3.2.1. Интерфейс ST412/ST506

Данное обозначение с номером модели описывает конкретный интерфейс жесткого диска, детально определяющий, как накопитель и контроллер "общаются" друг с другом Взаимодействие контроллера с компьютером определяется шиной ввода-вывода ПК, которая соединяет все разъемы материнской платы, так как контроллер жесткого диска вставляется в эту шину. Спецификация данного (и любого друюго) интерфейса имеет несколько аспектов Первый аспект касается физического описания кабелей, по которым взаимодействуют контроллер и накопитель, и описания разъемов на концах кабелей. Вторым оказывается электрический аспект, определяющий уровни напряжения и временную диаграмму сигналов в каждом проводнике. Далее, логический аспект связан с описанием функций сигналов в каждом проводнике. Наконец, обычно определяются критические временные соотношения, касающиеся длительностей сигналов и скорости их перехода из одного состояния в другое. Когда творят об интерфейсе, например ST412/ST506, имеют в виду все эти аспекты.

Данное обозначение с номером модели описывает конкретный интерфейс жесткого диска, детально определяющий, как накопитель и контроллер "общаются" друг с другом Взаимодействие контроллера с компьютером определяется шиной ввода-вывода ПК, которая соединяет все разъемы материнской платы, так как контроллер жесткого диска вставляется в эту шину. Спецификация данного (и любого друюго) интерфейса имеет несколько аспектов Первый аспект касается физического описания кабелей, по которым взаимодействуют контроллер и накопитель, и описания разъемов на концах кабелей. Вторым оказывается электрический аспект, определяющий уровни напряжения и временную диаграмму сигналов в каждом проводнике. Далее, логический аспект связан с описанием функций сигналов в каждом проводнике. Наконец, обычно определяются критические временные соотношения, касающиеся длительностей сигналов и скорости их перехода из одного состояния в другое. Когда творят об интерфейсе, например ST412/ST506, имеют в виду все эти аспекты. Контроллер жесткого диска подключается к каждому накопителю двумя плоскими кабелями. Один кабель имеет 34 проводника (и 34-контактный разъем, поэтому проводники иногда называются контактами) По этому кабелю передаются управляющие сигналы в накопитель и из него.

Среди сигналов от контроллера в накопитель есть сигналы, используемые для команд приводу головок перейти на одну дорожку внутрь или наружу, сигналы задания уровня тока записи для головок и сигнал, определяющий операцию считывания или записи Накопитель выдает в контроллер сигналы об успешном окончании запрошенной операции или возникших проолемах. Имеются также сигналы о результате выполнения команды контроллера и готовности накопителя к работе. Эти цифровые сигналы большей частью изменяются медленно Если к контроллеру подключены два накопителя, кабель подключается вначале к первому накопителю, а затем ко второму (Такое подключение кабеля от одного устройства к другому, а затем еще к одному называется гирляндным соединением.) Второй кабель имеет 20 проводников, большинство из которых соединено с землей и служат защитой для других. Биты данных, которые контроллер записывает в накопитель, передаются всего по одному из проводников, а по другому передается дополняющий сигнал (дополняющий означает, что при передаче по первому проводнику двоичного нуля по второму передается двоичная единица и наоборот) Еще по одной паре проводников передается считанный сигнал и его дополнение от головок в контроллер Это высокочастотные сигналы, передающие до 5 млн бит/с, они более подвержены помехам, чем сигналы в 34-проводном кабеле Чтобы снизить уровень помех, каждый накопитель имеет свои 20-проводнып кабель и он должен быть максимально коротким. В сущности, по 20-проводному кабелю может передаваться всего один бит данных При скорости в 5 млн. бит/с скорость в байтах составляет одну восьмую часть, т е 625 Кбайт/с В накопителях SCSI данные передаются по 8 бит, а иногда по 32 бита одновременно, поэтому скорость передачи данных по параллельному кабелю гораздо выше (Недавно появились накопители SCSI, в которых применяется последовательный кабель, в котором данные передаются битами, те так, как в интерфейсе ST412/ST506 ).

Название ST412/ST506 не подразумевает какого-то конкретного способа кодирования данных, хотя ранее оно обычно обозначало накопитель MFM с 17 секторами на дорожке. Поскольку кодирование данных по способу 2,7 RLL дает одинаковую максимальную частоту переходов магнитного поля (но с меньшей минимальной частотой), сигналы в кабеле между контроллером RLL и накопителем очень похожи на сигналы комбинации контроллера MFM и накопителя. Поэтому можно сказать, что накопитель RLL также имеет интерфейс ST412/ ST506. RLL-кодирование помещает больше данных на меньшее расстояние по дорожке, поэтому накопитель RLL обычно имеет 25 или 26 секторов, а не 17 секторов типичного накопителя MFM. Далее, так как в RLL-накопитсле в данном числе переходов поля закодировано больше битов, даже без повышения чистоты сигналов но сравнению с MFM-накопителем, RLL-наколителъ может передавать по кабелю на 50% больше бит/с (70 Кбайт/с в случае 26 секторов на дорожке и иногда 937 Кбайт/с при наличии на дорожке 31 сектора). Более сложные контроллеры ARLL иногда описываются так, как имеющие этот интерфейс. Но поскольку в них частота сигналов от головки и в нее выше спецификации частоты стандарта, их интерфейс следовало бы назвать по-другому. В 1983 г. схему интерфейса ST412/ST506 несложно было реализовать на доступных в то время аппаратных средствах. Он удовлетворял запросы владельцев персональных компьютеров, когда емкость накопителя составляла всего 10 Мбайт, а шина компьютера работала на частоте 4,77 МГц. Однако вскоре эта ситуация изменилась. Появились накопители большей емкости, а новые компьютеры стали работать на большей частоте. Вскоре ограничения интерфейса стали тормозом развития, поэтому производители жестких дисков быстро предложили два разных решения этой проблемы.