Como funcionam os controladores IDE

A interface Integrated Drive Electronics se conecta a um disco rígido a um PC.
Não importa o que você faz com seu computador, o armazenamento é uma parte importante do seu sistema. Na verdade, a maioria dos computadores pessoais tem um ou mais dos seguintes dispositivos de armazenamento:

• Unidade de disquete
• Unidade de disco rígido
• CD-ROM

Geralmente, estes dispositivos conectados ao computador através de uma interface Integrada Drive Electronics (IDE). Essencialmente, uma interface IDE é uma maneira padrão para um dispositivo de armazenamento para se conectar a um computador. IDE não é, na verdade, o verdadeiro nome técnico para o padrão de interface. O nome original, Em anexo (ATA), significava que a interface foi inicialmente desenvolvida para o computador IBM AT. Neste artigo, você aprenderá sobre a evolução da IDE/ATA, quais são as pinagens e exatamente que "escravo" e "mestre" quer dizer no IDE.

O nascimento da interface IDE levou ao combinar um controlador como este com um disco rígido.

Evolução do IDE

IDE foi criado como uma forma de padronizar o uso de discos rígidos em computadores. O conceito básico por trás do IDE é que o disco rígido e o controlador devem ser combinados. O controlador é uma pequena placa de circuito com chips que fornecer orientação sobre exatamente como o disco rígido armazena e acessa os dados. A maioria dos controladores também incluem uma memória que age como um buffer para melhorar o desempenho do disco rígido.
Antes de IDE, controladores e discos rígidos foram separados e muitas vezes proprietárias. Em outras palavras, um controlador de um fabricante pode não funcionar com um disco rígido de outro fabricante. A distância entre o controlador e o disco rígido pode resultar em qualidade de sinal e afetar o desempenho. Obviamente, isso causou muita frustração para os usuários de computador.
A IBM introduziu o computador AT em 1984 com um par de inovações-chave.

• As ranhuras no computador para adicionar placas usado uma nova versão do ônibus Arquitetura padrão da indústria (ISA). O novo ônibus foi capaz de transmitir informações 16 bits de cada vez, em comparação com 8 bits sobre o barramento ISA original.
• IBM também ofereceu um disco rígido para pelo foi usado um novo combinado drive/controlador. Um cabo de fita da combinação drive/controlador correu para uma placa ISA para se conectar ao computador, dando origem a interface no Attachment (ATA).

Em 1986, Compaq introduziu drives IDE em sua Deskpro 386. Esta combinação de drive/controlador foi baseada no padrão ATA desenvolvido pela IBM. Em pouco tempo, outros fornecedores começaram a oferecer unidades IDE. IDE tornou-se o termo que cobria toda a gama de dispositivos de movimentação/controlador integrado. Desde que quase todos os drives IDE são baseados em ATA, os dois termos são usados de forma intercambiável.

Um close-up das interfaces IDE primários e secundários em uma placa-mãe

Controladores, Drives, adaptadores de Host

A maioria das placas-mãe vêm com uma interface IDE. Essa interface é muitas vezes referida como um controlador IDE, que é incorreto. A interface é na verdade um adaptador de host, ou seja, que fornece uma maneira de conectar um aparelho completo para o computador (host). O controlador real é sobre uma placa de circuito anexada para o disco rígido. Essa é a razão que é chamado Integrated Drive Electronics, eletrônicos em primeiro lugar!
Enquanto a interface IDE foi originalmente desenvolvida para conectar discos rígidos, ela evoluiu para a interface universal para conectar unidades de disquete internas, drives CD-ROM e até mesmo algumas unidades de backup de fita. Embora seja muito popular para unidades internas, IDE é raramente usado para anexar um dispositivo externo.
Existem diversas variações de ATA, cada um acrescentando ao padrão anterior e mantendo a compatibilidade com versões anteriores.
Os padrões incluem:
ATA-1 - a especificação original de Compaq incluído no Deskpro 386. Ela instituiu o uso de uma configuração mestre/escravo. ATA-1 foi baseado em um subconjunto do padrão conector ISA 96 pinos que usa cabos e conectores de pino 40 ou 44. Na versão de 44 pinos, os pinos extra quatro são usados para fornecer energia para uma unidade que não tem um conector de alimentação separada. Além disso, a ATA-1 fornece o sinal de sincronismo para acesso direto à memória (DMA) e programar funções de entrada/saída (PIO). DMA significa que a unidade envia informações diretamente para a memória, enquanto PIO significa que a unidade de processamento central do computador (CPU) gerencia a transferência de informações. ATA-1 é mais comumente conhecido como IDE.
ATA-2 - DMA foi totalmente implementado começando com a versão de ATA-2. Taxas de transferência DMA padrão aumentadas de 4,16 megabytes por segundo (MBps) em ATA-1 para até 16.67 MBps. ATA-2 fornece gerenciamento de energia, suporte de cartão PCMCIA e suporte a dispositivos removíveis. ATA-2 é freqüentemente chamado EIDE (Enhanced IDE), Fast ATA ou Fast ATA-2. O tamanho total de disco rígido com suporte aumentou para 137,4 gigabytes. ATA-2 previstos métodos de tradução padrão Cilindro cabeça setor (CHS) para unidades de disco rígido até 8,4 gigabytes de tamanho. CHS é como o sistema determina onde os dados estão localizados em um disco rígido. A razão para a grande discrepância entre o tamanho do disco rígido total e suporte de disco rígido CHS é o tamanho em bits usado pelo sistema básico de entrada/saída (BIOS) para CHS. CHS tem um comprimento fixo para cada parte do endereço:

• Cilindro = 10-bit, 1024
• Cabeça = 8 bits, 256
• Setor = 6-bit, 63 *

Você vai notar que o número de sectores é 63 em vez de 64. Isto é porque um sector não pode começar com zero. Cada setor possui 512 bytes. Se você multiplicar 1.024 x 256 x 63 x 512, você obterá 8,455,716,864 bytes ou cerca de 8,4 gigabytes. As versões mais recentes do BIOS aumentaram o tamanho de bit para CHS, fornecendo suporte para os completo 137,4 gigabytes. ATA-3 - com a adição de Self-Monitoring Analysis e Reporting Technology (SMART), drives IDE foram feitos mais de confiança. ATA-3 também adiciona proteção de senha para acessar unidades, fornecendo um recurso valioso de segurança.
ATA-4 - provavelmente as maiores duas adições à norma nesta versão são o suporte a Ultra DMA e a integração da norma Em anexo programa Interface (ATAPI). ATAPI fornece uma interface comum para drives de CD-ROM, unidades de backup de fita e outros dispositivos de armazenamento removíveis. Antes 4-ATA, ATAPI era um padrão completamente separado. Com a inclusão de ATAPI, ATA-4 melhorou imediatamente o apoio da mídia removível da ATA. Ultra DMA aumentou a taxa de transferência DMA de ATA-2 16,67 MBps 33,33 Mbps. Além do cabo existente que usa 40 pinos e 40 condutores (fios), esta versão apresenta um cabo que tem 80 condutores. Os outros 40 condutores são fios terra intercalados entre os padrão 40 condutores para melhorar a qualidade do sinal. ATA-4 é também conhecido como Ultra DMA, Ultra ATA e Ultra ATA/33.
ATA-5 - a grande atualização em ATA-5 é autodetecção de que o cabo é usado: a versão de 40 condutores ou 80 condutores. Ultra DMA é aumentada com o uso do cabo de 80 condutores de 66,67 MB/seg. ATA-5 também é chamado de Ultra ATA/66.

O conector em um cabo IDE

Chave de cabo

Dispositivos IDE usam um cabo de fita para conectar-se uns aos outros. Cabos de fita têm todos os fios colocados horizontalmente ao lado do outro em vez de molhos ou embrulhado juntos em um pacote. Cabos de fita IDE tem 40- ou 80 fios. Há um conector em cada extremidade do cabo e a outra cerca de dois terços da distância do conector da placa-mãe. Este cabo não pode exceder 18 polegadas (46 cm) de comprimento total (12 polegadas do primeiro ao segundo conector) e 6 polegadas de segunda para terceira para manter integridade de sinal. Os três conectores são normalmente diferentes cores e anexar a itens específicos:

• O conector azul anexa a placa-mãe.
• O conector preto anexa a unidade primária (mestre).
• O conector cinzento anexa à unidade secundário (escravo).

