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[问答] ATA的传输方式有哪些?
130 华强芯城 接口
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ATA的历史渊源成立于1980年的ParallelATA接口,因其简单、高效能、低成本等优点,很快的就在Desktop及Notebook上占尽PC储存装置的优势,而成为主流产品.它的寿命之所以会很长,主要归功于不断地在速度及整体的效能上改善,例如,它的速度从原来3Mb/s到今日的100Mb/s,足足成长三十几倍多.
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2019-10-18 09:12:01   评论 分享淘帖 邀请回答

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  • ATA的发展史
  • ATA的版本
  • ATA接口定义
  • ATA的传输方式



  ATA的发展史




  •   ATA的历史渊源成立于1980年的ParallelATA接口,因其简单、高效能、低成本等优点,很快的就在Desktop及Notebook上占尽PC储存装置的优势,而成为主流产品.它的寿命之所以会很长,主要归功于不断地在速度及整体的效能上改善,例如,它的速度从原来3Mb/s到今日的100Mb/s,足足成长三十几倍多.但是它的寿命,因许多限制,在此告一段落,接下来,将由SerialATA继承它的角色,且改善这些限制.SerialATA主要由APT、Dell、IBM、Intel、Maxtor、Quantum及Seagate七家公司发起,2000年春季,正式在Intel的IDF对外宣布成立SerialATA协会.到了2001/08/29,在Intel的IDF里发表SerialATA1.0的规范,规范明定以1.5Gb/s为最初的传输速度.许多参与者也预计于2002年中期开始生产SerialATA接口相关的产品.


  ATA的版本




  •   ATA接口从诞生至今,共推出了7个不同的版本,分别是:ATA-1(IDE)、ATA-2(EIDEEnhanced IDE/Fast ATA)、ATA-3(FastATA-2)、ATA-4(ATA33)、ATA-5(ATA66)、ATA-6(ATA100)、ATA-7(ATA 133)。
      ATA-1
      ATA-1在主板上有一个插口,支持一个主设备和一个从设备,每个设备的最大容量为504MB,支持的PIO-0模式传输速率只有3.3MB/s。ATA-1支持PIO模式包括有PIO-0和PIO-1、PIO-2模式,另外还支持四种DMA模式(没有得到实际应用)。ATA-1接口的硬盘大小为5英寸,而不是现在主流的3.5英寸。
      ATA-2
      ATA-2是对ATA-1的扩展,习惯上也称为EIDE(Enhanced IDE)或Fast ATA。它在ATA的基础上增加了2种PIO和2种DMA模式(PIO-3),不仅将硬盘的最高传输率提高到16.6MB/S,还同时引进LBA地址转换方式,突破了固有的504MB的限制,可以支持最高达8.1GB的硬盘。在支持ATA-2的电脑的BIOS设置中,一般可以见到LBA(Logical Block Address),和CHS(Cylinder,Head,Sector)的设置,同时在EIDE接口的主板一般有两个EIDE插口,它们也可以分别连接一个主设备和一个从设备,这样一块主板就可以支持四个EIDE设备,这两个EDIE接口一般称为IDE1和IDE2。
      ATA-3
      ATA-3没有引入更高速度的传输模式,在传输速度上并没有任何的提升,最高速度仍旧为16.6MB/s。只在电源管理方案方面进行了修改,引入了了简单的密码保护的安全方案。但引入了一个划时代的技术,那就是S.M.A.R.T(Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology,自监测、分析和报告技术)。这项及时会对包括磁头、盘片、电机、电路等硬盘部件进行监测,通过检测电路和主机上的监测软件对被监测对象进行检测,把其运行状况和历史记录同预设的安全值进行分析、比较,当超出了安全值的范围,会自动向用户发出警告,进而对硬盘潜在故障做出有效预测,提高了数据存储的安全性。
      ATA-4
      从ATA-4接口标准开始正式支持Ultra DMA数据传输模式,因此也习惯称ATA-4为Ultra DMA 33或ATA33。首次在ATA接口中采用了Double Data Rate(双倍数据传输)技术,让接口在一个时钟周期内传输数据两次,时钟上升和下降期各有一次数据传输,这样数据传输率一下从16MB/s提升至33MB/s。Ultra DMA 33还引入了一个新技术-冗余校验计术(CRC),该技术的设计方针是系统与硬盘在进行传输的过程中,随数据发送循环的冗余校验码,对方在收取的时候也对该校难码进行检验,只有在完全核对正确的情况下才接收并处理得到的数据,这对于高速传输数据的安全性有着极有力的保障。
      ATA-5
      ATA-5也就是“Ultra DMA 66”,也叫ATA66,是建立在Ultra DMA 33硬盘接口的基础上,同样采用了UDMA技术。Ultra DMA 66让主机接收/发送数据速率达到66.6 MB/s,是U-DMA/33的两倍。保留了上代Ultra DMA 33的核心技术冗余校验计术(CRC)。在工作频率提成的同时,电磁干扰问题开始在ATA接口中,为保障数据传输的准确性,防止电磁干扰,Ultra DMA 66接口开始使用40针脚80芯的电缆,40针脚是为了兼容以往的ATA插槽,减小成本的增加。80芯中新增的都是地线,与原有的数据线一一对应,这种设计可以降低相邻信号线之间的电磁干扰。
      ATA-6
      ATA100接口和数据线与ATA66一样,也是使用40针80芯的数据传输电缆,并且ATA100接口完全向下兼容,支持ATA33、ATA66接口的设备完全可以继续在ATA100接口中使用。ATA100规范可以轻松应付目前ATA33和ATA66接口所棘手的难题。ATA100可以让硬盘的外部传输率达到100MB/s,它提高了硬盘数据的完整性与数据传输率,对桌面系统的磁盘子系统性能有较大的提升作用,而CRC技术更有效提高高速传输中数据的完整性和可靠性。
      ATA-7
      ATA-7是ATA接口的最后一个版本,也叫ATA133。只有迈拓公司推出一系列采用ATA133标准的硬盘,这是第一种在接口速度上超过100MB/s的IDE硬盘。迈拓是目前惟一一家推出这种接口标准硬盘的制造商,而其他IDE硬盘厂商则停止了对IDE接口的开发,转而生产Serial ATA接口标准的硬盘。ATA133接口支持133 MB/s数据传输速度,在ATA接口发展到ATA100的时候,这种并行接口的电缆属性、连接器和信号协议都表现出了很大的技术瓶颈,而在技术上突破这些瓶颈存在相当大的难度。新型的硬盘接口标准的产生也就在所难免。
2019-10-18 09:34:00 评论

