PS/2-Port - PS/2 port

"PS/2-Tastatur" und "PS/2-Maus" umleiten hierher. Informationen zu den Tastaturen, die normalerweise mit IBM PS/2-Computern geliefert werden, finden Sie unter Tastatur des Modells M . Informationen zu Peripheriegeräten und Spielekonvertierungen für die Videospielkonsole finden Sie unter PlayStation 2 .

PS/2-Port
PS2-Tastatur- und -Mausbuchsen.jpg
Die farbcodierten PS/2-Anschlussports (lila für Tastatur und grün für Maus)
Typ Datenanschluss für Tastatur und Computermaus
Produktionsgeschichte
Designer IBM
Entworfen 1987 ; Vor 34 Jahren ( 1987 )
Abgelöst DIN-Anschluss , DE-9-Anschluss und Mini-DIN-9-Eingang
Ersetzt durch USB ( USB-Benutzerschnittstellengeräteklasse )
Allgemeine Spezifikation
Hot-Plug-fähig Nein
Extern Jawohl
Kabel 4 Adern plus Schirm
Stecknadeln 6
Verbinder Mini-DIN-6
Elektrisch
Signal 5 V DC
max. Stromspannung 5,0 ± 0,5 V
max. aktuell 275 mA
Daten
Datensignal Serielle Daten bei 10,0–16,7 kHz mit 1 Startbit, 8 Datenbits ( LSB zuerst), 1 Paritätsbit (ungerade), 1 Stoppbit, [1 Bestätigungsbit (wenn Host-zu-Gerät)]
Bitrate 7–12  kbit/s
max. Geräte 1 oder 2
Protokoll Seriennummer
Auspinnen
MiniDIN-6 Stecker Pinout.svg
Buchse von vorne
Stift 1 +DATEN Daten
Stift 2 Nicht verbunden
Stift 3 Masse Boden
Stift 4 Vcc +5 V DC bei 275 mA
Stift 5 +CLK Uhr
Stift 6 Nicht verbunden

Der PS/2-Port ist ein 6-poliger Mini-DIN-Anschluss zum Anschluss von Tastaturen und Mäusen an ein PC-kompatibles Computersystem. Sein Name stammt von der IBM Personal System/2- Serie von Personalcomputern , mit der er 1987 eingeführt wurde. Der PS/2-Mausanschluss ersetzte im Allgemeinen den älteren RS-232-Anschluss „Serielle Maus“ DE-9 , während der PS/2 Tastaturanschluss ersetzt den größeren 5-poligen/180° -DIN-Anschluss, der im IBM PC/AT- Design verwendet wird. Der PS/2-Tastaturport ist elektrisch und logisch identisch mit dem IBM AT-Tastaturport und unterscheidet sich nur in der Art des verwendeten elektrischen Verbinders. Die PS/2-Plattform führte einen zweiten Port mit dem gleichen Design wie der Tastaturport für den Anschluss einer Maus ein; somit sind die PS/2-artigen Tastatur- und Mausschnittstellen elektrisch ähnlich und verwenden das gleiche Kommunikationsprotokoll. Im Gegensatz zum ansonsten ähnlichen Apple Desktop Bus- Anschluss, der von Apple verwendet wird, sind Tastatur- und Mausanschluss eines bestimmten Systems möglicherweise nicht austauschbar, da die beiden Geräte unterschiedliche Befehlssätze verwenden und die Gerätetreiber im Allgemeinen hartcodiert sind, um mit jedem Gerät an der Adresse des Ports, der diesem Gerät konventionell zugewiesen ist. (Das heißt, Tastaturtreiber werden geschrieben, um den ersten Port zu verwenden, und Maustreiber werden geschrieben, um den zweiten Port zu verwenden.)