Ao longo de um lado do cabo é uma listra. Esta listra diz-lhe que o fio do outro lado está ligado ao pino 1 de cada conector. Fio 20 não está ligado a nada. Na verdade, não há nenhum pino naquela posição. Esta posição é usada para garantir que o cabo está ligado à unidade na posição correta. Outra maneira que os fabricantes certifique-se que o cabo não é revertido é usando uma chave de cabo. A chave do cabo é um quadrado pequeno, plástico em cima do conector do cabo de fita que se encaixa em um entalhe no conector do dispositivo. Isso permite que o cabo anexar em uma única posição.
Números PIN e descrições

1. Redefinir
2. Chão
3. Bit de dados 7
4. Bits de dados 8
5. Bit de dados 6
6. Bit de dados 9
7. Bit de dados 5
8. Bit de dados 10
9. Bit de dados 4
10. Bit de dados 11
11. Bit de dados 3
12. Bit de dados 12
13. Bit de dados 2
14. 13 bits de dados
15. Bit de dados 1
16. Bit de dados 14
17. Bit de dados 0
18. 15 bits de dados
19. Chão
20. Chave de cabo (pino ausente)
21. DRQ 3
22. Chão
23. -BAIXO
24. Chão
25. -IOR
26. Chão
27. Canal de i/o pronto
28. SPSYNC: Cable Select
29. -DACK 3
30. Chão
31. RQ 14
32. -CPI 16
33. Endereço Bit 1
34. -PDIAG
35. Endereço Bit 0
36. Bits de endereço 2
37. -CS1FX
38. -CS3FX
39. -DA/SP
40. Chão
41. + 5 volts (lógica) (opcionais)
42. + 5 volts (Motor) (opcionais)
43. Chão (opcional)
44. -Tipo (opcional)

Observe que os últimos quatro pinos são usados somente por dispositivos que requerem alimentação através do cabo de fita. Normalmente, esses dispositivos são unidades de disco rígido que são demasiado pequenas (por exemplo, 2,5 polegadas) a necessidade de uma fonte de alimentação separada.

Mestres e escravos

Uma única interface IDE pode suportar dois dispositivos. A maioria das placas-mãe vêm com duas interfaces IDE (primário e secundário) para até quatro dispositivos IDE. Porque o controlador está integrado com a unidade, não há nenhum controlador geral para decidir qual dispositivo atualmente está se comunicando com o computador. Isto não é um problema, contanto que cada dispositivo está ligado uma interface separada, mas adicionando suporte para um segundo disco rígido no mesmo cabo levou algum engenho.
Para permitir duas unidades no mesmo cabo, o IDE usa uma configuração especial, chamado de mestre e escravo. Esta configuração permite que o controlador da uma unidade dizer a outra unidade quando pode transferir dados de ou para o computador. O que acontece é que a unidade escrava faz uma solicitação para a unidade mestre, que verifica para ver se ele atualmente está se comunicando com o computador. Se a unidade mestre estiver ociosa, ele diz a unidade escravo para ir em frente. Se a unidade mestre está se comunicando com o computador, ele diz a unidade escravo para esperar e depois informa-lo quando ele pode ir em frente.
O computador determina se há um segundo disco rígido (escravo) anexado através do uso de 39 pinos no conector. Pino 39 transporta um sinal especial, chamado Drive ativo/Slave presente (DASP), que verifica se uma unidade escrava está presente.
Apesar de que vai funcionar em qualquer posição, é recomendável que a unidade mestre é conectada ao conector no final do cabo de fita IDE. Em seguida, deve ser definido um jumper na parte traseira da unidade ao lado do conector IDE na posição correta para identificar a unidade como a unidade mestre. A unidade escravo deve ter o jumper Mestre removido ou um jumper de escravo especial definido, dependendo da unidade. Além disso, a unidade escravo é anexada ao conector perto do meio do cabo de fita IDE. Placa controladora do cada unidade Olha o jumper de configuração para determinar se é um escravo ou um mestre. Isto diz-lhes como executar. Cada unidade é capaz de ser escravo ou mestre quando você recebê-lo do fabricante. Se apenas uma unidade estiver instalada, deve ser sempre a unidade mestre.
Muitas unidades apresentam uma opção chamada Cable Select (CS). Com o tipo correto de cabo de fita IDE, estas unidades podem ser automaticamente configurado como master ou slave. CS funciona assim: um jumper em cada unidade é definido como a opção de CS. O cabo em si é como um cabo IDE normal exceto por uma diferença..--pino 28 só se conecta ao conector de unidade mestre. Quando o computador é ligado, a interface IDE envia um sinal ao longo do fio para o pino 28. Somente a unidade anexada à ficha de Mestre recebe o sinal. Nessa unidade, então, configura-se como a unidade mestre. Desde que a outra unidade não recebido nenhum sinal, o padrão é modo escravo.

Publicado para fins educacionais