병렬 포트

3. IBM PC의 기능

IBM은 1981년에 IBM 개인용 컴퓨터(PC)를 출시하면서 병렬 포트를 탑재했다. 이 포트는 프린터 및 기타 주변 기기와의 통신을 위해 사용되었다. IBM은 PC 측면에 DB25F 커넥터를, 프린터 측면에 36핀 센트로닉스 커넥터를 사용하여 병렬 케이블을 표준화했다.^[5] 초기에는 IBM 로고가 있는 프린터(OEM으로 엡손에서 리브랜딩)만 IBM PC와 함께 사용할 수 있었지만, 곧 다른 벤더들도 표준 센트로닉스와 IBM 구현 모두와 호환되는 프린터를 출시했다.^[5]

1981년 IBM PC용 오리지널 IBM 병렬 프린터 어댑터는 제한적인 양방향 통신을 지원하도록 설계되어, 8개의 데이터 출력 라인과 4개의 데이터 입력 라인을 가졌다. 이를 통해 프린터 출력뿐만 아니라 다른 용도로도 사용할 수 있었다. 그러나 이 기능은 거의 사용되지 않았고, 이후 하드웨어 개정판에서는 제거되었다. 1987년, IBM은 IBM PS/2 시리즈에서 양방향 인터페이스를 다시 도입했다.

과거의 IBM PC는 처음 두 개의 병렬 포트에 대해 다음과 같이 할당했다.

3. 1. 포트 주소

사용하지 않는 슬롯이 있으면 다른 포트의 주소가 변경될 수 있다.^[18] 예를 들어, 0x3BC에 포트가 없으면 0x378의 포트가 첫 번째 논리적 병렬 포트가 된다.

3. 2. 핀 수

3. 2. 1. DB25 커넥터 핀 할당

표준 병렬 포트(SPP)의 핀 할당 및 비트 관계는 다음과 같다.

"~"는 비트의 값과 하드웨어가 반전되어 있음을 나타낸다.

4. 용도

USB가 등장하기 전에는 병렬 인터페이스가 프린터를 비롯한 다양한 주변기기들을 연결하는 데 사용되었다. 초기에는 소프트웨어 복사 방지를 위한 동글 연결에 사용되었고, 이후 집 드라이브, 스캐너, 외장 모뎀, 사운드 카드, 웹캠, 게임패드, 조이스틱, 외장 하드 디스크 드라이브, CD-ROM 드라이브 등에도 사용되었다. 어댑터를 이용하면 병렬 포트를 통해 SCSI 장치를 구동할 수도 있었으며, EPROM 프로그래머와 하드웨어 컨트롤러도 연결할 수 있었다.

1981년 IBM은 IBM 개인용 컴퓨터와 함께 센트로닉스 인터페이스의 변형을 출시했는데, IBM 로고가 있는 프린터(OEM으로 엡손에서 리브랜딩)만 IBM PC와 함께 사용할 수 있었다.^[5] IBM은 PC 쪽에 DB25F 커넥터를, 프린터 쪽에 36핀 센트로닉스 커넥터를 사용하여 병렬 케이블을 표준화했다. 이후 여러 벤더들이 표준 센트로닉스와 IBM 구현 모두와 호환되는 프린터를 출시했다.

1981년 IBM PC용 오리지널 IBM 병렬 프린터 어댑터는 제한적인 양방향 통신을 지원했으며, 8개의 데이터 출력 라인과 4개의 데이터 입력 라인을 갖추고 있었다. 케이블 양쪽 끝의 장치가 데이터 라인에 쓸 수 있도록 하여 프린터 출력뿐만 아니라 다른 용도로도 사용할 수 있었으나, 호스트의 포트가 양방향이어야 했다. 이 기능은 거의 사용되지 않았고 이후 하드웨어 개정판에서는 제거되었다. 1987년, IBM은 IBM PS/2 시리즈에서 양방향 인터페이스를 다시 도입하여, 프린터 포트가 양방향일 것으로 예상하지 않는 하드웨어와의 호환성을 위해 활성화하거나 비활성화할 수 있도록 했다.

