چگونه کنترل کننده های IDE کار می کنند

IDE Evolution
IDE
به عنوان راهی برای استاندارد کردن استفاده از درایوهای سخت در رایانه ها ایجاد شد. مفهوم اساسی پشت IDE این است که هارد دیسک و کنترل کننده باید ترکیب شوند. کنترل کننده یک مدار مدار کوچک با تراشه هایی است که به طور دقیق در مورد چگونگی ذخیره و دسترسی به داده های هارد دیسک راهنمایی می کند. اکثر کنترل کننده ها نیز شامل برخی از حافظه است که به عنوان یک بافر برای افزایش عملکرد هارد دیسک عمل می کند.

قبل از IDE، کنترل کننده ها و هارد دیسک ها جداگانه و اغلب اختصاصی بودند. به عبارت دیگر، یک کنترل کننده از یک تولید کننده ممکن است با یک درایو سخت از سازنده دیگر کار نکند. فاصله بین کنترل کننده و دیسک سخت می تواند کیفیت سیگنال ضعیف و عملکرد را تحت تأثیر قرار دهد. بدیهی است، این باعث ناامیدی بسیاری برای کاربران کامپیوتر شد.

آی بی ام در سال ۱۹۸۴ با استفاده از چندین نوآوری کلیدی کامپیوتر AT را معرفی کرد.

    
اسلات های موجود در کامپیوتر برای اضافه کردن کارت ها از یک نسخه جدید از اتوبوس صنعت استاندارد معماری (ISA) استفاده کردند. اتوبوس جدید قادر به انتقال اطلاعات ۱۶ بیت در یک زمان بود، در مقایسه با ۸ بیت در اتوبوس اصلی ISA.
    IBM
همچنین یک درایو سخت برای AT ارائه داد که از یک درایو / کنترل ترکیبی جدید استفاده کرد. یک کابل روبان از ترکیب درایو / کنترل به منظور اتصال به کامپیوتر، به کارت ISA متصل شد، که باعث ایجاد رابط AT Attachment (ATA) شد.

در سال ۱۹۸۶ Compaq درایوهای IDE خود را در Deskpro 386 خود معرفی کرد. این ترکیب درایو / کنترل بر اساس استاندارد ATA توسعه یافته توسط IBM بود. پیش از این، دیگر فروشندگان شروع به ارائه درایوهای IDE کردند. IDE تبدیل به اصطلاح شد که طیف گسترده ای از دستگاه های یکپارچه درایو / کنترل کننده را پوشش داد. از آنجایی که تقریبا تمام درایوهای IDE مبتنی بر ATA هستند، دو اصطلاح به طور متناوب استفاده می شوند.

 

کنترل کننده ها، درایوها، آداپتورهای میزبان
اکثر مادربردهای دارای یک رابط IDE هستند. این رابط اغلب به عنوان یک کنترل کننده IDE نامیده می شود که نادرست است. رابط کاربری در واقع یک آداپتور میزبان است، به این معنی که آن راه را برای اتصال یک دستگاه کامل به رایانه (میزبان) فراهم می کند. کنترل کننده واقعی روی یک مدار مدار متصل به هارد دیسک است. به همین دلیل است که در ابتدا به نام Integrated Drive Electronics!

در حالی که رابط کاربری IDE در ابتدا برای اتصال هارد دیسک طراحی شده است، به رابط کاربری جهانی برای اتصال درایوهای فلاپی داخلی، درایوهای CD-ROM و حتی برخی از درایوهای پشتیبان ذخیره شده تبدیل شده است. اگر چه برای درایوهای داخلی بسیار محبوب است، IDE به ندرت برای اتصال یک دستگاه خارجی استفاده می شود.

تغییرات متعددی از ATA وجود دارد، هر یک به استاندارد قبلی اضافه شده و سازگاری عقب مانده را حفظ می کند.

