Capítulo 10: Comunicaciones.

10.1. Generalidades

Tras ver todo lo anterior, no pensemos que la pantalla o el teclado son la única manera de comunicarse con el exterior.  Todo buen PC que se precie tiene una serie de puertos de entrada/salida para poder conectarse a otros periféricos.

Los dos puertos principales de los que dispone el PC son los del tipo serie y paralelo, entre los que haremos una serie de distinciones:

Estas diferencias irreconciliables entre los puertos serie y paralelo hacen que no sean compatibles entre sí, destinándose cada uno de ellos a unas funciones determinadas.  De todas formas, existen adaptadores de niveles y señales que permiten la interconexión entre ellos sin problema alguno.

10.2. El puerto paralelo

Este tipo de puerto es el que se utiliza para la comunicación con la impresora.  Su conexión exterior es mediante un conector DB25 macho, pero no se usan todos los pines, siendo gran parte de ellos los correspondientes a masa ó negativo.

En un sistema PC se pueden conectar hasta 3 puertos paralelos, si bien lo más normal es tener solo uno o dos.  Las direcciones I/O y los IRQ son los siguientes:

Las señales más usuales en el puerto paralelo son:

Existen otras dos señales no estándar que son utilizadas por las impresoras chorro de tinta para el cambio de cartucho.

Es importante saber que determinados cables paralelos sólo conectan las señales anteriormente reseñadas, dejando las demás al aire.  En estas circunstancias, el cambio de cartucho no podrá ser activado.  Para ello, es necesario un tipo de cable que utilice los 25 pines del conector. 

Una de las aplicaciones de los puertos paralelos es el conexionado de dos ordenadores para su comunicación mediante los programas Interlnk, LapLink, etc.  Debido a las características de los puertos actuales, es posible.

Si bien en el pasado los puertos eran auténticas interfaces Centronics (El Interface Centronics es el estándar utilizado para las impresoras), hoy día son PIA´s (Programmable Interface Adapter), de manera que los pines pueden ser definidos como entrada o como salida; en resumen, pueden mandar datos o recibirlos.

Si bien durante mucho tiempo el puerto paralelo ha sido del tipo SPP (Standard Parallel Port), son de reciente aparición el EPP (Enhacement Parallel Port) y el ECP (Enhacement Controller Port), mediante los cuales la velocidad de transmisión ha aumentado vertiginosamente.

Concretamente, en el EPP se soporta la total bidireccionalidad, además de tener una pequeña memoria de 16 bytes que actúa como buffer en los sistemas multitarea.  En el modo ECP, la comunicación se hace mediante canal DMA, lo que hace que sea muy rápido, aunque un DMA quede ocupado, normalmente el 3 (¡cuidado con las tarjetas de red y las Soundblaster!).  

10.3. Los puertos serie

El otro gran camino de salida del PC es el puerto serie, en el cual los datos viajan de bit en bit sobre un único cable.

Desde el principio de los ordenadores PC, el puerto serie ha sido por excelencia el más utilizado para la comunicación, a pesar de ser el más lento.  Actualmente, los puertos serie han cambiado mucho, y sus velocidades, sin ser las del puerto paralelo, son tremendas.

El motivo de la lentitud del puerto serie no es ni más ni menos que la utilización de sólo dos hilos para la comunicación:  Uno para mandar datos y otro para recibir (más el cable de masa, claro), de manera que es necesario perder tiempo enviando señales de sincronismo para que funcionen de manera fiable.

El circuito encargado de general las señales y los sincronismos se denomina UART, y siempre ha sido el patito feo, puesto que nunca ha sido lo bastante veloz.  La UART más utilizada ha sido siempre la 8250, con la cual no se conseguían velocidades adecuadas.

Pero desde hace unos años, han aparecido las 16550AF, las cuales permiten gran velocidad de transferencia y mayor fiabilidad.  

El direccionamiento de los puertos serie, conocidos como COM, es el siguiente:

Como podemos observar, los cuatro posibles puertos serie del PC comparten una IRQ de dos a dos. Así que  tengamos cuidado con ese tema, ya que puede haber problemas.

