计算机组成原理：硬盘控制器与接口方向和功能

磁盘控制器是主机与磁盘驱动器之间的接口。由于辅助存储器是快速的外部设备，与主机之间的数据交换是成批进行的。为了保证数据传输的正确性，需要采用DMA控制方式。磁盘控制器作为主机与驱动器之间交接部件的控制器，需要有两个方向的接口，一个是与主机的接口，用于控制主机总线与辅存之间交换数据；另一个是与设备的接口，用于根据主机的命令控制设备的操作。前者称为系统级接口，后者称为设备级接口。

磁盘控制器与主机之间的交换面是比较清楚的，控制器只和主机系统总线打交道，数据的发送与接收均通过主机总线进行。但控制器与驱动器之间的任务分工比较模糊。到底哪些工作由驱动器完成，哪些工作由控制器完成，没有严格的定义，即控制器和驱动器之间没有明确的界限。

主机与磁盘驱动器之间交换数据的控制逻辑如图8-13所示。

图8-13 硬盘控制逻辑

磁盘上的信息经磁头读出以后，首先经过读出放大器，然后进行数据与时钟的分离，再作串行/并行转换、格式转换、最后送入数据缓冲器，经DMA控制将数据传输到主机总线。控制器和驱动器之间的交界面可以设在图中的A处，驱动器只完成读写和放大，数据分离和以后的控制以及逻辑共同构成磁盘控制器，ST506/412接口就是这种方式。如果将交界面设在B处，则在驱动器上要完成数据分离和编码译码操作，然后再将数据传到控制器，这时磁盘控制器由串/并转换、格式控制和，DMA控制的逻辑构成。属于这种方式的接口有IDE。第三种方式是将接口的交界面设在C处，磁盘控制器的功能转移到设备中，主机与设备之间采用标准的通用接口，SCSI接口就是这种形式。现在的趋势是逐渐采用后两种形式，因为这样可以增强设备的功能，使设备相对独立。

1.ST506/412接口

1980年Seagate Technology公司生产了第一台5.25in小型温盘ST506，ST506逐渐成为一种标准。微型计算机上使用的各种容量的硬磁盘基本上都采用了这种接口。ST506是插在PC机总线上的一块电路板，ST506接口有两组信号线，一组为34条命令线，另一组是20条数据线。(www.xing528.com)

在ST506的基础上，又提出了ST 412 HP高性能接口，使传输率得到了提高，记录面数增加到16个，支持16个磁头。

2.LDE接口

IDE（Integrated Drive Electronics）的本意实际上是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器，IDE接口也叫ATA（Advanced Technology Attachment）接口，现在PC机使用的硬盘大多数都是IDE兼容的，只需用一根电缆将它们与主板或接口卡连起来就可以了。

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，因为厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其他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。

3.SCSI接口

SCSI是一种与IDE完全不同的接口，它不是专门为硬盘设计的，而是一种总线型的系统级接口，最多可连接8台设备，具有异步和同步两种数据传输方式。异步方式数据传输率为1.5MB/s，同步方式则可达10MB/s。SCSI支持高速数据传输，需要驱动器的智能比IDE接口要高些。目前，许多硬盘生产厂家采用这种高性能的接口模式，并将硬盘控制器集成到硬盘驱动器电路板上，使得硬盘性能有了很大提高。