Последовательный интерфейс

Внимание!!! При не совсем корректном поведении "мыши" (неустойчивая работа, скачки, неравномерное движение) надо обратить свое внимание на установки BIOS. "Мышь" может быть подключена к последовательному порту на базе микросхемы 16550. В этом случае возможно придется отключить аппаратные функции микросхемы, чтобы она действовала как более старая микросхема 8250. В "BIOS Setup" этот параметр может быть обозначен как включение и отключение FIFO (аппаратного буфера очереди).

COM1/2 MIDI

опция переключения портов COM1 или COM2 в режим совместимости с MIDI-интерфейсом. Осуществляется это через "Enabled", естественно при подключении MIDI-устройства к одному из COM-портов.

Функция может называться "Serial Port 1/2 MIDI".

- COMn MIDI Для переключения портов COM1 или COM2 в режим совместимости с MIDI (Musical Instrument Digital Interface - цифровой интерфейс музыкальных инструментов). В этом режиме частота тактирования приемопередатчика порта повышается, чтобы при настройке на стандартную скорость 28800 бит/с (делитель частоты 4) порт фактически работал на стандартной для MIDI скорости 31250 бит/с. Однако это не делает последовательный порт программно совместимым с MIDI-портом звуковых карт - кроме адаптера, понадобится еще и программная поддержка обычного COM-порта.

MIDI (Musical Instrument Digital Interface - "цифровой интерфейс музыкальных инструментов) - стандарт, предложенный в 1983 г. фирмой "Roland" и тогда же утвержденный. Стандарт определялся как интерфейс обмена цифровой информацией между различными музыкальными устройствами, его поддерживающими. Стандарт MIDI был установлен благодаря усилиям производителей электронных музыкальных инструментов (ЭМИ), и жестко определял протокол передачи информации между ЭМИ, а также различными дополнительными устройствами - секвенсорами, семплерами и т.д. Передача данных в интерфейсе осуществляется аналогично тому, как это происходит в последовательном интерфейсе ПК - т.е. порциально, в виде отдельных коротких сообщений. Электрически интерфейс MIDI представляет собой соединение типа "токовая петля".

При переключении портов COM1 или COM2 в режим совместимости с MIDI-интерфейсом частота тактирования приемопередатчика порта повышается, чтобы при настройке на стандартную скорость 28800 бит/с (делитель частоты 4) порт фактически работал на стандартной для MIDI скорости 31250 бит/с. Однако это не делает последовательный порт программно совместимым с MIDI-портом звуковых карт; понадобится еще и программная поддержка обычного COM-порта.

IrDA - аббревиатура от "Infrared Data Association". Иногда можно встретить в литературе "D", как "Device", но это неверно. Ассоциация была создана в 1993 г. для решения накопившихся проблем по обеспечению совместимости оборудования от разных производителей, а также для стандартизации подходов к IrDA-интерфейсу. Создание такой ассоциации - один из успешных примеров взаимодейстия различных разработчиков, производителей аппаратного и программного обеспечения, направленного прежде всего на рынок. Примеров тому немало, прежде всего, "MPEG", "VESA" и т.п. Такое же буквосочетание закрепилось и как название интерфейса с использованием инфракрасного порта, обеспечивающего беспроводное подключение периферийных устройств низкого и среднего быстродействия, которые расположены в непосредственной близости от ПК.

Корректная работа приемопередатчиков инфракрасного диапазона может осуществляться на расстоянии нескольких метров. Для инфракрасного излучения непреодолимым препятствием являются стены помещений. Отсюда и ограничения по применению интерфейса. Интерфейс работает по тому же принципу, что и пульты управления бытовой радиоаппаратурой. IrDA-интерфейс "встраивается" в современные компьютеры, им обладают некоторые модели принтеров, проекционных аппаратов, т.п.

