Интерфейс Serial ATA

Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

ГОУ СПО Тульский государственный машиностроительный

колледж им. Н.Демидова

Курсовая работа

по учебной дисциплине: Компоновка ЭВМ и ПК

Тема: Интерфейс Serial ATA

Выполнил студент группы гр. 12831

Тула 2007

Содержание

Введение

1.   Семейство IDE-контролеров

1.1    IDE/ATA

1.2    ATAPI

1.3    ATA - 2, FAST – ATA, EIDE

1.4    ATA-3

1.5    ULTRA-ATA/33

1.6    Ultra-ATA/66

1.7    Скорость передачи данных

2.   Установка контроллера

2.1 Подготовка к установке нового контроллера

2.2 Установка нового контроллера

2.3 Конфигурирование нового контроллера

2.4 Установка программного обеспечения

2.5 Модернизация BIOS контроллера

3.   Основные технологии RAID

3.1 Дисковые массивы

3.2 Адаптеры дисковых массивов

3.3 Резервный сектор

3.4 Типы дисковых массивов

4.   Поиск неисправностей интерфейса Serial-ATA

5.   Техника безопасности

6.   Тестирование системы на наличие S-ATA

Список использованной литературы

Заключение

ВВЕДЕНИЕ

Современный информационный мир невозможно представить без персональных компьютеров, микро ЭВМ, поскольку их значение имеет важную роль в современном информационном мире. Канули в лету те времена, когда ЭВМ занимали целые здания, но на сегодняшний день нам они представлены в виде микро ЭВМ, очень много времени прошло и много изменений произошло на этом промежутки времени, одно поколение компьютеров сменялось другим совершенствовалось практически все от внешнего вида до его возможностей.

Условно части ЭВМ можно разделить на основные устройства и периферийные. К основным устройствам относят процессор и память, а к периферийным все остальное, в том числе и устройства для долговременного хранения данных (жесткий диск). Невозможно представить без жесткого диска современный ПК, так как вся информация располагалась именно на нем, в том числе и Операционная Система, которая осуществляет непосредственный интерфейс между пользователем и аппаратной части ЭВМ, то присутствие жесткого диска на ПК просто необходимо. Существует различное множество жестких дисков, соответственно существует и множество интерфейсов винчестеров, среди которых и встречается Serial ATA.

Новой (относительно) разработкой в области интерфейсов винчестеров является интерфейс SerialATA. В отличие от своего предшественника Parallel ATA, Serial ATA использует последовательную передачу данных, а не параллельную, что подразумевает сокращение числа необходимых для соединения устройств проводников

1 Семейство IDE- контроллеров

1.1 IDE/ATA

Интерфейс IDE был разработан в 1988 году в качестве альтернативного ответа на практически безуспешные в то время попытки фирм-производителей создать, стандартное программное обеспечение для периферийных SCSI-устройств. Группа промышленный предприятий образовала Комитет общих методов доступа САМС (Common Access Committe) с целью разработки интерфейса AT A (AT Attachment— подключение к АТ). Который можно было бы встраивать в недорогие, совместимые с AT системные платы, Комитет САМС разработал стандарт (описание) интерфейса, который впоследствии был одобрена Национальным институтом стандартизации США (ANSI — American National Standard Institute). Термин ЛТЛ-интерфеис в общем случае характеризует тип интерфейса и может относиться как к накопителю, так и к контроллеру. Это означает, в частности, что для IDE- накопителя необходим IDE-контроллер.

Несмотря на то, что, на сегодняшний день разработано несколько разновидностей интерфейсов семейства IDE (EIDE, UDMA/33, UDMA/66, UDMA/100 и UDMA/133), все они относятся к одному IDE-типу

Термины IDE и АТА являются практически синонимами. И та, и другая аббревиатура относится к дисковым накопителям со встроенными контроллерами. Они радикальным образом отличались от предшественников — жестких дисков с интерфейсами ST5O6/4I2 и ESDI (Enhanced Small Device Interface — улучшенный интерфейс малых устройств), в которых нужна была отдельная плата контроллера. Такой подход привел к снижению стойкости интерфейса и упрощению аппаратно-программных средств компьютеров. Интерес IDE оказался настолько дешевой и легко конфигурируемой системой, что его появление привело к настоящему буму в промышленности, производящей жесткие диски

Хотя термины IDE и АТА чаше всего используют как синонимы, между ними, все же, есть разница. АТА— это формальный стандарт, в котором определены характеристики и принципы работы интерфейса и накопителей, a IDE— это торговая марка и конструктивное решение, этапное для реализации стандарта АТА (40-контактный интерфейсный разъем, и т.п.).

