ATA (technologia)

Z Wikipedii

ATA (ang. Advanced Technology Attachments) - interfejs systemowy w komputerach klasy PC i Amiga przeznaczony do komunikacji z dyskami twardymi zaproponowany w 1983 przez firmę Compaq. Używa się także skrótu IDE (zamiennie z ATA), od 2003 roku (kiedy wprowadzono SATA) standard ten jest określany jako PATA (od "Parallel ATA").

Standard ATA nie jest już rozwijany w kierunku zwiększania szybkości transmisji. Początkowo stosowano oznaczenia ATA-1, -2 itd., obecnie używa się określeń związanych z zegarem przepustowością interfejsu (ATA/33, ATA/66, ATA/100, ATA/133).

[edytuj] Opis złącz

Pin	Oznaczenie	Kierunek	Opis	Pin	Oznaczenie	Kierunek	Opis
1	-RESET	->	Sprzętowa inicjacja (RESET) dysku stałego	2	GND		Masa
3	DD7	<->	Systemowa szyna danych dla dysku stałego	4	DD8	<->	Szyna dwukierunkowa do przesłań pomiędzy procesorem a dyskiem stałym
5	DD6	<->	Szyna dwukierunkowa do przesłań pomiędzy procesorem a dyskiem stałym	6	DD9	<->	Szyna dwukierunkowa do przesłań pomiędzy procesorem a dyskiem stałym
7	DD5	<->	Szyna dwukierunkowa do przesłań pomiędzy procesorem a dyskiem stałym	8	DD10	<->	Szyna dwukierunkowa do przesłań pomiędzy procesorem a dyskiem stałym
9	DD4	<->	Szyna dwukierunkowa do przesłań pomiędzy procesorem a dyskiem stałym	10	DD11	<->	Szyna dwukierunkowa do przesłań pomiędzy procesorem a dyskiem stałym
11	DD3	<->	Szyna dwukierunkowa do przesłań pomiędzy procesorem a dyskiem stałym	12	DD12	<->	Szyna dwukierunkowa do przesłań pomiędzy procesorem a dyskiem stałym
13	DD2	<->	Szyna dwukierunkowa do przesłań pomiędzy procesorem a dyskiem stałym	14	DD13	<->	Szyna dwukierunkowa do przesłań pomiędzy procesorem a dyskiem stałym
15	DD1	<->	Szyna dwukierunkowa do przesłań pomiędzy procesorem a dyskiem stałym	16	DD14	<->	Szyna dwukierunkowa do przesłań pomiędzy procesorem a dyskiem stałym.
17	DD0	<->	Szyna dwukierunkowa do przesłań pomiędzy procesorem a dyskiem stałym	18	DD15	<->	Szyna dwukierunkowa do przesłań pomiędzy procesorem a dyskiem stałym
19	GND		Masa	20			Złącze nie wykorzystane
21	DMARQ	<-	żądanie przesyłania w trybie DMA	22	GND		Masa
23	-DIOW	->	Przepisanie zawartości linii danych DDx do wybranego rejestru napedu	24	GND		Masa
25	-DIOR	->	Przepisanie zawartości wybranego rejestru napedu na line danych DDx	26	GND		Masa
27	IORDY	<-	Sygnał gotowości urządzenia wejścia/wyścia tylko w trybie PIO 3,4	28	CSEL	->	wybór napędu master/slave za pomocą kabla (ustawia sie to za pomocą zworki-z tyłu napędu)
29	-DMACK	->	Sygnał przyjęcia żądania DMA przez hosta	30	GND		Masa
31	INTRQ	<-	żądanie obsługi przerwania(znaczenie tylko jeśli jest wykorzystywany system przerwań)	32	IOCS16		obecnie pin przestarzały - był zdefiniowany w specyfikacji ATA-2
33	DA1	->	Linia adresowa używana do adresowania rejestrów napędu	34	-PDIAG	<-	Sygnalizuje zakończenie inicjacji drugiego dysku
35	DA0	->	Linia adresowa używana do adresowania rejestrów napędu	36	DA2	->	Linia adresowa używana do adresowania rejestrów napędu
37	-CS0	->	Umożliwia komunikację z rejestrami komend	38	-CS1	->	Umożliwia komunikację z rejestrami kontrolnymi
39	-DASP	<-	Informuje pierwszy dysk fizyczny(MASTER) o obecności drugiego dysku(SLAVE)	40	GND		Masa