В процессе выработки стандартов появилось и разделение систем по скоростным характеристикам, хотя в данном случае, что является причиной, а что следствием? Низкоскоростные системы работают на скоростях до 115,2 Кбит/с, системы средней скорости - до 1,152 Мбит/с. Высокоскоростные системы пригодны даже для обмена информацией между компьютерами, поскольку скорость обмена достигает 4 Мбит/сек. В настоящее время действует стандарт IrDA 1.1, а также собственные системы компаний "Hewlett- Packard" (HP-SIR - Hewlett-Packard Slow Infra Red) и "Sharp" (ASK - Amplitude Shifted Keyed IR). Протокол последовательного интерфейса IrDA версии 1.0 обеспечивал пропускную способность в пределах от 2,4 до 115,2 Кб/с и позволял работать с клавиатурой, мышью, принтером, динамиками, т.п. Версия протокола 1.1 повысила пропускную способность до 1,152-4 Мбит/с. По значениям скоростей обмена это выглядит также следующим образом:

Sharp ASK - 9,6-57,6 Кбит/с,

IrDA SIR (Slow Infra Red), HP-SIR - 9,6-115,2 Кбит/с,

IrDA MIR (Middle Infra Red) - до 1,152 Мбит/с,

IrDA FIR (Fast Infra Red) - до 4 Мбит/с.

И еще! "Amplitude Shift Keying" - метод манипуляции сдвигом амплитуды, или проще говоря, метод амплитудной модуляции.

На скоростях до 115,2 Кбит/сек для инфракрасной связи используются приемопередатчики UART, совместимые с микросхемами 16450/16550. Это означает, что для инфракрасной связи может использоваться один из COM-портов (COM2). Для подключения устройств, обеспечивающих интерфейс, используется разъем системной платы (IR Connector).

На средних и высоких скоростях применяются специализированные микросхемы, ориентированные на интенсивный программноуправляемый обмен или DMA, с возможностью использования режима "Bus-Master".

IR Connector (разъем для инфракрасного излучателя/приемника) подключается к одному из встроенных COM-портов (обычно COM2) и позволяет установить беспроводную связь с любым устройством, снабженным подобным излучателем и приемником.

Внимание! Если в ПК нет встроенного ИК-порта, то для его организации используется специализированный адаптер, подключаемый к разъему ИК-связи (SIP - Serial Infrared Port) на материнской плате или к разъему последовательного порта RS-232C.

UART2 Mode Select

наличие такой опции в "BIOS Setup" означает, что системная плата поддерживает IrDA-функцию. Сама же опция является "подчиненной", поскольку ее активирование напрямую связано с предварительным включением опции "Onboard Serial Port 2"(241) или ей аналогичной. Хотя могут существовать и более "хитрые" варианты. Но, как правило, опция установки режима инфракрасного интерфейса становится недоступной, если в системе отключен соответствующий последовательный порт.

Если используется последовательный порт COM2, то это поле нужно установить в "Normal". В остальных случаях эта опция служит для установки типа, или можно сказать, спецификаций IrDA-стандарта, поддерживаемого IrDA-периферийным устройством. Правда, значение "Standard" в разных версиях BIOS может обозначать и стандартный RS-232C-интерфейс, и поддержку последовательного инфракрасного интерфейса. При активировании IrDA-функции становятся доступными пользователю опции "RxD, TxD Active" и "IR Transmission Delay". Приводим почти все множество возможных вариантов используемых значений:

"Normal",

"Default" - порт функционирует как стандартный последовательный порт,

"Standard" - см. выше,

"IrDA 1.0" (или просто, "IrDA") - инфракрасный интерфейс, совместимый со спецификацией 1.0,

"IrDA 1.1" - инфракрасный интерфейс, совместимый со спецификацией 1.1,

"IrDA SIR" или "SIR",

"IrDA MIR" или "MIR",

"MIR 0.57M" - инфракрасный порт со скоростью в 0,57 Мбит/сек.,

"MIR 1.15M" - инфракрасный порт со скоростью до 1,152 Мбит/сек.,

"IrDA FIR" или "FIR",

"Sharp IR" - интерфейс со скоростью передачи до 4 Мбит/сек.,

"HPSIR" - поддержка инфракрасного интерфейса с форматом фирмы "Hewlett-Packard",

"ASKIR" - Amplitude Shift Keyed Infrared port,

"Consumer",

"Disabled" - второй последовательный порт отключен.

В разных версиях BIOS аналогичная функция может называться "UART 2 Mode", "Onboard UART 2 Mode", "Infra Red Function", "IR Mode Select", "UR2 Mode", "UART2 Use Infrared", "Onboard IR Function", "IR Function", "Serial Port2 Mode", "Serial 2 Mode" или "Serial Mode".

Еще одна интересная опция (опять таки только для второго порта) - "Mode". И еще один вариант возможных значений:

"Normal",

"IrDA",

"ASK-IR",

"MIDI" - порт используется как MIDI-порт.

