Fdd интерфейс что это
Что такое FDD и TDD в терминологии 3G/4G
FDD и TDD — это аббревиатура названий методов разделения каналов.
FDD (Frequency Division Duplex ) — использует частотное разделение каналов.
TDD (Time Division Duplex ) — использует временное разделение каналов.
Под разделением каналов подразумевается разнос входящего и исходящего канала.
Можно сказать, что FDD — это параллельный LTE, а TDD — последовательный LTE.
Преимущество FDD заключается в более низкой интерференция между соседними BS и в более высокой скорости в Downlink на одинаковой с TDD ширине канала (скорость downlink в TDD на канале 20 МГц соответствует скорости в FDD на канале 15 МГц).
TDD с другой стороны, более эффективно использует ресурсы при асимметричном канале (каким и является канал в мобильной связи), поскольку в TDD возможно регулировать соотношение ресурсов для downlink/uplink. Поэтому, как FDD, так и TDD нашли своё место в современных сетях LTE.
Например, при ширине канала в 20 МГц в FDD LTE часть диапазона (15 МГц) отдаётся для загрузки (download), а часть (5 МГц) для выгрузки (upload). Таким образом каналы не пересекаются по частотам, что позволяет работать одновременно и стабильно для загрузки и выгрузки данных. В TDD LTE всё тот же канал в 20 МГц полностью отдаётся и как для загрузки, так и для выгрузки, а данные передаются в ту и другую сторону поочерёдно, при этом приоритет имеет всё таки загрузка.
Наиболее распространенным на сегодняшний день является режим FDD (2017год-начало), так как в таком случае достигается более высокая стабильность соединения, качество связи, а также меньшие задержки, а, значит, более высокая скорость передачи данных.
FDD и TDD — сравнение
Интересно то, что протоколы верхнего уровня в обоих этих режимах (FDD/TDD) обрабатываются абсолютно идентично.
Более того, процедуры осуществления мультиплексирования и расширения кодов в восходящих и нисходящих каналах обоих режимов применяют абсолютно идентичные управляющие данные.
Использование одной частоты для восходящих и нисходящих потоков информации существенно упрощает конструкцию адаптивных антенн, а также общего оборудования базовой станции.
Уйдет ли флоппи-дисковод в небытие?
Война за возможность стать наследником старого флоппи-дисковода продолжается. Уже появились «потерпевшие», но, не смотря на это, сотни тысяч компьютеров продолжают комплектоваться драйвером 3,5″ 1,44 МБ.
Основные достоинства: простота установки и эксплуатации, очень хорошее программное обеспечение, приличное быстродействие.
Основные недостатки: несовместимость со старым флопиком, температурная нестабильность дискет, «щелчок смерти».
Ему на смену уже поступила новая модель Zip 250 Mb, которая работает как с дискетами 250 МБ, так и с дискетами 100 МБ.
Бесспорно, второе место занимают магнито-оптические дисководы, особенно 640 МБ от Fujitsu. А накопители 230 МБ уже снимаются с производства, и (уже в Москве) появились накопители 640 МБ с интерфейсом IDE. В начале Fujitsu вообще не собиралась выпускать такой вариант накопителя, но множество факторов склонили ее к этому.
Основные достоинства: очень высокая надежность и долговечность, простота установки и эксплуатации, приличное быстродействие, высокая емкость дискет.
Основные недостатки: несовместимость со старым флоппиком, высокая цена на накопитель, некоторые нюансы при работе на интерфейсе IDE/ATAPI.
Основной нюанс накопителя с интерфейсом IDE/ATAPI заключается в том, что в BIOS-е устройства (230 МБ и 640 МБ) позиционируются так же как винчестер, а в реальности не являются таковыми. И поэтому в чистом DOS-е требуется еще и драйвер, а в Windows95/98 появляется еще один «Generic IDE Disk Type 46», а не MO-Driver в отличии от SCSI-варианта.
В семейство МО-накопителей «вливается» новая модель, получившая собственное имя: GIGAMO.
Основные достоинства: совместимость со стандартными форматами дискет DD/HD, простота эксплуатации, достаточно высокая емкость дискет.
Основные недостатки: не высокая скорость, некоторые ньюансы при установке, не решены проблемы с драйверами BusMaster.
