Ремонт ПК » BIOS

Поиск неисправностей контроллеров накопителей

admin — Mon, 21 Dec 2009 15:55:05 +0000

Правильно настроенный контроллер накопителей редко становится причиной неработоспособности системы, поскольку параметры BIOS, линии запроса прерывания (IRQ) и адреса ввода/вывода для них строго определены. Тем не менее, существует ряд причин, по которым может потребоваться замена адаптера или модернизация контроллера накопителей. В этом разделе рассматриваются различные вопросы, связанные с диагностикой неисправностей дисковых IDE-систем.
Симптом 11.1. Не устанавливается должным образом программное обеспечение контроллера накопителей
При установке или обновлении программного обеспечения контроллера накопителей нередко возникают сложности, связанные, в основном, с новыми функциями самого контроллера. Если при установке программного обеспечения контроллера появляются проблемы, попробуйте справиться с ними следующим образом. В первую очередь войдите в программу настройки параметров BIOS и отключите все функции, позволяющие повысить быстродействие контроллера и накопителей: блочную (IDE Block Mode) и многосекторную (Multi-Sector Transfer) передачу данных, 32-разрядный доступ к диску (32-bit Disk Access). Если в контроллере предусмотрена раздельная установка параметров для двух каналов, то проверьте, отключены ли перечисленные функции во вторичном канале. Можно также попробовать изменить диапазон адресов BIOS контроллера (например, сдвинуть начальный адрес с C800h на CFOOh).
Если и после этого не удается установить программное обеспечение контроллера, то причина может заключаться в какой-либо из оверлейных программ (например, Disk Manager фирмы Ontrack или EZ-Drive), которая была использована для логического разбиения диска и его форматирования. Возможно, вам придется деинсталлировать оверлейную программу и включить режим логической адресации блоков накопителя (LBA) в программе настройки параметров BIOS. Если оверлейную программу обычным способом деинсталлировать не удастся, то можно перезаписать главную загрузочную запись жесткого диска, запустив программу FDISK с ключом /MBR, а затем заново разбить диск на разделы и переформатировать его. Если вы не можете полностью очистить жесткий диск, то попробуйте получить соответствующую служебную программу у фирмы-производителя накопителя. После этого программное обеспечение нового контроллера должно установиться без проблем.
Симптом 11.2. Контроллер не в состоянии обеспечить работу накопителя с количеством цилиндров более 1024
Это часто происходит при построении новой системы или сборке компьютера из бывших в употреблении компонентов. Для того чтобы контроллер мог работать с накопителями с количеством цилиндров более 1024, в нем должна быть предусмотрена логическая адресация блоков (LBA) и включен соответствующий режим. Поддержка режима LBA может быть предусмотрена во встроенной BIOS контроллера, но не исключено, что вам для этой цели придется установить программу-драйвер контроллера. Например, для того чтобы контроллер фирмы Promise Technologies мог работать в режиме LBA, необходимо установить драйвер DOSEIDE.SYS. Если контроллер смонтирован на системной плате, то режим LBA должен быть предусмотрен в системной BIOS. Если это не так, то необходимо модернизировать системную BIOS или установить новый адаптер накопителей с BIOS, в которой предусмотрена LBA. Кроме того, сам жесткий диск должен быть в состоянии работать в режиме LBA. Убедитесь в том, что накопитель на жестком диске относится к типу EIDE. Наконец, проверьте записанные в памяти CMOS параметры накопителя и убедитесь в том, что он настроен на адресацию по методу LBA, а не CHS. Возможно, вам придется после перенастройки системы заново разбить жесткий диск на разделы и переформатировать его.
Симптом 11.3. Загрузка драйвера контроллера накопителей приводит к зависанию системы или появлению сообщения об ошибке «Bad or Missing COMMAND.COM» («Поврежден или потерян файл COMMAND.COM»)
Это известная проблема некоторых версий драйверов фирмы DTC DTC22XX.SYS и DOSEIDE.SYS, но нередко такая ситуация возникает и с контроллерами других фирм-производителей, для работы которых нужны загружаемые драйверы. Возможно, контроллер передает данные в накопитель со слишком высокой скоростью. В момент загрузки драйвер получает информацию от диска о его параметрах — в том числе и о потенциальном быстродействии. Иногда накопитель сообщает, что он может работать в режиме РЮ-4 или РЮ-3, хотя на самом деле это не так. Во многих случаях установленные в системе драйверы оказываются устаревшими, и тогда решение проблемы заключается в снижении скорости передачи данных вручную. Лучше всего, конечно, загрузить и установить последние версии драйверов, но в качестве временной меры можно ввести в командную строку загрузки драйвера несколько дополнительных ключей. Например, фирма DTC рекомендует загружать драйвер DOSEIDE.SYS с помощью следующей строки (х — буквенное обозначение накопителя):
DOSEIDE.SYS /\f /dx:mO /dxrpO
Если проблемы появились после того, как драйверы стали загружаться в область верхней памяти, то файл CONFIG.SYS необходимо изменить таким образом, чтобы драйверы загружались в основную память. Имеются сведения сообщения о том, что некоторые адаптеры накопителей лучше работают с программными драйверами тогда, когда в программе настройки параметров BIOS установлен режим скрытой регенерации {Hidden Refresh). Обычно пункт выбора этого режима располагается в области расширенных настроек {Advanced Features). При скрытой регенерации изменяется способ обновления содержимого системной оперативной памяти, что благотворно сказывается на работе драйвера контроллера накопителей. Можно также попробовать отключить все функции, позволяющие повысить быстродействие контроллера и накопителей: блочную {IDE Block Mode) и многосекторную {Multi-Sector Transfer) передачу данных, 32-разрядный доступ к диску {32-bit Disk Access). Наконец, если в компьютере установлено оверлейное программное обеспечение (например, Disk Manager), то драйвер может оказаться несовместимым с ним. В этом случае необходимо деинсталлировать оверлейную программу, заново провести логическое разбиение жесткого диска, а затем переформатировать его. Только после этого драйвер контроллера будет работать.
Симптом 11.4. Низкая производительность накопителя — мала скорость передачи данных
