درباره پورت‌های کامپیوتر
یکی از عواملی که در خرید مدل‌های مختلف مادربورد، نقش تعیین‌کننده‌ای را برای خریداران ایفا می‌کند، پورت‌های پنل پشتی مادربورد هستند. هر یک از کاربران بسته به نیاز روزمره خود انتظارات متفاوتی از پورت‌های موجود در پنل پشت مادربورد دارند.
برای مثال اشخاصی که جهت مصارف صنعتی از کامپیوتر استفاده می‌کنند، به پورت سریال Com احتیاج مبرم دارند یا شخصی که پرینتر قدیمی دارد، به پورت LPT و همینطور اشخاصی که مصارف چندرسانه‌ای دارند، به پورت‌هایی نظیر USB، Firewire و HDMI احتیاج دارند.
هر یک از این پورت‌ها کاربرد و پروتکل ارتباطی و ظاهر متفاوتی دارند. در این مقاله قصد داریم با تمامی این پورت‌ها به طور مختصر آشنا شده و برخی از کاربرد‌های آنان را معرفی کنیم.
معرفی
پورت‌های Rear Panel در واقع رابط‌هایی هستند که مادربورد را به دستگاه‌های ورودی و خروجی متصل می‌کنند.
به طور کلی این پورت‌ها را در مادربوردهای مختلف می‌توان در دو گروه مختلف تقسیم‌بندی کرد:
۱ـ مادربوردهایی که از پردازنده‌های گرافیکی آنبورد (onboard) برخوردارند.
پنل پشتی این مادربوردها معمولا به دلیل جاگیر بودن پورت‌های DVI ، D-Sub و HDMI فاقد پورت‌هایی مانند پارالل و سریال هستند. شکل‌های زیر دو مدل مختلف از پورت‌های این مادربوردها را نشان می‌دهند.
۲ـ مادربوردهایی که فاقد پردازنده‌های گرافیکی آنبورد (onboard) هستند.
در این مادربوردها نیز به طور رایج دو چینش مختلف پورت‌ها یافت می‌شود.
در مدل‌های گران‌قیمت که بیشتر مصارف چندرسانه‌ای دارند، معمولا از دو پورت شبکه به همراه تعداد زیادی پورت USB و یک پورت Firewire استفاده می‌شود یا در برخی از مدل‌ها، پورت‌های External SATA و کلیدهای Clear Cmos نیز مشاهده می‌شود.
در مدل‌های قیمت متوسط و قیمت پایین معمولا فقط از یک پورت شبکه استفاده شده و تعداد پورت‌های USB نیز کمتر شده و گاهی از پورت Firewire نیز خبری نیست.
در ادامه مقاله تمامی پورت‌های موجود در پنل پشتی را تا حدودی تشریح کرده و به موارد استفاده هر یک می‌پردازیم.
پورت PS/2
این پورت در سال ۱۹۸۷ توسط کمپانی IBM طراحی و استاندارد شده است. انتقال اطلاعات در این پورت از طریق ۶ پین به صورت سریال و با فرکانس ۱۰ الی ۱۶ کیلوهرتز انجام می‌گیرد.
هر یک از پین‌های موجود در این پورت به منظور زیر طراحی شده‌اند:
۱ـ +DATA: این پین برای انتقال اطلاعات به کار می‌رود
۲ـ بدون اتصال: رزرو شده
۳ـ GND: Ground
۴ـ VCC: ولتاژ تغذیه +۵V که برای تغذیه دستگاه متصل به این کانکتور کاربرد دارد.
۵ـ CLK: سیگنال Clock که نرخ سرعت انتقال اطلاعات بین مادربورد و دستگاه متصل شده را تعیین می‌کند.
