IDC基础知识

一、IDE/ATA接口发展简介
1. IDE
　　IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动器”，它的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。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，因为硬盘生产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。
　　在这里要先要明白一点的就是，这里所说的IDE，既是宏观意义上的硬盘接口类型，也是微观意义上的硬盘接口标准。之所以说它是宏观意义上的一种硬盘接口类型，是因为时至今日这一接口技术仍在不断地发展，并且仍是PC机中硬盘接口中的绝对主流，原因当然是其性能也在得到不断发展，其性能也相当不错，此类接口的硬盘价格也相对其它接口的要便宜许多。后面要介绍的各类ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA硬盘都属于IDE接口类型。说它是微观意义上的硬盘接口标准，是指如果细分，它仅代表第一代的IDE标准，因为随后其接口技术得到了飞速成发展，引入了许多新技术，使这一IDE接口标准得到了质的飞跃，通常不再以IDE标称，而是以诸如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等标注。

    2. ATA
　　ATA的英文全称为“Advanced Technology Attachment”，中文名称“高级技术附加装置”。ATA接口标准最初是在1986年由CDC、康柏和西部数据3家公司共同开发的。第一代的ATA标准称之为“ATA-1”。ATA-1只支持PIO－0和PIO-1、PIO-2模式，其数据传输速度只有可怜的3.3MB/S，使用40芯电缆，硬盘大小也为5英寸（而不是现在普遍的3.5英寸），容量为40MB（根据其技术标准，其硬盘容量限制在504MB之内）。ATA接口是从80年代末期开始逐渐取代了其它老式接口，随着它自身的发展，“ATA”也就成了“IDE”的代名词。目前最新的ATA 133标准中硬盘数据传输速率可达到133.7MB/s。要识别硬盘属于哪种ATA接口版本，只需看硬盘正面右上面的所印标注，如图1-1所示的就是Ultra ATA/100标准硬盘上的标注。
 
图1-1
在ATA接口标准的整个发展过程中，到目前为止可以划分为7个不同的版本，也就是从ATA-1（IDE）、ATA-2（EIDE  Enhanced IDE/Fast ATA）、ATA-3（FastATA-2）、…，一直到现在ATA-7（ATA 133）。第一代的ATA标准，即ATA-1，也就是前面介绍过的IDE标准。

（1）. ATA-1(IDE)：
　　ATA是最早的IDE标准的正式名称，IDE实际上是指连在硬盘接口的硬盘本身。ATA在主板上有一个插口，支持一个主设备和一个从设备，每个设备的最大容量为504MB，ATA最早支持的PIO-0模式（Programmed I/O-0）只有3.3MB/s，而ATA-1一共规定了3种PIO模式和4种DMA模式（没有得到实际应用），要升级为ATA-2，你需要安装一个EIDE适配卡。

（2）. ATA－2：也就是我们常说的EIDE（Enhanced IDE）或Fast ATA，它在ATA的基础上增加了2种PIO和2种DMA模式（PIO-3），不仅将硬盘的最高传输率提高到16.6MB/S，还同时引进LBA地址转换方式，突破了固有的504MB的限制，可以支持最高达8.4GB的硬盘。在支持ATA－2的电脑的BIOS设置中，一般可以见到LBA（Logical Block Address），和CHS（Cylinder，Head，Sector）的设置，同时在EIDE接口的主板一般有两个EIDE插口，它们也可以分别连接一个主设备和一个从设备，这样一块主板就可以支持四个EIDE设备，这两个EDIE接口一般称为IDE1和IDE2。

（3）. ATA-3：ATA-3并没有提高IDE接口的工作速度，最高传输速度仍为16.6MB/S（支持PIO-3），但引入了密码保护机制，对电源管理方案进行了修改，引入了S.M.A.R.T（Self-Monitoring　Analysis and Reporting Technology，硬盘自监测、自分析和报告技术），这是一个划时代的重大改进。这一技术也在许多主板的BIOS中有所体现。

（4）. ATA-4：这就是现在市面上仍比较常见的Ultra  ATA/33，自这一版本开始，硬盘开始支持DMA（Direct Memory Access，直接内存存取）技术，所以又称之为“Ultra DMA/33”。DMA是I/O设备与主存储器之间由硬件组成的直接数据通道，用于高速I/O设备与主存储器之间的成组数据传送。硬盘控制器采用总线主控方式进行数据传输，它将PIO下的最大数据传输率提高了一倍，达到33MB/S，称之为PIO-4。微软的Windows98系统正式支持这一接口技术，不过有一些太老的主板可能不支持这一接口，所以并不一定安装了Windows 98以后的系统都支持DMA技术。注意，Windows95则不支持这一技术。

（5）. ATA-5：这一版本就是市面上标注为“Ultra ATA/66”的硬盘。因为同样采用了DMA技术，所以通常在市面上又可看到名为“Ultra DMA66”的标注，其实都是一个意思。Ultra ATA/66不仅将接口通道的数据交换速度提高了一倍，同时也继承了上一代Ultra ATA/33的核心技术－冗余校验计术（CRC），该技术的设计方针是系统与硬盘在进行传输的过程中，随数据发送循环的冗余校验码，对方在收取的时候也对该校难码进行检验，只有在完全核对正确的情况下才接收并处理得到的数据，这对于高速传输数据的安全性有着极有力的保障。除此之外，ULTRA DMA66还有一个核心的技术就是将普通的40芯排线改成80芯排线（自这以后的所有并行ATA标准都采用这一芯线标准），但该线仍然使用40针的接口，但传输线却增加了一倍。如图1-2所示的就是新的80芯数据线与传统的ATA 33及以前版本标准的40芯线比对图。
 
图1-2
不过要注意，Windows98并不支持Ultra ATA/66这一新技术，所以当你在使用这种新型硬盘时，除使用DMA66专用数据线连接硬盘与主板外，还必须正确安装主板驱动程序，才能够识别出你的Ultra ATA/66硬盘，否则只能当作Ultra ATA/33硬盘来用，有点大材小用了。

（6）. ATA-6：这就是市面上标注为Ultra ATA/100的硬盘接口标准，也是目前较新的一种硬盘接口标准。这一新标准主要是提高了硬盘数据的传输速率，从原来ATA-5标准中的66MB/S提高到新的100MB/S。

（7）. ATA-7：这就是ATA系列中的最新版本Ultra ATA/133了，它的传输速率达到了133MMB/S。但目前这一最新标准只有ATA 133标准的提出者迈拓公司（Maxtor）一家支持，并没有得到广大厂商的支持，因为有一种新的硬盘接口标准——Serial ATA。它一改ATA标准长达十几年以来的并行数据传输方式，采用串行方式。主要原因是并行接口的电缆属性、连接器和信号协议都已经到达一个顶点，在技术和设计上都有许多问题。随着工作频率的提高，原来在低频率下的ATA接口标准越来越受到交叉干扰、地线增多、信号混乱等因素的制约，特别是在新的Ultra  ATA/133标准中。而新的Serial ATA标准不仅可以全面解决以上问题，而且其数据传输速率有相当大的发展空间，目前其最低的Serial ATA 1.0标准中数据传输速率就可达到150MB/S，高于ATA 133标准中的133MMB/S。据规划其后续版本数据传输速率可按150MB/S的倍数递增，这样就为彻底解决硬盘接口这一最终瓶颈打下了坚实的理论基础。

　　综合所有ATA标准的接口类型（其实就是IDE接口类型）硬盘可以看出它具有以下主要特点：
　　ATA接口具有：价格低廉、兼容性非常好、性价比高等优点。但同时ATA接口也具有：数据传输速度慢、只能内置使用、对接口电缆的长度有很严格的限制等缺点。
IDE/ATA传输速率/模式发展一览表
 
