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ATA
閱讀�12378�(shí)間:2011-09-16 11:01:16

  ATA是廣為使用的IDE和EIDE�(shè)備的相關(guān)�(biāo)�(zhǔn)。ATA�Advanced Technology Attachment的縮�,意思是AT�(jì)算機(jī)上的附加�(shè)�。ATA可以使用戶方便地在PC�(jī)上連接硬盤。ATA硬盤一般使用IDE接口,分為PATA硬盤(即parallelATA,并行ATA硬盤接口規(guī)范)和SATA硬盤(即serialATA,串行ATA硬盤接口�(guī)�).�

�(fā)展史

  ATA的歷史淵源成立于1980年的ParallelATA接口,因其�(jiǎn)�、高效能、低成本等優(yōu)�(diǎn),很快的就在Desktop及Notebook上占盡PC�(chǔ)存裝置的�(yōu)�(shì),而成為主流產(chǎn)�.它的壽命之所以會(huì)很長(zhǎng),主要?dú)w功于不斷地在速度及整體的效能上改�,例如,它的速度從原�3Mb/s到今日的100Mb/s,足足成長(zhǎng)三十幾倍多.但是它的壽命,因許多限�,在此告一段落,接下�,將由SerialATA繼承它的角色,且改善這些限制.SerialATA主要由APT、Dell、IBM、Intel、Maxtor、Quantum及Seagate七家公司�(fā)�,2000年春�,正式在Intel的IDF�(duì)外宣布成立SerialATA�(xié)�(huì).到了2001/08/29,在Intel的IDF里發(fā)表SerialATA1.0的規(guī)�,�(guī)范明定以1.5Gb/s為最初的傳輸速度.許多參與者也�(yù)�(jì)�2002年中期開始生�(chǎn)SerialATA接口相關(guān)的產(chǎn)�.

版本

  ATA接口從誕生至今,共推出了7�(gè)不同的版�,分別是:ATA-1(IDE�、ATA-2(EIDEEnhanced IDE/Fast ATA�、ATA-3(FastATA-2�、ATA-4(ATA33�、ATA-5(ATA66�、ATA-6(ATA100�、ATA-7(ATA 133��

  ATA-1

  ATA-1在主板上有一�(gè)插口,支持一�(gè)主設(shè)備和一�(gè)從設(shè)�,每�(gè)�(shè)備的容量�504MB,支持的PIO-0模式傳輸速率只有3.3MB/s。ATA-1支持PIO模式包括有PIO�0和PIO-1、PIO-2模式,另外還支持四種DMA模式(沒有得到實(shí)際應(yīng)用)。ATA-1接口的硬盤大小為5英寸,而不是現(xiàn)在主流的3.5英寸�

  ATA-2

  ATA-2是對(duì)ATA-1的擴(kuò)展,�(xí)慣上也稱為EIDE(Enhanced IDE)或Fast ATA。它在ATA的基�(chǔ)上增加了2種PIO�2種DMA模式(PIO-3�,不僅將硬盤的傳輸率提高�16.6MB/S,還同時(shí)引�(jìn)LBA地址�(zhuǎn)換方�,突破了固有�504MB的限制,可以支持�(dá)8.1GB的硬�。在支持ATA�2的電腦的BIOS�(shè)置中,一般可以見到LBA(Logical Block Address�,和CHS(Cylinder,Head,Sector)的�(shè)�,同�(shí)在EIDE接口的主板一般有兩�(gè)EIDE插口,它們也可以分別連接一�(gè)主設(shè)備和一�(gè)從設(shè)�,這樣一塊主板就可以支持四�(gè)EIDE�(shè)備,這兩�(gè)EDIE接口一般稱為IDE1和IDE2�

  ATA-3

  ATA-3沒有引入更高速度的傳輸模�,在傳輸速度上并沒有任何的提�,速度仍舊�16.6MB/s。只在電源管理方案方面�(jìn)行了修改,引入了了簡(jiǎn)單的密碼保護(hù)的安全方�。但引入了一�(gè)劃時(shí)代的技�(shù),那就是S.M.A.R.T(Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology,自�(jiān)�(cè)、分析和�(bào)告技�(shù)�。這項(xiàng)及時(shí)�(huì)�(duì)包括磁頭、盤�、電�(jī)、電路等硬盤部件�(jìn)行監(jiān)�(cè),通過檢測(cè)電路和主�(jī)上的�(jiān)�(cè)軟件�(duì)被監(jiān)�(cè)�(duì)象�(jìn)行檢�(cè),把其運(yùn)行狀況和歷史記錄同預(yù)�(shè)的安全值�(jìn)行分�、比較,�(dāng)超出了安全值的范圍,會(huì)自動(dòng)向用戶發(fā)出警�,�(jìn)而對(duì)硬盤潛在故障做出有效�(yù)�(cè),提高了�(shù)�(jù)存儲(chǔ)的安全性�

  ATA-4

  從ATA-4接口�(biāo)�(zhǔn)開始正式支持Ultra DMA�(shù)�(jù)傳輸模式,因此也�(xí)慣稱ATA-4為Ultra DMA 33或ATA33。首次在ATA接口中采用了Double Data Rate(雙倍數(shù)�(jù)傳輸)技�(shù),讓接口在一�(gè)�(shí)鐘周期內(nèi)傳輸�(shù)�(jù)兩次,時(shí)鐘上升和下降期各有一次數(shù)�(jù)傳輸,這樣�(shù)�(jù)傳輸率一下從16MB/s提升�33MB/s。Ultra DMA 33還引入了一�(gè)新技�(shù)-冗余校�(yàn)�(jì)�(shù)(CRC�,該技�(shù)的設(shè)�(jì)方針是系�(tǒng)與硬盤在�(jìn)行傳�?shù)倪^程中,隨�(shù)�(jù)�(fā)送循�(huán)的冗余校�(yàn)�,對(duì)方在收取的時(shí)候也�(duì)該校難碼�(jìn)行檢�(yàn),只有在完全核對(duì)正確的情況下才接收并處理得到的數(shù)�(jù),這對(duì)于高速傳輸數(shù)�(jù)的安全性有著極有力的保障�

