Порт PS/2

Сюда перенаправляются «Клавиатура PS/2» и «Мышь PS/2». Информацию о клавиатурах, обычно поставляемых с компьютерами IBM PS/2, см. в разделе « Клавиатура модели M» . Информацию о периферийных устройствах и игровых конверсиях для игровой консоли см. в разделе PlayStation 2 .

Порт PS/2

Порты подключения PS/2 с цветовой маркировкой (фиолетовый для клавиатуры и зеленый для мыши).
Тип	клавиатуры и компьютерной мыши Разъем для передачи данных
История производства
Дизайнер	ИБМ
Разработанный	1987 год ( 1987 )
Заменено	Разъем DIN , разъем DE-9 и Mini-DIN-9 InPort
Заменено	USB ( класс устройства пользовательского интерфейса USB )
Общие характеристики
Горячее подключение	Нет
Внешний	Да
Кабель	4 провода плюс экран
Булавки	6
Разъем	Мини-DIN-6
Электрический
Сигнал	5 В постоянного тока
Земля	Специальный штифт и щит
Макс. Напряжение	5.0 ± 0.5 V
Макс. текущий	275 мА
Данные
Сигнал данных	Последовательные данные с частотой 10,0–16,7 кГц с 1 стартовым битом, 8 битами данных ( сначала младший бит ), 1 битом четности (нечетным), 1 стоповым битом, [1 битом подтверждения (при соединении между хостом и устройством)]
Битрейт	7–12 кбит/с
Макс. устройства	1 или 2
Протокол	Серийный
Распиновка
Гнездовой разъем спереди
Контакт 1	+ДАННЫЕ	Данные
Контакт 2		Не подключено
Контакт 3	Земля	Земля
Контакт 4	Вкк	+5 В постоянного тока при 275 мА
Контакт 5	+CLK	Часы
Контакт 6		Не подключено

Порт PS/2 представляет собой 6-контактный разъем mini-DIN, используемый для подключения клавиатур и мышей к компьютерной системе , совместимой с ПК . Его название происходит от IBM Personal System/2 серии персональных компьютеров , с которыми он был представлен в 1987 году. Разъем мыши PS/2 обычно заменял старый разъем DE-9 RS-232 «последовательной мыши», а разъем PS/2 Разъем клавиатуры заменил более крупный 5-контактный разъем DIN на 180 °, используемый в конструкции IBM PC / AT . Порт клавиатуры PS/2 электрически и логически идентичен порту клавиатуры IBM AT, отличаясь только типом используемого электрического разъема. Платформа PS / 2 представила второй порт той же конструкции, что и порт клавиатуры, для подключения мыши; таким образом, интерфейсы клавиатуры и мыши в стиле PS/2 электрически аналогичны и используют один и тот же протокол связи. Однако, в отличие от аналогичного разъема Apple Desktop Bus , используемого Apple, порт для клавиатуры и мыши данной системы не может быть взаимозаменяемым, поскольку два устройства используют разные наборы команд, а драйверы устройств обычно жестко запрограммированы для взаимодействия с каждым устройством на одном устройстве. адрес порта, который традиционно назначен этому устройству. (То есть драйверы клавиатуры написаны для использования первого порта, а драйверы мыши — для использования второго порта. )

Протокол связи

Каждый порт реализует двунаправленный синхронный последовательный канал. Канал немного асимметричен: он благоприятствует передаче от устройства ввода к компьютеру, что является большинством случаев. Двунаправленный интерфейс клавиатуры IBM AT и PS/2 представляет собой развитие однонаправленного интерфейса клавиатуры IBM PC, использующий те же сигнальные линии, но добавляющий возможность отправлять данные обратно на клавиатуру с компьютера; это объясняет асимметрию.

