Accéder au port série depuis le BIOS
Partout dans le monde, des ordinateurs communiquent entre eux et échangent des données. Dans les années 1980 et 1990, ces ordinateurs utilisent des lignes téléphoniques normales pour cette communication. Les lignes téléphoniques ne permettent qu'un transfert de données lent, mais permettent aux utilisateurs de communiquer depuis presque n'importe où sur la planète. Les données sont transférées en série (c'est-à-dire un bit à la fois), tandis que l'expéditeur et le destinataire maintiennent des protocoles de transfert similaires (paramètres de transfert de données).
Carte série
Les configurations PC de base n'étant pas équipées pour ce type de transmission de données, le transfert de données n'est possible que lorsque l'utilisateur ajoute un port de communication désynchronisé (expression d'IBM pour une carte RS-232, ou carte d'interface série).
Ce type de carte permet le transfert de données entre deux ordinateurs directement via un câble ou via des lignes téléphoniques. L'expéditeur et le destinataire ont tous deux besoin d'un modem pour communiquer en utilisant cette dernière méthode. Les modems convertissent les signaux informatiques en signaux acoustiques pouvant ensuite être transmis sur les lignes téléphoniques.
En plus du matériel, la communication de données nécessite un logiciel contrôlant la carte RS-232. Le BIOS propose ce logiciel en quatre fonctions appelées par interruption 14h. Avant de discuter de ces fonctions en détail, examinons le protocole de transfert de données.
Longueur de mot
Comme le montre la figure ci-dessus, seuls les deux états de ligne, 0 et 1 (également appelés haut et bas) sont importants. La ligne reste haute si aucune transmission de données n'a lieu. Si l'état de la ligne devient bas, le récepteur sait que des données sont transmises. Entre 5 et 8 bits sont transférés sur la ligne, selon la longueur du mot. Malheureusement, les fonctions du BIOS ne prennent en charge qu'une longueur de mot de 7 ou 8 bits. Si la ligne est basse pendant la transmission de données, cela signifie que le bit à envoyer est 0. Haut signale un bit défini. Le bit le moins significatif est transféré en premier et le bit le plus significatif du caractère à transmettre est transféré en dernier.
Parité
Le caractère peut être suivi d'un bit de parité qui permet la détection d'erreur lors de la transmission des données. La parité peut être paire ou impaire. Pour une parité paire, le bit de parité augmente le mot de données à transmettre, de sorte qu'il en résulte un nombre pair de bits. Par exemple, si le mot de données à transmettre contient trois bits mis à 1, le bit de parité devient 1 de sorte que le nombre de bits 1 s'incrémente jusqu'à quatre, faisant un nombre pair. Si le mot de données contenait un nombre pair de 1 bits, le bit de parité serait zéro. Pour une parité impaire, le bit de parité est défini de telle manière que le nombre total de bits à 1 soit impair.
Bits d'arrêt
Les bits d'arrêt signalent la fin de la transmission des données. Le protocole de transmission de données autorise 1, 1,5 et 2 bits d'arrêt. Certains utilisateurs sont confus quant à l'option de travailler avec 1,5 bits d'arrêt, car certains pensent que vous ne pouvez pas diviser un bit. L'explication de ce paradoxe vient du protocole de transmission des données.
Débit en bauds
Les anciennes normes stipulent que les données sont transférées à un taux de 300 bauds (environ 300 bits par seconde) et un bit d'arrêt. Le signal pour un bit 1 et le signal pour un bit 0 sont tous deux des événements. Les bits binaires lorsqu'ils sont transmis dans un environnement analogique tel que les lignes téléphoniques peuvent ne pas être identiques aux taux de bauds. Puisque les bits d'arrêt ont toujours la valeur 1, la ligne serait haute pendant 1/300 seconde. Si au contraire vous maintenez la ligne haute pendant 1/200 seconde, 1,5 bits sont transmis. La ligne reste à l'état haut jusqu'à ce qu'un nouveau caractère soit transféré et place la ligne transmettant le bit de départ à l'état bas.