프린터 시장이 확장되면서 새로운 유형의 인쇄 메커니즘은 기존 포트의 적은 수의 상태 핀으로는 표현할 수 없는 새로운 기능과 오류 조건을 지원해야 했다. IBM의 솔루션은 이를 지원할 수 있었지만, 구현이 간단하지 않았고 당시에는 지원되지 않았다. 1993년 4월 휴렛 팩커드(HP) LaserJet 4Si에 도입된 Bi-Tronics 시스템은^[6] 기존의 네 개 상태 핀(ERROR, SELECT, PE, BUSY)을 사용하여 니블을 나타냈으며, 8비트 값을 전송하기 위해 두 번의 전송을 사용했다. 니블 모드로 알려진 Bi-Tronics 모드는 호스트가 SELECT 라인을 하이로 올리면 표시되었고, AUTOFEED를 로우로 토글하면 데이터가 전송되었다. 핸드셰이킹 프로토콜 변경으로 성능이 향상되어 프린터로 400,000cps, 호스트로 약 50,000cps의 속도를 낼 수 있었다.^[7] Bi-Tronics 시스템은 호스트에서 소프트웨어로 구동될 수 있으며 하드웨어를 사용하지 않는다는 장점이 있었다. 호스트로 다시 데이터를 전송하는 데 사용된 모든 핀은 이미 프린터-호스트 라인이었다.

스캐너 및 복합기와 같은 장치의 등장은 Bi-Tronics 또는 IBM 스타일 백채널이 처리할 수 있는 것보다 더 많은 성능을 요구했다. 제니스 일렉트로닉스(Zenith Electronics)에서 정의한 향상된 병렬 포트(EPP)는 개념적으로 IBM의 바이트 모드와 유사하지만, 최대 2MB/s를 허용하도록 핸드셰이킹의 세부 사항을 변경했다.^[8] 확장 기능 포트(ECP)는 동일한 물리적 하우징 내에 새로운 포트로, ISA 기반 직접 메모리 접근과 런 렝스 인코딩을 추가하여 팩스 또는 흑백 스캔 이미지와 같은 간단한 이미지를 전송할 때 유용했다. ECP는 양방향으로 최대 2.5MB/s의 성능을 제공했다.^[9]

이러한 개선 사항은 IEEE 1284 표준의 일부로 수집되었다. 1994년 첫 번째 릴리스에는 원래 Centronics 모드("호환성 모드"), 니블 및 바이트 모드, 핸드셰이킹에 대한 변경 사항이 포함되었다. 원래 Centronics 구현에서는 BUSY 신호가 데이터의 모든 라인에서 변경될 때마다 토글되도록(라인별 사용) 요구했지만, IEEE 1284에서는 각 수신된 문자마다 BUSY가 토글되도록(문자별 사용) 요구하여 BUSY 토글 횟수와 인터럽션을 줄였다. 1997년 업데이트에서는 프린터 상태 코드를 표준화했다. 2000년에는 EPP 및 ECP 모드, 여러 커넥터 및 케이블 스타일, 단일 포트에서 최대 8개 장치를 데이지 체인하는 방법이 표준으로 포함되었다.^[9]

일부 호스트 시스템 또는 프린트 서버는 낮은 전압 출력 또는 빠른 토글을 가진 스트로브 신호를 사용할 수 있다. 이로 인해 인쇄가 안 되거나 간헐적으로 되거나, 문자가 누락/반복되거나, 엉뚱한 문자가 인쇄될 수 있다. 일부 프린터 모델에는 문자별 사용 설정을 위한 스위치 또는 설정이 있으며, 다른 모델에는 핸드셰이크 어댑터가 필요할 수 있다.