- oznacza negację pinów

->pin ustawia host

<-pin ustawia napęd

<-> pin dwukierunkowy: kierunek zależny od operacji

W dyskach dla notebooków stosowane są cztery dodatkowe piny:

Pin	Funkcja	Pin	Funkcja
41	+5VDC (logic)	42	+5VDC (motor)
43	GND	44	Type (0==ATA)

Widok złącza PATA dysku dla notebooków. X oznacza pin nr 1

`.....................x ..`
`............ ......... ..`

[edytuj] Opis Rejestrów napędów ATA

Ogólnie można wyróżnić dwa rodzaje napędów ze złączem ATA:

  1) dyski twarde - czyli urządzenia które nie obsługują komend pakietowych
  2) napędy optyczne CD/DVD - czyli urządzenia które obsługują komendy pakietowe

Rejestry dla urządzeń 1)

Adres	-----	-----	-----	-----	Funkcje	-----
!CS0	!CS1	DA2	DA1	DA0	Odczyt !DIOR	Zapis !DIOW
					Rejestry kontrolne
N	A	N	x	x	Zwolniony	Nieużywany
N	A	A	N	x	Zwolniony	Nieużywany
N	A	A	A	N	Alternate Status	Device Control
N	A	A	A	A	Przestarzały	Nieużywany
					Rejestry komend
A	N	N	N	N	Data	Data
A	N	N	N	A	Error	Features
A	N	N	A	N	Sector Count	Sector Count
A	N	N	A	A	LBA Low	LBA Low
A	N	A	N	N	LBA Mid	LBA Mid
A	N	A	N	A	LBA High	LBA High
A	N	A	A	N	Device Select	Device Select
A	N	A	A	A	Status	Command
A	A	x	x	x	Zwolniony	Nieużywany

Rejestry dla urządzeń 2)

Adres	-----	-----	-----	-----	Funkcje	-----
!CS0	!CS1	DA2	DA1	DA0	Odczyt !DIOR	Zapis !DIOW
					Rejestry kontrolne
N	A	N	x	x	Zwolniony	Nieużywany
N	A	A	N	x	Zwolniony	Nieużywany
N	A	A	A	N	Alternate Status	Device Control
N	A	A	A	A	Przestarzały	Nieużywany
					Rejestry komend
A	N	N	N	N	Data	Data
A	N	N	N	A	Error	Features
A	N	N	A	N	Interrupt Reason	Sector Count
A	N	N	A	A	*	*
A	N	A	N	N	Byte Count Low	Byte Count Low
A	N	A	N	A	Byte Count High	Byte Count High
A	N	A	A	N	Device Select	Device Select
A	N	A	A	A	Status	Command
A	A	x	x	x	Zwolniony	Nieużywany

A= sygnał ustawiony (logiczna 1)

N=sygnał zanegowany (logiczne 0)

x=stan dowolny (0 lub 1)

Rejestrów o nazwie Zwolniony, Przestarzały, Nieużywany nie należy używać

!CS0,!CS1 – oznacza negację pinów to oznacza że w rzeczywistości (na interfejs ATA) należy podawać wartości zanegowane z tabeli (tam gdzie A podawać N,tam gdzie N podawać A)

" * " rejestr używany przez dyski twarde(urządzenia nie obsługujące komend pakietowych) Rejestr nie używany przez napedy CD/DVD (urządzenia obsługujące komendy pakietowe)

