大话存储(终极版)读书笔记一 硬盘接口技术之 IDE接口

IDE硬盘接口

IDE(integrated drive electronics)电子集成驱动器,即将控制电路和盘片、磁头等放在一个容器中的磁盘驱动器。把控制电路与盘片放在一起的做法减少了接口电缆数目和长度,数据传输的可靠性得到了增强。而且不必担心硬盘与控制器的兼容性问题和用户安装困难问题。IDE接口也称PATA接口,即parallel ATA(并行传输 ATA)。

7种ATA物理接口规范

接口名称

插口

最大容量

支持模式

传输速率

新增功能

备注

ATA-1(IDE)

1

504M

PIO-0/1/2

4中DMA模式(实际中没人用)

PIO-0(3.3MB/S)

 

 

ATA-2(EIDE/Fast ATA)

2个EIDE插口

8.1GB

新增2种PIO和DMA模式

16.6MB/S

支持在BIOS中设置LBA和CHS

 

ATA-3(FastATA-2)

 

 

同上

16.6MB/S

S.M.A.R.T(自动检测、分析和报告结束)

S.M.A.R.T可以对磁头、盘片电机电路等硬件设备进行检测,通过监测电路和主机的检测软件进行磁盘检测,把其运行状况和历史记录同预设的安全值进行比较分析。当检测到的值超出了安全值的范围时,会自动向用户发出警告,进而对硬盘潜在故障作出有效检测,提高数据存储的安全。

ATA-4(ATA33)

 

 

Ultra DMA33数据传输模式

33.3MB/S

Double Data Rate技术、CRC(冗余校验技术)

双倍数据传输是指让接口在一个时钟周期内传输数据两次,时钟上升期和下降期各有一次数据传输。CRC技术设计原理是系统与磁盘在进行传输的过程中,随数据一起发送循环的冗余校验码,对方在收取的时候对该校验码进行校验,只有在校验完全正确的情况下,才能接受并处理得到的数据。

ATA-5(ATA66)

 

 

ultra DMA 66接口

66.6MB/S

为了防止电磁干扰问题,ultra DMA 66接口开始使用40针脚80芯的电缆。

40针脚是为了兼容以往的ATA插槽,减少成本的增加80芯新增的都是信号屏蔽线。

ATA-6(ATA100)

 

 

ultra DMA 66接口

100MB/S

对桌面系统的磁盘子系统有较大的提升作用。

 

ATA-7(ATA 133)

 

 

 

130MB/S

 

 

IDE数据传输模式

PIO模式(programming Input/Output model):

通过CPU执行I/O端口指令来进行数据读写的数据传输模式,是最早的硬盘数据传输模式。在PIO模式下,硬盘控制器接收到硬盘驱动器传输过来的数据之后,必须由CPU发出信号将这些数据复制到内存中。PIO模式可分为PIO mode0、PIO mode 1、PIO mode 2、PIO mode 3 和PIO mode 4。数据传输速率:3.3MB/S—16.6MB/S。

DMA模式(Direct Memory Access):

在DMA模式下,CPU只需向DMA控制器下达命令,让DMA控制器来处理数据的传送。DMA控制器直接将数据复制到内存的相应地址上,数据传输完毕之后,再把信息反馈给CPU。DMA模式分为Single-Word DMA(单字节DMA)和Multi-Word DMA(多字节DMA)两种。传输速率16.6MB/S。

Ultra DMA模式(ultra Direct Memory Access ):

一般简写为UDMA,含义为高级直接内存访问。在DMA优点的基础上,增加了CRC(Cyclic Redundancy Check,循环冗余码校验)。在以往的数据传输模式下,一个时钟周期只能传输一次数据,在UDMA模式下,逐渐应用了Double Data Rate 技术。在UDMA133之后,受限于IDE接口的技术规范,无论连接器、;连接电缆还是信号协议都出现了很大的技术瓶颈,而且其支持的最高数据传输率也有限。在IDE传输率提高的同时,也就是工作频率提高的同时,IDE接口交叉干扰、地下增多、信号混乱等缺陷也给其发展带来了很大的制约,被新一代SATA接口取代。

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