III MODULO - LE INTERFACCE

Connettori per periferiche esterne

Porta Seriale rs-232 (obsoleta)

Lo standard RS-232 nacque nei primi anni sessanta per opera della "Electronic Industries Association" ed era orientato alla comunicazione tra i mainframe e i terminali attraverso la linea telefonica, utilizzando un modem.

Oggi la porta seriale RS-232 è presente solo nei vecchi modelli o sui PC industriali. E' stata soppiantata dall'interfaccia USB in quasi tutti gli utilizzi. La quasi totalità dei PC oggi non risultano più dotati di questa interfaccia.

Tra gli utilizzi della porta seriale, si possono citare:

- connessione di terminali ad un calcolatore (tradizionalmente un mainframe, ma anche un PC)
- connessione di periferiche
- comunicazione tra due  apparecchiature elettroniche

- la porta seriale è stata usata per collegare i mouse ai primi PC
- stampante (soppiantato dalla porta parallela, e poi da USB e dalle stampanti di rete)
- dispositivi specializzati, come ad esempio lettori di codici a barre e di tessere magnetiche (soppiantato da USB)
- connessione a dispositivi industriali e di rete, per scopi di configurazione e monitoraggio.

In ambito industriale RS-232 è ancora ampiamente usato e spesso è necessario dotarsi di un adattatore seriale/USB per utilizzare come terminale un computer privo di porta seriale. RS-232 è uno standard costituito da una serie di protocolli fisici, elettrici ed informatici che rendono possibile lo scambio di informazioni a bassa velocità tra dispositivi digitali. Esso include
- le caratteristiche elettriche dei segnali,
- la struttura e le temporizzazioni dei dati seriali,
- la definizione dei segnali e dei protocolli per il controllo del flusso di dati seriali su un canale telefonico,
- il connettore e la disposizione dei suoi pin
- il tipo e la lunghezza massima dei possibili cavi di collegamento.


Nel corso di oltre 40 anni lo standard si è evoluto, pur mantenendosi in larga parte invariato. L'evoluzione è riconoscibile dalla sigla, leggendo l'ultima lettera; l'ultima revisione è del 1997 ed è indicata come EIA RS-232f. Probabilmente la versione più diffusa è la RS232c, del 1969, che corrisponde alle specifiche europee CCITT, raccomandazione V.24. Pur essendo un protocollo piuttosto vecchio, attualmente la EIA RS-232 è ancora largamente utilizzata per la comunicazione a bassa velocità tra microcontrollori, dispositivi industriali ed altri circuiti relativamente semplici, che non necessitano di particolare velocità; è invece praticamente scomparsa in ambito "desktop", nel quale lo standard è stato usato per la comunicazione tra un computer ed un modem. Esistono due tipologie di connettore: a 9 pin e 25 pin.

Porte maschio a 25 e 9 pin sul retro del cabinet Connettori 9 e 25 pin femmina

 

Porta Parallela Centronics (obsoleta)

La porta parallela (detta anche LPT, dall'inglese Line Printer) è un'interfaccia usata inizialmente per collegare un computer a una stampante o a un plotter e in seguito, nella versione bidirezionale, impiegata anche per altre periferiche tra le quali scanner, unità ZIP, hard disk, lettori di CD-ROM e webcam.

   
Porta parallela femmina a 25 pin    

La porta è nata come unidirezionale (trasmissione dati dal computer alla periferica collegata) ma è stato sviluppato anche uno standard bidirezionale (IEEE 1284). La porta parallela è ormai considerata obsoleta: si preferiscono altri standard di comunicazione come l'USB (seriale e quindi di minore ingombro, più veloce e multifunzione).

La LPT consente il collegamento di diverse periferiche con possibilità di trasferire 8 bit in parallelo nello standard TTL. Sul computer la porta è un connettore femmina detto "a vaschetta" con 25 pin. Sulle stampanti è presente un connettore diverso detto Centronics (dal nome del primo costruttore). La presenza di 8 fili di GND (messa a terra) permette di creare una sufficiente schermatura (cavi intrecciati a coppie) dei segnali.

Interfaccia centronics (27) e a 25 pin maschio (36)

La trasmissione di un dato dal PC alla stampante deve rispettare il protocollo Centronics (o Handshake Centronics) che può essere riassunto nei seguenti passi:

1 - Il computer controlla se la stampante è pronta verificando che nello Status port: Error = 1, Select = 1, Paper-Out = 0, Busy = 0. Se queste condizioni non sono verificate segnala la condizione di errore o guasto; se invece i bit sono corretti va al passo successivo.
2 - Il PC trasferisce un nuovo dato sui pin Data0, ..., Data7.
3 - Dopo un tempo di almeno 0,5 μs pone Strobe = 0 (impulso negativo di 1 μs) per indicare che è pronto un nuovo dato.
4 - La stampante risponde ponendo Busy = 1 per comunicare che sta acquisendo il dato.
5 - Terminata l'operazione di acquisizione pone Ack = 0 (impulso negativo di 8 μs) per comunicare l'avvenuta acquisizione del dato e appena è pronta per ricevere un nuovo dato rimette Busy = 0.
6 - Il computer ripete la sequenza dal punto 1 fino al completamento delle operazioni di trasferimento dei dati.

