Лекция
Привет, Вы узнаете о том , что такое неисправность ata-диска, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое неисправность ata-диска, ata-диск , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Диагностика, обслуживание и ремонт электронной и радиоаппаратуры.
ATA/IDE
Parallel ATA, PATA – параллельный АТА, который также известен как IDE (Integrated Drive Electronics), до недавнего времени был самым распространенным.
Рис. . Накопитель на жестком магнитном диске ATA
В современных МП часто уже установлен всего лишь один интерфейс АТА. Все реже встречается два или даже четыре интерфейса для IDE-устройств. Если на МП два интерфейса, то из них один главный – основной, или первичный, – primary ATA, а второй – дополнительный, вторичный – secondary ATA. Функционируют они одинаково, электрические схемы у них идентичные. Но первый из них обладает приоритетом. Поэтому главное устройство (накопитель) – Master подключается к первичному каналу. Чаще всего к нему подключается HDD, на котором устанавливается операционная система, а к вторичному каналу – привод компакт-дисков.
К одному каналу допускается подключение одного или двух устройств. На устройстве АТА установлен собственный внутренний контроллер. На одном интерфейсе может быть активизирован лишь контроллер одного АТА-устройства (Master). Если на этот же интерфейс подключается второе устройство, то оно должно устанавливаться в пассивное положение (Slave). Итак, если на МП находится два разъема АТА, то устройство, которое подсоединено к МП, может быть установлено в одно из четырех положений: Первичное – Master, Первичное – Slave, Вторичное – Master, Вторичное – Slave.
На устройствах находятся перемычки, с помощью которых можно установить соответствующую конфигурацию. Обычно на накопителе имеется схема расположения перемычек. Не всегда пальцами удается извлечь перемычку, для этих целей подойдет острый предмет, отвертка, пинцет.
Если вы подключаете дополнительное устройство на канал, где уже установлен накопитель в положении Master (MS), то установите его как Slave (SL).
Вне зависимости от подключения устройства к одному из разъемов кабеля – в середине или в конце, при установке перемычки оно будет работать именно в соответствии с тем, в каком положении установлена перемычка.
Для конфигурирования устройств также предусмотрен вариант cable select, что может обозначаться как CS, CSEL. При этом, в зависимости от того, как устройство подключено к кабелю, оно оказывается ведущим или ведомым.
Существует два вида режима передачи данных интерфейса АТА. Это PIO Mode (Programmed I/O Mode, режим программируемого ввода-вывода) и режим DMA (Direct Memory Access Mode, режим прямого доступа к памяти). Первый режим намного медленнее, чем второй, так как для передачи данных он использует ресурсы процессора. Второй режим обходится без использования ЦП. Если в канале одно устройство работает в PIO Mode, то и второе в этом же канале должно работать в том же режиме, что создает сильную нагрузку для ЦП. Современные накопители поддерживают DMA и могут быть сконфигурированы для работы в режиме PIO.
Все установленные ata-диск и правильно определяются BIOS’ом? Отображаются ли они во время загрузки ПК?
Любой современный ПК должен быть способен определять диск по номеру модели, бренду, емкости и, как правило, режиму передачи. Некоторые брендовые ПК могут не показывать стартовый экран BIOS, поэтому для просмотра этих данных придется зайти в КМОП-настройки. Если в начале загрузки ПК на экране не показывается, какую клавишу нужно нажать, чтобы войти в BIOS, ее нужно поискать либо в документации, либо в интернете. Как правило, для входа в КМОП-настройки при загрузке используются клавиши Del , F1 и F2 .
У вас диск типа SSD (от англ. «solid-state drive», т.е. «твердотельный накопитель»)? Хотя BIOS видит SSD с интерфейсом ATA сродни их механическим аналогам, они все же имеют несколько отличительных особенностей, что влияет и на решение возникших с ними проблем. В частности, у них нет ни моторов, ни головок считывания/записи на приводе, ни крутящихся дисков. Поэтому они не издают никакого шума и уже не сопротивляются, словно гироскопы, крутящему воздействию. Если вам не удалось сделать апдейт прошивки SSD, полностью выключите ПК, выньте питающий шнур, оставьте ПК примерно на час, затем включите/выключите его несколько раз, после каждого раза проверяя, не отобразился ли SSD в BIOS.
Ваш SSD оснащен интерфейсом SATA или PATA (IDE)? В плане обращения с перемычками (для выставления адреса) и проводами (для питания и передачи данных) решение проблем с SSD, имеющими интерфейс PATA/SATA, аналогично решению проблем с магнитными дисками. Но одна из главных проблем с SSD – это то, что они могут просто не отображаться в BIOS. Конечно, SSD может появиться, если несколько раз включить/выключить ПК, но я бы воспользовался этой возможностью, чтобы сделать бэкап всех важных данных и вернуть диск обратно в магазин (если он еще на гарантии).
Некоторые SSD-диски оснащены интерфейсом PCIe (PCI Express), но сделать такой диск загрузочным может быть сложно или даже невозможно. Если вы просто хотите ускорить время загрузки, то лучше воспользоваться SSD-диском с интерфейсом SATA 3. Кроме того, бывают SSD с интерфейсами USB и SCSI, а также еще более экзотическими интерфейсами, которые используются только для серверов. Как правило, проблема с SSD-диском решается также, как и для любого другого устройства с тем же интерфейсом. То есть если у вас SSD с интерфейсом USB, воспользуйтесь веткой для USB-устройств в блок-схеме «Неисправность периферийного устройства», а если SSD с интерфейсом SCSI, смотрите блок-схему про SCSI. Если ваш SSD оснащен интерфейсом PCIe, сначала переподключите его, а затем проверьте на конфликт с видеокартой. Убедитесь, что версия слота PCIe на «материнке» поддерживает версию PCIe на SSD, а также в том, что у этого слота PCIe есть все необходимые линии (x8, x16). Обновите драйверы производителя и проверьте, нужен ли апдейт прошивки.
Крутится ли жесткий диск? Я рассказывал об этой диагностике в блок-схеме «Неисправность блока питания», однако на всякий случай повторю ее здесь. Когда ПК включается, вы должны услышать, как моторы начинают раскручивать пластины внутри жесткого диска, а также мягкий щелкающий звук перемещения головки считывания/записи. Если я не могу определить, крутятся ли диски внутри HDD (даже касаясь пальцами его верхней крышки), я беру его в руку и пробую слегка покрутить. Если диски внутри HDD крутятся, то он будет сопротивляться легкому раскручивающему движению (как гироскоп). Не переворачивайте его слишком быстро и не играйтесь, т.к. рискуете повредить HDD, уже не говоря о том, чтобы не прикасаться к цепи рядом с проводом, т.к. это может повлечь короткое замыкание. Просто отключите диск от питания, вставьте его обратно в ПК и продолжите диагностику.
Одна из причин, по которой вы всегда должны использовать 4 шурупа на старых PATA-дисках – это то, что вы можете слишком сильно надавить на питающий коннектор и просто выломать сокет из печатной платы HDD. Со мной такого никогда не случалось, но я не раз видел, как такое было у других людей, так что не переусердствуйте. Перед тем, как диагностировать окончательную «смерть» HDD, проверьте его на другом ПК или при помощи внешнего USB-корпуса.