۶ـ بدون اتصال: رزرو شده
از این پورت در حال حاضر برای اتصال کیبورد و موس استفاده می‌شود. در مادربوردهای کنونی معمولا دو پورت PS/2 و به صورت استاندارد با دو رنگ ارغوانی و سبز مشاهده می‌شوند. رنگ ارغوانی برای اتصال کیبورد و رنگ سبز برای اتصال موس استفاده می‌شود. البته به دلیل فراگیر شدن موس‌های USB، پورت سبز رنگ در برخی از مادربوردهای جدید مشاهده نمی‌شود. همچنین در برخی مدل‌ها تک پورت PS/2 موجود برای اتصال هر دو دستگاه نام برده بهینه‌سازی شده است که در این حالت با دو رنگ نیمه سبز و نیمه ارغوانی مشاهده می‌شود.
پورت VGA
این پورت از زیرمجموعه پورت‌های خانواده D-sub محسوب می‌شود که در سال ۱۹۸۷ توسط کمپانی IBM طراحی و استاندارد شده است. صرفنظر از کارت‌های گرافیکی، این پورت ۱۵ پین که DE-15 نامیده می‌شود، فقط در مادربوردهای گرافیک آنبورد (onboard) گنجانده می‌شود.
پورت VGA با نام‌های دیگری چون کانکتور RGB، Mini Sub D15 و Mini D15 نیز معرفی می‌شود.
انتقال اطلاعات آنالوگ RGB که متشکل از سیگنال‌های ۳ رنگ اصلی (قرمز ـ سبز ـ آبی) و سیگنال‌های سنکرون افقی و عمودی است، توسط پروتکل
(DDC2 (Display Data Channel صورت می‌گیرد.
این پورت برای انتقال داده‌های ویدیویی آنالوگ از خروجی کارت گرافیکی به دستگاه‌های بصری نظیر انواع مانیتور‌ها، ویدیو پروژکتور‌ها، انواع مختلف HD TV و … کاربرد دارد.
پورت DVI
پورت Digital Visual Interface) DVI) در سال ۱۹۹۹ توسط گروه سازنده مطرح قطعات سخت‌افزاری Digital Display Working Group) DDWG) طراحی و استاندارد شده است.
این پورت نیز مانند پورت VGA فقط در مادربوردهای گرافیک آنبورد وجود دارد و برخلاف پورت VGA که آنالوگ است، دیجیتال بوده و به صورت سریال با استفاده از پروتکل پرسرعت Transition Minimized Differential Signaling) TMDS) اطلاعات را از خروجی کارت‌های گرافیک به دستگاه‌های بصری دیجیتال با کیفیت تصویر بالا نظیر مانیتور‌های ال‌‌سی‌دی، ویدیو پروژکتورهای دیجیتال و … ارسال می‌کند.
این پورت دو نوع عمده Single link و Dual link دارد.
بیشترین رزولوشن DVI در حالت Single link معادل ۲٫۷۵ مگاپیسکل است (در حالت استاندارد ۶۰ هرتز) یعنی به صورت کاربردی می‌تواند در رزولوشن ۱۲۰۰ * ۱۹۲۰ و فرکانس ۶۰ هرتز کار کند.
این مقدار در حالت Dual Link دو برابر می‌شود، یعنی حداکثر رزولوشن آن در فرکانس ۶۰ هرتز به ۱۶۰۰ * ۲۵۶۰ می‌رسد.
پورت DVI سه گونه مختلف دارد:
DVI-D= خروجی فقط دیجیتال
DVI-A= خروجی فقط آنالوگ
DVI-I= خروجی هم آنالوگ و هم دیجیتال
همانطور که در شکل بالا مشاهده می‌شود، پین‌های سمت چپ مربوط به خروجی آنالوگ است و به همین در DVI-D حذف شده‌اند.
پورت HDMI
پورت (HDMI (High-Definition Multimedia Interface در سال ۲۰۰۲ توسط چندین کمپانی مطرح هیتاچی، پاناسونیک، سونی، فیلیپس و توشیبا طراحی و استاندارد شده است.
این پورت ۱۹ پین انتقال صدا و تصویر دیجیتال و فشرده نشده را از دستگاه‌های سمعی بصری نظیر Blu-ray Player، کنسول بازی مانند PS3 و XBOX 360، کامپیوتر شخصی و … به مانیتور‌های LCD و HD TV با بهترین کیفیت ممکن میسر می‌سازد.