REJESTRY KONTROLNE

Alternate Status

ZASTOSOWANIE: odzczyt podstawowych informacji o stanie urządzenia bez kasowania obsługi przerwania
rejestr tylko do odczytu , w czasie zapisu dane trafiają do Device Control
kiedy bit BSY=1 wtedy inne bity z tego rejestru nie powinny być interpretowane,zawartość tego rejestru nie jest prawdziwa gdy urządzenie jest w trybie uśpienia
odczyt tego rejestru nie spowoduje skasowania obsługi przerwania
zawartość tego rejestru jest identyczna z zawartością rejestru Status

Device Control

ZASTOSOWANIE: rejestr ten umożliwia wykonanie programowego resetu oraz właczenie obsługi przerwania
rejestr jest tylko do zapisu, w czasie odczytu jest to Alternate Status
rejestr powinien być zapisywany tylko gdy DMACK=0
zawartość tego rejestru będzie zinterpretowana przez napęd odrazu po jego zapisaniu

Bity	7	6	5	4	3	2	1	0
Opis	HOB	r	r	r	r	SRST	nIEN	0

-HOB (HighOrderByte)znaczenie tylko w przypadku dysków twardych -adres LBA 48 bitowy- gdy HOB=0 to napęd interpretuje młodszą część (0-23) adresu LBA 48 bitowego, gdy HOB=1 część starszą (24-47)

-r(6:3)(reserved) zarezerwowane

-SRST (SoftwareReSeT) reset programowy napędu

-nIEN (notInterruptENable) bit włącza przerwanie(gdy nIEN=0 i urządzenie jest wybrane) lub wyłącza przerwanie(gdy nIEN=1 lub urządzenie nie jest wybrane)

-Bit 0 zawsze powinien mieć wartość 0

REJESTRY KOMEND

Data

ZASTOSOWANIE: transfer danych(tylko w trybie PIO), dostęp do rejestrów
rejestr ten służy do zapisu lub odczytu
dostęp do rejestru powinien odbywać się w czasie przesyłania danych w trybie PIO, gdy DRQ=1 oraz BSY=0 oraz DMACK=0
rejestr 16 bitowy
dostęp (odzczyt/zapis) do rejestrów jest realizowany właśnie poprzez ten rejestr tylko w trybie PIO ; ponieważ rejestry są 8-bitowe to dane jakie chcemy zapisać(odczytać) do tych rejestrów ustawiamy na częsci młodszej rejestru (Bity DD7-DD0), część starsza nie jest interpretowana ; natomiast gdy transferujemy dane z napędu to musimy korzystać z całej szerokości rejestru (Bity DD15-DD0) nie ma możliwości pracy w trybie 8-bitowym.

Bity	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
Opis	DD15	DD14	DD13	DD12	DD11	DD10	DD9	DD8	DD7	DD6	DD5	DD4	DD3	DD2	DD1	DD0

Error

ZASTOSOWANIE: określenie przyczyny błedu
rejestr tylko do odczytu, gdy jest zapisywany dane trafiają do rejestru Features
zawartość rejestru jest poprawna gdy BSY=0 oraz DRQ=0 oraz ERR=1 lub SE=1, po włączeniu zasilania, wykonaniu sprzętowego lub programowego resetu, po wykonaniu komend EXECUTE DEVICE DIAGNOSTICS lub DEVICE RESET zawartość rejestru jest niewłaściwa w trybie uśpienia

Bity	7	6	5	4	3	2	1	0
Opis	#	#	#	#	#	ABRT	#	#

-# zawartość tych bitów zależy od wykonanej operacji(komendy)

-ABRT (ABoRT) ABRT=1 gdy nastąpiło anulowanie wykonania komendy(na skutek nie właściwej komendy, nie własciwego parametru w komendzie, błędu odczytu itd.)

Features

ZASTOSOWANIE: zależnie od komendy
rejestr jest tylko do zapisu, w czasie odczytu jest to Error
rejestr powinien być zapisywany tylko gdy BSY=0 oraz DRQ=0 oraz DMACK=0
zawartość tego rejestru staje się parametrem komendy po zapisaniu rejestru Command

Bity	7	6	5	4	3	2	1	0
Opis	#	#	#	#	#	#	#	#