|
| HDD:Однокристальный микроконтроллер |
Однокристальный микроконтроллер является наиболее сложным элементом НЖМД IDE AT и является определяющим в скорости обмена данными между НЖМД и HOST. Структурная схема однокристального микроконтроллера показана на Рис.13.
Рис.13. Структурная схема однокристального микроконтроллера.
Микроконтроллер имеет четыре порта, с помощью которых он подключается к HOST, локальному микропроцессору, КАМ буферу и каналу обмена данными с НЖМД. Микроконтроллер представляет собой конечный автомат, управляемый со стороны локального микропроцессора, со стороны HOST доступны только стандартные регистры файла задания. Программирование однокристального микроконтроллера производится на этапе инициализации со стороны локального микропроцессора, при этом происходит настройка на один из трех методов кодирования MFM, RLL или NRZ, выбирается режим CRC или ЕСС [3], устанавливается режим гибкого или жесткого разбиения на сектора (гибкий режим используется в НЖМД IDE AT с зонно-секционной записью, см. ниже). Локальный микропроцессор управляет менеджером буфера, контроллером НЖМД и режимом работы контроллера интерфейса (некоторые микроконтроллеры могут работать в режиме АТ или ХТ). Как правило, локальный микропроцессор находится в состоянии ожидания, пока не активизирован запрос микроконтроллера MCINT (MICROCONTROLLER INTERUPT). В режиме АТ MCINT устанавливается, когда HOST производит запись в командный регистр 1F7H . Менеджер буфера управляет буферным ОЗУ, емкость которого колеблется от 8 КБт до 256 КБт и зависит от конкретного используемого микроконтроллера. Менеджер буфера разбивает все буферное ОЗУ на отдельные секторные буферы. Специальные регистры, доступные со стороны локального микропроцессора, содержат начальные адреса этих секторных буферов. Когда HOST осуществляет обмен данными с одним из секторных буферов посредством FIFO, со стороны контроллера НЖМД возможен обмен данными с другим секторным буфером. Контроллер управления НЖМД предназначен для обмена данными между каналом чтения/преобразования данных, каналом записи НЖМД и совместно с менеджером буфера - буферным ОЗУ, дополнительно контроллер управления НЖМД осуществляет форматирование дорожки, поэтому в справочной документации можно встретить название форматер и дисковый интерфейс (FORMATTER & DISK INTERFACE). На Рис.14 представлен тракт чтения контроллера управления НЖМД, а на Рис. 15 - тракт записи. При выполнении чтения с сепаратора данных приходит управляющий сигнал DRUN (при нахождении поля синхронизации). По этому сигналу детектор адресного маркера во входном потоке данных пытается обнаружить АМ и, если он обнаружен, то подается сигнал START на декодер, который начинает преобразование входных данных в двоичный последовательный код. Схема проверки КЦК и исправления ошибок обнаруживает и, если возможно, корректирует ошибки, по результату проверки формируется сигнал NO ERRORS. После этого последовательные данные преобразуются в параллельные. При выполнении записи байт данных преобразуется в последовательный код и поступает в схему генератора RLL, который с частотой WCLK вырабатывает данные записи WRDATA. В зависимости от комбинации битов данных формируются сигналы коррекции EARLY и LATE, используемые схемой предкомпенсации. Схема генератора КЦК подсчитывает контрольно-циклический код входного потока последовательных данных. Сформированные байты КЦК добавляются к записываваемым данным. По сигналу WRITE AM генератор RLL формирует байт адресного маркера (сформированного с нарушением правил кодирования).
Контроллер управления НЖМД является самой сложной частью однокристального микроконтроллера и представляет собой конечный автомат, выполняющий функции:
-поиск адресного маркера;
-чтение сектора;
-чтение всех секторов на дорожке;
-запись сектора;
-запись всех секторов на дорожке;
-запись идентификатора;
-форматирование одного сектора;
-форматирование дорожки.
Управление контроллером НЖМД осуществляется с помощью регистров управления, доступных со стороны локального микропроцессора. Ведущими, по производству БИС днокристальных микроконтроллеров для НЖМД IDE AT, являются фирмы: Adaptec Inc., Cirrus Logic Inc., Western Digital Corp., Chips & Technologies. Ряд производителей НЖМД, Seagate Technology, Quantum Corp..и др., создают собственные контроллерные БИС при помощи производственных сервисных подразделений таких фирм, как Texas Instruments Inc., Silicon Sistems Inc. В табл. 1 приведены однокристальные микроконтроллеры и модели НЖМД, в которых они используются.
Таблица1
Не так давно самым распространенным однокристальным микроконтроллером являлся CL-SH260 и его модернизированный аналог CL-SH265. Этот контроллер использовался приблизительно в 60% всех выпускаемых НЖМД IDE AT емкостью 100 - 200 Мбт. Микроконтроллер AIC-6060 совместим по разводке выводов и назначению регистров с устройством CL-SH260, но превосходит последний по быстродействию на 50% и содержит дополнительные регистры ветвления с возможностью только записи. Структурная схема микроконтроллера CL-SH260 представлена на Рис. 16. CL-SH260 поддерживает протокол интерфейеса ХТ и АТ. Внешний подключаемый буфер может иметь емкость 64 Кбт статической памяти. Максимальная скорость считываемых данных NRZ до 15 Мбит/с. Контроллер обеспечивает 16-бит CRC или 56-бит ЕСС контроля и исправления ошибок. Микропроцессорный интерфейс совместим с семействами Intel 8051 или Motorola 68HC11. Производится в 84-х выводном корпусе PLCC или 100 выводном (QFP. Более современные однокристальные микроконтроллеры семейства CL-SH360 - это CL-SH361/364/366- обеспечивают скорость передачи NRZ данных до 32 Мбит/с и имеют аппаратную схему обнаружения и коррекции ошибок полиномов Рида-Соломона 16-бит CRC и 88-бит ЕСС. Микроконтроллеры семейства CL-SH4600 обеспечивают скорость передачи данных NRZ до 72 Мбит/с, емкость внешнего буфера может достигать 128 Кбт для статической памяти и 4 Мбт для динамической.
Рис.16. Структурная схема микроконтроллера CL-S
|
|
|
|
