IEEE 1284

1. 개요

IEEE 1284는 1994년에 발표된 개인용 컴퓨터와 주변 장치 간의 양방향 병렬 인터페이스 표준이다. 1970년대 센트로닉스 병렬 포트의 발전과 HP의 Bitronics 인터페이스를 거쳐, 최대 4MB/s의 데이터 전송 속도와 양방향 통신을 지원하며, 프린터, 스캐너, 테이프 드라이브 등 다양한 장치 연결에 사용되었다. IEEE 1284는 호환 모드, 니블 모드, 바이트 모드, EPP, ECP 등 5가지 작동 모드를 가지며, DB-25, 센트로닉스, 미니-센트로닉스 커넥터를 사용한다. IEEE 1284 표준은 IEEE 1284-1994, IEEE 1284-2000, IEEE 1284.1-1997, IEEE 1284.3-2000, IEEE 1284.4-2000 등으로 구성되어 있으며, USB 2.0 등 새로운 인터페이스의 등장으로 인해 점차 사용이 줄어들었다.

2. 역사적 배경

1970년대에 센트로닉스는 프린터 병렬 포트를 개발했으며, 이는 곧 사실상의 표준이 되었다. 센트로닉스는 솔레노이드 시리즈를 사용하여 개별 금속 핀을 당겨 리본과 종이를 치는 최초의 성공적인 저가형 7선 인쇄 헤드를 도입했다.

원래 포트 설계는 전송 전용이었으나, 프린터가 더 복잡해지고 더 풍부한 상태 코드가 필요해짐에 따라 제한이 있었다. 이는 1992년 HP가 도입한 "Bitronics" 구현으로 이어졌는데, 원래 포트의 상태 핀을 사용하여 임의의 데이터를 호스트로 다시 보내기 위한 4비트 병렬 포트를 형성했다.

이후 "양방향" 포트가 등장하여 상태 핀을 통해 8비트 주 데이터 버스의 데이터 흐름 방향을 나타냈다. 이는 "향상된 병렬 포트"(EPP) 표준으로 이어졌고, 신호 속도를 2 MB/s로 증가시켰다. 나중에 "확장된 기능 포트"(ECP) 버전에서는 2.5MB/s로 속도가 향상되었다.

1991년 네트워크 인쇄 얼라이언스가 결성되어 새로운 표준 개발을 시작했고, 1994년 3월 IEEE 1284 사양이 발표되었다. IEEE 1284는 이러한 모든 모드를 포함하고, 모든 모드에서 작동할 수 있도록 했다.

2.1. 센트로닉스 병렬 포트

1970년대에 센트로닉스는 현재 익숙한 프린터 병렬 포트를 개발했으며, 이는 곧 사실상의 표준이 되었다. 센트로닉스는 솔레노이드 시리즈를 사용하여 개별 금속 핀을 당겨 리본과 종이를 치는 최초의 성공적인 저가형 7선 인쇄 헤드를 도입했다.

도트 매트릭스 인쇄 헤드는 수직 열로 배열된 일련의 금속 핀으로 구성된다. 각 핀은 센트로닉스의 경우 솔레노이드와 같은 일종의 액추에이터에 부착되어 핀을 앞으로 당겨 리본과 종이를 칠 수 있다. 전체 인쇄 헤드는 텍스트 줄을 인쇄하기 위해 수평으로 이동하여 각 문자에 대한 매트릭스를 생성하기 위해 여러 번 종이를 친다. 초기 프린터의 문자 세트는 일반적으로 7x5 "픽셀"을 사용하여 80열 텍스트를 생성했다.

도트 열 시퀀스로 문자를 인쇄하는 복잡성은 컴퓨터에서 문자 인코딩을 한 번에 하나씩, 비트가 직렬 또는 병렬로 전송되면서 프린터 전자 장치에 의해 관리된다. 프린터가 정교해지고 메모리 비용이 하락함에 따라 프린터는 버퍼 메모리의 양을 늘리기 시작했으며, 처음에는 한두 줄에서 전체 페이지, 문서로 확대되었다.

원래 포트 설계는 전송 전용으로, 데이터를 호스트 컴퓨터에서 프린터로 보낼 수 있었다. 포트의 별도 핀을 통해 상태 정보를 컴퓨터로 다시 보낼 수 있었다.

