UART： Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用異步接收/發(fā)送裝置，UART是一個(gè)并行輸入成為串行輸出的芯片，通常集成在主板上，多數(shù)是16550AFN芯片。因?yàn)?a target=_blank>計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用并行數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，不能直接把數(shù)據(jù)發(fā)到Modem，必須經(jīng)過UART整理才能進(jìn)行異步傳輸，其過程為：CPU先把準(zhǔn)備寫入串行設(shè)備的數(shù)據(jù)放到UART的寄存器（臨時(shí)內(nèi)存塊）中，再通過FIFO（First Input First Output，先入先出隊(duì)列）傳送到串行設(shè)備，若是沒有FIFO，信息將變得雜亂無章，不可能傳送到Modem。

      它是用于控制計(jì)算機(jī)與串行設(shè)備的芯片。有一點(diǎn)要注意的是，它提供了RS-232C數(shù)據(jù)終端設(shè)備接口，這樣計(jì)算機(jī)就可以和調(diào)制解調(diào)器或其它使用RS-232C接口的串行設(shè)備通信了。作為接口的一部分，UART還提供以下功能：將由計(jì)算機(jī)內(nèi)部傳送過來的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為輸出的串行數(shù)據(jù)流。將計(jì)算機(jī)外部來的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為字節(jié)，供計(jì)算機(jī)內(nèi)部使用并行數(shù)據(jù)的器件使用。在輸出的串行數(shù)據(jù)流中加入奇偶校驗(yàn)位，并對(duì)從外部接收的數(shù)據(jù)流進(jìn)行奇偶校驗(yàn)。在輸出數(shù)據(jù)流中加入啟停標(biāo)記，并從接收數(shù)據(jù)流中刪除啟停標(biāo)記。處理由鍵盤或鼠標(biāo)發(fā)出的中斷信號(hào)（鍵盤和鼠標(biāo)也是串行設(shè)備）?？梢蕴幚碛?jì)算機(jī)與外部串行設(shè)備的同步管理問題。有一些比較高檔的UART還提供輸入輸出數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，現(xiàn)在比較新的UART是16550，它可以在計(jì)算機(jī)需要處理數(shù)據(jù)前在其緩沖區(qū)內(nèi)存儲(chǔ)16字節(jié)數(shù)據(jù)，而通常的UART是8250。現(xiàn)在如果您購買一個(gè)內(nèi)置的調(diào)制解調(diào)器，此調(diào)制解調(diào)器內(nèi)部通常就會(huì)有16550 UART。

 

S/PDIF

 IDE(Integrated Drive Electronics) 電子集成驅(qū)動(dòng)器
     它的本意是指把“硬盤控制器”與“盤體”集成在一起的硬盤驅(qū)動(dòng)器。把盤體與控制器集成在一起的做法減少了硬盤接口的電纜數(shù)目與長度，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃缘玫搅嗽鰪?qiáng)，硬盤制造起來變得更容易，因?yàn)橛脖P生產(chǎn)廠商不需要再擔(dān)心自己的硬盤是否與其它廠商生產(chǎn)的控制器兼容。對(duì)用戶而言，硬盤安裝起來也更為方便。IDE這一接口技術(shù)從誕生至今就一直在不斷發(fā)展，性能也不斷的提高，其擁有的價(jià)格低廉、兼容性強(qiáng)的特點(diǎn)，為其造就了其它類型硬盤無法替代的地位。
     IDE代表著硬盤的一種類型，但在實(shí)際的應(yīng)用中，人們也習(xí)慣用IDE來稱呼最早出現(xiàn)IDE類型硬盤ATA-1，這種類型的接口隨著接口技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)被淘汰了，而其后發(fā)展分支出更多類型的硬盤接口，比如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等接口都屬于IDE硬盤。

    PIDE硬盤
    PIDE硬盤的傳輸模式有以下三種：PIO(Programmed I/O)模式、DMA(Driect Memory Access)模式、Ultra DMA(簡稱UDMA)模式。
    PIO(Programmed I/O)模式的最大弊端是耗用極大量的CPU資源。以PIO模式運(yùn)行的IDE接口，數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)3.3MB/s(PIO mode 0)-16.6MB/s(PIO mode 4)不等。

    PDMA(Direct Memory Access)模式分為Single-Word DMA及Multi-Word DMA兩種。Single-Word DMA模式的最高傳輸率達(dá)8.33MB/s，Multi-Word DMA(Double Word)則可達(dá)16.66MB/s。

    PDMA模式同PIO模式的最大區(qū)別是:DMA模式并不用過分依賴CPU的指令而運(yùn)行，可達(dá)到節(jié)省處理器運(yùn)行資源的效果。但由于Ultra DMA模式
的出現(xiàn)和快速普及，這兩個(gè)模式立即被UDMA所取代。