Такая ситуация часто возникает при замене контроллера накопителей. Прежде всего, убедитесь в том, что в память не загружена какая-либо антивирусная программа. Антивирусные программы, запускающиеся в процессе загрузки системы, могут замедлять работу накопителя. Если на плате контроллера установлена какая-либо перемычка выбора быстродействия, убедитесь в том, что она установлена в соответствии с возможностями IDE-накопителя и процессора. Эта особенность присуща, в частности, контроллерам фирмы DTC моделей 2278VL и 2270. Убедитесь также в том, что в программе настройки параметров BIOS выбрана наибольшая скорость передачи данных (РЮ-4 в старых системах, UDMA/100 или UDMA/133 — в новых). Если для повышения производительности адаптера накопителей используется драйвер, то убедитесь в том, что он корректно загружен, а также в том, что в командной строке его загрузки указаны необходимые ключи. Наконец деинсталлируйте все программное обеспечение других фирм (например, Disk Manager, EZ-Drive или MaxBlast), которое могло входить в комплект поставки самого накопителя.
Симптом 11.5. Невозможно загрузить систему при помощи нового IDE-контроллера
Это может случиться в том случае, когда в системе установлен новый ID Е-контроллер, но интегрированный на системной плате контроллер не отключен. В большинстве случаев современные контроллеры могут мирно сосуществовать без необходимости отключать один из них. Но при этом система может пытаться загрузиться с дисков,, присоединенных к интегрированному контроллеру, игнорируя диски, присоединенные к новому контроллеру. Для исправления этой ситуации существуют два основных способа.
Во-первых, можно переключить все диски с интегрированного контроллера на дополнительный. Не найдя загрузочных устройств на основном контроллере, система переключится на вновь установленный. Можно также отключить автоматическое определение дисков на интегрированном контроллере и установить значение «None» для всех устройств в CMOS Setup, но это приведет к тому, что все диски, подключенные к интегрированному контроллеру, окажутся недоступными.
Во-вторых, можно изменить порядок загрузки в CMOS Setup таким образом, чтобы вначале загрузка осуществлялась с контроллера SCSI. Следует заметить, что BIOS обычно считает любой дополнительный дисковый контроллер устройством SCSI, даже если на самом деле это IDE-контроллер. Такая настройка позволит загружаться, используя дополнительный контроллер, а не интегрированный. Не все BIOS допускают подобную настройку, так что в некоторых случаях потребуется обновить версию системной BIOS.
Симптом 11.6. После инсталляции адаптера накопителей система не загружается
Причин этого явления может быть достаточно много. Прежде всего, убедитесь в том, что адаптер накопителей правильно и полностью вставлен в слот шины расширения, а затем проверьте, правильно ли сориентированы и подключены разъемы сигнального кабеля. Если на плате адаптера установлены перемычки согласования быстродействия контроллера с быстродействием накопителя и процессора (например, контроллеры фирмы DTC 2278VL и 2270), то убедитесь в правильности их установки. Проверьте также правильность установки перемычек ведущий/ведомый (master/slave) на всех накопителях, подключенных к контроллеру. Наконец, проверьте записанные в памяти CMOS параметры на их соответствие реальным характеристикам накопителей. Можно попробовать отключить все функции, позволяющие повысить быстродействие контроллера и накопителей:
блочную (IDE Block Mode) и многосекторную (Multi-Sector Transfer) передачу данных, 32-разрядный доступ к диску (32-bit Disk Access). Если проблему устранить не удается, то заново разбейте диск на разделы и переформатируйте его.
Симптом 11.7. Windows выдает сообщение об ошибке «Validation Failed»
Эта ситуация наиболее часто встречается после загрузки драйвера накопителя в операционной системе Windows и почти всегда возникает из-за ограничения количества цилиндров (1024) в системе накопителей. Убедитесь в том, что и накопитель, и контроллер способны работать с количеством цилиндров более 1024 (оба компонента должны быть EIDE-типа). Проверьте настройку BIOS и убедитесь в том, что в ней выбран режим LBA. Если аппаратная часть сконфигурирована корректно, то проведите повторную установку драйвера накопителя.
Симптом 11.8. После загрузки драйвера контроллера Windows зависает или не в состоянии загрузить другие файлы
В большинстве случаев после некорректной загрузки драйвера происходит зависание Windows, либо перестают загружаться другие файлы любых типов. В некоторых случаях появляется сообщение «Cannot find KRN.386» (Не найден файл KRN.386). Запустите текстовый редактор, загрузите в него файл SYSTEM.INI и перенесите строку инициализации драйвера контроллера (например, драйвера W1NEIDE.360) в самый конец секции [386enh]. Убедитесь также в том, что строка инициализации классическою драйвера WDCTRL закомментирована:
;device=*WDCTRL
Если проблему устранить не удалось, то, возможно, драйвер контроллера либо устарел, либо в нем содержится ошибка. Загрузите последнюю версию драйвера с Web-сайта фирмы-производителя контроллера и установите ее. Если принятые меры не помогают, то отключите режимы блочной передачи данных и программного ввода/вывода, вводя соответствующие ключи в строки инициализации драйвера или с помощью программы установки его параметров. Например, для драйвера WINEIDE.386 можно отключить вышеуказанные режимы с помощью строки WINEIDESWITCH следующим образом:
device=wineide.386 wineideswitch= /dx:mO /dx:pO
Для редактирования файла SYSTEM.INI m других системных файлов удобно использовать утилиту «Настройка системы» (MSCONFIG),
Симптом 11.9. Контроллер неверно опознает жесткий диск
Например, контроллер Ultra-DMA/133 ошибочно опознает подключенный диск с таким же интерфейсом как диск Ultra-DMA/ЗЗ, что приводит к резкому снижению производительности. Существуют два основные причины для подобного поведения. Во-первых, некоторые жесткие диски требуют явного включения высокоскоростных режимов при помощи фирменной утилиты. Например, диски Maxtor серии DiamondMax60, в частности модель 96147U8, требуют запуска утилиты 66TO100.EXE для включения режима Ultra-DMA/100. Во-вторых, интерфейсный кабель может не поддерживать требуемый стандарт. Для режимов Ultra-DMA/66 и выше требуется специальный 80-жильный 40-контактный кабель (см. рис. 11.2). При использовании кабеля старого образца перекрестные помехи приводят к тому, что контроллер не может установить скоростной режим передачи данных и переходит к использованию протокола Ultra-DMA/ЗЗ.