데이터프로덕츠는 자사 프린터용 병렬 인터페이스를 다르게 구현하여 도입했다. 호스트 측에는 DC-37 커넥터를, 프린터 측에는 50핀 커넥터를 사용했는데, 이는 DD-50(때로는 "DB50"이라고 잘못 불림) 또는 블록 모양의 M-50 커넥터였다. M-50은 윈체스터라고도 불렸다.^[10][11] 데이터프로덕츠 병렬 인터페이스는 최대 약 15.24m 연결을 위한 단거리 버전과 차동 신호를 사용하여 최대 약 152.40m 연결을 지원하는 장거리 버전으로 제공되었다. 데이터프로덕츠 인터페이스는 1990년대까지 많은 메인프레임 시스템에서 사용되었으며, 많은 프린터 제조업체에서 옵션으로 제공했다.

1980년대와 1990년대 대부분의 PC 호환 시스템은 1~3개 포트를 가졌으며, 통신 인터페이스는 다음과 같이 정의되었다.

0x3BC에 프린터 포트가 없으면, 두 번째 포트(0x378)가 논리 병렬 포트 1이 되고 0x278이 BIOS에 대한 논리 병렬 포트 2가 된다. 때로는 프린터 포트가 자체 IO 주소를 가짐에도 인터럽트를 공유하도록 점퍼 설정되기도 했다(한 번에 하나만 인터럽트 구동 방식으로 사용 가능). 어떤 경우 BIOS가 네 번째 프린터 포트도 지원했지만, 기본 주소는 공급업체마다 달랐다. BIOS 데이터 영역(BDA)의 네 번째 논리 프린터 포트 예약 항목은 PS/2 머신 및 S3 호환 그래픽 카드에서 다른 용도로 공유되므로, 대부분 환경에서 특수 드라이버가 필요했다. DR-DOS 7.02에서는 LPT1, LPT2, LPT3(및 선택적 LPT4) CONFIG.SYS 지시어를 사용하여 BIOS 포트 할당을 변경 및 재정의할 수 있었다.

DOS 기반 시스템은 BIOS에서 감지된 논리적 병렬 포트를 ''LPT1'', ''LPT2'', ''LPT3''(각각 논리적 병렬 포트 1, 2, 3)과 같은 장치 이름으로 사용할 수 있게 한다. 이 이름은 '''Line Print Terminal''', '''Local Print Terminal'''(둘 다 '''LPT'''로 축약) 또는 Line Printer에서 파생되었다. 비슷한 명명 규칙은 ITS, DEC 시스템, CP/M 및 86-DOS(''LST'')에서도 사용되었다.

DOS에서 병렬 프린터는 명령 줄에서 직접 액세스할 수 있었다. "TYPE C:\AUTOEXEC.BAT > LPT1:" 명령은 AUTOEXEC.BAT 파일 내용을 프린터 포트로 리디렉션한다. '''PRN''' 장치는 LPT1의 별칭이었다. 일부 운영 체제(Multiuser DOS 등)는 다른 수단으로 이 할당을 변경할 수 있다. 일부 DOS 버전은 MODE에서 제공하는 상주 드라이버 확장을 사용하거나 CONFIG.SYS PRN=n 지시문으로 매핑을 변경할 수 있다(DR-DOS 7.02 등). DR-DOS 7.02는 기본 BIOS가 지원하는 경우 ''LPT4''에 대한 선택적 기본 제공 지원도 제공한다.

PRN은 CON, AUX 등과 함께 Windows XP 이상에서도 DOS 및 Windows에서 유효하지 않은 파일 및 디렉토리 이름이다.

