, плееров и смартфонов увеличилась до 12,25 мм. Опять же, разъёмы были сделаны таким образом, чтобы обеспечить совместимость c USB 2.0.

Длина кабеля тоже изменилась. Стандарт USB 2.0 позволял использовать кабели с длиной до пяти метров, однако USB 3.0 поддерживает максимальную длину только три метра.
Конечно, USB 3.0 требует новых USB-концентраторов (хабов), позволяющих подключать несколько устройств через одно физическое соединение. Концентраторы USB 3.0 будут сложнее, чем устройства класса USB 2.0, поскольку им придётся включать в себя два концентратора: первый SuperSpeed для работы USB 3.0, второй - для поддержки USB 2.0. Пользователю всё будет прозрачно, поскольку все порты будут соединяться к обоим концентраторам. Впрочем, такой подход всё же не повышает максимальное количество устройств на порт USB, которое осталось 127.

Реализация двух таких концентраторов в одном устройстве наверняка негативно скажется на цене первого поколения хабов USB 3.0, но, как нам кажется, будущие поколения начнут использовать один унифицированный чип, который будет поддерживать стандарты обоих типов. Кроме того, нам следует отметить возможные проблемы совместимости со стандартом USB 1.1, поскольку устройства USB 3.0 не гарантируют совместимость со старым стандартом на 12 Мбит/с. Поэтому концентраторы USB 3.0 не будут работать со старыми контроллерами USB 1.1.

IEEE-1394 / FireWire / i.Link
Кабель FireWire с 6-контактной вилкой на одном конце и 4-контактной на другом.

Под официальным названием IEEE-1394 скрывается последовательный интерфейс, повсеместно использующийся для цифровых видеокамер, внешних жёстких дисков и различных сетевых устройств. Его также называют FireWire (от Apple) и i.Link (от Sony). На данный момент 400-Мбит/с стандарт IEEE-1394 сменяется 800-Мбит/с IEEE-1394b (также известным как FireWire-800). Обычно устройства FireWire подключаются через 6-контактную вилку, которая обеспечивает питание. У 4-контактной вилки питание не подводится. Устройства FireWire-800, с другой стороны, используют 9-контактные кабели и разъёмы.
Эта карта FireWire обеспечивает два больших 6-контактных порта и один маленький 4-контактный.

6-контактный разъём с питанием.

4-контактный разъём без питания. Такой обычно используется на цифровых видеокамерах и ноутбуках.

"Тюльпан" (Cinch/RCA): композитный видео, аудио, HDTV
Цветовую кодировку можно только приветствовать: жёлтый для видео (FBAS), белый и красный "тюльпаны" для аналогового звука, а также три "тюльпана" (красный, синий, зелёный) для компонентного выхода HDTV

Разъёмы "тюльпан" используются в паре с коаксиальными кабелями для многих электронных сигналов. Обычно вилки "тюльпан" используют цветовое кодирование.
Предупреждение. Можно перепутать цифровую вилку SPDIF с аналоговым композитным разъёмом видео, так что всегда читайте инструкцию, прежде чем подключать оборудование. Кроме того, и цветовая кодировка у SPDIF бывает совершенно разная. Наконец, можно перепутать красный "тюльпан" HDTV с правым звуковым каналом. Помните, что вилки HDTV всегда бывают в группах по три, то же самое можно сказать и про гнёзда.
Вилки "тюльпан" имеют разное цветовое кодирование в зависимости от типа сигнала.

Два типа SPDIF (цифровой звук): "тюльпан" слева и TOSLINK (оптоволокно) справа.

Оптический интерфейс TOSKLINK тоже используется для цифровых сигналов SPDIF.

Переходник с разъёма SCART на "тюльпаны" (композитный видео, 2x аудио и S-Video)

RCA - Radio Corporation of America
SPDIF - Sony/Philips Digital Interfaces
PS/2
Два варианта исполнения портов PS/2: один окрашенный (зеленый - "мышь", фиолетовый - клавиатура), другой - нет.

Названные в честь "старушки" IBM PS/2 эти разъёмы сегодня широко используются в качестве стандартных интерфейсов для клавиатуры и мыши, но они постепенно уступают место USB. Сегодня распространена следующая схема цветового кодирования.

