Контроллер гибких дисков - Floppy-disk controller
А контроллер гибких дисков (FDC) является микросхемой специального назначения и связанной дисковый контроллер схема, которая направляет и контролирует чтение и запись на компьютер дисковод для гибких дисков (FDD). Эта статья содержит общие концепции для FDC на базе NEC µPD765 и Intel 8272A или 82072A и их потомков, которые используются в IBM PC и совместимые с 1980-х и 1990-х годов. Эти концепции могут быть, а могут и не быть применимыми или иллюстративными для других контроллеров или архитектур.
Обзор
Одна плата контроллера гибких дисков (FDC) может поддерживать до четырех дисководы для гибких дисков. Контроллер связан с системная шина компьютера и выглядит как набор Ввод / вывод порты в ЦПУ. Он также часто подключается к каналу DMA контроллер. На x86 ПК, на котором используется контроллер гибких дисков IRQ 6, в других системах другое прерывать схемы могут быть использованы. Контроллер гибких дисков обычно выполняет передачу данных в прямой доступ к памяти (DMA) режим.
На схеме ниже показан контроллер гибких дисков, который взаимодействует с ЦП через Стандартная отраслевая архитектура (ISA) или аналогичная шина и связывается с дисководом гибких дисков с помощью 34-контактного ленточного кабеля. Альтернативная компоновка, которая более обычна в последних разработках, включает FDC, включенную в супер ввод / вывод чип, который общается через Низкое количество контактов (LPC) автобус.
Большинство функций контроллера гибких дисков (FDC) выполняются Интегральная схема но некоторые из них выполняются внешними аппаратными схемами. Список функций, выполняемых каждым из них, приведен ниже.
Функции контроллера гибких дисков (FDC)
- Перевести биты данных в FM, MFM, M²FM, или же GCR формат, чтобы иметь возможность записывать их
- Интерпретировать и выполнять такие команды, как поиск, чтение, запись, форматирование и т. Д.
- Обнаружение ошибок с помощью контрольные суммы генерация и проверка, например CRC
- Синхронизировать данные с ФАПЧ (PLL)
Внешние аппаратные функции
- Выбор дисковод для гибких дисков (FDD)
- Включение двигателя дисковода гибких дисков.
- Сигнал сброса для ИС контроллера гибких дисков
- Включение / отключение сигналов прерывания и DMA в контроллере гибких дисков (FDC)
- Логика разделения данных
- Написать предкомпенсацию логика
- Драйверы линий для сигналов к контроллеру
- Линейные приемники сигналов от контроллера
Порты ввода / вывода для обычного контроллера x86-PC
FDC имеет три Ввод / вывод порты. Это:
- Порт данных
- Регистр основного статуса (MSR)
- Порт цифрового управления
Первые два находятся внутри FDC IC, а порт управления находится во внешнем оборудовании. Адреса этих трех портов следующие.
| Адрес порта [шестнадцатеричный] | Имя порта | Место расположения | Тип порта |
|---|---|---|---|
| 3F5 | Порт данных | Двунаправленный ввод / вывод | |
| 3F4 | Регистр основного статуса | FDC IC | Вход |
| 3F2 | Порт цифрового управления | Внешнее оборудование | Выход |
Порт данных
Этот порт используется программным обеспечением для трех разных целей:
- При подаче команды на FDC IC байты команд и командных параметров выдаются на FDC IC через этот порт. FDC IC хранит различные параметры и команды в своих внутренних регистрах.
- После выполнения команды FDC IC сохраняет набор параметров состояния во внутренних регистрах. Они считываются ЦП через этот порт. Различные байты состояния представляются FDC IC в определенной последовательности.
- В режиме программирования и прерывания передачи данных порт данных используется для передачи данных между FDC IC и инструкцией CPU IN или OUT.