Va evidenziato che: il trasferimento dei dati richiede molto meno tempo della loro effettiva stampa. Se la stampante ha riempito il suo buffer manterrà attivo il Busy (= 1) fino a quando non avrà liberato lo spazio per ricevere altri dati.

Talvolta, per impedire la copia di software viene usato un dispositivo da collegare alla porta parallela chiamato in vari modi: chiave hardware, "dongle", "hardware token". Il dispositivo non interferisce (o non dovrebbe interferire) con altri usi della porta in quanto "replica" il connettore femmina per collegare altre periferiche e risultare quindi trasparente per i normali utilizzi della porta. È da tempo sostituito con versioni per USB.

Porte USB

L'Universal Serial Bus (USB) è uno standard di comunicazione seriale che consente di collegare diverse periferiche ad un computer. È stato progettato per consentire a più periferiche di essere connesse usando una sola interfaccia (porta) e per migliorare la funzionalità plug-and-play consentendo di collegare o scollegare i dispositivi senza dover riavviare il computer (hot swap).

Il sistema USB consiste in un singolo gestore e molte periferiche collegate da una struttura ad albero attraverso dei dispositivi chiamati hub (concentratori). Supporta fino ad un massimo di 127 periferiche per gestore: nel computo vanno però inclusi anche gli hub e il gestore stesso, quindi, in realtà, il numero totale di dispositivi collegabili è sensibilmente inferiore. La lunghezza massima che può avere il cavo senza che il segnale diventi troppo debole è pari a 5 m; oltre questo limite è necessario ricorrere ad uno o più hub attivi che amplifichino il segnale. Le specifiche prevedono il collegamento consecutivo al massimo di 5 hub.

Lo standard prevede che il connettore porti anche l'alimentazione per le periferiche a basso consumo. Le periferiche che hanno richieste energetiche elevate vanno alimentate a parte. I limiti energetici dello standard vanno seguiti scrupolosamente pena il probabile danneggiamento del gestore, dato che lo standard USB non prevede nelle specifiche minime la sconnessione automatica in caso di sovraccarico.

Il disegno dell'USB è stato pensato per rendere semplice l'inserimento e la rimozione. USB può collegare periferiche quali mouse, tastiere, memoria di massa a stato solido e a disco rigido, scanner d'immagini, macchine fotografiche digitali, stampanti, casse acustiche, microfoni e altro ancora.

All'interno del computer, l'USB non ha rimpiazzato gli standard ATA, SCSI o serial ATA per via della sua lentezza. Per esempio SATA consente trasferimenti dell'ordine di 150 Mbyte per secondo, una velocità molto più elevata dello standard USB, che nella versione 2.0 raggiunge un massimo di 60 Mbyte per secondo (480 Mbits/s).

L'USB viene invece molto usato negli hard disk esterni dove si preferisce privilegiare la praticità di poter collegare e scollegare a caldo il componente rispetto alla velocità. La versione USB 3.0 (chiamata SuperSpeed USB) raggiunge la velocità di  600 Mbyte per secondo (4800 Mbits/s). I primi prodotti commerciali equipaggiati con questo standard sono stati venduti all'inizio del 2010

Lo standard 1.0 dell'USB (gennaio 1996) supporta collegamenti a solo 1,5 Mbit/s: velocità adeguata per mouse, tastiere e dispositivi lenti. La versione 1.1 (settembre 1998) aggiunge la modalità full speed, che innalza la velocità a 12 Mbit/s.
Lo standard USB versione 2.0 (aprile 2000) ha una velocità di trasferimento a 480 Mbit/s (60 Mbyte per secondo). Questa velocità consente all'USB di essere, teoricamente, competitivo con lo standard Firewire (IEEE 1394) che ha una velocità di trasferimento di 400 Mbits/s (50 Mbyte per secondo), ma agli effetti pratici quest'ultimo risulti più veloce del primo.

Tipo Prestazioni
USB 1.0 1,5 Mbit/s (192 KB/s)
USB 1.1 12 Mbit/s (1,5 MB/s)
USB 2.0 480 Mbit/s (60 MB/s)
USB 3.0 4,8 Gbit/s (600 MB/s)

Le specifiche dell'USB stabiliscono due tipi di connettori standard per collegare i dispositivi, il connettore A e B.
 
USB standard tipo A (2) e B (1) maschi  USB standard tipo A (3) e B (4) femmina Schema dei fili

       
 USB 3.0 standard tipo B femmina USB 3.0 standard tipo B maschio  USB 3.0 standard tipo A maschio e schema elettrico  

Negli ultimi anni alcuni produttori hanno introdotto delle varianti del connettore per i loro dispositivi miniaturizzati. Molti produttori cercando di ridurre le dimensioni dei dispositivi hanno deciso di creare connettori più piccoli di quelli standard. Questi dispositivi rispettano lo standard di comunicazione USB a tutti gli effetti, l'unica differenza è il connettore che è fisicamente diverso.
I più diffusi sono: mini USB di tipo A, B a 5 poli, mini USB mitsumi a 4 poli, micro-USB.
 
