Интерфейсы винчестеров
щие ограничениям BIOS. Контроллер и BIOS используют в этом
случае разную геометрию для адресации данных на диске. Если диск содержит
2000 секторов и имеет 16 головок, то в результате трансляции BIOS будет
воспринимать его как устройство с 1000 цилиндров и 32 головками.
Рисунок 3. Трансляция параметров диска.
Технология Fast ATA основана на признанных промышленных стандартах,
что обеспечивает ей высокий уровень совместимости со старыми контроллерами
и дисками. Протоколы обмена данными соответствуют официальному документу
АТА-2 (Ref: 9048D).
Enhanced IDE
Технология Enhanced IDE компании Western Digital была разработана в
результате анализа потребностей современного рынка ПК. В 1984 году компания
Western Digital создала контроллеры дисководов (WD1002) и винчестеров
(ST506), которые были использованы фирмой IBM при разработке компьютера IBM
PC AT. Успех архитектуры АТ привел к значительному расширению рынка IBM-
совместимых ПК и сделал контроллеры Western Digital стандартом de facto.
В процессе становления рынка персональных компьютеров фирма Western
Digital пришла к выводу о необходимости интеграции электроники контроллера
АТ и дискового устройства. В результате сотрудничества с Compaq Computer
Corporation был разработан интерфейс IDE (Integrated Drive Electronics),
называемый также АТА (AT Bus attachment). Первые промышленные устройства на
базе IDE/ATA были выпущены в 1986 году.
Продолжая лидировать в сфере IDE-устройств, компания Western Digital
предложила расширение интерфейса IDE. Новая спецификация - Enhanced IDE -
повышает скорость обмена с диском, допускает применение более скоростных
дисков и обеспечивает возможность установки в компьютере до четырех
устройств IDE. Кроме того, Enhanced IDE позволяет подключать к контроллеру
не только винчестеры, но и другие устройства (приводы CD-ROM, стриммеры),
поддерживающие спецификацию ATAPI (AT Attachment Packet Interface). Эта
спецификация определяет интерфейс с приводами CD-ROM и другими недисковыми
устройствами, позволяющий использовать стандартные контроллеры и кабели.
Стандарт ATAPI получил широкую поддержку среди производителей CD-ROM-
устройств и разработчиков операционных систем, что еще более расширило
сферу распространения интерфейса IDE/ATA.
Спецификация EIDE позволяет избавиться от целого ряда ограничений,
присущих интерфейсу IDE/ATA. Такое расширение обеспечивает существенный
рост возможностей устройств долговременного хранения информации без роста
цен, усложнения использования и потери совместимости. Ограничения, присущие
IDE, по сравнению с другими интерфейсами (такими, как SCSI) не угрожают
доминированию IDE на современном рынке недорогих систем. Однако повышение
производительности процессоров, разработка новых ОС и высокие запросы
современных приложений к дисковому пространству привели к тому, что
стандарт IDE уже не может удовлетворять всем современным требованиям.
Существенно и то, что стандартный интерфейс IDE менее гибок и более
ограничен по сравнению со SCSI:
IDE поддерживает только два винчестера, а SCSI обеспечивает возможность
подключения большого количества блочных устройств различных типов
(принтеры, CD-ROM, стриммеры и др.);
размер дисков IDE не может превышать 528Мб, поскольку для доступа к диску
используется интерфейс Int 13 BIOS, тогда как SCSI не ограничивает размер
диска;
IDE обеспечивает скорость обмена с диском 2-3 Мб/сек, а SCSI - 10 или
20Мб/сек (Fast/Wide).
Технология Enhanced IDE позволяет избавиться от основных ограничений
стандарта IDE/ATA:
предельный размер диска 528Мб;
малая скорость обмена с диском;
поддержка только двух устройств;
невозможность подключения приводов CD-ROM и стриммеров.
Рисунок 4. Компоненты технологии EIDE.
Как показано на рисунке 4, технология Enhanced IDE включает в себя
четыре основных компоненты, реализуемые совместно в периферийных
устройствах, контроллерах EIDE, BIOS и операционной системе:
1. Использование винчестеров размером более 528Мб.
Эта возможность обусловлена внесенными в BIOS изменениями, позволяющими
адресовать большие диски. Для работы с дисками более 528Мб требуется
поддержка со стороны винчестера, BIOS и операционной системы.
Винчестер должен поддерживать спецификацию ATA (этому требованию
удовлетворяет большинство современных винчестеров).
BIOS также должна поддерживать спецификацию ATA; большинство
производителей системных плат и разработчиков BIOS уже поддерживают этот
режим.
