p align="left">Связь НГМД с контроллером происходит посредством интерфейса SA-450 (фирмы Shugart Associated). Среда интерфейса - два кабеля: - кабель питания и - кабель данных и управления. Распределение контактов в разъеме питания следующее: 1 - +12в 2 - общий (0v) 3 - общий (0v) 4 - +5в Распределение интерфейсных сигналов в разъеме данных и управления НГМД приведено в таблице 1.6. Таблица 1.6. Распределение сигналов в разъеме данных и управления НГМД: КОНТАКТ СИГНАЛ ВХОД/ВЫХОД НАЗНАЧЕНИЕ со стороны ВЫСОК.ПЛОТН. ДВОЙН.ПЛОТН. контроллера 1,2 reduced write O уменьшить ток записи резерв 3,4 reserved - резерв загрузить головку 5,6 drive select 3 O выбор привода 3 7,8 index I индекс (начало дорожки) 9,10 drive select 0 O выбор привода 0 11,12 drive select 1 O выбор привода 1 13,14 drive select 2 O выбор привода 2 15,16 motor on O включить шпиндельный двигатель 17,18 direction select O направление шагов 19,20 step O шаг позиционирования головок 21,22 write data O записываемые данные 23,24 write gate O признак записи 25,26 track 0 I головки на нулевой дорожке 27,28 write protect I защита от записи 29,30 read data I считанные данные 31,32 side select O выбор головки (поверхности) 33,34 discette change I дискета сменена готов
все четные контакты разъема - сигналы интерфейса, все нечетные - общий (0v) Рекомендованный разработчиками вариант магистральной связи интерфейса НГМД показан на рисунке 1.11. +5v SN7438 (К155ЛА3) -+¬ 744LS14 (К155ЛА11,ЛА18) -----¬ LT-220 oм ------¬ ----¦ & o---------+-- - - - - - - - - - --T-----o 1 ¦---> ----¦ ¦ 330 ом -+¬ ¦ ¦ L----- LT- L------ -+- Рисунок 1.11. Магистраль связи для НГМД. Описание сигналов интерфейса RS232C. Входные от контроллера: Reduced Write - уменьшить ток записи в головке для амплитудной коррекции, при высокой плотности записи. Drive Select 0, 1, 2, 3 - выборка дисковода с закоммутированным адресом (номером), соответствующим затребованному. Разрешает выбранному дисководу принимать все остальные сигналы от контроллера и выдавать данные, осведомительные сигналы и состояние - в контроллер. Motor On - сигнал на включение шпиндельного двигателя. Через секунду после него возможны операции чтения/записи. Direction Select - при высоком уровне на этом контакте разъема, сигнал STEP перемещает головки в направлении - от центра дискеты к периферии, при низком - от центра, к периферии. Step - перемещает головку на один шаг позиционирования (на одну дорожку). Длительность сигнала составляет 1 мксек. Write Data - импульс, длительностью 150 нсек, вызывает запись бита на диск при активном уровне сигнала Write Gate. Write Gate - признак записи. Разрешает работу канала записи дисковода. Он должен оставаться активным (нижний уровень) в течение 4-8 мксек после последнего записываемого бита данных. Перед поступлением этого сигнала шпиндельный двигатель должен быть включен, а головки прижаты. Side Select - выбор верхней (при низком уровне SS = L) или нижней (при высоком уровне SS = H) головки (стороны диска). Выходные от дисковода: Index - сигнализирует о начале дорожки. Track 0 - сообщает контроллеру, что головка находится на начальной, нулевой дорожке. Write Protect - активный уровень сигнала (WP=L) предупреждает контроллер, что запись на дискету запрещена (заклеено окно защиты записи на дискете 5,25", или поднята задвижка защиты записи на 3,5" дискете). При этом запись невозможна и контроллер, при попытке записи, сообщает программе о защите дискеты от записи. Read Data - выход считанной с дискеты смеси информационных и синхронизирующих сигналов. Discette Change - используется только в РС/АТ, для сигнализации о проведенной смене дискеты. В РС/АТ копия таблицы FAT дискеты хранится в буфере ОЗУ и используется для поиска нужных секторов. При смене дискеты старая таблица становится недействительной и должна быть считана с дискеты заново. Формат дорожки НГМД имееет следующую структуру: | AMS |CRC ams| ПОЛЕ ДАННЫХ | CRC поля Dn | ECC поля данных | здесь AMS - адресный маркер сектора в формате: № цил. - № головки - № сектора на дорожке, CRC ams - циклическая контрольная сумма адресного маркера, ПОЛЕ ДАННЫХ - содержание информации в секторе, CRC поля Dn - циклическая контрольная сумма поля данных, ECC - код исправления ошибок в поле данных. Контроллер i8272 (отечественный аналог - КР1810ВГ72А) предназначен для чтения, записи, форматирования гибких дисков с одинарной (FM), удвоенной (MFM) и высокой плотностью в формате "IBM SYSTEM 34". Функционирование контроллера НГМД. Работа контроллера НГМД, на примере чтения сектора. Процедура чтения сектора состоит из шести шагов: 1) включение шпиндельного двигателя накопителя, соответствующего запрошенному адресу; 2) выполнение команды поиска сектора и ожидание прерывания от контроллера, указывающего, что сектор найден и информация считана в буфер сектора без ошибок; 3) инициализация контроллера DМА, для пересылки данных из буфера сектора контроллера в оперативную память; 4) посылка команды ЧТЕНИЕ буфера сектора и ожидание прерывания от контроллера, указывающего, что пересылка данных в память завершена; 5) получение информации о состоянии (статусе) контроллера; 6) выключение шпиндельного двигателя. Подробнее: 1) Посылка от CPU байта с адресом дисковода. Например, 1Сh - включить дисковод А:. Бит 2 = 1 в этой команде указывает, что головки должны остаться на текущей дорожке, если же бит 2 = 0, то требуется выполнить рекалибровку дисковода, т.е. предварительно установить головки на нулевую дорожку. 2) Команда ПОИСК передает байт, в котором указан номер искомой дорожки. После окончания поиска дорожки контроллер инициирует прерывание типа IRQ6 (для АТ), по которому BIOS устанавливает бит 7 статуса поиска = 1 (сектор найден). 3) Инициализация DMA (8237), состоящая из пяти шагов: - посылка кода чтения 46h, или кода записи 4Ah в порты 0В и 0С DMA; - вычисление 20-битового адреса памяти буфера в DRAM, куда будут посылаться данные из буфера сектора; - засылка вычисленного адреса в регистры адреса 04h и страницы 81h канала 2 DMA; - декремент регистра-счетчика байтов канала 2 (порт 05h) DMA; - разрешение работы канала 2 DMA (передача байта 02h в порт 0Аh). Инициализация контроллера DMA переводит его в ожидание данных от накопителя, а драйвер обмена данными с контроллером дисковода (BIOS) должен начать посылку командного файла в контроллер НГМД для пересылки данных. 4) Посылка в контроллер дисковода командного файла ЧТЕНИЕ или ЗАПИСЬ, соответственно. После этого через DMA передаются данные из НГМД в ОЗУ, или наоборот. 5) В фазе контроля, контроллером вырабатывается прерывание и происходит его обработка драйвером BIOS, которая считывает и анализирует байты состояния контроллера по команде ЧТЕНИЕ СОСТОЯНИЯ. Если используются процедуры DOS или BIOS, то байты состояния помещаются в область данных BIOS, начиная с адреса 0040:0042, а байт статуса дискеты сохраняется в адресе 0040:0041. 6) Выключение шпиндельного двигателя происходит через 5 секунд после завершения обмена. Выдержка в 5 секунд нужна, чтобы не проводить заново процедуру включения двигателя, если за это время потребуется новое обращение к НГМД. Контрольные вопросы. 1. Какие частоты синхронизации используются в FDD? 2. Какую емкость сектора FDD поддерживает MS DOS? 3. Можно ли использовать для чтения/записи на дисководе высокой плотности дискету, отформатированную и записанную на дисководе с удвоенной плотностью записи? 4. Каков порядок поиска нужного сектора на дискете? 5. Какие аппаратно-программные и аппаратные средства РС используются для пересылки считанных с дискеты данных в ОЗУ? 6. Что такое рекалибровка дисковода? 7. Как осуществляется контроль считанной с дискеты информации? 8. Находятся ли в контакте с поверхностью дискеты головки НГМД при чтении/записи? 1.5.2.2) Накопители на жестких магнитных дисках Накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД, HDD,) содержит: - пакет дисков, - блок головок чтения/записи, - привод головок (позиционер), - плату электроники и интерфейса. Диски и головки. Особенность конструкции HDD в том, что диски, головки и позиционер помещены в герметичный бокс, называемый HDA (Head Disk Assembly - сборка жесткого диска) и встроенная в него система циркуляции воздуха содержит наружный и внутренний фильтры, защищающие диски и головки от пыли. Во время работы, НЖМД очень чувствительны к тряске и ударам: микро-аварии головок (кратковременные падения головок на поверхность диска) приводят к неустранимому повреждению магнитного покрытия пластин дисков. По этим причинам разборка HDD, без повреждений накопителя, в неспециализированных условиях практически невозможна. Воздушная подушка, возникающая при вращении дисков, благодаря аэродинамической форме держателей головок, держит головки над поверхностью дисков на высоте 2-5 мкм, т. е. головки не находятся в контакте с диском, что, вместе с защитой от пыли, позволяет использовать плотность записи в 20 - 30 раз большую, чем на дискетах. Головки НЖМД по технологии их изготовления могут быть композитными, ферритовыми или тонкопленочными. Первые - тяжелее, обеспечивают зазор между головками и поверхностями дисков в 10-20 микродюймов, сравнительно дешевы, позволяют достичь плотности записи в 1500 TPI. Тонкопленочные - используют специальный полупроводниковый кристалл; они легче, допускают зазор до 6 микродюймов и позволяют достичь плотности записи до 2000 TPI и больше. Позиционер. Позиционеры в НЖМД ранее использовались двух типов: с шаговым двигателем (ШД) и с соленоидным приводом (СП), последний называется также позиционером с подвижной катушкой. Сравнительные характеристики дисководов с шаговым и соленоидным приводами приведены в таблице 1.7. Таблица 1.7. Сравнительные характеристики дисководов с шаговым и соленоидным приводами. ПАРАМЕТР ШД СП скорость позиционирования малая высокая чувствительность к темпе- ратурным изменениям высокая нет чувствительность к ориен- тации дисковода высокая нет автопарковка головок нет есть обслуживание периодическое нет надежность малая хорошая сложность малая высокая стоимость низкая высокая. Система с шаговым двигателем - система "открытого управления": сколько выдано сигналов ШАГ, столько и выполнено перемещений головок по цилиндрам. Считается, что головки автоматически точно устанавливаются на дорожки, но, при изменениях температуры, диски сжимаются или расширяются, поэтому позиционирование получается не вполне точным, следовательно, чтение - не вполне устойчивым, особенно при включении холодной системы. В настоящее время жесткие диски с шаговым двигателем не выпускаются и их можно встретить только в очень старых компьютерах типа IBM-286. Соленоидный привод, вследствие существенных преимуществ перед приводом с ШД, что хорошо видно из приведенной выше таблицы 1.7, начал применяется в накопителях, емкостью более 100 Мбайт и используется во всех современных жестких дисках.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41
|