L'ATA & Le SATA
5. V. En pratique...
V. En pratique
a/ La connectique Parallel ATA :
- Les nappes :
Nappe 40 connecteurs |
Nappe 80 connecteurs |
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| On voit clairement la différence entre les deux, les nappes 80 fils sont ainsi plus raides et donc plus difficiles à manipuler dans un boîtier. | |
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Longueur maxi définie par la norme : 18 pouces, soit 45cms. |
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- Les signaux ATA en détail :
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Nom du signal
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N° du connecteur
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Nom du signal
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| Reset - |
1
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2
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Masse
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| DD7 |
3
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4
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DD8
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| DD6 |
5
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6
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DD9
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| DD5 |
7
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8
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DD10
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| DD4 |
9
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10
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DD11
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| DD3 |
11
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12
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DD12
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| DD2 |
13
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14
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DD13
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| DD1 |
15
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16
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DD14
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| DD0 |
17
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18
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DD15
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| Masse |
19
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20
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Détrompeur
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| DMARQ |
21
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22
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Masse
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| DIOW-:STOP |
23
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24
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Masse
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| DIOR-:HDMARDY-:HSTROBE |
25
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26
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Masse
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| IORDY:DDMARDY- :DSTROBE |
27
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28
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CSEL
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| DMACK- |
29
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30
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Masse
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| INTRQ |
31
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32
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Obsolete
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| DA1 |
33
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34
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PDIAG-:CBLID
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| DA0 |
35
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36
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DA2
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| CS0- |
37
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38
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CS1-
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| DASP- |
39
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40
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Masse
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- Description simplifiée des signaux :
CS1,CS0 (Chip select) : Signaux qui permettent la sélection entre les registres de commandes ou de contrôles.
DA0 - DA2 (Device Adress) : L´adresse d´un registre du périphérique est codé à l´aide de ces 3 bits.
DASP- (Device active, device 1 present) : Indique qu´un périphérique est actif, ou que le périphérique 1 (esclave) est présent.
DD0 - DD15 (Device data) : Les signaux de données, ils permettent le transfert de données de manière bi-directionnelle sur 8 ou 16 bits.
DIOR-:HDMARDY-:HSTROBE (Device I/O read:Ultra DMA ready:Ultra DMA data strobe) : Signal activé par l´hôte pour initialiser la lecture de données ou de registres. HDMARDY- est un signal de contrôle de flux qui permet à l´hôte d´activer ou de mettre en pause la réception de rafales de données en Ultra DMA. HSTROBE-, à l´opposé, est un signal qui contrôle l´envoi de rafales de données en Ultra DMA.DIOW-:STOP (Device I/O write:Stop Ultra DMA burst) : Signal activé par l´hôte pour mettre en place une écriture de données ou de registres. Le signal STOP est utilisé pour interrompre un transfert et doit ne pas être actif pendant un transfert.
DMARQ (DMA request) : Utilisé pour effectuer des transferts en DMA entre l´hôte et le périphérique, il est activé par ce dernier pour signifier qu´il est prêt à recevoir ou émettre des données. Pour les transferts en DMA multimots, le sens des transferts est déterminé par les signaux DIOR- et DIOW-
DMACK- (DMA acknowledge) : Utilisé par l´hôte en réponse au signal DMARQ pour initialiser des transferts DMA.
INTRQ (Device interrupt) : Un périphérique peut utiliser ce signal pour envoyer une interruption à l´hôte, et stoppe ainsi tout transfert de données
IORDY:DDMARDY-:DSTROBE (I/O channel ready:Ultra DMA ready:Ultra DMA data strobe) : Signal non activé pour prolonger un cycle de transfert de registres d´accès quand un périphérique n´est pas prêt pour répondre à une requête de transfert de données. DDMARDY- est un signal de contrôle de flux pour l´émission de rafales de données Ultra DMA. Il est activé par le périphérique pour signifier à l´hôte qu´il est prêt à recevoir. Il est désactivé pour mettre en pause un transfert. DSTROBE- est un signal émis par le périphérique pour assurer la réception des rafales de données.
PDIAG-:CBLID- (Passed diagnostics : Cable assembly type identifier) : Signal de diagnostic et de détection de la présence d´une nappe 80 fils
RESET- (Hardware reset) : Signal de remise à zéro émise par l´hôte.
CSEL (Cable select) : Le signal Cable Select (voir la partie suivante pour plus de détails).
b/ Master, Slave, Cable Select et position sur la nappe : dialogue de sourds ?
