El ST-506 y ST-412 (a veces escrito ST506 y ST412 [1] ) fueron los primeros productos de disco duro introducidos por Seagate en 1980 y 1981 respectivamente, [1] que luego se interpretaron como interfaces de disco duro : el ST-506 interfaz de disco y la interfaz de disco ST-412 . En comparación con el precursor ST-506, el ST-412 implementó un refinamiento en la velocidad de búsqueda y aumentó la capacidad de la unidad de 5 MB a 10 MB, pero por lo demás fue muy similar. [1]
Comenzando con su selección como subsistema de disco duro para los controladores de disco duro originales IBM XT [1] que soportaban la interfaz ST-412, creció hasta convertirse en omnipresente en la industria de las computadoras personales , [2] La interfaz ST-412 y sus variantes fueron la de estándar de la industria de facto para discos duros de computadoras personales hasta el advenimiento y adopción más amplia de la interfaz IDE o ATA a principios de la década de 1990.
Ambas interfaces utilizaron codificación MFM ; la posterior extensión de la interfaz ST-412, la interfaz ST-412HP , utilizó codificación RLL para un aumento del 50% en la capacidad y la tasa de bits .
Historia
El HDD ST506 fue el primer disco duro de 5,25 pulgadas , introducido en 1980 [3] por Shugart Technology (ahora Seagate Technology ). Almacenó hasta 5 megabytes después del formateo y costó US $ 1,500 (equivalente a $ 4,654 en 2019). [4] El disco duro ST412 similar de 10 megabytes se introdujo a finales de 1981. El ST225 se introdujo poco después con 20 megabytes y la mitad de altura. Los tres utilizaron codificación MFM , un esquema de codificación ampliamente utilizado. Una extensión posterior de la interfaz ST412, la interfaz ST412HP , utilizó codificación RLL para un aumento del 50% en la capacidad y la tasa de bits .
La unidad ST506 conectada a un sistema informático a través de un controlador de disco . La interfaz ST506 entre el controlador y la unidad se derivó de la interfaz SA1000 de Shugart Associates , [5] que a su vez se basó en la interfaz de la unidad de disquete , [6] haciendo así el diseño del controlador de disco relativamente fácil. [3]
La interfaz ST412 fue adoptada por numerosos fabricantes de HDD, de modo que la interfaz se convirtió en un estándar industrial de facto para unidades de disco [7] hasta bien entrada la década de 1990.
Las limitaciones de la interfaz ST412 son 5 millones de transiciones por segundo como máximo en líneas de datos, 16 cabezales, 4 unidades de transmisión y una longitud de cable de 20 pies (6,1 m). El código de canal estándar para ST412 (y ST506) es MFM con un bit de datos por transición para una velocidad de datos de 5 Mbit / s. La variante ST412HP RLL promedia 1,5 bits de datos por transición para una velocidad de datos de 7,5 Mbit / s.
Interfaz al controlador
En la interfaz ST506, el variador se conecta a una tarjeta controladora con dos cables planos que transportan señales, mientras que un tercer cable proporciona energía. Los dos cables de señal son el cable de control ancho de 34 pines y el cable de datos estrecho de 20 pines . La interfaz del cable de control es muy similar a la interfaz de disquete estándar Shugart; como esa interfaz de disquete, puede admitir cuatro unidades. El cable de datos transporta una señal de lectura y una señal de escritura, ambas como señales binarias diferenciales: los dos estados de señal corresponden a las dos posibles polaridades de señal diferencial. Los datos representados por estas señales son MFM, por lo que los estados absolutos de la señal no son significativos: los datos se representan en el tiempo de las transiciones de estado, como en los sistemas de disquete. Si bien hasta cuatro unidades pueden compartir un cable de control, cada unidad tiene su propio cable de datos dedicado que lo conecta al controlador de disco duro (HDC). La mayoría de los HDC solo admitían dos unidades.
La tarjeta de control traduce las solicitudes de una pista y sector en particular del sistema principal en una secuencia de comandos de posicionamiento de la cabeza, que incluyen establecer la dirección del movimiento de la cabeza, hacia adentro o hacia afuera, y enviar comandos individuales "PASO" para moverse. Cuatro de los pines del cable de control, "HD SLCT 0" a "HD SLCT 3", permiten la selección entre hasta 16 cabezales, aunque solo cuatro están disponibles en el ST506 de dos platos. La interfaz ST506 / ST412 original definía solo dos líneas HD SLCT, proporcionando soporte para solo cuatro cabezales, pero pronto se agregó una tercera línea HD SLCT al diseño; se agregó un cuarto no mucho más tarde al redefinir la señal de corriente de escritura reducida, necesaria solo en unidades muy antiguas, como HD SLCT 3. Una vez que los cabezales están colocados correctamente y se selecciona el cabezal apropiado, los datos se leen o escriben en serie a través de un conjunto de pines en el cable de datos. El ancho de banda limitado del cable de datos no fue un problema en ese momento y no es el factor que limita el rendimiento del sistema. Sin embargo, el cable sin blindaje a veces puede ser susceptible a altos niveles de ruido.
