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2025-05-22T19:56:29Z

Abschnitt Scancode nach Tastatur #Vom Tastendruck zum Scancode verschoben, dort dem bestehenden Abschnitt unten hinzugefügt und überarbeitet.

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[[Datei:PS2 keyboard and mouse jacks.jpg|mini|PS/2-Buchsen eines PCs (Tastatur, violett; Maus, grün)]]
{{Mehrere Bilder
| Fußzeile = PS/2-Dualport mit passendem Splitter (Y-Kabel) und Pinbelegung (Buchse)
| Breite = 100
| Bild1 = PS2_dual_connector.JPG
| Bild2 = PS-2_Y_cable.png
| Bild3 = PS-2 Y-cable pinout female.gif
}}
Die '''PS/2-Schnittstelle''' (''PS/2-Anschluss'', ''PS/2-Port'', ursprünglich ''Auxiliary Port'', benannt nach [[Personal System/2]]) ist eine [[serielle Schnittstelle]] für [[Eingabegerät]]e, wie etwa [[Tastatur]] und [[Maus (Computer)|Maus]], seltener auch [[Trackball]] oder [[Grafiktablett]]. PS/2 definiert einen Stecker ([[Mini-DIN|Mini-DIN 6]]), einen elektrischen Standard, ein [[Paketvermittlung|paketorientiertes]]<ref name="IBM">{{Internetquelle|url=https://archive.org/download/ps-2-hardware-interface-technical-reference-ocr/PS2HardwareInterfaceTechnicalReference.pdf|titel=IBM Personal System / 2 Hardware Interface Technical Reference|titelerg=Keyboard and Auxiliary Device Controller|werk=[[Internet Archive]]|hrsg=IBM|datum=1988-05|format=PDF; 21,5 MB|sprache=en|abruf=2022-10-22}}</ref><ref name="Chapweske">{{Internetquelle|autor=Adam Chapweske|url=http://www.computer-engineering.org/ps2mouse/|titel=The PS/2 Mouse/Keyboard Protocol|werk=www.computer-engineering.org|datum=2003-05-09|sprache=en|archiv-url=https://web.archive.org/web/20030605042318/http://www.computer-engineering.org/ps2mouse/|archiv-datum=2003-06-05|abruf=2022-10-22}}</ref> Übertragungsprotokoll sowie Codes für die Kommunikation zwischen der Tastatur und dem Controller im PC. PS/2 war einst bei [[Personal Computer]]n weit verbreitet. Auch wenn sie nahezu vollständig durch [[Universal Serial Bus|USB]] verdrängt worden ist, wird diese Schnittstelle immer noch in [[Hauptplatine]]n eingebaut, da sie sich einer gewissen Beliebtheit erfreut aufgrund bestimmter technischer Unterschiede. Diese sind im Einzelnen: direkter Zugriff über [[Interrupt]]s statt über USB-[[Polling_(Informatik)|Polling]]; keine Einschränkung, wie viele Tasten gleichzeitig gedrückt werden können dank ''n-key rollover'', PS/2 ermöglicht rechnerweit gesperrte USB-Anschlüsse zum Schutz vor Datenabfluss, Verwendung eines Universaltreibers, relativ zu USB geringere Komplexität. Auch [[Peripheral Component Interconnect|PCI]]- und [[PCI Express|PCIe]]-Erweiterungskarten zur Nachrüstung von PS/2-Anschlüssen sind erhältlich. Eingebaute Tastaturen mancher moderner Laptops sind auch heutzutage noch intern über PS/2 angeschlossen, da dies einen stromsparenderen Betrieb ermöglicht und das gegenüber USB fehlende [[Hot Swapping]] in diesem Fall ohnehin irrelevant ist.

