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技術(shù)文章

扁平電纜連接器
IDE
IDE 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境:Integrated Develop Environment,電子集成驅(qū)動(dòng)器:Integrated DriveElectronics

1.IDE(Integrated Development,集成開(kāi)發(fā)環(huán)境)

集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（簡(jiǎn)稱IDE）軟件是用于程序開(kāi)發(fā)環(huán)境的應(yīng)用程序，一般包括代碼編輯器、編譯器、調(diào)試器和圖形用戶界面工具。就是集成了代碼編寫(xiě)功能、分析功能、編譯功能、debug功能等一體化的開(kāi)發(fā)軟件套。所有具備這一特性的軟件或者軟件套（組）都可以叫做IDE。如微軟的VisualStudio系列，Borland的CBuilder,Delphi系列等。該程序可以獨(dú)立運(yùn)行，也可以和其它程序并用。例如，BASIC語(yǔ)言在微軟辦公軟件中可以使用，可以在微軟Word文檔中編寫(xiě)WordBasic程序。IDE為用戶使用VisualBasic、Java和PowerBuilder等現(xiàn)代編程語(yǔ)言提供了方便。 不同的技術(shù)體系有不同的IDE。比如visualstudio.Net可以稱為C 、VB、C#等語(yǔ)言的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，所以visualstudio.Net可以叫做IDE。同樣，Borland的JBuilder也是一個(gè)IDE，它是Java的IDE。zendstudio、editplus、ultra edit這些，每一個(gè)都具備基本的編碼、調(diào)試功能，所以每一個(gè)都可以稱作IDE。
IDE多被用于開(kāi)發(fā)HTML應(yīng)用軟件。例如，許多人在設(shè)計(jì)網(wǎng)站時(shí)使用IDE（如HomeSite、DreamWeaver、FrontPage，等等），因?yàn)楹芏囗?xiàng)任務(wù)會(huì)自動(dòng)生成。IDE集成代碼編輯，代碼生成，界面設(shè)計(jì)，調(diào)試，編譯等功能，目前還融合了建模功能。

2.IDE(Integrated Drive Electronics) 電子集成驅(qū)動(dòng)器
它的本意是指把“硬盤(pán)控制器”與“盤(pán)體”集成在一起的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。把盤(pán)體與控制器集成在一起的做法減少了硬盤(pán)接口的電纜數(shù)目與長(zhǎng)度，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃缘玫搅嗽鰪?qiáng)，硬盤(pán)制造起來(lái)變得更容易，因?yàn)橛脖P(pán)生產(chǎn)廠商不需要再擔(dān)心自己的硬盤(pán)是否與其它廠商生產(chǎn)的控制器兼容。對(duì)用戶而言，硬盤(pán)安裝起來(lái)也更為方便。IDE這一接口技術(shù)從誕生至今就一直在不斷發(fā)展，性能也不斷的提高，其擁有的價(jià)格低廉、兼容性強(qiáng)的特點(diǎn)，為其造就了其它類型硬盤(pán)無(wú)法替代的地位。
IDE代表著硬盤(pán)的一種類型，但在實(shí)際的應(yīng)用中，人們也習(xí)慣用IDE來(lái)稱呼*早出現(xiàn)IDE類型硬盤(pán)ATA-1，這種類型的接口隨著接口技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)被淘汰了，而其后發(fā)展分支出更多類型的硬盤(pán)接口，比如ATA、UltraATA、DMA、Ultra DMA等接口都屬于IDE硬盤(pán)。

PIDE硬盤(pán)
PIDE硬盤(pán)的傳輸模式有以下三種：PIO(Programmed I/O)模式、DMA(Driect MemoryAccess)模式、Ultra DMA(簡(jiǎn)稱UDMA)模式。
PIO(ProgrammedI/O)模式的*大弊端是耗用極大量的CPU資源。以PIO模式運(yùn)行的IDE接口，數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)3.3MB/s(PIO mode0)-16.6MB/s(PIO mode 4)不等。

PDMA(Direct Memory Access)模式分為Single-Word DMA及Multi-WordDMA兩種。Single-Word DMA模式的*高傳輸率達(dá)8.33MB/s，Multi-Word DMA(DoubleWord)則可達(dá)16.66MB/s。

PDMA模式同PIO模式的*大區(qū)別是:DMA模式并不用過(guò)分依賴CPU的指令而運(yùn)行，可達(dá)到節(jié)省處理器運(yùn)行資源的效果。但由于UltraDMA模式
的出現(xiàn)和快速普及，這兩個(gè)模式立即被UDMA所取代。

