Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия
Шрифт:
♦ ATA/ATAPI-6 — дополнения к ATA/ATAPI-5: потоковое расширение для чтения/записи аудио- и видеоданных, управление акустическим шумом, режим Ultra DMA со скоростью обмена до 100 Мбайт/с.
♦ Serial ATA — последовательный интерфейс.
♦ E-IDE (Enhanced IDE) — расширенный интерфейс, введенный фирмой Western Digital. Реализуется в адаптерах для шин PCI и VLB. Позволяет подключать до 4 устройств (к двум каналам), включая CD-ROM и стриммеры (ATAPI). Поддерживает PIO Mode 3, Multiword DMA Mode 1, объем диска до 8 Гбайт, LBA и CHS. С аппаратной точки зрения практически полностью соответствует спецификации ATA-2.
Устройства ATA IDE, E-IDE, ATA-2, Fast ATA-2, ATA-3, ATA/ATAPI-4, ATA/ATAPI-5 и ATA/ATAPI-6 электрически совместимы. Степень логической совместимости достаточно высока (все базовые возможности ATA доступны). Однако для полного использования всех расширений необходимо соответствие спецификаций устройств, хост-адаптера и его ПО.
Разработкой спецификаций ATA/ATAPI занимается технический комитет T13 американского Национального Комитета но стандартизации в области информационных технологий (NCITS). Разработанные им спецификации оформляются в виде стандартов ANSI. Спецификация ATA/ATAPI-6 объявлена последней версией параллельного интерфейса ATA,
9.2.1. Параллельный интерфейс ATA
Параллельный интерфейс ATA представляет собой шину, в которой все сигналы соответствуют стандартной логике ТТЛ:
♦ высокий уровень выходного сигнала не ниже 2,4 В (при токе до 400 мкА, сигнал
♦ высокий уровень входного сигнала не ниже 2,0 В, низкий уровень не выше 0,8 В.
Все информационные сигналы интерфейса передаются через 40-контактный разъем, у которого ключом является отсутствующий на вилке и закрытый на розетке контакт 20. Использование в качестве ключа выступа на корпусе розетки и прорези в бандаже вилки стандартом не приветствуется. Для соединения устройств применяется плоский многожильный кабель-шлейф, длина кабеля не должна превышать 0,46 м (18"), допустимая емкость проводников — не более 35 пФ. Терминаторы стандартом не предусматриваются (они имеются в каждом устройстве и хост-адаптере), но если кабель с тремя разъемами (розетками) используют для подключения одного устройства, то устройство и хост-адаптер рекомендуется подключать к противоположным концам кабеля. Состав информационных сигналов интерфейса ATA приведен в табл. 9.3, вид кабеля — на рис. 9.2. В большинстве кабелей одноименные контакты всех разъемов соединяются своими проводами и все коннекторы равноправны. Встречаются (редко) ленточные кабели с кабельной выборкой, изображенные на рис. 9.3. В них провод 28 перерезан, так что контакт 28 (CSEL) для ведущего устройства заземлен через хост-адаптер, а для ведомого — не подключен. Кабель должен соответствовать системе адресации, выбранной для обоих устройств.
Таблица 9.3. Интерфейс ATA (IDE)
| Сигнал | Тип1 | Контакт | Контакт | Тип1 | Сигнал |
|---|---|---|---|---|---|
| RESET# | I | 1 | 2 | – | GND |
| DD7 | I/O TS | 3 | 4 | I/O TS | DD8 |
| DD6 | I/O TS | 5 | 6 | I/O TS | DD9 |
| DD5 | I/O TS | 7 | 8 | I/O TS | DD10 |
| DD4 | I/O TS | 9 | 10 | I/O TS | DD11 |
| DD3 | I/O TS | 11 | 12 | I/O TS | DD12 |
| DD2 | I/O TS | 13 | 14 | I/O TS | DD13 |
| DD1 | I/O TS | 15 | 16 | I/O TS | DD14 |
| DD0 | I/O TS | 17 | 18 | I/O TS | DD15 |
| GND | – | 19 | 20 | – | Ключ (нет штырька) |
| DMARQ | O TS2 | 21 | 22 | – | GND |
| DIOW#/STOP3 | I | 23 | 24 | – | GND |
| DIOR#/HDMARDY#/HSTROBE3 | I | 25 | 26 | – | GND |
| IORDY/DDMARDY#/DSTROBE3 | O TS2 | 27 | 28 | I/O | SPSYNC/CSEL7 |
| DMACK# | I | 29 | 30 | – | GND |
| INTRQ | O TS2 | 31 | 32 | O OK | IOCS16#8 |
| DA1 | I | 33 | 34 | I, O4 | PDIAG#/CBLID3 |
| DA0 | I | 35 | 36 | I | DA2 |
| CS0# | I | 37 | 38 | I | CS1# |
| DASP# | I/O OK5 | 39 | 40 | – | GND |
| +5
| – | 416 | 426 | – | +5 В (Motor) |
| GND | – | 436 | 446 | – | Зарезервирован |
1 Тип сигнала для устройства: I — вход, О — выход, I/O — двунаправленный, TS — тристабильный, OK — открытый коллектор. Для хост-адаптера значения I и О имеют противоположный смысл.