Еще одна опция - "Serial Port 2 IR Mode", и с минимальным набором значений: "Disabled" (по умолчанию) и "Enabled".

x RxD, TxD Active

- опция установки полярности сигналов приема/передачи инфракрасного интерфейса. Стоит упомянуть, что "RxD" означает receiver (приемник), а "TxD" - transmitter (передатчик). Для установки параметра необходимо из документации выяснить, в каком режиме должны работать эти сигналы приемопередатчика. В качестве значений используются комбинации параметров "High" и "Low". Опция может принимать значения: "Hi,Lo", "Lo,Hi", "Lo,Lo" и "Hi,Hi".

x IR Transmission Delay

- при выборе "Enabled" устанавливается режим медленной передачи данных, что может быть рекомендовано при появлении ошибок. Установка в "Disabled" снимает ограничения (задержки) на скоростные характеристики интерфейса.

IR Duplex Mode

- опция для выбора дуплексного или полудуплексного режима работы инфракрасного порта. По умолчанию устанавливается "Half". Другим значением является естественно "Full" (дуплекс). Стоит напомнить, что под дуплексом понимают двунаправленную передачу данных, которая может происходить в двух направлениях в одно и то же время. При полудуплексе передача данных в некий момент времени происходит только в одном направлении. Эта опция доступна, если функция "UART2 Mode Select"(288) (или ей аналогичная) установлена в "HPSIR" или "ASKIR". В некоторых редких случаях к стандартным двум значениям опции может быть добавлено третье - "N/A" (нет ответа). Пожалуй, действительно нет ответа.

В некоторых версиях BIOS аналогичная функция может называться "IR Transfer Mode", а параметры могут звучать как "Half-Duplex" и "Full-Duplex". Опция может называться также "UR2 Duplex Mode", "UART 1/2 Duplex Mode", "Duplex Mode", "Duplex Select", "InfraRed Duplex Type", "IR Function Duplex", "IR Transmission Mode".

В некоторых случаях в параметрах установки может появиться значение "Disabled", как отказ от использования инфракрасного порта. Присутствие в наименованиях опций конкретного указания на второй последовательный порт может говорить только об одном: соединительный кабель уже опциально подключен ко второму последовательному порту, использование первого последовательного интерфейса в качестве инфракрасного не допускается и т.п.

Параллельный интерфейс

Существует четыре основных типа параллельных портов: однонаправленный, двунаправленный, EPP и ECP. Большинство современных компьютеров поддерживают все эти режимы.

Однонаправленный. Самый простой, медленный и устаревший вариант. Этот интерфейс был 4-разрядным. Данные могли передаваться только в одном направлении со скоростью около 40-80 Кб/с. Функционирование порта было возможно через линии состояния.

Стандартный параллельный порт (Standard Parallel Port). Как правило, обозначается как "Normal" или "SPP". Это 8-разрядный порт вывода с возможностью чтения сигналов с выходных линий, с синхронизацией по опросу или по прерываниям и максимальной скоростью передачи данных от ПК к периферийному устройству, равной 140 Кб/с. Сигнальные линии порта обеспечивают обратную связь с принтером или другим устройством. При помощи такого порта можно связать два компьютера. Обмен данными при этом осуществляется тетрадами. Порт может использоваться для ввода информации по линиям состояния, максимальная скорость ввода при этом примерно вдвое меньше.

Двунаправленный порт типа 1. Этот 8-разрядный порт впервые появился в ПК семейства PS/2 фирмы "IBM". В компьютерах PC он обозначается как параллельный порт типа PS/2. Скорость передачи данных - от 80 до 300 Кб/с и зависит от производительности подключенного устройства и программного драйвера. Передача данных в обоих направлениях в штатном режиме позволяет внешнему устройству сообщать детальную информацию о своем состоянии.

Двунапрвленный порт типа 3 стал новым шагом корпорации "IBM" в развитии своей технологии. Порт обладает очень высокой производительностью благодаря использованию прямого доступа к памяти (DMA).