2.2. Bitronics 인터페이스

1992년 휴렛 팩커드(HP)는 "Bitronics"라는 확장 인터페이스를 발표했다. 이는 기존 센트로닉스 표준의 한계를 극복하기 위한 것이었다. Bitronics는 원래 포트의 상태 핀을 활용하여 4비트 병렬 포트를 구성, 임의의 데이터를 호스트 컴퓨터로 전송할 수 있게 했다. 이러한 변화는 프린터가 점차 복잡해지고 더 다양한 상태 정보를 요구함에 따라 기존 방식으로는 한계에 직면했기 때문에 나타난 해결책이었다.

2.3. IEEE 1284 표준 제정

1991년에는 새로운 표준을 개발하기 위해 네트워크 프린팅 얼라이언스가 결성되었다. 1994년 3월에는 IEEE 1284 사양이 발표되었다.

3. 주요 특징

IEEE 1284는 이론상 최대 4의 빠른 전송 속도와 양방향 데이터 통신을 지원하는 표준이다. 실제 속도는 하드웨어에 따라 약 2로 달라진다. 이 표준은 더 빠른 인쇄와 백 채널 상태 및 관리를 가능하게 하며, SCSI 인터페이스를 사용하던 장치들을 병렬 인터페이스로 대체하여 비용을 절감했다. 소비자들은 더 이상 값비싼 SCSI 카드를 구매할 필요가 없어졌다.

병렬 인터페이스는 이후 근거리 통신망 인터페이스와 USB 2.0에 의해 대부분 대체되었다.

3.1. 양방향 통신

IEEE 1284 표준은 이론상 최대 4MB/s의 처리량으로 더 빠른 처리량과 양방향 데이터 흐름을 허용하며, 실제 처리량은 하드웨어에 따라 약 2MB/s이다. 프린터 환경에서 이는 더 빠른 인쇄와 백 채널 상태 및 관리를 가능하게 한다. 새로운 표준을 통해 주변 장치가 호스트로 대량의 데이터를 다시 보낼 수 있게 되면서, 이전에 SCSI 인터페이스를 사용했던 장치를 훨씬 저렴한 비용으로 생산할 수 있게 되었다. 여기에는 스캐너, 테이프 드라이브, 하드 디스크, 병렬 인터페이스를 통해 직접 연결된 컴퓨터 네트워크, 네트워크 어댑터 및 기타 장치가 포함되었다. 더 이상 소비자는 값비싼 SCSI 카드를 구매할 필요 없이, 내장된 병렬 인터페이스를 사용하면 되었다.

* IEEE 1284는 더 빠른 처리량과 양방향 데이터 통신으로 이론상 최대 4Mbps의 처리량을 낼 수 있다.
단 하드웨어에 따라 달라지기 때문에 실제로는 약 2Mbps 정도의 처리량이 된다.
* 프린터 측면에서 보면, 이로 인해 "더 빠른 인쇄"와 "채널 상황의 반송 및 관리"가 가능하다.
* 이 새로운 표준을 통해 주변기기는 호스트에 대량의 데이터를 다시 보낼 수 있다.
이 때문에 이전처럼 SCSI 인터페이스를 사용했던 장치는 더 저렴한 비용으로 제공할 수 있게 되었다.
** 이 장치에는 스캐너나 테이프 드라이브, 하드 디스크가 포함된다.
* 컴퓨터 네트워크는 병렬 인터페이스를 통해 네트워크 어댑터 및 다른 장치와 직접 연결할 수 있다.
* 소비자는 고가의 SCSI 카드를 구입할 필요가 없어지고, 병렬 인터페이스를 연결하여 간단하게 사용할 수 있게 되었다.

3.2. 전송 속도

IEEE 1284 표준은 이론상 최대 4MB/s의 전송 속도를 가지며, 더 빠른 처리량과 양방향 데이터 흐름을 지원한다. 실제 전송 속도는 하드웨어에 따라 약 2MB/s이다. 프린터 환경에서 이는 더 빠른 인쇄와 백 채널 상태 및 관리를 가능하게 한다. 새로운 표준을 통해 주변 장치는 호스트로 대량의 데이터를 다시 보낼 수 있게 되었고, 이전에는 SCSI 인터페이스를 사용했던 스캐너, 테이프 드라이브, 하드 디스크, 병렬 인터페이스를 통해 직접 연결된 컴퓨터 네트워크, 네트워크 어댑터 및 기타 장치들을 훨씬 저렴한 비용으로 생산할 수 있게 되었다. 소비자들은 더 이상 값비싼 SCSI 카드를 구매할 필요 없이, 내장된 병렬 인터페이스를 사용하면 되었다.