Les réglages Maître et Esclave :
Chaque canal ATA/IDE peut gérer un ou deux périphériques, et pour faire la différence entre les deux, une désignation spécifique est employée : maître et esclave. Cela permet au contrôleur d´envoyer les commandes et les données à l´un ou l´autre. Le périphérique cible répond à ces commandes pendant que l´autre les ignore.
A noter que la désignation "maître" et "esclave" ne signifie pas que le périphérique "maître" a un ascendant sur le périphérique "esclave" ou que l´"esclave" doit passer par le "maître" pour fonctionner. Les standards appellent simplement le maître "périphérique 0" et l´esclave "périphérique 1". La seule différence pratique est que l´ordinateur considère le maître comme le premier périphérique et l´esclave comme le second, et ainsi l´attribution des lettres pour les disques et lecteurs (C:, D:, etc) découle de cette classification.
Les périphériques sont configurés à l´aide de cavaliers (jumpers). Concernant les disques durs, chaque constructeur utilise sa propre "logique" et il faut se référer aux informations présentes sur le disque pour définir la configuration. Rappel de notre dossier Assembler son PC :
Pour les lecteurs/graveurs de CD-Rom, même chose mais ici c´est uniformisé :
Deux périphériques présents sur un même canal doivent avoir des réglages différents. Dans le cas contraire, la machine ne les détectera pas correctement. (Le plus souvent, un seul sera détecté, mais cela peut aller jusqu´à un blocage).
Position sur la nappe : Avant l´UltraDMA, la postion du maître et de l´esclave sur la nappe n´obéissait à aucune loi spéciale. Mais l´introduction de l´UltraDMA (et des modes 3 et supérieur) a poussé la mise en place des recommandations suivantes : Maître en bout de nappe, esclave au milieu. Longtemps peu documentée, cette recommandation est désormais clairement indiquée dans les manuels des cartes mères, et bon nombre de nappe se voit apposé les inscriptions "system", "master" et "slave" près de leur connecteur respectif. Il est possible de faire entorse à ces recommandations, mais en cas de problème ne pas hésiter à utiliser une configuration "certifiée".
Incompatibilités : De nos jours les incompatibilités entre les périphériques ATA/ATAPI sont extrêmement rare, et on peut mélanger disques durs et lecteurs de toutes marques sans crainte. Néanmoins, d´un point de vue des performances, il vaut mieux éviter de mélanger des périphériques lents et des périphériques rapides. Ainsi, il est préférable de séparer les périphériques ATA (les disques durs) des périphériques ATAPI. Cependant ce n´est pas une vérité absolue et dans la pratique seuls des essais pourront valider tel ou tel arrangement.
Dans le cas où on utilise un seul périphérique sur un canal, certains points sont à considérer :
- Certains disques peuvent nécessiter une configuration particulière, le plus souvent appelée "single".
- Officiellement, le réglage esclave ne doit pas être utilisé. Dans les faits cela marchera quasiment à coup sûr, mais cela n´est pas conforme à la norme.
- Le périphérique doit être placé en bout de nappe, pour éviter la propagation, le rebond et les interférences dans les signaux. En pratique positionner un périphérique en milieu de nappe peut fonctionner sans problème, mais encore une fois cela va à l´encontre des recommandations de la norme.
Le réglage Cable Select :
Le but du réglage Cable Select est d´éviter l´utilisation des réglages maître et esclave, permettant une configuration simplifiée. Avec ce système, le choix maître et esclave est défini à partir de la position des périphériques sur la nappe. C´est en quelque sorte cette dernière qui distribue les rôles, un des connecteurs est considéré le connecteur maître et le deuxième le connecteur esclave. Cela est possible grâce au signal transporté par le fil n°28, appelé CSEL. Ce signal, relié à la masse du côté du système, est présent sur la prise maître, mais pas sur la prise esclave.
Pour utiliser le cable select, les deux périphériques sur un canal doivent être configurés pour utiliser ce mode (abrégé CS), et, comme pour les réglages maître et esclaves, toujours à l´aide d´un jumper. Ensuite le périphérique relié au connecteur maître voit que la valeur du signal CSEL est à zéro (fort logiquement, vu que le signal est relié à la masse à l´autre extrémité) et se configure alors en tant que périphérique maître. Et inversement, le périphérique relié au connecteur esclave ne voit pas le signal CSEL à zéro et se configure alors en tant que périphérique esclave.