PUltra DMA模式(簡(jiǎn)稱UDMA)是Ultra ATA制式下所引用的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，以16-bit Multi-WordDMA模式作為基準(zhǔn)。UDMA其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它除了擁有DMA模式的優(yōu)點(diǎn)外，更應(yīng)用了CRC(Cyclic RedundancyCheck)技術(shù)，加強(qiáng)了資料在傳送過(guò)程中偵錯(cuò)及除錯(cuò)方面的效能。

P自Ultra ATA標(biāo)準(zhǔn)推行以來(lái)，其接口便應(yīng)用了DDR(Double DataRate)技術(shù)將傳輸?shù)乃俣忍嵘艘槐?，目前已發(fā)展到Ultra ATA/100了，其傳輸速度高達(dá)100MB/s。

IDE控制器工作原理
無(wú)論你用計(jì)算機(jī)做什么，存儲(chǔ)系統(tǒng)都是整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。實(shí)際上，大多數(shù)個(gè)人電腦都有一個(gè)或者多個(gè)諸如硬盤(pán)、CD-ROM、DVD刻錄機(jī)以及早期像軟驅(qū)這類存儲(chǔ)裝置。

通常情況下，這些設(shè)備都是通過(guò)IDE（集成設(shè)備電路Integrated DeviceElectronics的英文縮寫(xiě)）接口與電腦相連的，IDE接口是用來(lái)連接存儲(chǔ)設(shè)備和計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)方式。其實(shí)“IDE”并不是這項(xiàng)接口技術(shù)的真正名稱，*初人們管這種接口技術(shù)稱為“ATAttachment”，即Advanced TechnologyAttachment，也就是我們常說(shuō)的ATA接口了，它*初是發(fā)展于IBM的“Advanced TechnologyPC”。下面，筆者將帶著大家了解IDE/ATA的演變和發(fā)展、插腳引線的作用和“主/從”的真正含義等基礎(chǔ)知識(shí)。

IDE的發(fā)展

IDE*初是作為一種電腦內(nèi)部硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的標(biāo)準(zhǔn)連接方式。IDE背后的基本觀念就是硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和控制器應(yīng)該集成在一起。控制器是一塊載有芯片的電路板，它能夠正確嚴(yán)密的指揮硬盤(pán)如何存儲(chǔ)和存取數(shù)據(jù)。絕大多數(shù)控制器都包含有一定容量的緩存（2MB或8MB）作為緩沖器，用來(lái)提高硬盤(pán)的性能。
在IDE誕生之前，控制器和硬盤(pán)的盤(pán)體是分開(kāi)，并且多為是獨(dú)立的。換句話說(shuō)，一家制造商生產(chǎn)的控制器可能就無(wú)法正常工作在另一家制造商生產(chǎn)的硬盤(pán)上?？刂破髋c盤(pán)體之間的距離還會(huì)導(dǎo)致信號(hào)強(qiáng)度下降而影響性能表現(xiàn)。這對(duì)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(xiàng)關(guān)鍵性的技術(shù)革新。**，推出“ISA”的**代總線接口。新的ISA總線一次能夠傳輸16個(gè)bit位，而此前只能傳輸8位。**，IBM為其提供了一個(gè)將控制器和硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器集成在一起的硬盤(pán)。一個(gè)帶狀的電纜通過(guò)ISA卡與電腦主機(jī)連接在一起，ATA接口就這么誕生了。
1986年，康柏（Compaq）公司把IDE驅(qū)動(dòng)器引入到他們的桌面386系列中。這種聯(lián)合形式依然是建立在IBM的ATA標(biāo)準(zhǔn)上的。不久以后，其他賣主陸續(xù)開(kāi)始提供IDE驅(qū)動(dòng)設(shè)備，IDE也成為覆蓋整個(gè)整合驅(qū)動(dòng)設(shè)備/控制器的代名詞。由于絕大多數(shù)的IDE設(shè)備都是基于ATA的，因此這兩種稱呼常彼此替代使用。