2 У старых устройств сигнал может иметь тип OK (при разнотипных сигналах на одной шине возможен конфликт).
3 Сигналы, приведенные после символа /, используются только в режиме Ultra DMA (ATA-4).
4 У ведущего устройства — вход, у ведомого — выход.
5 У ведомого устройства — только выход.
6 Контакты 41–44 используются только для миниатюрных дисков.
7 Начиная с ATA-3 — только CSEL.
8 Начиная с ATA-3 зарезервирован.
Рис. 9.2. Интерфейсный кабель ATA
Рис. 9.3. Ленточный кабель интерфейса ATA с кабельной выборкой
Начиная с ATA/ATAPI-4 в шлейфах узаконили кабельную выборку и для подключения устройства 1 определили средний коннектор. В нем контакт 28 либо не соединен с проводом, либо просто отсутствует. Вполне понятно, что при использовании кабельной выборки хост-контроллер подключать к среднему коннектору нельзя (как и к правому на рис. 9.3). Если номер устройства назначается джампером, то для 40-проводного кабеля можно подключать устройства и хост-контроллер к любым коннекторам произвольно (но желательно избегать «висячих» концов).
Для устойчивой работы в режиме Ultra DMA рекомендуется применение 80-проводных кабелей, обеспечивающих чередование сигнальных цепей и проводов схемной земли (
♦ Коннектор хост-контроллера расположен на конце шлейфа, у него контакт 34 заземлен и не соединен со шлейфом. Корпус коннектора должен быть синего цвета.
♦ Коннектор устройства 0 расположен на противоположном конце шлейфа, у него все контакты соединены со шлейфом. Корпус коннектора должен быть черного цвета.
♦ Коннектор устройства 1 (необязательный) расположен в середине шлейфа, у него контакт 28 не соединен со шлейфом. Корпус коннектора должен быть серого цвета.
Если кабельная выборка не используется, то устройства 0 и 1 можно менять местами.
Спецификация ATA «узаконивает» как 40-контактный интерфейсный разъем, так и 4-контактный разъем питания (рис. 9.4), но для малогабаритных устройств питание может подаваться по 44-проводному интерфейсному кабелю.
Рис. 9.4. Разъемы интерфейса ATA (вилки на устройствах): а — интерфейсный, б — питания
Для большинства устройств применяется 40-контактный разъем с шагом контактов 2,54 мм. Рядом с ним могут располагаться дополнительные контакты, служащие для конфигурирования устройства и технологических целей (диагностики и других операций по служебному последовательному интерфейсу). Спецификация ATA/ATAPI предусматривает два варианта, приведенные на рис. 9.5, а и б. Здесь пустым квадратиком обозначены позиции ключевых (пропущенных) выводов, контакты 1-40 используются для интерфейса (см. табл. 9.3), а контакты А-Н — для установки джамперов (табл. 9.4) и технологических целей. Для миниатюрных устройств предназначен 50-контактный разъем с шагом выводов 2 мм (рис. 9.5, в), у которого контакты 1-44 соответствуют табл. 9.3, контакты A-D — табл. 9.4 (используются для конфигурирования, а пара пропущенных контактов является дополнительным ключом). Для 50-контактного кабеля принято назначение выводов накопителей IBM Thinkpad/Travelstar: