Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия
Шрифт:
9.1.2. Контроллер НГМД
Программное взаимодействие с НГМД производится через контроллер накопителей на гибких дисках FDC (Floppy Drive Controller), как правило, при участии контроллера DMA и прерываний. Программирование контроллера НГМД для выполнения операций с дискетами — довольно хлопотное занятие (см. [4, 8, 9]). Все функции, необходимые для использования НГМД в качестве устройств хранения данных, реализованы сервисами BIOS
Все контроллеры, применяемые в IBM PC, обеспечивают совместимость с «исторической» микросхемой контроллера NEC PD765, которая является аналогом i8272. Контроллер FDC АТ поддерживает два накопителя; он позволяет работать со скоростями передачи данных 250 Кбит/с (для работы с дискетами SD, DD и QD
В карте ресурсов AT имеется место под два контроллера НГМД:
♦ FDC АТ#1 (стандартный или основной) занимает порты с адресами 3F0h-3F7h (как и FDC XT);
♦ FDC AT#2 (дополнительный) занимает порты с адресами 370h-377h.
Контроллеры вырабатывают запрос аппаратного прерывания
Таблица 9.2. Регистры контроллера НГМД
| Адрес | Назначение (R — чтение, W — запись) |
|---|---|
| 3F2 (372) | RW: DOR (Digital Output Register) — регистр управления: биты [4:7] — включение моторов А, В, С, D: 1 — включен; бит 3:1 — разрешение использования DMA2 и IRQ6; бит 2:0 — сброс, 1 — разрешение контроллера; биты [1:0] — номер выбранного привода 0–3. В AT биты 6, 7 и 1 не используются |
| 3F3 (373) | RW: TDR (Tape Drive Register) — регистр стриммера: биты [1:0] — номер устройства, которому соответствует стриммер. По сбросу устанавливается 00, но это означает отсутствие стриммера (вместо дисковода А: стриммер не поставить) |
| 3F4 (374) | R: MSR (Main State Register) — главный регистр состояния: бит 7 (DQM) — запрос: 1 — готов к приему/передаче байта; бит 6 (DIO) — направление данных: 1 — FDC → CPU; бит 5 (NON DMA) — использование DMA: 1 — DMA не используется; бит 4 (CMDBSY): 1 — контроллер занят выполнением команды; биты [0:3] — привод А:, В:, С:, D: занят (в AT используются только биты 0, 1) |
| 3F4 (374)¹ | W: DSR (Datarate Select Register) — регистр выбора скорости: бит 7: 1 — сброс контроллера (обнуляется автоматически); бит 6: 1 — отключение питания контроллера; бит 5: 1 — разрешение внешней ФАПЧ (должен быть 0); биты [4:2] — выбор времени предкомпенсации записи (000 — предкомпенсация по умолчанию); биты [1:0] — скорость обмена (00 — 500 Кбит/с, 01 — 300 Кбит/с, 10 —250 Кбит/с, 11 —1 Мбит/с) |
| 3F5 (375) | RW: DR (Data Register) — регистр команд/данных |
| 3F7 (377) | W: CCR (Configuration Control Register) — регистр параметров контроллера (AT): биты [7:2] — не используются; биты [1:0] — скорость обмена (00 — 500 Кбит/с, 01 — 300 Кбит/с, 10 — 250 Кбит/с, 11— 1 Мбит/с) |
| 3F7 (377) | R: DIR (Digital Input Register) — регистр состояния (только в AT): бит 7: 1=смена носителя (чтение инвертированной линии DC); биты [6:0] — не используются, при чтении не выводятся на шину данных |
¹ Регистр DSR обеспечивает совместимость с контроллером i8272; в современных контроллерах НГМД на AT-совместимых компьютерах вместо него используют CCR, поскольку требуется только задание скорости.
Адрес регистра состояния FDC 3F7 (377) совпадает с адресом регистра HDC (давно неиспользуемого), в связи с чем раздельная работа FDC и HDC, расположенных на разных платах, проблематична. В нормальном (не диагностическом) режиме из этого регистра интерес представляет только бит 7 — признак смены носителя.
Контроллер НГМД
Все операции с дискетами выполняются по командам, посылаемым хостом в регистр
1. Запуск мотора и выбор дисковода (записью в регистр
2. Установка скорости (записью в регистр
3. Выполнение команды рекалибровки.
4. Ожидание раскрутки двигателя (если мотор работает еще менее 0,5 с).
5. Позиционирование головки на требуемый цилиндр.
6. Инициализация контроллера DMA.
7. Посылка команды чтения/записи.
8. Ожидание прерывания от контроллера. Прерывание произойдет, когда завершится фаза исполнения, во время которой контроллер обычно обменивается данными с хостом. Если за определенное время прерывание не получено, фиксируется неудачная попытка обращения с ошибкой тайм-аута.
9. По прерыванию от контроллера считываются байты результата, и если ошибок нет, на этом обмен успешно завершается. Если есть ошибки, то снова переходят на шаг инициализации DMA и далее повторяют команду чтения/записи. Если за несколько (3) раз успех не достигается, то выполняется рекалибровка, затем инициализация DMA и повторные попытки чтения/записи. Если успех не достигается и после нескольких рекалибровок, обмен прекращается аварийно.
Помимо описанного механизма имеется механизм автоматического выключения мотора НГМД, если к нему долго нет обращения. Для этого в фиксированном месте ОЗУ (BIOS Data Area, ячейка 0:0440) имеется счетчик времени работы мотора НГМД и адрес дисковода (в позиционном коде), мотор которого включен (0:043F). При каждом обращении к дискете (когда в регистре DOR устанавливается бит включения мотора) в счетчик времени заносится константа, соответствующая выдержке на отключение (по умолчанию — 2 с). Обработчик аппаратного прерывания от таймера
Исполнение каждой команды имеет три фазы.
1. Фаза команды. Контроллер устанавливает биты
2. Фаза исполнения требует передачи данных от хоста к контроллеру или обратно, передача может происходить как в режиме DMA, так и чисто программно (PIO). В режиме DMA обмен выполняется по сигналам