Характерные черты и архитектура классического IDE-интерфейса. IDE-накопители считаются интеллектуальными устройствами, поскольку почти все функциональные узлы, которые в системах с накопителями старых типов располагались отдельной плате-адаптере, встроены в сам IDE-накопитель. Данные передаются через единый кабель, подключенный к контроллеру (он может представлять собой как отдельное устройство, так и быть смонтированным на системной плате), который, в свою очередь, подключен к системной шине расширения ISA (Industrial Standard Architecture —архитектура промышленного стандарта) или PCI (Peripheral Component Interconnect — соединение внешних устройств). Схемотехника внешних по отношению к IDE-накопителям устройств настолько проста, что практически во всех комплектах (chipset) интегральных схем современных системных плат предусмотрены двухканальные IDE-контроллеры, и надежность в отдельных платах расширения практически отпала. По современным меркам контролеры с классическим IDE-интерфейсом работают довольно медленно: скорость передачи данных едва превышает 10 Мбайт/с. Емкость накопителей со стандартным IDE-интерфейсом ограничена величиной 504 Мбайт. (В EIDE и более поздних версиях IDE-интерфейса традиционный барьер в 504 Мбайт преодолен, и емкости накопителей могут превышать 32 Гбайт). Интерфейс IDE лишен гибкости и возможностей наращивания, присущих стандарту SCSI, но по сравнению с ним стоит существенно дешевле. Поэтому его часто используют в простых, недорогих компьютерах низкого и среднего класса, возможно в ПК, которых не предполагается существенно наращивать. Изначально интерфейс IDE разрабатывался для накопителей на жестких дисках, однако впоследствии он стал использоваться и для подключения дисководов CD-ROM и накопителей на магнитной ленте, работающих в соответствии с протоколом обмена данными АТАРI (АТА Packet Interface — пакетный интерфейс АТА). В компьютерной литературе много говорится об интеллектуальных возможностях IDE-интерфейса. Они определяются теми функциями, которые способен выполнять Кроенный в накопитель контроллер. В этой книге, говоря об интеллектуальных возможностях интерфейса IDE, мы будем подразумевать следующие. Во-первых, интеллектуальные IDE-накопители способны работать в режиме преобразования параметров. Это означает, подпрограмме настройки параметров BIOS Basic Input/Output System — базовая система вы можете вводить в память CMOS любую комбинацию параметров жесткого диска (количество цилиндров, головок и секторов). При этом должно соблюдаться одно условие: суммарное количество секторов в модели не должно превышать реальное количество секторов в накопителей. Преобразование параметров приобретает особое значение в тех случаях, когда реальное количество цилиндров в накопителе превышает 1024 (что характерно для всех современных IDE-накопителей). Неинтеллектуальные IDЕ-накопители могут работать только в «физическом» режиме. CMOS параметры должны соответствовать реальным параметрам жесткого диска. Во-вторых, в интеллектуальных накопителях предусмотрена поддержка нескольких дополнительных команд, которые входят в необязательную часть стандарта АТА.

Еще одной особенностью технологии интеллектуального IDE-интерфейса являет зонная запись, позволяющая разбивать дорожки на переменное количество секторов. B результате появляется возможность увеличить общее количество секторов, а значит и суммарную емкость накопителя. Поскольку BIOS может работать только с жесткими дисками с фиксированным количеством секторов на дорожке, IDE-накопители с зонной записью всегда должны функционировать в режиме преобразования параметров. IDЕ-накопитель работает в режиме преобразования параметров, то вы не в состоянии изменить коэффициент чередования секторов.