== Geschichte ==
[[Datei:IBM PS2 hiiri.jpg|mini|hochkant=.6|IBM-PS/2-Maus]]
Zunächst war die PS/2-Schnittstelle nur an Computern der [[RS/6000]]- und [[Personal System/2|PS/2]]-Reihe (daher der Name) von [[IBM]] zu finden und erlangte nur wenig Bedeutung. Nach dem Ende der Personal-System/2-Reihe führte die Firma jedoch die [[IBM-PC]]-Reihe wieder fort und verwendete dort nun ebenfalls PS/2-Anschlüsse für die Eingabegeräte. Damit konnte sich der PS/2-Anschluss auch auf dem Markt der [[IBM-PC-kompatible Computer|PC-Nachbauten]] etablieren und tauchte in den späten 1990er Jahren mit Einführung des [[ATX-Format|ATX]]-Standards für [[Hauptplatine]]n vermehrt auf. Spätere Versionen des ATX-Standard definierten die Farbe der Anschlüsse. Sogar [[Hewlett-Packard]] verwendete ihn für den [[HP 9000]], ebenso die [[Digital Equipment Corporation]] für einige [[Terminal (Computer)|Terminals]].

=== Adapter ===
[[Datei:Usb to ps 2 adapter IMGP1414.jpg|mini|Dual-Adapter für den Anschluss von PS/2-Tastatur/Maus an die USB-Schnittstelle am PC]]
[[Datei:Active USB to PS2 Adatper (keyboard+mouse).jpg|mini|Aktiver Dual-Adapter für den Anschluss von USB-Tastatur/Maus an die PS/2-Schnittstellen am PC]]
Die bei vielen Mäusen und einigen Tastaturen beigelegten Adapter von oder auf USB sind rein passive Adapter zur Anpassung der Steckernorm bzw. -form; angeschlossene Geräte müssen anhand der Signalpegel unterscheiden, ob sie an eine USB- oder PS/2-Schnittstelle angeschlossen sind, und sich dementsprechend verhalten. Ein nicht auf USB ausgelegtes PS/2-Gerät funktioniert mit diesen Adaptern genauso wenig wie ein nicht auf PS/2 ausgelegtes USB-Gerät.

Typisches Kennzeichen für einen aktiven PS/2-USB-Adapter, an den auch reine PS/2-Tastaturen angeschlossen werden können, welche den USB-Standard nicht beherrschen, ist eine in einem Gehäuse zusätzlich vorhandene Elektronik, welche eine aktive Umsetzung der Protokolle von PS/2 auf USB vornimmt. Die meisten aktiven Adapter bieten auch zwei PS/2-Anschlüsse, je einen für Maus und Tastatur. Derartige Adapter können etwas teurer sein als sehr billige Tastaturen und Mäuse, sind aber eine immer noch lohnende Möglichkeit, hochwertige PS/2-Tastaturen an Rechnern zu betreiben, die USB-, aber keine PS/2-Anschlüsse mehr haben.

Daneben existieren auch in umgekehrter Richtung aktive USB-PS/2-Adapter, ebenfalls mit einer zusätzlichen Elektronik, an die eine USB-Tastatur und eine USB-Maus angesteckt werden können, welche den PS/2-Standard nicht beherrschen. Damit ist es möglich, neuere USB-Tastaturen oder USB-Mäuse an älteren Rechnern mit PS/2-Schnittstelle zu betreiben.

== Anschluss ==
Die PS/2-Schnittstelle verwendet einen sechspoligen [[Mini-DIN-Stecker]], während die Tastaturschnittstelle beim vorhergehenden [[AT-Format]] mit dem größeren fünfpoligen [[DIN-Stecker]] ausgestattet war. Beide Anschlüsse sind von den elektrischen Eigenschaften her identisch, so dass sich Tastaturen mit DIN-Stecker über ein einfaches Adapterkabel oder verdrahteten Adapter an die PS/2-Schnittstelle anschließen lassen und umgekehrt. Eine Ausnahme bildet lediglich die noch ältere ''XT-Tastatur'' (aus der Zeit des [[IBM Personal Computer XT|IBM PC XT]]), die zwar die gleiche Steckerform wie beim AT verwendet, aber elektrisch weder mit der PS/2- noch mit der AT-Schnittstelle kompatibel ist. Einige ältere Tastaturen haben deshalb Umschalter eingebaut. Mäuse wurden beim AT-Format normalerweise über die [[RS-232]]-Schnittstelle angeschlossen.

