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技術文章

扁平電纜連接器

IDE
IDE 集成開發環境:Integrated Develop Environment,電子集成驅動器:Integrated DriveElectronics

1.IDE(Integrated Development,集成開發環境)

集成開發環境（簡稱IDE）軟件是用于程序開發環境的應用程序，一般包括代碼編輯器、編譯器、調試器和圖形用戶界面工具。就是集成了代碼編寫功能、分析功能、編譯功能、debug功能等一體化的開發軟件套。所有具備這一特性的軟件或者軟件套（組）都可以叫做IDE。如微軟的VisualStudio系列，Borland的CBuilder,Delphi系列等。該程序可以獨立運行，也可以和其它程序并用。例如，BASIC語言在微軟辦公軟件中可以使用，可以在微軟Word文檔中編寫WordBasic程序。IDE為用戶使用VisualBasic、Java和PowerBuilder等現代編程語言提供了方便。不同的技術體系有不同的IDE。比如visualstudio.Net可以稱為C 、VB、C#等語言的集成開發環境，所以visualstudio.Net可以叫做IDE。同樣，Borland的JBuilder也是一個IDE，它是Java的IDE。zendstudio、editplus、ultra edit這些，每一個都具備基本的編碼、調試功能，所以每一個都可以稱作IDE。
IDE多被用于開發HTML應用軟件。例如，許多人在設計網站時使用IDE（如HomeSite、DreamWeaver、FrontPage，等等），因為很多項任務會自動生成。IDE集成代碼編輯，代碼生成，界面設計，調試，編譯等功能，目前還融合了建模功能。

2.IDE(Integrated Drive Electronics) 電子集成驅動器
它的本意是指把“硬盤控制器”與“盤體”集成在一起的硬盤驅動器。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，因為硬盤生產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。IDE這一接口技術從誕生至今就一直在不斷發展，性能也不斷的提高，其擁有的價格低廉、兼容性強的特點，為其造就了其它類型硬盤無法替代的地位。
IDE代表著硬盤的一種類型，但在實際的應用中，人們也習慣用IDE來稱呼*早出現IDE類型硬盤ATA-1，這種類型的接口隨著接口技術的發展已經被淘汰了，而其后發展分支出更多類型的硬盤接口，比如ATA、UltraATA、DMA、Ultra DMA等接口都屬于IDE硬盤。

PIDE硬盤
PIDE硬盤的傳輸模式有以下三種：PIO(Programmed I/O)模式、DMA(Driect MemoryAccess)模式、Ultra DMA(簡稱UDMA)模式。
PIO(ProgrammedI/O)模式的*大弊端是耗用極大量的CPU資源。以PIO模式運行的IDE接口，數據傳輸率達3.3MB/s(PIO mode0)-16.6MB/s(PIO mode 4)不等。

PDMA(Direct Memory Access)模式分為Single-Word DMA及Multi-WordDMA兩種。Single-Word DMA模式的*高傳輸率達8.33MB/s，Multi-Word DMA(DoubleWord)則可達16.66MB/s。

PDMA模式同PIO模式的*大區別是:DMA模式并不用過分依賴CPU的指令而運行，可達到節省處理器運行資源的效果。但由于UltraDMA模式
的出現和快速普及，這兩個模式立即被UDMA所取代。

PUltra DMA模式(簡稱UDMA)是Ultra ATA制式下所引用的一個標準，以16-bit Multi-WordDMA模式作為基準。UDMA其中一個優點是它除了擁有DMA模式的優點外，更應用了CRC(Cyclic RedundancyCheck)技術，加強了資料在傳送過程中偵錯及除錯方面的效能。

P自Ultra ATA標準推行以來，其接口便應用了DDR(Double DataRate)技術將傳輸的速度提升了一倍，目前已發展到Ultra ATA/100了，其傳輸速度高達100MB/s。

IDE控制器工作原理
無論你用計算機做什么，存儲系統都是整個系統的一個重要組成部分。實際上，大多數個人電腦都有一個或者多個諸如硬盤、CD-ROM、DVD刻錄機以及早期像軟驅這類存儲裝置。

通常情況下，這些設備都是通過IDE（集成設備電路Integrated DeviceElectronics的英文縮寫）接口與電腦相連的，IDE接口是用來連接存儲設備和計算機的標準方式。其實“IDE”并不是這項接口技術的真正名稱，*初人們管這種接口技術稱為“ATAttachment”，即Advanced TechnologyAttachment，也就是我們常說的ATA接口了，它*初是發展于IBM的“Advanced TechnologyPC”。下面，筆者將帶著大家了解IDE/ATA的演變和發展、插腳引線的作用和“主/從”的真正含義等基礎知識。

IDE的發展

IDE*初是作為一種電腦內部硬盤驅動器的標準連接方式。IDE背后的基本觀念就是硬盤驅動器和控制器應該集成在一起。控制器是一塊載有芯片的電路板，它能夠正確嚴密的指揮硬盤如何存儲和存取數據。絕大多數控制器都包含有一定容量的緩存（2MB或8MB）作為緩沖器，用來提高硬盤的性能。
在IDE誕生之前，控制器和硬盤的盤體是分開，并且多為是獨立的。換句話說，一家制造商生產的控制器可能就無法正常工作在另一家制造商生產的硬盤上。控制器與盤體之間的距離還會導致信號強度下降而影響性能表現。這對電腦使用者而言不能不算是一種損失。
IBM在1984年推出的“ATcomputer”有兩項關鍵性的技術革新。**，推出“ISA”的**代總線接口。新的ISA總線一次能夠傳輸16個bit位，而此前只能傳輸8位。**，IBM為其提供了一個將控制器和硬盤驅動器集成在一起的硬盤。一個帶狀的電纜通過ISA卡與電腦主機連接在一起，ATA接口就這么誕生了。
1986年，康柏（Compaq）公司把IDE驅動器引入到他們的桌面386系列中。這種聯合形式依然是建立在IBM的ATA標準上的。不久以后，其他賣主陸續開始提供IDE驅動設備，IDE也成為覆蓋整個整合驅動設備/控制器的代名詞。由于絕大多數的IDE設備都是基于ATA的，因此這兩種稱呼常彼此替代使用。

控制器、驅動器和主機適配器

現在絕大多數的主板都帶有IDE接口，我們常常聽見這種接口被叫作IDE控制器，而實際上這是不對的。接口實際上是一個主機適配器，也就是說它提供的是一種連接設備和計算機（主機）的方法。而真正的控制器是位于硬盤上的電路板，這也是它被稱為IDE——集成設備電路的原因。
*初IDE接口是用來連接硬盤設備的，而后發展成為一種通用接口用來連接軟驅、CD-ROM以及一些磁帶備份設備。雖然在內部設備中，IDE接口非常流行，但它們卻???為少有的用于外部設備的連接。
ATA發展至今經過多次修改和升級，每新一代的接口都建立在前一代標準之上，并保持著向后兼容性。**代是ATA-1，就是用于康柏桌面386系列的*初的標準規范。它被制定為“主/從”結構。ATA-1是建立在ISA96-pin標準連接器上的附屬設備，使用40或44pin的連接器和電纜。在44pin方案里，額外多出的4個引腳用來向那些沒有單獨電源接口的設備提供電力支持。另外，ATA-1同時提供DMA和PIO兩種方式傳送信號。ATA-2常被稱為EIDE (Enhanced IDE)、Fast ATA 或 FastATA-2，此時DMA已經完全執行于這個版本里了，標準DMA傳輸速度已經由ATA-1里的4.16MBps提升到16.67MBps了。ATA-2還提供對電源管理、PCMCIA卡和可移動設備的支持，通過標準尋址方法CHS（柱面、磁頭、扇區）支持*高8.4GB的硬盤容量。此外，ATA-2還引入LBA方式，這一方法突破了硬盤按照CHS方式訪問磁盤的老觀念，為適應以后硬盤容量的快速增長打下了的良好基礎。同時通過不斷升級的BIOS版本或者第三方軟件，能夠達到支持*大137.4GB的容量。只要你的電腦支持EIDE，就可以在CMOS設置中找到LBA（LBA，LogicalBlockAddress）或（CHS，Cylinder、Head、Sector）的設置選項。EIDE支持的硬盤數目也有增加，它允許主板上具有兩個插口，每個插口可以分別連接一個主設備和一個從設備，從而可以支持四個IDE設備。
隨著自我監控檢測和SMART等技術的介入，IDE驅動器被設計制造得更加可靠。ATA-3也增加了密碼保護措施來控制存取設備，提供了一個很有意義的**特性。
ATA-4融合的*大兩個特點就是支持Ultra DMA和整合了ATAPI（AT Attachment ProgramInterface）標準。ATAPI為CD-ROM、磁帶備份機和其它可移動存儲設備提供了通用接口。而在此之前，ATAPI是一個完全獨立的標準。伴著ATAPI的入盟，ATA-4對可移動介質的支持得到了立竿見影的改善效果，同時UltraDMA也將DMA的數據傳輸率從原有的16.67MB/s提高到了33.33MB/s。除此之外，在原有的40pin的接口和線纜基礎上，ATA-4外加了40個引腳，總共80個，其中的40根是地線，分散于標準的40根線纜之間用于增強信號質量。ATA-4也被叫做UltraDMA、Ultra ATA或Ultra ATA-33。
相比ATA-4，ATA-5主要的升級在于自動偵測設備使用的是何種線纜，40pin還是80pin？在使用80pin線纜時，UltraDMA傳輸率上升為更高的66.67MB/s。所以ATA-5也被稱為UltraATA-66。發展到后來，還出現了ATA-100/133兩個非正式標準，只是速度有所提升，不過由于硬盤內部傳輸速度的限制，100/133MBps只不過是一個標志罷了。

數據線纜

IDE設備使用的是扁平電纜連接器帶狀數據線來相互連接，每一條線都是平齊的位于另一條的旁邊，并非捆扎成束。數據線分為40股和80股兩種，兩頭都有一個連接器，并在距離主板2/3的距離的位置還有另一個連接器，而且數據線的長度不能超過46厘米以保證數據傳輸的完整性。標準的數據線連接器的顏色應該分為藍色、黑色和灰色三種。其中藍色一頭連接主板，黑色連接**個（主）設備，灰色連接**個（從）設備。沿著線纜的一邊有一條不同于數據線顏色的條紋，這是為了方便告訴用戶在這一邊是**引腳，以便正確的將數據線插入到設備中去，并且設備廠商還在連接器上下功夫，采取了“防倒插”設計思想，設置了一個卡扣，若線路接反是無法**去的。

主設備與從設備

一個單獨的IDE接口能夠支持2個設備。一般主板都采用雙IDE接口，可以提供四個IDE設備。因為控制器集成在設備之中，并沒有一個全局控制器來判斷哪一個設備正在與計算機通話。如果每個設備在單獨的接口上工作并不會有多大問題，但在同一線纜上增添**個設備則會帶來一點麻煩。
為了允許兩個設備工作在同一數據線上傳輸數據，IDE使用了一種特殊的“主/從”結構來解決這一問題。這種結構讓一個設備的控制器告訴其它設備什么時候能夠向主機發送或從主機接收數據。其實，實現的原理很簡單，從設備向主驅動器發出請求，考察其是否正在與主機通話。如果主設備空閑，那么從設備就可以進行連接了；如果主設備正在通話，則發出回應讓從設備等待并且適時通知何時能夠進行連接。
主機通過連接器上的第39號引腳來確定是否存在**個設備。39號引腳傳送的是一種特殊的信號，叫做DASP（DriveActive/Slave Present），用來檢測設備。
雖然驅動器可以工作在任何一個接口上，但還是建議主設備連接在數據線末端的接口上使用，并且設備上的跳線必須設置在正確的位置上以表明該設備是主設備。從設備必須將設備上的跳線拿去或者更改為特殊的設置，這取決于設備自身。同樣，從設備需要連接在數據線中間的那個連接器上面，控制器可以通過跳線的設置位置來確定自己是“主”還是“從”，這可以告訴設備該如何工作。每個驅動設備的都可以被設置成為“主”或者“從”，如果只有一個設備，那么它將永遠是主驅動設備。
許多設備都帶有一個特色的選項開關，稱為CableSelect。配合使用某些主板，這些設備能夠自動的配置成為“主”或者“從”。CableSelect的工作原理比較簡單，一個跳線裝置被安放在CableSelect開關上。其線纜本身就好像一個IDE的數據線，除了第28號引腳只連接主設備連接器。當打開計算機電源，IDE接口沿28號引腳發出信號，只有連在主設備連接器上的驅動器才能接收到。如果某一個驅動器接收到信號，則將自己配置為主設備，而沒有接收到的則默認配置為從設備了。

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