軟磁盤控制器中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的研究

軟磁盤控制器中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的研究

0ppydisk生物驅(qū)動(dòng)器控制fsd軟磁盤控制器（fsd）是連接計(jì)算機(jī)和軟磁盤驅(qū)動(dòng)器（fsd）的控制部門，以對(duì)計(jì)算機(jī)的軟磁盤驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取。軟磁盤控制器的主機(jī)接口電路一般設(shè)置若干個(gè)寄存器及直接存儲(chǔ)器存取(DirectMemoryAccess.DMA)、中斷等邏輯電路,它為軟磁盤驅(qū)動(dòng)程序提供接口,驅(qū)動(dòng)程序通過(guò)相應(yīng)端口對(duì)寄存器尋址,實(shí)現(xiàn)命令、數(shù)據(jù)和狀態(tài)的傳遞。1磁盤控制器芯片的結(jié)構(gòu)軟磁盤控制器主要由控制電路和接口電路組成。如圖1所示:在PC機(jī)中,軟磁盤控制器可以采用μPD765系列芯片,也可以采用Intel8207x系列芯片,還可以采用其它建立在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FDC765A基礎(chǔ)上的系列芯片如FDC765A、FDC9266、FDC9267等,以及其它兼容芯片。2讀取主狀態(tài)讀取信息各類芯片構(gòu)成的軟磁盤控制器中普遍使用的寄存器有:(1)數(shù)字輸出寄存器(DigitalOutputRegister—DOR)數(shù)字輸出寄存器是一個(gè)8位寄存器,它控制著驅(qū)動(dòng)器馬達(dá)開(kāi)啟、驅(qū)動(dòng)器選擇、啟動(dòng)/復(fù)位FDC以及允許/禁止直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)(DMA)及中斷請(qǐng)求。該寄存器各比特位的含義如下:(2)主狀態(tài)寄存器(MainStatusRegister-MSR)主狀態(tài)寄存器也是一個(gè)8位寄存器,包含軟磁盤控制器和軟磁盤驅(qū)動(dòng)器的狀態(tài)信息。因此讀取主狀態(tài)寄存器可以判別數(shù)據(jù)寄存器是否就緒和數(shù)據(jù)傳送方向。該寄存器各比特位的含義如下:下面的例子實(shí)現(xiàn)CPU向FDC發(fā)送命令字節(jié)或參數(shù)字節(jié)的功能。發(fā)送之前應(yīng)該首先查詢主狀態(tài)寄存器;可以采用循環(huán)查詢的方法,當(dāng)RQM=1且DIO=0后開(kāi)始發(fā)送(如圖2所示)。(3)數(shù)據(jù)寄存器(DataRegister—DR)該寄存器可存放只寫型命令字節(jié)或參數(shù)字節(jié),也可以存放只讀型結(jié)果字節(jié)。在命令的結(jié)果階段,讀取數(shù)據(jù)寄存器,獲得命令執(zhí)行的結(jié)果。該結(jié)果一般0—7個(gè)字節(jié),其個(gè)數(shù)由不同命令決定。前四個(gè)稱為狀態(tài)字節(jié),下面的例子用到了狀態(tài)字節(jié)的檢測(cè)碼。0x40檢測(cè)傳輸方向:1—FDC→CPU:0-CPU→FDC;0x80檢測(cè)數(shù)據(jù)寄存器準(zhǔn)備:1—就緒;0—未就緒;0x10檢測(cè)FDC狀態(tài):1—命令執(zhí)行中:0—空閑。該程序片段實(shí)現(xiàn)讀取結(jié)果字節(jié)的功能,展示了主狀態(tài)寄存器(用main＿staus＿register表示)和數(shù)據(jù)寄存器(用data＿register表示)的使用方法。Access＿byte是讀相應(yīng)端口函數(shù)。還有幾種寄存器出現(xiàn)在不同機(jī)型中,例如:(4)數(shù)字輸入寄存器(DigitalInputRegister-DIR)(5)控制配置寄存器(ControlConfigurationRegister—CCR)其位1-0設(shè)置了數(shù)據(jù)傳輸率。另外,PS/2機(jī)還使用StatusRegisterA;StatusRegisterB;DataRateSelectRegister等寄存器。3fcd的控制各種軟磁盤控制器的命令基本上保持一致的結(jié)構(gòu),每條命令都被分成三個(gè)階段:命令階段:FDC從CPU接收命令字節(jié)和參數(shù)字節(jié)。