병렬 인터페이스는 이후 근거리 통신망 인터페이스와 USB 2.0에 의해 대부분 대체되었다.

3.3. 주변 장치 지원

IEEE 1284 표준은 이론상 최대 4의 처리량으로 더 빠른 처리량과 양방향 데이터 흐름을 허용하지만, 실제 처리량은 하드웨어에 따라 약 2이다. 프린터 환경에서 이는 더 빠른 인쇄와 백 채널 상태 및 관리를 가능하게 한다. 새로운 표준을 통해 주변 장치가 호스트로 대량의 데이터를 다시 보낼 수 있게 되면서, 이전에 SCSI 인터페이스를 사용했던 장치를 훨씬 저렴한 비용으로 생산할 수 있게 되었다. 여기에는 스캐너, 테이프 드라이브, 하드 디스크, 병렬 인터페이스를 통해 직접 연결된 컴퓨터 네트워크, 네트워크 어댑터 및 기타 장치가 포함되었다. 더 이상 소비자는 값비싼 SCSI 카드를 구매할 필요 없이, 내장된 병렬 인터페이스를 사용하면 되었다.

* IEEE 1284는 더 빠른 처리량과 양방향 데이터 통신을 지원한다.
* 프린터 측면에서 보면, 이로 인해 더 빠른 인쇄와 채널 상황의 반송 및 관리가 가능하다.
* 이 새로운 표준을 통해 주변기기는 호스트에 대량의 데이터를 다시 보낼 수 있어, SCSI 인터페이스를 사용했던 장치를 더 저렴한 비용으로 제공할 수 있게 되었다.
* 이 장치에는 스캐너, 테이프 드라이브, 하드 디스크 등이 포함된다.
* 컴퓨터 네트워크는 병렬 인터페이스를 통해 네트워크 어댑터 및 다른 장치와 직접 연결할 수 있다.
* 소비자는 고가의 SCSI 카드를 구입할 필요 없이, 병렬 인터페이스를 연결하여 간단하게 사용할 수 있게 되었다.

3.4. SCSI 인터페이스와의 관계

IEEE 1284 표준은 더 빠른 처리량과 양방향 데이터 흐름을 허용하여, 이론상 최대 4MB/s, 실제로는 약 2MB/s의 처리량을 제공한다. 프린터 환경에서는 더 빠른 인쇄와 백 채널 상태 및 관리가 가능해졌다. 새로운 표준 덕분에 주변 장치가 호스트로 대량의 데이터를 다시 보낼 수 있게 되면서, 이전에는 SCSI 인터페이스를 사용했던 장치들을 훨씬 저렴한 비용으로 생산할 수 있게 되었다. 여기에는 스캐너, 테이프 드라이브, 하드 디스크, 병렬 인터페이스를 통해 직접 연결된 컴퓨터 네트워크, 네트워크 어댑터 및 기타 장치가 포함되었다. 소비자들은 더 이상 값비싼 SCSI 카드를 구매할 필요 없이, 내장된 병렬 인터페이스를 사용하면 되었다.

4. 작동 모드

IEEE 1284는 호환 모드, 니블 모드, 바이트 모드, EPP(Enhanced Parallel Port), ECP(Extended Capability Port)의 5가지 모드로 작동할 수 있다.

* 호환 모드 (Compatibility Mode): 센트로닉스 표준 또는 SPP라고도 불리며, 기존 센트로닉스 방식과 유사한 단방향 통신 방식이다. 주로 프린터에 사용된다.
* 니블 모드 (Nibble Mode): 4비트(니블) 단위로 데이터를 전송하는 인터페이스로, HP에서 개발한 Bi-tronics 모드가 대표적이다. 주로 프린터 상태 정보를 얻는 데 사용된다.
* 바이트 모드 (Byte Mode): "양방향" 모드라고도 불리며, 8비트 단위로 데이터를 전송하는 반이중 방식이다. IBM PS/2 컴퓨터 등에서 지원되어 PS/2 모드라고도 불린다.
* EPP (Enhanced Parallel Port): 프린터, 스캐너 등 다양한 장치에서 대량의 데이터를 빠르게 주고받을 수 있도록 설계된 반이중 양방향 인터페이스이다.
* ECP (Extended Capability Port): EPP와 유사하지만, 직접 메모리 접근(DMA)을 사용하여 CPU 부담을 줄이고 더 빠른 데이터 전송을 제공하는 반이중 양방향 인터페이스이다. RLE 압축을 지원하기도 한다.