EPP (Enhanced Parallel Port) - усовершенствованный параллельный порт. Двунаправленный протокол EPP был разработан фирмами "Intel", "Xircom" и "Zenith Data Systems" для высокоскоростных устройств, например, внешних накопителей, сетевых адаптеров, ZIP- и CD-ROM-дисководов, и позволяет достичь скорости в 2 МБ/с, максимальной скорости передачи данных для параллельных портов. При разработке этого варианта интерфейса было изменено назначение некоторых сигналов, введены 8-разрядный ввод данных, 16-байтовый аппаратный FIFO-буфер, возможность адресации нескольких логических устройств. Последнее сделало возможным обращение к нескольким устройствам в случае, если каждое из них подключено "сквозь" другое. Когда при установке режимов в "BIOS Setup" выбирается EPP, возможно (зависит от версии BIOS) будет предложено выбрать версию такого порта: 1.7 или 1.9. Для большинства периферийных устройств, выпущенных в последние годы, следует выбрать "EPP 1.9".

ECP (Enhanced Capabilities Port) - порт с расширенными возможностями. В 1993 г. "Hewlett-Packard" и "Microsoft" разработали протокол ECP, позднее включенный в стандарт IEEE 1284. Он был предназначен специально для подключения к компьютерам высокоскоростных периферийных устройств (сетевых принтеров, сканеров, цифровых видеокамер, т.п.), для увеличения скорости, улучшения двустороннего общения между устройством и компьютером, а также для повышения мощности сигналов при соединении с периферией. Протокол стал обеспечивать скорость передачи до 2,5 МБ/с. В ECP также была реализована возможность одновременного подключения нескольких периферийных устройств. Если принтер (или другое периферийное устройство) поддерживает ECP, можно получать отчеты о состоянии и ошибках непосредственно от устройства. Кроме того, введены возможность разделения передаваемой информации на команды и данные, поддержка DMA и сжатия передаваемых данных методом RLE (Run-Length Encoding - кодирование повторяющихся серий).

Чтобы внешний MPEG-декодер (устройство захвата видео) на параллельном интерфейсе достиг оптимальной скорости передачи данных, последний должен быть сконфигурирован в BIOS как ECP. Необходимо помнить, что эта эффективность достигается и за счет выделения собственного DMA-канала. При наличии проблем с режимом "ECP" следует перейти на более "спокойный" "EPP".

Parallel Port Mode

(режим работы параллельного порта). Естественно, что эта опция не может быть активной при запрещении использования параллельного порта. Параметр позволяет задать режимы работы параллельного порта в соответствии со стандартом IEEE 1284. Однако надо помнить, что существуют устройства, выполненные с отклонениями от стандарта IEEE 1284, например, некоторые платы (устройства сопряжения) от фирмы "Xircom". Для совместимости с такими платами в большинстве версий BIOS существуют различные параметры установки режима "ECP+EPP". Какую версию режима выбрать, необходимо выяснить из документации на подключаемое устройство или проверить экспериментально.

Следует учитывать, что скорость обмена для некоторых устройств может быть существенно увеличена при правильной установке режима работы порта принтера, например, для внешних устройств хранения информации типа Iomega ZIP.

Может принимать значения: "Normal" (или "SPP"), "EPP", "ECP", "ECP + EPP" (интегрированная опция).

Функция может называться "Onboard Parallel Mode", "Parallel Mode" или "Parallel Port Type".

Опция может называться и просто "Mode", но если речь идет о конфигурационном меню параллельного порта.

В современных версиях "AMI BIOS" режимы работы параллельных портов имеют следующие наименования: "Compatible" (AT/PC- совместимый, что означает простейший однонаправленный порт. Иногда такой параметр может называться "Output Only"), "Bi-directional" (двунаправленный), а также "EPP" и "ECP".

x ECP DMA Select

- (выбор канала DMA для режима ECP). Параметр активизируется только при разрешении режима "ECP" или "ECP+EPP". Может принимать значения: "1" (или, например, "DMA 1"), "3" (по умолчанию), "Disabled" (запрещено использовать DMA-канал, или "N/A"). При выборе режима ECP порт будет использовать 8-разрядный канал DMA к памяти шины ISA (обычно DMA3).

Функция может называться "ECP Mode Use DMA", "Parallel Port DMA Channel" или просто - "DMA Channel".

x EPP Mode Select

- аналогично, как и для "ECP". Возможный выбор параметра: "EPP 1.7", "EPP 1.9". Как правило "1.9" стабильнее и быстрее. К сожалению информации по этому вопросу очень мало.

Функция может называться "Parallel Port EPP Type" или "EPP Version".

HD

32 Bit I/O

данная опция "Phoenix BIOS" предлагает два значения:

"Enabled" - передача данных между центральным процессором и IDE-интерфейсом будет производиться с шириной полосы в 32 бита. Устанавливается по умолчанию,

"Disabled" - ширина полосы пропускания составляет 16 бит.