Por ejemplo, la conexión de un modem a COM3 se hace imposible si tenemos el ratón en COM1, ya que comparten la IRQ.  Si aún así seguimos empeñados en el tema, descubriremos como al mover el ratón mientras el modem funciona, éste pierde sincronismo y deja de funcionar.  O bién al revés, mientras el modem esté funcionando, el ratón nos desaparezca del sistema.

La conexión al puerto serie se realiza mediante conector DB9 ó DB25 macho.  Normalmente, en el puerto serie existen gran cantidad de señales, lo que justifica el DB25, pero solo unas pocas son las imprescindibles para la comunicación, de manera que caben en el DB9.

Las señales más importantes son:

Como podemos observar, las señales son complementarias entre ellas.  Por ejemplo, si queremos transmitir de la manera más sencilla posible, solo nos bastaría con tres hilos:  El cable de masa, el TX de un terminal conectado al RX del otro y viceversa.  O lo que es lo mismo, un terminal de salida conectado a otro de entrada.

Si bien la transmisión puede ser así de fácil, es costumbre conectar las señales de aviso de envío y recepción de datos, con objeto de provocar un entendimiento entre las máquinas, el denominado “handshaking” o “apretón de manos”.   Para ello, se conecta la línea RTS de un teminal a la CTS de la otra, y viceversa.  También se hace lo mismo con las líneas DSR y DTR.

Si tenemos un programa de comunicación que exige handshaking pero no tenemos ganas de utilizar más líneas de comunicación, existe un pequeño truco:  Unimos el RTS y el DTS del mismo conector en ambos extremos.

De esta manera, la máquina se engaña a sí misma, puesto que ella hace la petición de envío de datos y ella misma se contesta. 

Por cierto, ¿Cómo son las señales del puerto serie?

Existen varios protocolos de comunicación serie, pero todos ellos tienen la misma estructura:

A pesar de todo estos bits, lo más normal es utilizar el formato 8N1, o sea, 8 bits de datos, Ninguna paridad y 1 bit de parada. 

La paridad consiste en contar todos los bits que van circulando en ese momento y ver si el número de unos lógicos es par ó impar (“Odd” ó “Even”).  Si es par, se escribirá un uno, y si es impar se escribirá un cero.  Posteriormente, la paridad se consulta para ver si todo es correcto, y así detectar posibles errores de transmisión.

No es que sea un método del otro mundo, pero funciona bastante bien.  En las transmisiones modernas se están empezando a utilizar los ECC, códigos correctores de errores, que esos sí que funcionan bien.

Respecto al velocidad, se mide en baudios, que equivalen a bits por segundo.  De esta forma, una transmisión a 9600 baudios equivale a 9600 bits por segundo.  Pero no nos engañemos, no estamos hablando sólo de los bits de datos, sino que también incluimos los de paridad, comienzo, stop y los espacios entre paquete y paquete.  Es por eso por lo que la transmisión serie tiene menos rendimiento.

Con las antiguas UART, se conseguían hasta 19200 baudios.  Con la 16550AF podemos obtener 115200 baudios.  LA 16650AF, de difícil localización actualmente, puede llegar hasta los 4Mbits por segundo.

Aunque parezca el sistema más lento, el puerto serie se utiliza hoy día para la comunicación por MODEM, ya que la línea telefónica dispone de 2 hilos, y ese es el número mínimo para la comunicación serie, de manera que le va como anillo al dedo.

Queda por especificar que actualmente se está utilizando la comunicación serie en una nueva modalidad por infrarrojos, para la conexión remota de equipos.  En este caso, el equipo dispone de un conector y una circuitería que podrá ser redirigida a alguno de los puertos COM y utiliza diodos LED infrarrojos.  Este sistema comienza a verse en los equipos portátiles.

Otro de los usos del puerto serie es el de utilizar el ratón ó el trackball.

Esperemos a ver que nos depara el futuro con los puertos serie.