控制器、驅(qū)動(dòng)器和主機(jī)適配器

現(xiàn)在絕大多數(shù)的主板都帶有IDE接口，我們常常聽(tīng)見(jiàn)這種接口被叫作IDE控制器，而實(shí)際上這是不對(duì)的。接口實(shí)際上是一個(gè)主機(jī)適配器，也就是說(shuō)它提供的是一種連接設(shè)備和計(jì)算機(jī)（主機(jī)）的方法。而真正的控制器是位于硬盤(pán)上的電路板，這也是它被稱為IDE——集成設(shè)備電路的原因。
*初IDE接口是用來(lái)連接硬盤(pán)設(shè)備的，而后發(fā)展成為一種通用接口用來(lái)連接軟驅(qū)、CD-ROM以及一些磁帶備份設(shè)備。雖然在內(nèi)部設(shè)備中，IDE接口非常流行，但它們卻???為少有的用于外部設(shè)備的連接。
ATA發(fā)展至今經(jīng)過(guò)多次修改和升級(jí)，每新一代的接口都建立在前一代標(biāo)準(zhǔn)之上，并保持著向后兼容性。**代是ATA-1，就是用于康柏桌面386系列的*初的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。它被制定為“主/從”結(jié)構(gòu)。ATA-1是建立在ISA96-pin標(biāo)準(zhǔn)連接器上的附屬設(shè)備，使用40或44pin的連接器和電纜。在44pin方案里，額外多出的4個(gè)引腳用來(lái)向那些沒(méi)有單獨(dú)電源接口的設(shè)備提供電力支持。另外，ATA-1同時(shí)提供DMA和PIO兩種方式傳送信號(hào)。ATA-2常被稱為EIDE (Enhanced IDE)、Fast ATA 或 FastATA-2，此時(shí)DMA已經(jīng)完全執(zhí)行于這個(gè)版本里了，標(biāo)準(zhǔn)DMA傳輸速度已經(jīng)由ATA-1里的4.16MBps提升到16.67MBps了。ATA-2還提供對(duì)電源管理、PCMCIA卡和可移動(dòng)設(shè)備的支持，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)尋址方法CHS（柱面、磁頭、扇區(qū)）支持*高8.4GB的硬盤(pán)容量。此外，ATA-2還引入LBA方式，這一方法突破了硬盤(pán)按照CHS方式訪問(wèn)磁盤(pán)的老觀念，為適應(yīng)以后硬盤(pán)容量的快速增長(zhǎng)打下了的良好基礎(chǔ)。同時(shí)通過(guò)不斷升級(jí)的BIOS版本或者第三方軟件，能夠達(dá)到支持*大137.4GB的容量。只要你的電腦支持EIDE，就可以在CMOS設(shè)置中找到LBA（LBA，LogicalBlockAddress）或（CHS，Cylinder、Head、Sector）的設(shè)置選項(xiàng)。EIDE支持的硬盤(pán)數(shù)目也有增加，它允許主板上具有兩個(gè)插口，每個(gè)插口可以分別連接一個(gè)主設(shè)備和一個(gè)從設(shè)備，從而可以支持四個(gè)IDE設(shè)備。
隨著自我監(jiān)控檢測(cè)和SMART等技術(shù)的介入，IDE驅(qū)動(dòng)器被設(shè)計(jì)制造得更加可靠。ATA-3也增加了密碼保護(hù)措施來(lái)控制存取設(shè)備，提供了一個(gè)很有意義的**特性。
ATA-4融合的*大兩個(gè)特點(diǎn)就是支持Ultra DMA和整合了ATAPI（AT Attachment ProgramInterface）標(biāo)準(zhǔn)。ATAPI為CD-ROM、磁帶備份機(jī)和其它可移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備提供了通用接口。而在此之前，ATAPI是一個(gè)完全獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)。伴著ATAPI的入盟，ATA-4對(duì)可移動(dòng)介質(zhì)的支持得到了立竿見(jiàn)影的改善效果，同時(shí)UltraDMA也將DMA的數(shù)據(jù)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(chǔ)上，ATA-4外加了40個(gè)引腳，總共80個(gè)，其中的40根是地線，分散于標(biāo)準(zhǔn)的40根線纜之間用于增強(qiáng)信號(hào)質(zhì)量。ATA-4也被叫做UltraDMA、Ultra ATA或Ultra ATA-33。
相比ATA-4，ATA-5主要的升級(jí)在于自動(dòng)偵測(cè)設(shè)備使用的是何種線纜，40pin還是80pin？在使用80pin線纜時(shí)，UltraDMA傳輸率上升為更高的66.67MB/s。所以ATA-5也被稱為UltraATA-66。發(fā)展到后來(lái)，還出現(xiàn)了ATA-100/133兩個(gè)非正式標(biāo)準(zhǔn)，只是速度有所提升，不過(guò)由于硬盤(pán)內(nèi)部傳輸速度的限制，100/133MBps只不過(guò)是一個(gè)標(biāo)志罷了。

