原標(biāo)題：IDE控制器的工作原理

　　集成驅(qū)動電子接口將硬盤驅(qū)動器連接到PC。無論您使用計(jì)算機(jī)做什么，存儲都是系統(tǒng)的重要組成部分。事實(shí)上，大多數(shù) 個人電腦 具有以下一個或多個存儲設(shè)備：

　　軟盤驅(qū)動器

　　硬盤

　　光驅(qū)

　　通常，這些設(shè)備通過 集成驅(qū)動電子 (集成開發(fā)地址) 接口。本質(zhì)上，IDE 接口是存儲設(shè)備連接到計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)方式。IDE實(shí)際上并不是接口標(biāo)準(zhǔn)的真正技術(shù)名稱。原名， AT附件 (ATA)，表示該接口最初是為 IBM AT 計(jì)算機(jī)開發(fā)的。在本文中，您將了解 IDE/ATA 的演變、引腳排列以及 IDE 中“從”和“主”的確切含義。

　　集成開發(fā)環(huán)境演進(jìn)

　　IDE接口的誕生導(dǎo)致將這樣的控制器與硬盤驅(qū)動器相結(jié)合。創(chuàng)建IDE是為了標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算機(jī)中硬盤驅(qū)動器的使用。IDE背后的基本概念是硬盤驅(qū)動器和控制器應(yīng)該組合在一起?？刂破魇且粋€帶有芯片的小型電路板，可提供有關(guān)硬盤驅(qū)動器如何存儲和訪問數(shù)據(jù)的確切指導(dǎo)。大多數(shù)控制器還包括一些 記憶 充當(dāng)增強(qiáng)硬盤驅(qū)動器性能的緩沖區(qū)。

　　在 IDE 之前，控制器和硬盤驅(qū)動器是分開的，通常是專有的。換句話說，一個制造商的控制器可能無法與另一個制造商的硬盤驅(qū)動器配合使用?？刂破骱陀脖P驅(qū)動器之間的距離可能會導(dǎo)致信號質(zhì)量不佳并影響性能。顯然，這給計(jì)算機(jī)用戶帶來了很大的挫敗感。

　　IBM于1984年推出了AT計(jì)算機(jī)，并進(jìn)行了一些關(guān)鍵創(chuàng)新。

　　計(jì)算機(jī)中用于添加卡的插槽使用了新版本的 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu) (ISA) 巴士。新總線能夠傳輸信息 16 位 一次，與原始 ISA 總線上的 8 位相比。

　　IBM還為AT提供了一個硬盤驅(qū)動器，該硬盤驅(qū)動器使用新的組合驅(qū)動器/控制器。來自驅(qū)動器/控制器組合的帶狀電纜連接到 ISA 卡以連接到計(jì)算機(jī)，從而產(chǎn)生 AT 附件 (ATA) 接口。

　　1986年，康柏在其Deskpro 386中引入了IDE驅(qū)動器。此驅(qū)動器/控制器組合基于 IBM 開發(fā)的 ATA 標(biāo)準(zhǔn)。不久之后，其他供應(yīng)商開始提供IDE驅(qū)動器。IDE成為涵蓋整個集成驅(qū)動器/控制器設(shè)備的術(shù)語。由于幾乎所有 IDE 驅(qū)動器都基于 ATA，因此這兩個術(shù)語可以互換使用。

　　控制器、驅(qū)動器、主機(jī)適配器

　　主 IDE 接口和輔助 IDE 接口的特寫 在主板上最 主板 帶有一個 IDE 接口。此接口通常稱為 IDE 控制器，這是不正確的。界面實(shí)際上是一個 主機(jī)適配器，這意味著它提供了一種將完整設(shè)備連接到計(jì)算機(jī)(主機(jī))的方法。實(shí)際控制器位于連接到硬盤驅(qū)動器的電路板上。這就是它最初被稱為集成驅(qū)動電子的原因!

　　雖然IDE接口最初是為連接硬盤驅(qū)動器而開發(fā)的，但它已經(jīng)發(fā)展成為用于連接內(nèi)部軟盤驅(qū)動器，CD-ROM驅(qū)動器甚至一些磁帶備份驅(qū)動器的通用接口。盡管IDE在內(nèi)部驅(qū)動器中非常流行，但很少用于連接外部設(shè)備。

　　ATA 有多種變體，每種變體都添加到以前的標(biāo)準(zhǔn)并保持向后兼容性。

　　這些標(biāo)準(zhǔn)包括：

　　ATA-1 - 康柏包含在 Deskpro 386 中的原始規(guī)格。它規(guī)定了主/從配置的使用。ATA-1 基于標(biāo)準(zhǔn) ISA 96 針連接器的子集，該連接器使用 40 或 44 針連接器和電纜。在 44 針版本中，額外的四個針用于為沒有單獨(dú)電源連接器的驅(qū)動器供電。此外，ATA-1 還提供信號定時(shí) 直接內(nèi)存訪問 (DMA) 和編程輸入/輸出 (PIO) 功能。 二甲基亞胺 表示驅(qū)動器將信息直接發(fā)送到內(nèi)存，而 皮奧 表示計(jì)算機(jī)的 中央處理單元 (CPU) 管理信息傳輸。ATA-1 通常稱為 IDE。