Фиолетовый: клавиатура.
Зелёный: мышь.
Распиновка PS/2

Кроме того, сегодня весьма часто можно встретить гнёзда PS/2 нейтрального цвета, как для мыши, так и для клавиатуры. Перепутать разъёмы для клавиатуры и мыши на материнской плате вполне возможно, но никакого вреда это не принесёт. Если вы так сделаете, то быстро обнаружите ошибку: не будет работать ни клавиатура, ни мышь. Многие ПК даже не загрузятся, если мышь и клавиатура подключены неправильно. Исправить ошибку очень просто: поменяйте местами вилки, и всё заработает!
Переходник USB/PS/2. О нем мы уже говорили выше.

Интерфейс VGA
Порт VGA на графической карте.

ПК достаточно давно использует 15-контактный интерфейс Mini-D-Sub для подключения монитора (HD15). С помощью правильного переходника можно подключить такой монитор и к выходу DVI-I (DVI-integrated) графической карты. Интерфейс VGA передаёт сигналы красного, зелёного и синего цветов, а также информацию о горизонтальной (H-Sync) и вертикальной (V-Sync) синхронизациях.
Интерфейс VGA на кабеле монитора.

Новые графические карты обычно оснащаются двумя выходами DVI. Но с помощью переходника DVI-VGA можно легко изменить интерфейс.

Этот адаптер предоставляет информацию для интерфейса VGA.

VGA - Video Graphics Array
Интерфейс DVI

DVI является интерфейсом монитора, разработанным, главным образом, для цифровых сигналов. Чтобы не требовалось переводить цифровые сигналы графической карты в аналоговые, а затем выполнять обратное преобразование в дисплее.
Графическая карта с двумя портами DVI может работать одновременно с двумя (цифровыми) мониторами.

Поскольку переход с аналоговой на цифровую графику протекает медленно, разработчики графического оборудования позволяют использовать параллельно обе технологии. Кроме того, современные графические карты легко справятся с двумя мониторами.
Широко распространённый интерфейс DVI-I позволяет одновременно использовать как цифровое, так и аналоговое подключение.
Интерфейс DVI-D встречается весьма редко. Он позволяет только цифровое подключение (без возможности подсоединить аналоговый монитор). В комплект со многими графическими картами входит переходник с интерфейса DVI-I на VGA, который позволяет подключать старые мониторы с 15-контактной вилкой D-Sub-VGA.
Полный список типов DVI (чаще всего используется интерфейс с аналоговым и цифровым подключениями DVI-I).

DVI - Digital Visual Interface
Распиновка DVI и VGA





RJ45 для LAN и ISDN
Сетевые кабели RJ45 можно найти с различной длиной и расцветкой.

В сетях чаще всего используются разъёмы для витой пары. На данный момент 100-Мбит/с Ethernet уступает место гигабитному Ethernet (он работает на скоростях до 1 Гбит/с). Но все они используют вилки RJ45. Кабели Ethernet можно разделить на два вида.
1. Классический патч-кабель, который используется для подключения компьютера к концентратору или коммутатору.
2. Кабель с перекрёстной обжимкой (crossover), который используется для соединения между собой двух компьютеров или двух концентраторов.
Сетевой порт на PCI-карте.

Современные карты используют светодиоды для отображения активности.

В Европе и Северной Америке устройства ISDN и сетевое оборудование используют тот же самый RJ45. Следует отметить, что вилки RJ45 разрешают "горячее подключение", причем, если вы ошибётесь, ничего страшного не случится.
RJ-45 распиновка

Стандарт RJ11
Кабель RJ11.

Интерфейсы RJ45 и RJ11 очень похожи друг на друга, но у RJ11 всего четыре контакта, а у RJ45 их восемь. В компьютерных системах RJ11 используется, главным образом, для подключения к модемам телефонной линии. Кроме того, существует множество переходников на RJ11, так как телефонные розетки в каждой стране могут быть собственного стандарта.
Порт RJ11 на ноутбуке.

Модемный интерфейс RJ11.

Переходники RJ11 позволяют подключать разные типы телефонных розеток. На иллюстрации розетка из Германии.