Kommunikationsprotokoll

Jeder Port implementiert einen bidirektionalen synchronen seriellen Kanal. Der Kanal ist leicht asymmetrisch: Er begünstigt die Übertragung vom Eingabegerät zum Computer, was in den meisten Fällen der Fall ist. Die bidirektionale IBM AT- und PS/2-Tastaturschnittstelle ist eine Weiterentwicklung der unidirektionalen IBM PC-Tastaturschnittstelle, die dieselben Signalleitungen verwendet, aber die Möglichkeit bietet, Daten vom Computer zurück an die Tastatur zu senden; Dies erklärt die Asymmetrie.

Die Schnittstelle hat zwei Hauptsignalleitungen, Data und Clock. Dies sind Single-Ended-Signale, die von Open-Collector-Treibern an jedem Ende angesteuert werden. Normalerweise erfolgt die Übertragung vom Gerät zum Host. Um ein Byte zu übertragen, gibt das Gerät einfach einen seriellen Datenrahmen (einschließlich 8 Datenbits und ein Paritätsbit) seriell auf der Datenleitung aus, während es die Taktleitung einmal für jedes Bit umschaltet. Der Host steuert die Kommunikationsrichtung über die Clock-Leitung; Wenn der Host auf Low zieht, wird die Kommunikation vom angeschlossenen Gerät gesperrt. Der Host kann das Gerät unterbrechen, indem er Clock auf niedrig zieht, während das Gerät sendet; Das Gerät kann dies dadurch erkennen, dass Clock niedrig bleibt, wenn das Gerät es freigibt, um hoch zu gehen, während das vom Gerät erzeugte Taktsignal umschaltet. Wenn der Host Clock auf Low zieht, muss das Gerät die Übertragung sofort stoppen und Clock und Data auf Float High freigeben. (Bislang ist dies alles dasselbe wie das unidirektionale Kommunikationsprotokoll des IBM PC-Tastaturports, obwohl die seriellen Rahmenformate unterschiedlich sind.) Der Host kann diesen Zustand der Schnittstelle einfach verwenden, um das Gerät am Senden zu hindern, wenn der Host nicht empfangsbereit. (Für den IBM-PC-Tastaturport war dies die einzige normale Verwendung der Signalisierung vom Computer zur Tastatur. Der Tastatur konnte nicht befohlen werden, einen Tastatur-Scan-Code nach dem Senden erneut zu übertragen, da kein Rückdatenkanal zum Übertragen vorhanden war Befehle an die Tastatur zu senden, so dass die einzige Möglichkeit, Scancodes zu vermeiden, wenn der Computer zu beschäftigt war, um sie zu empfangen, darin besteht, die Tastatur daran zu hindern, sie zu senden, bis der Computer bereit ist PS/2-Tastaturanschluss.)

Um ein Datenbyte zurück an das Gerät zu senden, zieht der Host Clock auf Low, wartet kurz, zieht Data auf Low und gibt die Clock-Leitung wieder frei. Das Gerät erzeugt dann ein Taktsignal, während der Host einen Bit-Frame auf der Datenleitung ausgibt, ein Bit pro Taktimpuls, ähnlich wie das angeschlossene Gerät, um in die andere Richtung zu übertragen. Während die Übertragung vom Gerät zum Host Bits bei fallenden Taktflanken liest, liest die Übertragung in die andere Richtung jedoch Bits bei steigenden Flanken. Nach dem Datenbyte gibt der Host die Datenleitung frei, und das Gerät zieht die Datenleitung für eine Taktperiode auf Low, um den erfolgreichen Empfang anzuzeigen. Normalerweise interpretiert eine Tastatur das empfangene Byte als Befehl oder Parameter für einen vorhergehenden Befehl. Das Gerät versucht nicht, an den Host zu senden, bis sowohl Clock als auch Data eine Mindestzeit lang hoch waren.

Die Übertragung vom Gerät zum Host wird bevorzugt, da das Gerät im normalen Ruhezustand den Kanal nicht belegen muss, bevor es übertragen kann – das Gerät beginnt einfach sofort mit der Übertragung. Im Gegensatz dazu muss der Host den Kanal belegen, indem er zuerst die Taktleitung und dann die Datenleitung auf Low zieht und wartet, bis das Gerät Zeit hat, den Kanal freizugeben und sich auf den Empfang vorzubereiten; erst dann kann der Host mit der Datenübertragung beginnen.