　　ATA-2 - DMA 從 ATA-2 版本開始全面實(shí)施。標(biāo)準(zhǔn) DMA 傳輸速率從 ATA-1 中的每秒 4.16 兆字節(jié) (MBps) 增加到高達(dá) 16.67 MBps。ATA-2 提供電源管理， 聚氯乙烯卡 支持和可移動設(shè)備支持。ATA-2通常被稱為EIDE(增強(qiáng)型IDE)，F(xiàn)ast ATA或Fast ATA-2。支持的總硬盤大小增加到 137.4 GB。ATA-2 提供了標(biāo)準(zhǔn)翻譯方法 氣缸蓋部門 (CHS) 適用于大小不超過 8.4 GB 的硬盤驅(qū)動器。CHS 是系統(tǒng)確定數(shù)據(jù)在硬盤驅(qū)動器上的位置的方式?？傆脖P大小與 CHS 硬盤支持之間存在巨大差異的原因是基本輸入/輸出系統(tǒng)使用的位大小(生物簡介CHS 對地址的每個部分都有固定的長度：

　　柱面 = 10 位，1024

　　磁頭 = 8 位，256

　　扇區(qū) = 6 位， 63*

　　您會注意到扇區(qū)的數(shù)量是 63 而不是 64。這是因?yàn)?扇區(qū)不能以零開頭.每個扇區(qū)包含 512 個字節(jié)。如果乘以 1，024 x 256 x 63 x 512，您將獲得 8，455，716，864 字節(jié)或大約 8.4 GB。較新的 BIOS 版本增加了 CHS 的位大小，提供了對完整 137.4 GB 的支持。 ATA-3 - 通過添加自我監(jiān)控分析和報(bào)告技術(shù)(SMART)，IDE驅(qū)動器變得更加可靠。ATA-3 還為訪問驅(qū)動器添加了密碼保護(hù)，從而提供了有價(jià)值的安全功能。

　　ATA-4 - 可能這個版本中對標(biāo)準(zhǔn)的兩個最大的補(bǔ)充是Ultra DMA支持和集成 AT附件程序接口 (ATAPI) 標(biāo)準(zhǔn)。ATAPI 為 CD-ROM 驅(qū)動器、磁帶備份驅(qū)動器和其他驅(qū)動器提供了一個通用接口 可移動存儲 設(shè)備。在ATA-4之前，ATAPI是一個完全獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)。隨著 ATAPI 的加入，ATA-4 立即改進(jìn)了對 ATA 的可移動媒體支持。Ultra DMA 將 DMA 傳輸速率從 ATA-2 的 16.67 MBps 提高到 33.33 MBps。除了現(xiàn)有的使用 40 針和 40 根導(dǎo)體(電線)的電纜外，此版本還引入了具有 80 根導(dǎo)體的電纜。其他 40 根導(dǎo)體是穿插在標(biāo)準(zhǔn) 40 根導(dǎo)體之間的地線，以提高信號質(zhì)量。ATA-4也被稱為Ultra DMA，Ultra ATA和Ultra ATA/33。

　　ATA-5 - ATA-5的主要更新是 自動檢測 使用哪種電纜：40 芯或 80 線版本。通過使用 80 芯電纜，Ultra DMA 增加到 66.67 MB/秒。ATA-5也稱為Ultra ATA/66。

　　電纜鑰匙

　　IDE電纜上的連接器IDE 設(shè)備使用 帶狀電纜 以相互連接。帶狀電纜將所有電線平放在一起，而不是成束或纏繞在一起。IDE 帶狀電纜有 40 或 80 根電線。電纜的每一端都有一個連接器，另一個連接器與主板連接器的距離約為三分之二。此電纜的總長度不能超過 18 英寸(46 厘米)(從第一個到第二個連接器為 12 英寸，從第二個到第三個連接器為 6 英寸)，以保持信號完整性。這三個連接器通常是不同的顏色，并附加到特定項(xiàng)目：

　　藍(lán)色接頭連接到主板。

　　黑色連接器連接到主連接器 (主人) 驅(qū)動器。

　　灰色接頭連接到次接頭 (奴隸) 驅(qū)動器。

　　電纜的一側(cè)是一條條紋。此條紋告訴您該側(cè)的電線連接到每個連接器的引腳 1。電線 20 未連接到任何東西。事實(shí)上，該位置沒有引腳。此位置用于確保電纜以正確的位置連接到驅(qū)動器。制造商確保電纜不反轉(zhuǎn)的另一種方法是使用 電纜鍵.電纜鍵是帶狀電纜連接器頂部的一個小塑料方塊，可裝入設(shè)備連接器上的凹口中。這允許電纜僅連接在一個位置。