На этом месте диагностическое дерево делится на более новые диски с интерфейсом SATA (Serial ATA) и старые с интерфейсом PATA (Parallel ATA). Говоря «PATA», люди также часто подразумевают просто «ATA» или «IDE» – это термины, обозначающие ту же самую технологию. Диски SATA и PATA оснащены разными коннекторами и для передачи данных, и для питания, так что вам действительно придется хорошо потрудиться, чтобы подключить эти диски к неправильному интерфейсу. На SATA-дисках питающий кабель шире кабеля для данных, а на старых PATA- и IDE-дисках кабель данных – это широкий ленточный кабель, а питающий кабель – это олдскульный 4-контактный коннектор Molex (он также использовался в некоторых самых первых дисках с интерфейсом SATA 1).
Изначально скорость передачи данных по интерфейсу SATA (известному также как SATA 1) составляла 150 Мб/сек. Следующее поколение SATA 2 поддерживало уже 300 Мб/сек, а у текущего поколения SATA 3 эта цифра достигает уже 600 Мб/сек. Поскольку буква «S» в «SATA» означает «serial» (т.е. «последовательная передача данных»), то из этой цифры также можно вывести скорость передачи в битах – 1.5 Гбит/сек для SATA 1, 3 Гбит/сек для SATA 2 и 6 Гбит/сек для SATA 3, однако скорость передачи данных в жестких дисках обычно обозначается в Мб/сек, поэтому я в самом начале абзаца воспользовался именно этой единицей измерения. Если вы поменяли старый SATA-диск на SATA-диск более нового поколения, но BIOS его не распознает или у ПК возникли проблемы с загрузкой, проверьте, не стоит ли на этом диске перемычка для переключения совместимости, которая замедляет интерфейс, чтобы он правильно работал с контроллером SATA 1, рассчитанным на максимальные 150 Мб/сек, или контроллером SATA 2, рассчитанным на максимальные 300 Мб/сек.
Интерфейс SATA – это практически небо и земля по сравнению со старой технологией IDE, поскольку при работе с SATA вам нужно серьезно постараться, чтобы неправильно подключить кабели или ошибочно поставить перемычки. Если диск обеспечивается питанием, но не распознается BIOS, то проблема может быть в неисправном кабеле данных, или в том, что этот кабель плохо сидит в разъеме на диске или «материнке». Если вам точно известно, что кабель данных исправен (он исправно работает на другой системе), попробуйте подключить его к другому SATA-порту на материнской плате. В некоторых «материнках» имеется отдельный комплект SATA-коннекторов для RAID-массивов (см. блок-схему о производительности жесткого диска). Если BIOS материнской платы поддерживает функцию AHCI (от англ. «advanced host controller interface»), ее нужно включить, иначе SATA-диск, если заработает, будет просто эмулировать IDE-диск. Если Windows уже установлена, смотрите точку решения «Только что переключились на AHCI?» в блок-схеме «Загрузка и производительность жесткого диска».
Всякий раз, когда два старых IDE-диска используют один кабель, у ПК должна быть возможность дать им разделяющую команду. Это можно выполнить при помощи перемычек на дисках, у одного диска поставив перемычку на Master, а у другого – на Slave, или сделать это при помощи функции Cable Select. Настройки Master/Slave задаются при помощи перемычек, которые обычно находятся на задней части диска между сокетом для питания и IDE-коннектором. Текст для этих контактов, как правило, сокращен до одной буквы – «M» значит «Master», а «S» значит «Slave». У некоторых старых дисков есть контакты для режима Single (и текст с подробным описанием) – для ситуации, когда это единственный диск, подключенный к ленточному кабелю. Если вы имеете дело с «материнкой», выпущенной по появления SATA (они всегда имели главный и второстепенный IDE-интерфейсы), то вам необязательно подключать два диска к одному и тому же кабелю. Загрузочный диск всегда должен быть Master’ом, подключенным к главному IDE-интерфейсу. Если к тому же кабелю подключен CD- или DVD-привод, или другой IDE-диск, это устройство всегда должно быть выставлено на Slave.
Большинство поздних PATA-дисков поддерживают функцию Cable Select (CS), и это значит, что определение того, какой диск Master, а какой – Slave, будет определяться при помощи 28-ого контакта кабеля. Новые «материнки» и диски поставляются с 80-контактными ленточными кабелями, поддерживающими Cable Select и имеющими несколько цветных коннекторов: IDE-коннектор для «материнки» – синий, IDE-коннектор для Slave-устройства (средний коннектор кабеля) – серый, коннектор для Master-устройства – черный. Функция Cable Select также поддерживается кастомными 40-контактными ленточными кабелями и старыми дисками, которые встречаются во многих брендовых ПК. Если вы решили не делать один диск Master’ом, а другой – Slave’ом, то перемычки на обоих дисках нужно поставить на Cable Select (CS).
Если BIOS по-прежнему плохо распознает диски, проверьте, хорошо ли питающий кабель вставлен в питающий разъем на диске. Если нет, вставьте как следует, и для этого нужно будет приложить немного силы. Строго говоря, все коннекторы ленточного кабеля должны быть как следует подключены к IDE-портам обоих дисков и «материнке» или карте расширения (если вы используете карту расширения RAID). В этом случае самая распространенная причина проблемы – это то, что вы могли случайно повредить какой-нибудь коннектор, если до этого выполняли в корпусе какую-то работу. Попробуйте новый ленточный кабель. Чаще всего в кабелях ломаются именно коннекторы – если поврежден фиксатор, то связь между контактами, очевидно, разрывается. Кроме того, коннекторы не припаяны к проводам: их соединение выполнено механически при помощи V-образных контактов, протиснутых через пластик и вонзенных в провода.
Есть ли на коннекторах ленточного кабеля, а также на IDE-портах HDD и «материнки» так называемые «ключи»? На коннекторе ключ выполнен в форме выступа, а на IDE-портах – в форме прорези. При подключении выступ попадает в прорезь, чтобы пользователь точно понимал, какой стороной подключать кабель к порту. Найдите расположение контакта 1 на всех коннекторах и портах. На IDE-дисках контакт 1, как правило, расположен рядом с питающим сокетом, но так бывает не всегда. Если у коннектора на «материнке» нет ни ключа, ни прямоугольного обрамления, есть вероятность, что вы воткнете кабель вверх ногами или вообще подключите только один ряд контактов. Расположение контакта 1 на «материнке», как правило, помечено стрелочкой, точкой, белым квадратом или чем-то еще – это нужно, чтобы вы понимали, что один край коннектора отличается от другого. Если материнская плата не распознает подключенные к ней диски, даже если они подключены с помощью новых кабелей, и если эти диски все равно крутятся, это значит, что проблема либо в IDE-контроллере, либо во всех ваших дисках. Если вы до этого использовали только главный IDE-контроллер, попробуйте второстепенный, но если не поможет и это, то дальше придется либо покупать IDE-переходник, либо менять «материнку».
SMART – это один из тех милых акронимов, что снятся пользователям ПК в самых страшных снах. Он расшифровывается как «self-monitoring, analysis and reporting technology» (т.е. «технология самоконтроля, анализа и отчетности»), и это, в сущности, предвестник рока, однако верить ему или нет – это, разумеется, исключительно на ваше усмотрение. Система SMART включает в себя 87 разных сообщений: от времени раскрутки дисков (из состояния покоя до рабочей скорости) и частоты появления программных ошибок чтения/записи до температуры диска и вибраций. По этой причине производители жестких дисков не всегда реализуют систему SMART одинаково и полностью.
