Controlador de disquete - Floppy-disk controller
Um controlador de disquete ( FDC ) é um chip de finalidade especial e um circuito controlador de disco associado que direciona e controla a leitura e a gravação na unidade de disquete (FDD) de um computador . Este artigo contém conceitos comuns a FDCs baseados no NEC µPD765 e Intel 8272A ou 82072A e seus descendentes, conforme usado no IBM PC e em compatíveis das décadas de 1980 e 1990. Os conceitos podem ou não ser aplicáveis a, ou ilustrativos de, outros controladores ou arquiteturas.
Visão geral
Uma única placa de controlador de disquete (FDC) pode suportar até quatro unidades de disquete . O controlador está vinculado ao barramento do sistema do computador e aparece como um conjunto de portas de E / S para a CPU . Freqüentemente, também é conectado a um canal do controlador DMA . No PC x86, o controlador de disquete usa IRQ 6; em outros sistemas, outros esquemas de interrupção podem ser usados. O controlador de disquete geralmente executa a transmissão de dados no modo de acesso direto à memória (DMA).
O diagrama abaixo mostra uma controladora de disquete que se comunica com a CPU por meio de um barramento ISA ( Industry Standard Architecture ) ou barramento semelhante e se comunica com a unidade de disquete com um cabo de fita de 34 pinos. Um arranjo alternativo que é mais comum em projetos recentes tem o FDC incluído em um chip super I / O que se comunica por meio de um barramento Low Pin Count (LPC).
A maioria das funções do controlador de disquete (FDC) são realizadas pelo circuito integrado, mas algumas são realizadas por circuitos de hardware externos. A lista das funções desempenhadas por cada um é fornecida a seguir.
Funções de controlador de disquete (FDC)
- Traduzir bits de dados para o formato FM , MFM , M²FM ou GCR para poder gravá-los
- Interprete e execute comandos como buscar, ler, escrever, formatar, etc.
- Detecção de erros com geração e verificação de somas de verificação, como CRC
- Sincronizar dados com loop de bloqueio de fase (PLL)
Funções de hardware externo
- Seleção de unidade de disquete (FDD)
- Ligar o motor da unidade de disquete
- Sinal de reinicialização para o IC do controlador de disquete
- Ativar / desativar a interrupção e os sinais DMA no controlador de disquete (FDC)
- Lógica de separação de dados
- Escreva a lógica de pré-compensação
- Drivers de linha para sinais para o controlador
- Receptores de linha para sinais do controlador
Portas de entrada / saída para controlador de PC x86 comum
O FDC tem três portas de E / S. Estes são:
- Porta de dados
- Registro de status principal (MSR)
- Porta de controle digital
Os dois primeiros residem dentro do FDC IC, enquanto a porta de controle está no hardware externo. Os endereços dessas três portas são os seguintes.
Endereço da porta [hex] |
Nome da porta | Localização | Tipo de porta |
---|---|---|---|
3F5 | Porta de dados | E / S bidirecional | |
3F4 | Registro de status principal | FDC IC | Entrada |
3F2 | Porta de controle digital | Hardware externo | Saída |
Porta de dados
Esta porta é usada pelo software para três finalidades diferentes:
- Ao emitir um comando para o FDC IC, os bytes do comando e do parâmetro de comando são emitidos para o FDC IC por meio dessa porta. O FDC IC armazena os diferentes parâmetros e o comando em seus registros internos.
- Depois que um comando é executado, o FDC IC armazena um conjunto de parâmetros de status nos registros internos. Eles são lidos pela CPU por meio desta porta. Os diferentes bytes de status são apresentados pelo FDC IC em uma seqüência específica.
- No modo programado e de interrupção de transferência de dados, a porta de dados é usada para transferir dados entre o FDC IC e a instrução CPU IN ou OUT.
