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Come funziona il controller IDE

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L'interfaccia Integrated Drive Electronics si collega un hard disk ad un PC.
Non importa cosa fai con il computer, l'archiviazione è una parte importante del sistema. Infatti, la maggior parte dei personal computer hanno uno o più dei seguenti dispositivi di archiviazione:
  • Unità disco floppy
  • Disco rigido
  • CD-ROM
Solitamente, questi dispositivi di connettano al computer attraverso un'interfaccia Integrated Drive Electronics (IDE). In sostanza, un'interfaccia IDE è un modo standard per un dispositivo di archiviazione per connettersi a un computer. IDE non è in realtà il vero nome tecnico per lo standard di interfaccia. Il nome originale, All'attaccamento (ATA), significava che l'interfaccia è stato inizialmente sviluppato per i computer IBM AT. In questo articolo, imparerete circa l'evoluzione di IDE/ATA, quali la piedinatura ed esattamente quello che "schiavo" e significa "maestro" nell'IDE.
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La nascita dell'interfaccia IDE ha portato alla combinazione di un controller come questo con un disco rigido.

Evoluzione IDE

IDE è stato creato come un modo per standardizzare l'uso dell'hard disk nel computer. Il concetto di base dietro IDE è che il disco rigido e il controller dovrebbe essere combinati. Il controller è un piccolo circuito stampato con chip che riguardo esattamente come il disco rigido memorizza e accede ai dati. La maggior parte dei controllori includono anche parte della memoria che agisce come un tampone per aumentare le prestazioni del disco rigido.
Prima IDE, controller e i dischi rigidi erano separati e spesso proprietarie. In altre parole, un controller da un produttore potrebbe non funzionare con un disco rigido da un altro produttore. La distanza tra il controller e il disco rigido potrebbe tradursi in qualità del segnale scarso e influire sulle prestazioni. Ovviamente, questo ha causato molta frustrazione per gli utenti di computer.
IBM ha introdotto il computer AT nel 1984 con un paio di innovazioni chiave.
  • Nelle fessure del computer per l'aggiunta di carte usato una nuova versione del bus Industry Standard Architecture (ISA). Il nuovo autobus è stato in grado di trasmettere informazioni 16 bit alla volta, rispetto a 8 bit sul bus ISA originale.
  • IBM ha anche offerto un disco rigido per l'AT che ha utilizzato un nuovo combinato/regolatore. Un cavo a nastro dalla combinazione/regolatore attraversava una scheda ISA per collegare al computer, dando vita all'interfaccia all'attaccamento (ATA).
Nel 1986, Compaq ha introdotto dischi IDE nel loro Deskpro 386. Questa combinazione di unità/controller era basata sullo standard ATA sviluppato da IBM. In poco tempo, altri fornitori ha cominciato ad offrire dischi IDE. IDE è diventato il termine che copriva l'intera gamma di dispositivi di azionamento/controller integrato. Poiché quasi tutti i dischi IDE sono basati su ATA, i due termini sono usati scambievolmente.
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Un primo piano delle interfacce IDE primarie e secondarie su una scheda madre