این پورت نیز مانند پورت DVI فقط در مادربوردهای گرافیک آنبورد یافت می‌شود و همانند پورت DVI با استفاده از پروتکل پرسرعت TMDS اطلاعات را جابجا می‌کند. یکی از تفاوت‌های اصلی HDMI با DVI این است که پورت HDMI صدا را نیز همزمان با تصویر منتقل می‌کند. بیشترین رزولوشن HDMI معادل ۲۱۶۰ * ۴۰۹۶ است.
پورت‌های SPDIF
پورت (SPDIF (Sony Philips Digital Interface توسط کمپانی‌های سونی و فیلپس طراحی و معرفی شده است. صدا به دو فرمت دیجیتال و آنالوگ در خروجی مادربوردها ارایه می‌شود، خروجی دیجیتال صدا به واسطه دو نوع پورت Optical و Coaxial با دستگاه‌های مربوطه در ارتباط است.
همانطور که اشاره شد، پروتکل ارتباطی این پورت دیجیتال است و بنابراین دستگاهی که این کانکتور را به صورت ورودی دارد باید یک چیپ Codec نیز داشته باشد تا این سیگنال را توسط DAC (چیپ تبدیل دیجیتال به آنالوگ) به سیگنال صدای قابل تقویت توسط آمپلی‌فایر‌های مرسوم تبدیل کند
مزیت اصلی این پورت‌ها در این است که سیگنال صدای دیجیتال را قبل از ورود به چیپ Codec موجود در مادربورد، در اختیار کاربر قرار می‌دهد تا کاربرانی که سیستم‌های فوق حرفه‌ای صدا دارند از نهایت کیفیت پخش صدا لذت ببرند. سیستم‌های حرفه‌ای صدای دیجیتال مانند انواع سینمای خانگی و اسپیکرهای Dolby Pro Logic و … از این کانکتور برخوردارند.
پورت USB
پورت USB در سال ۱۹۹۶ توسط چندین کمپانی مطرح سخت‌افزاری و نرم‌افزاری مانند اینتل، مایکروسافت، آی‌بی‌ام و … طراحی و استاندارد شد. USB در حال حاضر پرکاربردترین پورت در کامپیوترهای شخصی است. انواع دستگاه‌های ورودی و خروجی نظیر انواع ماوس، کیبورد، دوربین دیجیتال، حافظه فلش، اسکنر، پرینتر، هارددیسک اکسترنال و … به واسطه این پورت به کامپیوترهای شخصی متصل می‌شوند.
این پورت ۴ پین دارد که پین‌های کناری ( ۵V+و۵V-) وظیفه تغذیه دستگاه متصل شده به این پورت را بر عهده دارند و دو پین دیگر (D+ و D-) کار انتقال اطلاعات بر عهده دارند.
انتقال اطلاعات در این پورت به شکل سریال انجام می‌گیرد و حداکثر پهنای باند این پورت در نسخه‌های مختلف به شرح زیر است:
USB 1.0 = 1.5 Mbit/s
USB 1.1 = 12 Mbit/s
USB 2.0 = 480 Mbit/s
USB 3.0 = 5000 Mbit/s
پورت LAN
پورت LAN که پورت Ethernet نیز نامیده می‌شود، در سال‌های ۱۹۷۳ تا ۱۹۷۵ توسط کمپانی Xerox PARC طراحی و استاندارد شده است و در حال حاضر پرمصرف‌ترین پورت اتصال چند کامپیوتر به یکدیگر (شبکه) است.
این پورت از خانواده پورت‌های (8P8C (8 Position 8 Conductor است و انتقال اطلاعات در این پورت به صورت سریال براساس پروتکل IEEE 802.3 انجام می‌گیرد.
