J-D10R (I/O Read Data -- ввод/вывод, чтение данных, вывод 25) накопитель выполняя считывания, а при появлении управляющего сигнала на линии -DIOW (I/O Write ввод/вывод, запись данных, вывод 23) -- цикл записи. В отличие от прежних интерфейсов, которые были последовательными, т.е. преобразование данных в параллельный (Осуществлялось внешним контроллером). В интерфейсе IDE предусмотрено 16 двунаправленных линий передачи данных в накопитель или из нее (DDO-DD1: выводы с 3 по 18). После окончания передачи данных интегральная схема (ИС) контролера жесткого диска выдает в накопитель сигнал подтверждения -DMACK. Наконец, при подаче сигнал сброса (Reset, вывод 1) накопитель переходя в исходное состояние, т.е. то, в котором он находится после включения питания. Сим сброса подается при включении питания и при перезагрузке компьютера.

Часть линий интерфейса IDE используется для передачи управляющих сигналов в обратном направлении, т.е. от накопителя к контроллеру. Сигнал запроса прямого доступа к памяти DMARQ (Direct Memory Access ReQuest, вывод 21) используется для инициализации передачи данных в накопитель или из него. Направление передачи данных определяется состоянием входов -DIOR и -DI0W. Сигнал -DMACK выдается после того, когда DMARQ переходит в активное состояние. Сигнал готовности канала ввода/вывода-IORDY (I/O channel ReaDY, вывод 27) используется для привлечения внимания в тех случаях, когда накопитель еще не готов ответить на запрос о передаче данных, Запрет прерывания INTRQ (INTerrupt ReQuest, вывод 31) выдается накопителем в тех случаях, когда он ожидает ответа от системы

(готовится к операции обмена данными с контроллером). Сигнал занятости накопителя -DASP (Drive Active, вывод 39) принимает значения логического «О» в случае какой-либо активности жесткого диска. Сигнал прохождения диагностики -PDIAG (Passed DIAGnostics, вывод 34) появляется после выполнения любой диагностической команды или сброса накопителя. Если уровень сигнала -PDIAG ниже (логического «О»), то система полагает, что накопитель готов к работе. Наконец, сигнал состоят 16-разрядного ввода/вывода -IOCS 16 (Host 16-bit I/O, вывод 32) используется для информирования контроллера о том, что накопитель готов к передаче или приему информации. Помимо сигнальных линий, в кабеле имеется несколько шин общего провода (выводы! 19, 22, 24, 26, 28, 30 и 40), а также ключ (20) -- срезанный вывод в приборной (штыревой! части разъема).

Подключение накопителей к интерфейсе IDE/EIDE. В стандарте АТА предусмотрено параллельное подключение двух накопителей к аи дому каналу (кабелю) IDE-интерфейса. На рисунке. 2 показан типичный кабель, используемый для соединения накопителей с IDE-контроллером. По традиции ведущий накопитель подключают к концевому разъему кабеля, а ведомый -- к среднему. На самом деле это не более чем дань единообразию, поскольку сточки зрения IDE-интерфейса оба разъем! эквивалентны, и любой накопитель может быть подключен к любому из них. Необходимо лишь с помощью перемычек строить накопитель как ведущий или ведомый, Длина плоского кабеля с 40-контактными разъемами не должна превышать 60 см. Поскольку в IDE накопителях для обеспечения необходимых параметров электрических сигналов иcпользуется так называемая распределенная нагрузка (т.е. нагрузочные резисторы устанавливаются во всех устройствах), нет необходимости устанавливать или удалять кие либо согласующие сопротивления. Несмотря на всю простоту IDE-интерфейса, в некоторых случаях вы можете, столкнуться с определенными проблемами при совместном подключении двух накопителей Старые IDE-накопители не вполне соответствуют стандартам САМ С ATA IDE. Присоединении к одному кабелю двух старых жестких дисков (особенно если они выпущены разными фирмами) из-за различий в интерпретации настроек ведомый/ведущий между ними может возникнуть конфликт, в результате которого оба накопителя в большинстве случаев окажутся неработоспособными. При подключении двух IDE-накопителей старайтесь использовать новые устройства, выпущенные одной и той же фирмой.

ведущий ведущий

Рисунок 2. Шлейф передачи данных и сигнала управления интерфейса IDE/EIDE

1.2 ATAPI

Одним из существенных недостатков стандарта АТА было то, что он предназначался только для жестких дисков. В конце 1980-х годов в связи с широким распространением дисководов CD-ROM перед разработчиками возникла серьезная проблема. Нужно было найти способ подключения этих устройств и других накопителей (например, на магнитной ленте) к существующим IDE-интерфейсам, либо изобретать специализированные интерфейсы контроллеров. В результате был разработан стандарт ATAPI, являющийся расширением интерфейса АТА и позволяющий подключать к обычному IDE-порту не только жесткие диски, но и другие устройства. Впрочем, разница между жесткими дисками и прочими устройствам и все же существует. Если поддержка первых предусмотрена в системной, то для работы остальных АТАРI -устройств нужны специальные драйверы. Загрузка компьютера с АТАР1 -дисковода CD-ROM возможна только с накопителей, соответствующих стандарту EIDE, и при использовании в компьютере последних версий BIOS.

1.3 ATA-2, FAST-ATA и EIDE

Вначале 1990-х годов технологии производства накопителей на жестких дисках древнего уровня, что стало ясно -- архитектура АТА в самом скором времени перестали соответствовать их возможностям. Выходом из сложившейся ситуации стала стандарта АТА-2, который можно рассматривать как расширение первоначальной версии АТА. Внесенные в новый стандарт дополнения существенно улучшили параметры интерфейса. В нем определены более быстрые режимы передачи данных программного ввода/вывода (Р I/O -- Programmed I/O) и с использованием прямого доступа к памяти (DMA), добавлены новые команды для накопителя (в частности, команда “Identify Drim”, позволяющая BIOS автоматически распознавать тип и определять параметры жесткого диска, введен второй канал для подключения дисководов, предусмотрен специальный режим блочной передачи данных (Block Transfer Mode) и определены новые способы обращения к секторам на жестком диске с использованием логической адресации блоков (LBA -- Logical Block Addressing). Логическая адресация блоков стала самым эффективным средством для преодоления традиционно существовавшего ограничения емкости жесткого диска в 504 Мбайт. Несмотря настоль впечатляющие усовершенствования, в стандарте АТА-2 для подключения накопителей используются те же самые 40-контактные разъемы, что и в предыдущей версии, а старые IDE-накопители полностью совместимы с новым интерфейсом. Наряду с АТА-2, можно встретить два других названия этого интерфейса: EIDE (Enhanced IDE-- улучшенный IDE) и Fast-ATA (быстрый А ТА). Это не другие стандарты, а просто разные реализации стандарта АТА-2. Версия E1DE была разработана фирмой Western Digital на базе как стандарта АТА-2, так и ATAPI. Она оказалась настолько удачной, что аббревиатурой EIDE стали обозначать все модернизированные варианты интерфейса IDE. Фирмы Seagate и Quantum сосредоточили свои усилия на разработке реализации Fast-ATA стандарта АТА-2.

Ее отличие от EIDE заключается в том, что она разрабатывалась только на основе стандарта АТА-2. С практической точки зрения разницы между АТА-2, EIDE и Fast-ATA нет, поэтому часто эти названия используются как синонимы (хотя с технической точки зрения это не совсем корректно).

Ограничение емкости накопителей на уровне 504 Мбайт в классическом IDE-интерфейсе. Предел в 504 Мбайт (528 Мб в десятичных единицах), являющейся, возможно, наиболее существенным ограничением в рамках традиционной IDE-архитектуры, возник из-за несогласованности действий разработчиков BIOS и создателей архитектуры контроллера накопителей WDI003. Чтобы уяснить суть этого ограничения, необходимо понять, как осуществляется адресация данных в IDE-накопителях. Классической схемой адресации является схема CHS (Cylinder, Head, Sector-- цилиндр, головка, сектор). Проще говоря, необходимо ввести в регистры контроллера WDI003 необходимые вам номер цилиндра, номер головки и номер сектора, а затем через программное прерывание 1NTI3 вызвать из BIOS процедуру, перемещающую головки накопителя на заданный сектор для считывания или записи информации.

В теории все выглядит прекрасно, но на практике возникает проблема. Дело в том, что предельные значения количества цилиндров, головок и секторов в BIOS и в контроллере WD1003 разные. В табл. 2 приведены эти значения и показаны итоговые ограничения на доступное дисковое пространство накопителя с классическим IDE-интерфейсом. В BIOS определены следующие максимальные значения: 1024 цилиндров, 256 головок и 63 сектора на дорожку. Если перемножить все эти числа, а результат затем умножить на 512 (количество байт в секторе), то получается, что теоретический предел ограничения емкости накопителя на уровне BIOS составит 8 455 716 864 байт (примерно 7,88 Гбайт или 8,4 Гб в десятичных единицах). Контроллер WD1003 может работать с 65536 цилиндрами, 16 головками и 256 секторами на дорожке, т.е. теоретическая емкость накопителя составляет 128 Гбайт (137 Гб).

Проблема заключается в том, что каждый из параметров накопителя ограничивается на минимальном уровне. Так, максимально доступное количество цилиндров оказывается равным 1024, максимальное количество головок -- 16, а максимальное количество секторов 63.

Если перемножить эти три числа, а результат умножить на 512, то получим шину 504 Мбайт (528 Мб). Если бы разработчики BIOS и контроллера WDI003 заранее «договорились о единых предельных значениях параметров накопителей, то проблема «была устранена, даже не возникнув, и предел емкости IDE-накопителей изначально казался бы равным 128 Гбайт. Но реальность, увы, такова, что доступное дисковое пространство стандартных IDE-накопителей в сочетании со старыми версиями BIOS соответствует всеголишь 504 Мбайт.

Таблица 2. Ограничения на параметры и емкости накопителей

Из приведенных расчетов становится ясно, почему к IDE-интерфейсу можно без проблем подключать накопители емкостью до 504 Мбайт -- и не более. Конечно, существуют методы преодоления этого ограничения. Поскольку BIOS по своей сути является программным обеспечением, наиболее простой и экономичный способ преодоления барьера шит в расширении возможностей процедур 1NT13, за счет запуска специализированного драйвера в момент загрузки компьютера. Доработка процедур, вызываемых через прерывание 1NT13, позволяет работать с накопителями, емкость которых превышает 7,88 Гбайт. Наиболее популярными драйверами такого типа, являются Drive Rocket и Disk Manager фирмы Ontrack, которые позволяют персональному компьютеру обращаться к открытому дисковому пространству больших - IDE накопителей, а не только к первым 504 Мбайт. интерфейсов EIDE и UDMA допускается работа с оверлейными (обеспечивающий адресацию дискового пространства свыше 504 Мбайт) драйверами, причем драйвер Disk Manager (или подобные ему) часто входят в комплект поставки современных жестких дисков большой емкости. Однако есть несколько причин, по которым нежелательно использовать такие оверлейные драйверы. Во-первых, они обычно занимают часть очень ценной общий оперативной памяти в пределах первых 640 Кбайт, поскольку далеко не во всех системах для них находится свободное место в верхней памяти (UMA -- Upper Memory Area). Во-вторых, старые оверлейные драйверы не всегда хорошо работают с операционными системами Windows, что приводит к традиционным проблемам совместимости жестких дисков большой емкости с Windows. В-третьих, оверлейные драйверы могут конфликтовать с заданными в память драйверами других устройств и резидентными программами, В конечном счете, наиболее предпочтительным способом введения поддержки накопителей большой емкости в интерфейсах EIDE и UDMA является модернизация BIOS до версии с усовершенствованными процедурами, вызываемыми через прерывание INT13. AMI и Micro Firmware первыми начали выпускать системные BIOS, совместимые с IDE, однако впоследствии поддержка стандарта EIDE стала неотъемлемым свойством для BIOS и контроллеров накопителей. В настоящее время общепринятой нормой стала поддержка режима UDMA/66 при соблюдении обратной совместимости с EIDE и IDE. Хотя замена BIOS -- операция более сложная, чем установка драйвера, в большинстве случаев она себя полностью оправдывает (экономится память и обеспечивается лучшая совместимость с операционными системами). Разумной альтернативой модернизации теперяашной BIOS может стать замена контроллера накопителей, т.е. установка нового собственного встроенного BIOS и модернизированными процедурами, вызываемыми через прерывание INT13. Фирмы AMI и Micro Firmware первыми начали выпускать системные BIOS, совместимые с EIDE, однако впоследствии поддержка стандарта EIDE стала неотъемлемым свойством BIOS и контроллеров накопителей. В настоящее время общепринятой нормой стала поддержка режима UDMA/66 при соблюдении обратной совместимости с EIDE и IDE. Хотя замена BIOS -- операция более сложная, чем установка драйвера, в большинстве случаев она себя полностью оправдывает (экономится память и обеспечивается лучшая совместимость с операционными системами). Разумной альтернативой модернизации стaндартной BIOS может стать замена контроллера накопителей, т.е. установка нового BIOS.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7