Некоторые компьютерные фирмы начались поставки пока под заказ новых моделей: LS-120 UHC 2x (добавлен знак 2x). Основное отличие — новые модели работают в режиме Mode 3. Производительность их заметно возрасла.
Четвертое — Jaz 2 ГБ от iOmega. Jaz нашел своих поклонников из-за высокой скорости работы и большой емкости дискет. В силу своих функциональных особенностей это устройство скорее ближе к переносным винчестерам, чем к флоппику. Нельзя не добавить о хорошей программной поддержки iOmmega своих продуктов.
Основные достоинства: простота установки и эксплуатации, очень высокое быстродействие, высокая емкость дискет. очень хорошее программное обеспечение.
Основные недостатки: несовместимость со старым флопиком, очень высокая цена на накопитель и диски.
Итак, лидеры:
Устройство | Разработчик | Емкость осн. Носителя | Пиковая скорость чтения, МБ/с | Время дос-тупа, мс | Совместимость с 720 Кб/1,44 МБ | Интерфейс |
---|---|---|---|---|---|---|
Zip (Plus) 100Mb | iOmega | 100Mb | Более 2 | 29 | Нет | все |
Zip 250Mb | iOmega | 250Mb | Н/д | Н/д | Нет | IDE/SCSI/LPT |
MO Dr.640Mb | Fujitsu | 640Mb | 3,9 | 28 | Нет | IDE/SCSI/LPT |
GigaMO | Fujitsu/Sony | 1300Mb | 5,9 | 28 | Нет | SCSI (позже LPT) |
LS-120/SuperDisk | * | 120Mb | Более 0,6 | 65-70 | Да | IDE/SCSI/LPT |
Jaz 2Gb | iOmega | 2000 Mb | 20 | 15,5-17,5 | Нет | SCSI/LPT |
* — Mitsubishi Electronics America, Winstation Systems / Imation/3M, Compaq, Matsushita-Kotobuki
Еще одна из причин по которым плохо приживаются в компьютерах новые сменные накопители это то, что все они имеют интерфейс IDE и SCSI, а не устаревающий интерфейс FDD, и в связи с этим есть некоторые нюансы при работе со старыми программами, которые используют прямой доступ к флоппи-контроллеру (адреса и прерывание 6). Витающая в воздухе идея о третьем канале IDE (соответственно третьем разъеме Disks IDE) кроме двух стандартных (Primary IDE и Secondary IDE) продолжает витать в воздухе. Задача проста — добавить третий контроллер с адресами и прерыванием используемым флоппи-контроллером. Достаточно в BIOS добавить две строки устройств и вкл/выкл контроллеров FDD и IDE AB. Ни один разработчик на это никак не отреагировал, а жаль. Именно поэтому Sony и сделала в своих накопителях HiFD двойной интерфейс: IDE/ATAPI и FDD. И HiFD в этом отношении — не универсальное устройство, а два устройства в одном корпусе (в отличии например от LS-120). LS-120 при отсутствии драйверов BusMaster позицианируется только как «диск А», HiFD в любом случае позиционируется как два устройства «диск А» и «сменный накопитель».
Отдельно остановимся на следующих устройствах, которые пока являются скорее экзотикой:
Castlewood ORB
Да, вот, наконец, мы и дождались еще одного давно обещанного долгостроя. Но, если честно, то такую вещь стоило ждать!! Накопитель ORB чем-то похож на JAZ но использует более передовую magnetoresistive (MR) head технологию разработанную IBM.
Этот накопитель использует 3,5″ сменные диски объемом 2,2 ГБ и имеет максимальную заявленную скорость передачи информации 12 МБ/с.
Картридж ORB, сам по себе является жестким диском, у которого вся электроника удалена и перенесена в накопитель.
На данный момент выпускаются накопители с интерфейсом IDE/Paralle но с середины этого года должны появиться накопители с интерфейсом USB и SCSI, а к концу года с интерфейсом FireWire. Разумеется предусмотрены варианты int/ext.
Фактически при такой цене он становиться убийцей и JAZ и Zip накопителей (а не получиться ли с Iomega тоже самое что произошло с SyQuest? Ладно, поживем, увидим). Правда есть некоторые тревожащие слухи о том что у ORB существует проблема cходная с HiFD (когда головка портит магнитный слой) но пока реального подтверждения этому нет.
iOmega Clik!