Основы технологии RAID

admin — Mon, 21 Dec 2009 15:54:30 +0000

Традиционным способом сохранения ценной информации является резервное копирование — длительная и утомительная процедура переноса содержимого жесткого диска на магнитную ленту или другие носители. Этот метод вполне оправдан, и его надежность не вызывает сомнений — но лишь при условии соблюдения всех правил и требований. Нередко пользователи забывают делать резервные копии или делают это неправильно. Даже при автоматизации этого процесса на определенных этапах требуется вмешательство человека. Несмотря на принимаемые меры, нередко при неисправностях жестких дисков часть данных все-таки теряется. Одним словом, резервное копирование данных — отнюдь не панацея от всех бед. К счастью, разработчики аппаратуры достаточно быстро поняли, что контроллер, способный записывать данные в один накопитель, может с таким же успехом записывать их одновременно и в два устройства. То есть ничто не мешает вам всегда иметь под рукой несколько абсолютно идентичных копий данных в разных накопителях. Если один из них (основной) выйдет из строя, то данные могут быть считаны с другого (запасного) накопителя. В этом и заключается основная идея использования дисковых массивов с избыточностью (RAID).
Основной недостаток RAID заключается в их достаточно высокой стоимости. Для них нужен соответствующий контроллер (например, FastTrack66 фирмы Promise Technologies для накопителей UDMA/66) и некоторое количество запасных жестких дисков для хранения копий данных. При этом дополнительные накопители не расширяют дисковое пространство системы, а только дублируют основные устройства, потребляя дополнительную энергию от блока питания и занимая место в корпусе компьютера. Обычные пользователи редко используют такой дорогостоящий способ защиты своих данных. Массивы RAID чаще всего устанавливают в серверах и активно эксплуатируемых рабочих станциях. В этой части главы излагаются некоторые основные концепции технологии RAID, а также описываются некоторые особенности установки и настройки дисковых массивов.
Дисковые массивы
Дисковый массив представляет собой группу из двух или более жестких дисков, которые воспринимаются системой как один накопитель. Преимущества массива заключаются в большей производительности и повышенной надежности хранения данных. Производительность повышается за счет распределения нагрузки в процессе обмена данными между несколькими физическими устройствами. Повышение надежности достигается за счет избыточности операций с данными. Это означает, что в случае отказа или ошибки при считывании на одном или нескольких накопителях копия данных может быть найдена на другом или на других жестких дисках. Для получения оптимального результата необходимо формировать массив из идентичных жестких дисков. Накопители с одинаковыми характеристиками лучше работают в единой «команде». Отдельные жесткие диски, входящие в состав массива, называются его элементами. В резервных секторах каждого жесткого диска записывается конфигурационная информация, позволяющая идентифицировать его как элемент данного массива.
Адаптеры дисковых массивов
Контроллеры RAID обычно называют адаптерами дисковых массивов (DAA — Disk Array Adapter). Это специализированные устройства, разработанные для обеспечения работы совокупностей дисковых накопителей (массивов). Большинство RAID-контроллеров работает в стандарте SCSI, но существует и контроллер FastTrack TX2000 фирмы Promise Technologies, к которому можно подключить массив из жестких дисков типа UDMA/133. Практически во всех контроллерах имеется собственная BIOS, обеспечивающая взаимодействие с отдельными накопителями. В BIOS, как правило, предусмотрена программа настройки (аналогичная программе настройки параметров системной BIOS), позволяющая настраивать функции RAID-контроллера.
Резервный сектор
На каждом жестком диске массива в определенном месте, называемом резервным сектором, записывается важная информация. В этой области хранятся данные о конфигурации массива, причем не только сведения, относящиеся к данному накопителю, но и данные, описывающие все остальные накопители, входящие в состав RAID. Если данные из резервного сектора какого-либо элемента массива будут повреждены или потеряны, то их можно будет восстановить из избыточных копий, хранящихся на других дисках. Как правило, в массивах все диски равноправны. Вы можете подключать накопители к любым разъемам RAID-контроллера без перенастройки массива.
Типы дисковых массивов
Типичный RAID-контроллер может обеспечивать четыре основных режима работы массива: расщепление, дублирование, расщепление/дублирование и связывание. От выбора режима зависит емкость массива, его быстродействие и надежность хранения данных. Чтобы оценить возможности технологии RAID, необходимо более детально познакомиться с основными режимами работы массивов.
Расщепление (режим RAID 0)
В режиме расщепления секторы данных распределяются вперемежку между несколькими элементами массива, в результате чего из двух или более небольших жестких дисков формируется один большой накопитель. Расщепление — это метод увеличения быстродействия массива по сравнению с одиночным накопителем, не сказывающийся, однако, на надежности хранения данных. Быстродействие в этом режиме повышается за счет того, что все операции с данными распределяются между элементами массива, т.е. во всех накопителях одновременно выполняется считывание или запись своей порции данных. Массивы такого типа используются в высокопроизводительных системах. Для достижения лучшей производительности (и большей эффективности хранения данных) в массивах рекомендуется использовать идентичные накопители. Общая емкость дискового массива равна количеству его элементов, умноженному на емкость наименьшего накопителя. Например, емкость массива, состоящего из одного диска емкостью 2Q Гбайт и трех дисков емкостью по 40 Гбайт, составит 80 Гбайт (4 х 20 Гбайт). Недостатком режима RAID 0 является отсутствие избыточности — отказ одного из дисков приведет к выходу из строя всего массива, поскольку некоторая часть общего «накопителя» будет потеряна.
Дублирование (режим RAID 1)
В режиме дублирования запись информации происходит одновременно на два диска, а считывание ведется параллельно с двух накопителей (за счет чего повышается быстродействие массива). Достоинством режима RAID 1 является повышенная надежность хранения данных, поскольку в массив записываются две их копии, а каждый элемент массива подключается к отдельному разъему. RAID-контроллер (в частности, FastTrack TX2000) выполняет считывание данных, распределяя операции между отдельными накопителями таким образом, чтобы увеличить эффективность работы массива по сравнению с одиночным жестким диском. После прихода запроса на считывание данных контроллер выберет тот накопитель, головки записи/воспроизведения которого окажутся на данный момент ближе к требуемым данным, одновременно отдавая команду незанятому диску подготовиться к чтению следующей порции данных.
Если один из элементов массива выйдет из строя из-за механической неисправности (например, отказа шпиндельного двигателя) или перестанет отвечать на запросы, то оставшийся исправным накопитель продолжит функционировать. Это свойство дискового массива называется отказоустойчивостью. Если в одном из накопителей возникнет ошибка при считывании сектора, то данные будут «позаимствованы» с дублирующего диска. При следующей загрузке компьютера программа обслуживания RAID-системы выдаст сообщение о неисправности в дисковом массиве и порекомендует заменить неисправный накопитель. Вы, конечно, можете проигнорировать это предупреждение и продолжить работу, хотя лучше все-таки постараться заменить неисправный диск как можно быстрее.
Наличие избыточности приводит к тому, что емкость массива дисков оказывается равной половине суммарной емкости входящих в него отдельных дисков. Например, два накопителя емкостью по 60 Гбайт каждый образуют массив дисков емкостью в 60 Гбайт. При использовании накопителей разной емкости часть дискового пространства большего из них может остаться неиспользованной.
Резервный диск. В режиме RAID l к контроллеру можно подключить дополнительный накопитель, который будет играть роль горячего резерва, не являясь при этом элементом массива. Такой накопитель предназначен для замещения неисправного элемента дискового массива, и при обычной работе находится в состоянии ожидания (например, его шпиндельный двигатель может не вращаться). В большинстве случаев подмена неисправного диска происходит автоматически — на резервное устройство немедленно копируются все данные с работающего накопителя. Впоследствии, выключив компьютер, вы сможете заменить неисправный накопитель новым. Резервный диск должен иметь емкость, равную емкости наименьшего диска массива (поскольку общая емкость массива в режиме RAID 1 определяется именно его наименьшим элементом, см. выше. — Прим. ред.).
Расщепление/дублирование (режим RAID 0+1)
Из названия режима следует, что он является комбинацией двух описанных выше режимов. Этот режим отличается повышенной производительностью за счет распараллеливания операций считывания и записи и надежностью хранения данных (за счет их избыточности). Дисковый массив RAID 0+1 должен состоять, как минимум, из четырех накопителей (двух пар). Внутри каждой пары данные расщепляются, и каждая пара является дубликатом другой. В этом режиме емкость массива равна емкости пары расщепленных дисков (половине суммарной емкости всех накопителей), поскольку вторая пара используется для хранения избыточных данных.
Связывание дисков
Массив связанных дисков или JBOD (Just a Bunch Of Drives — букв, просто пачка дисков) представляет собой группу из нескольких накопителей, которые могут иметь разную емкость. В этом режиме происходит последовательное заполнение дисков массива: сначала данными заполняется один накопитель, затем следующий и т.д. В этом режиме не повышается ни производительность системы, ни надежность хранения данных. Если выходит из строя один накопитель, то это сказывается на всем массиве.
Тем не менее, в некоторых случаях этот режим может быть полезен с точки зрения повышения производительности системы. В режиме RAID 0 быстродействие массива зависит от размеров расщепленных блоков данных. Размеры блоков определяются тем, как обычно осуществляются обмены данными с накопителем, т.е. являются ли они, в основном, последовательными или случайными. Если их тип непредсказуем и последовательные и случайные обмены чередуются произвольным образом, то производительность расщепленного массива будет изменяться. В конечном счете, вы можете вообще не получить никакого выигрыша по сравнению с одиночным накопителем. Производительность же связанного массива полностью определяется параметрами отдельного накопителя. Скорость передачи данных в этом случае является более предсказуемой и, кроме того, в связанных массивах допускается использование разнотипных накопителей.