Не все «материнки» поддерживают SMART-сообщения, и их при желании можно включить/выключить при помощи КМОП-настроек. Кроме того, ОС поддерживает SMART довольно поверхностно, но в сети можно найти множество бесплатных мониторинговых утилит, работающих на любой версии Windows и способных считывать SMART-данные с диска. Если вы получили от ОС или BIOS «материнки» сообщение о неминуемом сбое диска, советую сделать бэкап данных, а затем, если позволяют средства, как можно быстрее заменить этот диск. Только будьте внимательны во время поиска мониторинговых утилит и не скачайте какого-нибудь «зловреда», притворяющегося программой для выдачи SMART-предупреждений!
Все проблемы с ATA-устройствами, не распознаваемыми BIOS’ом (будь то жесткие диски, CD-приводы, DVD-приводы, ленточные накопители и т.д.), решаются одинаково. Если BIOS распознает подключенный ATA-диск корректно, и у вас проблема с CD- или DVD-приводом, перейдите к блок-схеме «Проблема с CD- или DVD-приводом».
Ваш диск – это SSD (о англ. «solid state drive», т.е. «твердотельный накопитель»)? Здесь, опять же, диагностические пути расходятся, потому что проблемы с HDD (механическими дисками) и SSD решаются по-разному. SSD не могут войти в непрерывный цикл раскручивания/торможения, потому что внутри у них просто нет элементов, которые могли бы крутиться. Механическим жестким дискам почти никогда не требуются программные обновления – во многом из-за того, что их рабочие параметры фиксированы и изменить практически ничего нельзя.
Пластины внутри диска то раскручиваются, то перестают крутиться, и так постоянно? Попробуйте подключить другой питающий кабель (возможно, у вас есть запасной, или можно воспользоваться аналогичным кабелем от другого ПК). Если это старый IDE-диск, попробуйте отключить от ленточного кабеля все другие устройства и оставьте на нем лишь этот IDE-диск (даже если это значит временно оставить ПК без другого диска). Если ничего не помогает, попробуйте отключить кабель данных, чтобы убедиться, что диск не получает какой-нибудь странный выключающий сигнал от неисправного ATA-интерфейса или его не изводит какая-нибудь странная схема управления питанием. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Если цикл раскручивания/замедления не прекратился, ваш диск, скорее всего, все. Но перед тем, как со свободной душой его выкидывать, все же на всякий случай проверьте его на другом ПК или при помощи внешнего USB-корпуса.
Если вы имеете дело со старым диском, диски которого крутятся, но головка чтения/записи не двигается, то это, скорее всего, аппаратная проблема. Здесь вы, в принципе, можете уже отправлять диск специалисту по восстановления данных, но напоследок можно попробовать еще пару методов. Во-первых, возьмите отвертку и слегка нажмите на крышку диска, но не в том месте, где крутятся пластины – это может заставить застрявшую головку вновь начать двигаться. Во-вторых, можно воспользоваться еще одним довольно спорным способом: на ночь положить диск в холодильник (предварительно упаковав его в два пакета для заморозки и положив внутрь осушитель) – это может дать вам временный доступ к данным диска, пока его вновь не начнут донимать проблемы с перегревом или концентрацией конденсата. Но перед этими последними попытками сделайте бэкап данных, потому что два раза эти методы, как правило, не работают.
Издает ли диск тихие щелкающие звуки, попутно отказываясь запускаться? Эти бесконечные мягкие щелчки – признак того, что головка считывания/записи дергается взад-вперед, пытаясь прочитать данные с пластины. Причина может быть в поврежденном магнитном покрытии, в ошибках отслеживания, в различных механических сбоях. Я слышал от некоторых специалистов, занимающихся восстановлением данных, что им иногда приносят жесткие диски, у которых шурупы, держащие крышку, закручены с неравномерной силой (из-за того, что пользователи пытались разобрать их самостоятельно), что в итоге и приводит к щелчкам. Если у вас есть качественная динамометрическая отвертка, советую для начала выставить ее на самую маленькую затяжку, и с ее помощью проверить, равномерно ли закручены шурупы на диске. Несколько раз перезагрузите ПК, и если он загрузился, сделайте бэкап данных, запустите CHKDSK или ScanDisk и попробуйте загрузить бесплатную утилиту, которая позволит проверить, не отправляет ли диск каких-нибудь SMART-сообщений.
Если вы не можете загрузиться, но на диске остались нужные вам данные, всегда есть смысл подсоединить этот диск к другому ПК в качестве второго (незагрузочного) диска или подключить его к внешнему USB-корпусу и подсоединить к ноутбуку. Если проблема была в загрузочном секторе и индексирование диска не повреждено, у вас будет возможность прочитать все свои данные. Если не вышло, можно попробовать стороннюю программу для восстановления данных или, если ситуация совсем критическая, отдать диск специалисту по восстановлению данных. Если вы не боитесь потерять все данные на диске, то его можно отформатировать, а затем заново установить операционную систему, но проблемы с механическим поиском говорят, как правило, что ваш диск скоро склеит ласты.
Правильно ли BIOS информирует о режиме передачи (вроде UDMA/100 или ATA/66) для старого PATA-диска? UDMA можно включить в КМОП-настройках или выставить на «Auto» – это позволит включить более высокую скорость передачи данных. В настройках HDD никогда не должна стоять опция PIO. Для жестких IDE-дисков, изготовленных примерно после 1995 года, требуется 80-контактный ленточный кабель (по крайней мере, для передачи данных на высокой скорости). В КМОП-настройках может быть ручной переключатель, позволяющий выбрать более высокую скорость передачи данных, но этого можно добиться и при помощи автоматических настроек. Также попробуйте изолировать диск, т.е. сделать его единственный устройством, подключенным к главному контроллеру. Если вы добавили новый HDD к старому ПК, то может случиться так, что BIOS и «материнка» просто не смогут поддерживать более высокую скорость даже с использованием нового кабеля. И я скептически отношусь к перепрошивке BIOS с целью повысить скорость передачи данных, даже если производитель «материнки» выпустил новую версию прошивки.
Обновлено ли ПО на вашем SSD? В отличие от механических HDD, чьи рабочие параметры фиксированы, SSD-диски иногда начинают лучше работать после установки новой прошивки. Но советую не делать апдейт, если он не рекомендован производителем SSD. На прошивке SSD лежит относительно тяжелое бремя по управлению задачами, которые диск должен выполнять независимо от ПК, особенно выравнивание износа и другие задачи, позволяющие увеличить срок работы SSD. Апдейт прошивки может быть необходим после автоматического обновления Windows, т.к. после этого между Windows и SSD начинают возникать проблемы с совместимостью. Кроме того, обновление прошивки может пригодиться, чтобы ускорить работу какой-нибудь ресурсозатратной программы.
Можете ли вы получить доступ к диску и увидеть его разделы при помощи какой-либо версии «Управления дисками» Windows или FDISK? Если информация о разбитии на разделы нетронута, проблема часто оказывается во вредоносном ПО или поврежденной ОС, а не в сбое магнитных и электронных составляющих диска. Если диск работает, но очень громко шумит, советую каждый день делать бэкапы, но так может тянуться годами. Если диск сильно нагрелся, попробуйте поменять его расположение внутри ПК, чтобы он лучше обдувался, или добавить в передней части корпуса новый вентилятор.
Если с этого диска загружается Windows, то убедитесь, что у вас стоят самые последние драйверы для всех устройств «материнки», включая интегрированный контроллер дисков. Если это дополнительный или внешний диск, при помощи «Управления дисками» проверьте разбиение диска на разделы: в столбце «Состояние» у разделов должно быть написано «Исправен», у них не должно быть файловой системы «Raw» и их память должна быть распределена. Если у вас какая-то другая проблема с жестким диском, перейдите к блок-схеме «Загрузка и производительность жесткого диска».
