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硬盘 数据线 ATA协议
今天偶然在avan老哥的博客里看到了这样一篇文章：一个关于硬盘接口的问题。这个问题前些天我也碰到过，在学习IDE协议时也看到过相关问题的说明，只是每次看到的时候都因为“更重要”的问题而把它忽略了。看到avan老哥能够不耻下问，我也按捺不住，决定一探究竟，消除这个知识盲点。 riple
查看了ATA-5文档中的相关章节，获得了如下几点认识： riple
- 在80线的电缆上，可能有三个连接端，依次是：主机端（蓝色，在连接端子的侧面有一个缺口，可以看到里面的金属）、从设备端（黑色）、主设备端（黑色）；在40线的电缆上，这三个连接端的顺序是：主机端、主设备端、从设备端。 riple
- 引入80线电缆的原因是为了支持UDMA传输方式，所以主机必须区分是何种电缆才能确定采用哪种传输方式。 riple
- 40线电缆和80线电缆的连接端子是相同的（兼容性的考虑，余出来的40根电缆连接到Ground上），主机通过34脚（CBLID-: PDIAG-）输入的高低电平来判断是哪种电缆。判断的依据来自线缆本身，80线电缆的34脚在主机端是连接到Ground上的。 riple
- 40线电缆上，主、从设备端34脚和主机端34脚是直接连通的；80线电缆上，主、从设备上的34脚是通过电缆连通的，主机端的34脚连出来的线缆却不连接到任何一个设备端上，而是连接到Ground线上（这是线缆本身的连接方式，不是主板的连接方式）。同一根线，在线缆的不同段落上有不同的连接方式。 riple
- 需要注意的是：80线电缆上，34脚在主机端的定义和在设备端的定义是不同的。在主机端34脚被叫做CBLID-，供主机判断电缆的类型；在设备端被叫做PDIAG-，是主设备在上电自检时用来判断从设备是否完成自检的信号。80线电缆上，34脚在主机端是输入引脚（直连到地），在主设备端是输入引脚（连到从设备端），在从设备端是输出引脚（连到主设备端）。如下图所示。 riple
所以，avan老哥说的对调电缆造成传输速度下降的现象就好解释了。对调前，主机端的CBLID-信号通过80线电缆的主机端34脚连接到Ground线上，主机查询一下就知道是低电平，从而做出正确判断；对调后，主机端的CBLID-信号通过80线电缆的主设备端34脚连接到从设备端34脚上（很有可能悬空），主机查询不到一个确定是低电平的引脚，从而判断电缆为40线，在传输过程中就会采用速度低于UDMA的方式（PIO或MDMA）。 riple
IDE接口中还有一个CSEL（Cable Select）信号（28脚），它不是用来判断电缆类型的，而是用来配置电缆上的设备是否是主设备的。这个信号在主机端（主板上）连接到Ground上，通过线缆连接到主设备端上，设备通过这个低电平信号知道自己被配置成主设备；电缆上的从设备连接端子在28脚上是和电缆断开的，连接到这个端子上的设备就会认为自己是从设备。这就是为什么两块硬盘都配置成CS方式后，可以连接到同一根电缆上的原因——不同的连接位置决定了设备的主从关系。 riple
ATA接口发展了这么多年（ATA-8），为了保证向下兼容，产生了许多构思巧妙的设计。这些设计既要利用已有的形式，又要添加新的功能，真是难为了协议制定者。今天看来，ATA接口差不多发展到了头，能用于开发新功能和提升性能的物理形式都用上了。这可能就是并行总线在功能演进上的劣势：空间上的有限性限制了进一步发展的灵活性。而串行协议由于不具备空间上的扩展性，就充分发挥了时间上的可扩展性，在提高速度的同时还可以使功能定义具备极大的灵活性。 riple
SATA取代PATA应该是历史的必然。 riple
相关链接：http://www.t13.org/Documents/Default.aspx?DocumentType=4 riple
http://www.interfacebus.com/Design_Connector_IDE.html#top riple
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