传输模式 Cycle Time
(nanoseconds)  最大资料传输速率 标准   
PIO Mode 0 600ns 3.33MB/s ATA   
PIO Mode 1 383ns 5.22 MB/s ATA   
PIO Mode 2 240ns 8.33 MB/s ATA   
PIO Mode 3 180ns 11.1 MB/s ATA-2   
PIO Mode 4 120ns 16.7 MB/s ATA-3   
DMA、Single Word、Mode 0 960ns 2.11 MB/s ATA   
DMA、Single Word、Mode 1 480ns 4.22 MB/s ATA   
DMA、Single Word、Mode 2 240ns 8.33 MB/s ATA   
DMA、Multiple Word、Mode 0 480ns 4.17 MB/s ATA   
DMA、Multiple Word、Mode 1 150ns 13.3 MB/s ATA-2   
DMA、Multiple Word、Mode 2 120ns 16.7 MB/s ATA-3   
Ultra DMA Mode 0 235ns 16.7 MB/s ATA-4   
Ultra DMA Mode 1 160ns 25 MB/s ATA-4   
Ultra DMA Mode 2 120ns 33.3 MB/s ATA-4、Ultra ATA/33   
Ultra DMA Mode 3 90ns 44.4 MB/s ATA-5   
Ultra DMA Mode 4 60ns 66.6 MB/s ATA-5、Ultra ATA/66   
Ultra DMA Mode 5 40ns 100 MB/s Ultra ATA/100   
Ultra DMA Mode 6 30ns 133 MB/S Ultra ATA/133 
二、IDC/ATA的结构与分类
1、IDC/ATA结构：
一般IDC有主体、中盖（又叫上盖）、SR组成，根据实际需要可由两件式（主体+中盖）或是三件式（主体+中盖+SR）组成一个IDC整体。还有与IDC相配套的PULL TAB和PULL LOOP可认为是IDC的辅件，下面分别介绍。
   ㈠、IDC 主体
普通结构IDC主体
特殊结构ATA主体
      A、普通IDC主体结构：
      关于IDC主体的描述：
⑴ PIN N KEYED，是指IDC第N PIN 塞上KEY，如图有两种情况  i．STARCONN、ATEC、BIZCONN KEY是来料已成型            ii．AMP、3M KEY是另外手工塞KEY
图2-4 IDC 塞KEY

        ⑵ N u" GOLD是指IDC端子的镀金数，eg:15u" GOLD是指15u"镀金。通常镀金数有G/F（一般金）、3u"、15u"。如下图：
⑶ W/NOTE或是 W/O NOTE分别是指IDC主体上带有鼻子和不带鼻子，如下图示
⑷ 颜色常用有BLACK（黑）和GRAY（灰）。
⑸ PIN28 EMPTY是指第28PIN是空的，没有插上端子。

B、特殊IDC—ATA主体结构： 
 
 
 
 
 
关于ATA主体的描述：
⑴ 根据ATA上PULL TAB或上PULL LOOP可分为外插式和内插式ATA
其中图2-7 STRCONN ATA为外插式的，图2-8 ATEC ATA、图2-9 BIZCONN ATA为内插式的。
⑵ PIN N KEYED，是指ATA第N PIN 塞上KEY，ATA一般是40个PIN位，塞KEY一般是塞第20PIN，eg:PIN20KEYED，所以常用塞20PIN通常是来料已注塑代替塞KEY。
⑶ N u" GOLD是指ATA端子的镀金数与IDC端子类似，eg:15u" GOLD是指15u"镀金。通常镀金数有G/F（一般金）、3u"、15u"等。
⑷ 同样W/NOTE或是 W/O NOTE分别是指ATA主体上带有鼻子和不带鼻子。
⑸ 颜色上比较特殊，有BLUE（蓝色）、GRAY（灰色）、BLACK（黑色），同时此三种颜色对应三种结构：
a．BLUE（蓝色）： PIN20 KEYED，34PIN CUT。
   其中34PIN CUT是指第34PIN的端子上半部分刺破芯线部分PIN针被CUT掉，如下图 b．GRAY（灰色）：PIN20 KEYED,PIN28 EMPTY，同样PIN28 EMPTY是指第28PIN不插端子。
c．BLACK（黑色）：PIN20 KEYED 只塞KEY第20PIN。

  ㈡、IDC中盖
IDC中盖有普通IDC中盖、外插式ATA中盖和内插式ATA中盖，如下图：
   ㈢、IDC SR（Strain Relief）
根据上面的IDC中盖，那么相对应的IDC SR也有普通IDC SR、外插式ATA SR和内插式ATA SR，如下图   ㈣、PULL TAB 和 PULL LOOP
A、PULL TAB ，一般有两种，USED FOR 34PIN IDC和USED FOR 40PIN IDC，如下图           B、PULL LOOP，常见的有USED FOR IDC PULL LOOP和USED FOR ATA PULL LOOP，如下图
综上几点，IDC要用到 PULL TAB时就不要PULL LOOP，要用到PULL LOOP时就不要PULL TAB。
IDC/ATA的常见国内供应商有STARCONN（庆良）、ATEC（加霖）、BIZCONN（康联）。对于内插式、外插式ATA而言，STARCONN只做外插式，质量比较好；ATEC做内插式，质量也还可以；BIZCONN外插式和内插式，不过质量不是很稳定。
2、IDC的分类
⑴按PITCH（PIN距）分，常见的有：
PITCH=1.27mm UL2651 28AWG FLAT CABLE （USED FOR IDC）材质PVC
      PITCH=2.54mm              PITCH=0.635mm UL2678 30AWG FLAT CABLE （USED FOR ATA）材质PVC              
                                PITCH=0.635mm UL20674 30AWG FLAT CABLE （USED FOR ATA）材质TPE
PITCH=2.0mm             PITCH=1.0mm UL2651 28AWG FLAT CABLE （USED FOR IDC）材质PVC
PITCH=1.27mm            PITCH=0.635mm UL2678 30AWG FLAT CABLE （USED FOR ATA）材质PVC

⑵按PIN位的数量来分，常见的有6PIN，8PIN，10PIN，16PIN，20PIN，26PIN，30PIN，34PIN，40PIN，44PIN，50PIN，64PIN等等。

三、IDC/ATA 的应用
   IDC/ATA CONNECTOR常用于多PIN位的连接线中，主要用于传输并行的信号连接。下面举例应用于常见的硬盘/光驱数据线和软驱数据线。
   ⑴硬盘/光驱数据线
     常见的硬盘/光驱数据线有IDC接口的，ATA接口的；从数据线上连接的IDC数量来看有2个IDC的和3个IDC的，下面就这几种分别举例：
a．2个IDC组成的硬盘/光驱数据线，如下图：
IDC描述： 1、40PIN W/NOSE PITCH=2.54mm PIN20 KEYED GRAY 3u" GOLD

   b．3个IDC组成的硬盘/光驱数据线，如下图 图3-2 THREE IDC
IDC描述：1、40PIN W/NOSE PITCH=2.54mm PIN20 KEYED GRAY 3u" GOLD
          2、40PIN W/NOSE PITCH=2.54mm PIN20 KEYED PIN28 EMPTY GRAY 3u" GOLD

c．2个ATA组成的硬盘/光驱数据线，如下图：
 
ATA描述：1、40PIN W/NOSE PITCH=2.54mm PIN20 KEYED PIN34 CUT BLUE 15u" GOLD
          2、40PIN W/NOSE PITCH=2.54mm PIN20 KEYED BLACK 15u" GOLD
d．3个ATA组成的硬盘/光驱数据线，如下图：
 
ATA描述：1、40PIN W/NOSE PITCH=2.54mm PIN20 KEYED PIN34 CUT BLUE 15u" GOLD
          2、40PIN W/NOSE PITCH=2.54mm PIN20 KEYED BLACK 15u" GOLD
          3、40PIN W/NOSE PITCH=2.54mm PIN20 KEYED PIN28 EMPTY GRAY 15u" GOLD

以上四款硬盘/光驱数据线中，由IDC连接的数据线一般数据传输速率只能上到33MB/S，也就是只能上Ultra ATA/33，而要达到ATA/66、ATA/100、ATA/133，那只能用ATA连接的数据线了，也就是c和d项。（如图1-2）