در حال حاضر سرعت انتقال اطلاعات در کامپیوترهای شخصی با ۳ سرعت۱۰/۱۰۰/۱۰۰۰ Mbps عرضه می‌شود، به طوری که تقریبا تمامی مادربوردهای کنونی قابلیت ارایه هر ۳ سرعت را در قالب یک پورت دارند. این پورت تقریبا در تمامی مادربوردهای کنونی یافت می‌شود و در مادربوردهای رده ارزان قیمت و متوسط معمولا یک پورت و در مادربوردهای حرفه‌ای و گران‌قیمت معمولا دو پورت مشاهده می‌شود.
از جمله موارد استفاده این پورت در کامپیوترهای شخصی می‌توان به پلی برای اتصال به شبکه‌های محلی، اتصال انواع مودم‌های ADSL و … اشاره کرد.
پورت FireWire
این پورت که با نام‌های دیگری همچون i.LINK، IEEE 1394 و Lynx نیز شناخته می‌شود، در سال ۱۹۹۵ توسط کمپانی اپل طراحی و توسط چندین کمپانی دیگر نظیر Sony و Texas Instruments استاندارد شده است. در واقع چند اسمی بودن این پورت نیز به همین دلیل است. این پورت در کمپانی اپل با نام Firewire، در کمپانی Sony با نام i.LINK، در کمپانی Texas Instruments با نام Lynx و در اغلب مادربوردهای کنونی با نام IEEE 1394 شناخته می‌شود. انتقال اطلاعات در این پورت به صورت سریال و به واسطه پروتکل (ISOC (ISOCHRONOUS انجام می‌گیرد. این پورت از نظر ظاهری با دو استاندارد ۶ مسیره و ۴ مسیره طراحی شده و هر دو پورت با یکدیگر کاملا سازگارند.
پورت فایروایر در مادربوردهای کنونی از لحاظ سرعت تبادل اطلاعات در دو کلاس (IEEE 1394b (800Mbps و (IEEE 1394a (400Mbps طبقه‌بندی می‌شود. پورت نام برده معمولا در مادربوردهای رده پایین قیمت تعبیه نمی‌شود و معمولا در مادربوردهای رده متوسط به بالا دیده می‌شود. از جمله دستگاه‌هایی که به این پورت متصل می‌شوند، می‌توان به انواع HD TV، دوربین‌های عکاسی و فیلمبرداری دیجیتال، برخی مودم‌ها، هارد دیسک‌های قابل حمل، برخی اسکنرها و پرینتر‌های حرفه‌ای و … اشاره کرد.
پورت Parallel
این پورت ۲۵ پین که به نام‌های دیگری مانند LPT، DB-25 و Printer Port نیز شناخته می‌شود، از خانواده پورت‌های D-sub است و در سال ۱۹۷۰ توسط کمپانی Centronics Data Computer طراحی و استاندارد شده است.
انتقال اطلاعات در این پورت به صورت موازی و براساس استاندارد IEEE 1284 انجام می‌شود. همانطور که می‌دانید در گذشته از این پورت بیشتر برای پرینتر استفاده می‌شد و به همین دلیل به آن پورت پرینتر نیز می‌گویند. این پورت در حال حاضر مصارف صنعتی عدیده‌ای دارد، برای مثال برخی از دستگاه‌های PLC، قسمت مانیتورینگ انواع دستگاه‌های کنترل صنعتی و هشدار دهنده‌ها و انواع میکروکنترلرها از این پورت برای اتصال به کامپیوتر استفاده می‌کنند.
لازم به ذکر است پورت USB به تدریج جای این پورت را گرفته و در حال حاضر درصد زیادی از مادربوردهای کنونی این پورت بزرگ و جاگیر را از پنل پشتی حذف کرده و به تعداد پورت‌های USB افزوده‌اند.
پورت COM
این پورت ۹ پین، در سال ۱۹۶۹ توسط چندین کمپانی آمریکایی
CEA، ECA، GEIA، JEDEC و TIA طراحی و استاندارد شده است. این پورت به نام DE-9 نیز معروف است و جزو خانواده D-sub محسوب می‌شود.
