Harddrive - Tips & Tricks zum Geräteanschluß: IDE

Alle Signalnamen sind hier in grossen Buchstaben dargestellt. Signalpegel können generell (aktiv, true) HIGH ( eine positive Spannung) oder in LOW (eine negative Spannung) dargestellt werden.

Das Minuszeichen (-) am Angfang oder am Ende eines Signalnamens zeigt daher an das es sich hierbei um ein Low-aktives Signal handelt. Analog dazu zeigt ein (+) am Anfang oder Ende eines Signals an das es sich hierbei in ein High-aktives Signal handelt.

Die pysikalischen Interfacesignale basiern auf single ended TTL kompatiblen Signalen. Das bedeutet das ein Signalausgang "TTL" einen einzigen weiteren Signaleingang "TTL", auch auf einer anderen Baugruppe, ansteuern kann und darf. Wird das Signal weiter verschleift kann es zu Fehlfunktionen kommen.

Tabelle 3: IDE Interface Signale
Host I/O Connector	Pin	Drive I/O Connector	Pin

HOST RESET	1	—– RESET- ——–>	1
	2	—– Ground ——–	2
HOST DATA BUS BIT 7	3	<—– DD7 ———–>	3
HOST DATA BUS BIT 8	4	<—– DD8 ———–>	4
HOST DATA BUS BIT 6	5	<—– DD6 ———–>	5
HOST DATA BUS BIT 9	6	<—– DD9 ———–>	6
HOST DATA BUS BIT 5	7	<—– DD5 ———–>	7
HOST DATA BUS BIT 10	8	<—– DD10 ———->	8
HOST DATA BUS BIT 4	9	<—– DD4 ———–>	9
HOST DATA BUS BIT 11	10	<—– DD11 ———->	10
HOST DATA BUS BIT 3	11	<—– DD3 ———–>	11
HOST DATA BUS BIT 12	12	<—– DD12 ———->	12
HOST DATA BUS BIT 2	13	<—– DD2 ———–>	13
HOST DATA BUS BIT 13	14	<—– DD13 ———->	14
HOST DATA BUS BIT 1	15	<—– DD1 ———–>	15
HOST DATA BUS BIT 14	16	<—– DD14 ———->	16
HOST DATA BUS BIT 0	17	<—– DD0 ———–>	17
HOST DATA BUS BIT 15	18	<—– DD15 ———->	18
	19	—– Ground ——–	19
	20	—– (keypin) ——	20
DMA REQUEST	21	<—– DMARQ ———	21
	22	—– Ground ——–	22
HOST I/O WRITE	23	—– DIOW- ———>	23
	24	—– Ground ——–	24
HOST I/O READ	25	—– DIOR- ———>	25
	26	—– Ground ——–	26
I/O CHANNEL READY	27	<—– IORDY ———	27
SPINDLE SYNC or CABLE SELECT	28	—- SPSYNC:CSEL —–	28
DMA ACKNOWLEDGE	29	—– DMACK- ——–>	29
	30	—– Ground ——–	30
HOST INTERRUPT REQUEST	31	<—– INTRQ ———	31
HOST 16 BIT I/O	32	<—– IOCS16- ——-	32
HOST ADDRESS BUS BIT 1	33	—– DA1 ———–>	33
PASSED DIAGNOSTICS	34	—– PDIAG- ——–	34
HOST ADDRESS BUS BIT 0	35	—– DAO ———–>	35
HOST ADDRESS BUS BIT 2	36	—– DA2 ———–>	36
HOST CHIP SELECT 0	37	—– CS1FX- ——–>	37
HOST CHIP SELECT 1	38	—– CS3FX- ——–>	38
DRIVE ACTIVE/DRIVE 1 PRESENT	39	<—– DASP- ———*	39
	40	—– Ground ——–	40

Die Interfacesignale und deren Anschlußpin sind hier detailiert Beschrieben und werden in der unten folgenden Tabelle dargestellt. Die Signale sind ihrer Funktionalität nach und in der Reihenfolge der Pinnummern aufgelistet.

Tabelle 5: Interface signals description
Signal	Pin	I/O

CS1FX-	37	I	Drive chip select 0
CS3FX-	38	I	Drive chip select 1
DA0	35	I	Drive address bus - bit 0
DA1	33	I	- bit 1
DA2	36	I	- bit 2
DASP-	39	I/O	Drive active/drive 1 present
DD0	17	I/O	Drive data bus - bit 0
DD1	15	I/O	- bit 1
DD2	13	I/O	- bit 2
DD3	11	I/O	- bit 3
DD4	9	I/O	- bit 4
DD5	7	I/O	- bit 5
DD6	5	I/O	- bit 6
DD7	3	I/O	- bit 7
DD8	4	I/O	- bit 8
DD9	6	I/O	- bit 9
DD10	8	I/O	- bit 10
DD11	10	I/O	- bit 11
DD12	12	I/O	- bit 12
DD13	14	I/O	- bit 13
DD14	16	I/O	- bit 14
DD15	18	I/O	- bit 15
DIOR-	25	I	Drive I/O read
DIOW-	23	I	Drive I/O write
DMACK-	29	I	DMA acknowledge
DMARQ	21	O	DMA request
INTRQ	31	O	Drive interrupt
IOCS16-	32	O	Drive 16-bit I/O
IORDY	27	O	I/O channel ready
PDIAG-	34	I/O	Passed diagnostics
RESET-	1	I	Drive reset
SPSYNC:	28	-	Spindle sync
CSEL	28	-	Cable select
keypin	20	-	Pin used for keying the interface connector

ATA ist der korrekte Name für das was der Volksmund IDE nennt. Weiter hinten im Text finden sie alle Erläuterungen zu ATA (ATA-1, ATA-2, IDE und EIDE. Jedes ATA Interface in jedem Computer nutzt ein normales 40 poliges Flachbandkabel.

ATA 1 ist die Bezeichung für das original ATA (IDE) Interface. ATA 1 ist zur Zeit kein offizieller Standard.

ATA 3 ist die Bezeichnung der letzten und aktuellsten ATA Spezifikation. Die meisten heute käuflichen IDE-Platten entsprechen diesem Verfahren.

Einige Festplattenhersteller haben angekündigt, die im aktuellen Entwurf der ATA/ATAPI-6-Spezifikation beschriebene 48-Bit-Adressierungsart für IDE-Platten zu unterstützen.

Damit würden sich bis zu 248 Sektoren adressieren, was 128 PetaByte beziehungsweise 144 hoch 1015 Byte entspricht. Die bisherige Version der IDE-Schnittstelle kann mit der bisherigen 28-bittigen LBA-Adressierung nur 228 Sektoren, entsprechend 128 GByte oder etwa 137 Milliarden Byte ansprechen.

Die neue Adressierungsart erfordert keine Änderung an der Hardware, sondern lediglich aktualisierte Treiber beziehungsweise ein neues BIOS. Auch ältere Systeme sollten also mit geeigneter Software fit für derart große IDE-Platten sein.

Bei aktuellen Festplattenmodellen, ist man technisch bereits jetzt in der Lage, 40 GByte auf einer einzigen Magnetscheibe zu speichern. Nach den 80GB Modellen ist es nur eine Frage der Zeit bis die Hersteller eine IDE-Platte mit 160 oder 200 GByte auf den Markt bringen.

ATAPI ist die neueste Interface Spezifikation. ATAPI wird für CD-ROM und Tape Drives benutzt. Das Verfahren ist IDE, benutzt jedoch das ATA Hardware Interface mit einem Subset von SCSI Kommandos auf logischem Level. Es ist daher aber -kein- SCSI Bus wie einige Spezialisten glauben.

DMA ist eine Methode des Daten Transfers zwischen zwei Gerätem ohne die CPU des Computers zu benutzen. DMA benötigt daher eigene Hardware:

Es wird eine DMA Arbitrations Einheit, eine DMA Datentransfer Einheit und ein DMA Host benötigt der die Bus Signale erzeugt und dem DMA Controller die Möglichkeit gibt den DMA Bus zu verwalten. Wenn der DMA Controller die Buskontrolle hat, kann er Daten von einem Gerät zu einem anderen Gerät verschieben in dem er selbst die Read/Write Zyklen generiert.

Für einen ATA READ DMA Befehl bedeutet das nach dem I/O Read Zyklus ein Speicher Schreibbefehl als 16 Bit Wort getätigt werden kann.

Für einen ATA WRITE DMA Befehl bedeutet das nach dem I/O Read Zyklus ein Speicher Lesebefehl als 16 Bit Wort getätigt werden kann.

EIDE enstammt dem Marketing von Western Digital. Damit sollte ATA 2 inklusive ATAPI unterstützt werden. Diese Bezeichung ist geläufiger unter "EIDE kompatible" oder "EIDE capable". Es bedeutet aber nichts weiter als das bis hier hin nicht schon beschrieben wäre. Neuer Name, gleiche Verfahren.

Fast ATA enspringt dem Seagate Marketing Programm. Wie gehabt entspricht auch diese den ATA 2 Features neuerer ATA Devices. Diese Bezeichnung ist geläufiger unter dem Namen "Fast ATA kompatible" oder "Fast ATA capable". Neuer Name, gleiches Verfahren wie schon beschrieben.