$300 сложно назвать общедоступным продуктом и он, скорее всего, займет свою небольшую нишу на рынке цифровых камер. Правда стоит упомянуть что на основе технологии Clik! ведется разработка MP3 плееров, которые, как предполагается, смогут одновременно выполнять роль дисководов для дискет Clik! для подключения к PC. Интерфейс у драйва Clik! при подключении к PC — Parallel или Notebook-PC CArd.
IBM MicroDrive
На самом деле это обычный жесткий диск :-), просто очень маленький размером с половинку PC-Card, но он, имея встроенный интерфейс CompactFlash Type II, может подключаться к цифровой фотокамере а через внешний reader/writer к любому нотебуку, а также к обычному PС. Учитывая его емкость 170/340 Mb он ставит на данный момент недосягаемый барьер для накопителей его класса.
По слухам некоторые тайваньские фирмы уже приступили к созданию reader/writer для этого драйва рассчитанного на интерфейс USB.
Также некоторые фирмы заявили об его использовании в MP3 плеерах (Ого! 340 МБ музыки!), так как помимо всего прочего он имеет очень низкое потребление энергии и может питаться от одной пальчиковой батарейки. Он такой маленький и симпатичный что он не может не нравиться. :).
А вот аутсайдеров пока оказалось намного больше. Это те устройства, который, скорее всего, так и не появяться в широкой продаже, либо, чье появление на рынке отложено на определенный или неопределенный срок.
Те, кто регулярно читаю новости на iXBT Hardware наверняка многие факты уже знают. Однако, процитируем некоторые сообщения.
В трудное финансовое положение попала компания SyQuest Technology. Несмотря на то, что цены на продукцию SyQuest были ниже, чем на продукцию iOmega, маркетинг у последней компании был на порядок лучше. В результате покупатели выбрали именно iOmega, невзирая высокую емкость и скорость, т. е. на то, чем славились продуты этой компании: SyQuest — 4,7 ГБ, SyJet — 1,5 ГБ, SparQ — 1 ГБ, EZFlyer — 230 МБ. Некоторые накопители сняты с производства. Более подробную информацию смотрите в статье «Обзор сменных накопителей» и на сайте SyQuest.
HiFD от Sony уже поступил в продажу, но очень скоро все накопители были отозваны. В связи с технологической недоработкой (перекос головки) получалось, что головка сдирает магнитный слой и через некоторое время HiFD-дискету становится непригодной. Выпуск в продажу отложен до третьего квартала 99 года в связи с необходимостью переделки некоторых узлов и магнитной головки. Любознательные могут сходить сюда.
UHC31130 130Mb (аналог Zip + флопик) от Mitsumi так и не поступил в продажу. Похоже теперь это только история. Mitsumi, ведущий изготовитель стандартных флоппи-дисководов, решил участвовать в разработке в дисковода нового поколения. Новый дисковод должен иметь в 90 раз большую емкость, чем стандартный флоппи-диск и совместимый с существующим старым форматом 1,44M /0,72Mb.
Mitsumi объединило свою собственную технологию NCCI с технологией движка, которая разработана ANTEK — Корпорацией Периферийных Устройств из Калифорнии. Реально емкость носителя данных после форматирования 128 МБ, а 150 МБ — неформатная емкость. Скорость — 2,45 МБ/с, время доступа 20 msec. А начиналось интересно.
UHD 144Mb от Caleb Technology так же не поступил в продажу, хотя опытные образцы уже работают. Caleb UHD144 так же совместим с флопиком и для легкой интеграции имеет IDE/ATAPI интерфейс с поддержкой BIOS и должен устанавливать аналогично LS-120. Сильный маркетинговый ход заключается в выборе размера 144MB для легко узнаваемости.
Скорость вращения шпинделя возрасла всего лишь с 600 до 1000 RPM, а вот плотность записи со 135 до 2705 TPI. Первоисточник здесь.
