IDE 컨트롤러 작동 방식

컴퓨터로 무엇을 하든 스토리지는 시스템의 중요한 부분입니다. 사실, 대부분의 개인용 컴퓨터 에는 다음 저장 장치 중 하나 이상이 있습니다.

일반적으로 이러한 장치는 IDE ( 통합 드라이브 전자 장치 ) 인터페이스를 통해 컴퓨터에 연결됩니다 . 기본적으로 IDE 인터페이스는 저장 장치가 컴퓨터에 연결하는 표준 방법입니다. IDE는 실제로 인터페이스 표준의 진정한 기술 이름이 아닙니다. 원래 이름인 ATA( AT Attachment )는 인터페이스가 처음에 IBM AT 컴퓨터용으로 개발되었음을 나타냅니다. 이 기사에서는 IDE/ATA의 발전, 핀아웃이 무엇인지, IDE에서 "슬레이브"와 "마스터"가 정확히 무엇을 의미하는지 배우게 됩니다.

내용물

1. IDE 진화
2. 컨트롤러, 드라이브, 호스트 어댑터
3. 케이블 키
4. 주인과 노예

IDE는 컴퓨터의 하드 드라이브 사용을 표준화하는 방법으로 만들어졌습니다. IDE의 기본 개념은 하드 드라이브와 컨트롤러가 결합되어야 한다는 것입니다. 컨트롤러는 하드 드라이브가 데이터를 저장하고 액세스하는 방법에 대한 지침을 제공하는 칩이 있는 작은 회로 기판입니다. 대부분의 컨트롤러에는 하드 드라이브 성능을 향상시키는 버퍼 역할을 하는 일부 메모리 도 포함되어 있습니다 .

IDE 이전에는 컨트롤러와 하드 드라이브가 분리되어 종종 독점적이었습니다. 즉, 한 제조업체의 컨트롤러가 다른 제조업체의 하드 드라이브와 작동하지 않을 수 있습니다. 컨트롤러와 하드 드라이브 사이의 거리로 인해 신호 품질이 떨어지고 성능에 영향을 줄 수 있습니다. 분명히 이것은 컴퓨터 사용자에게 많은 좌절을 안겨주었습니다.

IBM은 1984년 몇 가지 주요 혁신을 통해 AT 컴퓨터를 출시했습니다.

1986년 Compaq은 Deskpro 386에 IDE 드라이브를 도입했습니다. 이 드라이브/컨트롤러 조합은 IBM에서 개발한 ATA 표준을 기반으로 했습니다. 오래지 않아 다른 공급업체에서 IDE 드라이브를 제공하기 시작했습니다. IDE는 통합 드라이브/컨트롤러 장치의 전체 범위를 포괄하는 용어가 되었습니다. 거의 모든 IDE 드라이브가 ATA 기반이므로 두 용어는 같은 의미로 사용됩니다.

대부분의 마더보드 에는 IDE 인터페이스가 있습니다. 이 인터페이스는 종종 잘못된 IDE 컨트롤러라고 합니다. 인터페이스는 실제로 호스트 어댑터 입니다 . 즉, 완전한 장치를 컴퓨터(호스트)에 연결하는 방법을 제공합니다. 실제 컨트롤러는 하드 드라이브에 연결된 회로 기판에 있습니다. 이것이 바로 통합 드라이브 전자 장치라고 불리는 이유입니다!

IDE 인터페이스는 원래 하드 드라이브 연결용으로 개발되었지만 내부 플로피 드라이브, CD-ROM 드라이브 및 일부 테이프 백업 드라이브를 연결하기 위한 범용 인터페이스로 발전했습니다. IDE는 내장형 드라이브에 많이 사용되지만 외장형 장치를 연결하는 데는 거의 사용되지 않습니다.

ATA에는 여러 변형이 있으며 각각은 이전 표준에 추가되고 이전 버전과의 호환성을 유지합니다.

표준에는 다음이 포함됩니다.

ATA-1 - Compaq이 Deskpro 386에 포함시킨 원래 사양. 마스터/슬레이브 구성의 사용을 제정했습니다. ATA-1은 40 또는 44핀 커넥터와 케이블을 사용하는 표준 ISA 96핀 커넥터의 하위 집합을 기반으로 합니다. 44핀 버전에서 추가 4개의 핀은 별도의 전원 커넥터가 없는 드라이브에 전원을 공급하는 데 사용됩니다. 또한 ATA-1은 직접 메모리 액세스 (DMA) 및 프로그래밍된 입력/출력(PIO) 기능을 위한 신호 타이밍을 제공 합니다. DMA 는 드라이브가 정보를 메모리로 직접 보내는 것을 의미하고 PIO 는 컴퓨터의 중앙 처리 장치 (CPU)가 정보 전송을 관리함을 의미합니다. ATA-1은 일반적으로 IDE로 알려져 있습니다.