S-Video (Hosiden, Y/C)
Интерфейс S-Video.

4-контактная вилка Hosiden использует разные линии для яркости (Y, яркость и синхронизация данных) и цвета (C, цвет). Разделение сигналов яркости и цвета позволяет достичь лучшего качества картинки по сравнению с композитным интерфейсом видео (FBAS). Но в мире аналоговых подключений на первом месте по качеству находится всё же компонентный интерфейс HDTV, за которым следует S-Video. Только цифровые сигналы вроде DVI (TDMS) или HDMI (TDMS) обеспечивают более высокое качество картинки.
Порт S-Video на графической карте.



SCART

SCART является комбинированным интерфейсом, широко распространённым в Европе и Азии. Этот интерфейс сочетает сигналы S-Video, RGB и аналогового стерео. Компонентные режимы YpbPr и YcrCb не поддерживаются.
Порты SCART для телевизора и видеомагнитофона.

Этот переходник преобразует SCART в S-Video и аналоговое аудио ("тюльпаны").

SCART распайка

S-Video-SCART распайка

HDMI

Перед нами цифровой мультимедийный интерфейс для несжатых HDTV-сигналов с разрешением до 1920x1080 (или 1080i), со встроенным механизмом защиты авторских прав Digital Rights Management (DRM). Текущая технология использует вилки типа A с 19 контактами.

Пока мы не встречали потребительского оборудования, использующего 29-контактные вилки типа B, поддерживающие разрешение больше 1080i. Интерфейс HDMI использует ту же технологию сигналов TDMS, что и DVI-D. Это объясняет появление переходников HDMI-DVI. Кроме того, HDMI может обеспечить до 8 каналов звука с разрядностью 24 бита и частотой 192 кГц. Обратите внимание, что кабели HDMI не могут быть длиннее 15 метров.
Переходник HDMI/DVI.

HDMI - High Definition Multimedia Interface
DisplayPort

DisplayPort призван заменить собой интерфейсы DVI и HDMI. Но ему не просто будет "свергнуть" HDMI, поскольку данный стандарт прочно утвердился на рынке. Как и HDMI, DisplayPort передаёт как видеосигналы, так и цифровой звук. Впрочем, у DisplayPort всё же есть полезные преимущества, такие как, например, возможность напрямую управлять дисплеем с помощью интерфейса кабеля. Кроме того, за использование DisplayPort производителям не нужно отчислять роялти, что положительно сказывается на цене продуктов. Кабель DisplayPort тоньше, чем кабели HDMI и DVI. Он почти такой же тонкий, как USB-кабель. Подобные приятные мелочи облегчают подключение кабелей. Стоит также отметить, что DisplayPort поддерживает очень высокие разрешения, подобные разрешениям, с которыми работает HDMI типа B.
TRS, "Джек", "мини-джек" и "микро-джек"
Разъём TRS Tip, Ring, Sleeve— распространённый разъём для передачи аудиосигнала. Обычно имеет три контакта, но есть и модификации с двумя (TS) и четырьмя (TRRS) контактами. Существует три стандартых диаметра разъема — 1/4" (6,35 мм), 3,5 мм и 2,5 мм. Часто 1/4" TRS называют «джек» , а 3,5 мм TRS «мини-джек».

Разъём "джек" появился в XIX веке, им пользовались телефонисты. В то время этот разъём имел диаметр 6,35 мм. Со временем он стал меньше, и сейчас можно встретить три его варианта: 6,35-мм "джек", 3,5-мм "мини-джек" и 2,5-мм "микро-джек". "Мини-джек" используется в музыкальных плеерах, а "микро-джек" в сотовых телефонах. "Мини-джек" тоже всё чаще стал использоваться в телефонах. Классический "джек" сейчас в основном применяется в профессиональной электронной технике. Для таких кабелей существует множество разъёмов. Например, два контакта передают звук в режиме "моно", а три контакта - стереозвук. "Мини-джек" для камер имеет четвёртый контакт для передачи видео.

