26-08-2023
Содержание |
В составе некоторых моделей (50, 70) IBM PS/2 впервые появился накопитель, контроллер которого смонтирован в накопителе. Этот интерфейс, разработанный компанией Maxtor Corporation в начале 1980-х как наследник интерфейса жёстких дисков ST-506 получил название «Улучшенный интерфейс малых дисков» (англ. Enhanced Small Disk Interface, ESDI). Усовершенствование ESDI, относительно ST-506, заключалось в перемещения определенных частей (англ. host bus adapter, HBA — контроллера шины, специализированной для использования дисковым накопителем, НГМД либо НЖМД), которые традиционно размещались на контроллере-плате устанавливаемой в материнскую плату, непосредственно в корпус привода жёсткого диска, а также унификацией шины управления так, чтобы стало возможным подключение большего видов устройств (таких как съёмные диски и ленточные накопители). ESDI использовал те же кабели, что и ST-506 (один 34-контактный кабель общего управления и 20-контактный кабель канала передачи данных на каждое устройство) но нужно принимать во внимание, что по кабелям ESDI длина которых могла достигать 9 футов (3 метра), внешне не отличающимся от кабелей ST506, передаются другие сигналы, главным образом — синфазные (то есть с общей землей), за исключением данных и синхронизации, для передачи которых использовался дифференциальный метод. Данные передавались порциями по 16 бит, сопровождаемых битом четности по последовательной линии. Имелась возможность подтверждения передачи данных.
Сепаратор теперь устанавливался непосредственно на плате накопителя и данные, передаваемые по кабелю данных уже имели цифровую форму (а не аналоговых сигналов), что позволяло подобрать параметры сепаратора к конкретному типу устройства. Поскольку в связи с заменой формы передаваемых сигналов их искажения в кабеле уже не имели такого значения, скорость обмена с контроллером удалось увеличить до 10 Мбит/сек и повысить надежность передачи данных[1].
Контpоллеp дисков содеpжит собственный BIOS, занимающий адpес D000. По смещению 5 в сегменте такого BIOS'а обычно находится вход в пpогpамму обслуживания или фоpматиpования накопителя, котоpую в MS-DOS можно запустить командой "G D800:5" отладчика DEBUG[2].
Интерфейс ESDI позволял подключать до 7 винчестеров большой емкости (более 100 мегабайт[3], до 1 ГБ в IBM PS/2 модели 95[4]) и оптических приводов (использовались три сигнала выбора устройства), сигналы выбора головки позволяли напрямую адресовать до 16 головок (однако специальная команда Select Head Group позволяла использовать 16 групп по 16 головок в каждой, увеличивая предел до 256 головок).
Cреднее время доступа у жестких дисков с интерфейсом ESDI составляло от 11 до 18 мс[5].
Косвенный признак, по которому можно отличить контроллер ESDI от контроллера ST506/412 — наличие на плате контроллера микросхемы ПЗУ BIOS[6].
Основные производители жёстких дисков и устройств с интерфейсом ESDI: здесь
Для работы требуется низкоуровневое форматирование диска[8].
В 1986 году интерфейс был стандартизован ANSI[9]. Последним документом комитета ANSI X3T10 по интерфейсу ESDI стал:
Enhanced Small Device Interface (ESDI) [X3.170-1990/X3.170a-1991] [X3T10/792D Rev 11].
Microsoft Windows имеет сообщения об ошибках диска с интерфейсом ESDI только для версий 3.0/3.0a/3.1/3.11[10]
ESDI был популярен во второй половине 1980-х в серверах[11], пока только появившиеся SCSI и ATA ещё не были достаточно развиты, а ST-506 уже не был достаточно быстрым или гибким в использовании. ESDI управлял потоком данных в 10, 15, или 20 мегабит в секунду (в отличие от ST-506, верхний предел у которого составлял 7,5 мегабит в секунду), и множество высокопроизводительных SCSI дисков выпускаемых в то время были фактически высокопроизводительными ESDI-дисками с интегрированными в диск SCSI-мостом.
В начале 1990-х, SCSI развился достаточно, чтобы управлять высокими скоростями передачи данных и множеством видов приводов, а на настольном рынке ATA быстро достиг возможностей ST-506. Эти два события сделали ESDI менее значимым и через некоторое время, с середины 1990-х, интерфейс ESDI массово больше не использовался.
GROUND | 1 | 2 | ~HD SLCT 3 |
GROUND | 3 | 4 | ~HD SLCT 2 |
GROUND | 5 | 6 | ~WRITE GATE |
GROUND | 7 | 8 | ~CNFG/STATUS |
GROUND | 9 | 10 | ~XFER ACK |
GROUND | 11 | 12 | ~ATTENTION |
GROUND | 13 | 14 | ~HD SLCT 1 |
Ключ (нет контакта) | 15 | 16 | ~SECTOR |
GROUND | 17 | 18 | ~HD SLCT 1 |
GROUND | 19 | 20 | ~INDEX |
GROUND | 21 | 22 | ~READY |
GROUND | 23 | 24 | ~XFER REQ |
GROUND | 25 | 26 | ~DRV SLCT 0 |
GROUND | 27 | 28 | ~DRV SLCT 1 |
GROUND | 29 | 30 | Reserved |
GROUND | 31 | 32 | ~READ GATE |
GROUND | 33 | 34 | ~CMD DATA |
~DRV SLCTD | 1 | 2 | ~SECTOR |
~CMD COMPL | 3 | 4 | ~ADDR MK EN |
GROUND | 5 | 6 | GROUND |
+WRITE CLK | 7 | 8 | -WRITE CLK |
GROUND | 9 | 10 | +RD/REF CLK |
-RD/REF CLK | 11 | 12 | GROUND |
+NRZ WRITE | 13 | 14 | -NRZ WRITE |
GROUND | 15 | 16 | GROUND |
+NRZ READ | 17 | 18 | -NRZ READ |
GROUND | 19 | 20 | ~INDEX |
К этому времени, основным методом записи на жёсткий диск стало RLL 2,7 или ARLL 3,9 (использующие более плотную упаковку данных пpи записи, повышая объем инфоpмации на доpожке)[12], в отличие от традиционного для первых IBM PC/XT MFM в ST-506 объёмом до 152 МБ[13] и MFM/RLL в ST-412 объёмом до 233 МБ[14] (англ.).
Теоретическая граница скорости обмена с диском, использующим метод записи MFM, составляет:
(17 секторов • 512 байт в секторе • 8 бит • 3600 об/мин) / 60сек = 4 177 920 бит/сек,
но за счёт того что контроллер не успевал обработать прочитанные данные до того, как головка перемещалась к следующему сектору, приходилось вводить фактор чередования (англ. Interleave factor). При факторе чередования 3:1 (первое число в обозначении коэффициента чередования указывает количество оборотов диска, требуемых для полного прочтения или записи одной дорожки) секторы на диске имеют следующий порядок: 1, 7, 13, 2,..., 11, 17. Для подбора оптимального фактора чередования, учитывая производительность диска, контроллера и системы в целом, применялась программа Calibrate, входящая в пакет Norton Utilities.
Методы основанные на RLL, преобразует данные в шестнадцатибитовые слова, позволяющие записывать за один переход состояния намагниченности диска от 2 до 7 бит (за счёт более высоких требований к качеству поверхности пластины диска и равномерности её вращения) что дало назвыние методу - RLL 2,7 или ARLL 3,9.
Случай, когда на одну дорожку диска можно записать 26 секторов по 512 байт, даёт теоретическую скорость обмена:
(26 секторов • 512 байт в секторе • 8 бит • 3600 об/мин) / 60 = 6 489 760 бит/сек,
31 сектор на одну дорожку диска (при качестве диска, обеспечивающим возможности записи от 3 до 9 бит за один переход намагниченности — RLL 3,9, ARLL, ERLL), соответственно:
(31 сектор • 512 байт в секторе • 8 бит • 3600 об/мин) / 60 = 7 618 560 бит/сек.
Диски записываемые по методу RLL можно подключать (с потерей ёмкости диска) к контроллерам, использующим метод записи MFM, обратная же операция приведет к плачевным последствиям. Из этого же следует метод "увеличения" размера диска — путём подмены с MFM на RLL типа записи контроллером, однако при этом он не позволяет обеспечить достаточную надежность хранения[15].
Компьютерные шины | |
---|---|
Основные понятия | Шина адреса • Шина данных • Шина управления • Пропускные способности |
Процессоры | BSB • FSB • DMI • HyperTransport • QPI |
Внутренние | AGP • ASUS Media Bus • EISA • InfiniBand • ISA • LPC • MBus • MCA • NuBus • PCI • PCIe • PCI-X • Q-Bus • SBus • SMBus • VLB • VMEbus • Zorro III |
Ноутбуки | ExpressCard • MXM • PC Card |
Накопители | ST-506 • ESDI • ATA • eSATA • Fibre Channel • HIPPI • iSCSI • SAS • SATA • SCSI |
Периферия | 1-Wire • ADB • I²C • IEEE 1284 (LPT) • IEEE 1394 (FireWire) • Multibus • PS/2 • RS-232 • RS-485 • SPI • USB • Игровой порт |
Универсальные | Futurebus • InfiniBand • QuickRing • SCI • RapidIO • IEEE-488 • Thunderbolt (Light Peak) |
ESDI.