ATA-2 - DMA는 ATA-2 버전부터 완전히 구현되었습니다. 표준 DMA 전송 속도는 ATA-1의 4.16MBps에서 최대 16.67MBps로 증가했습니다. ATA-2는 전원 관리, PCMCIA 카드 지원 및 이동식 장치 지원을 제공합니다. ATA-2는 EIDE(Enhanced IDE), Fast ATA 또는 Fast ATA-2라고도 합니다. 지원되는 총 하드 드라이브 크기는 137.4GB로 증가했습니다. ATA-2는 최대 8.4GB 크기의 하드 드라이브용 CHS( 실린더 헤드 섹터 )에 대한 표준 변환 방법을 제공 했습니다 . CHS는 시스템이 하드 드라이브에서 데이터의 위치를 ​​결정하는 방법입니다. 총 하드 드라이브 크기와 CHS 하드 드라이브 지원 간에 큰 차이가 나는 이유는 기본 입/출력 시스템( BIOS) CHS의 경우. CHS는 주소의 각 부분에 대해 고정된 길이를 갖습니다.

섹터 수가 64가 아니라 63이라는 것을 알 수 있습니다. 이는 섹터가 0으로 시작할 수 없기 때문 입니다. 각 섹터는 512바이트를 보유합니다. 1,024 x 256 x 63 x 512를 곱하면 8,455,716,864바이트 또는 약 8.4기가바이트가 됩니다. 최신 BIOS 버전은 CHS의 비트 크기를 늘려 전체 137.4GB를 지원합니다. ATA-3 - SMART(자체 모니터링 분석 및 보고 기술)가 추가되어 IDE 드라이브의 안정성이 향상되었습니다. ATA-3은 또한 액세스 드라이브에 암호 보호 기능을 추가하여 귀중한 보안 기능을 제공합니다.

ATA-4 - 아마도 이 버전의 표준에 가장 크게 추가된 두 가지는 Ultra DMA 지원과 ATAPI( AT Attachment Program Interface ) 표준 의 통합일 것입니다 . ATAPI는 CD-ROM 드라이브, 테이프 백업 드라이브 및 기타 이동식 저장소에 대한 공통 인터페이스를 제공합니다.장치. ATA-4 이전에는 ATAPI가 완전히 별개의 표준이었습니다. ATAPI가 포함되면서 ATA-4는 ATA의 이동식 미디어 지원을 즉시 개선했습니다. Ultra DMA는 ATA-2의 16.67MBps에서 33.33MBps로 DMA 전송 속도를 높였습니다. 40핀과 40도선(와이어)을 사용하는 기존 케이블에 추가로 이번 버전은 80도선의 케이블을 도입했다. 다른 40개의 컨덕터는 신호 품질을 향상시키기 위해 표준 40개의 컨덕터 사이에 산재된 접지 와이어입니다. ATA-4는 Ultra DMA, Ultra ATA 및 Ultra ATA/33이라고도 합니다.

ATA-5 - ATA-5 의 주요 업데이트 는 사용된 케이블(40선 또는 80선 버전 )을 자동으로 감지하는 것 입니다. Ultra DMA는 80선 케이블을 사용하여 초당 66.67MB로 증가합니다. ATA-5는 Ultra ATA/66이라고도 합니다.

IDE 장치는 리본 케이블 을 사용하여 서로 연결합니다. 리본 케이블은 묶음으로 묶거나 함께 묶는 대신 모든 전선이 서로 옆에 평평하게 놓여 있습니다. IDE 리본 케이블에는 40개 또는 80개의 와이어가 있습니다. 케이블의 각 끝에 커넥터가 있고 마더보드 커넥터에서 약 2/3 거리에 ​​다른 커넥터가 있습니다. 이 케이블은 신호 무결성을 유지하기 위해 총 길이가 18인치(46cm)(첫 번째 커넥터에서 두 번째 커넥터까지 12인치, 두 번째 커넥터에서 세 번째 커넥터까지 6인치)를 초과할 수 없습니다. 3개의 커넥터는 일반적으로 색상이 다르며 특정 항목에 연결됩니다.

