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发表于 2008-1-29 13:35:49

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标签： ATA协议  

ATA协议学习笔记

本人近期因工作需要在学习ATA总线协议，为了更好的与同行学习交流，把我的学习笔记和心得发布出来。有兴趣的朋友欢迎加入讨论，也希望对ATA协议有研究的同行多多指点。谢谢！

1、什么是ATA协议？

ATA协议定义了ATA主机控制器与ATA存储设备之间的接口标准，它包括一下几个方面的内容：
（1）接口的物理电气特性
（2）接口信号定义
（3）接口寄存器定义
（4）数据传输中使用的命令定义
（5）数据传输协议
（6）数据传输时序

2、ATA接口信号定义

ATA物理接口共40根信号线，其中大部分信号由主机控制驱动，另一些由ATA设备（如硬盘）驱动，而16位数据线是双向驱动的。

 Interface signal name assignments

Description

Host

Dir

Dev

Acronym

Cable select

(See note 1)

CSEL

Chip select 0

 

®

 

CS0-

Chip select 1

 

®

 

CS1-

Data bus bit 0

 

«

 

DD0

Data bus bit 1

 

«

 

DD1

Data bus bit 2

 

«

 

DD2

Data bus bit 3

 

«

 

DD3

Data bus bit 4

 

«

 

DD4

Data bus bit 5

 

«

 

DD5

Data bus bit 6

 

«

 

DD6

Data bus bit 7

 

«

 

DD7

Data bus bit 8

 

«

 

DD8

Data bus bit 9

 

«

 

DD9

Data bus bit 10

 

«

 

DD10

Data bus bit 11

 

«

 

DD11

Data bus bit 12

 

«

 

DD12

Data bus bit 13

 

«

 

DD13

Data bus bit 14

 

«

 

DD14

Data bus bit 15

 

«

 

DD15

Device active or slave (device 1) present

(See note 1)

DASP-

Device address bit 0

 

®

 

DA0

Device address bit 1

 

®

 

DA1

Device address bit 2

 

®

 

DA2

DMA acknowledge

 

®

 

DMACK-

DMA request

 

¬

 

DMARQ

Interrupt request

 

¬

 

INTRQ

I/O read

 

®

 

DIOR-

I/O ready

 

¬

 

IORDY

I/O write

 

®

 

DIOW-

Passed diagnostics

(See note 1)

PDIAG-

Reset

 

®

 

RESET-

Note:

1 See signal descriptions for information on source of these signals

 

3、ATA接口的三种数据传输方式

 

（1）PIO（Programmable Input-Output）传输，可以分为PIO寄存器传输和PIO数据传输。PIO寄存器传输主要用于对ATA设备中的寄存器进行读写。读写的数据位数为8位DD[7:0]。ATA主机控制器根据所要读写的寄存器地址设置CS0_、CS1_、DA[2:0]地址信号，同时将DIOW_或DIOR_设为有效，ATA主机控制器或ATA设备驱动数据总线释放数据。当DIOW_或DIOR_撤销时，ATA主机控制器或ATA设备从数据总线上读取数据。对于PIO数据传输，所读写的地址为数据端口，读写数据为16位。

（2）MDMA（Multiword DMA）传输，用于数据传输。ATA主机控制器向ATA设备下达MDMA传输命令后，等待设备向主机发送DMARQ数据传输请求信号。当主机收到DMARQ信号后，向设备发送DMACK_响应信号。MDMA数据传输过程与PIO方式大致相同，也是通过DIOW_或DIOR_