Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 3. Сложные ИС для устройств передачи данных (1987) (1092083), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Сопри- тлсслттаю7остт Рис. 2.89. Метаыиам привала Лпскетм. косновенне такой магнитной головки с поверхностью диска приводит к аварии, в результате которой соответствующая дорожка портится. Если же диск покоится, то эту головку необходимо приподымать. Такая система не применяется при работе с дискетой, так как она пригодна только для диска с жесткой поверхностью. При работе ЗУ на гибких дисках головки находятся в постоянном контакте с поверхностью дискеты, хотя это н приводит к дополнительному износу трущихся элементов, однако позволяет упростить конструкцию головок. Износ сильно ограничивает сроки службы как головок, так и дискет. Обычно устройства с гибкими дисками устроены так, что в паузах между операциями записи-воспроизведения магнитная головка приподнимается над поверхностью дискеты, чтобы уменьшить износ.
С другой стороны магнитные головки легко заменяются. На рнс. 2.89 приведен вид сбоку для механизма привода гибкого диска. Здесь устройство для управления положением головки состоит из шагового двигателя, вращакпцего винт, который передвигает держатель головки вдоль поверхности дискета снаружи внутрь и наоборот. Мы видим, что дискета прижимается к магнитной головке с помощью фетрового выступа. Давление этого выступа таково, что в этом месте дискета даже изгибается в одну сторону, как это происходит и в случае магнитной ленты. При перемещении головки к другой дорожке устройство для управления положением головки сначала обращается к самой внешней дорожке 00, а затем с помощью шагового двигателя перемещает головку к требуемой дорожке.
Положение «дорожка 00» для магнитной головки определяется с помощью микропереключателя. Смещение головки в системах с жесткими дисками осуществляется с помощью катушки, действующей аналогично звуковой обмотке электродинамического громкоговорителя. В громкоговорителе звуковой конус смещается под действием тока, протекающего через обмотку. В устройстве управления положением головки происходит то же самое, только конус заменен здесь держателем головки. Для обеспечения обмена данными между дискетой и системой обработки данных требуется контроллер, который управляет переносом данных с дискеты и на нее. Контроллер инициирует этот перенос в требуемые моменты времени, обеспечивает разделение на блоки (форматизацию) и вырабатывает сигналы прерывания как для диска, так и для системы обработки данных.
В связи с относительно большим временем доступа к дисковому ЗУ оказалось невыгодно записывать данные, размещая их в произвольных местах на дисковом ЗУ. Значительно меньшее среднее время доступа обеспечивает метод хранения данных в виде блоков, так как для конкретного этапа обработки данных целиком вся информация, хранящаяся на дискете, никогда не требуется. Тот, кто читает книгу, видит перед собой только одну страницу, необходимую ему для ознакомления с текстом.
То же самое обычно происходит и при обработке данных, где весь массив данных также делится на страницы. В дисковых ЗУ блок данных, которые в данный момент требуются программе, обрабатывается однократно — слово за словом— н записывается в рабочее ЗУ системы, например в ОЗУ. При записи данных на диск эта процедура протекает точно так же, но только в обратном направлении. При форматизапии, т. е.
разделении данных на блоки, дорожка разбивается на секторы. Каждый сектор имеет фиксированную длину н собственный адрес, который определяется местом расположения этого сектора на поверхности диска. В начале каждого сектора записывается его адрес на диске. Контроллер не разрешает записывать в места, где хранится адрес сектора, какую-либо друтую информацию, поступающую из системы. Адреса секторов можно только считывать. При попытке ЭВМ получить доступ к данным контроллер сообщает адреса дорожки и сектора, где находятся требуемые Запоиинаннлие устройстаа (ЗУ) данные.
Контроллер через устройство для управления положением головки устанавливает ее над требуемой дорожкой. После этого производится поиск сектора и запись-считывание соответствующего блока данных. На рис. 2.90 показан стандартный формат для записи данных на дискете. Этот формат известен как стандартный 1ВМ-формат, который выполняется йндеионеоа' аннуобо ,арраеио И иное и . е пехруиор ,мер ероиад н иие абреернбеод ад~есд10 р ба Ранее Ираер оМеееу абраериупеа е 6~~,~ ~ 1р оееп, е !оааеп ,Ибо ~ ранние бопепроп ббнбеои руина агпонооеебе манаме пи Оонбапе бары Рис. н90. Стандартный формат ааниси данных на дискете (формат 1ИМ 3740). для всех 77 дорожек на дискете.
