Řadič disket - Floppy-disk controller
Řadič floppy disku ( FDC ) je účelový chip a související řadič disku obvod, který řídí a kontroluje čtení a zápis do počítače disketové mechaniky (FDD). Tento článek obsahuje koncepty společné pro FDC založené na NEC µPD765 a Intel 8272A nebo 82072A a jejich potomcích, jak jsou používány v IBM PC a kompatibilních z 80. a 90. let minulého století. Tyto koncepty mohou, ale nemusí být použitelné pro jiné ovladače nebo architektury nebo je mohou ilustrovat.
Přehled
Jedna deska řadiče FDC může podporovat až čtyři disketové jednotky . Řadič je propojen se systémovou sběrnicí počítače a zobrazuje se jako sada I/O portů pro CPU . Často je také připojen ke kanálu řadiče DMA . Na počítači x86 používá disketový řadič IRQ 6, na jiných systémech lze použít jiná schémata přerušení . Řadič disket obvykle provádí přenos dat v režimu přímého přístupu do paměti (DMA).
Níže uvedený diagram ukazuje disketový řadič, který komunikuje s CPU prostřednictvím sběrnice ISA ( Industry Standard Architecture ) nebo podobné sběrnice a komunikuje s disketovou mechanikou 34pólovým plochým kabelem. Alternativní uspořádání, které je v nedávných provedeních obvyklejší, má FDC zahrnuto v super I/O čipu, který komunikuje prostřednictvím sběrnice LPC ( Low Pin Count ).
Většinu funkcí řadiče disket (FDC) provádí integrovaný obvod, ale některé jsou prováděny externími hardwarovými obvody. Seznam funkcí, které každý provádí, je uveden níže.
Funkce řadiče disket (FDC)
- Přeložte datové bity do formátu FM , MFM , M²FM nebo GCR, abyste je mohli zaznamenat
- Interpretujte a provádějte příkazy, jako je hledání, čtení, zápis, formátování atd.
- Detekce chyb s generováním a ověřováním kontrolních součtů , jako CRC
- Synchronizace dat s fázově uzamčenou smyčkou (PLL)
Externí hardwarové funkce
- Výběr disketové jednotky (FDD)
- Zapnutí motoru disketového pohonu
- Resetovací signál pro IC řadiče diskety
- Povolení/zakázání signálů přerušení a DMA v řadiči disket (FDC)
- Logika separace dat
- Napište logiku před kompenzací
- Linkové ovladače pro signály do ovladače
- Line přijímače pro signály z ovladače
Vstupní/výstupní porty pro běžný řadič x86-PC
FDC má tři I/O porty. Tyto jsou:
- Datový port
- Hlavní stavový registr (MSR)
- Digitální ovládací port
První dva jsou umístěny uvnitř integrovaného obvodu FDC, zatímco ovládací port je na externím hardwaru. Adresy těchto tří portů jsou následující.
Adresa portu [hex] |
Název portu | Umístění | Typ portu |
---|---|---|---|
3F5 | Datový port | Obousměrné I/O | |
3F4 | Hlavní stavový registr | FDC IC | Vstup |
3F2 | Digitální ovládací port | Externí hardware | Výstup |
Datový port
Tento port používá software ke třem různým účelům:
- Při vydávání příkazu do IC FDC jsou příkazy a bajty parametrů příkazu vydávány do FDC IC přes tento port. IC FDC ukládá různé parametry a příkaz do svých interních registrů.
- Po provedení příkazu uloží IC FDC sadu stavových parametrů do vnitřních registrů. Ty jsou čteny CPU přes tento port. Různé stavové bajty jsou prezentovány FDC IC ve specifické sekvenci.
- V naprogramovaném a přerušovaném režimu přenosu dat se datový port používá pro přenos dat mezi FDC IC a instrukcí CPU IN nebo OUT.
Hlavní stavový registr (MSR)
Tento port používá software ke čtení informací o celkovém stavu týkající se integrovaných obvodů FDC a FDD. Před zahájením operace na disketě software přečte tento port, aby potvrdil stav připravenosti FDC a diskových jednotek a ověřil stav dříve spuštěného příkazu. Různé bity tohoto registru představují:
Bit | Reprezentace |
---|---|
0 | FDD 0: Obsazeno v režimu vyhledávání |
1 | FDD 1: Obsazeno v režimu vyhledávání |
2 | FDD 2: Obsazeno v režimu vyhledávání |
3 | FDD 3: Zaneprázdněn v režimu vyhledávání |
4 | FDC zaneprázdněn; Probíhá příkaz čtení/zápis |
5 | Režim bez DMA |
6 | DIO; Udává směr přenosu dat mezi FDC IC a CPU |
7 | MQR; Udává, že datový registr je připraven k přenosu dat |
Vysvětlení | |
---|---|
MQR | 1 = datový registr připraven, 0 = datový registr není připraven |
DIO | 1 = řadič má data pro CPU, 0 = řadič očekává data od CPU |
Bez DMA | 1 = ovladač není v režimu DMA, 0 = ovladač v režimu DMA |
FDC zaneprázdněn | 1 = zaneprázdněn, 0 = není zaneprázdněn |
FDD 0,1,2,3 | 1 = spuštěno, 0 = neběží |
Digitální ovládací port
Tento port používá software k ovládání určitých funkcí FDD a FDC IC. Bitová přiřazení tohoto portu jsou:
Bit | Reprezentace |
---|---|
0 a 1 | Číslo zařízení, které má být vybráno |
2 | RESET FDC IC (nízká) |
3 | Povolte signály přerušení FDC a požadavky DMA |
4 až 7 | Zapněte motor v diskové jednotce 0, 1, 2 nebo 3 |
Rozhraní k disketové jednotce
Řadič se k jednotce připojuje pomocí plochého plochého kabelu s 34 konektory rozdělenými mezi hostitel, 3,5 "disk a 5,25" disk. Tento typ kabelu se nazývá univerzální konektor. V rodině a kompatibilních počítačích IBM PC se zkroucení kabelu používá k rozlišení diskových jednotek podle zásuvky, ke které jsou připojeny. Všechny měniče jsou nainstalovány se stejnou sadou adres pro výběr jednotky a zkroucení kabelu pro výměnu řádku pro výběr jednotky v zásuvce. Měnič, který je na nejvzdálenějším konci kabelu, by navíc měl instalován zakončovací odpor, aby byla zachována kvalita signálu.
Č. Kolíku |
Jméno signálu |
Popis |
2 |
/REDWC |
Vyberte hustotu 1 = nízká/0 = vysoká |
4 |
N/C |
Rezervováno |
6 |
N/C |
Rezervováno |
8 |
/INDEX |
0 = index |
10 |
/MOTEA |
0 = Motor povolit pohon 0 |
12 |
/DRVSB |
Výběr jednotky 1 |
14 |
/DRVSA |
Vyberte pohon 0 |
16 |
/MOTEB |
0 = Motor povolit pohon 1 |
18 |
/DIR |
0 = Vyberte směr |
20 |
/KROK |
0 = krok hlavy |
22 |
/WDATA |
Zápis dat |
24 |
/Brána |
Floppy Write Enable, 0 = brána zápisu |
26 |
/TRK00 |
0 = stopa 00 |
28 |
/WPT |
0 = Ochrana proti zápisu |
30 |
/RDATA |
Číst data |
32 |
/STRANA 1 |
1 = strana 0/0 = strana 1 |
34 |
/DSKCHG |
1 = Změna disku/0 = Připraveno |
Liché kolíky 1 až 33 jsou zabroušeny |
|
Ovladač |
Pohon A. |
Pohon B |
Popis |
Drát 1-9 |
1-9 |
1-9 |
1-9 |
Žádná změna |
Drát 10 |
10 |
16 |
10 |
Motor povolte pohon 0/1 |
Drát 11 |
11 |
15 |
11 |
Pozemek, beze změny |
Drát 12 |
12 |
14 |
12 |
Vyberte pohon 0/1 |
Drát 13 |
13 |
13 |
13 |
Pozemek, beze změny |
Drát 14 |
14 |
12 |
14 |
Vyberte pohon 0/1 |
Drát 15 |
15 |
11 |
15 |
Pozemek, beze změny |
Drát 16 |
16 |
10 |
16 |
Motor povolte pohon 0/1 |
Drát 17-34 |
17-34 |
17-34 |
17-34 |
Žádná změna |
- Další popis signálů rozhraní je uveden ve specifikacích ovladačů nebo pohonů.
Formátovat data
Je možné mnoho vzájemně nekompatibilních formátů disket; kromě fyzického formátu na disku jsou možné i nekompatibilní souborové systémy.
Řídit | Formát | Kapacita | Přenosová rychlost [ kbit/s ] |
Otáčky | stopy | TPI | Komentář |
---|---|---|---|---|---|---|---|
8palcový SD | 8palcový SD | 80 kB | 33,333 | 360 | 32 | 48 | Pouze na starých ovladačích. |
5,25 palce SD | 5,25 palce SD | 160 kB | 125 | 40 | Pouze na starých ovladačích. | ||
5,25palcový SSDD | 5,25palcový SSDD | 171 kB | 250–308 | 300 | 35 | 48 | Pouze na kompatibilních C1541 . |
5,25 palce SD | 5,25 palce SD | 180 kB | 150 | 40 | Pouze na starých ovladačích. | ||
5,25 palce DD | 5,25 palce DD | 320/360/400 KB | 250 | 300 | 40 | 48 | 9/9/10 512 bajtů resp. |
5,25 palce DD (96 tpi) | 5,25palcový QD (2DD) | 800 kB | 250 | 300 | 80 | 96 | |
5,25 palce HD | 5,25 palce DD | 360 kB | 300 | 360 | 40 | 48 | |
5,25 "HD | 5,25 "HD | 1 200 kB | 500 | 360 | 80 | 96 | Až 83 skladeb. Různý předpínací proud. |
5,25 "HD | 5,25 "HD | 720 kB | 300 | 360 | 80 | Až 83 skladeb. | |
3,5 "DD | 3,5 "DD | 720 kB | 250 | 300 | 80 | 135 | Až 83 skladeb. |
3,5 "DD | 3,5 "DD | 800 kB | 394–590 | 80 | Používá Apple Macintosh . | ||
3,5 "DD | 3,5 "DD | 800 kB | 250 | 300 | 80 | Používá Commodore 1581 . | |
3,5 "DD | 3,5 "DD | 880 kB | 250 | 300 | 80 | Až 83 skladeb. Používají počítače Amiga . | |
3,5 "DD | 3,5 "DD | 360 kB | 250 | 300 | 40 | ||
3,5 "HD | 3,5 "DD | 720 kB | 250 | 300 | 80 | Až 83 skladeb. | |
3,5 "HD | 3,5 "HD | 1440 kB | 500 | 300 | 80 | 135 | Až 83 skladeb. |
3,5 "HD | 3,5 "HD | 1760 kB | 250 | 150 | 80 | Používají počítače Amiga . | |
3,5 "ED | 3,5 "ED | 2880 kB | 1000 | 300 | 80 | 135 | Až 83 skladeb. |
Strany:
- SS (nebo 1S) - jednostranné
- DS (nebo 2S) - oboustranný
Hustota:
- SD (nebo 1D) - jednoduchá hustota ( FM )
- DD (nebo 2D) - dvojitá hustota (nejčastěji MFM )
- QD (nebo 4D) - čtyřnásobná hustota
- HD - vysoká hustota
- ED- Extra vysoká hustota
- TD - trojnásobná hustota
Disketová jednotka „3 režimů“
Primárně v Japonsku existují 3,5 "disketové jednotky s vysokou hustotou, které podporují tři režimy diskových formátů místo normálních dvou-1440 kB (2 MB neformátováno), 1,2 MB (1,6 MB neformátováno) a 720 kB (1 MB neformátováno). , režim s vysokou hustotou pro 3,5 "disketové jednotky v Japonsku podporoval pouze kapacitu 1,2 MB místo kapacity 1440 KB, která byla použita jinde. Zatímco běžnější formát 1440 KB se točil rychlostí 300 ot / min, formát 1,2 MB se místo toho točil rychlostí 360 ot / min, čímž se velmi podobal formátu 1,2 MB s 15 sektory na stopu, který se dříve vyskytoval na 5,25 "disketových jednotkách s vysokou hustotou. Později byly začleněny japonské disketové jednotky podpora pro oba formáty s vysokou hustotou (stejně jako pro formát s dvojitou hustotou), odtud název 3-mode . Některé BIOSy mají nastavení konfigurace, které umožňuje tento režim pro disketové jednotky, které jej podporují.
Viz také
- Seznam formátů disket
- Western Digital FD1771
- Integrovaný stroj Woz (IWM)
- Paula (ovladač Amiga)
Reference
- de Boyne Pollard, Jonathan (2003). „Neexistuje nic jako 3,5palcová disketa“ . Často kladené odpovědi .
- ISO/IEC 8860-1: 1987 Double-Density (DD)
- ISO/IEC 9529-1: 1989 High-Density (HD)
- ISO 10994-1: 1992 Extra vysoká hustota (ED)
- ECMA-147
Další čtení
- NEC µPD72070 - Specifikace řadiče disket Verze 2.0 (PDF) . 2,0 předběžné. NEC Corporation . Říjen 1991. Archivováno z originálu (PDF) dne 20. března 2017 . Vyvolány 20 March je 2017 .
- Shah, Katen A. (1996) [září 1992, duben 1992]. Intel 82077SL pro diskety Super-Dense (PDF) (poznámka k aplikaci) (2. vydání). Intel Corporation , IMD Marketing. AP-358, 292093-002. Archivováno z originálu (PDF) dne 19. června 2017 . Citováno 19. června 2017 .