SCO UNIX 및 Linux에서 첫 번째 병렬 포트는 파일 시스템을 통해 /dev/lp0으로 사용할 수 있다. Linux IDE 장치는 ''paride''(병렬 포트 IDE) 드라이버를 사용할 수 있었다.^[14]

4. 1. 과거의 용도

• 아이오메가 ZIP 드라이브
• 스내피 비디오 스냅샷 비디오 캡처 장치^[15]
• MS-DOS 6.22의 INTERLNK 및 INTERSRV 드라이브 공유 유틸리티
• 코복스 스피치 씽 오디오 장치
• OPL2LPT 및 OPL3LPT 오디오 장치

4. 2. 현재의 용도

5. 프로그램 인터페이스

DOS 및 초기 버전의 윈도우에서는 프로그램이 "TYPE C:\AUTOEXEC.BAT > LPT1:"와 같은 명령어를 통해 AUTOEXEC.BAT 파일 내용을 프린터 포트로 보내는 등, 병렬 포트에 직접 접근하여 데이터를 읽고 쓸 수 있었다.^[14] 그러나 Windows 95 및 98에서는 "C:\CON\CON"과 같은 특정 경로를 입력하면 시스템이 다운되는 취약점이 존재했다.

Windows NT 계열 운영 체제에서는 보안 및 장치 경합 관리를 위해 커널 드라이버를 통해서만 병렬 포트에 접근할 수 있다. 리눅스에서는 root 권한으로 inb(), outb() 함수를 사용하거나, ppdev를 통해 공유 액세스 권한을 설정하여 사용자 공간에서 병렬 포트에 접근할 수 있다.^[16]

libieee1284 라이브러리는 여러 플랫폼에서 병렬 포트에 접근하기 위한 추상 인터페이스를 제공한다.^[17]

참조

_[1] 서적 PC interfacing and data acquisition : techniques for measurement, instrumentation and control Newnes
_[2] 서적 Centronics model 306 Technical Manual https://archive.org/[...] Centronics 1976
_[3] 서적 Print Unchained: Fifty Years of Digital Printing: A Saga of Invention and Enterprise DRA of Vermont
_[4] 서적 Centronics 101, 120A, 101AL, 102A, 306 Printers http://chiclassiccom[...]
_[5] 웹사이트 Centronics and IBM Compatible Parallel Printer Interface Pin Assignment Reference http://nemesis.lones[...] 2007-10-05
_[6] 웹사이트 Twenty Years of Innovation: HP LaserJet and Inkjet Printers 1984–2004 http://www.hp.com/hp[...] HP 2021-11-05
_[7] 웹사이트 Nibble Mode http://madang.ajou.a[...] 2016-10-11
_[8] 특허 Enhanced parallel port 1992-05-15
_[9] 기술보고서 IEEE 1284: Parallel Ports http://www.nor-tech.[...] Lava 2007-11-02
_[10] 웹사이트 Dataproducts D-Sub 50 Parallel http://www.hardwareb[...] 2008-01-25
_[11] 웹사이트 Dataproducts M/50 Parallel http://www.hardwareb[...] 2008-01-25
_[12] 서적 Handbook of Computer Troubleshooting UNKNO
_[13] 웹사이트 The D-Link DMP-100 MP3 Player http://www.targetpc.[...] Target PC Magazine 2012-07-20
_[14] 서적 Linux All-in-One Desk Reference For Dummies https://books.google[...] John Wiley & Sons 2015-09-11
_[15] 웹사이트 Play Snappy Video SnapShot still-image capture adapter Series Specifications https://www.cnet.com[...] 2017-08-06
_[16] 웹사이트 Parallel port flatbed scanner works under USB on Win9x (Archive) http://myweb.polyu.e[...] 2012-06-30
_[17] 웹사이트 Inpout32.DLL for Windows 98/2000/NT/XP http://www.logix4u.n[...] 2014-03-14
_[18] 서적 The Undocumented PC
_[19] 서적 PC interfacing and data acquisition : techniques for measurement, instrumentation and control Newnes
_[20] 서적 PC Hardware in a Nutshell: A Desktop Quick Reference https://books.google[...] "O'Reilly Media, Inc." 2003-07-24
_[21] 웹사이트 Parallel Port Definition http://www.techopedi[...] 2013-01-03