Курсовая работа: Интерфейс Serial ATA
Если перемножить эти три числа, а результат умножить на 512, то получим шину 504 Мбайт (528 Мб). Если бы разработчики BIOS и контроллера WDI003 заранее «договорились о единых предельных значениях параметров накопителей, то проблема «была устранена, даже не возникнув, и предел емкости IDE-накопителей изначально казался бы равным 128 Гбайт. Но реальность, увы, такова, что доступное дисковое пространство стандартных IDE-накопителей в сочетании со старыми версиями BIOSсоответствует всеголишь 504 Мбайт.
Таблица 2. Ограничениянапараметрыиемкостинакопителей
| BIOS | WD1003 | Итоговое ограничение | |
| количествоцилиндров | 1024 | 65536 | 1024 |
| количествоголовок | 256 | 16 | 16 |
| количествосекторов | 63 256 | 63 | |
| максимальнаяемкость | 7,88 Гбайт (8,4 Гб) 128 Гбайт (137 Гб) | 504 Мбайт (528 Мб) | |
Из приведенных расчетов становится ясно, почему к IDE-интерфейсу можно без проблем подключать накопители емкостью до 504 Мбайт — и не более. Конечно, существуют методы преодоления этого ограничения. Поскольку BIOS по своей сути является программным обеспечением, наиболее простой и экономичный способ преодоления барьера шит в расширении возможностей процедур 1NT13, за счет запуска специализированного драйвера в момент загрузки компьютера. Доработка процедур, вызываемых через прерывание 1NT13, позволяет работать с накопителями, емкость которых превышает 7,88 Гбайт. Наиболее популярными драйверами такого типа, являются DriveRocket и DiskManager фирмы Ontrack, которые позволяют персональному компьютеру обращаться к открытому дисковому пространству больших – IDEнакопителей, а не только к первым 504 Мбайт. интерфейсов EIDE и UDMA допускается работа с оверлейными (обеспечивающий адресацию дискового пространства свыше 504 Мбайт) драйверами, причем драйвер DiskManager (или подобные ему) часто входят в комплект поставки современных жестких дисков большой емкости. Однако есть несколько причин, по которым нежелательно использовать такие оверлейные драйверы. Во-первых, они обычно занимают часть очень ценной общий оперативной памяти в пределах первых 640 Кбайт, поскольку далеко не во всех системах для них находится свободное место в верхней памяти (UMA — UpperMemoryArea).Во-вторых, старые оверлейные драйверы не всегда хорошо работают с операционными системами Windows, что приводит к традиционным проблемам совместимости жестких дисков большой емкости с Windows. В-третьих, оверлейные драйверы могут конфликтовать с заданными в память драйверами других устройств и резидентными программами, В конечном счете, наиболее предпочтительным способом введения поддержки накопителей большой емкости в интерфейсах EIDE и UDMA является модернизация BIOS до версии с усовершенствованными процедурами, вызываемыми через прерывание INT13. AMI и MicroFirmware первыми начали выпускать системные BIOS, совместимые с IDE, однако впоследствии поддержка стандарта EIDE стала неотъемлемым свойством для BIOS и контроллеров накопителей. В настоящее время общепринятой нормой стала поддержка режима UDMA/66 при соблюдении обратной совместимости с EIDE и IDE. Хотя замена BIOS — операция более сложная, чем установка драйвера, в большинстве случаев она себя полностью оправдывает (экономится память и обеспечивается лучшая совместимость с операционными системами). Разумной альтернативой модернизации теперяашной BIOS может стать замена контроллера накопителей, т.е. установка нового собственного встроенногоBIOS и модернизированными процедурами, вызываемыми через прерывание INT13. Фирмы AMI и MicroFirmware первыми начали выпускать системные BIOS, совместимые с EIDE, однако впоследствии поддержка стандарта EIDE стала неотъемлемым свойством BIOS и контроллеров накопителей. В настоящее время общепринятой нормой стала поддержка режима UDMA/66 при соблюдении обратной совместимости с EIDE и IDE. Хотя замена BIOS — операция более сложная, чем установка драйвера, в большинстве случаев она себя полностью оправдывает (экономится память и обеспечивается лучшая совместимость с операционными системами). Разумной альтернативой модернизации стaндартной BIOS может стать замена контроллера накопителей, т.е. установка нового BIOS.