TRS — аббревиатура от англ. Tip, Ring, Sleeve, что переводится как Кончик, Кольцо, Гильза; подразумевается форма контактов на штекере. Иногда модификации без центрального контакта (кольца) и с двумя центральными контактами называют TS и TRRS соответственно.
Разъём TRS часто называют «джек». «Jack» с английского переводится как «гнездо», поэтому иногда разделяют гнездо «джек» и штекер «плаг». 1/4" TRS называют «четвертьдюймовый джек», а 3,5 мм TRS «мини-джек» .
На приведённой справа иллюстрации:
1 — земля,
2 — правый сигнал (для стерео),
3 — сигнал (для моно) или левый сигнал (для стерео),
4 — изоляция.
В профессиональной звукотехнике часто используется балансное подключение, тогда назначение контактов немного другое:
1 — земля,
2 — отрицательный («холодный») сигнал,
3 — положительный («горячий») сигнал.
При подключении моно штекера TS в стерео разъем TRS средний контакт разъема замыкается на землю, что может вызвать повреждение аппаратуры из-за короткого замыкания. В любом случае, полезный сигнал с кольца теряется.
При подключении штекера TRS в разъем TS средний контакт TRS остается не подключенным. Это может быть опасно для лампового оборудования, однако большинство современных устройств не чувствительны к данной проблеме.
Аналогичные проблемы существуют и для TRRS.


Serial ATA (SATA)
Четыре порта SATA на материнской плате.

SATA является последовательным интерфейсом для подключения накопителей (сегодня это, в основном, жёсткие диски) и призван заменить старый параллельный интерфейс ATA. Стандарт Serial ATA первого поколения сегодня используется очень широко и обеспечивает максимальную скорость передачи данных 150 Мбит/с. Максимальная длина кабеля составляет 1 метр. SATA использует подключение "точка-точка", когда один конец кабеля SATA подсоединяется к материнской плате ПК, а второй - к жёсткому диску. Дополнительные устройства к этому кабелю не подключаются, в отличие от параллельного ATA, когда на каждый кабель можно "вешать" два привода. Так что накопители "master" и "slave" уходят в прошлое.
Многие SATA-кабели поставляются с колпачками, защищающими чувствительные контакты.

Переходники питания SATA в разных форматах. В данном случае исходным источником питания является штекер Molex.

Так питаются жёсткие диски SATA.
Кабели поставляются в различных цветах.

Хотя SATA был разработан для использования внутри корпуса ПК, ряд продуктов предоставляют и внешние интерфейсы SATA.

Питание накопителям SATA может обеспечиваться двумя способами: через классическую вилку Molex...

...или с помощью специального кабеля питания. Но сегодня от Molex потихоньку отказываются и уже блоки питания поставляются с одним-двумя проводами с штекером Molex или (модели подороже) с модульной системой подключения проводов питания, т.е. какие провода необходимы те и подключайте.

ATA/133 (Parallel ATA, UltraDMA/133 или E-IDE)

Параллельная шина передаёт данные с жёстких дисков и оптических накопителей (CD и DVD) и обратно. Она известна как параллельная ATA (Parallel ATA) и сегодня уступает место последовательной ATA (Serial ATA). Последняя версия использует 40-контактный провод с 80 жилами (половина на "землю"). Каждый такой кабель позволяет подключать, максимум, два накопителя, когда один работает в режиме "master", а второй - в "slave". Обычно режим переключается с помощью небольшой перемычки на накопителе ("джампера").
Ленточный шлейф IDE.

Подключение DVD-привода: красная полоска на шлейфе должна всегда находиться рядом с разъёмом питания.
Тут стоит отметить, что 0-контакт (та самая красная полоска) не всегда бывает красным, например на черных шлейфах от ASUS этот проводник белый. Во всяком случае он отличается цветом от всех остальных.

Интерфейс ATA/133 для классического 3,5" жёсткого диска (внизу) или 2,5" версии (вверху).