Parallel ATA, PATA – параллельный АТА, который также известен как IDE (Integrated Drive Electronics), до недавнего времени был самым распространенным.
Рис. 9.2. Накопитель на жестком магнитном диске ATA
В современных МП часто уже установлен всего лишь один интерфейс АТА. Все реже встречается два или даже четыре интерфейса для IDE-устройств. Если на МП два интерфейса, то из них один главный – основной, или первичный, – primary ATA, а второй – дополнительный, вторичный – secondary ATA. Функционируют они одинаково, электрические схемы у них идентичные. Но первый из них обладает приоритетом. Поэтому главное устройство (накопитель) – Master подключается к первичному каналу. Чаще всего к нему подключается HDD, на котором устанавливается операционная система, а к вторичному каналу – привод компакт-дисков.
К одному каналу допускается подключение одного или двух устройств. На устройстве АТА установлен собственный внутренний контроллер. На одном интерфейсе может быть активизирован лишь контроллер одного АТА-устройства (Master). Если на этот же интерфейс подключается второе устройство, то оно должно устанавливаться в пассивное положение (Slave). Итак, если на МП находится два разъема АТА, то устройство, которое подсоединено к МП, может быть установлено в одно из четырех положений: Первичное – Master, Первичное – Slave, Вторичное – Master, Вторичное – Slave.
На устройствах находятся перемычки, с помощью которых можно установить соответствующую конфигурацию. Обычно на накопителе имеется схема расположения перемычек. Не всегда пальцами удается извлечь перемычку, для этих целей подойдет острый предмет, отвертка, пинцет.
Если на одном канале находится одно устройство или это устройство вы хотите определить как Master, то установите перемычку в соответствующее положение.
Если вы подключаете дополнительное устройство на канал, где уже установлен накопитель в положении Master (MS), то установите его как Slave (SL).
Вне зависимости от подключения устройства к одному из разъемов кабеля – в середине или в конце, при установке перемычки оно будет работать именно в соответствии с тем, в каком положении установлена перемычка.
Для конфигурирования устройств также предусмотрен вариант cable select, что может обозначаться как CS, CSEL. При этом, в зависимости от того, как устройство подключено к кабелю, оно оказывается ведущим или ведомым.
Существует два вида режима передачи данных интерфейса АТА. Это PIO Mode (Programmed I/O Mode, режим программируемого ввода-вывода) и режим DMA (Direct Memory Access Mode, режим прямого доступа к памяти). Первый режим намного медленнее, чем второй, так как для передачи данных он использует ресурсы процессора. Второй режим обходится без использования ЦП. Если в канале одно устройство работает в PIO Mode, то и второе в этом же канале должно работать в том же режиме, что создает сильную нагрузку для ЦП. Современные накопители поддерживают DMA и могут быть сконфигурированы для работы в режиме PIO.
Для подключения АТА существуют специальные кабели – ленточные шлейфы с тремя разъемами.
Разъемы, которые расположены близко, рассчитаны на присоединение накопителей, а дальний разъем подключается к МП.
Для соединения жесткого диска АТА используется 40-жильный кабель и 80-жильный (Ultra DMA) кабель.
На 40-жильном кабеле данных цветная полоска обозначает первый контакт.
При подключении накопителя к среднему разъему он становится Master, а диск, который подключен к крайнему разъему, – Slave. Таким кабелем раньше подключались приводы компакт-дисков.
В 80-жильном кабеле дополнительные 40 проводов установлены для заземления. Каждый из них соответствует одному из 40 сигнальных проводов стандартного шлейфа АТА.
Этот кабель конфигурирует накопители по-другому. Диск, подключенный к середине кабеля, – Slave, а диск, подключенный к дальнему разъему, – Master.
Основной жесткий диск, на котором будет установлена операционная система, назначается как Master, он должен подключаться к первичному интерфейсу МП.
Старайтесь не подключать на один шлейф накопитель на жестком диске и пишущий компакт-дисковод (DVD или CD).
При установке на один кабель накопителя на жестком диске и привода компакт-дисков, жесткий диск нужно установить как Master, а привод компакт дисков – Slave.
При подключении разных устройств на один кабель более быстрое устройство начинает работать на уровне медленного устройства. Например, вы подключили два жестких диска DMA – один более быстрый, второй помедленнее, тогда более быстрый будет работать на скорости медленного. Если на один шлейф вы «повесите» одно устройство с поддержкой DMA, а другое имеет режим работы только PIO, то DMA-диск переключится в режим PIO.
Таким кабелем обычно подключаются устройства, работающие в режимах UltraATA-66, Ultra ATA-100, Ultra ATA-133 (режимы UDMA Mode 4, UDMA Mode 5, UDMA Mode 6).
В таком кабеле обычно синий разъем подключается к МП, черный разъем (крайний) предназначен для подключения устройства Master. При использовании этого кабеля ведущий накопитель не подключайте к среднему разъему, даже если он единственное устройство на этом шлейфе, его можно подсоединять только на конец кабеля. Серый разъем находится в середине и предназначен для подключения накопителя Slave.
Если у накопителей перемычки установлены в режим CableSelect и вы переставите кабель – вместо 40-жильного установите 80-жильный, то устройства обменяются статусами: Master станет Slave, и наоборот.
Рис. 9.3. 80-жильный кабель UltraDMA ATA
Рис. 9.4. 40-жильный стандартный кабель АТА
Плата, которая включается между системной шиной компьютера и НЖМД, выполняет функции
дешифратора базовых адресов контроллера и формирователя интерфейсных сигналов . Об этом говорит сайт https://intellect.icu . В стандарте IDE AT
могут быть подключены два НЖМД, MASTER и SLAVE. Переключение режима накопителя осуществляется
перемычкой, причем первым логическим диском является MASTER. Интерфейс IDE AT поддерживает только
программный ввод/вывод с использованием аппаратного прерывания IRQ14. Физически интерфейс реализован
в виде плоского 40-контактного кабеля, рекомендуемoй длины 50 см. Распределение сигналов по контактам
показано в табл.2.
Таблица 2
Примечание. Наименование некоторых сигналов в различной технической документации может отличаться.
Все сигналы интерфейса IDE AT можно разделить на группы.
Буферизованные стандартные сигналы шины ISA персонального компьютера РС AT:
/HOST RESET (на шине ISA имеет не инверсное значение);
HOST DATA 0-15;
/HOST IOR;
/HOST IOW;
IO CH RDY;
HOST ALE;
HOST IRQ14;
/HOST IO CS16;
HOST ADR0;
HOST ADR1;
HOST ADR2;
DMARQ;
DMACK.
Дополнительные сигналы, позволяющие адресовать файл задания:
HOST CS0;
HOST CS1.
Сигналы взаимодействия между НЖМД MASTER/SLAVE:
PDIAG;
HOST SLV/ACT.
Передатчики управляющих сигналов - схемы TTL должны обеспечивать ток:
IoL не менее 12 mA,
IoH - 400 uA
В настоящее время этот интерфейс очень активно замещается интерфейсом SATA.