Bei [[Desktop-PC]]s sind üblicherweise zwei PS/2-Buchsen vorhanden, je eine für Maus (oder ein anderes Zeigegerät) und Tastatur. Obwohl sie die gleichen Steckverbinder und sogar die gleiche Pinbelegung haben, kommen für Maus und Tastatur unterschiedliche Protokolle zum Einsatz, so dass die Stecker für eine korrekte Funktion des jeweiligen Eingabegeräts nicht vertauscht werden dürfen. Durch die elektrisch identischen Anschlusseigenschaften besteht aber in der Regel keine Gefahr einer Hardwarebeschädigung beim versehentlichen Vertauschen. Die Anschlüsse sind ab Ende der 90er in der Regel farbkodiert; die Tastatur hat violette und die Maus grüne Stecker beziehungsweise Buchsen. Die [[Farbton|Farbtöne]] sind im ''{{lang|en|[[PC 99 System Design Guide]]}}'' von [[Intel]] und [[Microsoft]] festgelegt. In ihrem ''{{lang|en|PC 2001 System Design Guide}}'' findet sich das bereits nicht mehr. Diese und andere führende Hersteller empfahlen bereits ab den späten 1990er Jahren die Alternative [[Universal Serial Bus|USB]].<ref name="Intel">{{Internetquelle|url=http://download.intel.com/design/archives/wfm/downloads/netpc.pdf|titel=Network PC System Design Guidelines|hrsg=Intel|datum=1997-08-05|format=PDF; 481 kB|sprache=en|archiv-url=https://web.archive.org/web/20160304111605/http://download.intel.com/design/archives/wfm/downloads/netpc.pdf|archiv-datum=2016-03-04|abruf=2011-05-28}}</ref>

An [[Notebook]]s und einigen kompakten [[Industrie-PC]]-Hauptplatinen war dagegen nur eine PS/2-Buchse vorhanden, die fast immer für Maus und Tastatur geeignet ist und – außer bei sehr alten Modellen – auch für beides gleichzeitig mit einem speziellen Y-Kabel genutzt werden kann.
Maus und Tastatur unterscheiden sich in ihrem Verhalten beim Einschalten und beim Reset, sodass das Notebook zwischen beiden unterscheiden kann, wenn sie direkt angeschlossen sind. Um sie gleichzeitig an eine PS/2-Buchse anschließen zu können, werden die beiden ansonsten ungenutzten Pins in der Buchse als zusätzliche Takt- und Datenleitungen benutzt. Das Y-Kabel verbindet +5 V und GND des Steckers (Notebook) mit beiden Kupplungen, und je ein Paar aus Takt- und Datenleitungen mit je einer Kupplung. Es werden also nicht einfach alle Kontakte parallel geschaltet, sonst würden sich Maus und Tastatur gegenseitig blockieren.

Einige Hersteller haben die zwei freien Pins (Pin 1 und Pin 6) auch für andere Zwecke benutzt, beispielsweise um eine Maus für den kombinierten Betrieb an PS/2 und [[RS-232]] auszulegen oder um mit einer zusätzlichen Taste auf der Tastatur den PC einzuschalten. Das kann bei bestimmten Kombinationen von Computern und Mäusen beziehungsweise Tastaturen zu Problemen führen.

Bei den meisten aktuellen PC-Systemen haben die Hersteller die PS/2-Schnittstelle zugunsten des hot-plug-fähigen USB ganz aufgegeben. Für alte Betriebssysteme emuliert das [[BIOS (IBM PC)|BIOS]] aber weiterhin mehr oder weniger gut die PS/2-Schnittstelle, auch wenn Maus und Tastatur tatsächlich über USB angeschlossen sind.

