Интерфейсы внешних запоминающих устройств

Широкое применение винчестеров в качестве устройств долговременного хранения началось после выпуска фирмой Shugart Technology (теперь Seagate) диска ST506 размером 5,25 дюйма. Устройство емкостью 5Мбайт использовало для подключения к компьютеру интерфейсную плату ST506, разработанную в конце 70-ых фирмой Western Digital. Для соединения использовался 34-проводный плоский кабель, к которому можно подключить 2 устройства.

1. ST 506/412 – аналоговый, вся электроника располагается на плате ввода/вывода.

Достоинство: низкая цена накопителя.

Недостатки:

§ пошаговое перемещение головок (1 шаг на каждую команду перемещения),что резко снижает пропускную способность ВЗУ;

§ жесткая зависимость накопителя от контроллера, как различных фирм, так и одной фирмы;

2. ESDI – является расширением интерфейса ST 506/412, разработан в 1985 году.

Отличие:

§ контроллер перемещен в конструктив накопителя;

§ данные передаются в цифровой форме, что повышает помехоустойчивость передачи;

§ данные передавались последовательно по 16 бит и дополнялись битом паритета для контроля достоверности передаваемых данных;

§ скорость передачи увеличилась до 10Мб/с.

3. IDE (EIDE, АТА) – по международному стандарту. Используется почти во всех ПК, постоянно развивается. Разработан в 1981г. Например, скорость передачи данных ATA постоянно возрастала с первоначальной величины в менее, чем 3 Мб/сек до нынешней максимальной скорости в 133 Мб/сек. Более того, эволюционное развитие способствовало тому, что интерфейс по-прежнему удовлетворяет общим требованиям к скорости передачи данных внутренних систем.

Эволюционные улучшения:

• Расширения EIDE (Enhanced Integrated Drive Electronics - усовершенствованные электронные схемы управления встроенным дисководом) для более быстрого доступа к жесткому диску и логическая адресация блоков (LBA)
• ATAPI (пакетный интерфейс периферийных устройств для компьютеров, работающих с АТA) для поддержки других периферийных устройств, таких как дисководы CD-ROM, DVD-ROM, CD-RW и DVD+RW
• Многорежимная передача данных, включая программируемый ввод-вывод (PIO), прямой доступ к памяти (DMA) и Ultra DMA (UDMA)
• Обратная совместимость с предыдущими устройствами ATA
• Контроль при помощи циклического избыточного кода (CRC) для улучшения защиты данных и большей общей целостности данных.

Основные направления развития

1. Повышение пропускной способности:

§ введение синхронной передачи;

§ повышение тактовой частоты;

§ работа по обоим фронтам тактового сигнала;

§ введение специальных режимов обмена:

o пакетный PIO (управляет ЦП);

o обмен в режиме прямого доступа к памяти DMA или UDMA (управляет КПДП);

2. Повышение надежности и достоверности передачи данных

§ введение контроля суммы, которая получается с помощью циклического кода CRC;

§ режим SMART – самотестирование с предупреждением приближения отказа. В этом режиме контроллер накопителя отслеживает следующие параметры:

o время разгона;

o время позиционирования;

o интенсивность и количество ошибок позиционирования;

o и др.

Затем полученные значения сравниваются с некоторыми порогами. В случае выхода за порог передается соответствующая информация в процессор для принятия решения.