استانداردها عبارتند از:

ATA-1 –
مشخصات اصلی که Compaq در Deskpro 386 ذکر شده است. این استفاده از پیکربندی master / slave را اعمال کرد. ATA-1 بر اساس یک زیرمجموعه استاندارد استاندارد ISA 96 پین ساخته شد که از کانکتورهای ۴۰ و ۴۴ پین و کابل استفاده می کند. در نسخه ۴۴ پین، چهار پین اضافی برای تامین قدرت در یک درایو استفاده می شود که اتصال برق جداگانه ای ندارد. علاوه بر این، ATA-1 زمان بندی سیگنال برای دسترسی مستقیم به حافظه (DMA) و عملکرد ورودی / خروجی برنامه ریزی شده (PIO) را فراهم می کند. DMA به این معنی است که درایو اطلاعات را مستقیما به حافظه می فرستد، در حالی که PIO به این معنی است که واحد پردازش مرکزی رایانه (CPU) انتقال اطلاعات را مدیریت می کند. ATA-1 بیشتر به عنوان IDE شناخته می شود.

ATA-2 – DMA
به طور کامل با نسخه ATA-2 آغاز شد. نرخ انتقال استاندارد DMA از ۴٫۱۶ مگابایت در ثانیه (مگابیت در ثانیه) در ATA-1 به ۱۶٫۶۷ مگابیت در ثانیه افزایش یافت. ATA-2 مدیریت قدرت، پشتیبانی کارت کارت PCMCIA و پشتیبانی از دستگاه قابل حمل را فراهم می کند. ATA-2 اغلب EIDE (Enhanced IDE)، Fast ATA یا Fast ATA-2 نامیده می شود. حجم کل هارد دیسک پشتیبانی شده به ۱۳۷٫۴ گیگابایت افزایش یافته است. ATA-2 روش های ترجمه استاندارد برای بخش سر سیلندر (CHS) را برای هارد درایوهای تا حجم ۸٫۴ گیگابایت ارائه داد. CHS این است که چگونه سیستم تعیین می کند که کجا داده ها در یک هارد دیسک قرار بگیرند. دلیل عدم انطباق بزرگ بین حجم کل هارد دیسک و پشتیبانی از هارد دیسک CHS به دلیل اندازه بیت استفاده شده توسط سیستم ورودی / خروجی پایه (BIOS) برای CHS است. CHS طول ثابت برای هر قسمت از آدرس دارد:

    
سیلندر = ۱۰ بیتی، ۱۰۲۴
    
سر = ۸ بیتی، ۲۵۶
    
بخش = ۶ بیتی، ۶۳ *

شما توجه داشته باشید که تعداد بخش ها ۶۳ به جای ۶۴ است. این به این دلیل است که یک بخش نمی تواند صفر شروع کند. هر بخش دارای ۵۱۲ بایت است. اگر شما ضخامت ۱۰۲۴ x 256 x 63 x 512، ۸۴۵۵۷۱۶۸۶۴ بایت یا حدود ۸٫۴ گیگابایت را دریافت خواهید کرد. نسخه های جدید BIOS حجم بیت برای CHS را افزایش دادند، پشتیبانی کامل از ۱۳۷٫۴ گیگابایت را فراهم می آورد. ATA-3 – با علاوه بر این از تکنولوژی تحلیل و نظارت خود نظارت (SMART)، درایوهای IDE قابل اعتماد تر ساخته شدند. ATA-3 علاوه بر حفاظت از رمز عبور برای دسترسی به درایوها، ارائه یک ویژگی امنیتی ارزشمند است.

ATA-4 –
احتمالا دو بزرگترین نسخه استاندارد در این نسخه پشتیبانی از Ultra DMA و ادغام استاندارد AP Attachment Interface (ATAPI) است. ATAPI یک رابط مشترک برای درایوهای CD-ROM، درایوهای پشتیبان گیری نوار و سایر دستگاه های ذخیره سازی قابل جابجایی فراهم می کند. قبل از ATA-4 ATAPI استاندارد کاملا جداگانه بود. با استفاده از ATAPI، ATA-4 بلافاصله پشتیبانی رسانه های متحرک ATA را بهبود می بخشد. Ultra DMA سرعت انتقال DMA را از ۱۶٫۶۷ مگابایت بر ثانیه به ATA-2 افزایش داد تا ۳۳٫۳۳ مگابیت در ثانیه. علاوه بر کابل موجود که از ۴۰ پین و ۴۰ هادی (سیم) استفاده می کند، این نسخه کابلی را که دارای ۸۰ هادی است معرفی می کند. ۴۰ ترمینال دیگر سیم های زمینی بین سیم های استاندارد ۴۰ به منظور بهبود کیفیت سیگنال قرار می گیرند. ATA-4 همچنین به عنوان Ultra DMA، Ultra ATA و Ultra ATA / 33 شناخته می شود.