Из рисунка видно, что после детектирования индикаторного отверстия с помощью оптического датчика мы получим последовательность из 46 байтов, заполненных нулями. Этн 46 байт являются тактовыми импульсами, с помощью которых производится сихронизация генератора тактовых сигналов (таймер чтения) с системой фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ) в требуемом рабочем режиме. На дискете отсутствует отдельная таймерная дорожка с датчиком и дополнительной электроникой для осуществления синхронизации. Проблема распознавания битов разрешена с помощью таймера в ниде генератора, который синхронизируется битовой информацией, содержащейся в полях адреса, данных и пустого промежутка соответствующей дорожки.
Применение ФЛПЧ-генератора тактовых импульсов означает, что биты могут находиться в любых точках дорожки и даже там, где. не содержится никаких полезных данных. Сразу же после установки головки над требуемой дорожкой включается генератор тактовых сигналов, который обеспечи- Глава 2 бил!и биге! биг~х бигпъ биге!! биииу бигпб бил!7 биге!! бий7 гилее!и ПЛЛ П ПЛЛ ГЛ~ЛЛЛ Г !пеппе!па ьибгп пипиглпдпп Бип!пг б б б б б б б б "".",*.Л П П Л Л Л П П бгггпи! !пйипеба баижлеппи и и "-"' Г1ЛЛП Л П Л.Л.тПГГ '.
— б и б б!г и жииипби ! и и г !рп перли ,и б и 7казипаппппа Г и ! ! 'лип!!и!е ! б и ,'ивпике б 'а!!!!ее б Ь~лт 1 ! аинппаачаиерииииб Рнс. 2,9Н Различие между байтом данных. байтом промежутна н меткой адреса, расположенаыми иа дискете. На рис. 2.9Д в приведена импульсная диаграмма, применяемая в МЧМ-режиме, вает синхронизацию тактовых битов и битов данных. При этом используются нули и единицы, разметценные по длине дорожки, причем частота импульсов, соответствующих единицам, превышает в два раза частоту импульсов, соответствующих нулям. Используя ФАПЧ-схему, которая реагирует как на основную частоту, так и на ее гармонические составляющие, можно осуществить непрерывное разделение тактовых импульсов и импульсов данных.
Преимущество применения ФАПЧ-геиератора заключается в том, что он реагирует на случайные изменения в скорости вращения диска. Соответствующую информацию Заполшншощие устройства [ЗУ1 этот генератор получает вз данных, запнсанных вдоль трека. Если мы теперь снова вернемся к рис. 2.90, то увидим, что после первых 48 байтов, отсчитанных от переднего фронта индикаторного импульса в заголовке, записана метка индикаторного адреса.
Эта метка появляется как первый значащий байт, который осуществляет реальную байтовую синхронизацию. Распознавание происходит так, как показано па рис. 2.91,а. Один из специальных байтов, записанных на дорожке, содержит набор битов, в котором отсутствуют три тактовых бита. Пропущенные биты обнаруживаются в процессе считывания, прн этом соответствующий байт распознается как байт метки. Как следует из рнс. 2.91,6, три младших идентификационных бита дают нам тип метки. В случае распознавания индикаторной метки система через контроллер оповещается о том, что после 32 байт, заполненных нулямн, появится адресная метка первого информационного сектора.
Считывание информации из сектора начинается с проверки адреса дорожки и сектора, после чего распознается адресная пометка. Затем следует пустой промежуток в !7 байт, который позволяет электронике при записи блоков данных переключаться с чтения ва запись. После этого мы можем переходить к чтению или записи блока данных длиной в 128 байт. Метка адреса данных сообщает, имеется лн в поле данных полезная информация или нет. Для синхронизации генератора тактовых импульсов в этом поле все время записываются биты, из которых контроллер узнает, что полезные данные из системы не поступают.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