Опция может называться "IDE 32-bit Transfer Mode". Опция "AMI BIOS" может называться "32 Bit Transfer Mode", а ее значения - "On" и "Off".

Естественно, что установка "Enabled" (или "On") допускается, если локальная шина поддерживает 32-разрядную передачу данных. Ведь речь идет не о жестком диске. Достаточно рассмотреть назначение 40 контактов разъема жесткого диска и увидеть 16-разрядную структуру данных. Установив "Disabled", пользователь не снижает скоростные характеристики процессов чтения/записи в самом жестком диске, но при этом снижается общая производительность host-шины.

Hard Disk Access Control

- эта опция, в отличие от "Floppy Disk Access Control (R/W)"(283), была замечена только в "AMI BIOS". Назначение же абсолютно идентично. Значения параметра таковы: "Read-Write" или "Read-Only".

Hard Disk Read Ahead 1

Hard Disk Read Ahead 2

- (опережающее чтение жесткого диска 1(2)). Попробуем понять смысл т.н. опережающего чтения. Если с носителя читается сектор данных z, то вполне вероятно, что следующей командой в следующий момент времени будет произведено чтение сектора z+1. Если система предоставляет возможность прочитать оба сектора сразу, в одном блоке данных, то это будет иметь значительный эффект при удачном предсказании последующей операции чтения. Реакция на команду чтения в отношении сектора z+1 будет мгновенной, т.к. данные будут уже находиться в специальном кэш-буфере.

Данная опция "Phoenix BIOS" предлагает два значения, "Enabled" и "Disabled", последнее из которых необходимо при работе с "Windows NT" или "OS/2".

HDD S.M.A.R.T. Capability

- (возможность S.M.A.R.T. диагностики). Опция позволяет разрешать/запрещать диагностику состояния жесткого диска в соответствии с требованиями S.M.A.R.T.-спецификаций. Авторы BIOS, к сожалению, не раскрывают механизма функционирования S.M.A.R.T.-диагностики в BIOS, поэтому не совсем понятно, каким образом обрабатывается информация от жесткого диска, так как граничные значения параметров жесткого диска зависят от конкретного производителя. Предполагается, что S.M.A.R.T. генерирует для BIOS или драйвера операционной системы отчет о возникшей неполадке. При разрешении параметра и нарушении нормального функционирования жесткого диска BIOS выдает на экран соответствующее сообщение до появления таблицы с характеристиками компьютера. Может принимать значения:

"Enabled" (разрешено),

"Disabled" (запрещено).

"AMI BIOS" содержит аналогичную функцию под названием "S.M.A.R.T. for Hard Disks", а "Phoenix BIOS" - "SMART Monitoring".

S.M.A.R.T. (Self-Monitoring, Analysis And Reporting Technology - "Самоконтроль, анализ и отчетность") - технология, разработанная и предложенная компаниями "IBM" и "Compaq", ставшая открытым промышленным стандартом и поддержанная позднее компаниями "Seagate", "Quantum", "Western Digital" и др. Впервые технология была разработана в 1992 г. "IBM" и коснулась она прежде всего SCSI-устройств. Лишь в 1995 г. технология была реализована для IDE/ATA-интерфейса. Стандарт изначально был направлен, прежде всего, на усовершенствование доступа к дисковой информации и на повышение надежности хранения данных.

S.M.A.R.T. позволяет контролировать множество параметров накопителя, осуществляя раннюю диагностику и профилактику сбоев, формировать прогноз и предупреждать о возможных проблемах накопителя и т.п. К контролируемым параметрам можно отнести, например, высоту полета головок над поверхностью диска, скорость передачи данных, количество перенесенных (передвинутых в другие области) секторов и неудачных попыток чтения и записи и т.п.

Для анализа надежности жесткого диска используются две группы параметров. Первая характеризует параметры естественного старения жесткого диска:

- количество циклов включения/выключения (старт/стоп),

- количество оборотов двигателя за время работы,

- количество перемещений головок.

Вторая группа параметров информирует о текущем состоянии накопителя. К этим параметрам относятся:

- расстояние между головкой и поверхностью диска,

- скорость обмена данными между поверхностью носителя и дисковой кэш-памятью,

- количество переназначений плохих секторов (когда вместо испорченного сектора подставляется свободный исправленный),

- количество ошибок поиска,

- количество операций перекалибровки,

- скорость поиска данных на диске.