ATA-5 –
به روز رسانی عمده در ATA-5، تشخیص اتوماتیک از کدام کابل است: نسخه ۴۰ هادی یا ۸۰ هادی. Ultra DMA با استفاده از کابل ۸۰ هادی به ۶۶٫۶۷ مگابایت در ثانیه افزایش یافته است. ATA-5 همچنین Ultra ATA / 66 نامیده می شود.

 

کلید کابل
کانکتور کابل IDE
دستگاه های IDE از یک کابل روبان برای اتصال به یکدیگر استفاده می کنند. کابلهای روبان همه سیمها را در کنار یکدیگر قرار میدهند، به جای اینکه با هم وصل شوند یا بسته شوند. کابل روبان IDE دارای ۴۰ یا ۸۰ سیم است. یک کانکتور در هر انتهای کابل وجود دارد و دیگری حدود دو سوم فاصله از اتصال مادربرد است. این کابل نمی تواند بیش از ۱۸ اینچ (۴۶ سانتی متر) در طول کل (۱۲ اینچ از اولین اتصال به دوم و ۶ اینچ از دوم تا سوم) برای حفظ یکپارچگی سیگنال باشد. سه کانکتور معمولا رنگ های متفاوتی دارند و به موارد خاص پیوست می شوند:

    
اتصال آبی متصل به مادربرد است.
    
اتصال سیاه و سفید متصل به درایو اولیه (master) است.
    
اتصال خاکستری متصل به درایو ثانویه (slave).

در کنار یک کابل نوار است. این نوار به شما می گوید سیم در آن طرف به Pin 1 هر اتصال متصل است. سیم ۲۰ به هیچ چیز متصل نیست در واقع، در این موقعیت پین وجود ندارد. این موقعیت برای اطمینان از اینکه کابل به درایو در موقعیت صحیح متصل است استفاده می شود. راه دیگر که تولیدکنندگان اطمینان می دهند که کابل غیرقابل برگشت است با استفاده از یک کلید کابل است. کلید کابل یک مربع کوچک و پلاستیکی در بالای کانکتور کابل روبان است که روی اتصال دهنده دستگاه قرار می گیرد. این اجازه می دهد که کابل فقط در یک موقعیت ضمیمه شود.
شماره پین ​​و توضیحات

    
تنظیم مجدد
    
زمین
    
داده بیت ۷
    
داده بیت ۸
    
داده بیت ۶
    
داده بیت ۹
    
داده بیت ۵
    
داده بیت ۱۰
    
داده بیت ۴
    
داده بیت ۱۱
    
داده بیت ۳
    
داده بیت ۱۲
    
داده بیت ۲
    
داده بیت ۱۳
    
داده بیت ۱
    
داده بیت ۱۴
    
بیت داده ۰
    
داده بیت ۱۵
    
زمین
    
کلید کابل (پین از دست رفته)
    DRQ 3
    
زمین
    –
جایی
    
زمین
    -IOR
    
زمین
    
کانال ورودی / خروجی آماده است
    SPSYNC:
انتخاب کابل
    -DACK 3
    
زمین
    RQ 14
    -IOCS 16
    
آدرس بیت ۱
    -PDIAG
    
آدرس بیت ۰
    
آدرس بیت ۲
    -CS1FX
    -CS3FX
     -DA / SP
    
زمین
    + ۵
ولتی (منطق) (اختیاری)
    + ۵
ولت (موتور) (اختیاری)
    
زمین (اختیاری)
    
نوع (اختیاری)

توجه داشته باشید که چهار پین آخرین تنها توسط دستگاه هایی که نیاز به قدرت از طریق کابل روبان استفاده می شود. به طور معمول، چنین دستگاه هایی دیسک های سخت هستند که برای خازن یک منبع تغذیه جداگانه نیاز به برق کمتری دارند (مثلا ۲٫۵ اینچ).