Если вы желаете подключить 2,5" накопитель для ноутбуков к обычному настольному ПК, то можно использовать такой же переходник.
Предупреждение: в большинстве случаев подключить интерфейс неправильно невозможно из-за выступа с одной стороны (центральный ключ), но у старых кабелей он может отсутствовать. Поэтому следуйте следующему правилу: конец шлейфа, маркированный цветной полоской (чаще всего красной), всегда должен совпадать с контактом номер 1 на материнской плате, а также должен быть ближе к разъёму питания привода CD/DVD. Чтобы предотвратить неправильное подключение, у многих кабелей и разъёмов отсутствует одна контактная ножка или контактное отверстие в середине.
Здесь вспоминаются винчестеры и CD/DVD-приводы, принесенные на ремонт, с одной выломанной ножкой по центру разъема. Это говорит о том, что "против лома нет приема", не стоит усердствовать и применять чрезмерную силу если штекер не входит в разъем - лучше потерпеть несколько минут и разобраться.
Один шлейф поддерживает подключение двух устройств: скажем, двух жёстких дисков или жёсткого диска в паре с DVD-приводом. Если к шлейфу подключены два устройства, то одно следует настроить как "master", а второе - как "slave". Для этого придётся воспользоваться перемычкой. Обычно она выставляется на ту или иную настройку. Если есть сомнения - обратитесь к документации (или сайту производителя накопителя). Часто на корпусе кстройства, на этикетке, есть примечание о назначении штырьков.

ATA - Advanced Technology Attachment
E-IDE - Enhanced Integrated Drive Electronics
AGP - Accelerated Graphics Port
AGP-слот с защёлкой для графической карты.

Большинство старых графических карт использовали интерфейс Accelerated Graphics Port (AGP). У самых старых систем для той же цели применяется интерфейс PCI. Впрочем, на замену обоим интерфейсам призван PCI Express (PCIe). Несмотря на название, PCI Express является последовательной шиной, а PCI (без суффикса Express) - параллельной. В общем, шины PCI и PCI Express не имеют ничего общего, помимо названия.
Графическая карта AGP (сверху) и графическая карта PCI Express (снизу).

Материнские платы для рабочих станций используют слот AGP Pro, который обеспечивает дополнительное питание для прожорливых карт OpenGL. Впрочем, в него можно устанавливать и обычные графические карты. Однако AGP Pro так и не получил широкое признание. Обычно прожорливые графические карты комплектуются дополнительным гнездом питания - для той же вилки Molex, к примеру.

Дополнительное питание для графической карты: гнедо Molex.

Дополнительное питание для графической карты: 4- или 6-контактное гнездо.

Стандарт AGP пережил несколько обновлений.
Если вы любите копаться в "железе", то следует помнить о двух уровнях напряжения интерфейса. Стандарты AGP 1X и 2X работают на 3,3 В, в то время как AGP 4X и 8X требуют всего 1,5 В. Кроме того, существуют карты типа Universal AGP, которые подходят для разъёма любого типа. Чтобы предотвратить ошибочную установку карт, слоты AGP используют специальные выступы. А карты - прорези.
У верхней карты есть прорезь для AGP 3,3 В. В середине: универсальная карта с двумя вырезами (один для AGP 3,3 В, второй - для AGP 1,5 В). Снизу показана карта с вырезом справа для AGP 1,5 В.

PCI Express: последовательная шина
Слоты расширения материнской платы: PCI Express x16 линий (сверху) и 2 PCI Express x1 линия (снизу).

Два слота PCI Express для установки двух графических карт nVidia SLi. Между ними можно заметить маленький слот PCI Express x1.

PCI Express является последовательным интерфейсом, и его не следует путать с шинами PCI-X или PCI, которые используют параллельную передачу сигналов.
PCI Express (PCIe) является самым современным интерфейсом для графических карт. В то же время, он подходит и для установки других карт расширения, хотя на рынке пока их очень мало. PCIe x16 обеспечивает в два раза большую пропускную способность, чем AGP 8x. Но на практике это преимущество так себя и не проявило.
Графическая карта AGP (сверху) в сравнении с графической картой PCI Express (снизу).

Сверху вниз: PCI Express x16 (последовательный), два интерфейса параллельной PCI и PCI Express x1 (последовательный).

