Diskettkontroller - Floppy-disk controller
En floppy-disk kontroller ( FDC ) er et spesielt formål brikken og tilhørende magnetplatestyrekretssystem som dirigerer og styrer lesing fra og skriving til et datamaskinens diskettstasjon (FDD). Denne artikkelen inneholder konsepter som er felles for FDC -er basert på NEC µPD765 og Intel 8272A eller 82072A og deres etterkommere, slik de ble brukt i IBM -PC -en og kompatible modeller fra 1980- og 1990 -tallet . Konseptene kan være aktuelt for eller illustrere andre kontrollere eller arkitekturer.
Oversikt
Et enkelt diskettkontrollerkort (FDC) kan støtte opptil fire diskettstasjoner . Kontrolleren er koblet til systembussen til datamaskinen og vises som et sett med I/O -porter til CPUen . Den er ofte også koblet til en kanal på DMA -kontrolleren. På x86 PC bruker diskettkontrolleren IRQ 6, på andre systemer kan andre avbruddsordninger brukes. Diskettkontrolleren utfører vanligvis dataoverføring i DMA -modus ( Direct Memory Access ).
Diagrammet nedenfor viser en diskettkontroller som kommuniserer med CPU -en via en Industry Standard Architecture (ISA) buss eller lignende buss og kommuniserer med diskettstasjonen med en 34 -pins båndkabel. Et alternativt arrangement som er mer vanlig i nyere design, har FDC inkludert i en super I/O -brikke som kommuniserer via en Low Pin Count (LPC) buss.
De fleste funksjonene for diskettkontrolleren (FDC) utføres av den integrerte kretsen, men noen utføres av eksterne maskinvarekretser. Listen over funksjoner utført av hver er gitt nedenfor.
Diskettkontrollerfunksjoner (FDC)
- Oversett databiter inn FM , MFM , M²FM eller GCR format for å kunne spille dem
- Tolke og utføre kommandoer som søk, les, skriv, format, etc.
- Feildeteksjon med sjekksummer generering og verifisering, som CRC
- Synkroniser data med faselåst sløyfe (PLL)
Eksterne maskinvarefunksjoner
- Valg av diskettstasjon (FDD)
- Slå på diskettmotoren
- Tilbakestill signal for diskettkontrolleren IC
- Aktiver/deaktiver avbrudds- og DMA -signaler i diskettkontrolleren (FDC)
- Dataseparasjonslogikk
- Skriv logikk for kompensasjon
- Linjedrivere for signaler til kontrolleren
- Linjemottakere for signaler fra kontrolleren
Inngangs-/utgangsporter for vanlig x86-PC-kontroller
FDC har tre I/O -porter. Disse er:
- Dataport
- Hovedstatusregister (MSR)
- Digital kontrollport
De to første ligger inne i FDC IC mens kontrollporten er i den eksterne maskinvaren. Adressene til disse tre portene er som følger.
| Portadresse [hex] |
Portnavn | plassering | Porttype |
|---|---|---|---|
| 3F5 | Dataport | Toveis I/O | |
| 3F4 | Hovedstatusregister | FDC IC | Inngang |
| 3F2 | Digital kontrollport | Ekstern maskinvare | Produksjon |
Dataport
Denne porten brukes av programvaren til tre forskjellige formål:
- Mens du utsteder en kommando til FDC IC, blir kommando- og kommandoparameterbyte utstedt til FDC IC gjennom denne porten. FDC IC lagrer de forskjellige parameterne og kommandoen i sine interne registre.
- Etter at en kommando er utført, lagrer FDC IC et sett med statusparametere i de interne registrene. Disse leses av CPU -en gjennom denne porten. De forskjellige statusbytes presenteres av FDC IC i en bestemt sekvens.
- I den programmerte og avbrytende modusen for dataoverføring brukes dataporten for overføring av data mellom FDC IC og CPU IN eller OUT instruksjonen.
Hovedstatusregister (MSR)
Denne porten brukes av programvaren til å lese den generelle statusinformasjonen om FDC IC og FDD -er. Før du starter en diskettoperasjon, leser programvaren denne porten for å bekrefte beredskapstilstanden til FDC og diskstasjonene for å bekrefte statusen til den tidligere initierte kommandoen. De forskjellige bitene i dette registeret representerer:
| Bit | Representasjon |
|---|---|
| 0 | FDD 0: Opptatt i søkemodus |
| 1 | FDD 1: Opptatt i søkemodus |
| 2 | FDD 2: Opptatt i søkemodus |
| 3 | FDD 3: Opptatt i søkemodus |
| 4 | FDC Opptatt; Les/skriv -kommando pågår |
| 5 | Ikke-DMA-modus |
| 6 | DIO; Angir retningen for dataoverføring mellom FDC IC og CPU |
| 7 | MQR; Angir at dataregisteret er klart for dataoverføring |
| Forklaringer | |
|---|---|
| MQR | 1 = dataregister klart, 0 = dataregister ikke klart |
| DIO | 1 = kontrolleren har data for CPU, 0 = kontrolleren forventer data fra CPU |
| Ikke-DMA | 1 = Controller Ikke i DMA -modus, 0 = Controller i DMA -modus |
| FDC Opptatt | 1 = Opptatt, 0 = Ikke opptatt |
| FDD 0,1,2,3 | 1 = Kjører, 0 = Kjører ikke |
Digital kontrollport
Denne porten brukes av programvaren til å kontrollere visse FDD- og FDC IC -funksjoner. Bitoppgavene til denne porten er:
| Bit | Representasjon |
|---|---|
| 0 og 1 | Enhetsnummer som skal velges |
| 2 | RESET FDC IC (lav) |
| 3 | Aktiver FDC -avbrudd og DMA -forespørselssignaler |
| 4 til 7 | Slå på motoren i henholdsvis diskstasjonen 0, 1, 2 eller 3 |
Grensesnitt til diskettstasjonen
Kontrolleren kobles til stasjonen ved hjelp av en flat båndkabel med 34 kontakter delt mellom verten, 3,5 "-stasjonen og 5,25" -stasjonen. Denne typen kabel kalles en universell kontakt. I IBM PC -familien og kompatible enheter brukes en vridning i kabelen for å skille diskstasjoner ved kontakten de er koblet til. Alle stasjoner er installert med samme stasjonsvalgadresse, og vridningen i kabelen bytter stasjonsvalglinje ved kontakten. Stasjonen som er lengst i kabelen vil i tillegg ha en avslutningsmotstand installert for å opprettholde signalkvaliteten.
|
Pin -nr. |
Signalnavn |
Beskrivelse |
|
2 |
/REDWC |
Tetthet Velg 1 = Lav/0 = Høy |
|
4 |
N/C |
Reservert |
|
6 |
N/C |
Reservert |
|
8 |
/INDEKS |
0 = Indeks |
|
10 |
/MOTEA |
0 = Motor Aktiver stasjon 0 |
|
12 |
/DRVSB |
Drive Select 1 |
|
14 |
/DRVSA |
Drive Select 0 |
|
16 |
/MOTEB |
0 = Motor Aktiver stasjon 1 |
|
18 |
/DIR |
0 = Retningsvalg |
|
20 |
/STEG |
0 = Head Step |
|
22 |
/WDATA |
Skriv data |
|
24 |
/WGATE |
Diskettskriving Aktiver, 0 = Skriveport |
|
26 |
/TRK00 |
0 = Spor 00 |
|
28 |
/WPT |
0 = Skriv Beskytt |
|
30 |
/RDATA |
Les data |
|
32 |
/SIDE1 |
1 = Side 0/0 = Side 1 |
|
34 |
/DSKCHG |
1 = Diskbytte/0 = Klar |
|
Odd pins 1 til 33 er malt |
||
|
|
Kontroller |
Kjør A |
Kjør B |
Beskrivelse |
|
Wire 1-9 |
1-9 |
1-9 |
1-9 |
Ingen endring |
|
Wire 10 |
10 |
16 |
10 |
Motor Aktiver stasjon 0/1 |
|
Wire 11 |
11 |
15 |
11 |
Bakken, ingen endring |
|
Wire 12 |
12 |
14 |
12 |
Drive Select 0/1 |
|
Tråd 13 |
1. 3 |
1. 3 |
1. 3 |
Bakken, ingen endring |
|
Wire 14 |
14 |
12 |
14 |
Drive Select 0/1 |
|
Tråd 15 |
15 |
11 |
15 |
Bakken, ingen endring |
|
Tråd 16 |
16 |
10 |
16 |
Motor Aktiver stasjon 0/1 |
|
Wire 17-34 |
17-34 |
17-34 |
17-34 |
Ingen endring |
- Ytterligere beskrivelse av grensesnittsignalene finnes i spesifikasjonene til kontrollerne eller stasjonene.
Formater data
Mange gjensidig inkompatible diskettformater er mulige; bortsett fra det fysiske formatet på disken, er også inkompatible filsystemer mulige.
| Kjøre | Format | Kapasitet | Overføring Hastighet [ kbit / s ] |
RPM | Spor | TPI | Kommentar |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 8-tommers SD | 8-tommers SD | 80 KB | 33.333 | 360 | 32 | 48 | Bare på gamle kontrollere. |
| 5,25-tommers SD | 5,25-tommers SD | 160 KB | 125 | 40 | Bare på gamle kontrollere. | ||
| 5,25-tommers SSDD | 5,25-tommers SSDD | 171 KB | 250–308 | 300 | 35 | 48 | Bare på C1541 -kompatible. |
| 5,25-tommers SD | 5,25-tommers SD | 180 KB | 150 | 40 | Bare på gamle kontrollere. | ||
| 5,25-tommers DD | 5,25-tommers DD | 320/360/400 KB | 250 | 300 | 40 | 48 | 8/9/10 henholdsvis 512 bytesektorer. |
| 5,25-tommers DD (96 tpi) | 5,25-tommers QD (2DD) | 800 KB | 250 | 300 | 80 | 96 | |
| 5,25-tommers HD | 5,25-tommers DD | 360 KB | 300 | 360 | 40 | 48 | |
| 5,25 "HD | 5,25 "HD | 1200 KB | 500 | 360 | 80 | 96 | Opptil 83 spor. Ulike forspenningsstrøm. |
| 5,25 "HD | 5,25 "HD | 720 KB | 300 | 360 | 80 | Opptil 83 spor. | |
| 3,5 "DD | 3,5 "DD | 720 KB | 250 | 300 | 80 | 135 | Opptil 83 spor. |
| 3,5 "DD | 3,5 "DD | 800 KB | 394–590 | 80 | Brukt av Apple Macintosh . | ||
| 3,5 "DD | 3,5 "DD | 800 KB | 250 | 300 | 80 | Brukt av Commodore 1581 . | |
| 3,5 "DD | 3,5 "DD | 880 KB | 250 | 300 | 80 | Opptil 83 spor. Brukes av Amiga -datamaskiner. | |
| 3,5 "DD | 3,5 "DD | 360 KB | 250 | 300 | 40 | ||
| 3,5 "HD | 3,5 "DD | 720 KB | 250 | 300 | 80 | Opptil 83 spor. | |
| 3,5 "HD | 3,5 "HD | 1440 KB | 500 | 300 | 80 | 135 | Opptil 83 spor. |
| 3,5 "HD | 3,5 "HD | 1760 KB | 250 | 150 | 80 | Brukes av Amiga -datamaskiner. | |
| 3,5 "ED | 3,5 "ED | 2880 KB | 1000 | 300 | 80 | 135 | Opptil 83 spor. |
Sider:
- SS (eller 1S) - Enkeltsidig
- DS (eller 2S) - Dobbeltsidig
Tetthet:
- SD (eller 1D) - Enkelt tetthet ( FM )
- DD (eller 2D) - Dobbel tetthet (oftest MFM )
- QD (eller 4D) - Quad tetthet
- HD - Høy tetthet
- ED- Ekstra høy tetthet
- TD - Trippel tetthet
"3-modus" diskettstasjon
Primært i Japan er det 3,5 "disketter med høy tetthet som støtter tre moduser for diskformater i stedet for de vanlige to-1440 KB (2 MB uformatert), 1,2 MB (1,6 MB uformatert) og 720 kB (1 MB uformatert). Opprinnelig , high-density modus for 3,5 "diskettstasjoner i Japan bare støttet en kapasitet på 1,2 MB i stedet for 1440 KB kapasitet som ble brukt andre steder. Mens det mer vanlige 1440 KB-formatet spunnet med 300 o / min, spunnet 1,2 MB-formatet i stedet med 360 rpm, og lignet derved 1,2 MB-formatet med 15 sektorer per spor som tidligere ble funnet på 5,25 "disketter med høy tetthet. Senere ble japanske diskettstasjoner innlemmet støtte for både høydensitetsformater (så vel som formatet med dobbel tetthet), derav navnet 3-modus . Noen BIOSer har en konfigurasjonsinnstilling for å aktivere denne modusen for diskettstasjoner som støtter den.
Se også
- Liste over diskettformater
- Western Digital FD1771
- Integrert Woz Machine (IWM)
- Paula (Amiga -kontroller)
Referanser
- de Boyne Pollard, Jonathan (2003). "Det er ikke noe som heter en 3,5-tommers diskett" . Ofte gitt svar .
- ISO/IEC 8860-1: 1987 Double-Density (DD)
- ISO/IEC 9529-1: 1989 High-Density (HD)
- ISO 10994-1: 1992 Ekstra høy tetthet (ED)
- ECMA-147
Videre lesning
- NEC µPD72070 - Floppy Disk Controller Specification Version 2.0 (PDF) . 2.0 foreløpig. NEC Corporation . Oktober 1991. Arkivert fra originalen (PDF) 20. mars 2017 . Hentet 20. mars 2017 .
- Shah, Katen A. (1996) [september 1992, april 1992]. Intel 82077SL for supertette disketter (PDF) (applikasjonsnotat) (2 utg.). Intel Corporation , IMD Marketing. AP-358, 292093-002. Arkivert fra originalen (PDF) 19. juni 2017 . Hentet 19. juni 2017 .