Аппаратные интерфейсы ЭВМ. Описать интерфейсы IDE, SATA, USB
В 1988 был создан Комитет по стандартизации методов доступа (Common Access Method Committee) для разработки программного интерфейса устройств SCSI. Одним из результатов деятельности этого комитета явилась разработка спецификации интерфейса ATA (AT Attachment - присоединение к шине АТ), известного также под именем IDE (Integrated Drive Electronics). Новый стандарт произвел настоящий бум в индустрии дисковых накопителей, когда производители PC получили возможность использования этих недорогих устройств. С конца 80-х годов интерфейс ATA (такое название более правильно, чем IDE) стал самым распространенным среди недорогих настольных систем ATA (Advanced Technology Attachment), также называемый IDE (Integrated Drive Electronics) - стандарт на интерфейс между компьютером (контроллером) и накопителем на жестких магнитных дисках (дисководом, HDD), включая физический уровень (разъёмы, кабели), электрические и логические характеристики сигналов, регистры устройства, команды и протоколы. Включает ATAPI (AT Attachment interface with Packet Interface). Первоначально представлял собой AT-совместимый дисковый контроллер, встроенный в дисковод и подсоединённый упрощённой 16-битной шиной ISA (в девичестве AT bus). Простейший контроллер представлял дешифратор адреса, остальные сигналы передавались "как есть", причём на оба устройства сразу. По мере развития всё больше и больше напоминает SCSI (терминаторы, очередь команд, ATAPI). Поддерживается 2 дисковода (master - 0, slave - 1) на канал (host adapter). Номер дисковода определяется джамперами на дисководе и/или специальным кабелем. Современные чипсеты поддерживают 2 канала (primary, secondary), можно также использовать дополнительные контроллеры. В старых чипсетах оба канала разделяли некоторые сигналы (от одного пина в микросхеме шли 2 проводка на 2 канала:). Каждый канал может обрабатывать только одну команду одномоментно. Следующая команда (даже к другому устройству) будет ждать (в ATA-4 появились наложения - overlap - команд и очереди в устройстве, должны поддерживаться обоими устройствами). В некоторых ситуациях хост должен переключаться в режим более медленного устройства даже при обращении к быстрому (например, при записи в регистры). Поэтому желательно ставить на каждый канал только одно устройство, причём в крайний разъём (иначе не будет работать UDMA) и конфигурировать как master, т.к. slave не может определить наличие master устройства, а команда диагностики не сгенерирует прерывания. SATA Serial ATA (SATA) быстро набирает популярность и становится новым стандартом интерфейса для накопителей на жестких дисках. Производители системных плат уже реализуют в своих изделиях поддержку SATA. Так как кабели накопителей с интерфейсом SATA значительно более узкие, чем PATA, они обеспечивают более свободный доступ к компонентам и улучшают вентиляцию корпуса компьютера. В некоторых старых компьютерах порты SATA отсутствуют. В таком случае для поддержки накопителей с интерфейсом SATA можно установить контроллер SATA в виде платы PCI. SATA (англ. Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации. SATA является развитием параллельного интерфейса ATA (IDE), который после появления SATA был переименован в PATA (Parallel ATA). SATA использует 7-контактный разъём вместо 40-контактного разъёма у PATA. SATA-кабель имеет меньшую площадь, за счёт чего уменьшается сопротивление воздуху, обдувающему комплектующие компьютера, упрощается разводка проводов внутри системного блока. SATA-кабель за счёт своей формы более устойчив к многократному подключению. Питающий шнур SATA так же разработан с учётом многократных подключений. Разъём питания SATA подаёт 3 напряжения питания: +12 В, +5 В и +3,3 В; однако современные устройства могут работать без напряжения +3,3 В, что даёт возможность использовать пассивный переходник со стандартного разъёма питания IDE на SATA. Ряд SATA устройств поставляется с двумя разъёмами питания: SATA и Molex. Стандарт SATA отказался от традиционного для PATA подключения по два устройства на шлейф; каждому устройству полагается отдельный кабель, что снимает проблему невозможности одновременной работы устройств, находящихся на одном кабеле (и возникавших отсюда задержек), уменьшает возможные проблемы при сборке (проблема конфликта Slave/Master устройств для SATA отсутствует), устраняет возможность ошибок при использовании нетерминированных PATA-шлейфов. Стандарт SATA предусматривает горячую замену устройств и функцию очереди команд (NCQ, начиная с SATA/300). Шина USB (Universal Serial Bus - универсальная последовательная шина) появилась по компьютерным меркам довольно давно - версия первого утвержденного варианта стандарта появилась 15 января 1996 года. Возможности USB следуют из ее технических характеристик: Высокая скорость обмена (full-speed signaling bit rate) - 12 Mb/s Максимальная длина кабеля для высокой скорости обмена - 5 m Низкая скорость обмена (low-speed signaling bit rate) - 1.5 Mb/s Максимальная длина кабеля для низкой скорости обмена - 3 m Максимальное количество подключенных устройств (включая размножители) - 127 Возможно подключение устройств с различными скоростями обмена Отсутствие необходимости в установке пользователем дополнительных элементов, таких как терминаторы для SCSI Напряжение питания для периферийных устройств - 5 V Максимальный ток потребления на одно устройство - 500 mA
|