Registro de status principal (MSR)
Essa porta é usada pelo software para ler as informações gerais de status relacionadas ao FDC IC e aos FDDs. Antes de iniciar uma operação de disquete, o software lê esta porta para confirmar a condição de prontidão do FDC e das unidades de disco para verificar o status do comando iniciado anteriormente. Os diferentes bits deste registro representam:
Pedaço | Representação |
---|---|
0 | FDD 0: Ocupado em modo de busca |
1 | FDD 1: Ocupado em modo de busca |
2 | FDD 2: Ocupado em modo de busca |
3 | FDD 3: Ocupado em modo de busca |
4 | FDC Ocupado; Comando de leitura / gravação em andamento |
5 | Modo não DMA |
6 | DIO; Indica a direção da transferência de dados entre o FDC IC e a CPU |
7 | MQR; Indica que o registro de dados está pronto para transferência de dados |
Explicações | |
---|---|
MQR | 1 = registro de dados pronto, 0 = registro de dados não pronto |
DIO | 1 = controlador tem dados para CPU, 0 = controlador esperando dados da CPU |
Não DMA | 1 = Controlador fora do modo DMA, 0 = Controlador no modo DMA |
FDC Ocupado | 1 = Ocupado, 0 = Não Ocupado |
FDD 0,1,2,3 | 1 = Correndo, 0 = Não Correndo |
Porta de controle digital
Esta porta é usada pelo software para controlar certas funções FDD e FDC IC. As atribuições de bits desta porta são:
Pedaço | Representação |
---|---|
0 e 1 | Número do dispositivo a ser selecionado |
2 | RESET FDC IC (baixo) |
3 | Habilitar interrupção FDC e sinais de solicitação DMA |
4 a 7 | Ligue o motor na unidade de disco 0, 1, 2 ou 3, respectivamente |
Interface para a unidade de disquete
O controlador se conecta à unidade usando um cabo plano com 34 conectores divididos entre o host, a unidade de 3,5 "e a unidade de 5,25". Esse tipo de cabo é chamado de conector universal. Na família de PCs IBM e compatíveis, uma torção no cabo é usada para distinguir as unidades de disco pelo soquete ao qual estão conectadas. Todas as unidades são instaladas com o mesmo conjunto de endereço de seleção de unidade e a torção no cabo troca a linha de seleção de unidade no soquete. A unidade que está na extremidade mais distante do cabo, adicionalmente, teria um resistor de terminação instalado para manter a qualidade do sinal.
Pin No. |
Nome do sinal |
Descrição |
2 |
/ REDWC |
Seleção de densidade 1 = Baixa / 0 = Alta |
4 |
N / C |
Reservado |
6 |
N / C |
Reservado |
8 |
/ÍNDICE |
0 = Índice |
10 |
/ MOTEA |
0 = Motor Habilitado Drive 0 |
12 |
/ DRVSB |
Drive Select 1 |
14 |
/ DRVSA |
Drive Select 0 |
16 |
/ MOTEB |
0 = Motor Habilitado Drive 1 |
18 |
/ DIR |
0 = Seleção de direção |
20 |
/PASSO |
0 = Passo da Cabeça |
22 |
/ WDATA |
Gravar dados |
24 |
/ WGATE |
Floppy Write Enable, 0 = Write Gate |
26 |
/ TRK00 |
0 = Faixa 00 |
28 |
/ WPT |
0 = proteção contra gravação |
30 |
/ RDATA |
Ler dados |
32 |
/ SIDE1 |
1 = Lado 0/0 = Lado 1 |
34 |
/ DSKCHG |
1 = Troca de disco / 0 = Pronto |
Os pinos ímpares de 1 a 33 são aterrados |
|
Controlador |
Dirija A |
Unidade B |
Descrição |
Wire 1-9 |
1-9 |
1-9 |
1-9 |
Sem Mudança |
Wire 10 |
10 |
16 |
10 |
Motor Habilitado Drive 0/1 |
Wire 11 |
11 |
15 |
11 |
Terreno, sem mudança |
Wire 12 |
12 |
14 |
12 |
Drive Select 0/1 |
Wire 13 |
13 |
13 |
13 |
Terreno, sem mudança |
Wire 14 |
14 |
12 |
14 |
Drive Select 0/1 |
Wire 15 |
15 |
11 |
15 |
Terreno, sem mudança |
Wire 16 |
16 |
10 |
16 |
Motor Habilitado Drive 0/1 |
Wire 17-34 |
17-34 |
17-34 |
17-34 |
Sem Mudança |
- Outras descrições dos sinais de interface estão contidas nas especificações dos controladores ou drives.
Dados de formato
Muitos formatos de disquete mutuamente incompatíveis são possíveis; além do formato físico no disco, sistemas de arquivos incompatíveis também são possíveis.
Dirigir | Formato | Capacidade | Velocidade de transferência [ kbit / s ] |
RPM | Trilhas | TPI | Comente |
---|---|---|---|---|---|---|---|
SD de 8 polegadas | SD de 8 polegadas | 80 KB | 33,333 | 360 | 32 | 48 | Apenas em controladores antigos. |
SD de 5,25 polegadas | SD de 5,25 polegadas | 160 KB | 125 | 40 | Apenas em controladores antigos. | ||
SSDD de 5,25 polegadas | SSDD de 5,25 polegadas | 171 KB | 250-308 | 300 | 35 | 48 | Apenas em compatíveis com C1541 . |
SD de 5,25 polegadas | SD de 5,25 polegadas | 180 KB | 150 | 40 | Apenas em controladores antigos. | ||
DD de 5,25 polegadas | DD de 5,25 polegadas | 320/360/400 KB | 250 | 300 | 40 | 48 | 8/9/10 setores de 512 bytes, respectivamente. |
DD de 5,25 polegadas (96 tpi) | QD de 5,25 polegadas (2DD) | 800 KB | 250 | 300 | 80 | 96 | |
HD de 5,25 polegadas | DD de 5,25 polegadas | 360 KB | 300 | 360 | 40 | 48 | |
5,25 "HD | 5,25 "HD | 1200 KB | 500 | 360 | 80 | 96 | Até 83 faixas. Corrente de polarização diferente. |
5,25 "HD | 5,25 "HD | 720 KB | 300 | 360 | 80 | Até 83 faixas. | |
3,5 "DD | 3,5 "DD | 720 KB | 250 | 300 | 80 | 135 | Até 83 faixas. |
3,5 "DD | 3,5 "DD | 800 KB | 394-590 | 80 | Usado por Apple Macintosh . | ||
3,5 "DD | 3,5 "DD | 800 KB | 250 | 300 | 80 | Usado pelo Commodore 1581 . | |
3,5 "DD | 3,5 "DD | 880 KB | 250 | 300 | 80 | Até 83 faixas. Usado por computadores Amiga . | |
3,5 "DD | 3,5 "DD | 360 KB | 250 | 300 | 40 | ||
3,5 "HD | 3,5 "DD | 720 KB | 250 | 300 | 80 | Até 83 faixas. | |
3,5 "HD | 3,5 "HD | 1440 KB | 500 | 300 | 80 | 135 | Até 83 faixas. |
3,5 "HD | 3,5 "HD | 1760 KB | 250 | 150 | 80 | Usado por computadores Amiga . | |
3,5 "ED | 3,5 "ED | 2880 KB | 1000 | 300 | 80 | 135 | Até 83 faixas. |
Lados:
- SS (ou 1S) - Um lado
- DS (ou 2S) - Frente e verso
Densidade:
- SD (ou 1D) - Densidade única ( FM )
- DD (ou 2D) - Densidade dupla (na maioria das vezes MFM )
- QD (ou 4D) - densidade quádrupla
- HD - alta densidade
- ED - densidade extra-alta
- TD - densidade tripla
Unidade de disquete "3 modos"
Principalmente no Japão, existem unidades de disquete de alta densidade de 3,5 "que suportam três modos de formatos de disco em vez dos dois normais - 1440 KB (2 MB não formatados), 1,2 MB (1,6 MB não formatados) e 720 kB (1 MB não formatados). Originalmente , o modo de alta densidade para unidades de disquete de 3,5 "no Japão suportava apenas uma capacidade de 1,2 MB em vez da capacidade de 1440 KB usada em outros lugares. Enquanto o formato mais comum de 1440 KB girava a 300 rpm, o formato de 1,2 MB girava a 360 rpm, parecendo muito com o formato de 1,2 MB com 15 setores por trilha anteriormente encontrados em unidades de disquete de alta densidade de 5,25 ". Mais tarde, unidades de disquete japonesas incorporadas suporte para ambos os formatos de alta densidade (bem como o formato de densidade dupla), daí o nome de modo 3. Alguns BIOSes têm uma definição de configuração para habilitar este modo para unidades de disquete que o suportem.
Veja também
- Lista de formatos de disquetes
- Western Digital FD1771
- Máquina Woz Integrada (IWM)
- Paula (controladora do Amiga)
Referências
- de Boyne Pollard, Jonathan (2003). "Não existem disquetes de 3,5 polegadas" . Respostas frequentemente fornecidas .
- ISO / IEC 8860-1: 1987 Dupla densidade (DD)
- ISO / IEC 9529-1: 1989 de alta densidade (HD)
- ISO 10994-1: 1992 densidade extra-alta (ED)
- ECMA-147
Leitura adicional
- NEC µPD72070 - Especificação do controlador de disquete versão 2.0 (PDF) . 2.0 preliminar. NEC Corporation . Outubro de 1991. Arquivo do original (PDF) em 20 de março de 2017 . Retirado em 20 de março de 2017 .
- Shah, Katen A. (1996) [setembro de 1992, abril de 1992]. Intel 82077SL para disquetes superdensos (PDF) (Nota de aplicação) (2 ed.). Intel Corporation , Marketing do IMD. AP-358, 292093-002. Arquivado do original (PDF) em 19 de junho de 2017 . Retirado em 19 de junho de 2017 .