Controller, dischi, schede Host

La maggior parte delle schede madri sono dotate di un'interfaccia IDE. Questa interfaccia è spesso definita come un controller IDE, che non è corretto. L'interfaccia è in realtà un adattatore host, significato che esso fornisce un modo per collegare un dispositivo completo al computer (host). Il titolare effettivo è su una scheda allegata al disco rigido. Questo è il motivo che si chiama Integrated Drive Electronics in primo luogo!
Mentre l'interfaccia IDE è stato originariamente sviluppato per il collegamento di hard disk, si è evoluta nell'interfaccia universale per il collegamento interna unità floppy, unità CD-ROM e anche alcune unità nastro backup. Anche se è molto popolare per le unità interne, IDE è raramente utilizzato per associare un dispositivo esterno.
Ci sono diverse varianti di ATA, ognuno aggiungendo allo standard precedente e mantenendo la compatibilità con le versioni precedenti.
Gli standard includono:
ATA-1 - la specifica originale di Compaq incluso nel Deskpro 386. È istituito l'uso di una configurazione master/slave. ATA-1 era basato su un sottoinsieme del connettore standard ISA 96 poli che utilizza o 40 o 44 pin connettori e cavi. Nella versione a 44 poli, extra quattro pin sono utilizzati per alimentare un disco che non ha un connettore di alimentazione separata. Inoltre, ATA-1 fornisce il segnale di temporizzazione per l' accesso diretto alla memoria (DMA) e programmare le funzioni di input/output (PIO). DMA significa che l'unità invia informazioni direttamente alla memoria, mentre PIO significa che l'unità centrale di elaborazione del computer (CPU) gestisce il trasferimento di informazioni. ATA-1 è più comunemente noto come IDE.
ATA-2 - DMA è stato pienamente attuato iniziando con la versione di ATA-2. Tariffe standard di trasferimento DMA è aumentati da 4,16 megabyte al secondo (MBps) in ATA-1 MBps. ATA come 16,67-2 fornisce power management, supporto scheda PCMCIA e supporto rimovibile. ATA-2 è spesso chiamato EIDE (Enhanced IDE), Fast ATA o Fast ATA-2. La dimensione totale hard disk supportata aumentato a 137,4 gigabyte. ATA-2 previsti metodi di conversione standard per Testata di settore (CHS) dischi rigidi fino a 8,4 gigabyte di dimensione. CHS è come il sistema determina dove si trovano i dati su un disco rigido. La ragione per la grande discrepanza tra dimensione totale hard disk e supporto disco rigido CHS è a causa delle dimensioni di bit utilizzate dal sistema base di input/output (BIOS) per CHS. CHS ha una lunghezza fissa per ogni parte dell'indirizzo:
  • Cilindro = 10-bit, 1024
  • Testa = 8 bit, 256
  • Settore = 6-bit, 63 *
Si nota che il numero di settori è 63 anziché 64. Ciò è perché un settore non può iniziare con zero. Ogni settore contiene 512 byte. Se moltiplichiamo 1.024 x 256 x 63 x 512, si otterrà 8,455,716,864 byte o circa 8,4 gigabyte. Versioni di BIOS più recenti è aumentato la dimensione in bit CHS, fornendo supporto per la piena 137,4 gigabyte. ATA-3 - con l'aggiunta di auto analisi e Reporting Technology (SMART), unità IDE sono stati fatti più affidabile. ATA-3 aggiunge anche la protezione tramite password per accedere alle unità, fornendo una funzione di sicurezza prezioso.
ATA-4 - probabilmente i due più grandi aggiunte allo standard in questa versione sono Ultra DMA supporto e l'integrazione dello standard All'attaccamento Program Interface (ATAPI). ATAPI fornisce un'interfaccia comune per unità CD-ROM, unità nastro di backup e altri dispositivi di archiviazione rimovibili. Prima ATA-4, ATAPI era uno standard completamente separato. Con l'inclusione di ATAPI, ATA-4 migliorato immediatamente il supporto rimovibile di ATA. Ultra DMA ha aumentato il tasso di trasferimento DMA da 16,67 di ATA-2 MBps 33,33 MBps. Oltre al cavo esistente che utilizza 40 pin e 40 conduttori (fili), questa versione introduce un cavo con 80 conduttori. Altri 40 conduttori sono fili di terra sparpagliate tra i 40 conduttori standard per migliorare la qualità del segnale. ATA-4 è anche detta Ultra DMA, Ultra ATA e Ultra ATA/33.
ATA-5 - l'aggiornamento principale in ATA-5 è il rilevamento automatico di cui viene utilizzato il cavo: la versione di conduttore di 40 o 80 conduttori. Ultra DMA è aumentato a 66,67 MB/sec, con l'utilizzo del cavo 80 conduttori. ATA-5 è anche chiamato Ultra ATA/66.
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Il connettore di un cavo IDE