PCI и PCI-X: параллельные шины

PCI является стандартной шиной для подключения периферийных устройств. Среди них можно отметить сетевые карты, модемы, звуковые карты и платы захвата видео.
Среди материнских плат для широкого рынка больше всего распространена шина PCI стандарта 2.1, работающая на частоте 33 МГц и имеющая ширину 32 бита. Она обладает пропускной способностью до 133 Мбит/с. Производители так широко и не приняли шины PCI 2.3 с частотой до 66 МГц. Именно поэтому карт данного стандарта очень мало. Но некоторые материнские платы этот стандарт поддерживают.
Ещё одна разработка в мире параллельной шины PCI известна как PCI-X. Данные слоты чаще всего встречаются на материнских платах для серверов и рабочих станций, поскольку PCI-X обеспечивает более высокую пропускную способность для RAID-контроллеров или сетевых карт. К примеру, шина PCI-X 1.0 предлагает пропускную способность до 1 Гбит/с с частотой шины 133 МГц и разрядностью 64 бита.
Спецификация PCI 2.1 сегодня предусматривает напряжение питания 3,3 В. Левый вырез/выступ предотвращает установку старых 5-В карт, которые показаны на иллюстрации.

Карта с вырезом, а также PCI-слот с ключом.

RAID-контроллер для 64-битного слота PCI-X.

Классический 32-битный слот PCI сверху, а три 64-битных слота PCI-X снизу.
Зелёный слот поддерживает ZCR (Zero Channel RAID).

PCI - Peripheral Component Interconnect
Разъёмы питания и стандарты ATX
В следующей таблице и на иллюстрациях приведены различные типы разъёмов питания.

Стандартный разъём питания Molex.

Вилка ATX с 24 контактами (Extented ATX).

20-контактная вилка ATX для материнской платы.

20-контактный кабель ATX.

6-контактный разъём EPS.

Пришёл и ушёл: разъём питания дисковода.

20/24-контактный разъём (ATX и EATX)

Не делайте этого. 4-контактный расширитель с 20 до 24 контактов вилки ATX нельзя использовать для 12-В дополнительного разъёма AUX (впрочем, он находится слишком далеко). 4-контакный расширитель предназначен для порта Extended ATX и не используется на 20-контактных материнских платах ATX.

Вот как нужно: отдельная 4-контактная вилка вставляется в 12-В порт AUX. Её легко распознать: два желтых (12 В) и два чёрных кабеля (СОМ).

Многие материнские платы требуют подключения дополнительного питания.

Вот и все. Мы перебрали и рассмотрели все компьютерные интерфейсы, используемые до сегодняшнего дня и по сей день. Вполне законным будет замечание, что все таки не все интерфейсы рассмотрены, скажем не упомянуты такие интрефейсы как ISA (EISA), LPT (IEEE 1284), COM (RS-232), SCSI. Для особо интересующихся вспомним и о них.
LPT (IEEE 1284)

IEEE 1284 (порт принтера, параллельный порт, Line Print Terminal, LPT) — международный стандарт параллельного интерфейса для подключения периферийных устройств персонального компьютера. В основном используется для подключения к компьютеру принтера, сканера и других внешних устройств (часто использовался для подключения внешних устройств хранения данных), однако может применяться и для других целей (организация связи между двумя компьютерами, подключение каких-либо механизмов телесигнализации и телеуправления).
В основе данного стандарта лежит интерфейс Centronics и его расширенные версии (ECP, EPP).

25-контактный разъём DB-25, используемый как LPT-порт на персональных компьютерах (IEEE 1284-A)
Название «LPT» образовано от наименования стандартного устройства принтера «LPT1» (Line Printer Terminal или Line PrinTer) в операционных системах семейства MS-DOS.
Параллельный порт Centronics — порт, используемый с 1981 года в персональных компьютерах фирмы IBM для подключения печатающих устройств, разработан фирмой Centronics Data Computer Corporation; уже давно стал стандартом де-факто, хотя в действительности официально на данный момент он не стандартизирован.
Изначально этот порт был разработан только для симплексной (однонаправленной) передачи данных, так как предполагалось, что порт Centronics должен использоваться только для работы с принтером. Впоследствии разными фирмами были разработаны дуплексные расширения интерфейса (byte mode, EPP, ECP). Затем был принят международный стандарт IEEE 1284, описывающий как базовый интерфейс Centronics, так и все его расширения.