Модернизация BIOS контроллера

admin — Mon, 21 Dec 2009 15:50:48 +0000

Возможно, по прошествии некоторого времени у вас появится необходимость в модернизации встроенного программного обеспечения контроллера накопителей с целью исправления обнаруженных ошибок, увеличения быстродействия или повышения степени совместимости с различными системами и устройствами. Чтобы модернизировать BIOS контроллера, загрузите ее новую версию и выполните следующие действия:
1. Создайте загрузочную дискету, затем скопируете на нее служебную программу программирования флэш-памяти (например, PTIFLASH.EXE) и файл новой BIOS (например, ULBIOS.BIN).
2. Перезагрузите систему с этой дискеты. На экране монитора появится командная строка.
3. Запустите программу программирования флэш-памяти (в нашем примере наберите в командной строке PTIFLASH и нажмите на клавишу ENTER). Появится главное меню.
4. Выберите режим резервного копирования программного обеспечения контроллера на дискету.
5. После завершения создания резервной копии выберите режим обновления BIOS из файла.
6. В появившемся окне введите имя и путь к файлу новой BIOS (например, A:\ULBIOS.BIN). Если появится сообщение о том, что файл не найден, проверьте указанное имя и путь.
7. Программа выполнит обновление встроенного программного обеспечения контроллера, после чего появится сообщение о завершении процесса.
8. Выньте дискету из дисковода и перезагрузите систему.
9. Когда на экране появится информационная строка BIOS контроллера, убедитесь в том, что произошло обновление ее версии. 10. Отключите питание, подсоедините жесткие диски и остальные устройства к контроллеру обратно. Система готова к эксплуатации.

Конфигурирование нового контроллера

admin — Mon, 21 Dec 2009 15:50:32 +0000

После установки и подсоединения контроллера вы должны включить компьютер и при необходимости перенастроить компьютер таким образом, чтобы новым устройством можно было пользоваться и в системе не возникло конфликтов. Не закрывайте крышкой системный блок до тех пор, пока вы не выполните следующие действия:
■ Настройте параметры системной BIOS. В процессе загрузки системы войдите в программу ее настройки. Если прежний контроллер был смонтирован на системной плате, то его необходимо отключить. Поскольку в рассмотренном примере мы не меняли накопители, необходимо проверить установленные параметры геометрической модели накопителя или при необходимости ввести их заново. Для подключенных к контроллеру дисководов CD-ROM или других ATAPI-устройств никаких изменений вносить не нужно. Системная плата автоматически выделит для нового контроллера адреса ввода/вывода и линию запроса прерывания (IRQ). Сохраните сделанные изменения и перезагрузите систему.
■ Войдите в программу настройки BIOS нового контроллера. Поскольку практически на всех платах контроллеров накопителей устанавливаются микросхемы ПЗУ со своей BIOS, есть шанс увидеть информационную строку этой BIOS при загрузке системы. Если вы в процессе загрузки нажмете на клавиши, указанные в этой строке, то сможете войти в программу настройки BIOS контроллера и установить некоторые специфические для него параметры. Описание этих параметров и их рекомендуемые значения приводятся в документации на контроллер. В большинстве случаев контроллер хорошо работает с параметрами, установленными по умолчанию, и вам не потребуется вносить какие-либо изменения в его внутреннюю конфигурацию.
Установка программного обеспечения
Собственная BIOS вновь установленного контроллера способна полностью обеспечить нормальное функционирование системы в реальном режиме (DOS). Однако для работы под Windows вам, скорее всего, потребуется установить несколько драйверов (это относится, в первую очередь, к драйверам прямого доступа к памяти для контроллеров в стандартах U DMA/66/100/133). Далее приводится общий сценарий, которому желательно следовать в процессе установки необходимого программного обеспечения.
1. Попытайтесь загрузить систему в режиме DOS и найдите все логические диски (дисководы). Попробуйте просмотреть содержимое корневых каталогов каждого диска. Если вам удалось найти все логические диски, которые существовали в компьютере до замены контроллера, то это свидетельствует о том, что, по крайней мере, аппаратная часть установки выполнена правильно. Если хотя бы один из логических дисков оказывается недоступным, перепроверьте параметры в памяти CMOS и убедитесь в том, что все относящиеся к накопителям значения идентичны тем, что вводились при использовании старого контроллера. Если вам не удается эмулировать параметры преобразования LBA, принятые в прежнем контроллере, то вам, возможно, придется заново произвести логическое разбиение жесткого диска на разделы и отформатировать его.
2. Перезагрузите компьютер в нормальный режим Windows. Скорее всего, вы увидите сообщение «Обнаружено новое устройство» (New Hardware Detected) с указанием его типа, например «Контроллер накопителей для шины PCI» (PCI Mass Storage Controller); точный текст сообщения зависит от версии Windows.
3. В большинстве случаев на экране появится диалоговое окно Мастера установки оборудования (Add New Hardware) с сообщением о том, что обнаружено новое устройство. Щелкните по кнопке «Далее» (Next).
4. Выберите пункт «Произвести поиск наилучшего драйвера для данного устройства» (Search for a better driver than the one your device is using now) и щелкните по кнопке «Далее» (Next).
5. Щелкните по кнопке «Поиск» (Browse) и вставьте дискету или CD-ROM с драйверами контроллера. Найдите папку, в которой хранятся файлы драйверов, и щелкните по кнопке «Далее» (Next).
6. После того как файлы драйверов будут найдены, щелкните по кнопке «Далее» (Next).
7. После завершения инсталляции щелкните по кнопке «Готово» (Finished).
8. Драйверы современных контроллеров обычно приходится устанавливать дважды — сначала для первичного канала, а затем для вторичного. Не перезагружайте компьютер после инсталляции драйвера для первичного канала, а выполните процедуру установки для вторичного канала (просто повторите все операции для второго контроллера накопителей для шины PCI) и лишь затем перезагрузите компьютер.
9. Если новый контроллер установлен правильно, то вы увидите новые устройства в списке контроллеров жесткого диска или SCSI-контроллеров на вкладке «Устройства» (Device Manager), к которой можно перейти из Панели управления (Control Panel), дважды щелкнув на значке «Система» (System).
Для операционной системы Windows XP этот же сценарий выглядит немного по-другому:
1. Откройте Диспетчер устройств.
2. Выберите группу «Контроллеры IDE/ATAPI» или «Контроллеры SCSI и RAID» (некоторые контроллеры IDE попадают во вторую группу, несмотря на то, что формально к ней не относятся).
3. Выделите установленный контроллер, вызовите контекстное меню по правой клавише мыши и выберите пункт «Свойства» (Properties).
4. На закладке «Драйвер» (Driver) выберите пункт «Обновить» (Update Driver).
5. Запустится Мастер обновления оборудования (. Выберите пункт «Установка из указанного места» (Install From A List Or Specific Location) и нажмите «Далее» (Next).

Установка контроллера

admin — Mon, 21 Dec 2009 15:49:55 +0000

На большинстве современных системных плат монтируются двухканальные контроллеры, к которым, как правило, можно подключать практически все имевшиеся в продаже (на момент разработки платы) накопители. Однако со временем появляются новые типы накопителей, увеличивается их емкость, внедряются более скоростные режимы передачи данных. Все это может привести к тому, что возможности контроллера на системной плате окажутся недостаточными для обеспечения полноценной работы новых устройств, и его надо будет заменить. Установка нового контроллера может потребоваться и в случае выхода из строя существующего контроллера. В этом разделе главы приведены основные сведения, касающиеся установки контроллера.
Подготовка к установке нового контроллера
Хотя новый контроллер теоретически должен нормально работать с уже установленными накопителями, в некоторых обстоятельствах установка нового контроллера может привести к возникновению проблем. Особенно часто это происходит в тех случаях, когда старый контроллер не демонтирован или не отключен надлежащим образом, либо когда схема адресации нового контроллера несовместима с текущими настройками накопителей. Прежде чем распаковать новый контроллер и приступить к его установке, потратьте некоторое время на подготовку вашей системы.
■ Выполните резервное копирование данных, хранящихся во всех накопителях. Прежде чем приступать к каким либо работам, связанным с накопителями, сохраните всю ценную информацию на магнитной ленте, компакт-дисках, сменных дисках Iomega Jaz или на других подходящих носителях. Запустите программу настройки BIOS и запишите параметры геометрических моделей всех жестких дисков (возможно, впоследствии вам придется вводить их заново).
■ Подготовьте программное обеспечение. Держите под рукой дистрибутивный компакт-диск операционной системы, который может вам понадобиться для ее переустановки или для загрузки новых драйверов после установки контроллера. Если к новому контроллеру прилагаются собственные драйверы, то, вам, естественно, нужно подготовить соответствующий диск (возможно, новейшие версии драйверов придется загрузить с сайта фирмы-производителя контроллера).
■ Исследуйте установленный в системе контроллер. Очевидно, что перед установкой нового необходимо демонтировать старый контроллер или отключить его. Просмотрите документацию на систему и разберитесь в том, как это правильно сделать. Если контроллер интегрирован в системную плату, то его обычно можно отключить через программу настройки параметров BIOS. На старых системных платах устанавливались соответствующие перемычки. Контроллеры, выполненные в виде отдельной платы расширения, просто демонтируются.
■ Предварительно настройте новый контроллер. Изучите документацию на новый контроллер. Если он является многофункциональным устройством (на той же самой плате могут быть смонтированы еще и контроллер накопителей на гибких дисках, параллельный, игровой и последовательные порты), то вам нужно отключить те узлы, которые не планируется использовать. Каждый из них использует системные ресурсы, поэтому лишние функциональные блоки необходимо отключить во избежание конфликтов с аналогичными устройствами на системной плате.
■ Проверьте версию BIOS. Версии BIOS обновляются довольно часто. Выясните у фирмы-изготовителя нового контроллера, потребуется ли после его установки обновлять версию BIOS.
Установка нового контроллера
Установить плату нового контроллера несложно, но при этом следует соблюдать определенную последовательность действий.
1. Выключите питание системы и отсоедините сетевой кабель. Отверните винты крепления и снимите крышку системного блока. Отложите крышку и крепежные винты в надежное место.
2. Найдите установленный контроллер накопителей и осторожно отсоедините от 40-жильный кабель (2 кабеля, если используются оба канала контроллера). Не отключайте остальные кабельные разъемы от накопителей. Вы можете пометить сигнальные кабели для того, чтобы потом вам было легче опознать первичный и вторичный каналы.
Выньте плату старого контроллера (если таковая имеется) и установите новый контроллер в слот (гнездо) расширения. Если вы просто добавляете новую плату, а не заменяете старую, то снимите пластинку-заглушку любого свободного слота и вставьте в него новый контроллер. Напомним, что все отверстия в задней стенке корпуса, соответствующие неиспользуемым слотам, должны быть закрыты заглушками. Закрепите плату нового контроллера винтом. Если в системе использовался контроллер, смонтированный на системной плате, то, естественно, ничего вынимать из компьютера вам не нужно, а необходимо только отключить этот контроллер либо с помощью перемычки, расположенной на системной плате, либо с помощью программы настройки параметров BIOS непосредственно после перезагрузки компьютера.
Если на корпусе компьютера установлен светодиод, сигнализирующий об активности жесткого диска, то его можно подключить к двухконтактному разъему на плате нового контроллера. Однако этого можно и не делать, а оставить этот светодиод подключенным к накопителю. Если в системе установлено несколько жестких дисков, то индикатор в этом случае будет светиться только при активности того накопителя, к которому он подключен.
Опознайте IDE-разъемы нового контроллера накопителей. Первичный канал может быть обозначен как «Pri-IDE» или «IDE 0», а вторичный — как «Sec-IDE» или «IDE 1». Подсоедините кабели первичного и вторичного каналов интерфейса к соответствующим разъемам контроллера.

