IDE[集成設備電路]:集成設備電路 (IDE)，一種磁碟驅動器接口類型 -百科知識中文網

簡介

集成設備電路（英語：IntegratedDeviceElectronics，簡稱“IDE”）也叫ATA，是一種計算機系統接口，主要用於硬碟和CD-ROM，本意為“把控制器與盤體集成在一起的硬碟”。現在PC機使用的硬碟，大多數都是IDE兼容的，只需用一根電纜將它們與主機板或適配器連起來就可以了。把盤體與控制器集成在一起的做法，減少了硬碟接口的電纜數目與長度，數據傳輸的可靠性得到了增強，硬碟製造起來變得更容易，因為廠商不需要再擔心自己的硬碟是否與其他廠商生產的控制器兼容，對用戶而言，硬碟安裝起來也更為方便。

其實“IDE”並不是這項接口技術的真正名稱，最初人們管這種接口技術稱為“ATAttachment”，即AdvancedTechnologyAttachment，也就是人們常說的ATA接口了，它最初是發展於IBM的“AdvancedTechnologyPC”。

分類

根據IDE(ATA）接口發展，可以細分ATA-1（IDE）、ATA-2（EIDEEnhancedIDE/FastATA）、ATA-3（FastATA-2）、UltraATA、UltraATA/33、UltraATA/66、UltraATA/100及SerialATA。

工作原理

無論計算機做什麼，存儲系統都是整個系統的一個重要組成部分。實際上，大多數個人電腦都有一個或者多個諸如硬碟、CD-ROM、DVD刻錄機以及早期像軟碟機這類存儲裝置。

通常情況下，這些設備都是通過IDE（集成設備電路IntegratedDeviceElectronics的英文縮寫）接口與電腦相連的，IDE接口是用來連線存儲設備和計算機的標準方式。IDE背後的基本觀念就是硬碟驅動器和控制器應該集成在一起。控制器是一塊載有晶片的電路板，它能夠正確嚴密的指揮硬碟如何存儲和存取數據。絕大多數控制器都包含有一定容量的快取（2MB或8MB）作為緩衝器，用來提高硬碟的性能。

發展

誕生

在IDE誕生之前，控制器和硬碟的盤體是分開，並且多為是獨立的。換句話說，一家製造商生產的控制器可能就無法正常工作在另一家製造商生產的硬碟上。控制器與盤體之間的距離還會導致信號強度下降而影響性能表現。這對電腦使用者而言不能不算是一種損失。

IBM在1984年推出的“ATcomputer”有兩項關鍵性的技術革新。第一，推出“ISA”的第二代匯流排接口。新的ISA匯流排一次能夠傳輸16個bit位，而此前只能傳輸8位。第二，IBM為其提供了一個將控制器和硬碟驅動器集成在一起的硬碟。一個帶狀的電纜通過ISA卡與電腦主機連線在一起，ATA接口就這么誕生了。

1986年，康柏（Compaq）公司把IDE驅動器引入到他們的桌面386系列中。這種聯合形式依然是建立在IBM的ATA標準上的。不久以後，其他賣主陸續開始提供IDE驅動設備，IDE也成為覆蓋整個整合驅動設備/控制器的代名詞。由於絕大多數的IDE設備都是基於ATA的，因此這兩種稱呼常彼此替代使用。

發展階段

ATA發展經過多次修改和升級，每新一代的接口都建立在前一代標準之上，並保持著向後兼容性。第一代是ATA-1，就是用於康柏桌面386系列的最初的標準規範。它被制定為“主/從”結構。ATA-1是建立在ISA96-pin標準連線器上的附屬設備，使用40或44pin的連線器和電纜。

ATA-2常被稱為EIDE(EnhancedIDE)、FastATA或FastATA-2，此時DMA已經完全執行於這個版本里了，標準DMA傳輸速度已經由ATA-1里的4.16MBps提升到16.67MBps了。ATA-2還提供對電源管理、PCMCIA卡和可移動設備的支持，通過標準定址方法CHS（柱面、磁頭、扇區）支持最高8.4GB的硬碟容量。此外，ATA-2還引入LBA方式，這一方法突破了硬碟按照CHS方式訪問磁碟的老觀念，為適應以後硬碟容量的快速增長打下了的良好基礎。同時通過不斷升級的BIOS版本或者第三方軟體，能夠達到支持最大137.4GB的容量。

隨著自我監控檢測和SMART等技術的介入，IDE驅動器被設計製造得更加可靠。ATA-3也增加了密碼保護措施來控制存取設備，提供了一個很有意義的安全特性。

ATA-4融合的最大兩個特點就是支持UltraDMA和整合了ATAPI（ATAttachmentProgramInterface）標準。ATAPI為CD-ROM、磁帶備份機和其它可移動存儲設備提供了通用接口。而在此之前，ATAPI是一個完全獨立的標準。伴著ATAPI的入盟，ATA-4對可移動介質的支持得到了立竿見影的改善效果，同時UltraDMA也將DMA的數據傳輸率從原有的16.67MB/s提高到了33.33MB/s。除此之外，在原有的40pin的接口和線纜基礎上，ATA-4外加了40個引腳，總共80個，其中的40根是地線，分散於標準的40根線纜之間用於增強信號質量。ATA-4也被叫做UltraDMA、UltraATA或UltraATA-33。