Порт на стороне управляющего устройства (компьютера) имеет 25-контактный 2-рядный разъём DB-25-female ("мама") (IEEE 1284-A). Не путать с аналогичным male-разъёмом ("папа"), который устанавливался на старых компьютерах и представляет собой 25-пиновый COM-порт. На периферийных устройствах обычно используется 36-контактный микроразъем ленточного типа Centronics (IEEE 1284-B), поэтому кабели для подключения периферийных устройств к компьютеру по параллельному порту обычно выполняются с 25-контактным разъёмом DB-25-male на одной стороне и 36-контактным IEEE 1284-B на другой (AB-кабель). Изредка применяется AC-кабель с 36-контактным разъемом MiniCentronics (IEEE 1284-C).
Существуют также CC-кабеля с разъёмами MiniCentronics на обоих концах, предназначенные для подключения приборов в стандарте IEEE 1284-II, который применяется редко.
Длина соединительного кабеля не должна превышать 3 метров. Конструкция кабеля: витые пары в общем экране, либо витые пары в индивидуальных экранах. Изредка используются ленточные кабели.
Для подключения сканера, и некоторых других устройств используется кабель, у которого вместо разъема (IEEE 1284-B) установлен разъем DB-25-male. Обычно сканер оснащается вторым интерфейсом с разъемом DB-25-female (IEEE 1284-A) для подключения принтера (поскольку обычно компьютер оснащается только одним интерфейсом IEEE 1284). Схемотехника сканера построена таким образом, чтобы при работе с принтером сканер прозрачно передавал данные с одного интерфейса на другой.
SCSI
SCSI - Small Computer System Interface, произносится "скази" или "эсцэсай") — интерфейс, разработанный для объединения на одной шине различных по своему назначению устройств, таких как жёсткие диски, накопители на магнитооптических дисках, приводы CD, DVD, стримеры, сканеры, принтеры и т. д. Раньше имел неофициальное название Shugart Computer Systems Interface в честь создателя Алана Ф. Шугарта
Теоретически возможен выпуск устройства любого типа на шине SCSI.
После стандартизации в 1986 году SCSI начал широко применяться в компьютерах Apple Macintosh, Sun Microsystems. В компьютерах, совместимых с IBM PC, SCSI не пользуется такой популярностью в связи со своей сложностью и сравнительно высокой стоимостью и применяется преимущественно в серверах.
SCSI широко применяется на серверах, высокопроизводительных рабочих станциях; RAID-массивы на серверах часто строятся на жёстких дисках со SCSI-интерфейсом (однако, в серверах нижнего ценового диапазона всё чаще применяются RAID-массивы на основе SATA). В настоящее время устройства на шине SAS постепенно вытесняют устаревшую шину SCSI.
Система команд SCSI на уровне программного обеспечения употребляется в единых стеках поддержки устройств хранения данных в ряде операционных систем, таких, как MicrosoftWindows.

Существует реализация системы команд SCSI поверх оборудования (контроллеров и кабелей) IDE/ATA/SATA, называемая ATAPI - ATA Packet Interface. Все используемые в компьютерной технике подключаемые по IDE/ATA/SATA приводы CD/DVD/Blu-Ray используют эту технологию.
Также система команд SCSI реализована поверх протокола USB, что является частью спецификации класса Mass Storage device. Это позволяет подключать через интерфейс USB любые хранилища данных (от флеш-накопителей до внешних жёстких дисков), не разрабатывая для них собственного протокола обмена, а вместо этого используя имеющийся в операционной системе драйвер SCSI.
ISA
ISA (от англ. Industry Standard Architecture, ISA bus, произносится как ай-сэй) — 8- или 16-разрядная шина ввода/вывода IBM PC-совместимых компьютеров. Служит для подключения плат расширения стандарта ISA. Конструктивно выполняется в виде 62-х или 98-контактного разъёма на материнской плате.
С появлением материнских плат формата ATX шина ISA перестала широко использоваться в компьютерах, хотя встречаются ATX-платы с AGP 4x, 6 PCI и одним (или двумя) портами ISA. Но пока её ещё можно встретить в старых AT-компьютерах, а также в промышленных компьютерах.
Для встроенных систем существует вариант компоновки шины ISA, отличающийся применяемыми разъёмами — шина PC/104