انتقال اطلاعات در این پورت به صورت سریال و براساس استاندارد RS-232 صورت می‌گیرد.
در حال حاضر این پورت نیز مانند پورت پارالل در بسیاری از مادربوردها تعبیه نمی‌شود و پورت USB جایگزین آن شده است. از جمله دستگاه‌هایی که به این پورت متصل می‌شوند، می‌توان به برخی مودم‌های اکسترنال قدیمی، پرینتر، موس و … اشاره کرد و از مصارف صنعتی آن می‌توان به انواع پروگرم‌های میکروکنترلر و EEPROM و همچنین پلی برای برقراری ارتباط انواع دستگاه‌های کنترل صنعتی و هشدار دهنده نام برد.
پورت External SATA
این پورت که گاهی e-SATA نیز نامیده می‌شود، در واقع نمونه تکامل یافته پورت SATA است که در سال ۲۰۰۴ با اعمال اصلاحاتی در مشخصات و شرایط الکتریکی کابل و کانکتور توسط سازمان بین المللی Serial ATA International Organization) SATA-IO) که متشکل از چندین کمپانی مطرح سازنده سخت‌افزار نظیر هیتاچی، اینتل، دل، سی‌گیت و وسترن دیجیتال است، طراحی و استاندارد شده است. از جمله تغییرات محوری که برای استانداردسازی e-SATA انجام شده، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
• تغییر محدوده حداقل پتانسیل الکتریکی ارسال اطلاعات از دامنه ۴۰۰-۶۰۰ mv به دامنه ۵۰۰-۶۰۰ mv
• تغییر محدوده حداقل پتانسیل الکتریکی دریافت اطلاعات از دامنه ۳۲۵-۶۰۰ mv به دامنه ۲۴۰-۶۰۰mv
• تغییر حداکثر طول کابل از ۱ متر به ۲ متر
• تغییرات بنیادی در نوع پوشش حفاظتی به کار رفته در کانکتور و پورت e-SATA برای حداکثر کاهش نویز
از جمله ویژگی‌های متمایز این پورت می‌توان به خصیصه Hotplug اشاره کرد که طی آن بدون نیاز به خاموش کردن سیستم می‌توان دستگاه‌های متصل به این پورت را جدا کرده یا تعویض نمایید. انتقال اطلاعات در این پورت ۸ پین به صورت سریال انجام می‌گیرد و حداکثر سرعت انتقال اطلاعات در این پورت به ۳۰۰ MB/s می‌رسد.
از جمله دستگاه‌هایی که به این پورت متصل می‌شوند، می‌توان به انواع دستگاه‌های ذخیره‌ساز مانند هارددیسک پرتابل، درایوهای نوری و … اشاره کرد.
پورت Audio
همانطور که در ابتدای مقاله اشاره شد، صدا با دو فرمت دیجیتال و آنالوگ در خروجی مادربوردها ارایه می‌شود. فرمت آنالوگ از طریق کانکتورهای Audio I/O در دو مدل ۷٫۱ کاناله (۶ کانکتور) و ۵٫۱ کاناله (۳ کانکتور) عرضه می‌شود. در واقع با توجه به مدل چیپ Audio Codec که در مادربورد تعبیه شده، این دو نوع کانکتور در پنل پشتی مادربورد تعبیه می‌شوند. این کانکتورها اصطلاحا Audio jacks نامیده می‌شوند و استاندارد سایز فیش رابطی که به این کانکتورهای متصل می‌شود ۳٫۵mm TRS است.
همانطور که در تصویر می‌بینید، این پورت‌ها با رنگ‌های مختلف از یکدیگر متمایز می‌شوند. این رنگ‌بندی در سال ۱۹۹۹ توسط دو کمپانی اینتل و مایکروسافت براساس استاندارد PC99 وضع شده است. لازم به ذکر است که این کانکتورها اصطلاحا قابل برنامه‌ریزی هستند و در وضعیت‌های مختلف عملکرد متفاوتی از خود نشان می‌دهند.