相比ATA-4，ATA-5主要的升級在於自動偵測設備使用的是何種線纜，在使用80pin線纜時，UltraDMA傳輸率上升為更高的66.67MB/s。所以ATA-5也被稱為UltraATA-66。發展到後來，還出現了ATA-100/133兩個非正式標準，只是速度有所提升，不過由於硬碟內部傳輸速度的限制，100/133MBps只不過是一個標誌罷了。

接口方式

一個單獨的IDE接口能夠支持2個設備。一般主機板都採用雙IDE接口，可以提供四個IDE設備。

為了允許兩個設備工作在同一數據線上傳輸數據，IDE使用了一種特殊的“主/從”結構來解決這一問題。這種結構讓一個設備的控制器告訴其它設備什麼時候能夠向主機傳送或從主機接收數據。其實，實現的原理很簡單，從設備向主驅動器發出請求，考察其是否正在與主機通話。如果主設備空閒，那么從設備就可以進行連線了；如果主設備正在通話，則發出回應讓從設備等待並且適時通知何時能夠進行連線。

IDE作為一種通用接口，在計算機發展史上留下了不可磨滅的作用，這種並行線纜目前正逐步被串列ATA所取代，可以說IDE很好的完成了人們賦予它的使命。許多電腦初學者對於機箱來本就紛繁複雜的連線弄得摸不清頭腦，相信通過本文至少對IDE接口、設備以及它們如何工作有一個大致的了解，更多的知識需要大家多動手、勤鑽研。

注意事項

各種IDE標準都能很好的向下兼容，例如ATA133兼容ATA66/100和UltraDMA33，而ATA100也兼容UltraDMA33/66。要特別注意的是，對ATA66以及以上的IDE接口傳輸標準而言，必須使用專門的80芯IDE排線，其與普通的40芯IDE排線相比，增加了40條地線以提高信號的穩定性。IDE代表著硬碟的一種類型，但在實際的套用中，人們也習慣用IDE來稱呼最早出現IDE類型硬碟ATA-1，這種類型的接口隨著接口技術的發展已經被淘汰了，而其後發展分支出更多類型的硬碟接口，比如ATA、UltraATA、DMA、UltraDMA等接口都屬於IDE硬碟。目前硬體接口已經向SATA轉移，IDE接口遲早會退出舞台。

優缺點

優點

1、價格低廉

2、兼容性非常好（IDE的排線採回朔兼容模式，新規格的排線可兼容於舊規格的設備，但若反過來舊規格的排線則因噪聲比過大的問題而無法兼容於新規格的設備）

缺點

1、速度慢（尤其是早期的ATA硬碟）
2、只能內置使用
3、對接口電纜的長度有很嚴格的限制，且IDE的排線大多採用並聯的方式，故易受PC內的其他線路所散發出噪聲的所干擾（例如電源線、或CDROM的音源線、或其它IDE設備的排線）