　　引腳編號和說明

　　重置

　　地

　　數(shù)據(jù)位 7

　　數(shù)據(jù)位 8

　　數(shù)據(jù)位 6

　　數(shù)據(jù)位 9

　　數(shù)據(jù)位 5

　　數(shù)據(jù)位 10

　　數(shù)據(jù)位 4

　　數(shù)據(jù)位 11

　　數(shù)據(jù)位 3

　　數(shù)據(jù)位 12

　　數(shù)據(jù)位 2

　　數(shù)據(jù)位 13

　　數(shù)據(jù)位 1

　　數(shù)據(jù)位 14

　　數(shù)據(jù)位 0

　　數(shù)據(jù)位 15

　　地

　　電纜鍵(缺少引腳)

　　DRQ 3

　　地

　　-低

　　地

　　-海關(guān)登記進(jìn)口商

　　地

　　I/O 通道就緒

　　SPSYNC：電纜選擇

　　-DACK 3

　　地

　　RQ 14

　　-國際奧委會 16

　　地址位 1

　　-PDIAG

　　地址位 0

　　地址位 2

　　-CS1FX

　　-CS3FX

　　-DA/SP

　　地

　　+5 伏(邏輯)(可選)

　　+5 伏(電機(jī))(可選)

　　接地(可選)

　　-類型 (可選)

　　請注意，最后四個引腳僅供需要通過帶狀電纜供電的設(shè)備使用。通常，此類設(shè)備是太小(例如，2.5 英寸)而不需要單獨(dú)電源的硬盤驅(qū)動器。

　　主人和奴隸

　　單個 IDE 接口可以支持兩個設(shè)備。大多數(shù)主板都帶有 雙 IDE 接口 (主設(shè)備和輔助)，最多四個 IDE 設(shè)備。由于控制器與驅(qū)動器集成，因此沒有整體控制器來確定哪個設(shè)備當(dāng)前正在與計(jì)算機(jī)通信。只要每個設(shè)備都在單獨(dú)的接口上，這不是問題，但是在同一根電纜上添加對第二個驅(qū)動器的支持需要一些獨(dú)創(chuàng)性。

　　為了允許在同一根電纜上安裝兩個驅(qū)動器，IDE 使用一種稱為 主人 和 奴隸.此配置允許一個驅(qū)動器的控制器告訴另一個驅(qū)動器何時(shí)可以向計(jì)算機(jī)傳輸數(shù)據(jù)或從計(jì)算機(jī)傳輸數(shù)據(jù)。發(fā)生的情況是，從屬驅(qū)動器向主驅(qū)動器發(fā)出請求，主驅(qū)動器檢查它當(dāng)前是否正在與計(jì)算機(jī)通信。如果主驅(qū)動器空閑，它會告訴從驅(qū)動器繼續(xù)。如果主驅(qū)動器正在與計(jì)算機(jī)通信，它會告訴從驅(qū)動器等待，然后通知它何時(shí)可以繼續(xù)。

　　計(jì)算機(jī)確定是否通過使用接頭上的針腳39連接了第二個(從)驅(qū)動器。引腳 39 攜帶一個特殊的信號，稱為 驅(qū)動器活動/從存在 (DASP)，用于檢查是否存在從屬驅(qū)動器。

　　盡管它可以在任一位置工作，但建議將主驅(qū)動器連接到IDE帶狀電纜末端的連接器。然后，必須將驅(qū)動器背面 IDE 連接器旁邊的跳線設(shè)置在正確的位置，以將驅(qū)動器標(biāo)識為主驅(qū)動器。從驅(qū)動器必須卸下主跳線或設(shè)置特殊的從跳線，具體取決于驅(qū)動器。此外，從驅(qū)動器連接到 IDE 帶狀電纜中間附近的連接器。每個驅(qū)動器的控制器板查看跳線設(shè)置，以確定它是從機(jī)還是主站。這告訴他們?nèi)绾伪憩F(xiàn)。當(dāng)您從制造商處收到每個驅(qū)動器時(shí)，每個驅(qū)動器都可以成為從屬驅(qū)動器或主驅(qū)動器。如果只安裝了一個驅(qū)動器，則它應(yīng)始終為主驅(qū)動器。

　　許多驅(qū)動器具有稱為 電纜選擇 (CS)。使用正確類型的IDE帶狀電纜，這些驅(qū)動器可以自動配置為主驅(qū)動器或從驅(qū)動器。CS 的工作方式如下：每個驅(qū)動器上的跳線設(shè)置為 CS 選項(xiàng)。電纜本身就像普通的IDE電纜一樣，除了一個區(qū)別 - 引腳28僅連接到主驅(qū)動器連接器。當(dāng)計(jì)算機(jī)通電時(shí)，IDE 接口會沿引腳 28 的導(dǎo)線發(fā)送信號。只有連接到主連接器的驅(qū)動器接收信號。然后，該驅(qū)動器將自身配置為主驅(qū)動器。由于另一個驅(qū)動器沒有收到信號，因此默認(rèn)為從模式。

　　常見問題

　　一個 PC 主板可以支持多少個 IDE 控制器?

　　大多數(shù) PC 主板支持兩個 IDE 控制器。

　　什么是 IDE 控制器?

　　IDE 控制器是用于將 IDE 設(shè)備連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備。IDE 設(shè)備包括硬盤驅(qū)動器、光驅(qū)和軟驅(qū)。IDE控制器允許這些設(shè)備通過單個接口連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。