Portverfügbarkeit

PS/2 Dualport, entsprechender Splitter (Y-Kabel) und Pinbelegung (weiblich).

Ältere Laptops und die meisten modernen Motherboards haben einen einzigen Port, der entweder eine Tastatur oder eine Maus unterstützt. Manchmal ermöglicht der Port auch den Anschluss eines der Geräte an die beiden normalerweise nicht verwendeten Pins im Stecker, um beide gleichzeitig über ein spezielles Splitterkabel zu verbinden. Diese Konfiguration ist unter vielen anderen bei IBM / Lenovo Thinkpad- Notebooks üblich.

Die PS/2-Tastaturschnittstelle entspricht elektrisch dem 5-poligen DIN-Anschluss früherer AT-Tastaturen , und Tastaturen, die für eine Tastatur ausgelegt sind, können mit einem einfachen Kabeladapter an die andere angeschlossen werden. Solche Verdrahtungsadapter und Adapterkabel waren früher im Handel erhältlich. Beachten Sie, dass IBM PC- und PC XT-Tastaturen ein anderes unidirektionales Protokoll mit demselben DIN-Anschluss wie AT-Tastaturen verwenden funktioniert nicht mit dem PS/2-Port. (Zumindest funktioniert es nicht mit normaler PS/2-Tastaturtreibersoftware, einschließlich des System-BIOS-Tastaturtreibers.)

Im Gegensatz dazu unterscheidet sich die PS/2-Mausschnittstelle wesentlich von RS-232 (die im Allgemeinen für Mäuse auf PCs ohne PS/2-Anschlüsse verwendet wurde), aber dennoch wurden viele Mäuse hergestellt, die mit einer einfachen passiven Verkabelung auf beiden funktionieren konnten Adapter, bei dem die Mäuse das Vorhandensein des Adapters anhand seiner Verkabelung erkennen und dann die Protokolle entsprechend umschalten.

PS/2-Maus- und -Tastaturanschlüsse wurden auch in nicht IBM PC-kompatiblen Computersystemen verwendet, wie der DEC AlphaStation- Linie, frühen IBM RS/6000 CHRP- Maschinen und SGI Indy , Indigo 2 und neueren ( Octane usw.) Computers. Macintosh-Klon-Computer, die auf dem "LPX-40" -Logicboard- Design basierten, verfügten über PS/2-Maus- und -Tastaturanschlüsse , darunter Motorola StarMax und Power Computing PowerBase.

Legacy-Port-Status und USB

PS/2 gilt jetzt als Legacy-Port , wobei USB- Ports jetzt normalerweise für den Anschluss von Tastaturen und Mäusen bevorzugt werden. Diese reicht mindestens bis in die Intel / Microsoft PC 2001 Spezifikation von 2000 zurück.

PS/2-Ports sind jedoch weiterhin auf vielen Computer-Motherboards enthalten und werden von einigen Benutzern aus verschiedenen Gründen, einschließlich der folgenden, bevorzugt:

  • PS/2-Anschlüsse können aus Sicherheitsgründen in einer Unternehmensumgebung bevorzugt werden, da sie die vollständige Deaktivierung von USB-Anschlüssen ermöglichen, wodurch der Anschluss von USB-Wechseldatenträgern und schädlichen USB-Geräten verhindert wird.
  • Die PS/2-Schnittstelle bietet keine Einschränkung des Tasten-Rollovers , obwohl USB-Tastaturen auch keine solche Einschränkung haben, es sei denn, sie werden im BOOT- Modus betrieben, was die Ausnahme ist.
  • Zum Freigeben von USB-Anschlüssen für andere Zwecke wie zum Beispiel austauschbare USB-Geräte.
  • Einige USB-Tastaturen können das BIOS auf bestimmten Motherboards aufgrund von Treiberproblemen oder fehlender Unterstützung möglicherweise nicht bedienen . Die PS/2-Schnittstelle ist mit dem BIOS nahezu universell kompatibel.