主機適配器

現在絕大多數的主機板都帶有IDE接口，我們常常聽見這種接口被叫作IDE控制器，而實際上這是不對的。接口實際上是一個主機適配器，也就是說它提供的是一種連線設備和計算機（主機）的方法。而真正的控制器是位於硬碟上的電路板，這也是它被稱為IDE——集成設備電路的原因。
最初IDE接口是用來連線硬碟設備的，而後發展成為一種通用接口用來連線軟碟機、CD-ROM以及一些磁帶備份設備。雖然在內部設備中，IDE接口非常流行，但它們卻極為少有的用於外部設備的連線。
ATA發展至今經過多次修改和升級，每新一代的接口都建立在前一代標準之上，並保持著向後兼容性。第一代是ATA-1，就是用於康柏桌面386系列的最初的標準規範。它被制定為“主/從”結構。ATA-1是建立在ISA96-pin標準連線器上的附屬設備，使用40或44pin的連線器和電纜。在44pin方案里，額外多出的4個引腳用來向那些沒有單獨電源接口的設備提供電力支持。另外，ATA-1同時提供DMA和PIO兩種方式傳送信號。ATA-2常被稱為EIDE(EnhancedIDE)、FastATA或FastATA-2，此時DMA已經完全執行於這個版本里了，標準DMA傳輸速度已經由ATA-1里的4.16MBps提升到16.67MBps了。ATA-2還提供對電源管理、PCMCIA卡和可移動設備的支持，通過標準定址方法CHS（柱面、磁頭、扇區）支持最高8.4GB的硬碟容量。此外，ATA-2還引入LBA方式，這一方法突破了硬碟按照CHS方式訪問磁碟的老觀念，為適應以後硬碟容量的快速增長打下了的良好基礎。同時通過不斷升級的BIOS版本或者第三方軟體，能夠達到支持最大137.4GB的容量。只要你的電腦支持EIDE，就可以在CMOS設定中找到LBA（LBA，LogicalBlockAddress）或（CHS，Cylinder、Head、Sector）的設定選項。EIDE支持的硬碟數目也有增加，它允許主機板上具有兩個插口，每個插口可以分別連線一個主設備和一個從設備，從而可以支持四個IDE設備。
隨著自我監控檢測和SMART等技術的介入，IDE驅動器被設計製造得更加可靠。ATA-3也增加了密碼保護措施來控制存取設備，提供了一個很有意義的安全特性。
ATA-4融合的最大兩個特點就是支持UltraDMA和整合了ATAPI（ATAttachmentProgramInterface）標準。ATAPI為CD-ROM、磁帶備份機和其它可移動存儲設備提供了通用接口。而在此之前，ATAPI是一個完全獨立的標準。伴著ATAPI的入盟，ATA-4對可移動介質的支持得到了立竿見影的改善效果，同時UltraDMA也將DMA的數據傳輸率從原有的16.67MB/s提高到了33.33MB/s。除此之外，在原有的40pin的接口和線纜基礎上，ATA-4外加了40個引腳，總共80個，其中的40根是地線，分散於標準的40根線纜之間用於增強信號質量。ATA-4也被叫做UltraDMA、UltraATA或UltraATA-33。
相比ATA-4，ATA-5主要的升級在於自動偵測設備使用的是何種線纜，40pin還是80pin？在使用80pin線纜時，UltraDMA傳輸率上升為更高的66.67MB/s。所以ATA-5也被稱為UltraATA-66。發展到後來，還出現了ATA-100/133兩個非正式標準，只是速度有所提升，不過由於硬碟內部傳輸速度的限制，100/133MBps只不過是一個標誌罷了。

數據線纜

IDE設備使用的是扁平帶狀數據線來相互連線，每一條線都是平齊的位於另一條的旁邊，並非綑紮成束。數據線分為40股和80股兩種，兩頭都有一個連線器，並在距離主機板2/3的距離的位置還有另一個連線器，而且數據線的長度不能超過46厘米以保證數據傳輸的完整性。標準的數據線連線器的顏色應該分為藍色、黑色和灰色三種。其中藍色一頭連線主機板，黑色連線第一個（主）設備，灰色連線第二個（從）設備。沿著線纜的一邊有一條不同於數據線顏色的條紋，這是為了方便告訴用戶在這一邊是第一引腳，以便正確的將數據線插入到設備中去，並且設備廠商還在連線器上下功夫，採取了“防倒插”設計思想，設定了一個卡扣，若線路接反是無法插進去的。

主設備與從設備

一個單獨的IDE接口能夠支持2個設備。一般主機板都採用雙IDE接口，可以提供四個IDE設備。因為控制器集成在設備之中，並沒有一個全局控制器來判斷哪一個設備正在與計算機通話。如果每個設備在單獨的接口上工作並不會有多大問題，但在同一線纜上增添第二個設備則會帶來一點麻煩。
為了允許兩個設備工作在同一數據線上傳輸數據，IDE使用了一種特殊的“主/從”結構來解決這一問題。這種結構讓一個設備的控制器告訴其它設備什麼時候能夠向主機傳送或從主機接收數據。其實，實現的原理很簡單，從設備向主驅動器發出請求，考察其是否正在與主機通話。如果主設備空閒，那么從設備就可以進行連線了；如果主設備正在通話，則發出回應讓從設備等待並且適時通知何時能夠進行連線。
主機通過連線器上的第39號引腳來確定是否存在第二個設備。39號引腳傳送的是一種特殊的信號，叫做DASP（DriveActive/SlavePresent），用來檢測設備。
雖然驅動器可以工作在任何一個接口上，但還是建議主設備連線在數據線末端的接口上使用，並且設備上的跳線必須設定在正確的位置上以表明該設備是主設備。從設備必須將設備上的跳線拿去或者更改為特殊的設定，這取決於設備自身。同樣，從設備需要連線在數據線中間的那個連線器上面，控制器可以通過跳線的設定位置來確定自己是“主”還是“從”，這可以告訴設備該如何工作。每個驅動設備的都可以被設定成為“主”或者“從”，如果只有一個設備，那么它將永遠是主驅動設備。
許多設備都帶有一個特色的選項開關，稱為CableSelect。配合使用某些主機板，這些設備能夠自動的配置成為“主”或者“從”。CableSelect的工作原理比較簡單，一個跳線裝置被安放在CableSelect開關上。其線纜本身就好像一個IDE的數據線，除了第28號引腳只連線主設備連線器。當打開計算機電源，IDE接口沿28號引腳發出信號，只有連在主設備連線器上的驅動器才能接收到。如果某一個驅動器接收到信號，則將自己配置為主設備，而沒有接收到的則默認配置為從設備了。

IDE[集成設備電路]

基本信息

簡介

分類