Ремонт и upgrade компьютеров своими руками

ИНТЕРФЕЙС IDE

Если у вас появятся вопросы, не освещенные на нашем сайте, вы можете задать вопрос непосредственно нашим специалистам по электронной почте: upgradecomputer@yandex.ru

Как уже отмечалось, IDE (Integrated Drive Electronics) представляет собой обобщающий термин, применимый практически к каждому дисководу со встроенным контроллером. В настоящий момент интерфейс IDE получил официальное название ATA (AT Attachment), принятое в качестве стандарта ANSI. Название АТА, относящееся к оригинальной параллельной версии интерфейса, обозначает жесткий диск, подключенный непосредственно к шине AT, которая более известна как 16-разрядная шина ISA.

АТА является 16-разрядным параллельным интерфейсом, т. е. по кабелю интерфейса одновременно передается 16 бит. В начале 2001 года был официально представлен новый интерфейс, получивший название Serial АТА. Serial АТА (SATA) единовременно передает по кабелю не более одного бита данных, что позволяет значительно уменьшить сечение и длину используемого кабеля за счет повышения частоты передачи данных. SATA представляет собой совершенно новую конструкцию физического интерфейса, сохранившую при этом программную совместимость с параллельным интерфейсом АТА. Название АТА, встречающееся на страницах этой статьи, относится к параллельной версии интерфейса, а название SATA — к интерфейсу Serial АТА.

Поскольку в накопителе IDE контроллер встроенный, его можно подключать непосредственно к разъему на плате адаптера или на системной плате. Это существенно упрощает установку жесткого диска, так как не нужно подсоединять отдельные кабели для подачи питания, сигналов управления и т. п. Кроме того, при объединении контроллера и жесткого диска сокращается общее количество элементов в устройстве, уменьшается длина соединительных проводов, а в результате повышается надежность, устойчивость к шумам и быстродействие инфраструктуры по сравнению с тем, когда автономный контроллер подключается к жесткому диску с помощью длинных кабелей.

Объединяя контроллер (в том числе и входящий в его состав шифратор/дешифратор) с жестким диском, удается существенно повысить надежность воспроизведения данных по сравнению с системами, в которых используются автономные контроллеры. Происходит это потому, что кодирование данных и их преобразование из цифровой формы в аналоговую (и наоборот) осуществляется непосредственно в жестком диске при меньшем уровне внешних помех. В результате аналоговые сигналы, временные параметры которых весьма критичны, не передаются по плоским кабелям, где они могли бы «набрать» помех; кроме того, при передаче сигналов по кабелям могут возникнуть непредсказуемые задержки их распространения. В конечном счете совмещение контроллера и жесткого диска в едином блоке позволило повысить тактовую частоту шифратора/дешифратора, плотность размещения данных на носителе и общее быстродействие инфраструктуры.

Объединение контроллера и жесткого диска освободило разработчиков от необходимости строго следовать стандартам, что было неизбежно при использовании прежних интерфейсов. Взаимно согласованная и «подогнанная» пара «жесткий диск-контроллер» обладает гораздо крупным быстродействием по сравнению с прежними комбинациями автономных устройств.

Разъем IDE на системной плате во многих компьютерах представляет собой просто «усеченный» разъем шины расширения. В стандартном варианте ATA IDE используются разъемы с 40 контактами из возможных 98, имеющихся в разъеме 16-разрядной шины ISA. Из всего набора сигнальных линий шины к разъему IDE подведены только те, которые важны для работы стандартного контроллера жесткого диска компьютеров XT и AT. к примеру, для контроллера жесткого диска в компьютере AT нужна линия IRQ 14, поэтому на разъем IDE системной платы AT выведена только эта линия IRQ. На разъем системной платы компьютера XT выведена только линия IRQ 5, к той и подключен контроллер. Обратите внимание, что, даже если интерфейс АТА подключен к микросхеме South Bridge и работает на частоте шины PCI, разводка и назначение контактов все равно не изменяются.

Замечание

Многие пользователи полагают, что в компьютерах, в которых разъем IDE установлен на системной плате, контроллер жесткого диска расположен на ней же. На самом деле это не так: контроллер находится в самом жестком диске. Мне не доводилось сталкиваться с системами, в которых контроллер жесткого диска был бы смонтирован на системной плате.

Когда говорят о накопителях IDE, то обычно имеют в виду вариант ATA IDE, получивший наибольшее распространение. Однако существуют и другие разновидности накопителей IDE для других шин. к примеру, в некоторых компьютерах PS/2 устанавливаются жесткие диски, предназначенные для работы с шиной МСА и подключаемые непосредственно к разъему расширения (через адаптер). Существуют также накопители IDE, предназначенные для 8-разрядной шины ISA, но они не получили широкого распространения. В большинстве IBM-совместимых компьютеров с шинами ISA и EISA устанавливались 16-разрядные накопители ATA IDE. Сегодня интерфейс ATA IDE является самым распространенным. В ряде новейших систем применяется интерфейс Serial АТА.

Главное достоинство накопителей АТА — их дешевизна. Поскольку для них не нужен отдельный контроллер, количество кабелей и разъемов, важных для подключения жесткого диска, оказывается существенно меньшим, чем в былом варианте жесткого диска с автономным контроллером.

Еще одно достоинство накопителей АТА — быстродействие. Но, как ни странно, к данному классу относятся не только жесткие диски с максимальной производительностью, но и едва ли не самые «медленные» устройства. Это иллюстрация того, что многое зависит от конкретной реализации одной и той же технической идеи. Дать общую оценку производительности всех дисков АТА невозможно, поскольку каждая модель уникальна. Однако высококачественные устройства обладают быстродействием, равным или превосходящим аналогичный параметр для жестких дисков прочих типов (правда, при работе в автономном компьютере и под управлением однозадачной операционной инфраструктуры).

Первые Диски Ide

Эти диски выпускались в виде жестких плат. Некоторые компании, к примеру Plus Development (подсайтение Quantum), поступали следующим образом: прикрепляли небольшие жесткие диски формата 3,5 дюйма (в стандарте ST-506/412 или ESDI) непосредственно к платам стандартных контроллеров. Полученный модуль вставлялся в разъем шины как обычный контроллер жесткого диска. Но когда тяжелый, вибрирующий жесткий диск устанавливается в разъем расширения и крепится всего одним винтом, это, естественно, далеко не лучшая ситуация, не говоря о том, что такой модуль упирается в соседние платы, поскольку он намного толще обычного адаптера.

Некоторые компании пошли другим путем и переработали конструкцию контроллера, установив его вместо платы управления в стандартном жестком диске. При этом сам жесткий диск монтируется обычным образом в предназначенном для него отсеке. Конечно, как и любое другое устройство компьютера, встроенный контроллер таких жестких дисков необходимо подключать к шине. Делается это с помощью кабеля, соединяющего жесткий диск с одним из разъемов.

Существует несколько способов такого подключения. Компания Compaq первой стала устанавливать в своих компьютерах специальный адаптер для перехода с 98-контактного печатного разъема шины AT (ISA), расположенного на системной плате, на 40-контактный разъем, к которому подключается жесткий диск. Такого разъема оказалось вполне достаточно, поскольку уже было ясно, что для контроллера жесткого диска никогда не потребуется более 40 линий.

В 1987 году IBM разработала свои накопители IDE для шины МСА, которые подключаются к шине через специальный адаптер, названный промежуточной платой. На этих платах устанавливается лишь несколько буферных микросхем, поскольку встроенные контроллеры уже разрабатывались с расчетом на прямое подключение к шине. Еще одна 8-разрядная разновидность накопителя IDE была разработана для 8-разрядной шины ISA, используемой, к примеру, в компьютерах PS/2 модели 30. В интерфейсе IDE, предназначенном для систем XT, тоже используются 40-контактные разъемы и кабель. Они подобны тем разъемам и кабелям, которые применяются в 16-разрядных версиях, но не совместимы с ними.

Интерфейсы Ide Для Различных Системных Шин

Существуют следующие основные разновидности интерфейса IDE, рассчитанные на взаимодействие со стандартными шинами:

■ Serial AT Attachment (SATA);

■ параллельный AT Attachment (ATA) IDE (16-разрядная шина ISA);

■ XT IDE (8-разрядная шина ISA);

■ МСА IDE (16-разрядная шина МСА).

В настоящее время из всех перечисленных типов используются только версии АТА. Уже появились более быстрые и мощные версии интерфейсов АТА и Serial АТА; в частности, улучшенные варианты АТА получили название АТА-2 и далее. Иногда эти версии называют также EIDE (Enhanced IDE), Fast-АТА, Ultra-АТА или Ultra-DMA. Несмотря на все возможности последней версии АТА-6, в целом интерфейс Serial АТА демонстрирует большую производительность и функциональность.

Замечание

Многие пользователи путают 16– и 32-разрядные соединения шины и 16– и 32-разрядные подсоединения жестких дисков. PCI-соединение обеспечивает 32-разрядный (в будущем 64-разрядный) обмен между шиной и контроллером накопителя. Однако в конфигурации накопителей IDE (или EIDE) вы все еще получаете только 16-разрядный обмен между накопителем и контроллером. Это обычно не создает серьезных проблем, поскольку один или два накопителя не могут обеспечить такой обмен данными, чтобы заполнить хотя бы 16-разрядный канал.

В версиях XT и АТА для подключения жестких дисков используются стандартные 40-контактные разъемы и кабели, но разводки выводов у них разные, поэтому они оказываются не совместимыми друг с другом. В версии МСА IDE, рассчитанной только на компьютеры с шиной МСА, применяются совершенно другие, 72-контактные разъемы.

В большинстве случаев в системе должен быть установлен накопитель IDE того типа, который соответствует шине компьютера. Другими словами, накопители XT IDE работают только в компьютерах класса XT с разъемами 8-разрядной шины ISA, накопители ATA IDE можно устанавливать только в компьютерах класса AT с разъемами 16-разрядной шины ISA или EISA, а накопители МСА IDE пригодны только для систем с шиной МСА (к примеру, для PS/2 модели 50 и последующих). Правда, возможны и другие варианты. к примеру, компания Silicon Valley выпускает платы адаптеров для компьютеров XT, предназначенные для работы с накопителями ATA IDE. Другие компании, к примеру Агсо Electronics и Sigma Data, вызапускают адаптеры для систем с шиной МСА, к которым можно подключать те же накопители ATA IDE. Эти адаптеры могут пригодиться владельцам компьютеров XT и PS/2, поскольку выбор накопителей IDE для систем XT и МСА весьма ограничен, а моделей накопителей ATA IDE выпускается очень много.

В большинстве новых компьютеров разъем АТА установлен непосредственно на системной плате. Если его нет, то для подключения к компьютеру накопителя АТА IDE можно использовать дополнительную плату адаптера. Обычно на такой переходной плате нет ничего, кроме двух разъемов (98-контактного печатного разъема шины и 40-контактного разъема IDE) и набора проводников. Эти платы не являются контроллерами, так как последние уже встроены в жесткие диски. Правда, на некоторых из них монтируются дополнительные устройства, к примеру специализированная ROM BIOS или кэш-память.

Накопители Ата Ide

Прототип накопителя АТА IDE, или 40-контактный IDE-разъем, был разработан совместными усилиями компаний CDC, Western Digital и Compaq. Первым устройством АТА IDE стал жесткий диск формата 5,25 дюйма емкостью 40 Мбайт половинного величины, выпущенный CDC. В нем использовался встроенный контроллер компании Western Digital, а устанавливались эти диски в первых компьютерах Compaq 386 (1986 год).

Через нето время 40-контактный разъем и метод построения дискового интерфейса были представлены на рассмотрение в комитет по стандартам при ANSI. Совместными усилиями этого института и компаний-изготовителей были устранены некоторые шероховатости, «подчищены хвосты», и в марте 1989 года был опубликован стандарт на интерфейсы, известный как САМ АТА. Однако еще до появления этого стандарта многие компании, к примеру Conner Peripherals, вслед за CDC внесли некоторые изменения в первоначальную конструкцию. В результате многие старые накопители АТА очень трудно объединять в двухдисковую конфигурацию, принятую для современных систем.

Некоторые разделы стандарта АТА не конкретизированы, и изготовителям предоставлена определенная свобода творчества при введении собственных команд и функций. Кстати, именно поэтому низкоуровневое форматирование накопителей IDE превратилось в столь сложную проблему. Программа форматирования при перезаписи заголовков секторов и создании карты дефектов должна обладать возможностью использования набора команд, разработанного для конкретной модели жесткого диска. К сожалению, при таком подходе размывается само понятие «стандарт».

Замечание

Важно отметить, что в качестве стандарта принят только интерфейс ATA IDE. Интерфейсы XT IDE и МСА IDE никогда таковыми не являлись и поэтому не получили широкого распространения. Эти интерфейсы сняты с производства — во всяком случае в новых компьютерах они не используются.

Вся информация собрана из открытых источников. При испльзовании материалов, размещайте ссылку на источник.