Mini USB A (5 poli)
abbandonato
Mini USB B (5 Poli) Mini USB Mitsumi (4 poli)

 
     
Mini USB A
Femmina - Abbandonato
Mini USB B
femmina -diffuso
Mini USB AB
non diffuso

       
Micro USB tipo AB Micro USB tipo B   Micro USB 3.0 Tipo B  /td>

Il connettore micro USB è stato scelto da alcune delle maggiori aziende di telefonia cellulare del mondo (Nokia, LG, Motorola, Samsung, RIM, Sony Ericsson, NEC, Qualcomm, Texas Instruments) per diventare il connettore standard e dal 2011 sarà presente su tutti i telefoni cellulari del mondo. È stata l'Unione europea a chiederlo al fine di ridurre l'inquinamento elettronico (l'esistenza di decine di caricatori diversi obbliga chi intende cambiare cellulare a buttare via anche il relativo caricabatterie, essendo nella maggior parte dei casi incompatibile con il nuovo telefono). Apple è restia all'introduzione del nuovo connettore, in quanto quello in uso con l'iPod e l'iPhone è protetto da brevetti e l'uso da parte di altre aziende comporta il pagamento ad Apple di salati costi di licenza.


Porta FIREWIRE o IEEE 1394

Il FireWire (o IEEE 1394), introdotto nel 1995, è di proprietà della Apple Computer. E' conosciuto anche con il nome commerciale i.Link datogli dalla Sony. Si tratta di un'interfaccia standard per un bus seriale. Questa interfaccia è in grado di acquisire dati dagli apparecchi digitali come videocamere e macchine fotografiche attraverso un flusso continuo in tempo reale.

L'implementazione di Sony di questo standard, nota con il nome di i.Link, utilizza un connettore con solo 4 pin (ha eliminato i pin dedicati all'alimentazione) se la videocamera non richiede alimentazione.

La connessione FireWire quindi viene comunemente usata per collegare dispositivi di archiviazione o dispositivi di acquisizione video. Punti di forza di questa interfaccia sono:
- banda elevata
- predisposizione a trattare flussi multimediali,
- possibilità di stabilire una connessione tra dispositivi senza che un computer faccia da tramite.

L'interfaccia FireWire è tecnicamente superiore all'interfaccia USB, ma non è molto diffusa per via dei brevetti. Infatti Apple e altre ditte richiedono il pagamento di brevetti per ogni implementazione della FireWire (normalmente 0,25 dollari per l'utente finale). Sebbene le cifre siano ridotte, molti produttori realizzano prodotti a bassissimo margine di guadagno e quindi preferiscono utilizzare la tecnologia USB che, essendo esente dal pagamento di brevetti, consente loro di ottenere prodotti più economici.

La connessione firewire è di tipo Peer to Peer, quindi ogni apparecchio connesso può comunicare con l'altro senza bisogno di un host dedicato che guidi la comunicazione (come ad esempio un computer).

La configurazione avviene in modo automatico e ad ogni apparecchio viene assegnato un numero identificativo univoco. Oltre a questo, la firewire è hot pluggable e può quindi essere connessa o disconnessa in qualsiasi momento senza creare alcun problema.

La firewire supporta 2 differenti modalità di trasferimento dei dati:
- Asincrono:
la modalità di trasferimento asincrono è basata su una trasmissione di pacchetti ad intervalli di tempo variabile. Questo significa che l'host invia un pacchetto di dati e aspetta di ricevere una conferma di ricezione da parte della periferica destinataria. Se l'host riceve la conferma di ricezione, invia il pacchetto di dati successivo, altrimenti il pacchetto appena spedito viene ritrasmesso dopo un certo tempo di attesa.
- Isocrono:
la modalità isocrona permette l'invio di pacchetti di dati di dimensione fissa ad intervalli di tempo regolari. Un nodo, detto Cycle Master è incaricato di inviare un pacchetto di sincronizzazione (detto Cycle Start packet) ogni 125 microsecondi. In questo modo non è necessaria nessuna conferma di ricezione, cosa che permette di garantire una banda fissa. Inoltre, senza conferma di ricezione, l'indirizzamento delle periferiche risulta semplificato e la banda passante risparmiata permette di guadagnare in velocità di trasferimento

Nella modalità asincrona viene verificato che il dato spedito sia stato ricevuto. In caso contrario viene inviato nuovamente appena la linea è libera. Nella modalità isocrona invece i dati sono inviati con un flusso continuo in tempo reale. Questa modalità è quella usata per acquisire dati dagli apparecchi digitali quali le videocamere

Per la versione Firewire 400 esistono due tipo di connettori: quello a 4 pin e quello a 6 pin. Tutti e due i modelli prevedono 4 linee usate per il trasferimento dei dati. Nel modello a 6 pinle due due linee supplementari sono usate per alimentare gli apparecchi connessi
     
firewire 400 4 pin maschio e femmina (i-link)) firewire 400 a 6 pin maschio e femmina

La singola FireWire supporta fino a 63 periferiche. /span>In realtà lo standard IEEE 1394 consente di creare dei ponti: ovvero sistemi che permettono di collegare più bus fra loro. L'indirizzamento delle periferiche si fa grazie ad un identificatore di nodo (cioè di periferica) codificato a 16 bit. Questo identificatore è diviso in due campi: un campo di 10 bit che permette di designare il ponte e un campo di 6 bit che specifica il nodo. E' quindi possibile collegare 1023 ponti (ossia 210 -1), su ciascuno dei quali si possono avere 63 nodi (ossia 26 -1). E' quindi possibile indirizzare 65. 535 periferiche!