Certaines interfaces fonctionnent avec une logique négative. Dans ce cas, les conditions pour 0 et 1 dans l'illustration ci-dessus doivent être inversées. Cela ne change pas le principe de base de la transmission série.
Paramètres de protocole
La transmission de données ne fonctionne que si l'expéditeur et le destinataire correspondent tous les deux à divers paramètres de protocole. Tout d'abord, le débit en bauds (le nombre de bits transmis par seconde) doit être défini. Les débits en bauds standard pour l'échange de données sur les lignes téléphoniques vocales sont de 300, 1200 et 2400 bauds. Ces débits en bauds dépendent des capacités du modem utilisé. Pour une ligne téléphonique dédiée (données uniquement) ou pour la transmission directe de données via un câble, des vitesses allant jusqu'à 9600 bauds sont possibles. Jusqu'à 80 octets par seconde ou 4800 octets par minute peuvent être transmis à 9600 bauds.
La longueur du mot dépend des données transmises. Si les données sont constituées de caractères ASCII normaux, un mot de 7 bits suffit, car l'ensemble de caractères ASCII ne comporte que 128 caractères. Si les données englobent l'ensemble PC complet de 256 caractères, les mots de 8 bits sont plus pratiques.
Ensuite, la nécessité d'un contrôle de parité doit être déterminée et si une parité paire ou impaire doit être utilisée. Dans la plupart des cas, la vérification de la parité est recommandée, car les lignes téléphoniques ne transmettent pas toujours correctement toutes les données. La parité sélectionnée n'a pas d'importance tant que l'expéditeur et le destinataire sélectionnent la même parité.
Le nombre de bits d'arrêt doit être défini. Un bit d'arrêt transmet des caractères successifs plus rapidement qu'un réglage de deux bits d'arrêt. D'autre part, deux bits d'arrêt augmentent la fiabilité de la transmission.
Exemple de protocole
L'illustration suivante montre un exemple de transmission d'un caractère "A" avec un protocole de 8 bits de données, une parité impaire et un bit d'arrêt :
Une logique positive et une vitesse de transmission de 300 bauds sont supposées. Comme le code ASCII du caractère "A" est 65 (01000001(b)) et ne contient donc que deux bits 1, le bit de parité passe à 1 pour définir le nombre de bits 1 sur un nombre impair.
UART
Le cerveau d'une carte RS-232 est l'UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter). Vous devez être familiarisé avec la conception et les capacités de ce processeur, afin de pouvoir adapter correctement les programmes aux messages d'erreur renvoyés par les différentes fonctions du BIOS.
Registres de transfert
Un caractère transmis sur une ligne de données passe d'abord dans un registre désigné comme transfert; registre de tenue. Il y reste jusqu'à ce que le traitement se termine sur le caractère le précédant. Ensuite, le caractère se déplace vers le registre à décalage de transfert d'où l'UART transmet le caractère bit par bit sur la ligne de données. Selon la configuration, la parité et les bits d'arrêt implémentent le flux de données. Lorsque la fonction BIOS passe l'état des lignes de données au registre AH, les bits 5 et 6 indiquent si ces deux registres sont vides.
Registres du récepteur
Le registre à déplacement du récepteur accepte les données reçues, puis transmet les données au registre de données du récepteur où l'UART supprime les bits de parité et d'arrêt. Si un caractère précédemment reçu est toujours dans le registre de données, le bit 1 de l'état de la ligne est mis à 1 pour éviter l'écrasement. Le bit 0 indique qu'un caractère a été reçu. Si lors du traitement du caractère, l'UART découvre qu'une erreur de parité s'est produite lors de la transmission, il positionne le bit 2 de l'état de la ligne. Si une panne se produit dans le protocole convenu (nombre de bits de parité et d'arrêt), l'action active le bit 3. L'UART active toujours le bit 4 si la ligne de données reste plus longtemps à l'état bas (0) que nécessaire pour la transmission d'un caractère . Le bit 7 signale une erreur de temporisation. Cela se produit parfois lorsque la communication entre la carte RS-232 et le modem ne fonctionne pas correctement.