Latenz von Mäusen

USB-Mäuse senden Daten schneller als PS/2-Mäuse, da Standard-USB-Mäuse mit einer Standardrate von 125 Hertz abgefragt werden, während Standard-PS/2-Mäuse Interrupts mit einer Standardrate von 100 Hz senden, wenn sie Daten an den Computer senden müssen. PS2-Mäuse und -Tastaturen werden jedoch von vielen Spielern bevorzugt, da sie im Wesentlichen keine Latenz über den Port haben. Es ist kein "Polling" vom Betriebssystem erforderlich. Das Gerät benachrichtigt das Betriebssystem, wenn es Zeit ist, ein Datenpaket von ihm zu empfangen.

Außerdem führen USB-Mäuse nicht dazu, dass der USB-Controller das System unterbricht, wenn sie keine Statusänderung gemäß dem Standardprofil der USB-HID-Spezifikation für Mäuse zu melden haben. Sowohl PS/2 als auch USB ermöglichen das Überschreiben der Abtastrate, wobei PS/2 eine Abtastrate von bis zu 200 Hz und USB eine Abfragerate von bis zu 1 kHz unterstützt, solange die Maus mit voller USB-Geschwindigkeit läuft oder höher.

Einschränkungen bei der Übertragung von USB-Schlüsseln

Die USB-HID-Tastaturschnittstelle erfordert, dass sie das Tasten-Rollover explizit behandelt, wobei die vollständige HID-Tastaturklasse N-Key-Rollover unterstützt. Die USB-Boot-Tastaturklasse (entwickelt, um es dem BIOS zu ermöglichen, ohne USB-HID-Unterstützung des Betriebssystems problemlos eine Tastatur bereitzustellen) ermöglicht jedoch nur 6-Tasten-Rollover. Einige Tastatur-Peripheriegeräte unterstützen nur die letztere Klasse, und einige Betriebssysteme können nach dem Booten möglicherweise nicht auf die Verwendung der vollständigen HID-Tastaturklasse mit einem Gerät umschalten.

Konvertierung zwischen PS/2 und USB

Viele Tastaturen und Mäuse wurden speziell entwickelt, um sowohl die USB- als auch die PS/2-Schnittstellen und -Protokolle zu unterstützen, wobei beim Einschalten der entsprechende Verbindungstyp ausgewählt wird. Solche Geräte sind im Allgemeinen mit einem USB-Anschluss ausgestattet und werden mit einem passiven Verdrahtungsadapter geliefert, um den Anschluss an einen PS/2-Port zu ermöglichen. Solche passiven Adapter sind nicht standardisiert und können daher gerätespezifisch sein. Um sie mit einem PS/2-Port zu verbinden, wäre ein Protokollkonverter erforderlich, der aktiv zwischen den Protokollen übersetzt. Solche Adapter unterstützen nur bestimmte Klassen von USB-Geräten wie Tastaturen und Mäuse, sind jedoch nicht modell- oder herstellerspezifisch.

Ältere reine PS/2-Peripheriegeräte können über einen aktiven Konverter an einen USB-Port angeschlossen werden , der im Allgemeinen ein Paar PS/2-Ports bereitstellt (die als eine Tastatur und eine Maus bezeichnet werden können, obwohl beide Ports möglicherweise beide Protokolle unterstützen). auf Kosten eines USB-Ports am Host-Computer.

Farbcode

Farbe Beschreibung
  Violett Klaviatur
  Grün Maus

Original PS/2-Anschlüsse waren schwarz oder hatten die gleiche Farbe wie das Anschlusskabel (hauptsächlich weiß). Später führte der PC 97- Standard einen Farbcode ein: Der Tastaturanschluss und die Stecker auf kompatiblen Tastaturen waren lila; Mausports und Stecker waren grün. (Einige Anbieter verwendeten anfangs einen anderen Farbcode; Logitech verwendete für kurze Zeit die Farbe Orange für den Tastaturanschluss, wechselte aber bald zu Lila.) Dieser Code wird heute noch auf den meisten PCs verwendet. Die Pinbelegung der Anschlüsse ist gleich, aber die meisten Computer erkennen Geräte nicht, die an den falschen Anschluss angeschlossen sind.