Может потребоваться поддержка работы с большими дисками и со стороны
операционной системы. Windows 3.1 не полностью соответствует ATA, поэтому
приходится использовать специальные драйверы (Windows "32-bit disk
access"), обычно поставляемые вместе с контроллерами EIDE. Большинство 32-
разрядных операционных систем (таких, как OS/2) изначально поддерживают
работу с большими дисками.
2. Ускоренный обмен данными
основан на использовании скоростных режимов программируемого ввода-
вывода (PIO mode 3) и прямого доступа к памяти (DMA mode 1). Эти режимы
обеспечивают скорость обмена 11.1 и 13.3 Мб/сек, соответственно. Для
реализации скоростного обмена требуется поддержка со стороны винчестера и
BIOS.
BIOS должна поддерживать один из скоростных режимов обмена с диском
(PIO mode 3 или DMA mode 1), как правило это режим PIO.
Со стороны дискового устройства также должна обеспечиваться поддержка
скоростного обмена. Эту возможность обеспечивает большинство современных
винчестеров (в том числе диски Fast ATA).
Скоростные режимы обмена позволяют полнее реализовать возможности
дисковых контроллеров, использующих широкополосную локальную шину VESA или
PCI.
3. Поддержка двух портов ATA.
Для обеспечения этой возможности используются зарезервированные для
второго контроллера адреса портов ввода-вывода и прерывание IRQ15. Для
реализации этой возможности требуется поддержка со стороны контроллера
(хост-адаптера), BIOS и операционной системы.
К самим устройствам (винчестерам, приводам CD-ROM или стриммерам) не
предъявляется никаких дополнительных требований.
Контроллер должен обеспечивать возможность установки адресов второго
порта (это реализовано отнюдь не во всех современных моделях).
Не все BIOS поддерживают возможность использования четырех устройств
IDE, однако современные разработки включают этот режим.
Важную роль играет поддержка использования четырех устройств со
стороны операционной системы. Эта возможность реализована в большинстве 32-
разрядных ОС и в последних версиях DOS.
4. Возможность подключения приводов CD-ROM и стриммеров.
Этот режим является недорогой альтернативой SCSI. Для обеспечения
такой возможности требуется требуется поддержка нескольких новых команд.
Спецификация ATAPI (ATA Packet Interface), находящаяся в стадии разработки,
содержит описание новых команд.
Для обеспечения возможности подключения к хост-адаптеру недисковых
устройств требуется поддержка спецификации ATAPI со стороны BIOS, хост-
адаптера, операционной системы и самих периферийных устройств.
В настоящее время большинство устройств CD-ROM уже использует
интерфейс IDE/ATAPI для подключения ко второму порту современных
контроллеров.
Очевидно, что при таком обилии вариантов расширения возможностей IDE
отнюдь не все устройства, рекламируемые как "Enhanced", поддерживают все
четыре режима, добавленные в спецификацию Enhanced IDE. Не следует забывать
также о том, что для обеспечения полной поддержки EIDE, этой спецификации
должны удовлетворять BIOS, хост-адаптер, операционная система и, наконец,
сами периферийные устройства.
Использование дисков большой емкости
Ограничение размера винчестеров с интерфейсом IDE/ATA (528 Мб)
является результатом совместного использования стандарта IDE и программного
интерфейса Int 13 BIOS. Технология Enhanced IDE дает возможность внести в
BIOS изменения, позволяющие избавиться от этого ограничения.
Природа ограничения размера дисков связана с форматом (числом бит),
используемым для задания номеров головок, цилиндров и секторов в
интерфейсах Int 13 и IDE (CHS-адресация). Поскольку оба интерфейса
используют различные форматы, их совместное применение не позволяет
работать с дисками размером более 528 мегабайт. В таблице 2 приведены
форматы чисел, используемых для нумерации в BIOS и IDE:
Таблица 2.
| Число |BIOS |IDE |Результат |
|Секторов на дорожке |63 |255 |63 |
|Головок |255 |16 |16 |
|Цилиндров |1024 |65536 |1024 |
|Максимальный размер |8.4Гб |136.9Гб |528Мб |
Существует два способа преодолеть ограничение размера диска. Первый
способ заключается в использовании трансляции адресов CHS (цилиндр-головка-
сектор) - пересчета реальных значений в фиктивные, удовлетворяющие
ограничениям BIOS. Контроллер и BIOS используют в этом случае разную
геометрию для адресации данных на диске. Если диск содержит 1500 секторов и
имеет 16 головок, то в результате трансляции BIOS будет воспринимать его
как устройство с 750 цилиндрами и 32 головками.
Технология Enhanced IDE использует другой метод, называемый логической
адресацией блоков (LBA - Logical Block Address). В этом случае используется
сквозная нумерация секторов и адрес CHS преобразуется в одно 28-битовое
число, используем
| |  скачать работу |
Интерфейсы винчестеров |
