Řadič diskety - Floppy-disk controller
A řadič diskety (FDC) je speciální čip a související řadič disku obvody, které řídí a řídí čtení a zápis do počítače disketová mechanika (FDD). Tento článek obsahuje koncepty společné pro FDC založené na NEC µPD765 a Intel 8272A nebo 82072A a jejich potomcích, jak jsou použity v IBM PC a kompatibilní z 80. a 90. let. Tyto koncepty mohou nebo nemusí být použitelné nebo ilustrativní pro jiné řadiče nebo architektury.
Přehled
Jedna deska řadiče diskety (FDC) může podporovat až čtyři disketové jednotky. Řadič je propojen s systémová sběrnice počítače a zobrazí se jako sada I / O porty do procesor. Často je také připojen ke kanálu DMA ovladač. Na x86 PC, který disketová jednotka používá IRQ 6, na jiných systémech jiné přerušit lze použít schémata. Řadič diskety obvykle provádí přenos dat dovnitř přímý přístup do paměti (DMA).
Níže uvedený diagram ukazuje řadič diskety, který komunikuje s CPU přes Průmyslová standardní architektura Sběrnice (ISA) nebo podobná sběrnice a komunikuje s disketovou jednotkou pomocí 34kolíkového plochého kabelu. Alternativní uspořádání, které je v posledních designech běžnější, má FDC zahrnutý v a super I / O čip, který komunikuje přes a Nízký počet pinů (LPC) autobus.
Většinu funkcí řadiče disketové mechaniky (FDC) provádí integrovaný obvod ale některé jsou prováděny externími hardwarovými obvody. Seznam funkcí, které každý z nich provádí, je uveden níže.
Funkce řadiče disketové jednotky (FDC)
- Přeložit datové bity do FM, MFM, M²FM nebo GCR formátu, aby bylo možné je zaznamenat
- Interpretujte a spouštějte příkazy, jako je vyhledávání, čtení, zápis, formátování atd.
- Detekce chyb pomocí kontrolní součty generování a ověřování, jako CRC
- Synchronizovat data s fázově uzavřená smyčka (PLL)
Funkce externího hardwaru
- Výběr disketová mechanika (FDD)
- Zapnutí hnacího motoru diskety
- Resetovací signál pro IC řadiče diskety
- Povolení / zakázání signálů přerušení a DMA v řadiči diskety (FDC)
- Logika separace dat
- Napište předběžnou kompenzaci logika
- Řidiči linky 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 FDC IC, zatímco ovládací port je v externím hardwaru. Adresy těchto tří portů jsou následující.
| Adresa portu [hex] | Název portu | Umístění | Typ portu |
|---|---|---|---|
| 3F5 | Datový port | Obousměrný I / O | |
| 3F4 | Hlavní stavový registr | FDC IC | Vstup |
| 3F2 | Digitální ovládací port | Externí hardware | Výstup |
Datový port
Tento port používá software pro tři různé účely:
- Při vydávání příkazu do IC FDC jsou bajty parametrů příkazu a příkazu vydávány FDC IC přes tento port. FDC IC ukládá různé parametry a příkaz do svých interních registrů.
- Po provedení příkazu FDC IC uloží sadu stavových parametrů do interních registrů. Ty čte 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 k přenosu dat mezi FDC IC a instrukcí CPU IN nebo OUT.
Hlavní stavový registr (MSR)
Tento port používá software ke čtení celkových stavových informací týkajících se FDC IC a FDD. Před zahájením operace na disketě přečte software tento port, aby potvrdil stav připravenosti FDC a diskových jednotek k ověření stavu dříve spuštěného příkazu. Různé bity tohoto registru představují:
| Bit | Zastoupení |
|---|---|
| 0 | FDD 0: Obsazeno v režimu vyhledávání |
| 1 | FDD 1: Obsazeno v režimu vyhledávání |
| 2 | FDD 2: Obsazeno v režimu vyhledávání |
| 3 | FDD 3: Obsazeno v režimu vyhledávání |
| 4 | FDC zaneprázdněn; Probíhá příkaz pro čtení / zápis |
| 5 | Režim bez DMA |
| 6 | DIO; Udává směr přenosu dat mezi FDC IC a CPU |
| 7 | MQR; Označuje, 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 z CPU |
| Non-DMA | 1 = ovladač není v režimu DMA, 0 = ovladač není v režimu DMA |
| FDC zaneprázdněn | 1 = zaneprázdněn, 0 = není zaneprázdněn |
| FDD 0,1,2,3 | 1 = běží, 0 = neběží |
Digitální ovládací port
Tento port používá software k ovládání určitých funkcí FDD a FDC IC. Přiřazení bitů tohoto portu jsou:
| Bit | Zastoupení |
|---|---|
| 0 a 1 | Číslo zařízení, které se má vybrat |
| 2 | RESET FDC IC (nízký) |
| 3 | Povolte přerušení FDC a signály požadavku 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 hostitele, 3,5 "disk a 5,25" disk. Tento typ kabelu se nazývá univerzální konektor.[1] V rodině IBM PC a kompatibilních se kroucení kabelu používá k rozlišení diskových jednotek podle zásuvky, ke které jsou připojeny. Všechny disky jsou nainstalovány se stejnou sadou adres pro výběr jednotky a kroucení kabelu vymění linku pro výběr jednotky v patici. Pohon, který je navíc na nejvzdálenějším konci kabelu, by měl a zakončovací odpor nainstalován pro zachování kvality signálu.[2]
PIN č. | Název signálu | Popis |
2 | / REDWC | Výběr hustoty 1 = nízká / 0 = vysoká |
4 | N / C | Rezervováno |
6 | N / C | Rezervováno |
8 | /INDEX | 0 = index |
10 | / MOTEA | 0 = motor povolen pohon 0 |
12 | / DRVSB | Drive Select 1 |
14 | / DRVSA | Drive Select 0 |
16 | / MOTEB | 0 = Motor povolen pohon 1 |
18 | / DIR | 0 = výběr směru |
20 | /KROK | 0 = krok hlavy |
22 | / WDATA | Zápis dat |
24 | / WGATE | Floppy Write Enable, 0 = brána zápisu |
26 | / TRK00 | 0 = Track 00 |
28 | / WPT | 0 = Ochrana proti zápisu |
30 | / RDATA | Číst data |
32 | / SIDE1 | 1 = strana 0/0 = strana 1 |
34 | / DSKCHG | 1 = Výměna disku / 0 = Připraveno |
Zvláštní kolíky 1 až 33 jsou broušené | ||
Ovladač | Řídit A | Jednotka B | Popis | |
Drát 1-9 | 1-9 | 1-9 | 1-9 | Žádná změna |
Drát 10 | 10 | 16 | 10 | Motor povolit pohon 0/1 |
Drát 11 | 11 | 15 | 11 | Země, beze změny |
Drát 12 | 12 | 14 | 12 | Drive Select 0/1 |
Drát 13. | 13 | 13 | 13 | Země, beze změny |
Drát 14 | 14 | 12 | 14 | Drive Select 0/1 |
Drát 15 | 15 | 11 | 15 | Země, beze změny |
Drát 16. | 16 | 10 | 16 | Motor povolit pohon 0/1 |
Drát 17-34 | 17-34 | 17-34 | 17-34 | Žádná změna |
- Další popis signálů rozhraní jsou obsaženy ve specifikacích řadičů nebo pohonů.[3]
Formátovat data
Je možné mnoho vzájemně nekompatibilních formátů disket; kromě fyzického formátu na disku jsou možné i nekompatibilní systémy souborů.
| Řídit | Formát | Kapacita | Převod Rychlost [kbit / s ] | RPM | stopy | TPI | Komentář |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 8palcový SD | 8palcový SD | 80 kB | 33.333 | 360 | 32 | 48 | Pouze na starých řadičích.[4] |
| 5,25 palce SD | 5,25 palce SD | 160 kB | 125 | 40 | Pouze na starých řadičích. | ||
| 5,25palcový SSDD | 5,25palcový SSDD | 171 KB | 250–308 | 300 | 35 | 48[5] | Jen na C1541 kompatibilní. |
| 5,25 palce SD | 5,25 palce SD | 180 kB | 150 | 40 | Pouze na starých řadičích. | ||
| 5,25 palce DD | 5,25 palce DD | 320/360/400 KB | 250 | 300 | 40 | 48 | [6] 8/9/10 512 bajtových sektorů. |
| 5,25 palce DD (96 tpi) | 5,25 palce QD (2DD) | 800 kB | 250 | 300 | 80 | 96 | [3] |
| 5,25palcový HD | 5,25 palce DD | 360 kB | 300 | 360 | 40 | 48 | [7][8] |
| 5,25 "HD | 5,25 "HD | 1200 kB | 500 | 360 | 80 | 96 | Až 83 skladeb. Jiný předpínací proud.[7][8] |
| 5,25 "HD | 5,25 "HD | 720 kB | 300 | 360 | 80 | Až 83 skladeb.[6] | |
| 3,5 "DD | 3,5 "DD | 720 kB | 250 | 300 | 80 | 135 | Až 83 skladeb.[6][9] |
| 3,5 "DD | 3,5 "DD | 800 kB | 394–590 | 80 | Používá Apple Macintosh.[10] | ||
| 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. Používá Amiga počítače. | |
| 3,5 "DD | 3,5 "DD | 360 kB | 250 | 300 | 40 | [6] | |
| 3,5 "HD | 3,5 "DD | 720 kB | 250 | 300 | 80 | Až 83 skladeb.[6] | |
| 3,5 "HD | 3,5 "HD | 1440 KB | 500 | 300 | 80 | 135 | Až 83 skladeb.[6][11] |
| 3,5 "HD | 3,5 "HD | 1760 KB | 250 | 150 | 80 | Používá Amiga počítače. | |
| 3,5 "ED | 3,5 "ED | 2880 kB | 1000 | 300 | 80 | 135 | Až 83 skladeb.[9][12] |
Strany:
- SS (nebo 1S) - Jednostranný
- DS (nebo 2S) - Oboustranný
Hustota:
- SD (nebo 1D) - Jednoduchá hustota (FM )
- DD (nebo 2D) - Dvojitá hustota (nejčastěji MFM )
- QD (nebo 4D) - Kvadratická hustota
- HD - Vysoká hustota
- ED - Extra vysoká hustota
- TD - Trojitá hustota
„3-režimová“ disketová jednotka
Primárně v Japonsku existují 3,5palcové disketové jednotky s vysokou hustotou, které podporují tři režimy formátů disků místo běžných dvou - 1440 kB (2 MB neformátované), 1,2 MB (1,6 MB neformátované) a 720 kB (1 MB neformátované). Původně , režim vysoké hustoty pro 3,5 "disketové jednotky v Japonsku podporoval pouze kapacitu 1,2 MB místo 1440 KB kapacita, která byla použita jinde.[14] Zatímco běžnější 1440 kB formát 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 byl dříve nalezen na 5,25 "disketových jednotkách s vysokou hustotou. Později byly začleněny japonské disketové jednotky podpora obou formátů s vysokou hustotou (stejně jako formát s dvojitou hustotou), odtud název 3-režim. Nějaký BIOSy mít nastavení konfigurace pro povolení tohoto režimu pro disketové mechaniky, které jej podporují.[15]
Viz také
- Seznam formátů disket
- Western Digital FD1771
- Integrovaný stroj Woz (IWM)
- Paula (Amiga řadič)
Reference
- ^ Davis, Larry (13. června 2015). „Pinout Drive Floppy Drive, Signal names, Pin out Description and Cable twist wiring“. www.interfacebus.com. Citováno 29. ledna 2019.
- ^ Scott Mueller, Aktualizace a opravy počítačů, druhé vydání, Que, 1992, ISBN 0-88022-856-3, strana 487
- ^ A b „Specifikace produktu jednostranné a oboustranné řady TM100 5 1 / 4palcových flexibilních diskových jednotek 48, 96 a 100 stop na palec“ (PDF). Citováno 5. listopadu 2014.
- ^ hypertextbook.com - Úhlová rychlost diskety
- ^ „Workshop C 64 / C = 8 bitů a periferní zařízení“. 19. května 1998. Citováno 18. dubna 2016.
- ^ A b C d E F "unifr.ch - sys / src / kernel / floppy.c". Archivovány od originál dne 19. července 2011. Citováno 5. května 2011.
- ^ A b iesleonardo.info - Tato disketová výuka poskytuje technické informace týkající se disket
- ^ A b oldskool.org - Nechte HD 5,25 "FDD pracovat při 300 ot / min místo 360 ot / min
- ^ A b Intel.com - Intel 82077SL pro superhusté diskety Archivováno 8. října 2012 v Wayback Machine
- ^ Johnson, Herbert R. (22. prosince 2016). „Floppy Drive Tech Info“. Citováno 14. ledna 2017.
- ^ yi.org - Diskety s vysokou hustotou Disk Mf2hd 3 5 1 Bal[trvalý mrtvý odkaz ]
- ^ mcamafia.de - IBM Personal system / 2, 3,5 "palcové disketové jednotky, technická reference
- ^ „Linux-2.6.17 / drivers / block / floppy.c“.[trvalý mrtvý odkaz ] 090504 gelato.unsw.edu.au
- ^ books.google.com - Opravte svůj vlastní počítač od Corey Sandler
- ^ rojakpot.com - disketová podpora pro 3 režimy
- 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 disketové verze, verze 2.0 (PDF). 2.0 předběžné. NEC Corporation. Říjen 1991. Archivovány od originál (PDF) dne 20. března 2017. Citováno 20. března 2017.
- Shah, Katen A. (1996) [září 1992, duben 1992]. Intel 82077SL pro superhusté diskety (PDF) (Poznámka k aplikaci) (2 ed.). Intel Corporation, IMD Marketing. AP-358, 292093-002. Archivovány od originál (PDF) dne 19. června 2017. Citováno 19. června 2017.