케이블의 한쪽에는 줄무늬가 있습니다. 이 줄무늬는 해당 쪽에 있는 와이어가 각 커넥터의 핀 1에 연결되어 있음을 알려줍니다. 와이어 20은 아무것도 연결되어 있지 않습니다. 사실 그 위치에는 핀이 없습니다. 이 위치는 케이블이 올바른 위치에서 드라이브에 연결되었는지 확인하는 데 사용됩니다. 제조업체에서 케이블이 반전되지 않았는지 확인하는 또 다른 방법은 케이블 키 를 사용하는 것 입니다. 케이블 키는 장치 커넥터의 노치에 맞는 리본 케이블의 커넥터 상단에 있는 작은 플라스틱 사각형입니다. 이렇게 하면 케이블을 한 위치에만 연결할 수 있습니다.

핀 번호 및 설명

마지막 4개의 핀은 리본 케이블을 통해 전원이 필요한 장치에서만 사용됩니다. 일반적으로 이러한 장치는 너무 작아서(예: 2.5인치) 별도의 전원 공급 장치가 필요한 하드 드라이브입니다.

단일 IDE 인터페이스는 두 개의 장치를 지원할 수 있습니다. 대부분의 마더보드 에는 최대 4개의 IDE 장치를 위한 이중 IDE 인터페이스 (기본 및 보조)가 있습니다. 컨트롤러가 드라이브와 통합되어 있기 때문에 현재 컴퓨터와 통신 중인 장치를 결정하는 전체 컨트롤러가 없습니다. 이것은 각 장치가 별도의 인터페이스에 있는 한 문제가 되지 않지만 동일한 케이블에서 두 번째 드라이브에 대한 지원을 추가하려면 약간의 독창성이 필요했습니다.

동일한 케이블에 두 개의 드라이브를 허용하기 위해 IDE는 마스터 및 슬레이브 라는 특수 구성을 사용합니다 . 이 구성을 사용하면 한 드라이브의 컨트롤러가 컴퓨터와 데이터를 주고받을 수 있는 시기를 다른 드라이브에 알릴 수 있습니다. 슬레이브 드라이브가 마스터 드라이브에 요청하여 현재 컴퓨터와 통신 중인지 확인합니다. 마스터 드라이브가 유휴 상태이면 슬레이브 드라이브에 계속 진행하도록 지시합니다. 마스터 드라이브가 컴퓨터와 통신 중이면 슬레이브 드라이브에 기다리라고 지시한 다음 진행할 수 있을 때 알려줍니다.

컴퓨터는 커넥터의 핀 39를 사용하여 연결된 두 번째(슬레이브) 드라이브가 있는지 확인합니다. 핀 39는 슬레이브 드라이브가 있는지 확인하는 DASP( 드라이브 활성/슬레이브 존재) 라는 특수 신호를 전달합니다 .

어느 위치에서든 작동하지만 마스터 드라이브를 IDE 리본 케이블의 맨 끝에 있는 커넥터에 연결하는 것이 좋습니다. 그런 다음 IDE 커넥터 옆에 있는 드라이브 후면의 점퍼를 올바른 위치에 설정하여 드라이브를 마스터 드라이브로 식별해야 합니다. 슬레이브 드라이브는 드라이브에 따라 마스터 점퍼를 제거하거나 특수 슬레이브 점퍼를 설정해야 합니다. 또한 슬레이브 드라이브는 IDE 리본 케이블 중간 부근의 커넥터에 부착됩니다. 각 드라이브의 컨트롤러 보드는 점퍼 설정을 확인하여 슬레이브인지 마스터인지 결정합니다. 이것은 수행 방법을 알려줍니다. 모든 드라이브는 제조업체로부터 받을 때 슬레이브 또는 마스터가 될 수 있습니다. 드라이브가 하나만 설치된 경우 항상 마스터 드라이브여야 합니다.

많은 드라이브에는 케이블 선택 (CS) 이라는 옵션이 있습니다. 올바른 유형의 IDE 리본 케이블을 사용하면 이러한 드라이브를 마스터 또는 슬레이브로 자동 구성할 수 있습니다. CS는 다음과 같이 작동합니다. 각 드라이브의 점퍼는 CS 옵션으로 설정됩니다. 케이블 자체는 한 가지 차이점을 제외하고는 일반 IDE 케이블과 같습니다. 핀 28은 마스터 드라이브 커넥터에만 연결됩니다. 컴퓨터의 전원이 켜지면 IDE 인터페이스는 핀 28에 대한 와이어를 따라 신호를 보냅니다. 마스터 커넥터에 연결된 드라이브만 신호를 수신합니다. 그러면 해당 드라이브가 마스터 드라이브로 구성됩니다. 다른 드라이브는 신호를 수신하지 않았으므로 기본적으로 슬레이브 모드로 설정됩니다.

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