|
| HDD:Служебная информация НЖМД IDE AT |
Служебная информация НЖМД IDE AT необходима для функционирования схем самого НЖМД и, как правило, скрыта от пользователя. Служебную информацию можно разделить по типам:
Сервисная информация;
Рабочие программы;
Формат нижнего уровня;
Таблица конфигурации;
Паспорт диска;
Сервисная информация необходима для работы сервосистемы привода магнитных головок НЖМД с соленоидным двигателем и НЖМД с шаговым двигателем при широтно-импульсном фазовом управлении. На большинстве современных НЖМД сервисная информация используется и для стабилизации скорости вращения шпиндельного двигателя. Сервисная информация типа Dedicated располагается на отдельной поверхности, СИ типа Embedded непосредственно на рабочей поверхности между секторами. На первых моделях НЖМД IDE AT с шаговым двигателем сервисная информация отсутствует (ST157A, KL-343). В таких моделях позиционирование и нахождение нулевой дорожки происходит по устойчивым шагам и по формату нижнего уровня. Рабочие программы (микрокод) управляющего микропроцессора представляют собой необходимый набор программ для работы аппаратуры НЖМД. К ним относятся программы управления аппаратурой позиционирования, обмена информацией с однокристальным микроконтроллером и буферным ОЗУ, первоначальной диагностики и т.д. В большинстве моделей НЖМД рабочие программы размещаются во внутреннем ПЗУ управляющего микропроцессора, некоторые модели используют внешнее ПЗУ (накопители фирм KALOK, Conner, Maxtor, Samsung). В некоторых моделях НЖМД часть рабочих программ хранится на магнитном диске, а во внутреннем ПЗУ управляющего микропроцессора хранятся программы начальной инициализации, позиционирования и первичный загрузчик для считывания рабочих программ с магнитного диска в ОЗУ. Так, например, в модели ST351A/X внешняя микропрограмма занимает 19 секторов для работы по интерфейсу AT, и 19 секторов для работы по интерфейсу XT. В зависимости от установленных перемычек, при инициализации в ОЗУ накопителя перегружается либо одна, либо другая микропрограмма. В семействе накопителей ST3144АТ внешняя микропрограмма занимает 32 сектора и при инициализации перегружается в ОЗУ. В более современных накопителях ST3660A служебная информация представлена в виде ОСУВ (операционной системы управления винчестером), все программы и таблицы хранятся в служебной зоне в виде модулей под своими именами. При инициализации считывается загрузчик, в котором находится директорий расположения модулей и при работе накопитель подгружает отдельные модули в ОЗУ.
Производители жестких дисков размещают часть микропрограмм на поверхностях не только для экономии места в ПЗУ, но и для возможной замены ее, если вдруг в процессе производства или эксплуатации, в микропрограмме будет обнаружена ошибка. Переписать микропрограмму на диске значительно проще, чем перепаивать «прошитые» микропроцессоры, особенно если месячный объем завода- изготовителя составляет 20 - 30 тыс. накопителей.
Формат нижнего уровня. Структура формата дорожки микроконтроллера WD42C22A показана на Рис. 18.
Рис. 18. Структура формата дорожки.
Начало дорожки определяется индексным импульсом. Количество секторов на дорожке зависит от используемого метода кодирования и скорости вращения шпиндельного двигателя. Формат каждого сектора содержит поле идентификации, поле данных, синхрозоны и пробелы. В начале дорожки расположена синхрозона, содержащая 14 байтов нулей, которая служит для фазирования и синхронизации строба выделения данных. Поле идентификации содержит адресный маркер, адрес цилиндра, адрес поверхности, адрес сектора и два байта контрольно-циклического кода. Байт А1, входящий в адресный маркер, записывается с нарушением правил кодирования путем пропуска одного импульса синхронизации, это делает его отличным от любого другого байта А1, встречающегося на дорожке. В адресный маркер поля идентификации входит также код номера цилиндра:
FE - цилиндр 0-255;
FF - цилиндр 255-511;
FC - цилиндр 512-767;
FD - цилиндр 768-1023;
F6 - цилиндр 1024-1279;
F7 - цилиндр 1280-1535;
F4-цилиндр 1536-1791;
F5 - цилиндр 1792-2047.