    PUltra DMA模式(簡稱UDMA)是Ultra ATA制式下所引用的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，以16-bit Multi-Word DMA模式作為基準(zhǔn)。UDMA其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它除了擁有DMA模式的優(yōu)點(diǎn)外，更應(yīng)用了CRC(Cyclic Redundancy Check)技術(shù)，加強(qiáng)了資料在傳送過程中偵錯(cuò)及除錯(cuò)方面的效能。

    P自Ultra ATA標(biāo)準(zhǔn)推行以來，其接口便應(yīng)用了DDR(Double Data Rate)技術(shù)將傳輸?shù)乃俣忍嵘艘槐?，目前已發(fā)展到Ultra ATA/100了，其傳輸速度高達(dá)100MB/s。

     IDE控制器工作原理
     無論你用計(jì)算機(jī)做什么，存儲(chǔ)系統(tǒng)都是整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。實(shí)際上，大多數(shù)個(gè)人電腦都有一個(gè)或者多個(gè)諸如硬盤、CD-ROM、DVD刻錄機(jī)以及早期像軟驅(qū)這類存儲(chǔ)裝置。

     通常情況下，這些設(shè)備都是通過IDE（集成設(shè)備電路Integrated Device Electronics的英文縮寫）接口與電腦相連的，IDE接口是用來連接存儲(chǔ)設(shè)備和計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)方式。其實(shí)“IDE”并不是這項(xiàng)接口技術(shù)的真正名稱，最初人們管這種接口技術(shù)稱為“AT Attachment”，即Advanced Technology Attachment，也就是我們常說的ATA接口了，它最初是發(fā)展于IBM的“Advanced Technology PC”。下面，筆者將帶著大家了解IDE/ATA的演變和發(fā)展、插腳引線的作用和“主/從”的真正含義等基礎(chǔ)知識(shí)。

     IDE的發(fā)展

     IDE最初是作為一種電腦內(nèi)部硬盤驅(qū)動(dòng)器的標(biāo)準(zhǔn)連接方式。IDE背后的基本觀念就是硬盤驅(qū)動(dòng)器和控制器應(yīng)該集成在一起?？刂破魇且粔K載有芯片的電路板，它能夠正確嚴(yán)密的指揮硬盤如何存儲(chǔ)和存取數(shù)據(jù)。絕大多數(shù)控制器都包含有一定容量的緩存（2MB或8MB）作為緩沖器，用來提高硬盤的性能。
     在IDE誕生之前，控制器和硬盤的盤體是分開，并且多為是獨(dú)立的。換句話說，一家制造商生產(chǎn)的控制器可能就無法正常工作在另一家制造商生產(chǎn)的硬盤上。控制器與盤體之間的距離還會(huì)導(dǎo)致信號(hào)強(qiáng)度下降而影響性能表現(xiàn)。這對(duì)電腦使用者而言不能不算是一種損失。
     IBM在1984年推出的“AT computer”有兩項(xiàng)關(guān)鍵性的技術(shù)革新。第一，推出“ISA”的第二代總線接口。新的ISA總線一次能夠傳輸16個(gè)bit位，而此前只能傳輸8位。第二，IBM為其提供了一個(gè)將控制器和硬盤驅(qū)動(dòng)器集成在一起的硬盤。一個(gè)帶狀的電纜通過ISA卡與電腦主機(jī)連接在一起，ATA接口就這么誕生了。
     1986年，康柏（Compaq）公司把IDE驅(qū)動(dòng)器引入到他們的桌面386系列中。這種聯(lián)合形式依然是建立在IBM的ATA標(biāo)準(zhǔn)上的。不久以后，其他賣主陸續(xù)開始提供IDE驅(qū)動(dòng)設(shè)備，IDE也成為覆蓋整個(gè)整合驅(qū)動(dòng)設(shè)備/控制器的代名詞。由于絕大多數(shù)的IDE設(shè)備都是基于ATA的，因此這兩種稱呼常彼此替代使用。

