Консольный порт

Короткий адрес этой страницы: COM-port

Консольный порт — простейший интерфейс взаимодействия с компьютером без использования его собственной графической подсистемы и устройств ввода, за счёт использования видеотерминала на другом компьютере. Физически реализуется по каналу RS-232 или UART, напрямую или через адаптер USB-Serial. Позволяет получать диагностические сообщения и взаимодействовать с программным обеспечением на всех этапах работы компьютера — от самых ранних этапов начального старта до этапов нормального функционирования операционной системы и сбойных ситуаций. Используется для диагностики неисправностей аппаратного и программного обеспечения, а также в повседневных задачах администрирования компьютерных систем.

Физические интерфейсы

RS-232

Как правило, классический консольный порт представлен интерфейсом RS-232 с разъёмом DE-9 типа «папа»:

Внешние порты RS-232 с разъёмами DE-9(m) — на задней панели портов материнской платы (внизу) и на дополнительной планке внешних портов, подключённой к внутренней гребёнке материнской платы

Он может быть выведен напрямую на панель задних портов материнской платы, а может присутствовать на внутренней 9-контактной гребёнке и выводиться наружу через шлейф на дополнительную планку задних портов:

Вывод порта RS-232 с внутренней гребёнки на заднюю панель с помощью шлейфа «IDC-10(f) – DE-9(m)»

Если на задней стенке корпуса системного блока отсутствует прорезь для размещения разъёма DE-9 (иногда она прикрыта отламываемой заглушкой), можно установить планку дополнительных портов в свободный отсек PCI / PCI Express — до 2 разъёмов DE-9 на полноразмерной планке (full height), 1 разъём на низкопрофильной планке (low profile):

Планки разъёмов DE-9(m), устанавливаемые в свободный отсек PCI/PCIe для вывода портов RS-232 на заднюю стенку корпуса

Подключение к порту RS-232 с другого компьютера производится через т. н. «нуль-модемный» кабель с разъёмами DE-9 типа «мама» на обоих концах:

Кабели нуль-модемные с разъёмами DE-9(f) для соединения двух компьютеров по интерфейсу RS-232

Нуль-модемный кабель предназначен для связи двух компьютеров напрямую, без модемов, и потому соединяет приёмные и передающие линии крест-накрест (cross-over). Поэтому не следует путать нуль-модемный кабель с обычным соединительным или удлинительным кабелем для интерфейса RS-232. Также следует иметь в виду, что не существует единого стандарта разводки нуль-модемных кабелей, и производители таких кабелей никак не маркируют схему соединения линий в конкретном изделии, поэтому некоторые кабели могут оказаться непригодными для работы или работать только в одну сторону — в таком случае остаётся только искать другую модель кабеля.

Если на инструментальном компьютере, используемом в качестве терминала, отсутствует собственный порт RS-232, можно обеспечить наличие такого интерфейса с помощью внешнего адаптера USB-Serial:

Адаптеры USB-Serial для организации одного или нескольких внешних портов RS-232 с разъёмами DE-9(m) через интерфейс USB с разъёмом Type A

Адаптеры USB-Serial, как правило представляющие собой кабель-переходник, имеют такой же разъём DE-9 типа «папа», как на компьютере, и так же требуют отдельного нуль-модемного кабеля для соединения двух компьютеров друг с другом.

UART

В некоторых случаях консольный порт представлен интерфейсом UART — по сути это тот же RS-232, только с уровнем сигналов не 15 вольт, а равным напряжению питания микросхемы контроллера интерфейса — это может быть 5,0, 3,3, 2,5, 1,8 вольт.

Критически важно использовать для подключения адаптер ровно с тем же уровнем сигналов, что и у микросхем управляемого компьютера, иначе может быть выведен из строя не только сам консольный порт, но и целиком вся микросхема контроллера периферийных интерфейсов или центрального процессора.

На некоторых упрощённых моделях материнских плат с процессорами Эльбрус-1С+ и Эльбрус-8С можно встретить интерфейс UART в виде контактной площадки для разъёма TagConnect TC2050:

Интерфейс UART на материнской плате в виде контактной площадки для разъёма TagConnect TC2050 и подключающийся к нему шлейф «TC2050-IDC», а также адаптеры USB-UART

К этому разъёму подключается шлейф-переходник «TC2050-IDC», «TC2050-IDC-M» или «TC2050-IDC-NL» — первые два различаются типом разъёма («мама» или «папа»), а второй не имеет фиксирующих ножек, благодаря чему его проще подключить, но необходимо предпринимать меры для удержания на месте, что вручную крайне затруднительно. Разъём IDC-10 типа «папа» удобнее тем, что на его штыревые контакты можно напрямую надевать разъёмные соединители проводов от адаптера USB-UART, тогда как в разъём типа «мама» для этого сначала будет необходимо вставить штыревую насадку для соединения разъёмов типа «мама» — «мама», а она поставляется в комплекте не со всеми адаптерами.

Назначение контактов в разъёмах TagConnect TC2050 и IDC-10 для интерфейса UART

При использовании адаптера USB-UART с 4 контактами — VCCIO, GND, TXD, RXD — следует подключить GND к контакту 5 на разъёме IDC-10, TXD — к контакту 2 (RXD компьютера), RXD — к контакту 3 (TXD компьютера). Если адаптер USB-UART имеет 6 контактов — также RTS, CTS — то следует подключить RTS к контакту 8 (CTS компьютера), CTS — к контакту 7 (RTS компьютера).

Контроллер периферийных интерфейсов КПИ-2, реализующий интерфейс UART для процессоров Эльбрус-1С+, 8С и 8СВ, поддерживает уровни сигналов 2,5 и 3,3 вольт, поэтому перед подключением адаптера USB-UART следует убедиться, что перемычка «VCCIO» для выбора уровня сигналов на адаптере находится в положении «3V3», а не «5V».