А накопитель Pro-FD 123 МБ от Samsung (совместимый с флопиком) пока остается в проекте:
Для удобства все основные данные приведены в таблице:
Устройство | Разработчик | Емкость осн. Носителя, МБ | Пиковая скорость, МБ/с | Время Доступа, мс | Совместимость с HD (флоппи) | интерфейс |
---|---|---|---|---|---|---|
Floppy | Sony | 1,44 | 0,062 | 84 | — | FDD |
HiFD | Sony, Fuji | 200 | 3,6 | Н/д | Да | FDD+IDE |
UHC31130 | Mitsumi и др. | 130 | 3,7 | Менее 20 | Да | IDE |
UHD 144 | Caleb Tech. | 144 | 0,95 | Менее 30 | Да | IDE |
Pro-FD | Samsung | 123 | 5,0 | Н/д | Да | IDE |
SparQ | SyQuest | 1000 | До 16,6 | 12 | Нет | SCSI/IDE/LPT/USB |
SyJet | SyQuest | 1500 | До 16,6 | Менее 12 | Нет | SCSI/IDE/LPT |
По непонятному стечению обстоятельств аутсайдерами по большей части являются совместимые с флоппиком устройства, а лидерами являются не совсем с ним совместимые (за исключением SuperDisk/LS-120), так что борьба за звание «стандартного дисковода» продолжается и скорее всего никаких изменений до осени не предвидеться.
Накопители на гибком диске
Накопитель на гибком диске
Конечно, несмотря на полезную роль гибких дисков в современных РС, их значение снижается и пользователи обращают мало внимания на производительность FDD и выбор модели накопителя. В этом разделе рассмотрены конструкция и работа FDD. Эти сведения потребуются при изучении HDD, так как логическая организация обоих типов накопителей имеет много общего.
Типы гибких дисков (в 1/4 настоящего размера)
Конструкция и работа FDD
Несмотря на то, что FDD имеют разные размеры и используют разные форматы данных, их внутреннее устройство практически одинаково. По конструкции и работе они напоминают HDD, но значительно проще. В FDD применяется сменный магнитный носитель. Далее рассматриваются основные компоненты FDD и принципы его работы.
Головки считывания-записи
Головки считывания-записи (read/write heads) применяются для преобразования двоичных данных в электромагнитные импульсы при записи на диск и для обратного преобразования при считывании с диска. Такие же функции выполняют головки считывания-записи и в HDD.
В FDD до сих пор используются ферритовые головки, которые применялись в первых HDD. Головка представляет собой железный сердечник с обмоткой, образующий управляемый электромагнит. В FDD применяется технология контактной записи, т.е. головка прямо контактирует с носителем, а не «летает» над поверхностью диска как в HDD. Контактная запись обеспечивает более надежную передачу данных в этой более простой технологии; для гибких дисков невозможно поддерживать постоянный зазор между головкой и носителем.
Так как гибкие диски вращаются с намного меньшей скоростью (обычно от 300 до 360 об/мин), чем жесткие диски (минимум 3600 об/мин), головки могут контактировать с носителем, не вызывая износа магнитного покрытия диска. Однако со временем износ происходит и частицы оксида железа и пыль попадает на головки, поэтому их необходимо периодически чистить. В общем, FDD намного менее надежны, чем HDD.
В FDD в дополнение к обычной головке считывания-записи имеются две головки стирания. Они называются головками туннельного стирания (tunnel-erase heads) и располагаются позади с каждой стороны головки считывания-записи. Функция головок стирания заключается в том, чтобы в процессе операции записи стирать всю паразитную магнитную информацию, которую головка считывания-записи записала вне отведенной дорожки. Благодаря этому каждая дорожка четко определена и отделена от других. В противном случае между дорожками неизбежна интерференция.
Все современные гибкие диски двухсторонние и в FDD имеются две головки считывания-записи по одной для каждой стороны (side) диска. Головки для разных FDD несколько варьируются в зависимости от формата накопителя и плотности.
Привод головок
Привод головок в FDD очень медленный, поэтому время поиска (seek time) оказывается значительным. Если в HDD привод может переместить головки с внутренней дорожки на внешнюю (full-stroke seek) примерно за 20 мс, то в FDD эта операция длится в 10 и более раз дольше.
