În acest articol vom face o scurtă prezentare a evoluţiei unor standarde legate de cuplarea la resursele calculatorului PC, a unor periferice cum ar fi hard diskul, CD-ROM-ul, etc. Ideea acestui articol mi-a venit în urma studierii unor dispozitive care înglobează standardul USB 2.0 şi care permit accesarea de către calculator, din exterior, a acestor medii de stocare a informaţiilor
Primul standard care a reglementat cuplarea la calculatorul PC, adică la placa de bază a acestuia, a unui hard disk a fost standardul IDE/ATA. La început acest standard a fost destinat cuplării la resursele calculatorului numai a hard diskului, CD-ROM-ul având o interfaţă proprie. Ulterior acest standard a fost utilizat şi de alte dispozitive periferice datorită simplităţii, eficienţei şi universalităţii. IDE-Integrated Drive Electronic, şi ATA-AT Atachment, combinate sub denumirea IDE/ATA, reprezintă de fapt canale de transfer pentru informaţie, între medii de stocare a informaţiilor şi resursele interne ale calculatorului. Din punct de vedere al constructorilor de calculatoare şi periferice, acest standard presupune o parte hard, (conectică, controlere, cabluri, plăci cu circuite electronice) dispuse atât pe placa de bază cât şi pe mediul de stocare, cât şi o parte soft care conţine programele-drivere care, în concordanţă cu softul sistemului de operare, dirijează într-un mod inteligent şi optim transferul informaţiei. Pentru a obţine performanţă, în mod deosebit viteză de transfer a informaţiei, componentele despre care am amintit mai sus au evoluat într-un sens pe care îl vom prezenta în continuare.
Trecând peste perioada de început, merită să amintim că acest standard a devenit foarte utilizat în construcţia calculatoarelor din momentul în care mediul de stocare, care avea propria lui electronică, s-a cuplat la magistrala de date a calculatorului printr-o cartelă, direct pe slotul de tip ISA la început, apoi pe slotul PCI. Această cartelă avea 2 conectori standardizaţi, prin care, mediile de stocare a informaţiei, se cuplau printr-un cablu tip panglică. Cartela conţinea partea electronică inteligentă, numită controler. Acest model a fost abandonat şi acum majoritatea constructorilor de plăci de bază, au acest controler integrat pe placa de bază. Cuplarea cu mediul de stocare se face printr-un cablu panglică, la 2 conectori standard, dispuşi direct pe placa de bază. Trebuie să specificăm faptul că un controler de mediu de stocare se ocupă numai de transferul informaţiei spre/dinspre placa de bază a calculatorului, mediul de stocare având propriul lui controler.
În figura 1 sunt prezentate ultimele două modele prezentate mai sus. Este clar că ultimul model prezentat, cu controlerul pe placa de bază, va deveni omniprezent în construcţia calculatoarelor de utilitate comună, adică a PC-urilor.
Aşa cum s-a arătat anterior, pentru calculatoarele PC comune, există 2 conectori funcţionali pentru IDE/ATA care specifică 2 canale de transfer pentru informaţie. Fiecare canal poate comunica cu 2 dispozitive IDE/ATA, deci în total pot exista 4 asemenea dispozitive cuplate la un calculator. Majoritatea calculatoarelor utilizează unul sau două hard diskuri pe un singur canal IDE/ATA. Pentru un canal IDE/ATA sunt rezervate din resursele calculatorului două perechi de adrese I/O şi semnale de întrerupere IRQ.
În tabelul 1 sunt prezentate cele 4 canale standard. Cele două dispozitive cuplate pe acelaşi canal conţin propriul lor controler.
Pentru a putea fi deosebite între ele, acestea sunt configurate ca master şi slave, având fiecare adrese de comandă diferite. Pentru calculator, această împărţire nu are nici o semnificaţie, atât doar că îl consideră pe primul dispozitiv IDE/ATA ca fiind master, iar pe al doilea ca fiind slave. De obicei, sistemul de operare îl denumeşte pe master cu litera C şi pe slave cu litera D. Selecţia între master şi slave se face prin jumpere, aflate pe hard disk.
În figura 2 sunt prezentaţi aceşti pini, precum şi semnificaţia lor în funcţionarea dispozitivului IDE/ATA.
Fiecare dispozitiv IDE/ATA are un conector de date, cu 40 de pini, prin care comunică, prin intermediul unui cablu panglică, cu calculatorul. Numărul şi semnificaţia semnalelor pe acest conector sunt prezentate în tabelul 2.
Nu vom descrie aceste semnale pentru că semnificaţia lor este aproape evidentă. Cei interesaţi pot găsi suficiente informaţii pentru documentare. Vom aminti totuşi că transferul informaţiei se face în paralel, pe 16 biţi.
Există mai multe variante ale acestui standard, în funcţie de modul concret în care are loc transferul de informaţie între dispozitivul periferic şi calculator. Vom aminti doar câteva şi anume:
1. Modul programabil I/O, pentru port paralel, acesta este mai puţin utilizat. Amintim doar că viteza de transfer pentru date era cuprinsă între 3 şi 16 MB/sec.;
2. Modul DMA, presupune accesul direct la memoria calculatorului, vitezele obţinute fiind cuprinse între 2 şi 16 MB/sec.;
3. Modul ULTRA DMA, asigură accesul direct la memoria calculatorului, prin tehnici avansate, obţinându-se în acest mod viteze de transfer cuprinse între 16 şi 100MB/sec.;
4. Modul 32 biţi, este specific magistralelor PCI, viteza de transfer a datelor între calculator şi periferic creşte substanţial.
În funcţie de modurile prezentate mai sus, deci în funcţie de viteza de transfer a informaţiei, standardele se numesc: ATA, ATA-2, Fast ATA, Ultra ATA, Ultra DMA, etc.
Deşi standardul prezentat acoperă multe din cerinţele perifericelor de tip hard disk, când este vorba de discuri optice sau dispozitive de memorare externe, acesta nu face faţă, motiv pentru care a fost inventat standardul ATAPI-AT Attachment Packet Interface. Conform acestui standard, comenzile de la dispozitiv sunt trimise în grup. Un dispozitiv ATAPI, se introduce într-un cablu IDE/ATA şi se configurează ca master sau slave fiind recunoscut de acesta. Înainte de a trece la ultima problemă pe care vreau să o prezint, fac precizarea că un utilizator de PC poate să vadă, din Control Panel-ul propriului calculator ce tip de controler IDE/ATA are dacă intră pe Sistem-Device Manager- Hard-Disk Controller.
În ultima vreme, au apărut pentru calculatoarele echipate cu porturi USB 2.0, posibilitatea cuplării prin acestea a unor dispozitive IDE/ATA/ATAPI, prin intermediul unor convertoare. Un asemenea convertor este produsul UDA-200, prezentat în figura 3. Cele mai importante caracteristici ale acestui dispozitiv sunt:
• suportă o rată de transfer a datelor de până la 480 Mb/sec.;
• suportă toate echipamentele ATA/ATAPI, CD-ROM/RW/DVD-ROM;
• suportă sistemele de operare Win 98/98SE/ME/2000/XP;
• este plug & play.
Utilizarea acestui dispozitiv este soluţia cea mai ieftină pentru a accesa medii de stocare sau echipamente conform standardului analizat în acest articol, pe portul USB 2.0, port omniprezent pe calculatoarele PC din ultima generaţie.
Ing. Toader Melinte
S.C.Seektron S.R.L
Tel. 0244-185920,
melin@xnet.ro
www.seektron.ro