Регистр основного статуса (MSR)
Этот порт используется программным обеспечением для чтения общей информации о состоянии, касающейся FDC IC и FDD. Перед запуском операции с дискетой программное обеспечение считывает этот порт, чтобы подтвердить состояние готовности FDC и дисководов для проверки состояния ранее инициированной команды. Различные биты этого регистра представляют:
| Кусочек | Представление |
|---|---|
| 0 | FDD 0: занято в режиме поиска |
| 1 | FDD 1: занято в режиме поиска |
| 2 | FDD 2: занято в режиме поиска |
| 3 | FDD 3: занято в режиме поиска |
| 4 | FDC Занят; Выполняется команда чтения / записи |
| 5 | Режим без DMA |
| 6 | ДИО; Указывает направление передачи данных между FDC IC и CPU |
| 7 | MQR; Указывает, что регистр данных готов к передаче данных |
| Пояснения | |
|---|---|
| MQR | 1 = регистр данных готов, 0 = регистр данных не готов |
| DIO | 1 = контроллер имеет данные для ЦП, 0 = контроллер ожидает данные от ЦП |
| Без прямого доступа к памяти | 1 = Контроллер не в режиме DMA, 0 = Контроллер в режиме DMA |
| FDC Занят | 1 = занято, 0 = не занято |
| ФДД 0,1,2,3 | 1 = работает, 0 = не работает |
Порт цифрового управления
Этот порт используется программным обеспечением для управления определенными функциями FDD и FDC IC. Назначения битов этого порта:
| Кусочек | Представление |
|---|---|
| 0 и 1 | Номер устройства для выбора |
| 2 | СБРОС FDC IC (низкий) |
| 3 | Включить сигналы прерывания FDC и запроса DMA |
| От 4 до 7 | Включите двигатель в дисководе 0, 1, 2 или 3 соответственно. |
Интерфейс к дисководу гибких дисков
Контроллер подключается к диску с помощью плоского ленточного кабеля с 34 разъемами, разделенными между хостом, 3,5-дюймовым и 5,25-дюймовым дисками. Этот тип кабеля называется универсальным разъемом.[1] В семействе IBM PC и совместимых устройствах используется скрутка кабеля, чтобы различать дисководы по разъему, к которому они подключены. Все приводы устанавливаются с одним и тем же набором адресов выбора привода, и изгиб кабеля меняет местами линию выбора привода в розетке. Привод, который находится на самом дальнем конце кабеля, дополнительно будет иметь согласующий резистор установлен для поддержания качества сигнала.[2]
№ контакта | Название сигнала | Описание |
2 | / REDWC | Выбор плотности 1 = низкая / 0 = высокая |
4 | N / C | Зарезервированный |
6 | N / C | Зарезервированный |
8 | /ИНДЕКС | 0 = индекс |
10 | / MOTEA | 0 = включение двигателя, привод 0 |
12 | / DRVSB | Выбор диска 1 |
14 | / DRVSA | Выбор диска 0 |
16 | / MOTEB | 0 = включение двигателя, привод 1 |
18 | / DIR | 0 = выбор направления |
20 | /ШАГ | 0 = Шаг головы |
22 | / WDATA | Запись данных |
24 | / WGATE | Разрешение записи на дискету, 0 = шлюз записи |
26 | / TRK00 | 0 = дорожка 00 |
28 | / WPT | 0 = защита от записи |
30 | / RDATA | Прочитать данные |
32 | / SIDE1 | 1 = Сторона 0/0 = Сторона 1 |
34 | / ДСКЧГ | 1 = Смена диска / 0 = Готово |
Нечетные контакты с 1 по 33 заземлены | ||
Контроллер | Привод А | Привод Б | Описание | |
Провод 1-9 | 1-9 | 1-9 | 1-9 | Без изменений |
Провод 10 | 10 | 16 | 10 | Разрешение двигателя, привод 0/1 |
Провод 11 | 11 | 15 | 11 | Земля, без изменений |
Провод 12 | 12 | 14 | 12 | Выбор привода 0/1 |
Провод 13 | 13 | 13 | 13 | Земля, без изменений |
Провод 14 | 14 | 12 | 14 | Выбор привода 0/1 |
Провод 15 | 15 | 11 | 15 | Земля, без изменений |
Провод 16 | 16 | 10 | 16 | Разрешение двигателя, привод 0/1 |
Провод 17-34 | 17-34 | 17-34 | 17-34 | Без изменений |
- Дальнейшее описание интерфейсных сигналов содержится в спецификациях контроллеров или приводов.[3]
Форматировать данные
Возможны многие взаимно несовместимые форматы гибких дисков; Помимо физического формата на диске, также возможны несовместимые файловые системы.
| Водить машину | Формат | Емкость | Передача скорость [кбит / с ] | Об / мин | Треки | TPI | Комментарий |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 8-дюймовый SD | 8-дюймовый SD | 80 КБ | 33.333 | 360 | 32 | 48 | Только на старых контроллерах.[4] |
| 5,25-дюймовый SD | 5,25-дюймовый SD | 160 КБ | 125 | 40 | Только на старых контроллерах. | ||
| 5,25-дюймовый SSDD | 5,25-дюймовый SSDD | 171 КБ | 250–308 | 300 | 35 | 48[5] | Только на C1541 совместимые. |
| 5,25-дюймовый SD | 5,25-дюймовый SD | 180 КБ | 150 | 40 | Только на старых контроллерах. | ||
| 5,25-дюймовый DD | 5,25-дюймовый DD | 320/360/400 КБ | 250 | 300 | 40 | 48 | [6] 8/9/10 512 байт секторов соответственно. |
| 5,25-дюймовый DD (96 т / д) | 5,25-дюймовый QD (2DD) | 800 КБ | 250 | 300 | 80 | 96 | [3] |
| 5,25-дюймовый HD | 5,25-дюймовый DD | 360 КБ | 300 | 360 | 40 | 48 | [7][8] |
| 5,25 дюйма HD | 5,25 дюйма HD | 1200 КБ | 500 | 360 | 80 | 96 | До 83 треков. Другой ток смещения.[7][8] |
| 5,25 дюйма HD | 5,25 дюйма HD | 720 КБ | 300 | 360 | 80 | До 83 треков.[6] | |
| 3,5 дюйма DD | 3,5 дюйма DD | 720 КБ | 250 | 300 | 80 | 135 | До 83 треков.[6][9] |
| 3,5 дюйма DD | 3,5 дюйма DD | 800 КБ | 394–590 | 80 | Используется Apple Macintosh.[10] | ||
| 3,5 дюйма DD | 3,5 дюйма DD | 800 КБ | 250 | 300 | 80 | Использован Коммодор 1581. | |
| 3,5 дюйма DD | 3,5 дюйма DD | 880 КБ | 250 | 300 | 80 | До 83 треков. Использован Amiga компьютеры. | |
| 3,5 дюйма DD | 3,5 дюйма DD | 360 КБ | 250 | 300 | 40 | [6] | |
| 3,5 дюйма HD | 3,5 дюйма DD | 720 КБ | 250 | 300 | 80 | До 83 треков.[6] | |
| 3,5 дюйма HD | 3,5 дюйма HD | 1440 КБ | 500 | 300 | 80 | 135 | До 83 треков.[6][11] |
| 3,5 дюйма HD | 3,5 дюйма HD | 1760 КБ | 250 | 150 | 80 | Использован Amiga компьютеры. | |
| 3,5 дюйма ED | 3,5 дюйма ED | 2880 КБ | 1000 | 300 | 80 | 135 | До 83 треков.[9][12] |
Стороны:
- СС (или 1С) - Односторонняя
- DS (или 2S) - Двухсторонний
Плотность:
- SD (или 1D) - Одинарная плотность (FM )
- DD (или 2D) - Двойная плотность (чаще всего MFM )
- QD (или 4D) - Четверная плотность
- HD - Высокая плотность
- ED - Очень высокая плотность
- TD - Тройная плотность
«3-режимный» дисковод
В основном в Японии существуют 3,5-дюймовые флоппи-дисководы высокой плотности, которые поддерживают три режима форматов дисков вместо обычных двух - 1440 КБ (2 МБ неформатированных), 1,2 МБ (1,6 МБ неформатированных) и 720 КБ (1 МБ неформатированных). , режим высокой плотности для 3,5-дюймовых дисководов гибких дисков в Японии поддерживал только емкость 1,2 МБ вместо 1440 КБ емкость, которая использовалась где-то еще.[14] В то время как более распространенный формат 1440 КБ вращался со скоростью 300 об / мин, формат 1,2 МБ вместо этого вращался со скоростью 360 об / мин, что очень похоже на формат 1,2 МБ с 15 секторами на дорожку, ранее использовавшийся на 5,25-дюймовых дисководах для гибких дисков высокой плотности. Позже были включены японские дисководы для гибких дисков. поддержка обоих форматов высокой плотности (а также формата двойной плотности), отсюда и название 3 режима. Немного BIOS иметь настройку конфигурации, чтобы включить этот режим для поддерживающих его дисководов гибких дисков.[15]
Смотрите также
- Список форматов гибких дисков
- Western Digital FD1771
- Интегрированная машина Воза (IWM)
- Паула (Контроллер Amiga)
Рекомендации
- ^ Дэвис, Ларри (13 июня 2015 г.). «Распиновка дисковода гибких дисков, названия сигналов, описание выводов и разводка кабеля». www.interfacebus.com. Получено 29 января 2019.
- ^ Скотт Мюллер, Обновление и ремонт ПК, второе издание, Que, 1992, ISBN 0-88022-856-3, стр. 487
- ^ а б «Технические характеристики продукта: односторонние и двусторонние диски TM100 series 5 1/4 дюйма, гибкие диски, 48, 96 и 100 дорожек на дюйм» (PDF). Получено 5 ноября 2014.
- ^ hypertextbook.com - Угловая скорость гибкого диска
- ^ "C 64 Workshop / C = 8 бит и периферия". 19 мая 1998. Получено 18 апреля 2016.
- ^ а б c d е ж "unifr.ch - sys / src / kernel / floppy.c". Архивировано из оригинал 19 июля 2011 г.. Получено 5 мая 2011.
- ^ а б iesleonardo.info - Это руководство по дискете содержит техническую информацию о дискетах.
- ^ а б oldskool.org - Пусть диски HD 5,25 "FDD работают со скоростью 300 об / мин вместо 360 об / мин.
- ^ а б intel.com - Intel 82077SL для сверхплотных дискет В архиве 8 октября 2012 г. Wayback Machine
- ^ Джонсон, Герберт Р. (22 декабря 2016 г.). "Техническая информация о дисководе гибких дисков". Получено 14 января 2017.
- ^ yi.org - гибкие диски высокой плотности Mf2hd Disk 3 5 1 Pk[постоянная мертвая ссылка ]
- ^ mcamafia.de - IBM Personal system / 2, 3,5-дюймовые дисководы для дискет, Технический справочник
- ^ "Linux-2.6.17 / драйверы / блок / floppy.c".[постоянная мертвая ссылка ] 090504 gelato.unsw.edu.au
- ^ books.google.com - Почини свой компьютер, Кори Сэндлер
- ^ rojakpot.com - поддержка трехрежимных дискет
- де Бойн Поллар, Джонатан (2003). «Не бывает 3,5-дюймовых гибких дисков». Часто задаваемые ответы.
- ISO / IEC 8860-1: 1987 Двойная плотность (DD)
- ISO / IEC 9529-1: 1989 Высокая плотность (HD)
- ISO 10994-1: 1992 Сверхвысокая плотность (ED)
- ECMA-147
дальнейшее чтение
- NEC µPD72070 - Спецификация контроллера гибких дисков, версия 2.0 (PDF). 2.0 предварительная. Корпорация NEC. Октябрь 1991. Архивировано с оригинал (PDF) 20 марта 2017 г.. Получено 20 марта 2017.
- Шах, Катен А. (1996) [сентябрь 1992 г., апрель 1992 г.]. Intel 82077SL для сверхплотных дискет (PDF) (Примечание по применению) (2-е изд.). Корпорация Intel, IMD Marketing. АП-358, 292093-002. Архивировано из оригинал (PDF) 19 июня 2017 г.. Получено 19 июн 2017.