Неисправности НЖМД IDE AT можно разделить на следующие группы:
Неисправности с начальной инициализацией приводят, как правило, к полной неработоспособности
накопителя. В НЖМД с такой неисправностью очень часто даже шпиндельный двигатель не запускается (в
следствие того, что управляющий микропроцессор не выдает разрешение на запуск) или запускается, затем
останавливается и снова запускается и т.д., но во всех случаях НЖМД не формирует код 50H в регистре состояния
(см. биты регистра состояния). Основные причины, по которым управляющий микропроцессор накопителя не
может выполнить начальную инициализацию:
Для того, чтобы проверить, как микропроцессор отрабатывает начальную инициализацию, необходимо иметь
листинг управляющей микропрограммы, тогда можно проверить, в каком именно месте и по какой причине
происходит останов или сброс НЖМД. Как правило, алгоритм работы накопителя неизвестен и, более того,
является НОУ-ХАУ фирмы-производителя НЖМД, причем алгоритмы работы различных моделей (даже одной
фирмы-изготовителя) сильно отличаются. По всем этим причинам такой подход к поиску неисправности
начальной инициализации практически не применим. Предлагается следующая методика поиска неисправности.
Необходимо проверить питающие напряжения на управляющем микропроцессоре однокристальном
микроконтроллере, возбуждение кварцевого резонатора, подключенного к управляющему микропроцессору,
или приход тактовых импульсов если используется внешний генератор, а также все схемы синхронизации
накопителя. Далее необходимо проверить схему сброса НЖМД. Для этого замыкают и размыкают контакты
1 и 2 интерфейсного разьема накопителя и осциллографом наблюдают прохождение сигнала «RESET» на
управляющий микропроцессор и однокристальный микроконтроллер. В качестве управляющего микропроцессора в НЖМД IDE AT, как правило, используют 8-ми разрядные однокристальные микрокомпьтеры:
Zilog Z8, Motorola 68HC11, семейство intel 8051, или 16-ти разрядные: Motorola 68HC16, семейство Intel
80196. Если на управляющий микропроцессор приходят тактовые импульсы (или возбуждается кварцевый
резонатор, подключенный к микропроцессору) и схема сброса работает, то микропроцессор должен отрабатывать управляющую программу, о чем свидетельствуют импульсы на выводах ALE, /RD, /WR, причем
контролировать их необходимо сразу после прохождения сигнала «сброс», в противном случае можно не
увидеть наличие импульсов вследствие зависания микропроцессора. Если кварцевый резонатор, подключенный непосредственно к микропроцессору, не возбуждается или отсутствуют импульсы на выводе ALE, то
скорее всего неисправен управляющий микропроцессор накопителя. Не следует «выкусывать» такой микропроцессор, необходимо воспользоваться паяльной станцией для демонтажа микросхем в корпусах PLCC и
QFP для того, чтобы можно было ее использовать при неверной диагностике. При замене управляющего
микропроцессора накопителя необходимо обращать внимание на код прошивки (версию микропрограммы) и
заменять микропроцессор с таким-же кодом микропрограммы какой и был, если точно не известно, что
другая версия микропрограммы совместима. Если кварцевый резонатор микропроцессора возбуждается и
присутствуют импульсы на выводах ALE, /RD, /WR, то скорее всего шпиндельный двигатель НЖМД
вращается. В такой ситуации очень часто накопитель не выходит в готовность по причине того, что не может
прочитать управляющие программы с диска вследствие неисправности в гермоблоке или в канале чтения.
Особенно это часто проявляется в накопителях с соленоидным двигателем. Для проверки гермоблока
необходимо воспользоваться исправной платой от аналогичного накопителя, необходимо только не забывать
о совместимости прошивки микропроцессора и рабочих программ хранящихся на магнитном диске. Если
присутствуют импульсы на выводах микропроцессора ALE, /WR, /RD, а разрешение на запуск шпиндельного
двигателя не подается, то скорее всего микропроцессор ожидает от внутренних схем НЖМД какого-либо
сигнала управления или готовности. Не имея принципиальной схемы НЖМД и не зная алгоритма работы
накопителя проверить внутренние сигналы готовности НЖМД можно следующим образом. Необходимо на
контакты 1 и 2 интерфейсного разъема накопителя надеть перемычку (имитировать сигнал /RESET),
сравнить логические уровни на выводах управляющего микропроцессора и однокристального
микроконтроллера с логическими уровнями, снятыми с аналогичного рабочего НЖМД. Выявленные
несоответствия помогут в определении неисправности. Если накопитель переходит к считыванию служебной
информации, о чем можно убедиться по характерному звуку работы системы позиционирования, то скорее
всего неисправность не связана с начальной инициализацией. За состоянием накопителя удобно наблюдать
на светодиодах регистра состояния, который постоянно обновляется даже если никакие команды на НЖМД
IDE AT не подаются. При диагностировании накопителя, у которого не проходит начальная инициализация,
параметры вводятся из базы данных. Для проверки начальной инициализации можно использовать команду
«СБРОС» в режиме проверки контроллера. По этой команде производится аппаратный сброс НЖМД,
инициализация и рекалибровка. При выполнении команды необходимо наблюдать за регистром состояния
НЖМД.
Методика отыскания неисправности схемы управления шпиндельным двигателем рассмотрнена в .
Критериями запуска шпиндельного двигателя являются: питающее напряжение на микросхеме управления,
опорная тактовая частота и сигнал разрешения на запуск. Если все эти условия выполняются, а
шпиндельный двигатель не запускается, то неисправна либо микросхема управления, либо шпиндельный
двигатель. Работоспособность шпиндельного двигателя можно проверить, используя исправную плату
управления. Контролировать опорную тактовую частоту и сигнал разрешения на запуск необходимо сразу
после включения питания в течении 2 - 4 сек. Это связано с тем, что во избежании перегорания обмоток
шпиндельного двигателя, микросхема управления отключается если в течение нескольких секунд не
приходят импульсы индекс на управляющий микропроцессор. Шпиндельный двигатель может начать
набирать обороты и остановиться. Происходит это чаще всего из-за того, что управляющий микропроцессор
отслеживает скорость вращения магнитных дисков методом измерения периода следования импульсов
индекс и если за определенный промежуток времени скорость вращения магнитных дисков не достигла
номинального значения, то управляющий микропроцессор снимает разрешение на запуск шпиндельного
двигателя или запрещает опорную тактовую частоту. Довольно трудно отыскать неисправность схемы
управления шпиндельным двигателем в НЖМД в которых в качестве обратной связи вместо датчиков холла
используется встроенная сервисная информация (Seagate ST3144A, ST3290A, ST3660A, Conner CP-3xxx,
CFA, CFS, Western Dig. Caviar и др.). В таких НЖМД шпиндельный двигатель предварительно
раскручивается схемой управления, до какой-то номинальной скорости, чтоб магнитные головки взлетели и
могли считывать сервометки, после этого происходит стабилизация вращения (особенно это хорошо видно
при включении питания накопителя Conner в технологическом режиме). Поэтому из-за разрушения
сервисной информации, неисправности гермоблока или сервоканала чтения, шпинделиный двигатель может
запускаться и останавливаться.