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ATA接口定义




  •   IDE接口的ATA标准包含信号电缆和电源线的电器特性,该标准考虑到新技术的发展,不仅适用于通用的5V逻辑,也适用于3.3V的电路逻辑。IDE电缆长度小于46cm,除DASP、PDIAG、IOCS16和SPSYNC:PSEL信号外,几乎所有信号都使用TTL电平线路收发器,IDE接口引脚定义如表1所示。




  ATA的传输方式




  •   (1)通过PIO传送数据:在该方式下,CPU对控制器的访问都是通过PIO进行的,包括从控制器读取状态信息和错误信息,以及向控制器发送命令和参数,对于1个PIO数据传输,CPU置地址信号DA0、DA1、DA2、CS1FX/、CS3FX/有效后(大约70ns),DIOW/或DIOR/有效,同时,CPU或控制器把传送数据放置到数据总线上,根据数据传送方向,控制器或CPU读取数据线上的数据。操作完成后,释放数据线、地址线和IOCS16/线,这样,一个操作周期结束。
      (2)单字DMA方式:这种方式主要用于多用户系统中,在I/O操作的准备阶段,CPU可以处理其它事务,当控制器数据准备好后,置DMARQ信号,启动1次DMA操作,DMA控制器以DMACK/信号作为DMA请求的应答信号,同时使DIOR/为低,完成1个数据的传输,然后控制器撤销DMARQ信号,释放数据线,准备启动下一次操作。
      (3)多字DMA方式:这种方式与单字DMA方式的操作十分相似,只是在1个字传输结束后,控制器仍然保持DMARQ信号有效,直到最后1个字传输完成。
2019-10-18 09:34:08 评论

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