Hardwareprobleme

Hotplugging

PS/2-Ports dienen dazu, die digitalen I/O-Leitungen des Mikrocontrollers im externen Gerät direkt mit den digitalen Leitungen des Mikrocontrollers auf dem Motherboard zu verbinden. Sie sind nicht dafür ausgelegt, Hot-Swap-fähig zu sein . Das Hot-Swapping von PS/2-Geräten verursacht normalerweise keinen Schaden, da modernere Mikrocontroller dazu neigen, robustere I/O-Leitungen eingebaut zu haben, die schwerer zu beschädigen sind als die von älteren Controllern; Hot-Swapping kann jedoch bei älteren Maschinen oder Maschinen mit weniger robusten Portimplementierungen potenziell Schäden verursachen.

Wenn sie Hot-Swap-fähig sind, müssen die Geräte so ähnlich sein, dass der auf dem Host-System ausgeführte Treiber das neue Gerät erkennt und mit ihm verwendet werden kann. Andernfalls funktioniert das neue Gerät nicht richtig. Während dies bei Standardtastaturgeräten selten ein Problem ist, erkennt das Hostsystem selten das neue Gerät, das an den PS/2-Mausanschluss angeschlossen ist. In der Praxis können die meisten Tastaturen im laufenden Betrieb ausgetauscht werden, dies sollte jedoch vermieden werden.

Haltbarkeit

Busbetriebener PS/2-zu-USB-Adapter

PS/2-Anschlüsse sind nicht dafür ausgelegt, sehr oft ein- und ausgesteckt zu werden, was zu verbogenen oder abgebrochenen Pins führen kann. Außerdem stecken PS/2-Anschlüsse nur in eine Richtung und müssen vor dem Anschließen richtig gedreht werden. (Wenn ein Benutzer versucht, den Stecker in der falschen Ausrichtung einzuführen und dann versucht, ihn in die richtige Ausrichtung zu drehen, ohne ihn zuerst herauszuziehen, kann dies zu verbogenen Stiften führen.)

Die meisten, aber nicht alle Anschlüsse enthalten einen Pfeil oder einen flachen Abschnitt, der normalerweise vor dem Einstecken rechts oder oben an der Buchse ausgerichtet wird. Die genaue Richtung kann bei älteren oder Nicht- ATX- Computern variieren und es sollte darauf geachtet werden, dass sie nicht beschädigt oder verbogen werden Pins beim Anschließen von Geräten. Dieses Problem wird in der heutigen Zeit mit dem Aufkommen des PS/2-zu-USB-Adapters leicht gemildert: Benutzer können einfach immer einen PS/2-Stecker am PS/2-zu-USB-Adapter angeschlossen lassen und riskieren nicht, den Stifte auf diese Weise. Ein USB-zu-PS/2-Adapter hat dieses Problem nicht.

Fehleranalyse

In einer Standardimplementierung werden normalerweise beide PS/2-Ports von einem einzigen Mikrocontroller auf dem Motherboard gesteuert . Dies macht Design und Herstellung äußerst einfach und kostengünstig. Ein seltener Nebeneffekt dieser Konstruktion besteht jedoch darin, dass ein fehlerhaftes Gerät dazu führen kann, dass der Controller verwirrt wird, was dazu führt, dass beide Geräte unregelmäßig agieren. (Ein gut entworfener und programmierter Controller wird sich nicht auf diese Weise verhalten.) Die daraus resultierenden Probleme können schwierig zu beheben sein (z. B. kann eine schlechte Maus Probleme verursachen, die anscheinend auf die Tastatur zurückzuführen sind und umgekehrt).

Siehe auch

Verweise

Externe Links