計算機硬盤數據接口技術淺析

吳有才,王改芳

（中國地質大學（武漢）自動化學院，湖北武漢，430074）

計算機硬盤數據接口技術淺析

吳有才,王改芳

（中國地質大學（武漢）自動化學院，湖北武漢，430074）

計算機硬盤數據接口是硬盤與主機系統間的連接部件，作用是在硬盤緩存和主機內存之間傳輸數據。不同的硬盤數據接口決定著硬盤與計算機之間的連接速度，在整個系統中，硬盤數據接口的優劣直接影響著程序運行快慢和系統性能好壞。從硬盤的發展看，硬盤數據接口發展經歷了以下不同的接口技術階段，現淺析如下。

計算機硬盤；數據接口；硬盤容量；傳輸速度；編解碼器；熱插拔；比特率；帶寬

1 ST-506/412接口

ST-506/412接口：這是希捷開發的一種硬盤接口，ST-506/412接口是PC/XT、AT時代的標準接口標準，但ST-506/412接口與ESDI接口互不兼容。目前這兩種接口均已淘汰。

首先使用這種接口的硬盤為希捷的ST－506及ST－412。ST－506接口使用起來相當簡便，它不需要任何特殊的電纜及接頭，但是它支持的傳輸速度很低，因此到了1987年左右這種接口就基本上被淘汰了，采用該接口的老硬盤容量多數都低于200MB。早期IBM PC/XT和PC/AT機器使用的硬盤就是ST－506/412硬盤或稱MFM硬盤-MFM（Modified Frequency Modulation）是指一種編碼方案。

2 ESDI接口

ESDI接口：即（Enhanced Small Drive Interface）接口，它是邁拓公司于1983年開發的。其特點是將編解碼器放在硬盤本身之中，而不是在控制卡上，理論傳輸速度是前面所述的ST-506的2－4倍，一般可達到10Mbps。

3 IDE及EIDE接口

IDE及EIDE接口：IDE（Integrated Drive Electronics）的本意實際上是指把控制器與盤體集成在一起的硬盤驅動器，我們常說的IDE接口，也叫ATA（Advanced Technology Attachment）接口，現在PC機使用的硬盤大多數都是IDE兼容的，只需用一根電纜將它們與主板或接口卡連起來就可以了。把盤體與控制器集成在一起的做法減少了硬盤接口的電纜數目與長度，數據傳輸的可靠性得到了增強，硬盤制造起來變得更容易，因為廠商不需要再擔心自己的硬盤是否與其它廠商生產的控制器兼容，對用戶而言，硬盤安裝起來也更為方便。

EIDE：EIDE（Enhanced IDE：增強性IDE）是Pentium以上主板必備的標準接口。主板上通常可提供兩個EIDE接口。

增強型IDE接口是一個在你的計算機和它的大容量存儲設備之間的標準電子接口。EIDE對集成電路設備的增強使得對大于528M字節的硬盤驅動器可尋址成為可能。EIDE還提供對硬盤驅動器的快速訪問，支持內存直接訪問(DMA)，并且通過AT附件包接口支持附加磁盤，包括CD-ROM和磁帶設備。當對你的計算機進行升級，增加一個更大的磁盤驅動器或其他驅動器，一個EIDE“控制器”可以插入它的卡片槽中加入你的計算機。訪問大于528M字節的驅動器時，EIDE （或與它一起提供的基本輸入/輸出系統）使用28位的邏輯字組地址(LBA) 來標明磁盤上的實際柱面，頭以及數據的扇區。LBA 的28位地址提供了足夠的信息來標明高達8.4 GB 容量的磁盤驅動器的每個扇區。EIDE 在1994年被ANSI 做為一種標準采用。ANSI 把它叫做高級技術附加裝置-2（它也叫做“高速硬盤接口”）。

4 光纖通道接口技術

光纖通道的英文拼寫是Fibre Channel，和SCSI接口一樣光纖通道最初也不是為硬盤設計開發的接口技術，是專門為網絡系統設計的，但隨著存儲系統對速度的需求，才逐漸應用到硬盤系統中。光纖通道硬盤是為提高多硬盤存儲系統的速度和靈活性才開發的，它的出現大大提高了多硬盤系統的通信速度。光纖通道的主要特性有：熱插拔性、高速帶寬、遠程連接、連接設備數量大等。

5 SCSI接口技術

SCSI的英文全稱為“Small Computer System Interface”（小型計算機系統接口），是同IDE（ATA）完全不同的接口，IDE接口是普通PC的標準接口，而SCSI并不是專門為硬盤設計的接口，是一種廣泛應用于小型機上的高速數據傳輸技術。SCSI接口具有應用范圍廣、多任務、帶寬大、CPU占用率低，以及熱插拔等優點，但較高的價格使得它很難如IDE硬盤般普及，因此SCSI硬盤主要應用于中、高端服務器和高檔工作站中。

6 SATA接口技術

SATA使用SATA（Serial ATA）口的硬盤又叫串口硬盤，是未來PC機硬盤的趨勢。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、邁拓這幾大廠商組成的Serial ATA委員會正式確立了Serial ATA 1.0規范。2002年，雖然串行ATA的相關設備還未正式上市，但Serial ATA委員會已搶先確立了Serial ATA 2.0規范。Serial ATA采用串行連接方式，串行ATA總線使用嵌入式時鐘信號，具備了更強的糾錯能力，與以往相比其最大的區別在于能對傳輸指令（不僅僅是數據）進行檢查，如果發現錯誤會自動矯正，這在很大程度上提高了數據傳輸的可靠性。串行接口還具有結構簡單、支持熱插拔的優點。

串口硬盤是一種完全不同于并行ATA的新型硬盤接口類型，由于采用串行方式傳輸數據而知名。相對于并行ATA來說，就具有非常多的優勢。首先，Serial ATA以連續串行的方式傳送數據，一次只會傳送1位數據。這樣能減少SATA接口的針腳數目，使連接電纜數目變少，效率也會更高。實際上，Serial ATA僅用四支針腳就能完成所有的工作，分別用于連接電纜、連接地線、發送數據和接收數據，同時這樣的架構還能降低系統能耗和減小系統復雜性。其次，Serial ATA的起點更高、發展潛力更大，Serial ATA 1.0定義的數據傳輸率可達150MB/sec，這比目前最快的并行ATA(即ATA/133)所能達133MB/sec的最高數據傳輸率還高，而在已經發布的Serial ATA 2.0的數據傳輸率將達到300MB/sec，最終Serial ATA 3.0將實現600MB/sec的最高數據傳輸率。

7 結束語

通過以上的闡述使我們對硬盤的數據接口技術有了一個比較清晰的認識，使得我們將來在購買或使用計算機時能幫助我們更好的選擇和使用好計算機硬盤資源，減少不必要的浪費和少走彎路，做到事半功倍。

[1] 何宏，《微型計算機原理與接口技術》，天津大學出版社，2007.3

[2] 李大友，《微機接口技術概述》，清華大學出版社，1997

[3] 楊繼東，《微機接口技術》，重慶大學出版社，1997

圖1

4 結論

本文設計的汽車剎車燈，可以使后方的車輛在你踩剎車之前就知道你已經在松油門減速了，給了一定的反應時間，而且采用的透明OLED既然不會影響駕駛員的視野，也能有更好的聚光效果，并且可以自主發光，無需背光源。通過多層圓環的OLED來顯示剎車力量的程度，給后車保持良好的距離。

參考文獻

[1]袁野. 電動汽車剎車系統的研究[D].北京交通大學,2011.

[2]崇良. 提醒后方的閃光式剎車燈[J]. 實用電子文摘,1996,09:74.

[3]林智勇. 機動車剎車燈開關技術改進探討[J]. 科技致富向導,2014,09:284-285.

[4]婁曉梅,諸定昌. 高位剎車燈的種類和特性[J]. 燈與照明,1999,03:7-12.

[5]王利君. 福特德國測試電子剎車燈 提前事故預警[J]. 輕型汽車技術,2013,09:14.

Analysis of computer hard disk data interface technology

Wu Youcai，Wang Gaifang
（School of Automation，China University of Geosciences，Wuhan Hubei，430074）

From the development of hard disk,hard disk data interface development has experienced the following different interface technology stage, is as follows.

computer hard disk；data interface；hard disk capacity；transmission speed；codec；hot swap；bit rate；bandwidth

牟洪江(1987—)，男，碩士，重慶城市管理職業學院教師,研究方向：集成電路設計