     控制器、驅(qū)動(dòng)器和主機(jī)適配器

     現(xiàn)在絕大多數(shù)的主板都帶有IDE接口，我們常常聽見這種接口被叫作IDE控制器，而實(shí)際上這是不對(duì)的。接口實(shí)際上是一個(gè)主機(jī)適配器，也就是說它提供的是一種連接設(shè)備和計(jì)算機(jī)（主機(jī)）的方法。而真正的控制器是位于硬盤上的電路板，這也是它被稱為IDE——集成設(shè)備電路的原因。
     最初IDE接口是用來連接硬盤設(shè)備的，而后發(fā)展成為一種通用接口用來連接軟驅(qū)、CD-ROM以及一些磁帶備份設(shè)備。雖然在內(nèi)部設(shè)備中，IDE接口非常流行，但它們卻極為少有的用于外部設(shè)備的連接。
     ATA發(fā)展至今經(jīng)過多次修改和升級(jí)，每新一代的接口都建立在前一代標(biāo)準(zhǔn)之上，并保持著向后兼容性。第一代是ATA-1，就是用于康柏桌面386系列的最初的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。它被制定為“主/從”結(jié)構(gòu)。ATA-1是建立在ISA96-pin標(biāo)準(zhǔn)連接器上的附屬設(shè)備，使用40或44pin的連接器和電纜。在44pin方案里 ，額外多出的4個(gè)引腳用來向那些沒有單獨(dú)電源接口的設(shè)備提供電力支持。另外，ATA-1同時(shí)提供DMA和PIO兩種方式傳送信號(hào)。 ATA-2常被稱為EIDE (Enhanced IDE)、Fast ATA 或 Fast ATA-2，此時(shí)DMA已經(jīng)完全執(zhí)行于這個(gè)版本里了，標(biāo)準(zhǔn)DMA傳輸速度已經(jīng)由ATA-1里的4.16MBps提升到16.67MBps了。ATA-2還提供對(duì)電源管理、PCMCIA卡和可移動(dòng)設(shè)備的支持，通過標(biāo)準(zhǔn)尋址方法CHS（柱面、磁頭、扇區(qū)）支持最高8.4GB的硬盤容量。此外，ATA-2還引入LBA方式，這一方法突破了硬盤按照CHS方式訪問磁盤的老觀念，為適應(yīng)以后硬盤容量的快速增長打下了的良好基礎(chǔ)。同時(shí)通過不斷升級(jí)的BIOS版本或者第三方軟件，能夠達(dá)到支持最大137.4GB的容量。只要你的電腦支持EIDE，就可以在CMOS設(shè)置中找到LBA（LBA，Logical Block Address）或（CHS，Cylinder、Head、Sector）的設(shè)置選項(xiàng)。EIDE支持的硬盤數(shù)目也有增加，它允許主板上具有兩個(gè)插口，每個(gè)插口可以分別連接一個(gè)主設(shè)備和一個(gè)從設(shè)備，從而可以支持四個(gè)IDE設(shè)備。
     隨著自我監(jiān)控檢測和SMART等技術(shù)的介入，IDE驅(qū)動(dòng)器被設(shè)計(jì)制造得更加可靠。ATA-3也增加了密碼保護(hù)措施來控制存取設(shè)備，提供了一個(gè)很有意義的安全特性。
     ATA-4融合的最大兩個(gè)特點(diǎn)就是支持Ultra DMA和整合了ATAPI（AT Attachment Program Interface）標(biāo)準(zhǔn)。ATAPI為CD-ROM、磁帶備份機(jī)和其它可移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備提供了通用接口。而在此之前，ATAPI是一個(gè)完全獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)。伴著ATAPI的入盟，ATA-4對(duì)可移動(dòng)介質(zhì)的支持得到了立竿見影的改善效果，同時(shí)Ultra DMA也將DMA的數(shù)據(jù)傳輸率從原有的16.67MB/s提高到了33.33MB/s。除此之外，在原有的40pin的接口和線纜基礎(chǔ)上，ATA-4外加了40個(gè)引腳，總共80個(gè)，其中的40根是地線，分散于標(biāo)準(zhǔn)的40根線纜之間用于增強(qiáng)信號(hào)質(zhì)量。ATA-4也被叫做Ultra DMA、Ultra ATA或Ultra ATA-33。
     相比ATA-4，ATA-5主要的升級(jí)在于自動(dòng)偵測設(shè)備使用的是何種線纜，40pin還是80pin？在使用80pin線纜時(shí)，Ultra DMA傳輸率上升為更高的66.67MB/s。所以ATA-5也被稱為Ultra ATA-66。發(fā)展到后來，還出現(xiàn)了ATA-100/133兩個(gè)非正式標(biāo)準(zhǔn)，只是速度有所提升，不過由于硬盤內(nèi)部傳輸速度的限制，100/133MBps只不過是一個(gè)標(biāo)志罷了。

     數(shù)據(jù)線纜

     IDE設(shè)備使用的是扁平帶狀數(shù)據(jù)線來相互連接，每一條線都是平齊的位于另一條的旁邊，并非捆扎成束。數(shù)據(jù)線分為40股和80股兩種，兩頭都有一個(gè)連接器，并在距離主板2/3的距離的位置還有另一個(gè)連接器，而且數(shù)據(jù)線的長度不能超過46厘米以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?。?biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)線連接器的顏色應(yīng)該分為藍(lán)色、黑色和灰色三種。其中藍(lán)色一頭連接主板，黑色連接第一個(gè)（主）設(shè)備，灰色連接第二個(gè)（從）設(shè)備。沿著線纜的一邊有一條不同于數(shù)據(jù)線顏色的條紋，這是為了方便告訴用戶在這一邊是第一引腳，以便正確的將數(shù)據(jù)線插入到設(shè)備中去，并且設(shè)備廠商還在連接器上下功夫，采取了“防倒插”設(shè)計(jì)思想，設(shè)置了一個(gè)卡扣，若線路接反是無法插進(jìn)去的。

     主設(shè)備與從設(shè)備

     一個(gè)單獨(dú)的IDE接口能夠支持2個(gè)設(shè)備。一般主板都采用雙IDE接口，可以提供四個(gè)IDE設(shè)備。因?yàn)榭刂破骷稍谠O(shè)備之中，并沒有一個(gè)全局控制器來判斷哪一個(gè)設(shè)備正在與計(jì)算機(jī)通話。如果每個(gè)設(shè)備在單獨(dú)的接口上工作并不會(huì)有多大問題，但在同一線纜上增添第二個(gè)設(shè)備則會(huì)帶來一點(diǎn)麻煩。
     為了允許兩個(gè)設(shè)備工作在同一數(shù)據(jù)線上傳輸數(shù)據(jù)，IDE使用了一種特殊的“主/從”結(jié)構(gòu)來解決這一問題。這種結(jié)構(gòu)讓一個(gè)設(shè)備的控制器告訴其它設(shè)備什么時(shí)候能夠向主機(jī)發(fā)送或從主機(jī)接收數(shù)據(jù)。其實(shí)，實(shí)現(xiàn)的原理很簡單，從設(shè)備向主驅(qū)動(dòng)器發(fā)出請(qǐng)求，考察其是否正在與主機(jī)通話。如果主設(shè)備空閑，那么從設(shè)備就可以進(jìn)行連接了；如果主設(shè)備正在通話，則發(fā)出回應(yīng)讓從設(shè)備等待并且適時(shí)通知何時(shí)能夠進(jìn)行連接。
     主機(jī)通過連接器上的第39號(hào)引腳來確定是否存在第二個(gè)設(shè)備。39號(hào)引腳傳送的是一種特殊的信號(hào)，叫做DASP（Drive Active/Slave Present），用來檢測設(shè)備。
     雖然驅(qū)動(dòng)器可以工作在任何一個(gè)接口上，但還是建議主設(shè)備連接在數(shù)據(jù)線末端的接口上使用，并且設(shè)備上的跳線必須設(shè)置在正確的位置上以表明該設(shè)備是主設(shè)備。從設(shè)備必須將設(shè)備上的跳線拿去或者更改為特殊的設(shè)置，這取決于設(shè)備自身。同樣，從設(shè)備需要連接在數(shù)據(jù)線中間的那個(gè)連接器上面，控制器可以通過跳線的設(shè)置位置來確定自己是“主”還是“從”，這可以告訴設(shè)備該如何工作。每個(gè)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的都可以被設(shè)置成為“主”或者“從”，如果只有一個(gè)設(shè)備，那么它將永遠(yuǎn)是主驅(qū)動(dòng)設(shè)備。
     許多設(shè)備都帶有一個(gè)特色的選項(xiàng)開關(guān)，稱為Cable Select。配合使用某些主板，這些設(shè)備能夠自動(dòng)的配置成為“主”或者“從”。Cable Select的工作原理比較簡單，一個(gè)跳線裝置被安放在Cable Select開關(guān)上。其線纜本身就好像一個(gè)IDE的數(shù)據(jù)線，除了第28號(hào)引腳只連接主設(shè)備連接器。當(dāng)打開計(jì)算機(jī)電源，IDE接口沿28號(hào)引腳發(fā)出信號(hào)，只有連在主設(shè)備連接器上的驅(qū)動(dòng)器才能接收到。如果某一個(gè)驅(qū)動(dòng)器接收到信號(hào)，則將自己配置為主設(shè)備，而沒有接收到的則默認(rèn)配置為從設(shè)備了。

     結(jié)語

     IDE作為一種通用接口，在計(jì)算機(jī)發(fā)展史上留下了不可磨滅的作用，這種并行線纜目前正逐步被串行ATA所取代，可以說IDE很好的完成了人們賦予它的使命。許多電腦初學(xué)者對(duì)于機(jī)箱來本就紛繁復(fù)雜的連線弄得摸不清頭腦，相信通過本文至少對(duì)IDE接口、設(shè)備以及它們?nèi)绾喂ぷ饔幸粋€(gè)大致的了解，更多的知識(shí)需要大家多動(dòng)手、勤鉆研。