| Bit | Description |
|---|---|
| 0 | Caractère reçu |
| 1 | Écraser le caractère dans le registre de données. |
| 2 | Erreur de parité |
| 3 | Protocole non spécifié |
| 4 | Interruption de ligne |
| 5 | Efface le registre de données |
| 6 | Efface le registre de décalage |
| 7 | Dépassement de délai |
Fonction 0 : protocole de passage
Avant que les données puissent être transmises ou reçues, l'UART doit être informé du nombre de bits d'arrêt,... La fonction 0 de l'interruption 14h sert à cette fin. Le numéro de fonction (0) entre dans le registre AH et le protocole passe dans le registre AL. Les bits du registre AL indiquent les différents paramètres :
| Bits | Protocole | |
|---|---|---|
| 0 et 1 | Longueur du mot : | |
| Valeur | Description | |
| 10(b) | 7 bits | |
| 11(b) | 8 bits | |
| 2 | Nombre de bits d'arrêt : | |
| Valeur | Description | |
| 0 | 1 bit d'arrêt | |
| 1 | 2 bits d'arrêt | |
| 3 et 4 | Vérification de parité : | |
| Valeur | Description | |
| 00(b) | Aucun | |
| 01(b) | Impaire | |
| 10(b) | Pair | |
| 5 à 7 | Taux de baud : | |
| Valeur | Description | |
| 000 | 110 Baud | |
| 001 | 150 Baud | |
| 010 | 300 Baud | |
| 011 | 600 Baud | |
| 100 | 1200 Baud | |
| 101 | 2400 Baud | |
| 110 | 4800 Baud | |
| 111 | 9600 Baud | |
Après l'initialisation, la fonction charge l'état de la ligne dans le registre AH.
Fonction 1 : Transmettre le caractère
La fonction 1 transmet des caractères. Lors de son appel, le registre AH doit contenir 1 et le registre AL doit contenir le caractère à transmettre. Si le caractère a été transmis, le bit 7 du registre AH passe à 0 après l'appel de la fonction. Un 1 signale que le caractère n'a pas pu être transmis. Les bits restants correspondent à l'état de la ligne.
Fonction 2 : Recevoir le caractère
La fonction 2 reçoit des caractères. Après appel de cette fonction le registre AL contient le caractère reçu. Le registre AH contient la valeur 0 si aucune erreur n'est survenue, sinon la valeur correspond à l'état de la ligne.
Fonction 3 : état de la ligne/du modem
La fonction 3 détecte et renvoie l'état du modem et l'état de la ligne. Il renvoie l'état de la ligne dans le registre AH et l'état du modem dans le registre AL :
| Bit | Description |
|---|---|
| 0 | Modem prêt à envoyer le changement d'état |
| 1 | Modem sur changement d'état |
| 2 | Changement d'état de la sonnerie du téléphone |
| 3 | Connexion au changement d'état du récepteur |
| 4 | Modem prêt à envoyer |
| 5 | Modem activé |
| 6 | Téléphone qui sonne |
| 7 | Connexion au modem récepteur |
Les bits 4 à 7 représentent une duplication des bits 0 à 3. Les bits 0 à 3 indiquent si le contenu des bits 4 à 7 a changé depuis la dernière lecture de l'état du modem. Si c'est le cas, le bit correspondant contient la valeur 1. Par exemple, si le bit 2 contient la valeur 1, cela signifie que le contenu du bit 6 a changé depuis la dernière lecture. En réalité, cela signifie que le téléphone vient de commencer à sonner ou a cessé de sonner, selon la valeur précédente du bit 6.