Орион-128/Радио 12-92/Контроллер НГМД

Данный материал защищён авторскими правами! Использование материала заявлено как добросовестное, исключительно для образовательных некоммерческих целей. Автор: М. КОРОТКИЙ г. Москва Источник: Радио №12/1992

Вниманию читателей и поклонников компьютера «ОРИОН-128» предлагается контроллер, предназначенный для обмена данными с накопителями на гибких магнитных дисках (НГМД). Его программное и аппаратное обеспечение корректно вписывается в общую идеологию ПРК «ОРИОН-128», изложенную ранее в журнале. Контроллер выполнен на сравнительно доступной элементной базе. Применение стандартной микросхемы контроллера гибкого диска — КР1818ВГ93 обеспечивает совместимость дискет на физическом уровне с контроллерами IBM PC. ДВК, УКНЦ и т. д. Это дает возможность только лишь программными средствами обеспечить обмен файлами между ПРК «ОРИОН 128» и перечисленными выше компьютерами.

Автору известны более или менее успешные попытки адаптации системы СР/М на «ОРИ-ОН-128». Необходимо заметить, что использование СР/М на этом ПРК наталкивается на определенные трудности, обусловленные распределением памяти, использованием квазидиска и ROM дисков, а также 64-символьного жрана (а не 80-ти) и т. п.

Возникает и проблема адаптации уже наработанного для «ОРИОНА-128» программного обеспечения.

Вот почему в данной разработке и предлагается другая программная среда, которая выполнена в виде специальной операционной системы SPDOS (SPecial DOS) и оформлена как запускаемый файл ORDOS. SPDOS можно рассматривать как программу обмена между квазидиском В: и гибким диском, который будем называть С;. Простота, малый объем и возможность использовать в прикладных программах внутренние ресурсы SPDOS делает эту систему особенно пригодной для эксплуатации в любительских условиях. Основное достоинство SPDOS состоит в том. что она не отвергает уже существующее обширное программное обеспечение, а также новое, нарабатываемое на этом ПРК под системой «ORDOS».

Основные характеристики контроллера НГМД:

• формат данных на диске—MFM (двойная плотность);
• скорость обмена данными с накопителем- — 250 кбит/с;
• тип подключаемых накопителей — двусторонние 80-дорожечные (типе «Электроника» МС-5305, МС-5311. МС-5313. МС-5323 и т. д.);
• максимальное число подключаемых накопителей — 2;
• цифровой сепаратор данных;
• программная настройка на MFM форматы IBM (720, 800), ДВК (MY) и УКНЦ.

Рассмотрим функциональную схему контроллера (рис. 1). Специализированная БИС КР1818ВГ93 (DD9 по Принципиальной схеме на рис 2) обеспечивает основные операции по управлению и передаче данных, а также логический интерфейс ПРК и НГМД.

Она полностью программируется компьютером и поддерживает большинство из стандартных форматов, которые используются для НГМД.

Не будем вдаваться в подробности работы этой БИС (соответствующую информацию о ней можно найти в литературе [f 2]). Дешифратор ОС (DD12) служит для формирования сигналов выборки внешних регистров и БИС КР1818ВГ93 Он активизируется сигналом ПОРТ РАСШИРЕНИЯ на системном разъеме Х2 ПРК «ОРИОН-128» [3]. При этом программно становятся доступны внешние регистры (регистр запросов — DD11, регистр выбора — DD10) и внутренние регистры БИС КР1818ВГ93. Их адреса:

• F700 — регистр команд/состояния БИС,
• F701 — регистр дорожки БИС,
• F702 — регистр сектора БИС, F703 — регистр данных БИС,
• F704 — регистр запросов (только чтение).
• F708 — регистр выбора стороны и НГМД (только запись).

Эти регистры с периодичностью 16 покрывают все адресное пространство порта расширения, поэтому в случае использования контроллера С другими устройствами требуется дополнительная дешифрация.

Регистр выбора служит для формирования сигналов выбора рабочей стороны и номера накопителя, а регистр запросов — для программной обработки аппаратных сигналов INTRQ и DRQ БИС КР1818ВГ93. Цифровой сепаратор данных (DD3, DD4, DD5) предназначен для выделения синхроимпульсов (RCLK) из последо-вательных данных (RDDATA), поступающих от накопителя. В действительности этот узел выполняет функции системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), различные варианты которой используются в контроллерах НГМД и накопителей типа «„Винчестер“ [4]. Специфика схем ФАПЧ в контроллерах состоит в подстройке частоты периодического сигнала RCLK к непериодическому сигналу RDDATA, а он зависит от скорости вращения диска (может немного „плавать“) и нестабильности частоты тактового генератора при записи. Для упрощения конструкции предкомленсация записи в данном варианте контроллера отсутствует. В общем случае предкомпеисация применяется при записи на старшие (внутренние) дорожки диска, так как там физическая плотность данных выше, чем на внешних дорожках.