5 разъёмов 16-битной и 1 разъём 8-битной шины ISA

EISA
EISA (англ. Extended Industry Standard Architecture) — шина для IBM-совместимых компьютеров. Была анонсирована в конце 1988 группой производителей IBM-совместимых компьютеров в ответ на введение фирмой IBM закрытой шины MCA в компьютерах серии PS/2. EISA расширяет распространённую шину ISA до 32 разрядов и позволяет подключать к шине более одного ЦПУ. Адресное пространство, по сравнению с ISA, увеличено до 4 ГБ. Кроме того, шина поддерживает bus mastering. EISA является надмножеством ISA, поэтому, в отличие от MCA, к ней можно подключать старые платы, предназначенные для работы с 8- и 16- разрядными версиями ISA: имеется как электрическая, так и механическая совместимость.

Хотя шина EISA менее совершенна, чем MCA, она была принята многими производителями, так как шина MCA являлась закрытой и все права на неё принадлежали IBM. В конце концов, даже компания IBM выпустила несколько машин, которые использовали шину EISA. Использование шины EISA было дорогостоящим (хотя и дешевле MCA), так что EISA не получила распространения в персональных компьютерах. Однако, она получила распространение в серверах, так как была приспособлена для задач, требующих большой пропускной способности шины (например, обмен с НЖМД и работа в сети). Большинство выпущенных EISA карт были либо контроллерами шины SCSI либо сетевыми контроллерами.
Со временем возникла потребность в шине с более высокой пропускной способностью, и шина EISA была вытеснена более совершенными, но уже локальными шинами VESA Local Bus и PCI.
RS-232 (СОМ)
RS-232 (англ. Recommended Standard 232) — в телекоммуникациях, стандарт последовательной синхронной и асинхронной передачи двоичных данных между терминалом (англ. Data Terminal Equipment, DTE) и коммуникационным устройством (англ. Data Communications Equipment, DCE).

RS-232 — интерфейс передачи информации между двумя устройствами на расстоянии до 15 метров. Информация передается по проводам с уровнями сигналов, отличающимися от стандартных 5 В, для обеспечения большей устойчивости к помехам. Асинхронная передача данных осуществляется с установленной скоростью при синхронизации уровнем сигнала стартового импульса.
Интерфейс RS-232-C был разработан для простого применения, однозначно определяемого по его названию: «Интерфейс между терминальным оборудованием и связным оборудованием с обменом по последовательному двоичному коду». Чаще всего используется в промышленном и узкоспециальном оборудовании, встраиваемых устройствах. Иногда присутствует на современных персональных компьютерах.
Устройства для связи по последовательному каналу соединяются кабелями с 9-ю или 25-ю контактными разъёмами типа D-sub. Обычно они обозначаются DB-9, DB-25, CANNON 9, CANNON 25.
Первоначально в RS-232 использовались DB-25, но, поскольку многие приложения использовали лишь часть предусмотренных стандартом контактов, стало возможно применять для этих целей 9-штырьковые разъёмы DB-9 (D-subminiature), которые рекомендованы стандартом RS-574.
На практике, в зависимости от качества применяемого кабеля, требуемое расстояние передачи данных в 15 метров может не достигаться, составляя, к примеру, порядка 1,5 м на скорости 115200 бод для неэкранированного плоского или круглого кабеля. Для преодоления этого ограничения, а также возможного получения гальванической развязки между узлами, можно применить преобразователи RS-232—RS-422 (с сохранением полной программной совместимости) или RS-232—RS-485 (с определёнными программными ограничениями). При этом расстояние может быть увеличено до 1 км на скорости 9600 бод и использовании кабеля типа «витая пара» категории 3.
Распиновка COM порта




1 DCD Входной Data carrier detect
2 RxD Выходной Transmit data
3 TxD Входной Receive data
4 DTR Выходной Data terminal ready
5 GND Ground
6 DSR Входной Data set ready
7 RTS Выходной Request to send
8 CTS Входной Clear to send
9 RI Входной Ring indicator

Источник: www.texnotron.com

Просмотров: 8632