При неисправности системы позиционирования в НЖМД IDE AT могут появлятся, как случайные
сбои (ошибки чтения, появляющиеся на разных цилиндрах), так и полная неработоспособность накопителя
из-за того, что НЖМД не может прочитать служебную информацию. Для проверки системы
позиционирования необходимо выполнить тесты: проверка формата и случайное чтение. Тест проверки
формата проверит работоспособность схемы управления позиционированием, а тест случайного чтения
проверит исправность механики позиционирования. В НЖМД с шаговым двигателем с обычным фазовым
управлением неисправность схемы управления выражается в циклическом появлении ошибки на цилиндрах
кратных циклу шагового двигателя. Например, у ST157A с циклом шагового двигателя 20 ошибки
появляются на цилиндрах: 8,9,11,28,29,31,48,49,51 и т.д. При такой неисправности необходимо в режиме
«ПРОВЕРКА НАКОПИТЕЛЯ», используя команды пошагового перемещения [ШАГ+] и [ШАГ-],
спозиционировать на эти цилиндры и наблюдать осциллографом аналоговый сигнал считываемых данных в
контрольной точке канала чтения . Если сигнал на этих цилиндрах окажется размытым, а на остальных
четким, то скорее всего неисправна микросхема управления шаговым двигателем. При диагностике
неисправности необходимо также использовать проверку статических напряжений на шаговом двигателе в
соответствии с его циклом . В НЖМД с шаговым двигателем при широтно-импульсном фазовом
управлении, неисправность схемы управления выражается в очень медленном чтении данных с диска, или к
появлению многочисленных случайных ошибок вследствие того, что система подстройки работает неверно.
Для проверки системы позиционирования при широтно-импульсном фазовом управлении шаговым
двигателем необходимо в режиме «ПРОВЕРКА НАКОПИТЕЛЯ», используя команды [ШАГ+], [ШАГ-],
пошагово перемещать позиционер с цилиндра на цилиндр. При этом необходимо контролировать
считываемый аналоговый сигнал в контрольной точке канала чтения. При исправной системе
позиционирования вал шагового двигателя будет равномерно вращаться, а на экране осциллографа будет
наблюдаться четкий не размытый сигнал. Если при выполнении команды [ШАГ+] или [ШАГ-] сигнал
чтения окажется размытым или очень медленно переходящим в четкий, то система позиционирования
неисправна. В этом случае необходимо убедится в исправности сервисной информации, находящейся на
магнитных дисках, проверить работоспособность сервоканала чтения и схемы АЦП, схемы рассогласования
и генератора ШИФУ (см. рис.2). Для проверки исправности сервисной информации лучше всего
воспользоваться платой управления, снятой с аналогичного рабочего накопителя, при этом автоматически
проверяется вся механическая часть
системы позиционирования . Для проверки сервоканала чтения необходимо осциллографом
проконтролировать прохождение считываемых данных до входа схемы АЦП. Методика проверки схемы АЦП,
схемы рассогласования и генератора ШИФУ зависит от конкретного схемного решения этих функциональных
устройств. В НЖМД с соленоидным приводом механическая часть системы позиционирования очень надежна
из-за своей простоты и практически все неисправности связаны с электроникой схемы управления. Единственная
неисправность в гермоблоке которая встречается не так-уж редко, это обрыв катушки соленоида. Обрыв обычно
происходит в месте пайки к гибкому шлейфу и его достаточно легко устранить. Такую неисправность легко
обнаружить прозвонкой оммметром на разъеме, не открывая гермоблок. Сопротивление соленоида порядка 30
Ом. Что касается ремонта схемы управления, то можно посоветовать метод замены микросхемы сервоконтроллера
на заведомо исправный, снятый с другого накопителя. Для этого лучше использовать паяльную станцию для
корпусов PLCC и QFP, или можно приспособить технологический фен для пайки линолиума с температурой
горячего воздуха 200 - 300°С .
Неисправность канала чтения/преобразования данных НЖМД IDE AT может приводить к появлению
случайных ошибок чтения, отсутствию чтения или к полной неработоспособности накопителя в следствии
того, что НЖМД не может прочитать служебную информацию с диска. Как правило, это ошибки IDNF, причем
появление ошибок AMNF, UNC, CORR или появление хотя-бы одной дорожки без ошибок свидетельствует о
том, что канал преобразования данных, скорее всего, исправен и ошибку следует искать в канале чтения, «битых»
поверхностях или частично разрушенном формате нижнего уровня. Для проверки канала чтения/преобразования
данных необходимо выполнить тест «ПРОВЕРКА ФОРМАТА». Если при выполнении теста количество ошибок
превысит 50, тест можно прервать. В листинге результатов тестирования каждую ошибку необходимо
идентифицировать в соответствии с ее кодом. Необходимо также помнить, что у большинства НЖМД IDE AT
физическая организация дискового пространства не соответствует логической вследствие режима трансляции.
Поэтому появление ошибок по всем поверхностям через определенное количество цилиндров возможно из-за
отсутствия чтения по одной конкретной физической поверхности. Отыскание неисправности в канале чтения
производят в режиме «ПРОВЕРКА НАКОПИТЕЛЯ». В этом режиме при переключении головок [ГОЛ] тестер
подает на накопитель команду 41H - Verify (проверка формата дорожки), при этом информация о появляющихся
ошибках отображается на светодиодах регистра состояния и регистра ошибок. В этом режиме проверяют
работоспособность микросхемы коммутатора и процессора чтения данных, прохождение считываемых данных
до микросхемы сепаратора, при этом можно пользоваться методикой проверки канала чтения накопителя ST506/
412 . Для проверки микросхемы коммутатора БМГ и самого БМГ необходимо отключить режим трансляции.
Для этого в меню «ВЫБОР ТИПА НАКОПИТЕЛЯ», в User Type необходимо указать физические параметры
первой зоны тестируемого накопителя, после этого выполнить команду «Сброс НМД» из меню «ПРОВЕРКА
КОНТРОЛЛЕРА». При этом на нулевом логическом цилиндре логические номера секторов и головок будут
соответствовать физическим. При неисправностях в канале чтения бессмысленно выполнять команду записи
[ЗАП], так как перед тем как произвести запись данных, НЖМД IDE AT производит проверку поля
идентификации и, если оно не обнаружено, то запись произведена не будет, а сформируется ошибка IDNF. Если
данные чтения присутствуют на входе микросхемы сепаратора при переключении всех головок, то скорее всего,
канал чтения НЖМД IDE AT исправен. Следующим этапом является проверка канала преобразования данных
который включает микросхему сепаратора и однокристальный микроконтроллер. Схема включения микросхемы
сепаратора и однокристального микроконтроллера показана на рис.20.
Рис.20. Схема включения сепаратора и однокристального микроконтроллера.
На неисправность канала преобразования данных указывает появление ошибки IDNF по всем поверхностям и всем цилиндрам. Проверку микросхемы сепаратора начинают с измерения питающих напряжений
и тактовой частоты опорного генератора. Как правило, опорная частота для кода 2,7 RLL составляет 15 Мгц.
Далее необходимо в режиме «ПРОВЕРКА КОНТРОЛЛЕРА» подать команду «ЧТЕНИЕ СЕКТОРА В
ЦИКЛЕ». На запросы тестера необходимо указать номер головки, цилиндра и сектора. Необходимо только
убедиться в исправности формата нижнего уровня на этой дорожке (лучше всего это сделать с помощью
исправной платы управления). При исправном формате нижнего уровня должна наблюдаться диаграмма
управляющих сигналов, показанная на рис.21.
Рис.21. Чтение (читается 5-ый сектор).
Необходимо помнить, что данная диаграмма является обобщеной и лишь показывает метод проверки сепаратора
и однокристального микроконтроллера. Реальная диаграмма зависит от применяемых микросхем и алгоритма
работы накопителя (в часности алгоритма чтения сектора) и может быть снята с аналогичного рабочего
накопителя. При проверки необходим двухлучевой или двухканальный осциллограф, который необходимо
засинхронизировать от импульсов ИНДЕКС, поступающих на однокристальный микроконтроллер. Одним
каналом «становятся» на приходящие импульсы индекс, другим проверяют приходящие управляющие сигналы
и сигналы данных. Развертку выбирают такой, чтобы на экране поместился один или половина периода импульсов
индекс.
Неисправность канала записи, как правило, приводит к невозможности произвести запись на НЖМД
IDE AT, хотя чтение с накопителя осуществляется нормально. Необходимо напомнить, что при записи накопитель
предварительно читает формат дорожки, сравнивает считанное поле идентификации с заданным и, если они
совпадают, только тогда производится непосредственная запись данных в сектор, Рис.22.
Основные неисправности в канале записи следующие:
В этих случаях, как правило, формируется бит WRFT регистра состояния. Проверить канал записи можно в
режиме «ПРОВЕРКА НАКОПИТЕЛЯ». Находясь в этом режиме необходимо контролировать считываемые
данные осциллографом в контрольной точке канала считывания . Переключая головки командой [Гол]
необходимо убедиться, что данные считываются по всем поверхностям и ошибки чтения не наблюдается. После
этого необходимо произвести запись дорожки любым выбранным кодом. Сигнал на экране осциллографа должен
измениться, при необходимости можно произвести повторную запись другим кодом. Эту операцию необходимо
выполнить по всем головкам. Следует обратить внимание, что выбранный код записи, в НЖМД преобразуется
в один из многочисленных кодов записи: 1,7RLL, 1,8RLL, 2,7RLL, 2,8RLL, ARLL и т. д. применяемый в данной
модели накопителя, поэтому один и тот-же код записи может иметь разный вид на разных моделях НЖМД
IDE AT.
Рис.22. Запись данных.
Если данные не записываются, то необходимо проверить управляющие сигналы формируемые микропроцессором
и однокристальным микроконтроллером. Для этого в режиме «ПРОВЕРКА КОНТРОЛЛЕРА» необходимо
выбрать команду «ЗАПИСЬ СЕКТОРА В ЦИКЛЕ», ввести номер цилиндра, головки и сектора. Проверку
осуществляют аналогично чтению. Обобщеная диаграма управляющих сигналов при записи сектора показана
на Рис.23.
Рис.23. Запись (запись в седьмой сектор).
Неисправность схемы предкомпенсации, как правило, приводит к многочисленным ошибкам чтения,
появляющимся на старших цилиндрах. Следует помнить, что предкомпенсация оказывает влияние
назаписываемые данные и при чтении таких записанных данных исправным каналом чтения возникнут ошибки
. Если на НЖМД IDE AT появляются ошибки чтения на старших цилиндрах, то необходимо с помощью
исправной платы управления снятой с аналогичного НЖМД попытаться отформатировать гермоблок неработающего накопителя. Если после этого при чтении «родной» платой управления ошибки на старших
цилиндрах исчезнут, то вероятнее всего неисправна схема предкомпенсации. В современных НЖМД IDE AT
однокристальный микроконтроллер, который выполняет кодирование записываемых данных, вырабатывает
сигналы EARLY и LATE (ранний и поздний), Рис.15, необходимые для работы схемы предкомпенсации рис.12.
Как правило, эти сигналы вырабатываются постоянно, но разрешение на предкомпенсацию данных подается с
управляющего микропроцессора приблизительно с середины каждой зоны . Включение предкомпенсации
необходимо проконтролировать при выполнении теста стирания поверхностей [Стир] в режиме «ПРОВЕРКА
НАКОПИТЕЛЯ». Следует обратить внимание, что у некоторых НЖМД IDE AT предкомпенсация записи
включается с самого нулевого цилиндра.
У различных моделей НЖМД служебная информация строго индивидуальна (см. раздел 1.3), она может
отличаться у одной и той же модели НЖМД разных серий выпуска. При потере служебной информации
практически все модели НЖМД IDE AT становятся не работоспособными, хотя их электроника и механика
исправны. Более того, накопитель потерявший служебную информацию даже невозможно продиагностировать
в обычном нетехнологическом режиме работы (например все модели Seagate выдают ошибку ABRT). Для
надежности, служебная информация продублированна в нескольких местах технологической зоны накопителя.
Разрушение служебной информации и появление дефектов как правило происходит по следующим
причинам:
Необходимость востановления служебной информации и скрытия дефектов возникает в большинстве
случаев ремонтных работ.
Для восстановления служебной информации накопителей IDE AT обязательно наличие специального
оборудования и программного обеспечения. Так востановление формата нижнего уровня, рабочих программ,
таблицы конфигурации, паспорта диска и скрытие дефектных секторов (за исключением режима assign)
осуществляется в технологический режим работы накопителя при включении которого становится доступным
все дисковое пространство накопителя. Включение технологического режима у разных моделей накопителей
различно и происходит либо по команде с интерфейса, либо при помощи специального технологического разъма.
У некоторых накопителей включение технологического режима происходит при установке в панельку
специального ПЗУ в замен основного. После включения технологического режима работы накопителя становится
доступным специальный набор команд, при помощи которых и осуществляется запись или восстановление
служебной информации. Кроме того, в технологическом режиме работы многие модели накопителей позволяют
осуществлять более жесткую диагностику, например при проверке поверхности (Media analys), накопитель
сужает свое окно детектирования для более жесткого тестирования магнитных поверхностей. Для
восстановления служебной информации и диагностики накопителей в технологическом режиме в состав
комплекса «РС-3000» входят дополнительные адаптеры и утилиты (см. описание утилит комплекса «РС-3000»).
Преписать сервисную информацию накопителей с соленойдным приводом магнитных головок в условиях
сервисных фирм практически невозможно, так как записывается она на заводах-изготовителях непосредственно
на магнитные диски в собранном гермоблоке при помощи специальных прецизионных установок - серворайтеров
(SERVOWRITER). Для записи сервисной информации используется специальное технологическое окно в
гермоблоке накопителей. Как правило серворайтеры пишут сервисную информацию только на одно семейство
накопителей. В этих приборах используется точная механика, лазерные измерители расстояния перемещения и
т.д. Отремонтировать накопители с запорченной сервисной информацией типа Embedded можно путем
исключения или замены BAD-секторов на резервные, исключения или замены BAD-дорожек, исключения из
работы всей дефектной поверхности. Перечисленные операции индивидуальны для кождого семейства
накопителей и производятся в его технологическом режиме работы (см. описание утилит комплекса РС-3000).
Восстановление сервоинформации у накопителей с широтно-импульсным фазовым управлением шагового
двигателя осуществляется либо по команде в технологическом режиме как у накопителей KL3120 фирмы KALOK
и DX3120 фирмы Daeyoung либо также как и у накопителей с соленойдным приводом - при помощи
серворайтеров. Для востановления СИ накопителей семейства WD93044A фирмы Western Digital и ST351A/X
фирмы Seagate Лаборатория «АСЕ» предлагает свои разработки серворайтер «SW-WD9X» и SW-ST351.
В НЖМД IDE AT применяют систему позиционирования, как с шаговым двигателем, так и с соленоидным приводом (звуковой катушкой), причем в последнее время система позиционирования с соленоидным приводом практически полностью вытеснила систему позиционирования с шаговым двигате-лем. Это связано, прежде всего, с такой характеристикой НЖМД, как среднее время доступа. Второй причиной является все увеличивающаяся плотность записи за счет увеличения количества цилиндров на рабочей поверхности и, как следствие, уменьшение расстояния между двумя соседними дорожками. В современных НЖМД применяют системы сбалансированного ротационного позиционирования, которые более надежны и занимают значительно меньше места по сравнению с линейными, используемыми на первых моделях НЖМД. В накопителях с солиноидным двигателем для размещения сервисной информации (необходимой для позиционирования магнитных головок) используется два типа СИ:
- СИ на отдельной (выделенной) поверхности (dedicated surfase) ST1144A, ST3144A, ST3283A, ST3655A, LXT340A, MXT540A;
- Встроенная CИ (embedded).
Последняя в свою очередь подразделяется на СИ, расположенную между секторами и СИ, встроенную в формат. К первой относятся модели WDAC2120A, WDAC2200A и др., семейства Caviar arhitecture-0; Ранние модели семейства CP-3xxx, CFA и CFS фирмы Conner и др. В таких моделях количество ервометок на дорожке точно соответствует количеству секторов накопителя и расположенны они строго между секторами. Причем количество сервометок на дорожке меняется в соответствии с зонным распределением.
Техническое описание и общие принципы ремонта HDD IDE (ATA) современных накопителях используется СИ, встроенная в формат. При этом количество сервометок на всех дорожках одинаково и равно, как, например, в модели ST3660A - 60. В таких накопителях формат не привязан к сервометкам и дорожку можно отформатировать на различное колличество секторов. Причем когда встречается сервометка, физический формат прерывается (даже если встречается поле данных) и продолжается только после ее идентификации. В первых НЖМД IDE AT с шаговым двигателем ST157A, KL-343 использовалось обычное фазовое управление шаговым двигателем, которое подробно рассмотренно в литературе, и заключается в том, что для перемещения на заданную дорожку к фазам шагового двигателя необходимо приложить последовательно дискретные напряжения, при этом вал двигателя провернется на заданный угол. Никакой обратной связи о положении головок такая система не имела и емкость накопителей, которые использовали такой принцип позиционирования, не превышала 40 Мбт. В более поздних НЖМД с шаговым двигателем стали использовать широтно-импульсное фазовое управление (ST351A/X, WD9ххххA, KL3100, KL3120). В таких накопителях применяется встроенный сервоформат и поэтому они занимают промежуточное положение между накопителями с шаговым двигателем и накопителями с соленоидным приводом. Идея широтно-импульсного фазового управления заключается в следующем: после перемещения магнитных головок на заданную дорожку происходит подстройка шагового двигателя на максимальную амплитуду считанной сервисной информации и только после этого происходит считывание или запись данных. Структурная схема широтноимпульсного фазового управления шаговым двигателем накопителей семейства WD9xxxxA показана на рис.2.
Для перемещения магнитных головок на один цилиндр управляющий микропроцессор подает на контроллер ШИФУ код m, что приводит к перемещению МГ приблизительно на один цилиндр, после этого микропроцессор считывает код n со схемы выделения сервометок и сравнивает этот код с эталонным значением.
При несовпадении кода (вследствие смещения с дорожки) производится корректировка кода m и процесс повторяется.
Системы управления с соленоидным двигателем (звуковой катушкой) являются самыми сложными, но благодаря появлению однокристальных сервомодуляторов стало возможным использование соленоидного привода в недорогих, массовых моделях НЖМД. В настоящее время практически все производители накопителей стали использовать именно соленоидный двигатель для систем позиционирования. Структурная
схема системы управления с выделенной сервоповерхностью показана на Рис.3., со встроенным сервоформатом- на Рис.4.
Принцип построения системы с выделенной сервоповерхностью заключается в следующем: При изготовлении гермоблока накопителя на одну из поверхностей (обычно это самая нижняя поверхность пакета дисков) записывается специальная сервисная информация. Магнитная головка, которая работает только на чтение, постоянно считывает сервисную информацию. СИ, усиленная и отфильтрованная, поступает в серводемодулятор, где расшифровывается и затем определяется действительное положение блока магнитных головок. На основании полученной информации подается воздействие на устройство управления соленоидным двигателем. Таким образом осуществляется слежение с помощью устройства тонкой регулировки.
Другая задача системы позиционирования заключается в создании токового импульса в каждом конкретном случае при переходе за пределы дорожки. Инициатором такого импульса является управляющий микропроцессор, который указывает сервоконтроллеру номер необходимой дорожки. На основании этого сервоконтроллер передает код необходимого токового импульса в схему управления позиционированием, где с помощью ЦАП формируется его точная величина. Рассмотрим сначала работу устройства тонкого регулирования, задачей которого является как можно более точно поддерживать однажды найденную дорожку.
Информация о позиции получается с помощью сервоячеек. В зависимости от изготовителя, размера дисков, плотности дорожек и сложности сервоячеек их число колеблется в интервале между 500 и 3000 на дорожку. На рис.5 приведена упрощенная структура сервоячейки. Каждая ячейка состоит из четырех смен направления намагниченности, называемых дибитами. С обеих сторон ячейка ограничена полями синхронизации. Позиция сервоголовки находится строго между четной и нечетной серводорожками. При этом в сервоголовке наводится сигнал, показанный на рис.6. Электроника позиционирования формирует из этого сигнала напряжение ошибки, которое получается как разность импульсов, обозначенных как А и В. Если теперь головка располагается абсолютно правильно, т.е. строго между серводорожками, то это напряжение ошибки будет равно нулю. Если головка смещается по направлению к нечетной дорожке, то в сигнале данных импульс А увеличивается, а В уменьшается. При этом возникает положительное напряжение ошибки, и сервосистема пытается ее скомпенсировать перемещением головки по направлению к четной дорожке.
Для перемещения на заданну дорожку схема управления позиционированием должна сформировать токовый импульс, как показано на рис.7. После перемещения включается система тонкого регулирования для точной подстройки на дорожку. В зависимости от длины перемещения вводится понятие классов позиционирования, (рис.8), по которым форми у тся токовые импульсы перемещения. Чем больше классовпозициони ования у накопителя, тем быстрее накопитель находит нужну дорожку. В современных накопителях количество классов позиционирования равно количеству серводорожек накопителя - приртом каждой длине перемещения соответствует свой определенный токовый импульс.
Совершенно иным способом размещается сервоинформация при использовании принципа «Embedded
servo». При изготовлении гермоблока сервисная информация записывается на каждой рабочей поверхности
метками. В качестве стандартного исполнения широко применяется формат «микро-магнум, Рис.9.
Сервосистема работает подобно системе с выделенной сервоповерхностью. Отличия заключаются в том,
что сервисная информация, находящаяся между секторами, выделяется из потока данных накопителя и поступает
порциями. Поэтому после перемещения на требуемый цилиндр (даже при переключении головки) необходимо
пропустить несколько секторов для точной подстройки на дорожку. При выполнении операций записи/чтения
для того, чтобы не была затерта сервометка, сигнал записи в канал поступает от сервоконтроллера только после
того, как полностью считана и идентифицирована сервометка. При ее чтении сервоконтроллер формирует
секторные импульсы SEC/DRUN, которые поступают на однокристальный микроконтроллер, Рис. 4.
Исследование, описанное в статье про неисправность ata-диска, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое неисправность ata-диска, ata-диск и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Диагностика, обслуживание и ремонт электронной и радиоаппаратуры
Комментарии
Оставить комментарий
Диагностика, обслуживание и ремонт электронной и радиоаппаратуры
Термины: Диагностика, обслуживание и ремонт электронной и радиоаппаратуры