 

کارشناسی ارشد و بردگان

یک رابط IDE تنها می تواند دو دستگاه را پشتیبانی کند. اکثر مادربردهای دارای دو رابط IDE (اولیه و ثانویه) برای چهار دستگاه IDE هستند. از آنجا که کنترل کننده با درایو یکپارچه شده است، هیچ کنترل کننده کلی برای تصمیم گیری در مورد اینکه چه دستگاه در حال حاضر با کامپیوتر ارتباط برقرار می کند وجود ندارد. این مسئله تا زمانی است که هر دستگاه در یک رابط جداگانه نیست، اما اضافه کردن پشتیبانی از یک درایو دوم در همان کابل، هیچ گاه ابتکار عمل را نپذیرفت.

برای اجازه دادن به دو درایو در همان کابل، IDE از یک پیکربندی خاص به نام master و slave استفاده می کند. این پیکربندی به کنترل کننده یک درایو اجازه می دهد که درایو دیگری را در هنگام انتقال اطلاعات به کامپیوتر یا از طریق آن به دیگران بدهد. چه اتفاقی می افتد، درایو فرعی یک درخواست را به درایو اصلی، که بررسی می کند آیا در حال حاضر با کامپیوتر ارتباط برقرار می کند، ایجاد می کند. اگر درایو اصلی در حالت غیرفعال باشد، به راننده فرعی به جلو می رود. اگر درایو اصلی با کامپیوتر ارتباط برقرار می کند، به درایو فرعی می گوید که منتظر بماند و بعد از آن می تواند به آن اطلاع دهد.

کامپیوتر تعیین می کند که آیا درایو ثانویه (سوئیچ) متصل شده از طریق استفاده از پین ۳۹ در اتصال وجود دارد. پین ۳۹ دارای یک سیگنال مخصوص است که به نام Drive Active / Slave Present (DASP) است، که بررسی می کند که آیا یک درایو فرعی وجود دارد.

اگرچه در هر دو موقعیت کار می کند، توصیه می شود که درایو اصلی به اتصال در انتهای کابل نوار IDE متصل شود. سپس، یک بلوز در پشت دیسک در کنار اتصال IDE باید در موقعیت صحیح تنظیم شود تا دیسک را به عنوان درایو اصلی شناسایی کند. درایو برده باید برروی درایو باید برداشته شود. همچنین، درایو فرعی به اتصال در نزدیکی وسط کابل نوار IDE متصل می شود. هیئت مدیره هر درایو به تنظیم بلوز به منظور تعیین اینکه آیا یک برده یا یک استاد است، به نظر می رسد. این به آنها می گوید که چگونه باید انجام شود. هر درایو می تواند هر دو برده یا استاد باشد وقتی که از سازنده آن را دریافت می کنید. اگر فقط یک درایو نصب شده باشد، باید همیشه درایو اصلی باشد.

بسیاری از درایوها دارای گزینه ای به نام Cable Select (CS) می باشند. با نوع صحیح نوار کاست IDE، این درایوها می توانند به طور خودکار به عنوان سرپرست یا برده داری پیکربندی شوند. CS این کار را انجام می دهد: یک جهنده در هر درایو به گزینه CS تنظیم شده است. کابل فقط به عنوان یک کابل استاندارد IDE به جز یک تفاوت است – پین ۲۸ تنها به اتصال دهنده اصلی درایو متصل است. هنگامی که کامپیوتر شما خاموش است، رابط IDE یک سیگنال در امتداد سیم برای پین ۲۸ ارسال می کند. تنها درایو متصل به اتصال اصلی، سیگنال دریافت می کند. این درایو سپس خود را به عنوان درایو اصلی تنظیم می کند. از آنجا که درایو دیگری هیچ سیگنال دریافت نکرده است، به حالت پیشفرض به حالت پیشفرض برمی گردد.


دیدگاه‌تان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *