微型计算机原理与接口技术课件 第11章 硬盘与光盘接口

第11章硬盘与光盘接口第11章硬盘与光盘接口硬盘与固态硬盘接口光盘接口硬盘与固态硬盘接口目前，硬盘是微机上必配的存储设备。硬盘以金属作为盘基，同软盘一样，其尺寸也分为5.25in和3.5in，但存储容量比软盘要大得多，存取速度也比软盘快得多。硬盘分为两种类型：一种是活动硬盘，它的盘片是可更换的。另一种是固定硬盘，又称为温式盘（WinchesterDisk），在这种盘中，驱动器与盘片密封装在一起，因此防尘性好，而且没有活动硬盘的机械变动，因此定位精度高，可靠性高，提高了记录密度。目前在IBMPC系列机上所配备的几乎全都是固定盘，其容量从PC/XT的每盘10M字节发展到今天各种微机上的数百G字节到数T字节。IDE接口IDE（IntegratedDriveElectronics）接口又称为ATA（ATAttachment）接口。该接口是由著名PC兼容机制造商Compaq首先提出来的，其着眼点在于降低当时并不便宜的硬盘适配器的成本和增加硬盘驱动器的可靠性。它是由Compaq开发并由WesternDigital公司生产的控制器接口，是在ST506的基础上改进而成的。IDE接口数据传输速率的限制，最大数据传输速率为4MB/s。一个IDE接口只能串接2个硬盘驱动器。这是因为主机与硬盘的通信必须要通过BIOS预留给硬盘的1F0H~1F7H及3F6H和3F7H这10个I/O寄存器进行，因而限制了所接硬盘的数量。硬盘容量的限制，允许硬盘的最大容量为528MB。EIDE接口WesternDigital公司联合其他生产CD—ROM驱动器的厂商提出一个EIDE（EnhancedIDE）接口方案，也称为ATA-2（/fastATA接口）EIDE提供了两个接口插座，分别称为第一IDE（Primary）接口插座和第二IDE（Secondary）接口插座。每个插座又可连接两个设备，分别称为主（Master）和从（Slave）设备，因此最多可连接四个EIDE设备。EIDE接口的工作方式方式0：Normal方式。方式1：LBA（LogicalBlockAddressing）方式。方式3：LargeCHS方式。方式0：Normal方式，同IDE在此方式下对硬盘访问时,BIOS和IDE控制器对参数不作任何转换。在普通模式下支持的最大柱面数为1024,最大磁头数为16,最大扇区数为63,每扇区字节数为512。因此支持最大硬盘容量为:512×63×16×1024=528MB。方式1：LBA（LogicalBlockAddressing）在LBA模式下,设置的柱面、磁头、扇区等参数并不是硬盘实际的物理参数。将原来的28位看成是一个表示地址的数，BIOS程序将其转换成符合INT13要求的CHS，因此最大容量为：

228×512=128GB。但旧版BIOS使用10bit表示柱面数，8bit表示磁头数，6bit表示扇区数，因此最多可以支持8.4GB的容量（512×63×255×1024=8.4GB）。方式2：LargeCHS方式当硬盘的柱面超过1024而又不为LBA支持时可采用此种模式。LARGE模式采取的方法是把柱面数除以2,把磁头数乘以2,其结果总容量不变。例如,在NORMAL模式下柱面数为1220,磁头数为16,进入LARGE模式则柱面数为610,磁头数32。这样在DOS看来柱面数小于1024,即可正常工作。相反的转换进程由BIOS的INT

13H完成,以便取得正确的硬盘地址。LARGE模式支持的最大硬盘容量:512×63×32×512=528MBSCSI接口SCSI，SmallComputerSystemsInterface，小型计算机系统接口，SCSI是通用的外设接口标准，它不仅可以支持硬盘，还可以支持其它的外设如光盘等。SCSI接口SCSI早期只在小型机上使用,近年来也在PC机中采用。SCSI定义了一条总线，在这条总线上最多可以连接8个设备，挂在这条总线的设备通过协议互相交换数据。

SCSI是一个多任务接口，具有总线仲裁功能。因此，SCSI总线上的适配器和控制器可以并行工作，在同一个SCSI控制器控制下的多台外设也可以并行工作。SCSI接口SATA接口SATA，SerialATA，即串行ATA。是内部存储器设备的高性能串行接口标准，用于取代并行ATA技术。它是ATA接口从并行总线到串行总线体系结构的演变，从而能够突破并行ATA在提高传输速率上的电气方面的限制。SATA主要用于硬盘、DVD驱动器、CD-RW驱动器、可擦写光驱等存储设备与主机之间的高速数据交换。SATA的电缆和连接器SATA设备可直接与主机相连，也可以通过电缆相连。若直接连接，设备端的插头（a）和（b）直接插入主机的插座（g）中，采用交错技术设计以保证不会插错。若通过电缆连接，设备端的插头（a）与信号电缆一端的插头（c）相连，信号电缆另一端的插头（e）插入主机插座（f）上。信号电缆由2对信号线组成，每一对信号共用一个电缆外套。除了信号电缆，还有一个单独的电源电缆和电缆插头（d），一端可以直接与主机电源相连，另一端可以与设备电源插座（b）相连。m.2接口m.2，NextGenerationFormFactor，是Intel推出的一种新型的存储接口，可以提供更高的传输速度和更小的体积。m.2接口的出现是为了适应越来越轻薄的笔记本电脑和台式机的需求，用来取代传统的SATA接口和mSATA接口（迷你版SATA接口），实现更高效的数据存储和读取。m.2接口可以兼容多种通信协议，如SATA、PCIExpress、USB等。m.2接口有多种规格，主要分为两种类型：B