命令字節(jié)是第—個(gè)字節(jié),其后是參數(shù)字節(jié);執(zhí)行階段:FDC執(zhí)行命令要求的操作;結(jié)果階段:CPU從FDC的數(shù)據(jù)寄存器讀出執(zhí)行命令后相關(guān)的狀態(tài)字節(jié)。3.1數(shù)據(jù)上傳命令類μPD765系列芯片提供了13條命令。它們大致可分成兩類,即數(shù)據(jù)傳送命令和控制命令。首先是數(shù)據(jù)傳送命令,包括表1中前6條,用于在軟磁盤和內(nèi)存之間傳輸數(shù)據(jù)或者格式化軟磁盤,另一類是控制命令,即后7條,用于發(fā)送控制信息。3.2擴(kuò)展命令的生成Intel8207X系列芯片除了提供與上述μPD765系列芯片相同的命令之外,還提供了4條擴(kuò)展命令:(1)寄存器返回值(RegisterSummary),命令字節(jié)為00001111,讀FDC內(nèi)部寄存器的返回值;(2)確定控制器版本(DetermineControllerVersion),命令字節(jié)為00010000,確定FDC是否支持?jǐn)U展命令;(3)核對(duì)(verify),命令字節(jié)為XXX10110,返回要核對(duì)的扇區(qū)數(shù)或數(shù)據(jù)長(zhǎng)度;(4)相關(guān)尋道(SeekRelative),命令字節(jié)為1XX01111,讀/寫定位到頭與目前磁道相連的磁道。3.3控制參數(shù)執(zhí)行過(guò)程工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FDC765A基礎(chǔ)上的系列芯片(例如FDC765A、FDC9266、FDC9267)提供了15條命令,其中有8條命令與μPD765系列芯片中序號(hào)為1,2,7,8,9,10,11,12的命令基本相同,另外還有7條特有命令。這部分命令分別是:(1)讀數(shù)據(jù)(ReadData),命令字節(jié)為XXX00110,FDC輸出數(shù)據(jù)到內(nèi)存;(2)讀刪除數(shù)據(jù)(ReadDeletedData),命令字節(jié)為XXX01100,其中位5為0,則讀指定的所有扇區(qū);若為1則FDC跳過(guò)被標(biāo)識(shí)的扇區(qū)而讀下一個(gè)扇區(qū);(3)寫數(shù)據(jù)(WriteData),命令字節(jié)為XXX000101,FDC接收由CPU或DMA傳送來(lái)的數(shù)據(jù);(4)寫刪除數(shù)據(jù)(WriteDeletedData),命令字節(jié)為XX001001,FDC寫入數(shù)據(jù)到被刪除數(shù)據(jù)的地址標(biāo)識(shí)的扇區(qū)中;(5)掃描相等(ScanEqual),命令字節(jié)為XXX10001,FDC將正在由軟磁盤讀出的數(shù)據(jù)與CPU給出的數(shù)據(jù)進(jìn)行每字節(jié)的比較,返回比較結(jié)果;(6)掃描小于等于(ScanLoworEqual),命令字節(jié)為XXX11001,與前一條命令的不同僅是比較條件為小于或等于;(7)掃描大于等于(ScanHighorEqual),命令字節(jié)為XXX11101,比較條件為大于或等于下面以讀數(shù)據(jù)命令為例給出命令三個(gè)階段的完整過(guò)程。命令階段:①讀主狀態(tài)寄存器→②輸出命令字節(jié)→③輸出磁道號(hào)參數(shù)字節(jié)→④輸出讀寫頭號(hào)參數(shù)字節(jié)→⑤輸出扇區(qū)號(hào)參數(shù)字節(jié)→⑥輸出扇區(qū)中數(shù)據(jù)大小參數(shù)字節(jié)→⑦輸出最后所讀扇區(qū)號(hào)參數(shù)字節(jié)→⑧輸出扇區(qū)間隔參數(shù)字節(jié)→⑨輸出數(shù)據(jù)長(zhǎng)度參數(shù)字節(jié);執(zhí)行階段:數(shù)據(jù)在軟盤驅(qū)動(dòng)器和內(nèi)存之間傳送,可能是DMA方式、查詢方式或中斷方式;結(jié)果階段:①讀數(shù)據(jù)寄存器得到狀態(tài)字節(jié)0→②讀數(shù)據(jù)寄存器得到狀態(tài)字節(jié)1→③讀數(shù)據(jù)寄存器得到狀態(tài)字節(jié)2→④讀數(shù)據(jù)寄存器得到現(xiàn)在磁道號(hào)字節(jié)→⑤讀數(shù)據(jù)寄存器得到現(xiàn)在讀寫頭號(hào)字節(jié)→⑥讀數(shù)據(jù)寄存器得到最后所讀扇區(qū)號(hào)字節(jié)→⑦讀數(shù)據(jù)寄存器得到所讀數(shù)據(jù)