Захват управления шиной

admin — Mon, 21 Dec 2009 15:49:18 +0000

Метод захват управления шиной оказался чрезвычайно эффективным усовершенствованием интерфейса контроллера накопителя. Системные платы и чипсеты, в которых поддерживается захват управления шиной IDE, часто маркируются как BM-IDE (Bus Mastering IDE). При правильной настройке в режиме захвата управления шиной при записи и считывании данных из EIDE/IDE-накопителя (жесткого диска или CD-дисковода) данные передаются через канал DMA. Делается это для того, чтобы снизить нагрузку на процессор. Для сравнения отметим, что при программном вводе/выводе (РЮ) процессор используется очень интенсивно. Захват управления шиной особенно полезен при одновременной работе нескольких приложений, активно взаимодействующих с накопителем. Захват управления шиной поддерживается во многих современных компьютерах, но для максимально эффективного использования этого метода должны быть выполнены следующие условия.
■ Системная плата (IDE-контроллер) должна допускать захват управления шиной.
■ Захват управления шиной должен быть предусмотрен в системной BIOS.
■ Операционная система должна быть многозадачной (Windows 9x/Me/2000/XP).
■ В операционной системе должен быть загружен драйвер, обеспечивающий захват управления шиной.
■ EIDE/IDE-устройство (жесткий диск, CD-дисковод) должно быть работоспособно в режиме захвата управления шиной с групповой (multiword) передачей данных через канал DMA.
В одной и той же системе могут быть установлены IDE-устройства, как поддерживающие, так и не поддерживающие захват управления шиной — но в этом случае быстродействие первых из них окажется пониженным. Надо отметить, что захват управления шиной IDE-устройствами — это далеко не универсальный метод повышения производительности системы. Скорее всего, он окажется малоэффективным в компьютерах, работающих под управлением DOS, а также в тех случаях, когда пользователи работают только с одним приложением или даже с несколькими программами, не слишком интенсивно взаимодействующими с накопителем.
Захват управления шиной и Windows
Как было сказано выше, для захвата управления шиной в операционной системе должен быть предусмотрен соответствующий драйвер. В первой версии Windows 95 использовался лишь типовой общий драйвер (ESDI_506.PDR), да и в версии OSR2 он оставался весьма примитивным. Драйверы управления шиной, входящие в Windows 98 и далее, как правило, обеспечивают лучшую производительность. Наилучших результатов можно добиться при использовании драйверов, разработанных для конкретных системных плат или контроллеров накопителей. Вы можете найти некоторые из новых драйверов управления шиной, например, на сайте Drivers Headquarters — www.drivershq.com. В Windows XP встроена полная поддержка DMA (см. рис. 11.4), и установка других драйвером рекомендуется только в том случае, если операционная система не содержит встроенных драйверов для определенного устройства (контроллера или системной платы).
Возможные проблемы
Несмотря на то, что захват управления шиной, несомненно, может увеличить производительность интенсивно работающей многозадачной системы, при использовании этого метода могут возникнуть определенные проблемы. Как правило, они возникают в операционных системах Windows 9х/Ме, в Windows XP этого не наблюдается. Большинство из них связано с драйверами управления шиной. Наиболее распространенными проблемами являются две:
■ После установки драйвера управления шиной теряется CD-дисковод или жесткий диск, подключенный к вторичному каналу контроллера.
■ После установки драйвера управления шиной загрузка Windows длится слишком долго. В обоих случаях вы можете заметить, что в списке устройств Панели управления больше
не появляется вторичный IDE-канал. Это происходит потому, что драйвер управления шиной некорректно поддерживает IDE-контроллер. Вам необходимо установить драйвер управления шиной для первичного канала контроллера и сохранить драйвер РЮ для поддержки вторичного канала. Для этого установите драйвер управления шиной, а затем вручную внесите изменения в реестр с тем, чтобы снова перенастроить вторичный канал контроллера на использование стандартного IDE-драйвера.
1. Запустите программу редактирования реестра (REGEDIT.EXE) и найдите раздел HKEY_LOCAL_MACHINE/System/CurrentControlSet/control/Services/Class/hdc/
2. В нем находятся четыре подраздела: 0000-0003.
3. В зависимости от канала, который вы хотите настроить, найдите тот из подразделов, в котором значение параметра DriverDesc выглядит наподобие «Primary Bus Master IDE controller» (в русской версии — «Основной контроллер IDE») или «Secondary Bus Master IDE controller» («Дополнительный контроллер IDE»). Им, скорее всего, окажется подраздел 0002 или 0003. Как показывает практика, чаще приходится изменять настройку вторичного (дополнительного) канала контроллера.
4. В найденном подразделе замените значение параметра PortDriver с ESDI506.PDR (оно может быть и другим, в зависимости от того, какой драйвер управления шиной используется в системе) на IDEATAPI.MPD.
5. Вы можете также изменить значение параметра DriverDesc (это просто описание драйвера) на другое, более привычное и понятное: например, «Стандартный контроллер IDE/ESDI». Именно это название будет отображаться в списке Устройства {Device Manager) в Панели управления (Control Panel).
6. Сохраните внесенные в реестр изменения и перезагрузите компьютер.
Теперь вторичный канал ID Е-контроллера будет работать под управлением стандартного драйвера, и подключенные к нему накопители (например, CD-дисковод) появятся в списке устройств. Существует еще один прием, который позволит вам уменьшить время загрузки системы: запустите Windows в режиме защиты от сбоев и удалите из списка устройств все дисковые накопители. Затем перезагрузите компьютер и дайте возможность Windows вновь самостоятельно обнаружить все накопители.
Некоторые специалисты полагают, что CD-дисковод ATAPI может работать при использовании драйвера управления шиной, если он сконфигурирован как ведомый и является единственным устройством, подключенным к вторичному каналу IDE-контроллера. Напомним, что обычно единственное IDE-устройство должно быть настроено, как ведущее. Реализация этого предложения не приведет к повреждению CD-дисковода или контроллера, однако, насколько нам известно, никто не проводил исчерпывающего тестирования этого метода. Учитывая большое разнообразие программных и аппаратных средств управления шиной, можно предположить, что в одних системах перенастройка дисковода может дать результат, а в других — нет. Рассматривайте это предложение как крайнее средство.

ULTRA-ATA/66 (ATA-5)

admin — Mon, 21 Dec 2009 15:48:35 +0000

Дальнейшим шагом в повышении быстродействия интерфейсов накопителей стала модернизация стандарта ATA/ATAPI-4. Эта более поздняя реализация Ultra-ATA обычно называется Ultra- DM А/66 или UDMA/66, и в ней предусмотрена скорость пакетной передачи данных, равная 66 Мбайт/с в режиме DMA при захвате управления шиной. Как и в реализации Ultra-ATA/33, максимальное быстродействие системы достижимо только в том случае, если стандарту удовлетворяют и накопитель, и контроллер, и системная BIOS. UDMA/66, как и UDMA/33 полностью обратно совместим с предшествующими стандартами АТА. В отличие от интерфейса Ultra-ATA/ЗЗ, для подключения к контроллерам накопителей UDMA/66 нельзя использовать обычные IDE-кабели. Вместо них необходимо использовать специальные 80-жильные кабели с 40-контактными разъемами (обычно они входят в комплект поставки накопителей UDMA/66). В этих кабелях сигнальные линии отделяются друг от друга линиями заземления с целью защиты от взаимных высокочастотных наводок. Кроме того, операционная система компьютера (в частности, Windows) должна быть настроена на передачу данных в режиме DMA.
Общие замечания по поводу установки устройств UDMA/66
Убедитесь в том, что сигнальный кабель соответствует требованиям стандарта Ultra-ATA/66. Гибкий кабель Ultra-ATA/66 — 80-жильный с 40-контактными разъемами, на концах разъемы черного и синего цвета, средний разъем — серый. Кроме того, 34-е контакты разъемов должны быть выпилены или срезаны (хотя это не всегда удается разглядеть).
■ Убедитесь, что в контроллере, смонтированном на системной плате, предусмотрена поддержка стандарта Ultra-ATA/66. В состав контроллера, способного работать в режиме Ultra-ATA/66, входит схема, которая обнаруживает отсутствие 34-го контакта на разъеме. Если схемы обнаружения нет, то система может принять обычный кабель за Ultra-ATA/66, и попытаться конфигурировать устройство на более высокие скорости передачи.
■ Некоторые контроллеры, смонтированные на системной плате, не могут работать с накопителями Ultra-ATA/66 одновременно по двум каналам. Если у вас возникнут проблемы при подключении накопителя Ultra-ATA/66 к вторичному каналу контроллера, попробуйте переставить его на место ведущего устройства первичного канала.
■ Если у вас возникают сомнения по поводу правильности настройки систем UDMA/66, обратитесь к производителю системной платы или платы контроллера за новой версией BIOS (а также попытайтесь найти новейшие драйверы для устройств UDMA/66 или их исправленные версии).
■ Убедитесь в том, что в операционной системе допускается использование DMA, и проверьте, включен ли этот режим. В Windows 9x/Me это можно выяснить, открыв окно свойств накопителей . В Windows XP эти настройки находятся в свойствах IDE-контроллера .
■ Убедитесь в том, что накопитель, способный работать в режиме Ultra-ATA/66, настроен на соответствующую скорость передачи данных. Некоторые накопители поставляются с отключенным по умолчанию режимом UDMA/66, и для его активизации вам придется переставить перемычки или воспользоваться вспомогательной программой.
ULTRA-ATA/100/133 (ATA-6 и 7)
В конце 2000 года под влиянием роста производительности и емкости жестких дисков была разработана очередная версия интерфейса Ultra-АТАдля передачи данных со скоростью до 100 Мбит/с. Эта версия получила логичное название Ultra-ATA/100 (другие названия — Ultra-DMA/100 или UDMA/100). На рубеже 2001 и 2002 годов была разработана еще одна спецификация для передачи данных со скоростью 133 Мбайт/с — Ultra-ATA/133 (синонимы — Ultra-DMA/133 или UDMA/133). Эти две спецификации основаны на стандарте Ultra-ATA/66 и используют такой же плоский 40-контактный 80-жильный кабель, обеспечивая полную обратную совместимость с более ранними интерфейсами.
Serial-ATA
Интерфейс IDE является параллельным — в нем за один такт передается 16 бит (2 байта) данных. Дальнейшее ускорение передачи наталкивается на фундаментальную проблему любого параллельного интерфейса — синхронизацию сигналов, которые передаются по разным линиям. С повышением скорости передачи данных эта проблема становится все более и более актуальной, и при достижении некоторого критического значения дальнейший рост производительности становится невозможен. Выход — в использовании последовательного способа передачи данных. На его использовании основан современный стандарт Serial-ATA, который обеспечивает скорости передачи данных начиная с 150 Мбайт/с в первой версии стандарта и вплоть до 600 Мбайт/с в последующих. Следует заметить, что интерфейс предназначен для непосредственного двухточечного соединения жесткого диска и контроллера, так что пропускная способность шины не будет делиться между ведущим и ведомым устройствами, что удваивает эффективную пропускную способность при использовании нескольких устройств. То есть при одновременном использовании двух дисков на одном канале Ultra-ATA/133 каждый сможет работать со скоростью в среднем не более 66 Мбайт/с, а при использовании для той же цели двух портов Serial-ATA каждый диск сможет обмениваться данными со скоростью 150 Мбайт/с.
Интерфейс Setial-ATA состоит из семи контактов, три из которых — заземление, а четыре образуют две пары для приема и передачи данных. Разъем выполнен таким образом, что земляные контакты чуть длиннее сигнальных, что позволяет реализовать горячее подключение и отключение устройств (подобно шине USB). Несмотря на то, что интерфейс в основном предназначен для использования внутри системного блока, уже существуют контроллеры, предназначенные для подключения внешних устройств. А в последних поколениях системных чипсетов интерфейс Serial-ATA является интегрированным.
Стандарт Serial-ATA отличается только способом передачи данных по шине между контроллером и устройством. При этом оно полностью аппаратно и программно совместим с параллельным АТА. Это позволяет совместно использовать разнородные контроллеры и устройства, используя специальные конверторы Serial-ATA в Parallel-ATA и обратно.

ULTRA-АТА/ЗЗ (АТА-4)

admin — Mon, 21 Dec 2009 15:47:52 +0000

Повышение скоростей передачи данных — процесс бесконечный. Его очередным этапом стало появление стандарта Ultra-ATA, который представляет собой реализацию ATA/ATAPI-4. В соответствии с этим стандартом в версии, обычно называемой Ultra-DMA/33 или UDMA/33, максимальная скорость передачи данных в режиме DMA при захвате управления шиной (bus mastering) составляет 33 Мбайт/с. Чтобы все возможности интерфейса Ultra-ATA были реализованы, требованиям стандарта должны удовлетворять и накопитель, и контроллер, и системная BIOS. При этом Ultra-ATA полностью обратно совместим с предшествующими стандартами АТА. Для подключения накопителей UDMA/33 можно использовать обычные IDE-кабели с 40-контактным и разъемами, однако имейте в виду, что в перечисленных ниже ситуациях вы можете столкнуться с определенными проблемами.
■ Используется стандартный кабель, однако его качество невысокое, он поврежден или помят в результате многочисленных переустановок.
■ В системе повышенный уровень электрических помех. Это возможно в тех случаях, когда в системном блоке установлено несколько дисководов, используется сдвоенный источник питания или компьютер является моноблочным, т.е. со встроенной электронно-лучевой трубкой (монитором).
■ Система «разогнана», т.е. работает при повышенных тактовых частотах системной платы или процессора, не предусмотренных изготовителем, или сконфигурирована так, что какие-либо параметры выходят за допустимые изготовителем пределы.

Шина AGP

admin — Sun, 20 Dec 2009 15:34:16 +0000

Одной из замечательных особенностей персонального компьютера является его способность визуализировать информацию. Вне зависимости от используемых приложений (деловых или игровых), видеосистемы персональных компьютеров непрерывно совершенствуются, увеличивая количество цветов, разрешение изображения, а также используя широкий спектр видеоэффектов. Видеоинформация всех типов требует огромного объема данных. Для качественного отображения видеоинформации требуется не только большой объем памяти, но также широкая полоса пропускания шины передачи этих данных на видеокарту. Шина AGP стала высокоскоростной магистралью для графической информации, она особенно полезна для приложений, использующих 3-х мерную графику.
Современные процессоры могут создавать трехмерное виртуальное пространство весьма высокой степени реализма. Используя анимационные технологии, можно создавать достаточно реалистичные изображения. При этом используется построение трехмерных моделей объектов, наложение разнообразных текстур, учет разнообразного освещения, разнообразные видеоэффекты.
Технология AGP ускоряет графическую производительность системы с помощью специализированной высокопроизводительной шины, предназначенной для передачи больших объемов данных трехмерных текстур между графическим контроллером персонального компьютера и системной памятью. На практике использование AGP дает возможность графическому ускорителю выполнять отображение текстур прямо из системной памяти вместо кэширования их в относительно небольшой локальной видеопамяти. Шина AG P также помогает передавать поток декодированных видеоданных из процессора в графический контроллер. При этом шина PCI освобождается от передачи огромного объема видеоданных и может быть задействована для передачи данных для накопителей и других контроллеров.
Широкая полоса пропускания является ключевой составляющей мощности технологии AGP. Интерфейс AGP (66 МГц) располагается между системной логикой (чипсетом) персонального компьютера и графическим контроллером, как показано на рис. 8.5. Эта архитектура значительно увеличивает полосу пропускания, доступную графическому ускорителю. В своей базовой форме AGP обеспечивает полосу пропускания в 266 Мбайт/с (в 2 раза больше полосы пропускания шины PCI). Такая шина обозначается как «AGP IX». Используя более совершенную методику обработки данных, можно передавать 2 байта в каждом такте работы шины AGP, что дает полосу пропускания в 532 Мбайт/с (обозначается как «AGP 2X»). Дальнейшее увеличение скорости обработки данных в AGP и использование новых комплектов интегральных микросхем позволило передавать 4 байта в каждом такте работы шины AGP, что повысило скорость передачи данных свыше 1 Гбайт/с («AGP 4Х»). Последняя версия AGP 3.0 (режим 8Х) обеспечивает полосу пропускания свыше 2 Гбайт/с. Получить самую свежую информацию о стандарте AGP 8X можно на сайте developer.intel.com/technology/agp.
Сходство шин AGP и PCI
32-разрядная шина AGP своими корнями уходит в спецификацию локальной шины PCI, но также имеет значительные улучшения и добавления, предназначенные для удовлетворения нужд высокопроизводительной 3-х мерной графики. Главным отличием является тактовая частота. Шина PCI использует фиксированную частоту в 33 МГц, а частота работы шины AGP повышена до 66 МГц. Другие особенности шины AGP:
■ Конвейерные операции чтения и записи памяти, снижающие задержку доступа к памяти.
■ Демультиплексирование адреса и данных на шине, позволяющее достигать почти 100% эффективности шины.
■ Использование новых временных диаграмм в версии шины для напряжения питания 3,3 В обеспечивает передачу одного (AGP IX) или двух (AGP 2X) байтов на тактовой частоте в 66 МГц, что позволяет довести пропускную способность чтения данных до 532 Мбайт/с.
■ Новая низковольтная спецификация позволяет осуществлять передачу 4-х байтов (AGP 4X) в Каждом такте при тактовой частоте в 66 МГц, обеспечивая пропускную способность свыше 1 Гбайт/с.
■ Для разъема шины расширения AGP используется новый разъем (с целью обеспечения требуемых характеристик сигналов), который не совместим с разъемом расширения шины PCI. Поэтому платы расширения шин PCI и AGP не взаимозаменяемые механически.

Шина PCI

admin — Sun, 20 Dec 2009 15:33:54 +0000

В конце 1980-х годов распространение 32-разрядных центральных процессоров и операционных систем с графическим интерфейсом привело к тому, что шина ISA (8,33 МГц) перестала справляться со своими обязанностями. Для увеличения производительности компьютеров требовалось создание шины с новой архитектурой. Были разработаны две шины: VLB и PCI. Хотя шина VLB была довольно простой, она обладала несколькими недостатками. Пожалуй, самым главным из них является ее зависимость от быстродействия процессора. Другая проблема состояла в том, что стандарт VLB не был общепризнанным,и не все производители полностью следовали спецификации VESA. В середине 1992 года компания Intel и консорциум производителей компьютерной техники ввели шину PCI (Peripheral Component Interconnect — соединение периферийных компонент). Если шина VLB была предназначена специально для повышения производительности видеосистемы персонального компьютера, то 188-контактная шина PCI была ориентирована на будущие поколения процессоров и персональных компьютеров в целом, обеспечивая архитектуру шины, которая поддерживала любые периферийные устройства, например контроллеры накопителя на жестком диске, сетевые адаптеры и т.п. В этом разделе главы приводится описание контактов шины PCI и ее функционирования.
Характеристики шины PCI
Шина PCI работает на фиксированной частоте в 33 МГц и имеет архитектуру, которая способна передавать данные на скорости 133 Мбайт/с — значительно выше по сравнению с 5 Мбайт/с стандартной шины ISA. Другой отличительной особенностью шины PCI является автоматическое распределение системных ресурсов среди подключенных периферийных устройств. Автоматическая настройка (главная функция технологии РпР) берет на себя заботу об адресах портов ввода-вывода, запросах на прерывание и каналах DMA, которые используются периферийными устройствами. Спецификация шины PCI версии 2.1 предусматривает расширяемость до 64 разрядов и повышение рабочей частоты до 66 МГц, что учетверяет полосу пропускания шины по сравнению с текущей версией. На практике 64-разрядная шина PCI еще не используется в персональных компьютерах, хотя она уже существует во многих серверных платформах (но из соображений совместимости ее частота в большинстве систем ограничена 33 МГц). Современная шина РС1 имеет следующие возможности:
■ Пакетный режим передачи данных как основной режим работы (как по чтению данных, так и по записи).
■ Линейное упорядочивание пакетов.
■ Поддержка параллельной обработки данных (предотвращение взаимных блокировок, буферизация).
■ Гарантирование малых временных задержек для устройств, работающих в реальном времени.
■ Арбитраж шины осуществляется по запросам, а не временным квантам.
■ Параллельная работа нескольких устройств (плат) на частоте 33 МГц.
■ Обнаружение ошибок и предупреждение о них.
■ Поддержка нескольких арбитров шины и одноранговых соединений.
■ 32-разрядная мультиплексированная обработка данных независимо от процессора.
■ Синхронные операции на скорости 133 Мбайт/с.
■ Последовательная пакетная передача (чтение/запись) данных.
■ Контроль четности сигналов адреса, данных и управления.
■ Поддержка параллельной и конвейерной обработки данных.
■ Поддержка автоматической настройки устройств.
■ Обеспечение разрешения конфликтов (арбитраж).
■ Возможность использования 64-разрядного формата данных с обеспечением обратной совместимости с 32-разрядным форматом.
■ Использование уровней сигналов ТТЛ.
■ Может работать от питания как 5 В, так и 3,3 В.
Шина PCI поддерживает последовательную передачу пакетов — метод передачи данных, обеспечивающий постоянную загрузку шины данными. Обычно периферийные устройства осуществляют обмен данными, расположенными в памяти по последовательным адресам. При этом адрес данных выдается на шину только один раз, а затем производится последовательная передача данных с автоматическим увеличением адреса. Метод последовательной передачи пакетов является уникальной особенностью шины PCI, поскольку он выполняет как пакетное чтение, так и пакетную запись данных. Проще говоря, данные на шине передаются в каждом такте ее работы. Это удваивает пропускную способность шины PCI по сравнению с шинами без подобного режима работы.
Устройства, предназначенные для работы с шиной PCI, имеют малую задержку доступа (access latency), что сокращает время ожидания доступа к шине устройством, запросившим этот доступ. Например, плата контроллера Ethernet, подключенная к локальной сети, принимает из сети поступающие данные. Не имея возможность быстро передать эти данные системе, контроллер вынужден хранить их в локальном буфере. При этом размер локального буфера должен быть достаточен для избежания его переполнения. Устройства, подключенные к шине PCI, имеют быстрый доступ к ней, и плата Ethernet может посылать данные системе практически напрямую.
Шина PCI поддерживает захват шины (bus mastering), что позволяет осуществлять управление шиной одному из периферийных устройств для ускоренного выполнения высокоприоритетной задачи, требующей передачи большого объема данных. Архитектура шины PCI поддерживает также параллельную обработку данных — метод, позволяющий процессору работать одновременно с платами расширения, а не ждать пока они завершат работу. Например, процессор может производить вычисления с плавающей запятой в электронной таблице, в то время как плата Ethernet управляет шиной для приема данных из локальной сети. Наконец, шина PCI может использовать два напряжения питания. Обычно она работает, как и другие шины, от напряжения +5 В, но может работать и в режиме пониженного напряжения от +3,3 В.