Интерфейс имеет две основные сигнальные линии: Data и Clock. Это несимметричные сигналы, управляемые драйверами с открытым коллектором на каждом конце. Обычно передача осуществляется от устройства к хосту. Чтобы передать байт, устройство просто последовательно выводит последовательный кадр данных (включая 8 бит данных и бит четности) по линии данных, переключая линию синхронизации один раз для каждого бита. Хост управляет направлением связи, используя линию Clock; когда хост понижает его уровень, связь с подключенным устройством блокируется. Хост может прервать работу устройства, понизив тактовый сигнал во время передачи устройства; устройство может обнаружить это по тому, что тактовый сигнал остается низким, когда устройство отпускает его и переходит в высокий уровень при переключении генерируемого устройством тактового сигнала. Когда хост переводит тактовый сигнал в низкий уровень, устройство должно немедленно прекратить передачу и освободить тактовый сигнал и данные, чтобы оба были переведены в высокий уровень. (Пока что все это то же самое, что и протокол однонаправленной связи порта клавиатуры IBM PC, хотя форматы последовательных кадров различаются.) Хост может использовать это состояние интерфейса просто для того, чтобы запретить устройству передачу, когда хост не готов принять. (Для порта клавиатуры IBM PC это был единственный нормальный способ передачи сигналов от компьютера к клавиатуре. Клавиатуре нельзя было дать команду на повторную передачу кода сканирования клавиатуры после его отправки, поскольку не было обратного канала данных для передачи команды на клавиатуру, поэтому единственный способ избежать потери скан-кодов, когда компьютер был слишком занят, чтобы их принять, - это запретить клавиатуре отправлять их до тех пор, пока компьютер не будет готов. Этот режим работы все еще доступен для IBM AT и. Порт клавиатуры PS/2.)

Чтобы отправить байт данных обратно на устройство, хост переводит Clock в низкий уровень, некоторое время ждет, переводит Data в низкий уровень и снова освобождает линию Clock. Затем устройство генерирует тактовый сигнал, в то время как хост выводит кадр битов на линии данных, по одному биту на тактовый импульс, аналогично тому, что подключенное устройство делало бы для передачи в другом направлении. Однако в то время как при передаче от устройства к хосту считываются биты по спадающим фронтам тактового сигнала, при передаче в другом направлении считываются биты по нарастающим фронтам. После байта данных хост освобождает линию данных, и устройство переводит линию данных в низкий уровень на один такт, чтобы указать на успешный прием. Клавиатура обычно интерпретирует полученный байт как команду или параметр предыдущей команды. Устройство не будет пытаться передать данные хосту до тех пор, пока тактовый сигнал и данные не будут находиться на высоком уровне в течение минимального периода времени.

Передача от устройства к хосту предпочтительна, поскольку из нормального состояния ожидания устройству не нужно занимать канал, прежде чем оно сможет начать передачу — устройство просто немедленно начинает передачу. Напротив, хост должен захватить канал, сначала установив низкий уровень на линии Clock, а затем на линии данных и ожидая, пока устройство успеет освободить канал и подготовиться к приему; только тогда хост сможет начать передавать данные.

Доступность порта

Двухпортовый PS/2, соответствующий разветвитель (Y-кабель) и распиновка (гнездо).

Старые ноутбуки и некоторые современные материнские платы имеют один порт, поддерживающий клавиатуру или мышь. Иногда порт также позволяет подключить одно из устройств к двум обычно неиспользуемым контактам разъема, чтобы обеспечить возможность одновременного подключения обоих через специальный кабель-разветвитель. Эта конфигурация распространена на ноутбуках IBM / Lenovo Thinkpad и многих других.

Интерфейс клавиатуры PS/2 электрически аналогичен 5-контактному разъему DIN на более ранних клавиатурах AT , и клавиатуры, предназначенные для одного, можно подключить к другому с помощью простого проводного адаптера. Такие адаптеры проводов и переходные кабели когда-то были широко доступны в продаже. Обратите внимание, что клавиатуры IBM PC и PC XT используют другой однонаправленный протокол с тем же разъемом DIN, что и клавиатуры AT, поэтому, хотя клавиатуру PC или XT можно подключить к порту PS/2 с помощью адаптера проводки, предназначенного для клавиатуры AT, более ранняя клавиатура не будет работать с портом PS/2. (По крайней мере, он не может работать с обычным программным обеспечением драйвера клавиатуры PS/2, включая драйвер клавиатуры системы BIOS.)

В отличие от этого, интерфейс мыши PS/2 существенно отличается от RS-232 (который обычно использовался для мышей на ПК без портов PS/2), но, тем не менее, было создано множество мышей, которые могли работать с обоими интерфейсами с помощью простой пассивной проводки. адаптер, где мыши обнаруживают наличие адаптера на основе его проводки и затем соответствующим образом переключают протоколы.

Разъемы мыши и клавиатуры PS/2 также использовались в компьютерных системах, не совместимых с IBM PC, таких как линейка DEC AlphaStation , ранние машины IBM RS/6000 CHRP и SGI Indy , Indigo 2 и новее ( Octane и т. д.). компьютеры. Компьютеры-клоны Macintosh, основанные на конструкции материнской платы «LPX-40», имели порты для мыши и клавиатуры PS / 2, включая Motorola StarMax и Power Computing PowerBase.

Статус устаревшего порта и USB

PS/2 теперь считается устаревшим портом , а порты USB теперь обычно предпочтительнее для подключения клавиатур и мышей. Это восходит, по крайней мере, к спецификации Intel / Microsoft PC 2001 2000 года.

Однако по состоянию на 2023 год, хотя порты PS/2 редко включаются в готовые компьютерные системы, они по-прежнему присутствуют на некоторых материнских платах компьютеров, и некоторые пользователи предпочитают их по разным причинам, включая следующие:

• Порты PS/2 могут быть предпочтительными из соображений безопасности в корпоративной среде, поскольку они позволяют полностью отключать порты USB, предотвращая подключение любых съемных USB-дисков и вредоносных USB-устройств.
• Интерфейс PS/2 не имеет ограничений на одновременное нажатие клавиш , хотя USB-клавиатуры также не имеют такого ограничения, если только они не работают в режиме BOOT, что является исключением.
• Чтобы освободить USB-порты для других целей, например съемных USB-устройств.
• Некоторые USB-клавиатуры могут не работать с BIOS на определенных материнских платах из-за проблем с драйверами или отсутствия поддержки. Интерфейс PS/2 практически универсален и совместим с BIOS.

Задержка мышей

USB-мыши отправляют данные быстрее, чем мыши PS/2, поскольку стандартные USB-мыши опрашиваются с частотой по умолчанию 125 Гц, тогда как стандартные мыши PS/2 отправляют прерывания с частотой по умолчанию 100 Гц, когда у них есть данные для отправки на компьютер. Тем не менее, многие геймеры предпочитают мыши и клавиатуры PS/2, поскольку они практически не имеют задержки через порт. ОС не требует «опроса». Устройство уведомляет ОС, когда пришло время получить от него пакет данных.

Кроме того, USB-мыши не заставляют USB-контроллер прерывать работу системы, если у них нет изменений состояния, о которых нужно сообщить в соответствии с профилем по умолчанию спецификации USB HID для мышей. И PS/2, и USB позволяют изменять частоту дискретизации, при этом PS/2 поддерживает частоту дискретизации до 200 Гц. и USB с поддержкой частоты опроса до 1 кГц пока мышь работает на полной скорости USB или выше.

Ограничения на одновременное использование USB-ключа

Интерфейс клавиатуры USB HID требует, чтобы он явно обрабатывал одновременное нажатие клавиш, а полный класс клавиатуры HID поддерживает одновременное нажатие n клавиш. Однако класс загрузочной USB-клавиатуры (разработанный для того, чтобы BIOS мог легко предоставить клавиатуру при отсутствии поддержки USB HID в ОС) допускает только 6-клавишное переключение. Некоторые периферийные устройства клавиатуры поддерживают только последний класс, а некоторые операционные системы могут не переключиться на использование полного класса клавиатуры HID с устройством после загрузки.

Преобразование между PS/2 и USB

Многие клавиатуры и мыши были специально разработаны для поддержки интерфейсов и протоколов USB и PS/2, при этом соответствующий тип подключения выбирается при включении питания. Такие устройства обычно оснащены разъемом USB и поставляются с адаптером пассивной проводки, позволяющим подключаться к порту PS/2. Такие пассивные адаптеры не стандартизированы и поэтому могут быть специфичными для устройства, с которым они поставляются. Для их подключения к порту PS/2 потребуется преобразователь протоколов, активно преобразующий протоколы. Такие адаптеры поддерживают только определенные классы USB-устройств, например клавиатуры и мыши, но не зависят от модели или производителя.

Старые периферийные устройства, поддерживающие только PS/2, можно подключить к порту USB через активный преобразователь, который обычно предоставляет пару портов PS/2 (которые могут обозначаться как клавиатура и мышь, хотя оба порта могут поддерживать оба протокола). за счет одного USB-порта на главном компьютере.

Цветовой код

Основная статья: Руководство по проектированию системы ПК § Схема цветового кодирования разъемов и портов

Клавиатура Compaq с разъемом PS/2 нестандартного цвета (оранжевый)

Цвет/ Пантон		Функция	Разъем на ПК
	Зеленый / 3395C	PS/2 Мышь / указательное устройство	6-контактная розетка mini- DIN
	Фиолетовый / 2715C	PS/2 Клавиатура

Оригинальные разъемы PS/2 были черными или имели тот же цвет, что и соединительный кабель (в основном белый). Позже стандарт PC 97 представил цветовой код: порт клавиатуры и разъемы на совместимых клавиатурах были фиолетовыми; порты и заглушки для мыши были зелеными. (Некоторые производители изначально использовали другой цветовой код; Logitech какое-то время использовала оранжевый цвет для разъема клавиатуры, но вскоре перешла на фиолетовый.) Сегодня этот код до сих пор используется на большинстве ПК. Распиновка разъемов одинаковая, но большинство компьютеров не распознают устройства, подключенные не к тому порту.

Аппаратные проблемы

Горячее подключение

Порты PS/2 предназначены для подключения цифровых линий ввода-вывода микроконтроллера внешнего устройства непосредственно к цифровым линиям микроконтроллера на материнской плате. Они не предназначены для горячей замены . Горячая замена устройств PS/2 обычно не приводит к повреждению, поскольку более современные микроконтроллеры, как правило, имеют более надежные встроенные линии ввода-вывода, которые труднее повредить, чем линии старых контроллеров; однако горячая замена все равно может потенциально привести к повреждению старых компьютеров или компьютеров с менее надежными реализациями портов.

Если они заменяются в горячем режиме, устройства должны быть достаточно похожими, чтобы драйвер, работающий в хост-системе, распознавал новое устройство и мог использовать его с ним. В противном случае новое устройство не будет работать должным образом. Хотя эта проблема редко возникает со стандартными устройствами с клавиатурой, хост-система редко распознает новое устройство, подключенное к порту мыши PS/2. На практике большинство клавиатур можно заменять в горячем режиме, но этого следует избегать.

Долговечность

Адаптер PS/2 «мама-USB» с питанием от шины

Разъемы PS/2 не предназначены для частого подключения и отключения, что может привести к погнутию или поломке контактов. Кроме того, разъемы PS/2 вставляются только в одном направлении, и перед попыткой подключения их необходимо правильно повернуть. (Если пользователь попытается вставить разъем в неправильной ориентации, а затем попытается повернуть его в правильную ориентацию, не вытягивая его сначала, это может привести к погнутию контактов.)

Большинство, но не все разъемы имеют стрелку или плоскую часть, которая перед подключением обычно выравнивается по правому или верхнему краю разъема. Точное направление может отличаться на старых компьютерах или компьютерах, отличных от ATX , поэтому следует соблюдать осторожность, чтобы не повредить или не погнуть разъем . контакты при подключении устройств. В наше время эта проблема немного решена с появлением адаптера PS/2-USB: пользователи могут просто всегда оставлять разъем PS/2 подключенным к адаптеру PS/2-USB и не рисковать повредить устройство. булавки таким образом. Адаптер USB-PS/2 не имеет этой проблемы.

Изоляция неисправностей

В стандартной реализации оба порта PS/2 обычно управляются одним микроконтроллером на материнской плате. Это делает проектирование и производство чрезвычайно простым и дешевым. Однако редким побочным эффектом этой конструкции является то, что неисправное устройство может привести к путанице контроллера, в результате чего оба устройства будут работать беспорядочно. (Хорошо спроектированный и запрограммированный контроллер не будет вести себя таким образом.) Возникающие проблемы может быть трудно устранить (например, неисправная мышь может вызвать проблемы, которые кажутся неисправностью клавиатуры, и наоборот).

См. также

• Вызов прерывания BIOS
• Разъем DIN на клавиатурах IBM PC
• Автобусная мышь
• Подключения на мышах
• Разъем ДЭ-9
• USB

Внешние ссылки

• «Клавиатура и контроллер вспомогательных устройств» (PDF) . Технический справочник по аппаратному интерфейсу - Общие технические данные- . ИБМ. Октябрь 1990 года.
• Распиновка разъема клавиатуры и мыши PS/2 mini-DIN 6 , Burton sys .
• PS/2 Углубленная информация , Компьютерная инженерия, заархивировано из оригинала 1 сентября 2006 г. , получено 11 сентября 2006 г.
• Техническая информация о взаимодействии с AT-клавиатурой , Beyond Logic, заархивировано из оригинала 30 августа 2018 года , получено 25 марта 2012 года .