La unidad de disco ST412, entre otras mejoras, agregó capacidad de búsqueda en búfer a la interfaz. En este modo, el controlador puede enviar pulsos STEP al variador tan rápido como pueda recibirlos, sin tener que esperar a que el mecanismo se estabilice. Un microprocesador integrado en la unidad mueve el mecanismo a la pista deseada lo más rápido posible. La unidad de disco ST506 sin búsqueda en búfer promedia 170 ms (similar a una unidad de disquete o una unidad óptica moderna ) mientras que la unidad de disco ST412 mecánicamente muy similar con búsqueda en búfer promedia 85 ms. [8] A finales de la década de 1980, las unidades con una interfaz ST412 eran capaces de tiempos de búsqueda promedio de entre 15 y 30 milisegundos.
El proceso de mover partes de la interpretación de comandos de la tarjeta controladora a la unidad en sí para mejorar el rendimiento es una característica común de los esquemas de conexión de discos duros posteriores, en particular SCSI , con su rico conjunto de comandos y los sistemas IDE enfocados en el almacenamiento. . IDE, en efecto, es un sistema para extender el bus de la computadora, de modo que el controlador de interfaz pueda integrarse en la unidad de transmisión en lugar de conectarse a la placa posterior de la computadora. Esto permite que una sola tarjeta "controladora", en realidad solo una tarjeta de interfaz, se comunique con varias unidades diferentes, mientras que también reduce la latencia y el ruido entre la controladora y el hardware de la unidad. [9] Efectivamente, los roles se invierten: en lugar de que el controlador realice casi todo el procesamiento complejo y la unidad simplemente transfiera datos codificados entre los discos magnéticos y el controlador, la unidad realiza casi todo el procesamiento complejo y el "controlador" simplemente transfiere datos decodificados entre la unidad y el sistema host. En estos sistemas, los detalles operativos de la unidad, como la selección y búsqueda de cabezales, están completamente ocultos al host y se manejan dentro del controlador dedicado de la unidad. Estos se conocieron como unidades "inteligentes", mientras que los dispositivos similares a ST506 se conocieron retroactivamente como "tontos".
Si bien los controladores integrados tienen muchos beneficios, también tienen una desventaja: la unidad mecánica (llamada "conjunto de cabeza-disco" o HDA) y el controlador se fusionan de manera efectiva en una caja negra monolítica, de modo que si algo sale mal con la unidad , es casi imposible hacer algo al respecto; los datos generalmente se pierden irremediablemente. Con un controlador y un sistema de disco separados como el de la interfaz ST506, a veces el problema se puede resolver conectando la unidad de disco, que contiene los datos reales (quizás muy importantes), a otro controlador compatible. Además, una interfaz de estilo ST506 hace posible y fácil no solo reemplazar el controlador sin tirar los datos, sino también tener acceso a las señales de datos analógicas de la unidad de disco y procesarlas a través de un sistema especial de recuperación de datos que puede ser capaz de reconstruir datos que un controlador normal no puede leer. Dichas técnicas de recuperación de datos son mucho más difíciles de ejecutar en unidades integradas, porque las señales analógicas necesarias del disco no están disponibles en una interfaz estándar y el método interno de grabación de datos, el formato de sector y la organización del disco de casi todos los modelos de unidades integradas son diferentes. y secreto.
Sistemas y desarrollos compatibles
Muchas otras empresas introdujeron rápidamente discos con los mismos conectores y señales, creando un estándar de disco duro basado en el ST506. IBM decidió usarlo, adquiriendo tarjetas adaptadoras para el PC / XT de Xebec [10] y para el PC / AT de Western Digital . Como consecuencia del respaldo de IBM, la mayoría de las unidades en la década de 1980 se basaron en el ST506. Sin embargo, la complejidad del controlador y el cableado llevó a soluciones más nuevas como SCSI y, posteriormente, ATA (IDE). Algunas de las primeras unidades SCSI eran en realidad unidades ST506 con un controlador SCSI a ST506 en la parte inferior de la unidad. [11] Atari también utilizó el convertidor Adaptec ACB-4000A SCSI a ST506 dentro de su propia línea de unidades ACSI externas SH204 / SH205. [12] Del mismo modo, algunas de las primeras unidades IDE eran solo unidades con una interfaz ST412 conectada a una placa controladora o chip. En última instancia, todas las unidades SCSI y ATA incorporaron el controlador en la unidad, eliminando así la interfaz ST506 / 412 en dichos modelos.