Логическая адресация блоков ( LBA ). Еще одной особенностью режимов EIDE и UDMA, вызывающей наибольшее количество вопросов, является необходимость использования LBA. Если при CHS-адресации необходимо задавать номера цилиндров, головок и секторов, то при адресации LBA задается абсолютный номер сектора (например, «перейти к сектору 324534»). Соответствующие CHS-координаты сектора рассчитываются по алгоритму LBA, реализованному в BIOS. Метод LBA является единственно возможным при использовании операционных систем DOS и Windows, работающих с таблицами размещения файлов (FAT-FitAllocationTable). Из этого следует, что если вы хотите работать с накопителями большой емкости, то вам необходимо обновить системную BIOS или использовать EIDE/UDMA-контроллер с собственной встроенной BIOS. С другой стороны, операционные системы не использующие FAT (такие, как OS/2 и NovellNetWare), не нуждаются в LBA. Если вы посмотрите на плату ElDE-контроллера, то увидите на ней перемычку, с помощью которой можно включить или отключить режим LBA. При использовании DOS или Windows эту перемычку необходимо установить в положение «включено».
На платах современных контроллеров с поддержкой режима UDMA перемычка для включения LBA отсутствует. Для его активизации необходимо: войти в программу настройки параметров BIOS, найти соответствующую строку и пометить режим LBA как разрешенный. При выборе метода адресации (CHS или LBA) следует учитывать структуру используемого накопителя (или накопителей). Если вы выберете метод LBA, то вам придется заново разбить жесткий диск на разделы и отформатировать. Необходимо также помнить что отформатированный в режиме LBA накопитель будет опознаваться только в тех компьютерах, в которых предусмотрена поддержка LBA.
Таким образом, если накопитель, отформатированный в режиме LBA(EIDE), установить в компьютер, в BIOS которого поддержка LBA не предусмотрена (т.е. в старую IDE-систему), то такой накопитель не будет опознан, и вам придется вновь разбивать его на разделы и форматировать, Во всех случаях прежде чем внедрять в систему интерфейс EIDE, необходимо выполнить полнее резервное копирование всех жестких дисков.
Подключение различных накопителей. Одним из традиционных преимуществ интерфейса SCSI была возможность подключения к одной шине до 7 различных устройств (жестких дисков, дисководов CD-ROM, накопителей на магнитной ленте и пр.). Такой подход позволил избежать многих трудностей, присущих интерфейсам других типов; увеличения количества отдельных плат контроллеров и проблем с конфигурированием системы. Классический IDE-контроллер может обслуживать два накопителя (ведущий и ведомый), подключенных к одному порту ввода/вывода (IFOH) и к одной линии запроса прерывания IRQ14 (IRQ— InterruptReQuest) . В интерфейсах ЕIDЕ и UDMA это ограничение преодолено за счет добавления в контроллер второго канала.
Необходимо быть внимательным при использовании двухканального контроле ра. Если первичный (основной) канал в состоянии нормально обслуживать быстродействующие устройства, то это еще не означает, что вторичный (дополнительный) канал буш вести себя точно также, Например, во многих EIDE-контроллерах прежних лет выпуска была предусмотрена полная поддержка ЕIDЕ-накопителей на первичном канале то к вторичному каналу можно было подключать только устройства в стандарте АТАРI. В настоящие время иногда встречаются контроллеры UDMA/66, которые могут обслужит до двух UDMА/66-устройств, подключенных к первичному каналу, но их вторичный канал может работать только в режимах UDMA/33 или EIDE. Загляните в описание контроллера, прежде чем подключать к нему новые устройства. Теоретически старый IDE-накопитель должен работать на EIDE-канале, но может возникнуть проблема при подключении к такому каналу одновременно EIDE и IDE-устройств.