== Elektrische Schnittstelle ==
[[Datei:MiniDIN-6 Connector Pinout.svg|mini|hochkant=0.5|Steckerbelegung (Sicht auf die Buchse)]]
Das physische Interface der PS/2-Schnittstelle ist mit dem der AT- und MF2-Tastatur identisch. Es hat ähnlich wie die [[I²C|I<sup>2</sup>C]]-Schnittstelle eine Datenleitung ''Data'' und eine Taktleitung ''Clock''. Die Pegel auf diesen Leitungen sind circa 5 V. Wie man in den Diagrammen oder dem Schaltplan sehen kann, kann jeder Teilnehmer die Daten- oder Taktleitung aktiv auf Low ziehen. Der High-Pegel wird passiv, durch jeweils einen [[Pull-up-Widerstand]] an Clock und Data (hier im Beispiel 4,7 kOhm), realisiert. Um eine Datenkollision zu vermeiden, muss jeder Teilnehmer prüfen, ob vielleicht während der Übertragung ein anderer Teilnehmer dieselbe deaktivierte Leitung = <code>high</code>, auf <code>low</code> = ''aktiv'' zieht. Der Pegel <code>low</code> = ''aktiv'' ist also dominant gegenüber dem Pegel <code>high</code> = ''passiv''.

Die Schnittstelle ist nicht für [[Hot Plugging]], also Stecken im laufenden Betrieb, vorgesehen, weder das Protokoll noch die Steckverbinder erlauben das.<ref name="Heise">{{Heise online|ID=316408|Titel=PS/2-Hotplugging|Autor=Christof Windeck|Datum=2012-02-13|Abruf=2020-10-08|Kommentar=Heft 9/2004}}</ref>

== Protokoll ==
[[Datei:I2c.png|mini|hochkant=1.4|Prinzip-Schaltplan der PS2-Schnittstelle]]
Wie die Artikel [[Scancode]] oder [[Tastatur]] bereits beschreiben, ist das Protokoll bei einer PC/XT-Tastatur als geschichtlicher Vorgänger der übrigen Tastaturen anders. Hier wird lediglich das aktuell benutzte Protokoll einer MF2-Tastatur (AT-Tastatur) beschrieben.

{| class="wikitable"
|-
!Clock !! Data !! Beschreibung
|-
| 1 || 1 || PC ist bereit, Daten von der Tastatur zu empfangen.
|-
| 1 || 0 || PC zeigt mit Startbit an, dass er Daten zur Tastatur schicken will.
|-
| 0 || 1 || PC ist busy (beschäftigt) und kann zurzeit nichts empfangen.
|-
| 0 || 0 || PC wird gerade zurückgesetzt.
|}

Grundsätzlich kommt der Takt von der Tastatur, sowohl zum Senden von Daten an den PC als auch zum Empfang von Daten vom PC. Die Frequenz kann beträchtlich schwanken, da der Takt per Software im Mikrocontroller der Tastatur erzeugt wird. Die Kommunikation zwischen Tastatur und PC geschieht nur über zwei Leitungen (''Data'' und ''Clock'') [[bidirektional]]. Somit sind grundsätzlich nur vier unterschiedliche Anfangszustände möglich.

Zieht der PC zu irgendeinem Zeitpunkt die Taktleitung auf low, muss die Tastatur eine eventuell laufende Übertragung sofort abbrechen und erst wieder beginnen, wenn die Taktleitung freigegeben ist. Leider beachten viele Tastaturen das nicht, was häufig zu Problemen mit Adaptern und KVM-Switches führt.

In den Diagrammen sind die Übergänge als [[Signalflanke|Flanken]] gezeichnet, um den Verlauf leichter erkennbar zu machen. Nimmt man es ganz genau, geschieht der Übergang von <code>high</code> auf <code>low</code> nahezu abrupt (durch den niederohmigen Transistor). Der Übergang von <code>low</code> auf <code>high</code> ist dagegen eher langsam und folgt der Form einer [[Exponentialfunktion|e-Funktion]] (RC-Glied aus Bus-/Leitungskapazitäten und Pull-up-Widerstand).

{{Großes Bild|Daten vom KBD.png|700|Diagramm PS2-Schnittstelle: Daten vom KBD}}

Das erste Diagramm zeigt den Verlauf der Daten kurz nach dem Einschalten des Computers. In diesem Beispiel wird von der Tastatur ein BAT = $AA geschickt.

# Im Einschaltmoment des Computers werden ''Clock'' und ''Data'' vom PC auf <code>low</code> gezogen. Die Tastatur erkennt dieses und macht einen Selbsttest ''(basic assurance test)''.
# Nachdem die Software im PC eine [[Initialisierungsdatei|Initialisierung]] (Grundeinstellung aller nötigen Peripherie-Bausteine) vorgenommen hat, wird zunächst Data nicht mehr vom PC auf low gezogen. Ist der PC nun bereit zum Empfang, wird auch ''Clock'' deaktiviert und geht durch den Pull-up-Widerstand auf <code>high</code>.
# Da nun ''Clock'' und ''Data'' <code>high</code> sind, kann die Tastatur Daten schicken. Die Pause dieses Zustandes ist hier aus Platzgründen verkürzt dargestellt.
# Zuerst zieht die Tastatur ''Data'' auf <code>low</code> (Startbit), um den Beginn eines zu übertragenden Bytes zu kennzeichnen. Danach wird von der Tastatur ''Clock'' für eine Weile auf <code>low</code> gezogen.
# Auf gleiche Art und Weise werden die folgenden Datenbits <code>D0...D7</code>, <code>odd Parity</code> und <code>Stopbit</code> (''Data'' = 1) übertragen. Es wird mit dem [[Least Significant Bit]] (LSB) begonnen. In dem Beispiel ist <code>D7...D0 = 1010 1010</code> welches <code>$AA = BAT</code> entspricht. Da die Anzahl der enthaltenen Einsen gerade ist, ist das Parity-Bit für <code>odd Parity</code> gesetzt.
# Am Ende des Stopbits sind ''Data'' und ''Clock'' wieder beide <code>high</code>.
# Zur Bestätigung der empfangenen Daten legt der PC ''Clock'' auf <code>low</code>, bis die interne Verarbeitung abgeschlossen ist.

{{Großes Bild|Daten vom PC.png|700|Diagramm PS2-Schnittstelle: Daten vom PC}}

# Zunächst muss der PC ''Clock'' wieder deaktivieren ''(negativ True logic)'', damit eine Übertragung ermöglicht wird. Knapp danach legt der PC ''Data'' auf <code>low</code>, um mit dem Startbit einen Übertragungswunsch zu signalisieren.
# Hat die Tastatur das Startbit erkannt, legt sie ''Clock'' auf <code>low</code>, um damit das nächste Bit anzufordern.
# Nun folgen die Daten-Bits <code>D0...D7, Parity</code> und <code>Stopbit</code> nach gleichem Schema. Hier im Beispiel wird <code>1110 1101 = $ED = Set LED</code> gesendet.
# Während ''Clock'' im Stopbit noch <code>high</code> ist, legt die Tastatur zur Quittierung auf Bitebene ''Data'' auf <code>low</code> und dann ''Clock'' für eine Weile auf <code>low</code>.
# Danach wird ''Data'' von der Tastatur wieder zurückgenommen, und sowohl ''Data'' als auch ''Clock'' sind <code>high</code>.
# Schließlich setzt der PC ''Clock'' wieder auf <code>low</code>, um die Daten zu verarbeiten.

Nach diesem Befehl <code>Set LED</code> würde die Tastatur mit <code>Ack</code> auf Byte-Ebene den Befehl als ‚verstanden‘ quittieren. Als Nächstes kann dann der PC zum Beispiel den Parameter<code> $02</code> übertragen (<code>NumLock-LED an</code>). Die Befehlsübersicht steht unter [[Scancode]].

== Weblinks ==
{{Commons|PS/2 connector|PS/2-Schnittstelle}}
* [https://www.marjorie.de/ps2/start.htm Genaue Protokoll- und Hardwarebeschreibung]
* [https://pinouts.ru/InputCables/usb_ps2_mouse_pinout.shtml Pinbelegung von DIN- und PS/2-Tastaturen] (englisch)
* [https://www4.informatik.uni-erlangen.de/Lehre/WS03/V_BS/oostubs/web/aufgaben/aufgabe1/tastatur.shtml Beschreibung der Tastatur]
* [https://web.archive.org/web/20210424192733/https://www.hardwarebook.info/PS/2_Keyboard_Y_(Gateway) Pinbelegung von Y-Kabeln für Laptops] (englisch)

== Einzelnachweise ==
<references />

{{SORTIERUNG:PS2-Schnittstelle}}
[[Kategorie:Peripheriebus (extern)]]

PS/2-Schnittstelle - Versionsgeschichte

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