최근 컴퓨터는 대부분 병렬 포트를 포함하며, ECP 또는 EPP 모드, 또는 두 모드를 동시에 지원하는 경우가 많다.

IEEE 1284는 양방향 장치 통신이 항상 니블 모드로 시작되도록 규정한다. 호스트가 니블 모드에서 응답을 받지 못하면, 장치를 레거시 프린터로 간주하고 호환 모드로 전환한다. 그렇지 않으면, 연결된 양쪽 장치에서 지원하는 최상의 모드를 협상하여 통신을 진행한다.

IEEE 1284 준수 장치는 호환 모드와 니블 모드를 반드시 구현해야 하며, 나머지 3가지 모드(바이트 모드, EPP, ECP)는 선택 사항이지만 구현이 권장된다.

4.1. 호환 모드 (Compatibility Mode)

센트로닉스 표준 또는 SPP라고도 하는 호환 모드는 기존 센트로닉스 방식과 몇 가지 차이점만 있는 단방향 통신 방식이다. 이 모드는 거의 전적으로 프린터에 사용된다. 프린터가 호스트로 다시 보낼 수 있는 신호는 프린터 용지 부족과 같은 일반적인 오류 상태를 알리는 몇 가지 고정된 의미의 상태 라인뿐이다.

4.2. 니블 모드 (Nibble Mode)

니블 모드(Nibble Mode)는 장치가 4비트(니블)씩 데이터를 전송할 수 있도록 하는 인터페이스로, 호환 모드의 상태 라인 4개를 데이터에 (재)사용한다. 이 모드는 HP에서 도입한 Bi-tronics 모드이며 일반적으로 향상된 프린터 상태를 얻는 데 사용된다. 공식적으로 지원되지는 않지만, 니블 모드는 대부분의 IEEE-1284 이전 센트로닉스 인터페이스에서도 작동한다.

IEEE 1284 준수 장치는 호환 모드와 니블 모드를 구현해야 한다.

4.3. 바이트 모드 (Byte Mode)

바이트 모드(Byte Mode)는 "양방향" 모드라고도 불리며(호환 모드를 제외한 모든 모드는 실제로 양방향임), 장치가 다른 방향에 사용되는 동일한 데이터 라인을 사용하여 한 번에 8비트를 전송할 수 있는 반이중 모드이다. 이 모드는 IBM PS/2 컴퓨터에 내장된 것과 같이 IEEE-1284 이전 인터페이스의 일부에서 지원된다. 이러한 이유로 비공식적으로 PS/2 모드라고도 불린다.

4.4. EPP (Enhanced Parallel Port)

EPP(Enhanced Parallel Port, 향상된 병렬 포트)는 프린터, 스캐너 또는 저장 장치와 같은 장치가 대량의 데이터를 전송하는 동시에 채널 방향을 빠르게 전환할 수 있도록 설계된 반이중 양방향 인터페이스이다. EPP는 최대 20억의 대역폭을 제공할 수 있으며, 이는 일반적인 병렬 포트 통신으로 달성되는 속도의 약 15배이며 CPU 오버헤드가 훨씬 적다.

4.5. ECP (Extended Capability Port)

ECP(Extended Capability Port)는 EPP와 유사한 반이중 양방향 인터페이스이지만, PC 구현에서는 직접 메모리 접근(일반적으로 채널 3의 ISA DMA)을 사용하여 ISA DMA 하드웨어와 병렬 포트 인터페이스 하드웨어가 CPU가 이 작업을 수행하는 대신 데이터 전송 작업을 처리함으로써 EPP보다 훨씬 빠른 데이터 전송을 제공한다. 이 모드를 사용하여 인터페이스하는 많은 장치는 RLE 압축을 지원한다. ECP는 최대 25억의 대역폭을 제공할 수 있으며, 이는 8비트 ISA DMA의 자연적인 한계이다. PC의 ECP 인터페이스는 전송 중 CPU 부하를 줄여 IEEE-1284 이전 프린터로의 전송을 개선할 수도 있지만, 이 경우 전송은 단방향이다.