Классическим примером может служить система, в которой новый быстродействующий жесткий диск EIDE-типа (ведущее устройство) подключен к тому же каналу, что ATAPI дисковод CD-ROM (ведомое устройство). В большинстве случаев более медленный дисковод CD-ROM будет «мешать» EIDE-накопителю, снижая максимальную скорость обмена данными с жестким диском, что отрицательно скажется на общей производительности системы. Не исключено, что дисковод CD-ROM не будет опознаваться системой. В крайних случаях не будет опознаваться жесткий диск (возможно, что и дисковод CD-ROM тоже), и компьютер не сможет даже загрузиться. Такого рода проблемы почти всегда удастся устранить, подключив дисковод CD-ROM к вторичному каналу контроллера в качестве ведущего устройства. В настоящее время UDMA/33 и UDMA/66-контроллеры стали более интеллектуальными. И способны подстраивать скорости обмена данными с различными по быстродействию устройствами, подсоединенными к одному каналу. Однако проблема совместимости устройств с разным быстродействием устранена не полностью. Например, при подключении к одному каналу жесткого диска UDMА/66 и устройства, не соответствующего требованиям UDMA/66, может привести к снижению максимальной скорости передачи данных до уровня интерфейса UDMA/33.
Следует руководствоваться следующим правилом: к первичному каналу контролера подключать только быстродействующие устройства, а более медленные—к вторичному каналу.
1.4 ATA -3
Более поздней версией АТА является стандарт АТА-3. В нем не предусмотрены дополнительные режимы передачи данных по сравнению с АТА-2, а лишь повышена надежность программного ввода/вывода (PI/O). В АТА-3 предусмотрена простая схема защиты с помощью пароля, расширены возможности управления энергопотреблением, а также определена методика повышения надежности работы жестких дисков, основанная на предсказании сбоев в их работе (SMART— SelfMonitoringAnalysisandReporTechnology). Стандарт АТА-3 совместим с устройствами АТА-2, ATAPI и АТА. Поскольку АТА-3 не определены новые режимы передачи данных, то к нему также часто применяют общее название EIDE (хотя с технической точки зрения это некорректно).
1.5 ULTRA - ATA /33
Повышение скоростей передачи данных — процесс бесконечный. Его очередным этапом стало появление стандарта Uitra-ATA, который представляет собой реализацию ATA/ATAPI-4. В соответствии с этим стандартом в версии, обычно называемой Ultra-DMA/33 или UDMA/33, максимальная скорость передачи данных в режиме DMAуправления шиной (busmastering)составляет 33 Мбайт/с. Чтобы все возможности интерфейса Ultra-АТА были реализованы, требованиям стандарта должны удовлетворять накопитель, и контроллер, и системная BIOS. При этом Uitra-ATA полностью обратно совместим с предшествующими стандартами АТА. Для подключения накопителей DDMA/33 можно использовать обычные IDE-кабели с 40-контактными разъемами, имейте в виду, что в перечисленных ниже ситуациях вы можете столкнуться с определенными проблемами:
1) Используется стандартный кабель, однако его качество невысокое, он поврежден или помят в результате многочисленных переустановок
2) Убедитесь в том, что накопитель, способный работать в режиме Ultra-ATА/66, настроен на соответствующую скорость передачи данных. Некоторые накопители поставляются с отключенным по умолчанию режимом UDMA/66, и для его активизации вам придется переставить перемычки или воспользоваться вспомогательной программой.
1.6 ULTRA - ATA /66
В EIDE-режимах (РI0-3 и PI0-4) предусмотрена возможность использования канальной линии управления потоком данных IORDY(Input/OutputchannelReaDY).Это означает, что накопитель в состоянии приостанавливать работу контроллера (передавая соответствующий сигнал по линии IORDY) в том случае, если он еще не готов к приему или выдаче очередной порции данных. Если в интерфейсе не предусмотрено использование линии IORDY (т.е. либо накопитель не передает по ней свои сигналы, либо контроллер не определяет ее состояние), то это может привести к искажению данных в режимах быстрого Р I/О, и вам придется ограничиться более медленными режимами работы. Выбирая накопитель и контроллер EIDE, проверьте, предусмотрено ли ни использование линии IORDY.
В отличие от PI/O, обмен данными с использованием DMA означает, что данные передаются непосредственномежду накопителем и памятью, без участия процессора в качестве в посредника. В истинно многозадачных операционных системах, таких как OS/2, WindowsNT/2G00/XP или Linux, процессор при DMA-обменах с накопителями остается свободным и может выполнять полезную работу. В среде DOS и Windows 95/98/ Ме процессор в любом случае вынужден ждать, пока не завершится передача данных, поэтому в этих операционных системах выигрыш от DMA-обменов не столь велик, как при многозадачной работе. Существует два способа прямого доступа к памяти: обычный и с захвата управления шиной. При обычном DMA все операции по координации доступа к обшей шине, ее передаче данных выполняет контроллер прямого доступа к памяти (DMA-контроллера расположенный на системной плате. При DMA с захватом управления шиной эти операции выполняются логическими схемами, находящимися в контроллере накопителей.
К сожалению, быстродействие DMA-контроллера в традиционной системе с шиной ISA невелико, и его нельзя использовать для обслуживания современных жестких дисков Платы контроллеров, предназначенные для шины VL(VESALocalBus), вообще не обслуживаются DMA-контроллером и могут работать только в режиме DMA с захватом управления шиной. не менее, в табл. 3 перечислены для справки возможные DMA-режимы передачи данных.
1.7 Скорость передачи данных
Производительность накопителя напрямую зависит от скорости обмена данными и остальными компонентами компьютера. Общее быстродействие канала связи системой и накопителем зависит от двух составляющих; скорости, с которой данные считываются с магнитного диска, и скорости обмена данными между накопителем контроллером, расположенным на системной плате. Скорость обмена данными между шинами дисками и буфером накопителя обычно меньше, чем темп передачи данных между накопителем и контроллером. У старых жестких дисков ее величина редко превышала 5 Мбайт/с. У новых устройств, выполненных в стандарте Ultra-ATА (например, DiamondMax 2160 фирмы Maxtor), она достигает 14 Мбайт/с.
Скорость передачи данных накопителя к контроллеру (быстродействие интерфейса), как правило, значительно выше. У старых жестких дисков ее величина лежала в пределах от 5 до 8 Мбайт/с, устройства в стандарте АТА-2 (EIDE) могут работать со скоростью до 16 Мбайт/с. Накопители Ultra-DMA/33 могут обмениваться данными с контроллерами со скоростью 33 Мбайт/с, Uira-DMA/66 — 66 Мбайт/с.Существующие на сегодняшний день режимы обменов данных включены в стандарты IDE/EIDE и, как говорилось выше, называются режимами
программного ввода/вывода (Р I/O) и прямого доступа к памяти (DMA). Характеристики различных режимов Р O/I обмена данными между накопителями и контроллерами приведены в таблице 3.
Таблица 3. Скорости передачи данных в различных режимах
| Режим PIO | Время цикла, нс | Скорость передачи, Мбайт/с | Примечание |
| 0 | 600 | 3,3 | Старые режимы АТА (IDE) |
| 1 | 383 | 5,2 | |
| 2 | 240 | 8,3 | |
| 3 | 180 (IORDY) | Новые режимы АТА 2 (EIDE) | |
| 4 | 120 (IORDY) | 16,6 | |
|
Режим DMA (Single Word)0 |
960 |
2,1 |
К-во Просмотров: 308
Бесплатно скачать Курсовая работа: Интерфейс Serial ATA
|