Между полем идентификации и полем данных находится пробел 1, включающий 3 байта нулей и синхрозону. Поле данных включает адресный маркер данных, содержащий байты А1 и F8, данные (количество байт программируется) и 4 байта КЦК. Пробел 2 служит для исключения наложения двух соседних секторов в том случае, если форматирование диска проводилось при оборотах выше номинальных , а запись данных производится при оборотах ниже номинальных. Пробел 3 служит демпфером отклонения скорости вращения диска для всей дорожке. Различные БИС контроллеров имеют, как правило, свой формат, но структура формата остается постоянной. В основном различия касаются количества секторов на дорожке, количества байт в поле данных, значения байт контрольно- циклического кода. В последнее время появились накопители с постоянной плотностью записи или как их еще называют с зонно-секционной записью. Как было подробно рассмотрено в [1] у обычных НЖМД плотность записи к центру диска возрастает, у НЖМД с постоянной плотностью записи на внешних дорожках размещается большее количество секторов, чем на внутренних. Это приводит к значительному увеличению емкости по сравнению с обычными НЖМД.
Таблица конфигурации накопителя IDE AT содержит информацию о логической и физической организации дискового пространства. Эта таблица необходима для того, чтобы плата электроники, которая одинакова для всего семейства накопителей, могла настраиваться на данную модель семейства. Дело в том, что при проектировании какой-либо модели, например, 850 Мбт на двух дисках, автоматически получается "половинчатая" модель 425 Мбт на одном диске. Таким образом перекрывается еще один сектор рынка. Кроме того, в "половинчатой" модели можно использовать детали, которые не подходят по каким-либо параметрам в полные модели. Так, например, в "половинчатых" моделях используют шпиндельные двигатели с повышенными биениями или магнитные диски, имеющие дефекты в последней зоне полной модели, используются в "половинчатой" модели, имеющей меньшее количество зон и т.д. Например, семейство ST3660A Seagate:
ST3660A 540 Мбт - 7 зон, 4 рабочие поверхности;
ST3490A 420 Мбт - 5 зоны, 4 рабочие поверхности;
ST3295A 270 Мбт - 7 зон, 2 рабочие поверхности.
Семейство PLS-31274A Samsung:
PLS-31274A 1270 Мбт - три рабочих диска;
PLS-30850A 850 Мбт - два рабочих диска.
Паспорт диска накопителя IDE AT содержит справочную информацию о конфигурации и характеристиках НЖМД. Паспорт диска занимает один сектор (256 слов) и располагается в служебной зоне, он предназначен для автоматического конфигурирования системы или настройки программного обеспечения для работы с НЖМД. В некоторых накопителях паспорт диска хранится в ПЗУ с управляющей микропрограммой, а в служебной зоне на диске хранится только серийный номер. Для чтения паспорта диска необходимо подать команду идентификации (ЕСН), после чего считать информацию из буфера сектора для анализа. В табл.6 приводятся основные параметры считываемые из паспорта диска.
В соответствии со спецификацией Fast ATA-2 и Enhansed IDE кроме этих данных, в паспорте современного HDD IDE AT содержится около 20 характеристик дающих полную информацию о накопителе.
Таблица дефектных секторов. В накопителях с интерфейсом ST506/412 таблица дефектных дорожек размещалась на корпусе гермоблока в виде наклейки. Любой накопитель имел запас по емкости, например 20-ти Мб НЖМД ST225 имел на самом деле 21,5 Мб., т.е. 1,5 Мб отводилось под сбойные дорожки. В НЖМД IDE AT тоже имеется избыточность по емкости, но она скрыта от пользователя и доступна только управляющему микропроцессору и контроллеру самого накопителя. Часть этой избыточной емкости отводится для рабочих програм НЖМД (если они размещаются на поверхностях), паспорта диска и таблицы дефектных секторов. Остальная часть резервируется - для замены сбойных секторов. Заполнение таблицы дефектных секторов производится на заводе - изготовителе после форматирования НЖМД, номера всех выявленных BAD-секторов помещаются в таблицу. Такая процедура называется подгрузкой (скрытием) дефектов (UPDATE DEFECT). Теперь при работе НЖМД, если произойдет обращение к скрытому дефектному сектору, то сам накопитель переадресует обращение к резервному. Поэтому все IDE AT накопители, пришедшие с завода-изготовителя, не имеют ни одного дефектного сектора.
Большинство моделей современных НЖМД имеют две таблицы дефектов: начальная (Primary) и растущая (Grown). Начальная заполняется на заводе-изготовителе в процессе технологического тестирования. Растущая заполняется в процессе эксплуатации накопителя, при появлении у него дефектных секторов, с помощью специализированных технологических утилит.
|
|
|
|