5. 커넥터 및 케이블

IEEE 호환 케이블은 여러 가지 배선 및 품질 표준을 충족해야 한다. IEEE 1284-I 케이블은 IEEE 1284-A 및 IEEE 1284-B 커넥터를 사용하고, IEEE 1284-II 케이블은 IEEE 1284-C 커넥터를 사용한다. IEEE 1284 데이지 체인 사양을 통해 단일 병렬 포트에 최대 8개의 장치를 연결할 수 있다.

모든 모드는 TTL 전압 논리 레벨을 사용하므로, 특수 케이블을 사용하지 않으면 케이블 길이는 몇 미터로 제한된다.

5.1. 커넥터 종류

IEEE 1284에는 세 가지 유형의 커넥터가 정의되어 있다.

* A형: DB-25 25핀으로, 호스트(컴퓨터) 연결에 사용된다.
* B형: 센트로닉스 (공식 명칭 "마이크로 리본") 36핀으로, 프린터나 기타 장치 연결에 사용된다.
* C형: 미니-센트로닉스 (MDR36 또는 HPCN36) 36핀으로, B형보다 크기가 작은 대안이지만 널리 사용되지는 않는다. 장치 연결에 사용된다.

IEEE 1284 케이블에는 두 가지 종류가 있다.

* IEEE 1284-I: IEEE 1284-A 및 IEEE 1284-B 커넥터를 사용한다.
* IEEE 1284-II: IEEE 1284-C 커넥터를 사용한다.

5.2. 케이블 종류

IEEE 1284 케이블에는 두 가지 종류가 있다.

* IEEE 1284-I: IEEE 1284-A 및 IEEE 1284-B 커넥터를 사용한다.
* IEEE 1284-II: IEEE 1284-C 커넥터를 사용한다.

IEEE 1284-I은 DB-25 25핀(A형) 커넥터(호스트 연결용)와 센트로닉스 36핀(B형) 커넥터(프린터 또는 장치 연결용)를 사용한다. IEEE 1284-II는 미니-센트로닉스(MDR36 또는 HPCN36) 36핀(C형) 커넥터(장치 연결용)를 사용하는데, 이는 더 작은 대안이지만 널리 쓰이지는 않는다.

5.3. 데이지 체인

IEEE 1284 데이지 체인 사양에서는 하나의 병렬 포트에 최대 8개의 장치를 연결할 수 있다.

6. IEEE 1284 표준 목록

6.1. IEEE 1284-1994/2000

IEEE 1284-1994는 개인용 컴퓨터를 위한 양방향 병렬 주변 장치 인터페이스 표준 신호 방식이다. IEEE 1284-2000은 이 표준의 개선판이다.

6.2. IEEE 1284.1-1997

IEEE 1284.1-1997은 프린터 구성 및 상태 반환 프로토콜을 정의하는 전송 독립 프린터/시스템 인터페이스이다.

6.3. IEEE 1284.2

IEEE 1284.2는 IEEE 1284 테스트, 측정 및 적합성 표준이지만 승인되지 않았다.

6.4. IEEE 1284.3-2000

IEEE 1284.3-2000은 IEEE 1284 호환 주변 장치 및 호스트 어댑터에 대한 인터페이스 및 프로토콜 확장 표준이다. 이 표준은 여러 주변 장치가 병렬 포트를 공유할 수 있도록 하는 프로토콜(데이지 체이닝)을 지원한다.

6.5. IEEE 1284.4-2000

IEEE 1284.4-2000은 IEEE 1284 인터페이스를 위한 데이터 전송 및 논리 채널에 대한 표준이다. 이 표준은 장치가 여러 개의 동시 데이터 교환을 수행할 수 있도록 허용한다.

7. 대한민국에서의 IEEE 1284

대한민국에서는 IEEE 1284 표준, 특히 병렬 포트가 컴퓨터와 주변 기기를 연결하는 주요 인터페이스로 널리 사용되었다. 초기에는 주로 프린터 연결에 사용되었으나, 점차 스캐너, 외장 하드 드라이브, CD-ROM 드라이브 등 다양한 장치와의 연결에도 활용되었다.

그러나 USB 인터페이스의 등장과 빠른 보급으로 인해 병렬 포트의 사용은 점차 감소하였다. USB는 더 빠른 전송 속도, 핫 플러깅 기능, 소형화된 커넥터 등 여러 장점을 제공하여 병렬 포트를 대체하게 되었다.

현재는 대부분의 컴퓨터와 주변 기기에서 USB 인터페이스가 표준으로 자리 잡았으며, IEEE 1284 병렬 포트는 구형 장치와의 호환성을 위해서만 제한적으로 사용되고 있다.