Datei: AT_BUS.TXT ½ Michael Ruge Rsselsheim, den 20.01.1995 Email: Michael Ruge @WI2.MAUS.DE) Der AT-Bus oder richtiger genannt IDE-Interface Ein IDE-Festplattensystem (IDE - Integrated Drive Electronics) ver- h„lt sich beim PC elektrisch und softwarem„žig wie das altehrwr- dige Festplattengespann aus dem IBM AT03 von 1984, bestehend aus einer Controllerplatine vom Typ WD1003 und einer MFM-Festplatte. Jedoch liegt mittlerweile die Controllerelektronik (WD1003) auf der Festplatte selbst. Der simpel aufgebaute Hostadapter fhrt nichts anderes als den 8 Bit breiten ISA-Bus per Kabel an die IDE-Fest- platte (die Festplatte ist also nichts anderes als eine Karte (bspw Grafikkarte) die an einem Kabel angeschlossen ist und nicht direkt in einer ISA-Bus Buchse eingesteckt wird bzw. ist). Die Elektronik der Festplatte ist dadurch zwar aufwendiger, erm”g- licht aber dem Hersteller wesentlich mehr M”glichkeiten zur Steige- rung der Geschwindigkeit, der Kapazit„t (Zone Bit Recording z.B.). Die Mimik des WD1003 der IDE-Festplatte garantiert jedoch, daž jedes Mainboard samt BIOS eines PC's (PC - Power Cruncher!) und jeder Festplattentreiber, der MFM-Festplatten untersttzt, damit zurecht kommt. Ebenso fremde Betriebssysteme wie Unix oder OS/2. Bei Standard-IDE sind insgesamt ZWEI Festplatten (bis vor kurzer Zeit Ende 1994 nichts weiteres) anschliežbar. IDE-Festplatten wer- den im sogenannten Master/Slave Konzept betrieben, das heižt aller- dings nicht, daž jede IDE-Festplatte mit einer anderen IDE-Festplat- te sauber zusammenarbeitet, da das obengenannte Master/Slave Kon- zept NICHT korrekt standardisiert worden ist, wie zum Beispiel die Konkurrenz SCSI. Es gibt fr Power Cruncher auch spezielle Hostadapter, die dann 4 IDE-Festplatten (2 mal Master und 2 mal Slave) ansprechen und ver- walten k”nnen, allerdings braucht man dann auch eine spezielle Treibersoftware, die es wiederum nicht fr jedes Betriebssystem gibt. Um weiterhin kompatibel zur Altlast WD1003 zu bleiben, haben IDE- Festplatten auch eine maximale Kapazit„t von 504 Megabyte. Bei SCSI ist dies nicht der Fall. IDE-Festplatten drfen auch keinesfalls LOW-LEVEL-Formatiert wer- den, da manche Festplatten aufgrund eines Firmwarefehlers das Format Kommando nicht abfangen und dadurch interne Daten zerst”rt werden! Es ist jedoch leicht zu merken, daž die Festplatte defekt ist nach einem LOW-LEVEL-Format: sie ist deutlich langsamer und/oder hat er- heblich an Kapazit„t verloren, da hilft dann nur (wenn berhaupt) ein ahnungsloses Gesicht samt Schulterzucken und der Gang zum H„nd- ler w„hrend der Garantiezeit. Es gibt jetzt, seit Anfang 1995, auch Enhanced IDE Festplatten, die aufgrund eines neuen Standards sowohl die alte 504 Megabyte Grenze berwinden, als auch wesentlich schneller sind als Ihre „lteren Br- der und Schwestern mit Bezeichnung IDE, aber immer noch einen hau- fen Nachteile gegenber der Konkurrenz mit Namen SCSI haben. IDE-Festplatten oder Enhanced-IDE Festplatten kann man eigentlich ohne Probleme am ATARI anschliežen, der STBook und der Falcon030 haben ab Werk eingebaute 2,5 Zoll Festplatten mit IDE-Interface. Fr die brigen Computer gibt es sogenannte TOS 2.06 AT-Bus Karten, an die man dann IDE-Festplatten anschliežen kann. Der Vorteil von IDE-Festplatten ist eigentlich nur der: sie sind etwas billiger und haben bei kleinem Datentransfer Geschwindigkeitsm„žig die Nase vorne aufgrund des einfacheren Protokolls zwischen Host-Adapter (AT BUS TOS 2.06 Karte) und Festplatte, als ihre Brder von der Kon- kurrenz SCSI. Die Nachteile sind folgende: TOS 2.06 muž zwingend vorhanden sein, damit man von der Platte auch booten kann, die „l- teren TOS Versionen kennen keine IDE-Platten und haben dadurch auch keine IDE-Routinen zum Ansprechen der Festplatte, die Platten ms- sen aufgrund Ihres Vorlebens im Geh„use des Computers eingebaut werden, weil das Verbindungskabel nicht zu lang werden darf (bislang sind 18 Zoll oder 46cm L„nge erlaubt) und es sind maximal ZWEI Festplatten anschliežbar, wenn man kompatibel zur Software (Hard- disktreiber, Einrichtungssoftware) und Hardware des STBook und Falcon030 bleiben will. Zur Geschwindigkeit Bei alten MFM und RLL Festplatten (ST412/506 Bus) konnte man die maximal erreichbare Geschwindigkeit (Datentransferrate) noch von Hand errechnen! Beispiel fr eine 60MB Festplatte Drehzahl: 3600 Umdrehungen pro Minute (60 Umdrehungen pro Sekunde) Sektoren pro Spur: 26 (13 Kilobyte pro Spur, da jeder Sektor 512 Byte hat) Ergibt eine maximal erreichbare Geschwindigkeit von 60U/s * 13KB von 780 Kilobyte pro Sekunde (welches zum Beispiel die Megafile 30 und Megafile 60 Hardwarem„žig auch schaffen) Modernere SCSI, IDE und Enhanced IDE Festplatten verfgen jedoch ber Zone Bit Recording (ZBR) und k”nnen dadurch, daž die aužen- liegenden Datenspuren l„nger sind, dort auch mehr Daten unterbrin- gen als auf den innenliegenden Datenspuren. Daher sind Angaben wie 54 Sektoren pro Spur mit Vorsicht zu geniessen, da dies heutzutage nur noch den Mittelwert angibt! Moderne 3,5-Zoll Festplatten mit ZBR haben real etwa 80-100 Sekto- ren auf den „užeren Spuren und etwa 50-70 Sektoren auf den inners- ten Spuren, daher sind Festplattentests heutzutage etwas kompli- zierter, wenn man die Geschwindigkeit messen will, da auf den „užeren Spuren natrlich wesentlich h”here Transferraten machbar sind als auf den innersten Spuren. Aus diesem Grund sind 2,5-Zoll Festplat- ten (Notebook, STBook, Falcon030, Apple Powerbook, etc.) auch langsamer als ihre 3,5 Zoll Schwestern, auch wenn sie ber eine Zugriffszeit von 6-10 millisekunden verfgen. Moderne Festplatten verfgen auch ber einen Cache von 32KB bis 512KB Gr”že. Da auch der Cache erstmal gefllt werden muž und bei den meisten auch segmentiert ist (z.B. Quantum LPS240, hat real 256KB Cache, davon 3x64Kilobyte grože Segmente fr den Lesezu- griff und ein 64 Kilobyte grožes Segment fr den Schreibzugriff) ,l„uft er dementsprechend schnell ber (er ist voll). Es ntzt der gr”žte Cache auf der Festplatte (und dem Harddisktrei- ber) nichts, wenn die Festplatte selbst (Schreib/Lesekopf Zugriffe, Cache Nachladezeiten, Interface), der Hostadapter und der Harddisk- treiber das System irgendwo ausbremsen, egal, ob es ein PC, Amiga, Apple oder ATARI ist. Wie bei einer Kette oder einem Seil bestimmt das schw„chste Glied oder Stck ber die Qualit„t (Geschwindigkeit) des gesamten Sys- tems und es kommt keine Freude auf ber die neue Festplatte etc. Die alten original ATARI Festplatten (selbst die ehrwrdige SH204 im Schuhkarton) lief mit Interleave 1, das bedeutet, daž alle Sek- toren in einer Umdrehung gelesen werden und ber den Controller an den Rechner weitergegeben wurden, wobei bis zum aufkommen der IDE/ SCSI Technik bei den PC's die meisten Festplatten aufgrund des schlechten Designes der Rechnerhardware bei PC's (8Mhz Bus, kein DMA-Transfer, "unterbelichtete Prozessoren") meist mit einen Inter- leave von 4 oder 5 arbeiten mužten, obwohl die selben Festplatten- laufwerke verwendet wurden! Zur Gr”že, oder warum haben die meisten IDE Platten nur 504 Mega- byte Kapazit„t? Die berchtigte und real vorhandene Grenze von 504 Megabyte resul- tiert aus den Anfangszeiten her (F„higkeiten des WD1003 von 1984). Neuere Festplatten vom Typ E-IDE umgehen das indem sie entweder alle Sektoren nacheinunder durchnummerieren (wie bei SCSI) oder einfach indem die Festplatte gesagt bekommt: Keule, du hast mehr als 16 Schreib/Lesek”pfe und daher machst Du gef„lligst eine Kopfumset- zung oder 16 K”pfe beibehalten, aber dafr hast du ab sofort mehr als die altehrwrdigen 1024 Zylinder in deinem Inneren. Am ATARI selbst ist dies egal, da die ATARI Hardware ohnehin nicht WD1003 kompatibel ist und die 504 Megabyte Grenze daher nicht exis- tiert, der Anschluž daher also keinerlei Probleme (Kopfzerbrechen) beim Anwender bereitet (wie partitioniere ich jetzt meine Festplatte, um kompatibel zu bleiben). Bei den Power Crunchern ist n„mlich das Problem vorhanden, daž das Bios (das einzig halbwegs intelligente auf dem Mainboard) n„mlich nur innerhalb der ersten 504 Megabyte ein bootf„higes Dateisystem ein- richten und automatisch beim Systemstart einbinden kann. Seit Anfang 1995 gibt es jetzt auch vermehrt CD-ROM Laufwerke mit IDE-Interface, der Vorteil gegenber den „lteren Laufwerken ist der, daž sie nun direkt angeschlossen werden k”nnen. Die „lteren Lauf- werke (bis Ende 1994) verfgten ber ein Herstellerspezifisches Interface, welches entweder kompatibel zu einer Soundkarte im PC Bereich war oder mit einer 8- oder 16 Bit Slotkarte einen Bussteck- platz belegte, abgesehen von dem erstmal erfolgreich in das lau- fende System einzubindenden CD-ROM Treiber, was alleine schon fr schlafraubende N„chte sorgte. Die Kabell„nge Das Datenkabel darf bis einschliežlich PIO-Mode 3 Festplatten (die aktuellen) maximal 18 Zoll, also 46cm lang sein. Die n„chste Genera- tion von IDE und E-IDE Festplatten mit PIO-Mode 4 drfen nur noch an Kabel angeschlossen werden, die krzer als 18 Zoll also 46cm lang sind. Power Management Jeder, der sich heutzutage einen neuen Computer kauft, ist natrlich darauf bedacht, daž er sich einen Computer kauft, der natrlich wenig Strom verbraucht. Stundenlanges Festplatten laufenlassen, wenn der Bildschirmschoner aktiviert ist, ist da natrlich verp”nt. Moderne Festplatten haben daher ein Power Management, welches sich in der Elektronik befindet aber Achtung: Dies ist ein Feature und nicht generell vorgeschrieben, daher gibt es auch Festplatten, die kein Power Management besitzen und trotzdem brandneu auf dem Markt sind! Entweder kann man dieses Power Management aktivieren, indem man der Festplatte ein besonderes Kommando zukommen l„žt ber den Festplat- ten/Harddisktreiber oder macht es per HACK wie ATARI himself und „ndert einfach den Pegel der IDE_RESET Leitung und versetzt damit die Festplatte in den Ruhezustund. So, falls noch mehr Info's gewnscht werden, schauen Sie bitte in der Datei SCSI.TXT nach oder fragen Sie den Autor. Zum Ende mit Schrecken, nun noch die Belegung des AT-Bus Interface (IDE) der Festplatten und Kabelverbindungen: 2,5" Platten 3,5" - und 5.25" - Platten Rastermaá 2 mm Rastermaá 2,54 mm (wie im Falcon030) NC o o NC SLAVE o o NC 1 2 Pin 1 2 Pin /HOST RESET o o GND /HOST RESET o o GND HOST DATA 7 o o HOST DATA 8 HOST DATA 7 o o HOST DATA 8 HOST DATA 6 o o HOST DATA 9 HOST DATA 6 o o HOST DATA 9 HOST DATA 5 o o HOST DATA 10 HOST DATA 5 o o HOST DATA 10 HOST DATA 4 o o HOST DATA 11 HOST DATA 4 o o HOST DATA 11 HOST DATA 3 o o HOST DATA 12 HOST DATA 3 o o HOST DATA 12 HOST DATA 2 o o HOST DATA 13 HOST DATA 2 o o HOST DATA 13 HOST DATA 1 o o HOST DATA 14 HOST DATA 1 o o HOST DATA 14 HOST DATA 0 o o HOST DATA 15 HOST DATA 0 o o HOST DATA 15 gnd o o gnd o o IOCHRDY o o GND IOCHRDY o o GND /HIOW o o GND /HIOW o o GND /HIOR o o GND /HIOR o o GND DACK o o Reserved DACK o o Reserved DRQ o o GND DRQ o o GND IRQ 14 o o /Host IO/16 IRQ 14 o o /Host IO/16 HOST ADDR 1 o o /PDIAG HOST ADDR 1 o o /PDIAG HOST ADDR 0 o o HOST ADDR 2 HOST ADDR 0 o o HOST ADDR 2 /HOST CS0 o o /HOST CSI /HOST CS0 o o /HOST CSI /DASP o o GND /DASP o o GND +5V LOGIC o o +5V MOTOR 39 40 Pin GND o o XT/AT 43 44 Pin