Обычно вся эта информация записывается на серводорожках, недоступных аппаратным и программным средствам общего пользования.

Технология S.M.A.R.T. прошла в своем развитии через 3 стадии: от мониторинга совокупности определенных параметров диска и обеспечения предсказания ошибок через выполнение ряда профилактических операций в состоянии ожидания или покоя (idle mode) до определения сбойных секторов с попытками их восстановления. Все эти алгоритмы уже реализованы в электронике современных дисков.

Вкратце наименования некоторых "фирменных" технологий:

"Quantum" - SPS (Shock Protection System), DPS (Data Protection System),

"Seagate" - SeaShield,

"IBM" - DFT (Drive Fitness Test), Drive-TIP (Temperature Indicator Processor),

"Western Digital" - Data Lifeguard.

IDE Buffer for DOS & Win

опция разрешения/запрещения использования чипсетом предназначенного для IDE-интерфейса буфера упреждающего чтения (read-ahead) и отложенной записи (posted-write). "Enabled" устанавливается по умолчанию. В некоторых версиях BIOS данная опция предлагает изменять размер такого буфера. Включая буфер или увеличивая размер буфера, пользователь может повысить пропускную способность при работе с IDE-устройствами. Правда, в зависимости от конкретной конфигурации ПК, существует возможность, что более медленные IDE-устройства могут заработать еще медленнее. Так что включение опции (или изменение размера буфера) потребует опытной проверки. Стоит отметить, что эта опция уже не встречается в таком виде.

IDE Burst Mode

- установка данной опции в "Enabled" может означать только одно из двух возможных действий. Во-первых, на командном уровне управления жесткими дисками нет т.н. "потоковых" команд. Речь может идти об операциях множественного чтения/записи. Тогда в этом случае данная опция ничем не отличается от тех функций, с помощью которых устанавливаются режим блочной передачи данных и размер блока. Во-вторых, жесткий диск может содержать в себе достаточно объемный буфер, обращение к которому со стороны процессора происходит как к кэш-памяти. Ведь именно по отношению к работе с кэш-памятью в свое время и вводились механизмы "потоковых" операций. Стоит напомнить, что современные EIDE-диски имеют "на своем борту" 2 МБ такой RAM-памяти. Стоит также упомянуть, что установка в "Enabled" сокращает также задержку между каждым циклом чтения/записи.

Поскольку данная опция появилась не сегодня, то не вызовет удивления предупреждение в документации, что жесткий диск должен поддерживать эту функцию. Если никаких препятствий для включения опции нет, то она и должна быть включена.

Опция может называться также "IDE Bursting".

IDE Data Post Write

- установив "Enabled", можно значительно ускорить процессы чтения/записи IDE-интерфейса. Но если интерфейс не содержит буфера отложенной записи, то включение опции может вызвать нестабильность в работе IDE-интерфейса. Появление ошибок потребует установки значения "Disabled".

Опция может называться также "IDE Data Port Post Write", "IDE Fast Post Write".

Функция может быть представлена в виде двух опций (для каждого из каналов): "Primary IDE Post Write Buffer", "Secondary IDE Post Write Buffer" и со значениями "Disabled", "Enabled", "5T", "6T".

Функция может быть представлена и в виде комбинированных опций:

"PM: Prefetch And Posting" (Primary Master)

"PS: Prefetch And Posting" (Primary Slave)

"SM: Prefetch And Posting" (Secondary Master)

"SS: Prefetch And Posting" (Secondary Slave)

Цифровые значения, встречающиеся в подобных опциях, указывают на количество тактов ожидания, установка которых может потребоваться для увеличения стабильности работы интерфейса.

Дополнительную информацию см. ниже в опции "IDE Prefetch Buffer"(312).

IDE DMA Transfer Mode

- опцией устанавливается режим передачи по DMA-каналам для IDE-интерфейса. Опция предоставляет следующие значения:

"Disabled",

"Type B" (for EISA),

"Standard" (для PCI). Наиболее быстрый режим, однако могут возникнуть проблемы с IDE CD-ROM. Стандартный режим обозначается также как "type F" (см. дополнительно раздел "DMA").

Хотя режимы программируемого ввода-вывода (PIO) являются стандартным методом, поддерживаемым в серийных устройствах IDE (см. ниже), и отличаются высокой совместимостью, существуют и другие способы повышения скорости обмена с жесткими дисками. Режимы PIO в дисковых контроллерах IDE получили более широкое распространение, в сравнении с режимами DMA, в связи с тем, что прерывание BIOS Int 13 и драйверы операционных систем поддерживают режим PIO, а не DMA. Уточним, режимы PIO поддерживаются всеми без исключения системами. Это означает, что для использования режимов DMA требуется поддержка со стороны BIOS, необходимы специальные контроллеры, а также драйверы для разных платформ и, что вполне естественно, учитывающие специфику как отдельных чипсетов, так и конкретных устройств. Поэтому, да и по другим причинам также, в однозадачных системах более предпочтительными являются режимы PIO, в многозадачных же - режимы DMA.

Метод "прямого доступа к памяти" (DMA) основан на передаче данных между диском и памятью компьютера без использования центрального процессора. Тип B для DMA в свое время был определен в спецификации EISA и обеспечивал обмен со скоростью 4 МБ/сек. Этот метод давал преимущество в сравнении со стандартной скоростью для шины ISA, но уступал характеристикам SCSI-интерфейса.

С развитием технологии локальных шин, конкретно спецификации PCI, был предложен новый вариант обмена с использованием DMA - тип F, обеспечивающий скорость 8.33 и 16.67 МБ/сек. В соответствии с возможностями существовавших на тот момент электронных компонентов была предложена спецификация DMA Mode 1 с циклом 150 нсек., обеспечивающая скорость обмена до 13,3 МБ/сек. за счет передачи нескольких слов за один запрос (режим Multiword-DMA). Уже в конце 1993 г. была налажена поставка соответствующих комплектов микросхем для производителей жестких дисков и DMA-контроллеров.

Сразу необходимо отметить, что инициирование DMA-передачи данных занимает довольно много времени, поэтому такой режим работы имеет смысл только тогда, когда передаются друг за другом сразу несколько слов данных в течение одного сеанса работы с шиной. При одиночном режиме устройство для передачи каждого слова вырабатывает сигнал запроса DMARQ (DMA Request) и сбрасывает его по сигналу DMACK# (DMA Acknowledge), подтверждающему каждый цикл обмена. При множественном режиме на сигнал "DMARQ" хост отвечает потоком циклов, сопровождаемых сигналами "DMACK#". При этом запрос не снимается на весь период передачи данных.

Каждый из режимов PIO и DMA имеет несколько разновидностей, характеризующих способ обмена и длительность цикла передачи одного слова, от которых зависит скорость передачи. Режимы DMA делятся на однословные (single word) и многословные (multiword), характеризуются различными временными характеристиками циклов обмена. Отсюда и такое "разнообразие" (см. таблицу).

* - необходимо учесть, что за каждый такт передаются два слова данных (используются и передний, и задний фронты тактирующего сигнала)

IDE FIFO Size

опция установки размера IDE-буфера, построенного по принципу "первым пришел - первым ушел". Размер такого буфера был вполне приличным - 64 байта. Можно было выбрать либо полный размер буфера, либо половинный ("32 bytes"). Использование прошедшего времени указывает на древность этой опции.

IDE HDD Auto Detection

- опция, функция "BIOS Setup", позволяющая автоматически регистрировать в системе EIDE-устройства, а также некоторые IDE-диски. Эта же функция позволяет установить автоматически и режим работы жесткого диска, а точнее метод адресации, протокол обмена: Normal, LBA или же Large. Для более старых IDE-дисков возможны ошибки в процессе автоопределения параметров жесткого диска, и их параметры необходимо будет ввести вручную.

Представленная опция является наиболее привычной для массового пользователя, а с другой стороны, в таком виде она уже не способна решать проблемы современных компьютерных систем с дисками большой емкости. Вот как решает такие задачи опция "IDE Translation Mode":

"Standard CHS" - стандартное количество цилиндров (не превышает 1024), головок чтения/записи, секторов. Аналогично "Normal",

"Logical Block" - аналогично "LBA",

"Extended CHS" - расширенная адресация для дисков с физическим количеством цилиндров более 1024. Предназначено для дисков большой емкости,

"Auto detected" (по умолчанию) - по сути предназначено для дисков с LBA-трансляцией (Logical Block Addressing).

Внимание! Не все пользователи однозначно понимают принципы трансляции, установки параметров дисков и зачастую ошибаются в процессе автоопределения параметров. Грубейшей ошибкой являются попытки изменить тип трансляции (адресации) для отформатированных дисков с информацией. Для более детального изучения этой темы имеет смысл познакомиться со специальной литературой.

Normal - максимальное количество цилиндров ("C" от cylinder), головок ("H" от heads), секторов ("S" от sector) ограничено 1024, 16, 63 соответственно.

LBA (Logical Block Adressing) - "логическая адресация блоков". При таком способе адресации определенный блок данных на носителе задается не с помощью дорожки, головки, сектора, а его логическим адресом. Преобразование этого адреса в номер цилиндра, головки, сектора осуществляется внутри жесткого диска контроллером. LBA-адресация начала внедряться и использоваться в 1994 г. совместно со стандартом EIDE (Extended IDE). В те времена возникла интересная ситуация. Выпускавшиеся новые EIDE-диски очень часто устанавливались в устаревшие системы с BIOS, не поддерживавшим LBA. Жесткие диски шли со специальными драйверами, которые производители дисков создали для обхода BIOS. И в более поздние времена не обходилось "без обмана", поскольку BIOS не в состоянии был воспринять число цилиндров свыше 1024. При установке LBA-режима в n раз уменьшается количество цилиндров, во столько же раз увеличивается число головок. При этом, к сожалению, уменьшается форматированная емкость диска при округлении дробного числа цилиндров. Метод LBA соответствует "Sector Mapping" для SCSI. BIOS SCSI-контроллера выполняет эти задачи автоматически, т.е. для SCSI метод логической адресации был характерен изначально.

Large - редко встречающийся на практике метод адресации. Предназначался для устройств, количество цилиндров которых превышало 1024, при этом такие жесткие диски не поддерживали LBA.

IDE HDD Block Mode

если опция включена ("Enabled"), BIOS автоматически определяет, поддерживает ли жесткий диск "блочный" режим, и, если поддерживает, то включает эту поддержку. BIOS автоматически определяет оптимальный размер блока жесткого диска и контроллирует этот параметр в процессе чтения/записи данных. Использование этой опции позволит применить мультисекторное чтение/запись (передача данных по несколько секторов одновременно), что значительно повышает скорость работы. В обычном режиме контроллер жесткого диска передает данные в систему посекторно. Необходимо помнить, что не все старые жесткие диски могут работать в таком режиме. Если жесткий диск не поддерживает "Block mode", то необходима установка опции в "Disabled".

"Блочный" режим также называется block transfer, multiple commands или multiple sector read/write, а опция может называться также "IDE Block Mode", "IDE HDD Block Mode Sectors", "Multi-Sector Transfers". В некоторых случаях пользователю может быть предложен параметр "Maximum" (или "HDD Max"), устанавливающий количество секторов в блоке равным максимальному значению, что, однако, не всегда является оптимальным режимом для накопителя. Для установки наилучшего значения необходимо обратиться к документации жесткого диска.

"AMI BIOS" содержит аналогичную опцию под названием, как правило, "Multiple Sector Setting" с возможными значениями параметров: "Disabled", "Auto Detected" (по умолчанию), "4 sec/block" и "8 sec/block". В общем случае ко всем приведенным значениям (с учетом различных версий BIOS) можно добавить еще 2, 16 и 32 сектора в блоке.

Вниманию пользователей "Windows NT"! Работа в таком режиме может привести к потере информации на жестком диске.

IDE Multiple Sector Mode

- если опция "IDE DMA Transfer Mode"(301) включена, то предоставляется возможность установить количество секторов, передаваемых в едином блоке (в поточном режиме). Максимальное количество секторов ограничено 64-мя. Поскольку речь идет о "блочном" режиме передачи, то эта опция аналогична вышеприведенной.

Блок данных. Этот термин используется для обозначения фрагмента данных, передаваемого с помощью одного из режимов pio. Блок данных передается между контроллером и устройством как единое целое. В большинстве случаев (за исключением команд "read multiple", "write multiple", "read long" и "write long" - осуществляются в pio-режимах) блок данных представляет собой один сектор (512 байт).

Несколько дополнительных слов о командах IDE-интерфейса.

Identify Device - команда идентификации позволяет считать из контроллера блок из 256 слов, характеризующих устройство.

Write DMA, Read DMA - команды, реализующие DMA-режимы.

Read Multiple - команда чтения в блочном режиме. Блочный режим отличается от обычного (со стандартным обменом по PIO) тем, что запросы прерывания вырабатываются не на каждый сектор, а на блок секторов, размер которого задается командой

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: