Интерфейсы IDE (ATA), SCSI. Временные диаграммы обмена для IDE-интерфейса. Сигналы интерфейсов. Характеристики производительности

Интерфейс ATA (AT Attachment for Disk Drives) — разрабатывался для подключения накопителей на жестких магнитных дисках к компьютерам IBM PC AT с шиной ISA. Интерфейс появился в результате создания устройств со встроенным контроллером — IDE (Integrated Device Electronic). Контроллер жесткого диска был перенесен на плату электроники накопителя с сохранением регистровой модели.

Принятая система команд и регистров, являющаяся частью спецификации ATА, ориентирована на блочный обмен данными с устройствами прямого доступа. Для иных устройств существует спецификация ATAPI, основанная на тех же аппаратных средствах, но позволяющая обмениваться пакетами управляющей информации (PI — Package Interface).

В спецификации АТА фигурируют следующие компоненты:

· Хост-адаптер — средства сопряжения интерфейса АТА с системной шиной (набор буферных схем между шинами ISA и АТА).

· Кабель-шлейф с двумя или тремя 40-контактными IDC-разъемами. В стандартном кабеле одноименные контакты всех разъемов соединяются вместе.

· Ведущее устройство (Master) — ПУ, в спецификации АТА называемое Device-0.

· Ведомое устройство (Slave) — ПУ, в спецификации называемое Device-1.

О своих функциях устройства узнают с помощью предварительно установленных конфигурационных джамперов. Если применяется кабельная выборка, то функция устройства определяется его положением на специальном кабеле-шлейфе.

Оба устройства воспринимают команды от хост-адаптера одновременно. Но выходные сигналы на шину АТА имеет право выводить только выбранное устройство. Это значит, что, начав операцию обмена с одним из устройств, хост-адаптер не может переключиться на обслуживание другого до завершения начатой операции. Параллельно могут работать только устройства IDE, подключаемые к разным шинам (каналам) АТА.

Выполняемая операция и направление обмена данными между устройством и хост-адаптером определяются предварительно записанной командой. Важным компонентом устройства является буферная память. Ее наличие позволяет выполнять обмен данными в темпе, предлагаемом хост-адаптером (в пределах возможности устройства).

Адресация в АТА это линейная адресация логических блоков LBA (Logical Block Addressing), где адрес блока (сектора) определяется 28-битным числом.

Рисунок 1. Временные диаграммы циклов обмена на шине IDE

Системный интерфейс малых компьютеров SCSI ( Small Computer System Interface) предназначен для соединения устройств различных классов: памяти прямого (жесткие диски) и последовательного доступа (стриммеры), CD-ROM, оптических дисков однократной и многократной записи, устройств автоматической смены носителей информации, принтеров, сканеров, коммуникационных устройств и процессоров. Устройством SCSI (SCSI Device) называется как хост-адаптер, связывающий шину SCSI с какой-либо внутренней шиной компьютера, так и контроллер целевого устройства (target controller), с помощью которого устройство подключается к шине SCSI.

Существует три версии SCSI (SE — (single-ended) линейный, LVD — (low-voltage-differential) — интерфейс дифференциальной шины низкого напряжения, HVD — (high-voltage-differential) — интерфейс дифференциальной шины высокого напряжения).

Базовый SCSI (Small Computer System Interface – интерфейс малых компьютерных систем, иногда называемый SCSI-1) – это универсальный интерфейс для подключения различных устройств. В базовом стандарте можно было к одной шине подключить до восьми устройств, включая контроллер. Имеет 8-pазpядную шину данных, максимальная скорость передачи – до 1,5 Мб/с в асинхронном режиме (по методу «запрос-подтверждение»), и до 5 Мб/с в синхронном режиме (метод «несколько запросов – несколько подтверждений»). Может использоваться контроль четности для обнаружения ошибок.