數(shù)據(jù)線纜

IDE設(shè)備使用的是扁平電纜連接器帶狀數(shù)據(jù)線來(lái)相互連接，每一條線都是平齊的位于另一條的旁邊，并非捆扎成束。數(shù)據(jù)線分為40股和80股兩種，兩頭都有一個(gè)連接器，并在距離主板2/3的距離的位置還有另一個(gè)連接器，而且數(shù)據(jù)線的長(zhǎng)度不能超過(guò)46厘米以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾浴?biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)線連接器的顏色應(yīng)該分為藍(lán)色、黑色和灰色三種。其中藍(lán)色一頭連接主板，黑色連接**個(gè)（主）設(shè)備，灰色連接**個(gè)（從）設(shè)備。沿著線纜的一邊有一條不同于數(shù)據(jù)線顏色的條紋，這是為了方便告訴用戶在這一邊是**引腳，以便正確的將數(shù)據(jù)線插入到設(shè)備中去，并且設(shè)備廠商還在連接器上下功夫，采取了“防倒插”設(shè)計(jì)思想，設(shè)置了一個(gè)卡扣，若線路接反是無(wú)法**去的。

主設(shè)備與從設(shè)備

一個(gè)單獨(dú)的IDE接口能夠支持2個(gè)設(shè)備。一般主板都采用雙IDE接口，可以提供四個(gè)IDE設(shè)備。因?yàn)榭刂破骷稍谠O(shè)備之中，并沒(méi)有一個(gè)全局控制器來(lái)判斷哪一個(gè)設(shè)備正在與計(jì)算機(jī)通話。如果每個(gè)設(shè)備在單獨(dú)的接口上工作并不會(huì)有多大問(wèn)題，但在同一線纜上增添**個(gè)設(shè)備則會(huì)帶來(lái)一點(diǎn)麻煩。
為了允許兩個(gè)設(shè)備工作在同一數(shù)據(jù)線上傳輸數(shù)據(jù)，IDE使用了一種特殊的“主/從”結(jié)構(gòu)來(lái)解決這一問(wèn)題。這種結(jié)構(gòu)讓一個(gè)設(shè)備的控制器告訴其它設(shè)備什么時(shí)候能夠向主機(jī)發(fā)送或從主機(jī)接收數(shù)據(jù)。其實(shí)，實(shí)現(xiàn)的原理很簡(jiǎn)單，從設(shè)備向主驅(qū)動(dòng)器發(fā)出請(qǐng)求，考察其是否正在與主機(jī)通話。如果主設(shè)備空閑，那么從設(shè)備就可以進(jìn)行連接了；如果主設(shè)備正在通話，則發(fā)出回應(yīng)讓從設(shè)備等待并且適時(shí)通知何時(shí)能夠進(jìn)行連接。
主機(jī)通過(guò)連接器上的第39號(hào)引腳來(lái)確定是否存在**個(gè)設(shè)備。39號(hào)引腳傳送的是一種特殊的信號(hào)，叫做DASP（DriveActive/Slave Present），用來(lái)檢測(cè)設(shè)備。
雖然驅(qū)動(dòng)器可以工作在任何一個(gè)接口上，但還是建議主設(shè)備連接在數(shù)據(jù)線末端的接口上使用，并且設(shè)備上的跳線必須設(shè)置在正確的位置上以表明該設(shè)備是主設(shè)備。從設(shè)備必須將設(shè)備上的跳線拿去或者更改為特殊的設(shè)置，這取決于設(shè)備自身。同樣，從設(shè)備需要連接在數(shù)據(jù)線中間的那個(gè)連接器上面，控制器可以通過(guò)跳線的設(shè)置位置來(lái)確定自己是“主”還是“從”，這可以告訴設(shè)備該如何工作。每個(gè)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的都可以被設(shè)置成為“主”或者“從”，如果只有一個(gè)設(shè)備，那么它將永遠(yuǎn)是主驅(qū)動(dòng)設(shè)備。
許多設(shè)備都帶有一個(gè)特色的選項(xiàng)開(kāi)關(guān)，稱為CableSelect。配合使用某些主板，這些設(shè)備能夠自動(dòng)的配置成為“主”或者“從”。CableSelect的工作原理比較簡(jiǎn)單，一個(gè)跳線裝置被安放在CableSelect開(kāi)關(guān)上。其線纜本身就好像一個(gè)IDE的數(shù)據(jù)線，除了第28號(hào)引腳只連接主設(shè)備連接器。當(dāng)打開(kāi)計(jì)算機(jī)電源，IDE接口沿28號(hào)引腳發(fā)出信號(hào)，只有連在主設(shè)備連接器上的驅(qū)動(dòng)器才能接收到。如果某一個(gè)驅(qū)動(dòng)器接收到信號(hào)，則將自己配置為主設(shè)備，而沒(méi)有接收到的則默認(rèn)配置為從設(shè)備了。