Cavo chiave

Dispositivi IDE utilizzano un cavo a nastro per connettersi tra loro. Cavi a nastro hanno tutti i fili di cui piatto uno accanto a altro invece avvolto o raggruppati insieme in bundle. Cavi a nastro IDE hanno o 40 o 80 fili. C'è un connettore a ciascuna estremità del cavo e l'altro circa i due terzi della distanza dal connettore della scheda madre. Questo cavo non può superare i 18 pollici (46 cm) di lunghezza totale (12 pollici dal primo al secondo connettore) e 6 pollici dalla seconda alla terza per mantenere l'integrità del segnale. I tre connettori sono in genere diversi colori e associare a elementi specifici:
  • Connettore blu attribuisce alla scheda madre.
  • Il connettore nero attribuisce al disco primario (master).
  • Il connettore grigio attribuisce all'unità secondarie (slave).
Lungo un lato del cavo è una striscia. Questa striscia si racconta che il filo su quel lato è collegato al Pin 1 di ciascun connettore. Filo 20 non è collegato a nulla. Infatti, non esiste nessun pin in quella posizione. Questa posizione viene utilizzata per assicurarsi che il cavo è collegato all'unità nella posizione corretta. Un altro modo che produttori di assicurarsi che il cavo non è invertito è utilizzando una chiave di cavo. La chiave del cavo è una piccola piazza plastica sulla parte superiore del connettore del cavo a nastro che si inserisce in una tacca sul connettore del dispositivo. In questo modo il cavo collegare solo in una posizione.
Numeri PIN e descrizioni
  1. Reset
  2. Terra
  3. Dati Bit 7
  4. Bit di dati 8
  5. Bit di dati 6
  6. Bit di dati 9
  7. Bit di dati 5
  8. Bit di dati 10
  9. Bit di dati 4
  10. Bit di dati 11
  11. Bit di dati 3
  12. Bit di dati 12
  13. Bit di dati 2
  14. 13 Bit di dati
  15. Bit di dati 1
  16. Bit di dati 14
  17. Dati Bit 0
  18. 15 Bit di dati
  19. Terra
  20. Cavo chiave (pin mancante)
  21. DRQ 3
  22. Terra
  23. -IOW
  24. Terra
  25. -IOR
  26. Terra
  27. Canale dei / o Ready
  28. SPSYNC: Cable Select
  29. -ALEX DE ANGELIS 3
  30. Terra
  31. RQ 14
  32. IOCS - 16
  33. Bit di indirizzo 1
  34. -PDIAG
  35. Indirizzo Bit 0
  36. Bit di indirizzo 2
  37. -CS1FX
  38. -CS3FX
  39. -DA/SP
  40. Terra
  41. + 5 volt (logica) (opzionale)
  42. + 5 volt (motore) (opzionale)
  43. Terra (opzionale)
  44. -Tipo (opzionale)
Nota che le ultime quattro perni sono utilizzati solo da dispositivi che richiedono alimentazione attraverso il cavo a nastro. In genere, tali dispositivi sono hard disk che sono troppo piccoli (ad esempio, 2,5 pollici) ad avere bisogno di un alimentatore separato.

Master e slave

Una singola interfaccia IDE può supportare due dispositivi. La maggior parte delle schede madri dotate di interfacce IDE duali (primario e secondario) per fino a quattro dispositivi IDE. Perché il controller è integrato con l'unità, non non c'è nessun controllore generale per decidere quale dispositivo attualmente sta comunicando con il computer. Questo non è un problema, purché ogni dispositivo è su un'interfaccia separata, ma aggiungendo il supporto per una seconda unità sullo stesso cavo ha preso qualche ingenuità.
Per consentire due unità sullo stesso cavo, IDE utilizza una configurazione speciale chiamato master e slave. Questa configurazione consente uno di regolatore raccontare l'altra unità quando può trasferire dati da o verso il computer. Quello che succede è che l'unità slave effettua una richiesta all'unità master, che controlla per vedere se esso è attualmente di comunicare con il computer. Se l'unità master è inattivo, racconta l'unità slave per andare avanti. Se l'unità master è in comunicazione con il computer, racconta l'unità slave ad aspettare e poi si informa quando può andare avanti.
Il computer determina se c'è un secondo disco (slave) associato con l'uso di Pin 39 sul connettore. Pin 39 trasporta un segnale speciale, chiamato Unità attive/Slave presenti (DASP), che controlla per vedere se le unità slave è presente.
Anche se funziona in entrambe le posizioni, è consigliabile che l'unità master è collegato al connettore alla fine del cavo IDE della barra multifunzione. Quindi, un ponticello sul retro dell'unità vicino al connettore IDE deve essere impostato la corretta posizione per identificare l'unità come l'unità master. L'unità slave deve avere il jumper master rimosso o un jumper slave speciale su, a seconda dell'unità. Inoltre, le unità slave è collegato al connettore vicino al centro del cavo IDE della barra multifunzione. Scheda di ogni unità controllo analizza i ponticelli per determinare se si tratta di un master o slave. Questo dice loro come eseguire. Ogni unità è in grado di essere master o slave quando ricevete dal produttore. Se è installato un disco, solo dovrebbe essere sempre l'unità master.
Molte unità dispongono di un'opzione denominata Cable Select (CS). Con il corretto tipo di cavo a nastro IDE, queste unità possono essere auto configurata come master o slave. CS funziona come questo: un ponticello in ciascuna unità è impostato l'opzione CS. Il cavo stesso è proprio come un normale cavo IDE ad eccezione di una differenza... 28 Pin solo si collega al connettore unità master. Quando il computer è acceso, l'interfaccia IDE invia un segnale lungo il filo per 28 Pin. Solo l'unità collegata al connettore master riceve il segnale. Tale unità si configura quindi come l'unità master. Poiché l'altra unità ha ricevuto alcun segnale, il valore predefinito è modalità slave.
Pubblicato per scopi didattici
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