  ATA-5

  ATA-5也就是“Ultra DMA 66�,也叫ATA66,是建立在Ultra DMA 33硬盤接口的基�(chǔ)�,同樣采用了UDMA技�(shù)。Ultra DMA 66讓主�(jī)接收/�(fā)送數(shù)�(jù)速率�(dá)�66.6 MB/s,是U-DMA/33的兩�。保留了上代Ultra DMA 33的核心技�(shù)冗余校驗(yàn)�(jì)�(shù)(CRC�。在工作頻率提成的同�(shí),電磁干擾問題開始在ATA接口�,為保障�(shù)�(jù)傳輸?shù)�?zhǔn)確�,防止電磁干�,Ultra DMA 66接口開始使用40針腳80芯的電纜�40針腳是為了兼容以往的ATA插槽,減小成本的增加�80芯中新增的都是地線,與原有的�(shù)�(jù)線一一�(duì)�(yīng),這種�(shè)�(jì)可以降低相鄰信號(hào)線之間的電磁干擾�

  ATA-6

  ATA100接口和數(shù)�(jù)線與ATA66一�,也是使�40�80芯的�(shù)�(jù)傳輸電纜,并且ATA100接口完全向下兼容,支持ATA33、ATA66接口的設(shè)備完全可以繼�(xù)在ATA100接口中使�。ATA100�(guī)范可以輕松應(yīng)付目前ATA33和ATA66接口所棘手的難�。ATA100可以讓硬盤的外部傳輸率達(dá)�100MB/s,它提高了硬盤數(shù)�(jù)的完整性與�(shù)�(jù)傳輸�,對(duì)桌面系統(tǒng)的磁盤子系統(tǒng)性能有較大的提升作用,而CRC技�(shù)更有效提高高速傳輸中�(shù)�(jù)的完整性和可靠��

  ATA-7

  ATA-7是ATA接口的一�(gè)版本,也叫ATA133。只有邁拓公司推出一系列采用ATA133�(biāo)�(zhǔn)的硬�,這是種在接口速度上超�100MB/s的IDE硬盤。邁拓是目前惟一一家推出這種接口�(biāo)�(zhǔn)硬盤的制造商,而其他IDE硬盤廠商則停止了�(duì)IDE接口的開�(fā),轉(zhuǎn)而生�(chǎn)Serial ATA接口�(biāo)�(zhǔn)的硬�。ATA133接口支持133 MB/s�(shù)�(jù)傳輸速度,在ATA接口�(fā)展到ATA100的時(shí)�,這種并行接口的電纜屬�、連接器和信號(hào)�(xié)議都表現(xiàn)出了很大的技�(shù)瓶頸,而在技�(shù)上突破這些瓶頸存在相當(dāng)大的難度。新型的硬盤接口�(biāo)�(zhǔn)的產(chǎn)生也就在所難免�

接口定義

  IDE接口的ATA�(biāo)�(zhǔn)包含信號(hào)電纜和電源線的電器特�,該�(biāo)�(zhǔn)考慮到新技�(shù)的發(fā)展,不僅適用于通用�5V邏輯,也適用�3�3V的電路邏輯。IDE電纜�(zhǎng)度小�46cm,除DASP、PDIAG、IOCS16和SPSYNC:PSEL信號(hào)外,幾乎所有信�(hào)都使用TTL電平線路收發(fā)�,IDE接口引腳定義如表1所示�

ATA接口定義

傳輸方式

 ?�?)通過PIO傳送數(shù)�(jù):在該方式下,CPU�(duì)控制器的訪問都是通過PIO�(jìn)行的,包括從控制器讀取狀�(tài)信息和錯(cuò)誤信�,以及向控制器發(fā)送命令和參數(shù),對(duì)�1�(gè)PIO�(shù)�(jù)傳輸,CPU置地址信號(hào)DA0、DA1、DA2、CS1FX�、CS3FX/有效后(大�70ns�,DIOW/或DIOR/有�,同�(shí),CPU或控制器把傳送數(shù)�(jù)放置到數(shù)�(jù)總線�,根�(jù)�(shù)�(jù)傳送方向,控制器或CPU讀取數(shù)�(jù)線上的數(shù)�(jù)。操作完成后,釋放數(shù)�(jù)�、地址線和IOCS16/線,這樣,一�(gè)操作周期�(jié)��

 ?�?)單字DMA方式:這種方式主要用于多用戶系�(tǒng)�,在I/O操作的準(zhǔn)備階�,CPU可以處理其它事務(wù),當(dāng)控制器數(shù)�(jù)�(zhǔn)備好后,置DMARQ信號(hào),啟�(dòng)1次DMA操作,DMA控制器以DMACK/信�(hào)作為DMA�(qǐng)求的�(yīng)答信�(hào),同�(shí)使DIOR/為�,完�1�(gè)�(shù)�(jù)的傳�,然后控制器撤銷DMARQ信號(hào),釋放數(shù)�(jù)�,準(zhǔn)備啟�(dòng)下一次操��

 ?�?)多字DMA方式:這種方式與單字DMA方式的操作十分相�,只是在1�(gè)字傳輸結(jié)束后,控制器仍然保持DMARQ信號(hào)有效,直�1�(gè)字傳輸完��

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