發展過程
早期的IDE接口有兩種傳輸模式,一個是PIO(Programming I/O)模式,另一個是DMA(Direct Memory Access)。雖然DMA模式系統資源占用少,但需要額外的驅動程式或設定,因此被接受的程度比較低。後來在對速度要求愈來愈高的情況下,DMA模式由於執行效率較好,作業系統開始直接支持,而且廠商更推出了愈來愈快的DMA模式傳輸速度標準。而從
英特爾的430TX
晶片組開始,就提供了對Ultra DMA 33的支持,提供了最大33MB/sec的
數據傳輸率,以後又很快發展到了ATA 66,ATA 100以及
邁拓提出的ATA 133標準,分別提供66MB/sec,100MB/sec以及133MB/sec的最大數據傳輸率。
注意事項
各種IDE標準都能很好的向下兼容,例如ATA 133兼容ATA 66/100和Ultra DMA33,而ATA 100也兼容Ultra DMA 33/66。 要特別注意的是,對ATA 66以及以上的IDE接口傳輸標準而言,必須使用專門的80芯IDE排線,其與普通的40芯IDE排線相比,增加了40條地線以提高信號的穩定性。 IDE代表著硬碟的一種類型,但在實際的套用中,人們也習慣用IDE來稱呼最早出現IDE類型硬碟ATA-1,這種類型接口隨著接口技術的發展已經被淘汰了,而其後發展分支出更多類型的
硬碟接口,比如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等接口都屬於IDE硬碟。目前硬體接口已經向SATA轉移,IDE接口遲早會退出舞台。
優缺點
IDE接口優點:價格低廉、兼容性強、性價比高。
IDE接口缺點:數據傳輸速度慢、線纜長度過短、連線設備少。
主機適配器
現在只有少數的主機板帶有IDE接口,我們常常聽見這種接口被叫作
IDE控制器,而實際上這是不對的。接口實際上是一個
主機適配器,也就是說它提供的是一種連線設備和計算機(主機)的方法。而真正的控制器是位於硬碟上的電路板,這也是它被稱為IDE——
集成設備電路的原因。
最初IDE接口是用來連線硬碟設備的,而後發展成為一種通用接口用來連線軟碟機、CD-ROM以及一些磁帶
備份設備。雖然在內部設備中,IDE接口非常流行,但它們卻極為少有的用於
外部設備的連線。
ATA發展至今經過多次修改和升級,每新一代的接口都建立在前一代標準之上,並保持著向後兼容性。第一代是ATA-1,就是用於
康柏桌面386系列最初的標準規範。它被制定為“主/從”結構。ATA-1是建立在ISA96-pin標準連線器上的附屬設備,使用40或44pin的連線器和電纜。在44pin方案里,額外多出的4個引腳用來向那些沒有單獨電源接口的設備提供電力支持。另外,ATA-1同時提供DMA和PIO兩種方式傳送信號。ATA-2常被稱為EIDE(EnhancedIDE)、FastATA或FastATA-2,此時DMA已經完全執行於這個版本里了,標準DMA傳輸速度已經由ATA-1里的4.16MBps提升到16.67MBps了。ATA-2還提供對電源管理、PCMCIA卡和可移動設備的支持,通過標準定址方法CHS(柱面、磁頭、
扇區)支持最高8.4GB的硬碟容量。此外,ATA-2還引入LBA方式,這一方法突破了硬碟按照CHS方式訪問磁碟的老觀念,為適應以後硬碟容量的快速增長打下了的良好基礎。同時通過不斷升級的BIOS版本或者
第三方軟體,能夠達到支持最大137.4GB的容量。只要你的電腦支持EIDE,就可以在CMOS設定中找到LBA(LBA,LogicalBlockAddress)或(CHS,Cylinder、Head、Sector)的設定選項。EIDE支持的硬碟數目也有增加,它允許主機板上具有兩個插口,每個插口可以分別連線一個主設備和一個從設備,從而可以支持四個
IDE設備。
隨著自我監控檢測和SMART等技術的介入,IDE
驅動器被設計製造得更加可靠。ATA-3也增加了密碼保護措施來控制存取設備,提供了一個很有意義的安全特性。
ATA-4融合的最大兩個特點就是支持UltraDMA和整合了ATAPI(ATAttachmentProgramInterface)標準。ATAPI為CD-ROM、磁帶