Beschreibt das Hardwareinterface das Host Bussignale von/nach ATA konvertiert. Ein ATA 1 Hostadapter ist normalerweise eine sehr einfache Hardware. Ein ATA 2 Hostadapter hingegen kann recht komplex Konstruiert sein.

LBA ist ein neuer Weg die Datensktoren auf der Festplatte zu adressieren. Dieses Verfahren nutzt eine 28 Bit Nummer, binär, um einen Sektor zu adressieren. LBA Adressnummern beginnen bei 0. In aktuellen ATA Geräten werden alle Sektoradressen von Host logisch Verwaltet und haben mit der pysikalischen Lage auf der Platte nichts mehr zu tun.

An Atari sind Festplatten größer als 8GB daher am besten mit dem HDDriver zu verwalten. Er ist das einzige Utilitie der meines Wissens nach LBA für und am Atari unterstützt. Größere Festplatten sind nur so in ihrer gesammt Kapazität für den Atari nutzbar.

ATA Device 1. Device 1, der Slave, ist ein "Slave" von nichts.
ATA Device 0. Device 0, der Master, ist der "Master" von nichts.

Die Bezeichung "Megabyte" oder "MB" ist 1,000,000 Bytes oder 10^6 Bytes. ES SIND NICHT 1,048,576 Bytes oder 2^20 Bytes, wie so oft falsch wiedergegeben.

Ist eine Variante des normalen ATA Interface. Es ist pysikalisch ein PCMCIA 68 Pin Interface, aber es entspricht elektrisch und logisch NICHT dem PCMCIA Interface. Die meisten 68 Pin ATA Geräte arbeiten im Dual Modus. Sie können als ein PCMCIA PC Card ATA Gerät oder als ein 68 Pin ATA Gerät arbeiten. Dieses Interface wurde zusammen mit dem SFF Committee entwickelt und ist im ATA 2 vorhanden und beschrieben.

- PIO Mode 2, 3, 4
- Unterstützung von bis zu 128 GB großen Festplatten (statt 504 MB)
- neue Devices (CDROM, Streamer)
- Unterstützung von mehr als zwei Devices

Bedingt durch immer schnellere Festplatten wurden mit der Zeit verschiedene öbertragungsmodi für (E)IDE Festplatten normiert:

Tabelle 6: PIO Modes an modernen IDE Festplatten
PIO Modus	Zykluszeit / ns	Transfer/ MByte/s	Anmerkung

0	600	3.33	Standard IDE
1	383	5.22	selten
2	240	8.33	selten
3	180	11.11	Standard bei EIDE
4	120	16.66	EIDE
5	100	20	angekuendigt

Einzelwort DMA
0	960	2.08	ungebraeuchlich
1	480	4.16	ungebraeuchlich
2	240	8.33	ungebraeuchlich

Mulitwort DMA
0	480	4.16
1	150	13.33
2	120	16.66	aktueller Stand bei EIDE

Speziell mit den neueren PIO Modes 3 und 4 lassen also enorme Transferraten zu. Aus diesem Grund ist z.B. für den immer beliebter werdenden PIO Mode 4 die maximale Kabellänge 30 cm (!) - sonst gilt bei IDE allgemein 18" (46 cm) Kabellänge.

Sind die beiden EIDE Kanaele auf dem Controller bzw. Mainboard nicht entkoppelt - und das ist meist der Fall - , so gilt diese Laenge sogar fuer beide Kanaele zusammen!

Sind an einem (E)IDE Kanal zwei Geräete angeschlossen, so müssen sie sich auf den grössten gemeinsamen PIO Mode einigen. Da EIDE CDROMs oft nur PIO Mode 0 unterstützen, kann dies eine erhebliche Bremse für moderne (schnelle) EIDE Festplatten darstellen. Aus diesem Grund sollte man CD-Laufwerke generell am zweiten, meist sowieso langsameren sekundären Kanal anschliessen und sie nach Möglichkeit nicht mit einer Festplatte am selben Kanal betreiben.

Ein Megabyte (MB) wird im Computerbereich allgemein als 2^20 Bytes aufgefasst. Da dies jedoch nicht offiziell genormt ist, haben sich die Festplattenhersteller durchweg eine eigene Defitition gebastelt: Sie rechnen mit 1 MB = 10^6 Bytes. Das ergibt einen Unterschied von:

Eine '1 GB' Festplatte (Herstellerangabe) hat also nur 954 'echte' MB. Diese für den Kunden ungünstige Rechenweise findet sich bei fast allen Massenspeichern.

5 IDE