Grazie alla comunicazione "peer-to-peer" tra i dispositivi è possibile riversare un filmato, contenuto in una videocamera digitale, su un hard disk esterno senza l'intervento di un computer. Supporta la presenza di più host tramite una gestione degli IP software. Quindi una connessione FireWire può essere utilizzata per creare una rete locale tra due computer quattro volte più veloce di una normale rete Ethernet a 100 Mbit/s. Il cavo FireWire supporta fino a 45 watt e è quindi in grado di alimentare la maggior parte dei dispositivi portatili.

FireWire 400 può operare con 3 differenti bande: 100, 200 e 400 Mbits al secondo
(in realtà, 98,304, 196,608, o 393,216 Mbit/s, usualmente indicati come S100, S200, e S400). La lunghezza del cavo è limitata a 4,5 metri e fino a 16 cavi possono essere collegati tramite dei dispositivi che provvedono a rigenerare il segnale per arrivare a una lunghezza massima consentita dalle specifiche di 72 metri.


Differenze tra USB e firewire in termine di banda

Una successiva implementazione dello standard firewire venne rilasciata nel 2003 con il nome di Aka FireWire 800 (o IEEE1394b).  Questa evoluzione dello standard innalza la velocità della connessione a 786,432 Mbit/s ed è retrocompatibile col connettore a 6 pin della FireWire 400.
Le specifiche complete del IEEE 1394b prevedono anche una connessione ottica lunga fino a 100 metri con una velocità di trasferimento di 3,2 Gbit/s. L'ampiezza di banda fornita dalla nuova FireWire 800 è significativamente più veloce dello standard concorrente USB 2.0.
 
connettore Firewire 800 a 9pin maschio e femmina

Quasi tutte le moderne telecamere sono dotate di connessione FireWire, fin dal 1995. La maggior parte delle televisioni digitali e dei box interattivi in grado di registrare in digitale con lo standard MPEG-2, è dotata di porta FireWire. Questa interfaccia, adottata per Hard disk esterni, risulta mediamente più veloce dell'USB./span>

Tra gli altri vantaggi generalmente attribuiti alla tecnologia FireWire rispetto a quella USB abbiamo:
- maggiore lunghezza dei cavi (fino a 100 metri)
- la possibilità di creare reti P2P in cui le periferiche comunicano tra loro anche senza un computer
- la capacità di far passare attraverso un singolo cavo una maggiore quantità di energia elettrica, rendendo quasi sempre superfluo l'utilizzo di alimentatori esterni (caratteristica particolarmente utile nel caso degli hard disk esterni).

Nonostante questi vantaggi, FireWire è rimasta una tecnologia di nicchia, diffusa soprattutto nel settore dei dispositivi audio/video (videocamere, televisori, set-top box ecc.) e negli hard disk esterni più costosi. Un settore, quest'ultimo, dove IEEE 1394 deve per altro affrontare l'avversario eSATA, capace di sfruttare l'interfaccia SATA già presente su tutti i PC e Mac.

Porta E-sata

L'External SATA (abbreviazione dell'inglese "External Serial Advanced Technology Attachment"), in sigla eSATA, è un'interfaccia standard utilizzata per connettere dispositivi esterni (ad esempio gli hard disk esterni), più veloce ed efficiente rispetto all'USB 2.0 e al Firewire, che può arrivare ad una velocità di 3 Gigabit per secondo (Gbit/s) ma è inferiore all'USB 3.0 che invece può arrivare ad una velocità di 4.8 Gigabit per secondo (Gbit/s) .

Ottima soluzione per applicazioni che richiedono un elevato trasferimento di dati da e verso periferiche esterne, come per esempio il video editing e il DVD authoring, specialmente se in alta definizione.

Comunemente la porta eSATA è collegata alla scheda madre attraverso un normale cavo Serial ATA: quindi la velocità di trasmissione dati non varia da eSATA a SATA.

Esistono dei veri e propri adattatori da USB ad eSATA. La praticità di questo adattatore è evidente, infatti chi possiede un computer datato, oppure semplicemente non dispone di porte eSATA, può tranquillamente usufruirne collegandolo ad una normale porta USB.

eSATA è anche un'interfaccia che presenta un'immunità al rumore, più alta rispetto a SATA, che permette connessioni fino a 2 metri se viene impiegato un cavo adeguato. Il connettore eSata si presenta senza la tipica tacca ad "L" dei connettori SATA.

e-SATA femmina e-SATA maschio

Porta VGA (obsoleta)

VGA (dall'inglese Video Graphics Array) è uno standard analogico relativo a display per computer introdotto sul mercato nel 1987 da IBM.

Il chip VGA può essere installato direttamente sulla scheda madre di un PC con molta facilità, e già i primi modelli PS/2 erano equipaggiati col chip VGA sulla scheda madre. Come per molto dell'hardware IBM, sono stati prodotti dei cloni delle schede grafiche VGA da molti altri produttori. Nonostante lo standard VGA nella forma originale fosse considerato obsoleto da tempo, è stato l'ultimo standard IBM che la maggior parte delle case produttrici decisero di seguire, facendone uno standard grafico tanto usato da essere ancora presente negli attuali PC. Il VGA è stato poi ampiamente esteso dalle numerose implementazioni fatte da altre case produttrici. Queste modifiche fanno ora riferimento allo standard noto come Super VGA.

Il VGA rimane tutt'oggi un importante standard grafico. È il "denominatore comune" che tutte le schede grafiche devono essere in grado di gestire, ancor prima di caricare driver specifico della scheda. Nelle macchine Windows, lo splash screen che appare all'avvio, mentre la macchina sta lavorando, è visualizzato in modalità VGA (non ha ancora caricato i driver specifici), ed è anche il motivo per il quale la schermata ha sempre una bassa risoluzione e una profondità di colore limitata.

Intel ha intenzione di terminare il supporto all'interfaccia VGA nel 2015 nei processori per il settore consumer e nei chipset.

Porta DDVI (obsoleta ma molto diffusa)

La Digital Visual Interface è un apparato hardware in grado di trasmettere del segnale video. Si trova spesso su computer, televisori e videoproiettori che richiedono video ad alta definizione. Attraverso di essa il segnale video viene inviato al monitor in forma digitale, quindi meno soggetta a disturbi.


connettori DVI maschio e femmina

La DVI viene implementata ormai in molte schede video, e porta a un notevole miglioramento rispetto alle precedenti interfacce analogiche. Il connettore DVI può trasportare sia segnali analogici sia digitali, anche contemporaneamente.

Tipologie di segnali supportati dal connettore DVI/strong>

Il connettore DVI può trasportare sia segnali analogici sia digitali, anche contemporaneamente.


DVI-A: L'interfaccia DVI-A trasporta esclusivamente segnali analogici in formato compatibile VESA VGA.
Qualità e risoluzione max sono identiche a quelle della VGA e cioè consigliata max 1600 × 1200 per monitor LCD, 2048 × 1536 per monitor CRT

DVI-D: L'interfaccia DVI-D trasporta esclusivamente segnali digitali.
L'interfaccia digitale può essere Single Link o Dual Link.


Single Link: L'interfaccia digitale DVI-D Single Link trasporta un massimo di 165 milioni di pixel al secondo utilizzando tre segnali digitali (RGB) a 1,65 Gb/s (10 bit per pixel). La risoluzione standard più alta che può essere visualizzata con questa interfaccia è 1920 × 1200 16:10.

Dual Link: Un'interfaccia digitale DVI-D Dual Link affianca al canale utilizzato dall'interfaccia Single Link un secondo canale dati. Questo nuovo canale è implementato sempre con tre segnali digitali (RGB) a 1,65 Gb/s (10 bit per pixel) che operano su 6 pin separati del connettore (quelli centrali). In questo modo è possibile trasportare il doppio dei dati dell'interfaccia Single Link. Questo canale aggiuntivo può essere utilizzato in una tra le due seguenti modalità:
- portare un secondo pixel in modo da raddoppiare la risoluzione 2895 × 1882 con un aspect ratio di 16:10 a 60 Hz o 2707 × 2030 con un aspect ratio di 4:3. La risoluzione standard più alta che può essere visualizzata con questa interfaccia è 2560 × 1600 16:10.
- aumentare la profondità di colore, che nell'interfaccia Single Link è di 8 bit per pixel (bpp), portandola fino a 16 bpp (in questo caso il secondo canale porta i bit meno significativi).
DVI-I: L'interfaccia DVI-I implementa sullo stesso connettore sia i segnali analogici dell'interfaccia DVI-A che quelli digitali dell'interfaccia DVI-D. La parte digitale può essere a un canale o a due canali esattamente come per l'interfaccia DVI-D quindi possiamo avere una DVI-I Single Link o una DVI-I Dual Link a seconda che la parte digitale sia Single Link o Dual Link. 

Esistono limiti relativi all'utilizzo del cavo, ed in particolare:

- il cavo DVI digitale ha un limite di 5 metri, superato il quale la qualità video risulta non più affidabile né garantita; qualora si intenda aumentare la lunghezza del cavo DVI fino a 30m ed oltre, è necessario utilizzare opportune apparecchiature atte a compensare la perdita di segnale;
- non è possibile collegare un DVI-A ad un DVI-D poiché DVI-A è solo analogico e DVI-D è digitale;
- è possibile collegare un'uscita DVI-I o DVI-A ad un ingresso VGA usando un cavo apposito, poiché inviano segnali analogici;
-- non è invece possibile collegare direttamente una porta DVI-D ad una VGA poiché DVI-D usa solo segnali digitali; in questo caso occorre utilizzare un convertitore DVI per trasformare il segnale da digitale ad analogico e viceversa.

Il connettore Mini-DVI è utilizzato da Apple come interfaccia video compatta tesa a sostituire il connettore Mini-VGA presente sui precedenti notebook. Il connettore Mini-DVI è molto più compatto del connettore DVI ma è più grande del connettore μ-DVI utilizzato dai notebook più piccoli.



Il connettore Mini-DVI è pienamente compatibile con DVI-I Single link supportando sia connessioni analogiche che digitali. Questo connettore è stato introdotto per permettere una connessione ad un monitor esterno (sia analogico che digitale) anche sui notebook dove le dimensioni di un connettore DVI creano dei problemi di integrazione./span>

Come detto in precedenza il connettore Mini-DVI è solamente single link quindi non può essere utilizzato per risoluzioni video che necessitano di risoluzioni che vanno oltre 1920x1200 @60Hz.

Anche l'interfaccia DVI dovrebbe essere gradualmente eliminata entro il 2015. Da questo momento ci aspettiamo che HDMI e DisplayPort - soprattutto quest'ultima - trovino maggiore supporto e diffusione sia nei monitor che nelle schede madre.

Porta HDMI

HDMI è la sigla che identifica la High-Definition Multimedia Interface (in italiano, interfaccia multimediale ad alta definizione)), uno standard commerciale completamente digitale per l'interfaccia dei segnali audio e video, creato nel 2002 dai principali produttori di elettronica, tra cui Hitachi, Panasonic, Philips, Sony, Thomson, Toshiba e Silicon Image..

Lo standard gode anche dell'appoggio dei principali produttori cinematografici quali Fox, Universal, Warner Bros e Disney e degli operatori televisivi DirecTV ed EchoStar (DISH Network), di CableLabs e Samsung..

HDMI è la prima interfaccia completamente digitale in grado di trasportare contemporaneamente i segnali audio e video. E'  retro-compatibile con l'interfaccia digitale DVI che però è in grado di trasportare solamente il segnale video.. Dal punto di vista della semplicità di utilizzo da parte di un utente, HDMI ricorda molto la connessione SCART introdotta negli anni ottanta per collegare le prime videocamere e videoregistratori, utilizzando un'unica presa per collegare qualsiasi periferica audio/video.. Anche HDMI può essere utilizzata tra differenti dispositivi audio/video ed è una soluzione adatta (per quanto non unica) al trasporto del segnale da apparecchi digitali come lettori DVD e ricevitori satellitari verso schermi anch'essi digitali come LCD, Plasma o videoproiettori..

A differenza di quanto è avvenuto in passato con altri tipi di interfacce di collegamento, lo sviluppo dell'interfaccia HDMI è tutt'altro che completato: uno dei principi base della nuova interfaccia, fortemente voluto dai produttori, è proprio la sua caratteristica di essere in costante evoluzione, con ogni nuova versione identificata con un numero univoco. La prima versione, uscita come detto nel 2002, era la HDMI 1.0. Successivamente, sono arrivati 2 aggiornamenti, 1.1 e 1.2, che hanno progressivamente aumentato la velocità di trasferimento dei dati, introducendo contemporaneamente altre funzionalità.

Dal punto di vista dei componenti hardware questa evoluzione non ha cambiato nulla, infatti il cavo e il connettore sono rimasti invariati, ma è cambiata la gestione software del protocollo di trasmissione. Grazie a questa serie di aggiornamenti, si è arrivati a quella che al momento è l'ultima evoluzione di HDMI, ovvero la versione 1.4, datata maggio 2009. Per avere un'idea di quali sono stati i progressi compiuti in soli 4 anni, basti pensare che mentre HDMI 1.0 era in grado di offrire un bitrate massimo di 4,9 Gb/s, la versione 1.3 arriva fino a 10,2 Gb/s. La versione 1.4 (anno 2009) include la connessione Ethernet fino a 100 Mbps.

 

   
connettore HDMI HDMI Maschio (in alto) e femmina (in basso) HDMI femmina (il primo a sinistra) convertitore GDMI-DVI-D dlink 

Porta DisplayPort

DisplayPort è uno standard di interfaccia video digitale promosso dalla Video Electronics Standards Association VESA. Tale standard definisce una tipologia di connessione audio/video digitale destinata ad essere utilizzata principalmente nella connessione fra computer e monitor, o fra computer e sistemi Home Theater. L'interfaccia HDMI continuerà ad essere  utilizzata per la connettività con HDTV

Lo standard, che è disponibile gratuitamente, è stato pubblicato per la prima volta nel Maggio 2006; la versione 1.1a è stata approvata il 2 aprile 2007, mentre la versione attuale 1.2 è stata approvata il 22 dicembre 2009.

DisplayPort supporta una velocità complessiva di 21.6 Gbit/s ed una risoluzione 3840×2400 su cavi di lunghezza fino a 2 metri. Il segnale video non è compatibile con gli standard DVI o HDMI, ma le specifiche consentono comunque il passaggio trasparente dei segnali DVI/HDMI all'interno di questo cablaggio.

 
Connettore DisplayPort  schema connettori Displayport 

 
   
mini displayport femmina e maschio e numerazione connettori

Porta SPDIF

S/PDIF o S/P-DIF è l'acronimo di Sony/Philips Digital Interface Format (Interfaccia Digitale Sony / Philips). S/PDIF è coperto dal brevetto EP000000811295B1

L'interfaccia S/PDIF è usata soprattutto nei lettori CD (e i lettori DVD che riproducono CD), ma è comune anche in altri componenti audio come i MiniDisc e le schede audio per computer. È utilizzata anche in ambito car-audio, gran parte del cablaggio può essere sostituito da un unico cavo in fibra ottica immune alle interferenze elettriche.

A seconda dell'utilizzo le specifiche "S/P-DIF" consentono l'utilizzo di diversi tipo di cavo. Questi si dividono in connessioni analogiche (cavi coassiali o RCA) e digitali in fibra ottica (TOSLINK). Il collegamento ottico è ritenuto più efficace in quanto immune alle interferenze elettriche.

L'interfaccia S/P-DIF è stata sviluppata a partire da uno standard rivolto all'audio professionale chiamato AES/EBU e utilizzato soprattutto nei sistemi Digital Audio Tape (DAT) e nelle trasmissioni all'interno degli studi di registrazione professionali. S/P-DIF ha un protocollo di comunicazione pressoché identico, ma si differenzia a livello fisico per i diversi cablaggi. Questo per rendere S/P-DIF una versione più pratica ed economica del formato AES/EBU. L'unica differenza a livello di protocollo tra S/P-DIF e AES/EBU è il "Channel status bit".

S/P-DIF è adatto alla trasmissione di dati audio digitali a 20 bit più altre informazioni (per la protezione dei dati stessi). Nella trasmissione di flussi a meno 20 bit, i bit superflui avranno valore zero. Alcuni dispositivi utilizzano 4 bit extra per aumentare la risoluzione a 24 bit (nel caso non siano supportati i bit extra vengono ignorati).

 
connettore ottico TOSLINK maschio e femmina (87A) e
Coassiale femmina (88B)
Coassiale o RCA maschio  

Porta RJ45 Ethernet

Rappresenta la porta utilizzata per connettere il PC alla rete. Si tratta di un connettore 8 posizioni e 8 contatti (pin) noto con la sigla RJ45. Tale cablaggio consente la connessione a reti locali secondo gli standard Ethernet / IEEE 802.3 10Base-T, 100Base-TX e 1000Base-T.

In informatica e telecomunicazioni una Local Area Network (LAN) (rete in area locale o più semplicemente rete locale in italiano) è una tipologia di rete informatica contraddistinta da un'estensione territoriale limitata. L'implementazione classica di LAN è quella che serve un'abitazione o un'azienda all'interno di un edificio, o al massimo più edifici adiacenti fra loro (campus).

L'estensione territoriale limitata di una LAN favorisce la velocità della trasmissione dati, che inizialmente era tra i 10 Mbps e i 100 Mbps mentre le LAN più recenti operano poi fino a 10 Gbps. La LAN inoltre, sempre in conseguenza dell'estensione territoriale limitata, presenta bassi ritardi e pochissimi errori.

Se si escludono le linee di utenza domestiche si può affermare che le reti LAN sono l'unità minima di base della rete Internet essendo queste interconnesse tra loro a formare reti metropolitane (MAN) e poi infine reti geografiche (WAN) dalla cui interconnessione prende origine Internet stessa. Sotto questo punto di vista le reti locali, assieme ai loro protocolli, sono classificabili come reti per l'accesso a Internet.

I vantaggi tipici di una LAN sono:

- condivisione di dati e programmi;
- condivisione di un collegamento a Internet unico per più PC;
condivisione di accesso a risorse hardware (stampanti, periferiche fax, modem, etc.);
- riduzione dei costi grazie alla condivisione;
- standardizzazione delle applicazioni;
- gestione più efficiente di dati, comunicazione e pianificazioni.

Porta Wi-Fi

La porta Wi-Fi consente l'accesso wireless ad una LAN. In informatica, wireless local area network (abbreviato in WLAN o Wireless LAN) indica una “rete locale senza fili” che sfrutta la tecnologia wireless. Con la sigla WLAN si indicano genericamente tutte le reti locali di computer che non utilizzano dei collegamenti via cavo per connettere fra loro gli host della rete.

Le tipologie di rete wireless sono tre:

- PAN (Personal Area Network)
- WLAN propriamente dette
- WAN wireless (Wide Area Network)

Le reti PAN sono composte da collegamenti a portata ridotta, tipicamente limitata agli oggetti indossati da una persona, o a quelli contenuti in una automobile. Una tecnologia molto popolare in questo campo è Bluetooth, e viene usata per abolire i collegamenti fisici (cavi) tra i dispositivi.

Le LAN aziendali, invece, sono spesso sostituite o integrate da reti wireless. Questo è vantaggioso negli edifici più vecchi, dove non esiste o non è possibile installare un impianto di cablaggio strutturato. La tecnologia WLAN più diffusa è quella basata su specifiche IEEE 802.11 (nota anche con il nome commerciale Wi-Fi). Ultimamente stanno prendendo piede, invece, le reti wireless a larga banda e a copertura estesa per le quali è stato sviluppato lo standard apposito IEEE 802.16 (esempio WiMax).

Le reti wireless possono essere installate secondo tre modalità strutturali:
- modalità Ad-Hoc: rende possibile collegare in modo indipendente più postazioni wireless tra loro senza nessun dispositivo centrale che funga da tramite.
- modalità infrastruttura (WLAN BSS): si basa su un Access Point centrale collegato ad una LAN cablata che funge da unico tramite per il traffico dei dispositivi wireless che si trovano nel range di copertura.
- modalità estesa (WLAN ESS): si basa sul collegamento tra due o più WLAN BSS al fine di generare un'area di copertura maggiore. Grazie alla funzione di roaming, prevista dallo standard IEEE 802.11, un utente della WLAN ESS può passare da una cella (BSA) all'altra senza risentire di alcuna interruzione del servizio e quindi in modo totalmente trasparente. È importante che le celle wireless in configurazione ESS si sovrappongano almeno del 10% per garantire questa funzionalità.


scheda PCI wireless

Porta IrDA (obsoleta)

IrDA (acronimo in lingua inglese per Infrared Data Association) identifica un protocollo di comunicazione aperto (non coperto da brevetti) che fa uso della radiazione infrarossa per la trasmissione wireless, a breve distanza, dei dati.

IrDA permette la creazione di reti di tipo PAN ed è uno standard diffuso globalmente. Era largamente adottato su computer portatili, palmari, cellulari. Il bluetooth, che è uno standard di trasmissione radio, ha tuttavia soppiantato la trasmissione a infrarossi.

I dispositivi a infrarossi, per funzionare correttamente, devono essere posizionati in condizioni di visibilità reciproca (la cosiddetta LoS, Line of Sight, linea di vista) ad una distanza di 1 o 2 metri. Questi limiti dipendono dal fatto che la radiazione infrarossa prodotta da questi dispositivi non è in grado di attraversare muri o altre barriere solide significative (anche il vetro di una finestra può pregiudicare la qualità della trasmissione). La velocità di trasmissione più comune è di circa 4 Mbit/s, ma alcuni dispositivi raggiungono i 16 Mbit/s.

 

Porta BLUETOOTH

Bluetooth è una specifica industriale per reti personali senza fili (WPAN: Wireless Personal Area Network). Fornisce un metodo standard, economico e sicuro per scambiare informazioni tra dispositivi diversi attraverso una frequenza radio sicura a corto raggio. Bluetooth cerca i dispositivi entro un raggio di qualche decina di metri. I dispositivi risultano così coperti dal segnale che li mette in comunicazione tra di loro. Questi dispositivi possono essere ad esempio palmari, telefoni cellulari, personal computer, portatili, stampanti, fotocamere digitali, console per videogiochi.

La specifica Bluetooth è stata sviluppata da Ericsson e in seguito formalizzata dalla Bluetooth Special Interest Group (SIG). SIG, la cui costituzione è stata formalmente annunciata il 20 maggio 1999, è un'associazione formata da Sony Ericsson, IBM, Intel, Toshiba, Nokia e altre società che si sono aggiunte come associate o come membri aggiunti.

Il nome è ispirato a Harald Blåtand (Harold Bluetooth in inglese), re Aroldo I di Danimarca, abile diplomatico che unì gli scandinavi introducendo nella regione il cristianesimo. Gli inventori della tecnologia devono aver ritenuto che fosse un nome adatto per un protocollo capace di mettere in comunicazione dispositivi diversi (così come il re unì i popoli della penisola scandinava con la religione).

Questo standard è stato progettato con l'obiettivo primario di ottenere bassi consumi, un corto raggio di azione (da 1 a 100 metri) e un basso costo di produzione per i dispositivi compatibili. Lo standard doveva consentire il collegamento wireless tra periferiche come stampanti, tastiere, telefoni, microfoni, ecc. a computer o PDA o tra PDA e PDA. Attualmente più di un miliardo di dispositivi montano un'interfaccia Bluetooth.

I telefoni cellulari che integrano chip Bluetooth sono venduti in milioni di esemplari e sono abilitati a riconoscere e utilizzare periferiche Bluetooth in modo da svincolarsi dai cavi. BMW è stato il primo produttore di autoveicoli a integrare tecnologia Bluetooth nelle sue automobili in modo da consentire ai guidatori di rispondere al proprio telefono cellulare senza dover staccare le mani dal volante.

Comunque lo standard include anche comunicazioni a lunga distanza tra dispositivi per realizzare delle LAN wireless. Ogni dispositivo Bluetooth è in grado di gestire simultaneamente la comunicazione con altri 7 dispositivi sebbene, essendo un collegamento di tipo master slave, solo un dispositivo per volta può comunicare con il server. Questa rete minimale viene chiamata piconet. Le specifiche Bluetooth consentono di collegare due piconet in modo da espandere la rete. Tale rete viene chiamata scatternet. Ogni dispositivo Bluetooth è configurabile per cercare costantemente altri dispositivi e per collegarsi a questi. Può essere impostata una password per motivi di sicurezza se lo si ritiene necessario.

Bluetooth non è uno standard comparabile con il Wi-Fi dato che questo è un protocollo nato per fornire elevate velocità di trasmissione con un raggio maggiore, a costo di una maggior potenza dissipata e di un hardware molto più costoso. Infatti il Bluetooth crea una personal area network (PAN) mentre il Wi-FI crea una local area network. Il Bluetooth può essere paragonato al bus USB mentre il Wi-FI può essere paragonato allo standard ethernet.