Компоновка типичного IDE-контроллера показана на рис. 1. Стандартный IDE-накопитель подключается к контроллеру с помощью 40-жильного кабеля. (В старых разработках 1ВМ использовался 44 или 72-жильный кабель). Этот сигнальный кабель предназначен для передачи данных и управляющих сигналов между накопителем и контроллером. Как и в SCSI-устройствах, в IDE-накопителях для обеспечения параметров линий связи и электрических характеристик сигналов также устанавливаются нагрузочные сопротивления, но они, в отличие от согласующих резисторов в интерфейсе SCSI, обычно впаяны в плату и не могут быть удалены. В большинстве случаев два накопителя IDE/EIDEтипа могут работать совместно при наличии согласующих сопротивлений в каждом из них, Если на накопителе имеются перемычки выбора режима, то с их помощью конкретное устройство можно сделать либо ведущим (master), либо ведомым (slave).

Рисунок. 1. Плата типичного двухканального контроллера Ultra-DMA/66

Значение выводов разъемов 40-жильного изолированного сигнального кабеля накопителя приведено в таблице. 1. В отличие от распространенных ранее интерфсй-Т506/412 и ESDI (Enhanced Small Device Interface — улучшенный интерфейс малых устройств), в интерфейсе IDE для передачи сигналов используются как четные, так и нечетные проводники кабеля.

Отметим также, что перед обозначением большинства управляющих сигналов стоит знак «—». Это означает, что активный уровень данного сигнала 6—т.е. значению «истина» соответствует уровень логического нуля. Уровни всех передаваемых по кабелю сигналов управления соответствуют транзисторной (TTL) логике, т.е. уровню логического нуля соответствует полное напряжение от 0 до 0,8 В, а логической единицы — напряжение от +2,0 В до напряжения питания.

Таблица 1. Назначение выводов разъема интерфейса IDE

Выбор точек ввода данных и регистров в IDE-накопителе осуществляется с помощью адресной шины накопителя (Drive Address Вus) DA0-DA2 (выводы 35, 33 и 36 соответственно) в сочетании с входами выбора микросхемы накопителя (Host Chip Set) -CS1FX S3FX (выводы 37 и 38). При появлении активного уровня сигнала на управляющей.

J-D10R (I/O Read Data — ввод/вывод, чтение данных, вывод 25) накопитель выполняя считывания, а при появлении управляющего сигнала на линии -DIOW (I/O Write ввод/вывод, запись данных, вывод 23) — цикл записи. В отличие от прежних интерфейсов, которые были последовательными, т.е. преобразование данных в параллельный (Осуществлялось внешним контроллером). В интерфейсе IDE предусмотрено 16 двунаправленных линий передачи данных в накопитель или из нее (DDO-DD1: выводы с 3 по 18). После окончания передачи данных интегральная схема (ИС) контролера жесткого диска выдает в накопитель сигнал подтверждения –DMACK. Наконец, при подаче сигнал сброса (Reset, вывод 1) накопитель переходя в исходное состояние, т.е. то, в котором он находится после включения питания. Сим сброса подается при включении питания и при перезагрузке компьютера.

Часть линий интерфейса IDE используется для передачи управляющих сигналов в обратном направлении, т.е. от накопителя к контроллеру. Сигнал запроса прямого доступа к памяти DMARQ (Direct Memory Access ReQuest, вывод 21) используется для инициализации передачи данных в накопитель или из него. Направление передачи данных определяется состоянием входов -DIOR и –DI0W. Сигнал -DMACK выдается после того, когда DMARQ переходит в активное состояние. Сигнал готовности канала ввода/вывода-IORDY (I/O channel ReaDY, вывод 27) используется для привлечения внимания в тех случаях, когда накопитель еще не готов ответить на запрос о передаче данных, Запрет прерывания INTRQ (INTerrupt ReQuest, вывод 31) выдается накопителем в тех случаях, когда он ожидает ответа от системы

(готовится к операции обмена данными с контроллером). Сигнал занятости накопителя -DASP (Drive Active, вывод 39) принимает значения логического «О» в случае какой-либо активности жесткого диска. Сигнал прохождения диагностики -PDIAG (Passed DIAGnostics, вывод 34) появляется после выполнения любой диагностической команды или сброса накопителя. Если уровень сигнала -PDIAG ниже (логического «О»), то система полагает, что накопитель готов к работе. Наконец, сигнал состоят 16-разрядного ввода/вывода -IOCS 16 (Host 16-bit I/O, вывод 32) используется для информирования контроллера о том, что накопитель готов к передаче или приему информации. Помимо сигнальных линий, в кабеле имеется несколько шин общего провода (выводы! 19, 22, 24, 26, 28, 30 и 40), а также ключ (20) — срезанный вывод в приборной (штыревой! части разъема).