Теперь о самом неприятном. Из-за несовместимости по времени, циклов обмена у БИС контроллера и у процессора К580ВВМ80А требуются дополнительные аппаратные средства для их согласования. Дело в том, что длительность сигнала чтения в „Орионе-128“ 400 нс, у БИС контроллера это время должно быть больше. Требуемое согласование могло бы быть осуществлено применением в ПРК микро-схемы системного контроллера КР580ВК28(38) [5].

Здесь предлагается другой подход, дающий желаемые результаты. В „ОРИОН-128“ рекомендуется установить дополнительно микросхему К155ЛА8 и подключить ее по схеме рис. 3. Предпочтительное расположение этой микросхемы — поверх микросхемы ПРК DD13 (К155ТМ2). Если не провести подобную модификацию ПРК, то не гарантируется устойчивая работа контроллера с любыми, заведомо исправными КР1818ВГ93

Тактовый генератор (DD1, DD2) обеспечивает синхронизацию для БИС контроллера и сепаратора данных. Назначение буферов (0D6, DD7, DD8) — очевидное.

Контроллер подключается к системному разъему Х2 ПРК (см. [3]) в соответствии с схемой рис. 2. Обратите внимание иа то, что питание +12 В для БИС КР1818ВГ93 берется с преобразователя ПРК, и если в вашем компьютере нет такого преобразователя, то нужно найти соответствующий источник питания (ток потребления 20 мА). Подключение контроллера к накопителю осуществляется плоским кабелем (34 жилы), в котором каждый нечетный провод — общий (GND), а каждый четный — информационный.

НГМД требуют два напряжения питания: +5 В и +12B при токах около одного ампера для каждого из них. Например, для накопителя МС 5311 они составляют соответственно 0,9 и 0,7 А. Для накопителя необходимо изготовить соответствующий блок питания. Теперь несколько слов о возможных заменах и налаживании. Все микросхемы серии 155 в контроллере можно заменить микросхемами серии 555, но при замене 155АГЗ нужно изменить номиналы RC цепи C2R3 (для получения длительности импульса 230 нс). Практика показала, что для некоторых накопителей может потребоваться следующее изменение в схеме: сигнал READY (выв. 34 Х2 на рис. 3) надо соединить с общим проводом.

Как принято говорить, устройство, собранное из исправных деталей и без ошибок в налаживании не нуждается, Однако на практике могут возникнуть и некоторые проблемы. Если это произошло, то надо начать с проверки работы тактооого генератора и сепаратора данных. Основные осциллограммы для последнего даны на рис. 4 (номера выводов — по панельке КР1818ВГ93) Дальнейшую проверку проводят в два этапа: без КР1818ВГ93 и с ним. С помощью программы М128$ (или любой аналогичной) считывают байт по адресу F704H — при вынутой из панельки микросхеме КР1818ВГ93 он должен быть 81Н. При замыкании по очереди выводов 38 и 39 иа панельке КР1818ВГ93 на общий провод, должны считываться соответственно байты 80Н и 01Н

Затем последовательно записывают байты 55H и ААН по адресу F708 м проверяют наличие соответствующих данных на выходе К155ТМ8. Этой процедурой тестируется прохождение информации по шине данных и регистрам К555ИР22 и К155ТМ8. Затем проверяется наличие питания на панельке БИС КР1818ВГ93 (выв. 20 — общий, вывод 21 +5 В, вывод 40 +12 В) и только после этого БИС устанавливается в контроллер (при отключенном питании, разумеется). Далее проверяют работу КР1818ВГ93 и накопителя. Для этого последовательно записывают (адрес, байт, реакция контроллера):

• F700 08; включение двигателя и перемещение головок к дорожке с номером 00.
• F703 4F
• F700 18; включение двигателя и перемещение головок к дорожке с номером 79.

Запись байта 4F по адресу F703 задает номер дорожки — 79. Если дисковод отработал правильно, то налаживание контроллера можно считать законченным.

Если владелец «ОРИОНА-128» столкнулся с проблемой подключения нескольких внешних устройств (помимо контроллера), то в ПРК надо ввести дополнительный дешифратор. Его схема приведена на рис. 5. Те, кто хотел бы ввести в контроллер предком-пенсацию, могут воспользоваться схемой, показанной на рис. 6. При введении этого узла в контроллере необходимо разорвать цепь, идущую от вывода 31 микросхемы КР1818ВГ93.

М. КОРОТКИЙ г. Москва

ЛИТЕРАТУРА

1. Коваленко Б. А., Олей" пик А. В., Пархоменко Л. П., Солдатенжов Л. М. БИС контроллера КР1818ВГ93 для накопителя на гибком диске.— Микропроцессорные средства и системы, 1986, № 3, с. 3—8.
2. Ахманов С, Рой Н., Скурихин А. Пользователям о «Корвете».— Радио. 1989. № 6. с. 34— Л7.
3. Сугоняко В., Сафронов В., Коненков К. Персональный радиолюбительский компьютер «ОРИОН-128».—Радио. 1990, № I, с. 37—43.
4. Intel Microprocessor and Peripheral Handbook, 1989, vol. 2. p. 7—87.
5. Микропроцессоры и микр процессорные комплекты инте ральных микросхем. Справочни Том 1.— М.: Радио и связ; 1988, с. 160.