2.7.2.7. Интерфейсы нмд

Для накопителей на жестких дисках используют интерфейсы ST-506/412, ESDI, ATA, SATA, SCSI. Накопители и контроллеры с интерфейсами ST-506/412 и ESDI практически сошли со сцены, поскольку эти устройства не выпускаются уже много лет, а ранее выпущенные уже выработали отпущенный им жизнен­ный ресурс. По этой причине ограничимся лишь кратким их описанием, а подробнее рассмотрим устройства с современными интерфейсами ATA, SATA и SCSI. Возможно также подключение дисковых устройств и к параллельному порту, но через устройство, обеспечивающее один из вышеперечисленных интерфейсов. О дисках с интерфейсом USB говорить пока рано, они в настоящее время используются в основном только для накопителей на флэш-памяти, а интерфейс FireWire является родственником SCSI-3.

2.7.2.7.1. Интерфейс st-506 (st-412) и esdi

Первые накопители на жестких дисках имели интерфейс, напоминающий ин­терфейс НГМД. Это и понятно, поскольку НЖМД отличается только большим числом рабочих поверхностей (головок записи-считывания), более высокой скоростью вращения, а следовательно, и передачи данных, и несменяемостью но­сителя. Этот интерфейс по названию первых моделей контроллеров именуется ST-506 (ST-412). Поскольку первые контроллеры работали по схеме кодирова­ния MFM, этот интерфейс называют также и «интерфейсом дисков MFM». Такое название не совсем корректно, поскольку, по сути, этот же интерфейс использовался и для накопителей, допускающих использование схемы кодиро­вания RLL. Некоторые модели накопителей выпускались в версиях MFM и RLL и различались только качеством носителя — у схемы RLL требования выше.

Интерфейс использует два плоских кабеля (рис. 2.59). Магистральный 34-проводной кабель управления (табл. 2.34) позволяет подключать до двух накопи­телей, адрес накопителя определяется его положением на шлейфе. Все сигналы в данном кабеле имеют уровни ТТЛ, активный уровень — низкий. Система выборки напоминает применяемую в НГМД, но в кабеле перевернут фрагмент из 5 проводов 25-29. Устройства должны отзываться на сигнал DS0, к накоп­ителю С: должен подходить прямой кабель, к D: — с перевернутым фрагментом. Каждый накопитель с контроллером соединяется и 20-проводным кабелем данных, по которым передаются аналоговые сигналы усилителей головок записи-чтения (табл. 2.35). На накопителях применяются разъемы с печатными ламелями, на контроллере — со штырьковыми контактами.

Рис. 2.59. Кабели интерфейсов ST-506/412 и ESDI

Таблица 2.34. Кабель управления ST-506/412

Сигнал	Контакт	Контакт	Сигнал
GND	1	2	-HD SLCT 3
GND	3	4	-HD SLCT 2
GND	5	6	-Write Gate
GND	7	8	-Seek CMPLT
GND	9	10	-Track 0
GND	11	12	-Write Fault
GND	13	14	-HD SLCT 0
Ключ (нет контакта)	15	16	Not Connected
GND	17	18	-HD SLCT 1
GND	19	20	-Index
GND	21	22	-Ready
GND	23	24	-Step
GND	25	26	-DRV SLCT 0
GND	27	28	-DRV SLCT 1
GND	29	30	Not Connected
GND	31	32	Not Connected
GND	33	34	-Direction In

Передача аналоговых сигналов записи-чтения по длинным интерфейсным кабелям не позволяет достигать высокой скорости передачи данных и, следо­вательно, высокой плотности хранения информации. В режиме MFM диски имеют 17 секторов на трек, в режиме RLL — 26. Поскольку низкоуровневые форматы различных моделей контроллеров могут не совпадать, нет гарантии того, что данные накопителя, отформатированного на контроллере одной моде­ли, окажутся доступными для контроллера другой модели (даже если оба контроллера работают по одной схеме кодирования — MFM или RLL). Замена контроллера в большинстве случаев требует низкоуровневого форматирования дисков, причем для производительности критичен фактор чередования секторов, о котором говорилось выше.

Таблица 2.35. Кабель данных ST-506/412

Сигнал	Контакт	Контакт	Сигнал
-DRV SLCTD	1	2	GND
Not Connected	3	4	GND
Not Connected	5	6	GND
Not Connected	7	8	Ключ (нет контакта)
Not Connected	9	10	Not Connected
GND	11	12	GND
+MFM Write	13	14	-MFM Write
GND	15	16	GND
+MFM Read	17	18	-MFM Read
GND	19	20	GND

Интерфейс ESDI (Enhanced Small Device Interface — расширенный интер­фейс малых устройств) появился как развитие ST-506. Здесь существенная часть узлов контроллера перенесена на дисковод для повышения производительности (XFER до 1 Мбайт/с) и плотности записи (до 32-80 SPT). Накопители ESDI хранят описатели своих геометрических параметров и список дефектных блоков на самом диске, отсюда следует и установка «None» вместо типа диска в пара­метрах CMOS-конфигурации. Непонятно, ради какой унификации (скорее — путаницы) интерфейс (табл. 2.36, 2.37) сделали конструктивно совпадающим с ST-506. Назначение сигналов этих интерфейсов различно, и, естественно, вза­имной совместимости устройств с интерфейсами ESDI и ST-506 быть не может.

Таблица 2.36. Кабель управления ESDI

Сигнал	Контакт	Контакт	Сигнал
GND	1	2	-HD SLCT 3
GND	3	4	-HD SLCT 2
GND	5	6	-Write Gate
GND	7	8	-CNFG/Status
GND	9	10	-XFER ACK
GND	11	12	-Attention
GND	13	14	-HD SLCT 0
Ключ	15	16	-Sector
GND	17	18	-HD SLCT 1
GND	19	20	-Index
GND	21	22	-Ready
GND	23	24	-XFER REQ
GND	25	26	-DRV SLCT 0
GND	27	28	-DRV SLCT 1
GND	29	30	Reserved
GND	31	32	-Read Gate
GND	33	34	-CMD Data

Таблица 2.37. Кабель данных ESDI

Сигнал	Контакт	Контакт	Сигнал
-DRV SLCTD	1	2	-Sector
-CMD Complete	3	4	-ADDR MRK EN
GND	5	6	GND
+Write CLK	7	8	-Write CLK
GND	9	10	+RD/REF CLK
-RD/REF CLK	11	12	GND
+NRZ Write	13	14	-NRZ Write
GND	15	16	GND
+NRZ Read	17	18	-NRZ Read
GND	19	20	Index

Конфигурирование устройств с интерфейсами ST-506/412 и ESDI сводится к заданию адреса и установке терминатора. Если на устройстве имеются джамперы, обозначенные как DS0/DS1, следует установить джампер DS0. Если они обозначены как DS1/DS2, следует установить джампер DS1. Иногда используют управляющий кабель без перевернутого фрагмента, тогда в случае установки двух накопителей на устройстве С: устанавливают DS0, а на устройстве D: — DS1. Управляющий кабель должен иметь терминатор на последнем устройстве шлейфа. Терминаторы обычно представляют собой плоскую резисторную сборку со штырьковыми контактами, которая по умолчанию устанавливается в гнез­да всех накопителей. При установке двух накопителей на среднем устройстве шлейфа терминатор рекомендуется снимать.

Устройства с интерфейсами ST-506/412, ESDI имеют внешний контроллер, который обычно представляет собой плату, устанавливаемую в слот систем­ной шины ввода/вывода. Контроллеры жесткого диска HDC (Hard Disk Con­troller) для компьютеров XT и AT различны как по регистровым моделям, так и по занимаемым системным ресурсам.