ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.07.2020
Просмотров: 3075
Скачиваний: 1
3. Инициализация микросхемы DMA для пересылки данных в память.
4. Посылка команды чтения контроллеру НГМД и ожидание прерывания,
указывающего, что пересылка данных завершена.
5. Получение информации о статусе контроллера НГМД.
6. Выключение мотора.
Контроллер НГМД работает через три порта ввода/вывода. На
самом деле микросхема имеет больше, чем три регистра, но доступ
к большинству из них осуществляется через один порт. Эти три
порта такие:
3F2H регистр цифрового вывода
3F4H регистр статуса
3F5H регистр данных
Первый шаг состоит в доступе к регистру цифрового вывода.
Значение его битов следующее:
биты 1-0 выбор накопителя, где 00 = A
01 = B
10 = C
11 = D
2 0 = сброс контроллера НГМД
3 1 = разрешение прерывания FDC и доступа DMA
7-4 1 = включение мотора накопителя D-A (бит 4 = A)
Это регистр только для записи, поэтому необходимо заботиться обо
всех его битах. В нижеприведенном примере используется накопитель
A, поэтому цепочка битов должна выглядеть 00011100. Такая уста-
новка битов выбирает накопитель A, сохраняет установленным бит 2,
разрешающий работу с НГМД и включает мотор накопителя A. Не сбра-
сывайте бит 2 в ноль, так как в этом случае Вам придется произво-
дить перекалибровку накопителя, действие, которое необходимо
очень редко.
"Перекалибровка" накопителя подразумевает возврат его головки
на нулевую дорожку. Эта операция осуществляется посылкой простой
последовательности команд контроллеру НГМД. Контроллер НГМД уп-
равляет текущей позицией головки, за счет запоминания всех изме-
нений позиции головки после ее начальной установки на нулевую
дорожку. Когда контроллер НГМД сбрасывается, за счет изменения
бита 2 регистра цифрового вывода, то значение текущей позиции
головки устанавливается в ноль, независимо от того, на какой
дорожке находится головка на самом деле, что делает необходимым
перекалибровку. Обычно сброс контроллера НГМД производится только
в случае такой серьезной ошибки накопителя, после которой неиз-
вестно текущее состояние контроллера НГМД и накопителя.
Отметим, что выбор накопителя и включение его мотора - это
отдельные действия. Контроллер НГМД может иметь доступ только к
одному накопителю в данный момент времени, но мотры могут быть
включены у нескольких. Моторы могут оставаться включенными еще
несколько секунд после завершения обмена данными, в ожидании
следующего доступа к накопителю. Такая стратегия позволяет избе-
жать потери времени на повторное ожидание пока мотор наберет
скорость. Напротив, мотор нельзя оставлять постоянно включенным,
так как это приведет к преждевременному износу дискет.
Работа микросхемы контроллера НГМД разделяется на три фазы:
командная фаза, фаза выполнения и фаза результата. В командной
фазе один или более байтов посылаются в регистр данных. Последо-
вательность байтов строго фиксирована и она меняется от команды к
команде. Затем контроллер НГМД выполняет команду и в это время он
находится в фазе выполнения. Наконец, во время фазы результата,
ряд байтов статуса считываются из регистра данных. При этом обя-
зательно, чтобы не было ошибки в числе передаваемых или считывае-
мых данных в регистр данных в фазах командной и результата.
Число байтов команды и результата меняется в зависимости от
выполняемой контроллером дисковой операции. В техническом руко-
водстве по IBM PC приведены данные для всех 15 операций. Первый
байт команды является кодом, определяющим требуемую операцию.
Номер кода содержится в младших 5-ти битах байта и в некоторых
случаях в старших трех битах закодирована добавочная информация.
В большинстве случаев второй байт команды содержит номер накопи-
теля (0-3) в младших двух битах и номер головки (0 или 1) в бите
2, все остальные биты игнорируются контроллером НГМД. При опера-
ции поиска требуется дополнительно еще только один байт, в кото-
ром должен содержаться номер новой дорожки. Чтение или запись
сектора требует семи дополнительных командных байтов, которые
идентичны в этих двух случаях. Байты с третьего по пятый содержат
текущий номер дорожки, номер головки и номер сектора. За ними
следуют четыре байта, содержащие техническую информацию, необхо-
димую для контроллера НГМД.
Первый байт этой технической информации относится к числу
байтов в секторе, которое кодируется как 0 для 128, 1 для 256, 2
для 512 и 3 для 1024. Конечно дискеты, созданные в MS DOS имеют
сектора размером 512 байт. Затем идут данные конца дорожки (EOT),
которые дают максимальный номер сектора для цилиндра; это значе-
ние равно 9 для дискет емкостью 360K. Наконец, идет байт дающий
длину сдвига (GPL, равный 2AH) и длину данных (DTL, равный FFH).
Техническое руководство по IBM PC содержит таблицу, в которой
объясняются другие вхожные параметры, например те, которые ис-
пользуются при форматировании диска. MS DOS хранит четыре техни-
ческих параметра в памяти, в специальной таблице параметров,
называемой базой диска (disk base). Вектор прерывания 1EH указы-
вает на эту таблицу. Четыре значения хранятся в том порядке, в
котором они должны быть переданы контроллеру НГМД, начиная со
смещения 3. В следующей таблице показана командная последователь-
ность для трех операций, используемых в нижеприведенном примере.
В цепочках битов черех X обозначены биты, значение которых несу-
щественно, через H - номер головки, а через DD - номер накопите-
ля.
Операция # байта Функция Установка для головки 0
дорожки 15, сектора 1
Поиск 1 номер кода 00001111 1FH
2 головка и накопитель 00H
XXXXXHDD
Чтение 1 номер кода 01100110 66H
сектора 2 головка и накопитель 00H
XXXXXHDD
3 номер дорожки 0FH
4 номер головки 00H
5 номер сектора 01H
6 байтов в секторе 02H
7 конец дорожки 09H
8 длина сдвига 1AH
9 длина данных FFH
Запись 1 номер кода 01000101 45H
сектора 2-9 те же, что и для чтения сектора
Вы должны быть уверены, что контроллер НГМД готов прежде чем
Вы пошлете или прочитаете байт из регистра данных. Биты 7 и 6
регистра статуса предоставляют эту информацию. Вот значение битов
этого регистра:
биты 3-0 1 = накопитель D-A в режиме поиска
4 1 = контроллер НГМД выполняет команду чтения/записи
5 1 = контроллер НГМД не в режиме DMA
6 1 = регистр данных контроллер НГМД готов к приему
данных
0 = готов к посылке данных
7 1 = контроллер НГМД готов к посылке или приему данных
Перед началом дисковых операций неплохо проверить, что бит 6
равен нулю, индицируя что контроллер НГМД ожидает команду. Если
он ожидает посылки данных, то произошла ошибка. Когда байт данных
посылается в регистр данных, то бит 7 регистра статуса становится
равным нулю; продолжайте чтение регистра до тех пор, пока бит не
изменится обратно на 1, а затем посылайте следующий байт команды.
Аналогично, проверяйте этот бит статуса перед чтением байта ста-
туса в фазе результата. Нижеприведенный пример кончается двумя
процедурами, которые выполняют эти функции.
Когда операция поиска завершена, то контроллер НГМД инициирует
прерывание 6, прерывание от НГМД. Хотя так же просто можно узнать
об окончании операции поиска проверяя регистр статуса, в примере
это делается за счет обработки прерывания. Когда происходит пре-
рывание, то обработчик прерывания BIOS устанавливает бит 7 байта
статуса поиска в области данных BIOS, расположенного по адресу
0040:003E. Это единственный результат обработки прерывания. Можно
проверять этот байт до тех пор, пока бит 7 не будет установлен, а
затем переходить к следующему шагу операции чтения сектора.
Следующий шаг состоит в инициализации микросхеиы прямого дос-
тупа к памяти 8237. Эта микросхема занимается обменом данных
между периферийными устройствами и памятью, работой, которой
может заниматься также процессор. На самом деле, в PCjr, где нет
микросхемы DMA, контроллер НГМД посылает данные прямо в процес-
сор, который в свою очередь пересылает их в память. Тактовая
частота процессора адекватна этой задаче, однако при пересылке
данных все прерывания должны быть запрещены, с тем чтобы не
происходило потери данных. Это означает, что в PCjr при передаче
данных ввод с клавиатуры или из модема запрещен. Прерывания тай-
мера также игнорируются, однако впоследствии счетчик времени
суток обновляется специальной процедурой, использующей канал 1
микросхемы таймера 8253 для подсчета импульсов, прошедших за
время дисковых операций. Все остальные модели IBM PC имеют мик-
росхему DMA, поэтому процессор свободен при передаче данных.
IBM PC и XT используют 4-хканальную микросхему DMA 8237. Канал
0 предназначен для "освежения" памяти (memory refresh); он пос-
тоянно восстанавливает заряд ячеек оперативной памяти. Если Вы
будете работать по этому каналу, то это приведет скорее всего к
краху машины. Канал 2 предназначен для дисковых операций, а два
другие канала, с номерами 1 и 3, доступны (через разъемы расшире-
ния) для дополнительного оборудования. К сожалению, обмен па-
мять-память требует двух каналов и одним из них должен быть канал
0, поэтому такой обмен недоступен на IBM PC и XT. Однако AT имеет
7 каналов прямого доступа к памяти и DMA автоматически исполь-
зуется инструкциями MOVS, существенно увеличивая производитель-
ность.
Перед инициализацией канала программа должна послать в микрос-
хему код, сообщающий будет ли происходить чтение или запись в
контроллер НГМД. Этот однобайтный код равен 46H для чтения и 4AH
- для записи. Этот код должен быть послан в каждый из двух портов
с адресами 0BH и 0CH.
Каждый канал микросхемы 8237 использует три регистра. Один
16-битный регистр, регистр счетчика, содержит число передаваемых
байтов данных. Его величина должна быть на единицу меньше, чем
требуемое число байтов. Для канала 2 доступ к этому регистру
осуществляется через порт 05H; пошлите в него два последователь-
ных байта, причем сначала младший байт.
Остальные два регистра содержат адрес буфера в памяти, с кото-
рым будет происходить обмен данными. Этот адрес задается как
20-битное число, поэтому, например, адрес 3000:ABCD задается как
3ABCD. Младшие 16 битов посылаются в регистр адреса, который для
канала 2 имеет адрес порта 04H. Сначала посылается младший байт.
Старшие 4 бита идут в регистр страницы, который для канала 2
имеет адрес порта 81H. Когда байт посылается по этому адресу, то
имеют значение только 4 младших бита. Если буфер создается в
сегменте данных, то Вам нужно сложить значение DS и смещение
буфера для получения 20-битного значения. Сложение может привести
к переносу в значение регистра страницы. Например, если DS равен
1F00H, а смещение буфера - 2000H, то результирующий адрес будет
равен 1F00 + 2000 = 21000H.
После того как эти три регистра установлены, пошлите 2 в порт
с адресом 0AH, чтобы разрешить канал 2. Это оставляет микросхему
DMA в состоянии ожидания данных от накопителя, а программа должна
немедленно начать посылку командных байтов в контроллер НГМД. Вот
краткий перечень шагов при программировании микросхемы 8237:
1. Послать код чтения или записи.
2. Вычислить 20-битный адрес памяти буфера, в который будут пос-
ланы данные, и заслать его в регистры адреса и страницы канала 2.
3. Поместить значение числа передаваемых байтов (минус 1) в ре-
гистр счетчика канала 2.
4. Разрешить канал.
После посылки командных байтов, снова ожидайте прерывания и
обращайтесь с ним так же, как и после операции поиска. Затем
прочитайте байты статуса. Они таковы:
Операция # байта Функция
Поиск нет
Чтение 1 байт статуса 0
2 байт статуса 1
3 байт статуса 2
4 номер дорожки
5 номер головки
6 номер сектора
7 код байтов на сектор (0-3)
Запись 1-7 то же, что и для чтения
Вот значения битов трех байтов статуса:
Байт статуса 0:
биты 7-6 00 = нормальное завершение
01 = начато выполнение, не может завершиться
10 = неверная команда
11 = невыполнено, т.к. накопитель не подключен
5 1 = выполняется операция поиска
4 1 = ошибка накопителя
3 1 = накопитель не готов
2 номер выбранной головки
1-0 номер выбранного накопителя
Байт статуса 1:
бит 7 1 = номер затребованного сектора больше максимума
6 не используется (всегда 0)
5 1 = ошибка передачи данных
4 1 = переполнение данных
3 не используется (всегда 0)
2 1 = не может найти или прочитать сектор
1 1 = не может записать из-за защиты от записи
0 1 = отсутствует адресная метка при форматизации
Байт статуса 2:
бит 7 не используется (всегда 0)
6 1 = встречена адресная метка удаленных данных
5 1 = ошибка циклического контроля четности данных
4 1 = проблема с идентификацией дорожки
3 1 = условие команды сканирования удовлетворено
2 1 = условие команды сканирования не удовлетворено
1 1 = плохая дорожка
0 1 = отсутствует адресная метка
Как Вы видите большая часть информации относится к форматиро-
ванию диска, которое нас в настоящий момент не интересует. Однако
имеется еще четвертый байт статуса, который содержит полезную
информацию:
Байт статуса 3:
бит 7 1 = ошибка накопителя
6 1 = диск защищен от записи
5 1 = накопитель готов
4 1 = текущая позиция головки известна
3 1 = дискета двухсторонняя
2 номер выбранной головки
1-0 номер выбранного накопителя
Вы можете получить этот четвертый байт статуса, послав контролле-
ру НГМД команду "Определи статус накопителя" (Sense Drive Sta-
tus). Первый байт этой двухбайтной команды это число 4, а второй
байт содержит номер накопителя в битах 1 и 0, и номер головки в
бите 2. Единственным результатом этой операции является байт
статуса 3. Отметим, что после каждой дисковой операции, если Вы
используете процедуры DOS или BIOS, результирующие байты статуса
помещаются в область данных BIOS, начиная с адреса 0040:0042.
Операционная система хранит также байт статуса дискеты по адресу
0040:0041, значение битов которого следующее:
Значение бита Ошибка
80H нет ответа на присоединение накопителя