Шпиндельный двигатель
Шпиндельный двигатель (spindle motor) в FDD вращает гибкий диск. Когда диск вставляется в накопитель, его захватывают зажимы, которые связаны со шпиндельным двигателем. Скорость шпиндельного двигателя зависит от типа FDD:
Датчик смены диска
В современных FDD имеется специальный датчик и проводник в кабеле, которые сообщают контроллеру, когда диск вынимается и вставляется новый. Этот сигнал применяется для улучшения производительности, поскольку отсутствие сигнала смены диска означает, что диск не сменялся. В этом случае система не должна постоянно проверять при обращении к FDD, что в накопителе находится прежний диск. В противном случае при каждом обращении к FDD необходимо считывать служебные структуры диска, что снижает производительность.
Иногда датчик смены диска или схемы выходят из строя, что вызывает появление странных проблем. В этом случае при смене диска система не распознает этого и считает, что в FDD находится старый диск. Поэтому при попытке обратиться к файлу, который имеется на новом диске, система сообщает о том, что файл не найден. Фактически система даже не ищет файл, а просто проверяет содержание последнего диска, которое все еще находится в памяти. Попытка записать на новый диск приводит к искажению его содержания, так как контроллер полагает, что запись производится на старый диск.
Разъемы и перемычки
Примечание: В некоторых РС применяются гибкие диски с интерфейсом SCSI, которые имеют другие перемычки.
Второй разъем служит интерфейсным кабелем данных. Во всех FDD применяется стандартный интерфейс со специальным 34-контактным разъемом. Кабель имеет важное значение, так как позволяет управлять буквой накопителя.
На корпусе 5.25″ FDD имеется краевой разъем, а на корпусе 3.5″ FDD есть набор из 34 штырьков, аналогичный разъему внутреннего HDD, но меньшего размера. Такой разъем не имеет ключа и кабель по ошибке можно подключить неправильно. В этом случае FDD не работает, а его индикатор активности постоянно включен. Для устранения неисправности достаточно просто правильно подключить кабель данных.
Логическая плата
FDD имеет встроенную логическую плату, которая действует как контроллер накопителя. На ней содержатся электронные схемы, которые управляют головками считывания-записи, шпиндельным двигателем, приводом головок и другими компонентами. Схемная плата очень редко вызывает проблемы; теоретически плату можно снять и заменить, но этого никто не делает, а заменяют весь FDD.
Корпус, размеры и монтирование
Почти все FDD являются внутренними накопителями и имеют лицевую панель для доступа к дверце. Размер лицевой панели определяет, какой отсек накопителя (drive bay) требуется для накопителя, причем FDD 3.5″ могут размещаться в обоих типах отсеков: 3.5″ или 5.25″. В последнем случае требуется специальный адаптер.
Высота FDD 3.5″ составляет один дюйм, соответствуя высоте жестких дисков, которые часто вставляются в такие же отсеки. Старые FDD 5.25″ имели высоту 3.5″ (full-height), а для новых стандартной стала высота 1.75″ (half-height).
В FDD 5.25″ имеется поворотный рычажок, который прижимает головки считывания-записи к поверхности носителя. В FDD 3.5″ происходит автоматический захват диска при вставке, а для извлечения диска применяется кнопка.
Большинство FDD имеют винтовые отверстия по бокам и/или внизу для простой установки накопителей. В старых РС применялись направляющие для механического «вдвигания» накопителя в отсек. В новых РС накопители крепятся непосредственно в отсеках.
Поскольку при считывании диск удерживается механизмом зажима, ориентация накопителей не вызывает никаких проблем. Более того, во многих настольных корпусах отсек накопителя 3.5″ ориентирован вертикально.
Носитель и структуры данных низкого уровня
Носитель 5.25″
Диски требуют аккуратного и осторожного обращения. Окно считывания-записи открыто, поэтому диск можно легко повредить, если не хранить его в защитном бумажном конверте. Кроме того, нельзя писать на конверте шариковой ручкой.
Носитель 3.5″
Гибкие диски 3.5″ («микро-диски») похожи на диски 5.25″, но имеют несколько достоинств, обеспечивающих их большую долговечность. Во-первых, чехлы сделаны из жесткого пластика. Во-вторых, окно считывания-записи самого диска защищено скользящей металлической крышкой, которая отодвигается, когда диск вставляется в накопитель. Наконец, сам диск меньше, что делает его более прочным.
Вырез защиты от записи заменен отверстием с подвижным кусочком пластика; когда отверстие открыто, диск защищен от записи. Большое отверстие в центре заменено на небольшой металлический диск с индексным отверстием, что также способствует большей долговечности. Отметим, что для дисков 3.5″ не требуется защитный чехол.