Disposición de pines del conector
Del manual del OEM ST506 / ST412. [8] En las siguientes tablas, "~" denota una señal negada (baja activa).
SUELO | 1 | 2 | ~ HD SLCT 3 (o ~ Corriente de escritura reducida) |
SUELO | 3 | 4 | ~ HD SLCT 2 |
SUELO | 5 | 6 | ~ ESCRIBIR PUERTA |
SUELO | 7 | 8 | ~ BUSCAR CMPLT |
SUELO | 9 | 10 | ~ PISTA 0 |
SUELO | 11 | 12 | ~ ESCRIBIR FALLA |
SUELO | 13 | 14 | ~ HD SLCT 0 |
Clave (sin pin) | 15 | dieciséis | Reservado |
SUELO | 17 | 18 | ~ HD SLCT 1 |
SUELO | 19 | 20 | ~ ÍNDICE |
SUELO | 21 | 22 | ~ LISTO |
SUELO | 23 | 24 | ~ PASO |
SUELO | 25 | 26 | ~ DRV SLCT 0 |
SUELO | 27 | 28 | ~ DRV SLCT 1 |
SUELO | 29 | 30 | ~ DRV SLCT 2 |
SUELO | 31 | 32 | ~ DRV SLCT 3 |
SUELO | 33 | 34 | ~ DIRECCIÓN EN |
~ DRV SLCTD | 1 | 2 | SUELO |
Sin conexión | 3 | 4 | SUELO |
Sin conexión | 5 | 6 | SUELO |
Sin conexión | 7 | 8 | Clave (sin pin) |
Sin conexión | 9 | 10 | Sin conexión |
SUELO | 11 | 12 | SUELO |
+ ESCRITURA MFM | 13 | 14 | -MFM ESCRITURA |
SUELO | 15 | dieciséis | SUELO |
+ MFM LEER | 17 | 18 | -MFM LEER |
SUELO | 19 | 20 | SUELO |
Pin 1 | +12 V CC |
Pin 2 | +12 V retorno |
Pin 3 | Retorno de +5 V |
Pin 4 | +5 V CC |
Notas
- ^ a b c d "Inicios: unidades MFM de la década de 1980" . redhill.com . Tecnología Red Hill. nd . Consultado el 16 de septiembre de 2020 .
Nota: 'ST-412' es correcto. A menudo verá 'ST412' escrito por error.
- ^ "Cambios en la interfaz ST-506 / ST-412" . Consultado el 27 de mayo de 2019 .
- ^ a b "Siguen apareciendo innovaciones en el almacenamiento de discos mientras los fabricantes reflexionan sobre las necesidades de los usuarios". EDN . 20 de mayo de 1980. p. 59.
- ^ Seagate envía un mil millonésimo disco duro , Computerworld , 22 de abril de 2008
- ^ la principal diferencia fue que la velocidad de datos se incrementó de 4,34 a 5,00 Mbit / s.
- ^ "Simplifique el diseño del sistema con un solo controlador para el combo Winchester / floppy", Electronic Design , 25 de octubre de 1979, págs. 76–80.
- ^ "Interfaz ST506 / ST412" . Archivado desde el original el 7 de marzo de 2018.
- ^ a b Manual del OEM de Seagate ST506 / 412
- ^ "Arquitectura del sistema: una mirada a los discos duros" . Archivado desde el original el 8 de mayo de 2006 . Consultado el 25 de julio de 2008 .
Los controladores integrados de las unidades IDE están configurados para aparecer en la computadora como unidades estándar ST506
- ^ "Xebec Lands Key IBM Controller Pact". Noticias del sistema informático . 29 de noviembre de 1982, págs. 1, 29.
- ^ "Controlador de unidad de disco Adaptec ACB-4000A SCSI Winchester para unidades ST506 / 412" .
- ^ "El módulo Adaptec ACB4000 convierte el ACSI al estándar típico MFM / ST506" .
enlaces externos
- ST506 MicroWinchester OEM manual (¿enlace muerto?)
- Versión archivada del manual ST506 MicroWinchester OEM. consultado el 03-Sep-2020