Подключение накопителей к интерфейсе IDE/EIDE. В стандарте АТА предусмотрено параллельное подключение двух накопителей к аи дому каналу (кабелю) IDE-интерфейса. На рисунке. 2 показан типичный кабель, используемый для соединения накопителей с IDE-контроллером. По традиции ведущий накопитель подключают к концевому разъему кабеля, а ведомый — к среднему. На самом деле это не более чем дань единообразию, поскольку сточки зрения IDE-интерфейса оба разъем! эквивалентны, и любой накопитель может быть подключен к любому из них. Необходимо лишь с помощью перемычек строить накопитель как ведущий или ведомый, Длина плоского кабеля с 40-контактными разъемами не должна превышать 60 см. Поскольку в IDE накопителях для обеспечения необходимых параметров электрических сигналов иcпользуется так называемая распределенная нагрузка (т.е. нагрузочные резисторы устанавливаются во всех устройствах), нет необходимости устанавливать или удалять кие либо согласующие сопротивления. Несмотря на всю простоту IDE-интерфейса, в некоторых случаях вы можете, столкнуться с определенными проблемами при совместном подключении двух накопителей Старые IDE-накопители не вполне соответствуют стандартам САМ С ATA IDE. Присоединении к одному кабелю двух старых жестких дисков (особенно если они выпущены разными фирмами) из-за различий в интерпретации настроек ведомый/ведущий между ними может возникнуть конфликт, в результате которого оба накопителя в большинстве случаев окажутся неработоспособными. При подключении двух IDE-накопителей старайтесь использовать новые устройства, выпущенные одной и той же фирмой.

ведущий ведущий

Рисунок 2. Шлейф передачи данных и сигнала управления интерфейса IDE/EIDE

Похожие работы

Интерфейя SATA

Скачать

31990

0

4

... с учетом того, что сперва происходит кодирование 5b/6b, а потом 3b/4b, текущее значение сигнала rd при кодировании 3b/4b определяется по результату кодирования 5b/6b. Таким образом, в стандарте SATA предусмотрен довольно нетривиальный метод логического кодирования. Кроме логического двухэтапного кодирования, при передаче данных используется метод циклического избыточного контроля CRC-32 (Cyclic ...

Серверы младшего уровня

Скачать

20880

0

0

... серверов следует отнести расширенные возможности мониторинга и управления серверами, технологии RAS (Reliability, Availability, Serviceability — надежность, готовность, простота обслуживания). Нередко в серверах младшего уровня изготовители применяют технологии, унаследованные от высокопроизводительных устройств. Кроме того, необходимо отметить, что компании HP, 1ВА и Sun имеют собственные ЦП с ...

Внутренние и периферийные устройства ПК

Скачать

66612

0

1

... 1) той или иной модели системной платы зависит от производителя и определяется типом платформы ПК (типом центрального процессора), применяемым набором микросхем chipset и количеством и разрядностью периферийных устройств, подключаемых к данной системной плате. Максимальная пропускная способность часто используется в качестве критерия для сравнения возможностей шин различной архитектуры. Ее можно ...

Подбор комплектующих для домашнего компьютера

Скачать

19257

13

7

... свои законы, но технические решения основанные на ЭЛТ мониторах не исчерпали себя. Мониторы на электронно-лучевых трубках уже не выпускают, но на складах и в наличии они еще имеются. Для домашнего компьютера я выбрал монитор на электронно-лучевой трубке, модель 17" MONITOR 0.20 Samsung SyncMaster 795MB+ <White>. Монитор изображен на рис 24, его технические характеристики показаны в таблице ...