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2025-06-28 13:36本頁面
【正文】 而并行通信在本質(zhì)上是和串行通信一樣的。唯一的區(qū)別是并行通信依靠多條數(shù)據(jù)線在一個時鐘周期里傳送更多的bit。下圖中，數(shù)據(jù)線已經(jīng)不是一條或者是兩條，而是多條。我們很容易知道，如果有8根數(shù)據(jù)線的話，在同一時鐘周期內(nèi)傳送的的數(shù)據(jù)量是8bit。如果我們的數(shù)據(jù)線足夠多的話，比如PCI總線，那一個周期內(nèi)就可以傳送32bit的數(shù)據(jù)。 在這里，筆者想提醒各位讀者，對于一款產(chǎn)品來說，用最低的成本來滿足帶寬的需要，那就是成功的設(shè)計，而不會在意你是串行通信還是并行通信，也不會管你的傳輸技術(shù)是先進還是落后。 PATA接口的速度 我們知道，ATA33的速度為33MB/S，ATA100的速度是100MB/S。那這個速度是如何計算出來的呢？ 首先，我們需要知道總線上的時鐘頻率，比如ATA100是25MHz，PATA的并行數(shù)據(jù)線有16根，一次能傳送16bit的數(shù)據(jù)。而ATA66以上的規(guī)范為了降低總線本身的頻率，PATA被設(shè)計成在時鐘的上下沿都能傳輸數(shù)據(jù)（類似DDR的原理），使得在一個時鐘周期內(nèi)能傳送32bit。 這樣，我們很容易得出ATA100的速度為：25M*16bit*2=800Mbps=100MByte/s。 PATA的局限性 在相同頻率下，并行總線優(yōu)于串行總線。隨著當前硬盤的數(shù)據(jù)傳輸率越來越高，傳統(tǒng)的并行ATA接口日益逐漸暴露出一些設(shè)計上的缺陷，其中最致命的莫過于并行線路的信號干擾問題。 那各信號線之間是如何干擾的呢？ 1，首先是信號的反射現(xiàn)象。從南橋發(fā)出的PATA信號，通過扁長的信號線到達硬盤（在筆記本上對應(yīng)的也有從南橋引出PATA接口，一直布線到硬盤的接口）。學過微波通信的讀者肯定知道，信號在到達PATA硬盤后不可避免的會發(fā)生反彈，而反彈的信號必將疊加到當前正在被傳輸?shù)男盘柹?，?dǎo)致傳輸中數(shù)據(jù)的完整性被破壞，引起接受端誤判。 所以在實際的設(shè)計中，都必須要設(shè)計相應(yīng)的電路來保證信號的完整性。 我們看到，從南橋發(fā)出的PATA信號一般都需要經(jīng)過一個排阻才發(fā)送到PATA的設(shè)備。我們必須加上至少30個電阻（除了16根數(shù)據(jù)線，還有一些控制信號）才能有效的防止信號的反彈。而在硬盤內(nèi)部，硬盤廠商會在里面接上終端電阻以防止引號反彈。這不僅對成本有所上升，也對PCB的布局也造成了困擾。 當然，信號反彈在任何高速電路里都會發(fā)生，在SATA里我們也會看到終端電阻，但因為SATA的數(shù)據(jù)線比PATA少很多，并且采用了差分信號傳輸，所以這個問題并不突出。 2，其次是信號的偏移問題 理論上，并行總線的數(shù)據(jù)線的長度應(yīng)該是一致的。而在實際上，這點很難得到保證。信號線長度的不一致性會導(dǎo)致某個信號過快/過慢到達接受端，導(dǎo)致邏輯誤判。不僅如此，導(dǎo)致信號延遲的原因還有很多，比如線路板上的分布電容、信號線在高頻時產(chǎn)生的感抗等都會引起信號的延遲。 如圖，在左側(cè)南橋端我們發(fā)送的數(shù)據(jù)為[1，1，1，0]，在發(fā)送到硬盤的過程中，第四個信號由于某種原因出現(xiàn)延遲，在判斷時刻還沒到達接受端。這樣，接受端判斷接受到的信號為[1，1，1，1]，出現(xiàn)錯誤。由此也可看出，并行數(shù)據(jù)線越多，出現(xiàn)錯誤的概率也越大。 下圖是SONY Z1的硬盤轉(zhuǎn)接線，我們看到，設(shè)計師做了不少蛇行走線以滿足PATA數(shù)據(jù)線的長度一致性要求。 我們可以很容易想像，信號的時鐘越快，被判斷信號判斷的時間就越短，出現(xiàn)誤判的可能性就越大。在較慢的總線上（上），允許數(shù)據(jù)信號和判斷信號的時間誤差為a，而在高速的總線上（下），允許誤差為b。速度越快，允許的誤差越小。這也是PATA的總線頻率提升的局限性，而總線頻率直接影響著硬盤傳輸速度。 3，還有是信號線間的干擾（串音干擾） 這種干擾幾乎存在與任何電路。和信號偏移一樣，串音干擾也是并行通信的通病。由于并行通信需要多條信號線并行走線（以滿足長度、分布電容等參數(shù)的一致性），而串音干擾就是在這時候?qū)е碌摹Ｓ捎谛盘柧€在傳輸數(shù)據(jù)的過程中不停的以0，1間變換，導(dǎo)致其周邊的磁場變化甚快。通過法拉第定律我們知道，磁場變化越快，切割磁力線的導(dǎo)線上的電壓越大。這個電壓將導(dǎo)致信號的變形，信號頻率越高，干擾愈加嚴重，直至完全無法工作。串音干擾可以說這是對并行的PATA線路影響最大的不利因素，并且大大限制了線路的長度。 硬盤的恢復(fù)主要是靠備份,現(xiàn)在最常用的就是GHOST,它可以備份任何一個盤付,并生成一個備份文件必要的時候可以用來恢復(fù)數(shù)據(jù) 現(xiàn)在市場上的主要幾款硬盤就是邁托,西部數(shù)據(jù)(WD),希捷(ST),三星,東之,松下,還有最新的那個易拓保密硬盤
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