Интерфейсы винчестеров
чей
информации, SCSI передает биты данных параллельно, что обеспечивает
существенное повышение скорости обмена данными между устройством и хост-
адаптером.
Интерфейс SCSI используется не только в IBM-совместимых компьютерах,
но и семействах Macintosh, SPARC, VAX и др. Одна из причин такого широкого
распространения интерфейса SCSI заключается в том, что он не накладывает
никаких ограничений на связь между контроллером и периферийным устройством.
Шину SCSI можно использовать для связи компьютера с несколькими
периферийными устройствами (как внешними, так и внутренними). Более того,
допускается совместное использование одного периферийного устройства
несколькими компьютерами, подключенными к общей шине SCSI (правда это
значительно сложнее сделать, чем написать, но об этом разговор особый).
Подключаемые к шине SCSI устройства могут играть роль ведущих (Initiator)
или ведомых (Target), при этом одно и то же устройство может быть ведомым в
одних случаях и ведущим - в других. Такое разделение функций устройств
позволяет организовать передачу данных с одного периферийного устройства на
другое (например, резервное копирование данных с винчестера на стриммерную
кассету). Обмен между устройствами по магистрали SCSI происходит в
соответствии с протоколом высокого уровня и адресация осуществляется на
уровне логических, а не физических (как в ESDI) блоков. Программы для
работы со SCSI-устройствами не используют физические характеристики
конкретного устройства (число головок, цилиндров и т.п.), а имеют дело с
логическими блоками, что дает возможность работы фактически со всеми
блочными устройствами.
Для подключения устройств SCSI используется кабель (как правило
плоский) с 50-контактными разъемами (Приложение 3). Возможны как синфазная,
так и дифференциальная (с помощью "токовой петли") передача данных по
кабелю; при синфазной передаче длина кабеля может достигать 6м, при
дифференциальной - 25м. Для гарантированной передачи сигналов по магистрали
SCSI линию требуется согласовывать с помощью терминаторов (набора
резисторов), устанавливаемых по обоим концам шины SCSI.
Спецификация SCSI предусматривает подключение к шине до восьми
устройств, однако с учетом того, что каждое устройство может содержать 8
логических блоков, а каждый блок - 256 подблоков, возможности расширения
являются фактически неограниченными. Каждое подключаемое к шине SCSI
устройство имеет свой идентификатор, устанавливаемый с помощью перемычек
или переключателей непосредственно в устройстве. Идентификаторы позволяют
адресовать устройства и задают их приоритет (чем больше значение
идентификатора, тем выше приоритет устройства).
На протяжении последних лет интерфейс SCSI был существенно расширен -
появились спецификации Fast-SCSI и Wide-SCSI, обеспечивающие более высокую
скорость обмена данными с устройствами SCSI. В настоящее время интерфейс
SCSI используется в основном в высокопроизводительных системах,
предназначенных для коллективного использования (диски файловых серверов,
сканеры и т.д.).
ATA
Спецификация IDE/ATA была предложена в качестве недорогой альтернативы
интерфейсам ESDI и SCSI для персональных компьютеров семейств IBM PC XT/AT.
В результате сотрудничества компании Western Digital с Compaq Computer
Corporation был разработан интерфейс IDE (Integrated Drive Electronics),
называемый также АТА (AT attachment). Первые промышленные устройства на
базе IDE/ATA были выпущены в 1986 году. Интерфейс был стандартизован (ANSI
X3T9.2/90-143) в 1990г. как ATA (AT Attachment). Основным отличием нового
интерфейса была реализация большинства функций контроллера непосредственно
на плате дискового накопителя. Такой подход упростил и удешевил хост-
адаптеры, используемые для подключения винчестеров к компьютеру, и позволил
обеспечить высокий уровень совместимости устройств разных фирм.
Используемые устройствами IDE адреса ввода/вывода совпадают с адресами
ST506/412, но функции контроллера перенесены на плату управления приводом
диска и головок винчестера. Информация о геометрии диска (число головок,
цилиндров и секторов) хранится в самом устройстве. Зачастую в BIOS
передаются логические параметры диска, не совпадающие с его физическими
параметрами, т.е. используется трансляция, что позволяет устанавливать
винчестеры в компьютеры со старыми BIOS, не обеспечивающими возможность
произвольной установки параметров устройства (в большинстве современных
реализаций BIOS такая возможность поддерживается как тип 47 - User
Defined).
Базовый набор команд интерфейса IDE полностью соответствовал набору
команд контроллера WD1002/1003 компании Western Digital, который был
использован в компьютере IBM PC AT. При стандартизации интерфейса IDE к 12
базовым командам было добавлено еще столько же. Перенос большинства функций
контроллера на плату управления позволяет несколько повысить скорость
обмена данными с диском. Как правило диски IDE имеют небольшую встроенную
кэш-память (до 256Кб) и позволяют работать с фактором чередования 1:1
(дорожка может быть прочитана целиком за один оборот диска).
Хост-адаптер для подключения дисков IDE зачастую устанавливается на
системной плате (Mother board) или совмещается с контроллером дисководов и
портами ввода-вывода (последовательными и параллельным) на специальной,
вставляемой в гнездо расширения, плате (мультикарте, как ее зачастую
называют). Подключение устройств к хост-адаптеру осуществляется с помощью
40-проводного плоского, к которому можно присоединить два винчестера. Для
корректной адресации устройств один из винчестеров должен быть установлен в
режим Master (ведущий), другой - в режим Slave (ведомый). Режим работы
диска задается с помощью перемычек, расположенных как правило около
сигнального разъема винчестера.
Рисунок 1. Перемычки для установки режима Master/Slave
Ограниченность АТА
Первоначальная версия стандарта IDE обеспечивала возможность
подключения к компьютеру четырех винчестеров и позволяла обмениваться
данными с диском на скорости до 10Мбайт/сек, однако реальная скорость
ограничивалась прежде всего возможностями самого винчестера. Подключение
четырех устройств, предусмотренное спецификацией IDE, в компьютерах
семейства IBM PC AT, в спецификации ATA/IDE реализовано не было. Кроме
того, совместное использование стандарта ATA и программного интерфейса Int
13 BIOS ограничивало размер дисковых устройств 528Мб. Природу этого
ограничения, связанную с форматами чисел, используемых для адресации
головок, секторов и цилиндров винчестера (CHS-адрес) в стандарте IDE и
BIOS, можно понять из приведенной ниже таблицы и рисунка 2, иллюстрирующего
взаимодействие операционной системы с диском IDE.
Таблица 1.
| |BIOS |IDE |Результат |
|Максимальное число секторов на дорожке |63 |255 |63 |
|Максимальное число головок |255 |16 |16 |
|Максимальное число цилиндров |1024 |65536 |1024 |
|Максимальный размер диска |8.4Гб|136.9Гб|528Мб |
Рисунок 2. Взаимодействие диска IDE с операционной системой.
Другим существенным ограничением стандарта IDE/ATA является
невозможность подключения к контроллеру IDE каких-либо устройств, за
исключением винчестеров.
Присущие интерфейсу IDE/ATA ограничения тормозили развитие недорогих
компьютерных систем, рассчитанных на массового пользователя, в связи с чем
целый ряд фирм предпринял попытки расширения возможностей классического
IDE. Наибольших успехов на этом пути добилась компания Western Digital,
разработавшая спецификацию Enhanced IDE (EIDE), позволяющую использовать
диски, размер которых превышает 528 Мб, и обеспечившую реальную возможность
подключения к компьютеру до четырех устройств IDE (не только винчестеров,
но и приводов CD-ROM или стриммеров).
Другим интересным вариантом развития интерфейса IDE является
технология Fast ATA, разработанная компанией Seagate Technology при
поддержке фирмы Quantum. Эта технология направлена в первую очередь на
повышение скорости обмена данными с дисковыми устройствами и не
поддерживает возможность подключения CD-ROM или стриммеров, но обеспечивает
более высокий уровень совместимости за счет соответствия широко
распространенным промышленным стандартам.
Fast ATA
Спецификация Fast ATA разработана компанией Seagate Technology и
поддержана фирмой Quantum и еще рядом компаний. Это расширение стандарта
IDE/ATA преследует цель увеличения емкости винчестеров и скорости обмена
между диском и программами. К настоящему моменту существует два варианта
спецификации Fast ATA и Fast ATA-2. Винчестеры, соответствующие Fast ATA,
обеспечивают высокую скорость обмена за счет реализации скоростных режимов
PIO mode 3 (11.1 Мб/сек) или Multiword DMA mode 1 (13.3 Мб/сек). Выбор
конкретного режима предоставляется производителю устройства. Fast ATA-2
поддерживает PIO mode 4 или Multiword DMA mode 2 (пока не реализован "в
железе"), обеспечивающие скорость обмена 16.6 Мб/сек.
Для обеспечения возможности использования дисков, размер которых
превышает 528Мб, используется режим трансляции параметров диска (рис. 4.);
реальные адреса CHS (цилиндр-головка-сектор) пересчитываются в фиктивные,
удовлетворяю
| |  скачать работу |
Интерфейсы винчестеров |
