Контролер НГМД

Контролер накопичувача на гнучких дисках (НГМД) (англ. Floppy-disk controller, FDC) — спеціальна мікросхема і пов'язана з нею схема, що реалізує функції керування і доступу для дисковода гнучких дисків.

Мікросхема контролера дисковода гнучких дисків Zilog Z765A.

Оригінальна плата контролера НГМД (для дискет 5") комп'ютера IBM PC.

Історія

Однією з перших інтегральних схем контролерів був FD1771 від компанії Western Digital. У СРСР дану мікросхему було клоновано як КР1818ВГ93.

Через широке розповсюдження комп'ютерів IBM PC і сумісних з ними, загальновживаними стали дискові контролери на базі мікросхем NEC µPD765 і Intel 8272A. У НДР на підприємстві ^[de] випускався аналог контролера від Intel — мікросхема U8272.

Робота контролера на прикладі IBM PC

Одна плата контролера дисководів гнучких дисків комп'ютера IBM PC підтримує під'єднання до чотирьох дисководів. Плата контролера вставляється у роз'єм ISA, таким чином з'єднуючись зі системною шиною комп'ютера і з деякими лініями керування (такими, як сигнали керування прямим доступом до пам'яті, або входом контролера переривань — у IBM PC це переривання IRQ 6).

З кінця 1990-х — початку 2000-х років у IBM PC сумісних комп'ютерах все частіше почали відмовлятися від шини ISA. За її відсутності контролер дисковода (зазвичай частина мікросхеми (Super I/O)) з'єднується з процесором через шину LPC.

Схема взаємодії контролера НГМД з центральним процесором і дисководом у IBM PC.

Більшість функцій контролера виконується інтегральною схемою (середнього або високого ступеню інтеграції), деякі інші функції, описані нижче, реалізуються допоміжними цифровими і аналоговими схемами.

Функції контролера

Функції мікросхеми контролера НГМД

• Перетворення бітів даних у частотну модуляцію, , , або ^[en] (для здійснення запису), і навпаки (для читання з диска)
• Інтерпретація команд, таких як читання і запис сектора, позиціонування голівки, форматування доріжки і інші
• Виявлення помилок (наприклад, за допомогою контрольних сум, таких як циклічний надлишковий код, CRC)
• Синхронізація даних з фазовим автопідлаштуванням частоти (PLL)

Функції допоміжних схем

• Вибір дисковода
• Вмикання і вимикання двигуна дисковода
• Обробка сигналів скидання (англ. reset)
• Дозвіл і заборона переривань і DMA контролера
• Data separation logic^[]
• ^[en]
• Лінійні драйвери

Порти вводу/виводу контролера дисководів у IBM PC

Адресація контролера у IBM PC здійснюється за допомогою наступних портів вводу/виводу:

• Порт даних: адреса 0x3F5, двонаправлений.
• Регістр статусу (англ. Main Status Register, MSR): адреса 0x3F4, напрямок: від контролера до процесора (input). Реалізований у мікросхемі контролера.
• Регістр керування (цифровий): адреса 0x3F2, напрямок: від процесора до контролера (output). Реалізований на мікросхемах дрібної логіки.

Джерела

1. (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 12 січня 2019. Процитовано 11 січня 2019.
2. (нім.). Архів оригіналу за 20 лютого 2022. Процитовано 1 квітня 2022.