Malheureusement, le réglage Cable Select eut assez peu de succès. La principale raison vient de la quasi absence de nappes compatibles. Les anciennes nappes 40 fils auraient dû être conçues de telle sorte qu´elles puissent fonctionner avec le cable select, mais ce fut malheureusement rarement le cas et l´achat de nappes certifiées était nécessaire. Brancher deux périphériques en Cable Select sur une nappe non compatible les configurent tous les deux en "master". Pour ne pas arranger les choses, les nappes compatibles Cable Select voyaient leur connecteur maître situé au milieu de la nappe, ce qui pouvait poser problème si un seul périphérique est utilisé.
L´introduction de la nappe 80 fils pour les modes UltraDMA a clarifié tout cela : toutes les nappes de ce type sont compatibles cable select, avec le connecteur maître en bout de nappe. Mais après des années de bon fonctionnement du couple maître et esclave, le cable select ne perca pas plus et reste une option à l´utilisation anecdotique.
Un sujet à polémique ?
On retrouve régulièrement sur les forums (dont le nôtre), des débats parfois houleux concernant la disposition des périphériques sur les nappes et leur répartition. Nombre d´utilisateurs ont eu des expériences très différentes, et il n´est pas rare qu´une configuration fonctionnant sans problème chez l´un résulte en des comportements erratiques (performances décevantes surtout) chez un autre, et inversement, alors que normalement ces différents arrangements ne devraient pas poser de problème praticulier. La raison est principalement dûe aux périphériques utilisés, qui, bien que suivants les normes, peuvent être capricieux selon leur configuration et le périphérique branché conjointement. On a ainsi souvent vu des disques durs refuser de fonctionner en esclave suivant la nature du maître ou encore des lecteurs et graveurs de CD devant être placés sur des canaux différents pour pouvoir effectuer des copies de CDs à la volée. Dans des cas similaires, la seule solution est de faire soi-même ses propres essais. Heureusement, ce genre de situations devient de plus en plus rare.
c/ La connectique SATA
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La nappe de données |
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Compact et flexible, que du bonheur comparé aux nappes PATA !
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Les signaux en détails :
| Signal | Nom du signal | Description |
| S1 | Masse | 2ème contact |
| S2 | A+ | Paire différentielle A : Hôte vers périphérique |
| S3 | A- | |
| S4 | Masse | 2ème contact |
| S5 | B- | Paire différentielle B : Périphérique vers hôte |
| S6 | B+ | |
| S7 | Masse | 2ème contact |
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La nappe d´alimentation (ici un adaptateur molex -> SATA):
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Tout comme la nappe de données, elle est facile à manipuler
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Les signaux en détails
| Fil | Nom | Description |
| P1 | V33 | 3,3 V |
| P2 | V33 | 3,3 V |
| P3 | V33 | 3,3 V, second contact |
| P4 | Masse | 1er contact |
| P5 | Masse | 2ème contact |
| P6 | Masse | 3ème contact |
| P7 | V5 | 5 V 2ème contact |
| P8 | V5 | 5 V |
| P9 | V5 | 5 V |
| P10 | Masse | 2ème contact |
| P11 | Réservé | |
| P12 | Masse | 1er contact |
| P13 | V12 | 12 V, second contact |
| P14 | V12 | 12 V |
| P15 | V12 | 12 V |
Les dénominations "1er contact - 2éme contact" indiquent l´ordre dans lequel se font les connexions quand on branche les nappes sur le périphérique, et permettent ainsi l´utilisation du hot plug. La disposition particulière des broches permet ces liaisons différées dans le temps. Ce système a été mis en place pour permettre le hot plug. L´ordre de connexion est le suivant : Masse P4 et P12 de la prise d´alimentation, suivi de toutes les masses restantes des deux connecteurs et enfin les connecteurs de tension et de données.
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Schéma des contacts
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Exemple sur un disque dur
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La configuration : les choses ont été extrêmement simplifiées, du fait de l´utilisation d´une liaison série, un connecteur SATA ne peut être relié qu´à un seul périphérique SATA. Donc la gestion maître/esclave/cable select n´existe plus, ce qui n´est pas un mal. Egalement des détrompeurs ont été mis en place sur les deux connecteurs, empêchent toute insertion dans le mauvais sens d´une des nappes.
Pour contourner la limite où un connecteur SATA ne peut être relié qu´à un seul périphérique SATA, il a été mis au point des démultiplicateurs de ports, permettant de connecter jusqu´à 15 périphériques sur un seul port SATA.
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