Плотность носителя
Характеристика плотности
Плотность дорожек (TPI)
Битовая плотность (BPI)
Название плотности
Extra-High Density (ED)
Плотности гибких дисков стандартизованы: есть два стандарта для дисков 5.25″ и три стандарта для дисков 3.5″. Для каждой плотности имеется свое название. В таблице слева приведены типы плотностей и их характеристики.
Носители высокой плотности и двойной плотности не являются взаимозаменяемыми. Диски высокой плотности следует всегда использовать в соответствующих накопителях. Для форматирования дисков необходимо пользоваться командой FORMAT с правильными параметрами. Ввод команды «FORMAT /?» покажет возможности команды.
Кодирование и декодирование данных
Форматирование низкого и высокого уровней
Для жестких дисков между двумя этапами форматирования решается задача организации разделов (partitioning). С учетом этого обстоятельства, а также сложности современных жестких дисков форматирование низкого уровня выполняет производитель, а для форматирования высокого уровня привлекается команда DOS FORMAT (или ее эквивалент). Благодаря относительной простоте гибких дисков оба этапа форматирования LLF и HLL выполняются одновременно командой FORMAT.
После производства LLF-форматирования на диске в определенных местах появились дорожки. Так как в FDD для управления приводом головок применяется шаговый двигатель, для считывания дорожек накопитель должен быть правильно выровнен. Иногда в конкретном накопителе первоначальное выравнивание головок нарушается; в этом случае диск правильно работает в данном накопителе, но не читается в других, и наоборот.
Рекомендуется всегда форматировать диск в том накопителе, в котором он будет использоваться чаще всего. Иногда диск, форматированный в другом накопителе и не считываемый в данном накопителе, можно «оживить», производя реформатирование.
Совет: Сейчас предформатированные гибкие диски продаются по той же цене, что и неформатированные, и приобретение таких дисков экономит много времени.
Геометрия гибкого диска
Термин геометрия (geometry) описывает организацию структур данных диска. Для жестких дисков это понятие довольно сложно, так как для них имеет смысл физическая, логическая и преобразованная геометрия. Для гибких дисков ситуация намного проще: геометрия показывает число поверхностей (оно равно числу головок считывания-записи), число дорожек на поверхности и число секторов на дорожке. Во всех гибких дисках на каждой дорожке имеется одно и то же число секторов несмотря на то, что внутренние дорожки меньше внешних.
Спецификация геометрии
Секторов на дорожке/цилиндре
Общее число секторов на диске
Поскольку во всех современных гибких дисках используются обе поверхности и они всегда имеют две поверхности и две головки, важными параметрами оказываются только число дорожек (их иногда называют цилиндрами) и число секторов. Так как гибкие диски всегда имеют две поверхности, цилиндр #N просто означает дорожку #N на обеих сторонах диска. В таблице приведены спецификации геометрии для разных форматов.
Во всех гибких дисках используются секторы емкостью 512 байтов, что является стандартом для гибких и жестких дисков. Отметим, что не все секторы, указанные в общем числе секторов, применяются для хранения данных пользователя, так как часть из них занята файловой структурой (FAT, корневой каталог и др.).
Форматы и логические структуры гибкого диска
Гибкий диск 2.88 МБ 3.5″
Такие диски были выпущены компанией Toshiba в конце 80-х годов прошлого века. Повышение емкости достигнуто за счет специального носителя и специального способа записи. Однако эти диски не получили широкого распространения и сейчас почти не встречаются.
Файловая система и структуры гибкого диска
В общем, для гибких дисков применяется файловая система FAT, на которую ориентированы операционные системы DOS, Windows 3.x, Windows 95 и (необязательно) Windows NT. Подробно файловая система FAT рассмотрена в материале по жестким дискам, а далее приведены только ее особенности применительно к гибким дискам.
Все гибкие диски форматируются в версии FAT12 файловой системы; это самая старая разновидность FAT, но ее достаточно для гибких дисков малой емкости. Кластер состоит из одного или двух секторов в зависимости от типа диска, что обеспечивает эффективное использование поверхности диска.
На гибких дисках ограничено число элементов корневого каталога, которое зависит от типа диска: