1各阶段ATA接口的技术概况
ATA-1在主板上有一个插口，支持一个主设备和一个从设备，每个设备的最大容量为504MB，支持的PIO-0模式传输速率只有3.3Mb/s。ATA-2是对ATA-1的扩展，习惯上也称为EIDE(EnhancedIDE)或FastATA。它在ATA的基础上增加了2种PIO和2种DMA模式(PIO-3)，不仅将硬盘的最高传输率提高到16.6Mb/s，还同时引进LBA地址转换方式，突破了固有的504MB的限制，可以支持最高达8.1GB的硬盘。ATA-3没有引入更高速度的传输模式，在传输速度上并没有任何的提升，最高速度仍旧为16.6Mb/s。只在电源管理方案方面进行了修改，引入了简单的密码保护的安全方案。
从ATA-4接口标准开始正式支持UltraDMA数据传输模式，因此也习惯称ATA-4为UltraDMA33或ATA33。首次在ATA接口中采用了DoubleDataRate(双倍数据传输)技术，让接口在一个时钟周期内传输数据两次，时钟上升和下降期各有一次数据传输，这样数据传输速率一下从16Mb/s提升至33Mb/s。ATA-5也就是“UltraDMA66”，也叫ATA66，是建立在UltraDMA33硬盘接口的基础上，同样采用了UDMA技术。UltraDMA66让主机接收/发送数据速率达到66.6Mb/s，是U-DMA/33的两倍。保留了上代UltraDMA33的核心技术--冗余校验技术(CRC)。ATA-6也是使用40针80芯的数据传输电缆，并且ATA100接口完全向下兼容，支持ATA33、ATA66接口的设备，完全可以继续在ATA100接口中使用。
2ATA接口技术在加固产品中的应用
2013年笔者在调试加固计算机时候发现以下异常现象：在开机BIOS自检阶段，硬盘信息显示为QT940817AM1.AA@(正常应为ST940817AM3.AAB)，主板在完成PCIBusListing后，停滞不动，不能进一步引导操作系统。重新启动多次，问题能重复出现。
2.1主板对硬盘信息读取链路
主板对硬盘信息读取链路框图
2.2硬盘信息错误原因
从主板到硬盘之间经过多道转接，任何两个接触部分的接触不良，均会引起IDE信号连接的不可靠，从而造成硬盘信息读取错误。当问题复现时，重新插拔、晃动主板，操作系统能够正常启动。通过分析，可以判断计算机无法启动的故障是由于机箱底板上IDE信号的接触不良引起的。为了进一步判断哪一个信号的接触不良会造成该问题，通过一条测试用的IDE线缆连接硬盘和底板上的IDE插座，人为地断开测试IDE线缆上的每一个IDE信号进行测试，当测试IDE线缆的D9信号断开时，设备也出现了QT940817AM1.AA@的错误信息，而且设备的系统无法启动。综合以上信息，表明机箱底板上IDE信号的D9信号接触不良是造成加固计算机无法正常启动的根本原因。加固计算机底板上CPCI连接器与底板印制板之间的接触不良，导致主板与硬盘之间的电气连接不完整。当D9数据位接触不良时，主板读取的硬盘信息就会产生错误，且每次错误的信息有规律。
2.3硬盘信息错误原理分析
主板检测硬盘，读到硬盘错误的信息为QT940817AM1.AA@，而正确的信息应为ST940817AM3.AAB。由于IDE有16位数据位D[15…0]，每次读取两个字节，D[15…8]为高字节，D[7…0]为低字节。IDE每次读取高字节的D9位时，由于接触不良自动将该位设置为0，如果信息的该位为1，则产生错误。具体见硬盘信息通过IDE链路前后对照表1。对比这两种状态，有三个字母产生差异，这与实际情况吻合。在主板完成PCIBusListing后，开始读取硬盘主引导区中的系统启动信息，由于IDE的D9位读写错误，导致读取到的启动信息错误，所以无法正常引导操作系统，计算机只能停留在这个阶段。
2.4解决的方法
机箱底板上IDE信号接触不良能够引起加固计算机无法正常启动的问题，为彻底消除这种隐患，在底板印制板上对所有的IDE信号进行点焊锡处理。采取措施后，经多次的启动验证，设备均启动、运行正常。
3结束语
随着IT行业的不断发展，硬盘技术也在不断地更新换代。并行ATA接口从ATA1接口发展到ATA6，硬盘的速度和存取数据的可靠性和稳定性在不断提高。但是，这种并行接口的电缆属性、连接器和信号协议在ATA-6后都表现出了很大的技术瓶颈，在技术上突破这些瓶颈存在相当大的难度。新型的硬盘接口标准的产生也就在所难免。
完全不同于并行ATA接口，串行ATA以连续串行的方式传送资料，在同一时间点内只会有1位数据传输。这种技术极大地简化了接口的针脚数目，只用四个针就完成了所有的工作。串行ATA工作的时候，第1针发出数据、第2针接收数据、第3针向硬盘供电、第4针为地线。和我们的习惯性思维带来的想法相反，这种串行接口技术将提供比并行接口技术更高的传输速率，同时还将降低电力消耗，减小发热量。
作者：陈威 单位：江苏自动化研究所