计算机硬盘数据接口技术浅析

吴有才,王改芳

（中国地质大学（武汉）自动化学院，湖北武汉，430074）

计算机硬盘数据接口技术浅析

吴有才,王改芳

（中国地质大学（武汉）自动化学院，湖北武汉，430074）

计算机硬盘数据接口是硬盘与主机系统间的连接部件，作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘数据接口决定着硬盘与计算机之间的连接速度，在整个系统中，硬盘数据接口的优劣直接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。从硬盘的发展看，硬盘数据接口发展经历了以下不同的接口技术阶段，现浅析如下。

计算机硬盘；数据接口；硬盘容量；传输速度；编解码器；热插拔；比特率；带宽

1 ST-506/412接口

ST-506/412接口：这是希捷开发的一种硬盘接口，ST-506/412接口是PC/XT、AT时代的标准接口标准，但ST-506/412接口与ESDI接口互不兼容。目前这两种接口均已淘汰。

首先使用这种接口的硬盘为希捷的ST－506及ST－412。ST－506接口使用起来相当简便，它不需要任何特殊的电缆及接头，但是它支持的传输速度很低，因此到了1987年左右这种接口就基本上被淘汰了，采用该接口的老硬盘容量多数都低于200MB。早期IBM PC/XT和PC/AT机器使用的硬盘就是ST－506/412硬盘或称MFM硬盘-MFM（Modified Frequency Modulation）是指一种编码方案。

2 ESDI接口

ESDI接口：即（Enhanced Small Drive Interface）接口，它是迈拓公司于1983年开发的。其特点是将编解码器放在硬盘本身之中，而不是在控制卡上，理论传输速度是前面所述的ST-506的2－4倍，一般可达到10Mbps。

3 IDE及EIDE接口

IDE及EIDE接口：IDE（Integrated Drive Electronics）的本意实际上是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器，我们常说的IDE接口，也叫ATA（Advanced Technology Attachment）接口，现在PC机使用的硬盘大多数都是IDE兼容的，只需用一根电缆将它们与主板或接口卡连起来就可以了。把盘体与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度，数据传输的可靠性得到了增强，硬盘制造起来变得更容易，因为厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其它厂商生产的控制器兼容，对用户而言，硬盘安装起来也更为方便。

EIDE：EIDE（Enhanced IDE：增强性IDE）是Pentium以上主板必备的标准接口。主板上通常可提供两个EIDE接口。

增强型IDE接口是一个在你的计算机和它的大容量存储设备之间的标准电子接口。EIDE对集成电路设备的增强使得对大于528M字节的硬盘驱动器可寻址成为可能。EIDE还提供对硬盘驱动器的快速访问，支持内存直接访问(DMA)，并且通过AT附件包接口支持附加磁盘，包括CD-ROM和磁带设备。当对你的计算机进行升级，增加一个更大的磁盘驱动器或其他驱动器，一个EIDE“控制器”可以插入它的卡片槽中加入你的计算机。访问大于528M字节的驱动器时，EIDE （或与它一起提供的基本输入/输出系统）使用28位的逻辑字组地址(LBA) 来标明磁盘上的实际柱面，头以及数据的扇区。LBA 的28位地址提供了足够的信息来标明高达8.4 GB 容量的磁盘驱动器的每个扇区。EIDE 在1994年被ANSI 做为一种标准采用。ANSI 把它叫做高级技术附加装置-2（它也叫做“高速硬盘接口”）。

4 光纤通道接口技术

光纤通道的英文拼写是Fibre Channel，和SCSI接口一样光纤通道最初也不是为硬盘设计开发的接口技术，是专门为网络系统设计的，但随着存储系统对速度的需求，才逐渐应用到硬盘系统中。光纤通道硬盘是为提高多硬盘存储系统的速度和灵活性才开发的，它的出现大大提高了多硬盘系统的通信速度。光纤通道的主要特性有：热插拔性、高速带宽、远程连接、连接设备数量大等。

5 SCSI接口技术

SCSI的英文全称为“Small Computer System Interface”（小型计算机系统接口），是同IDE（ATA）完全不同的接口，IDE接口是普通PC的标准接口，而SCSI并不是专门为硬盘设计的接口，是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低，以及热插拔等优点，但较高的价格使得它很难如IDE硬盘般普及，因此SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站中。

6 SATA接口技术

SATA使用SATA（Serial ATA）口的硬盘又叫串口硬盘，是未来PC机硬盘的趋势。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式确立了Serial ATA 1.0规范。2002年，虽然串行ATA的相关设备还未正式上市，但Serial ATA委员会已抢先确立了Serial ATA 2.0规范。Serial ATA采用串行连接方式，串行ATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。

串口硬盘是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型，由于采用串行方式传输数据而知名。相对于并行ATA来说，就具有非常多的优势。首先，Serial ATA以连续串行的方式传送数据，一次只会传送1位数据。这样能减少SATA接口的针脚数目，使连接电缆数目变少，效率也会更高。实际上，Serial ATA仅用四支针脚就能完成所有的工作，分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据，同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。其次，Serial ATA的起点更高、发展潜力更大，Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/sec，这比目前最快的并行ATA(即ATA/133)所能达133MB/sec的最高数据传输率还高，而在已经发布的Serial ATA 2.0的数据传输率将达到300MB/sec，最终Serial ATA 3.0将实现600MB/sec的最高数据传输率。

7 结束语

通过以上的阐述使我们对硬盘的数据接口技术有了一个比较清晰的认识，使得我们将来在购买或使用计算机时能帮助我们更好的选择和使用好计算机硬盘资源，减少不必要的浪费和少走弯路，做到事半功倍。

[1] 何宏，《微型计算机原理与接口技术》，天津大学出版社，2007.3

[2] 李大友，《微机接口技术概述》，清华大学出版社，1997

[3] 杨继东，《微机接口技术》，重庆大学出版社，1997

图1

4 结论

本文设计的汽车刹车灯，可以使后方的车辆在你踩刹车之前就知道你已经在松油门减速了，给了一定的反应时间，而且采用的透明OLED既然不会影响驾驶员的视野，也能有更好的聚光效果，并且可以自主发光，无需背光源。通过多层圆环的OLED来显示刹车力量的程度，给后车保持良好的距离。

参考文献

[1]袁野. 电动汽车刹车系统的研究[D].北京交通大学,2011.

[2]崇良. 提醒后方的闪光式刹车灯[J]. 实用电子文摘,1996,09:74.

[3]林智勇. 机动车刹车灯开关技术改进探讨[J]. 科技致富向导,2014,09:284-285.

[4]娄晓梅,诸定昌. 高位刹车灯的种类和特性[J]. 灯与照明,1999,03:7-12.

[5]王利君. 福特德国测试电子刹车灯 提前事故预警[J]. 轻型汽车技术,2013,09:14.

Analysis of computer hard disk data interface technology

Wu Youcai，Wang Gaifang
（School of Automation，China University of Geosciences，Wuhan Hubei，430074）

From the development of hard disk,hard disk data interface development has experienced the following different interface technology stage, is as follows.

computer hard disk；data interface；hard disk capacity；transmission speed；codec；hot swap；bit rate；bandwidth

牟洪江(1987—)，男，硕士，重庆城市管理职业学院教师,研究方向：集成电路设计