備份機和其它
可移動存儲設備提供了通用接口。而在此之前,ATAPI是一個完全獨立的標準。伴著ATAPI的入盟,ATA-4對可移動介質的支持得到了立竿見影的改善效果,同時UltraDMA也將DMA的
數據傳輸率從原有的16.67MB/s提高到了33.33MB/s。除此之外,在原有的40pin接口和線纜基礎上,ATA-4外加了40個引腳,總共80個,其中的40根是地線,分散於標準的40根線纜之間用於增強信號質量。ATA-4也被叫做UltraDMA、UltraATA或UltraATA-33。
相比ATA-4,ATA-5主要的升級在於自動偵測設備使用的是何種線纜,40pin還是80pin?在使用80pin線纜時,UltraDMA傳輸率上升為更高的66.67MB/s。所以ATA-5也被稱為UltraATA-66。發展到後來,還出現了ATA-100/133兩個非正式標準,只是速度有所提升,不過由於硬碟內部傳輸速度的限制,100/133MBps只不過是一個標誌罷了。
數據線纜
IDE設備使用的是扁平帶狀
數據線來相互連線,每一條線都是平齊的位於另一條的旁邊,並非綑紮成束。數據線分為40股和80股兩種,兩頭都有一個連線器,並在距離主機板2/3距離的位置還有另一個連線器,而且數據線的長度不能超過46厘米以保證數據傳輸的完整性。標準數據線連線器的顏色應該分為藍色、黑色和灰色三種。其中藍色一頭連線主機板,黑色連線第一個(主)設備,灰色連線第二個(從)設備。沿著線纜的一邊有一條不同於數據線顏色的條紋,這是為了方便告訴用戶在這一邊是第一引腳,以便正確的將數據線插入到設備中去,並且設備廠商還在連線器上下功夫,採取了“防倒插”設計思想,設定了一個卡扣,若線路接反是無法插進去的。
主設備與從設備
一個單獨的IDE接口能夠支持2個設備。一般主機板都採用雙IDE接口,可以提供四個IDE設備。因為控制器集成在設備之中,並沒有一個全局控制器來判斷哪一個設備正在與計算機通話。如果每個設備在單獨的接口上工作並不會有多大問題,但在同一線纜上增添第二個設備則會帶來一點麻煩。
為了允許兩個設備工作在同一
數據線上傳輸數據,IDE使用了一種特殊的“主/從”結構來解決這一問題。這種結構讓一個設備的控制器告訴其它設備什麼時候能夠向
主機傳送或從主機接收數據。其實,實現的原理很簡單,從設備向主
驅動器發出請求,考察其是否正在與主機通話。如果主設備空閒,那么從設備就可以進行連線了;如果主設備正在通話,則發出回應讓從設備等待並且適時通知何時能夠進行連線。
主機通過連線器上的第39號引腳來確定是否存在第二個設備。39號引腳傳送的是一種特殊的信號,叫做DASP(DriveActive/SlavePresent),用來檢測設備。
雖然
驅動器可以工作在任何一個接口上,但還是建議主設備連線在
數據線末端的接口上使用,並且設備上的
跳線必須設定在正確的位置上以表明該設備是主設備。從設備必須將設備上的跳線拿去或者更改為特殊的設定,這取決於設備自身。同樣,從設備需要連線在數據線中間的那個連線器上面,控制器可以通過跳線的設定位置來確定自己是“主”還是“從”,這可以告訴設備該如何工作。每個驅動設備的都可以被設定成為“主”或者“從”,如果只有一個設備,那么它將永遠是主驅動設備。
許多設備都帶有一個特色的選項開關,稱為CableSelect。配合使用某些主機板,這些設備能夠自動的配置成為“主”或者“從”。CableSelect的工作原理比較簡單,一個
跳線裝置被安放在CableSelect開關上。其線纜本身就好像一個IDE的
數據線,除了第28號引腳只連線主設備連線器。當打開
計算機電源,IDE接口沿28號引腳發出信號,只有連在主設備連線器上的
驅動器才能接收到。如果某一個驅動器接收到信號,則將自己配置為主設備,而沒有接收到的則默認配置為從設備了。
結語
IDE作為一種通用接口,在計算機發展史上留下了不可磨滅的作用,這種並行線纜目前正逐步被串列ATA所取代,可以說IDE很好的完成了人們賦予它的使命。許多電腦初學者對於機箱來本就紛繁複雜的連線弄得摸不清頭腦,相信通過本文至少對IDE接口、設備以及它們如何工作有一個大致的了解,更多的知識需要大家多動手、勤鑽研。