Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 3. Сложные ИС для устройств передачи данных (1987) (1092083), страница 32
Текст из файла (страница 32)
Так, факт, что контроллер заполнил это поле бесполезными данными, необходимо указать в начале поля данных. Эта операция осуществляется с помощью метки адреса данных. При записи данных таймер чтения отсутствует и тактовый сигнал обеспечивается кварцевым генератором. Блок данных заканчивается пустым промежутком данных. Этот промежуток необходим для того, чтобы по окончании переноса данных иметь определешзый интервал для распознавания следующего адреса. Данные записываются на дорожке так, как показано нв рис. 2.91, Из рисунка видно, что единицы имеют двойную частоту по сравнению с частотой, используемой для записи нулей. Как мы уже говорили выше, здесь также идет речь о частотной модуляции (ЧМ). Как известно, при переходе от внешних дорожек к внутренним плотность записи информации на дорожках возрастает, а частота тактовых импульсов остается равной 250 кГц. Максимальную плотность записи имеет дорожка 77.
Увеличение плотности записи, естественно, влияет на надежность считывания информации. В частности, при этом возникает сдвиг вер- Глыа 2 шины сигнала, в результате чего приходится уменьшать ток записи для дорожек от 44 до 77 включительно. Одним из вариантов ЧМ-метода является модифицированный ЧМ-метод (МЧМ), который обеспечивает в два раза более высокую плотность записи. В МЧМ-режиме тактовые импульсы декодируются в виде последовательности битов данных, показанной на рис. 2.91, в.
Здесь байт разделен на битовые ячейки, при этом данные записаны в середине битовых ячеек. Если значение бита равно 1„то появляется импульс. Тактовые биты записаны между последовательно расположенными нулями. На рис. 2.91,в такая ситуация возникает между битовыми ячейками 4 и 5. При таком варианте кодирования расстояние между соседними импульсами составляет 2, 3 и 4 мкс. Здесь получена плотность записи, в два раза более высокая, чем в ЧМ-режиме. Для управления ЗУ с гибкими дисками выпускаются контроллеры типа рРРЗ?2 фирмы НЕС, которые обеспечивают генерацию управляющих сигналов и подготавливают деление данных на блоки или страницы.
Кроме этого, контроллер обеспечивает последовательный и параллельный режимы доступа, декодирование блоков данных, а также выполняет необходимые проверки контрольных сумм. Тем не менее остается еще большой объем работы для системы и ее специальных подпрограмм (сервисных подпрограмм), необходимых для обеспечения обмена данными с дискетой. В системах, работающих с большим числом дисковых накопителей, часто используется специальная вспомогательная ЭВМ, которая в автономном режиме обеспечивает обмен данными с дисками.
В общем случае для этой цели подходят микропроцессоры, которые программируются так, чтобы обеспечить автономный обмен данными. Для проверки контрольных сумм здесь используется так называемый символ циклического контроля (СКС). В ходе последовательного контроля все биты, находящиеся в байтах, обрабатываются математически методом полиномов (для этой цели применяются полииомы разных типов), а затем из полученного результата формируются два байта, которые записываются после блока данных. При считывании блок данных обрабатывается таким же образом„и новые контрольные байты сравниваются с записанными.
Если зафиксировано совпадение контрольных байтов, значит„ блок данных считан правильно. В гл. 4 мы еще вернемся к различным современным методам контроля блоков данных. Недостатком дискеты является то, что, несмотря на экранирующее покрытие (пластиковый конверт), пыль через микро- щели все-таки попадает на поверхность дискета, что приводит л снижению надежности хранения данных. Нередко получается Заполипаккчие устройства (Зо) так„что аккуратно записанные данные через некоторое время прочитать уже невозможно.
Причиной этого эффекта может быть накопление пыли на поверхности дискеты. По этой причине понятна тенденция к использованию дисковых ЗУ с так называемыми жесткими дисками в конвертах. непроницаемых для пыли. Надежная защита от пыли позволяет использовать в таких ЗУ тонкопленочные магнитные головки, которые обеспечивают плотность записи, превышающую Вювбуиюнеероноцюенон юсаорюбьпиюв лереапеиь уиобврвюиьиые рььп н сверномннноивирьиеио огоаоювибосп ионовие ионобио бюнювв рьонвинрюн иарюбою'ноиомиоб пероиюию тра ьбннр Рис.
2.92. Жесткий диск со считыванием данных с обеих сторон лиска. в 20 — 30 раз ту, которая принята для дискет (218,8 Кбайт) Такие головки подвешиваются на высоте 5 мкм от поверхности диска. Применяемые диски имеют диаметры 14, 8 и 5,25 дюйма (13,56; 20,32 и 13,33 см). Мини-диск диаметром 13,33 см (2 диска) предназначен для использования в основном ЗУ (6,38 Мбайт). Для расширения памяти в систему с помощью контроллера включаются дополнительные ЗУ на дискетах или кассетах.
Этот контроллер обеспечивает обмен данными как между центральной ЭВМ н основным ЗУ, так и между основным ЗУ и периферийными дискетами и кассетами. В последнем случае вмешательство центральной ЭВМ не требуется, т. е. контроллер управляет обменом данных автономно. Область применения ЗУ с жесткими дисками включает в себя микроЭВМ для небольших банковских и административных учреждений, процессоры с пословной обработкой, а также приборные и процессорные ЭВМ с языками программирования ВА81С и РАЯСА1..
даава 2 Рис. 2.93, Устройство с жестким диском под гермешзпроваооой кришной. Рис. 2.94. Устройство с дискетой типа 9898А фирмы Нею1е11-Раската (двой- ная плотность 2,36Х 1О' байт), Жесткий диск допускает запись на обеих сторонах. Несомненно, мипп-диск будет изделием массового производства, и поэтому его продажная цена будет довольно низкой.
На рпс. 2.92 представлен поперечный разрез мини-дискового ЗУ с жестким диском, который имеет двустороннее покрытие. На рнс. 2.93 пркведепа фотография устройства с жестким диском, причем шпиндель, на котором крепится диск, имеет привод от дви- Зааоеиаииощие устройства РУ) гателя с пластиковым приводным ремнем. На рис. 2.94 показано ЗУ с дискетой, которое поставляется в продажу фирмой Нетч!ест-раскагд. 2.28. ЗУ на оптических дисках Этот тип ЗУ, которое разрабатывалось в течение последних нескольких лет, включает в себя видеопластинки с оптической головкой записи-воспроизведения, (вместо магнитной головки), а также полупроводниковый лазер и р — с' — и-диод.
Основное назначение этого ЗУ вЂ” использование в качестве устройства массовой памяти, т. е. библиотеки, в которой будут храниться огромные массивы информации. Так как видеопластинка не имеет механического контакта с головкой, то информационную дорожку можно защитить экранирующнм слоем так, что при этом качество считывания уже не будет зависеть от отпечатков пальцев, пыли и грязи на поверхности видеопластинки. №ханический нанос пластинки в процессе эксплуатации совершенно незначителен.
Глава 8 СВЯЗЬ УСТРОЙСТВ ОБРАБОТКИ С ВНЕШНЕЙ СРЕДОЙ' > 3.1. Введение Устройство обработки данных, которое не имеет удовлетворительной связи с окружающей средой, не пригодно для применения, Если вычислительная машина используется, например, для регулирования дорожного движения с помощью светофоров, то она должна одновременно приводить в действие светофоры и принимать данные, которые поступают от приборов,регистрирующих процесс движения.
Осуществление связи с внешней средой является достаточно сложным процессом, так как среда характеризуется собственным ритмом передачи информации и как следствие этого требует кодирования этой информации способами, отличными от обычных. Окружающая среда и устройство обработки данных представляют собой единое целое, составные части которого используют различные способы представления информации. Как для ввода, так и для вывода данных необходимы преобразователи, обеспечивающие неискаженную передачу данных.
В приведенном примере с применением вычислительной машины для регулирования дорожного движения необходимо преобразовать логические ТТЛ-сигналы ЗВМ (0,4 или 3,5 В) в сигналы замыкания или размыкания цепи, в которой находится светофор. В некоторых случаях последовательный двоичный код в телефонном канале передачи данных необходимо преобразовывать в параллельный двоичный код, обрабатываемый в ЗВМ. Системы обработки данных используются для регулирования химических процессов, в частности при распределении тока и газа, а также для управления станкамн н в качестве конторской вычислительной техники. Зги устройства должны обеспечивать прием илн передачу данных, представленных в соответствующей форме для управлении процессом, В этой главе будут рассмотрены различные аспекты пробле- о Внешней средой в данной главе называются внешние приборы, от которыя поступают данные на обработку (например, датчики), либо устройства, принимающие обработанные данные (например, индикаторы, печатающие устройства и т.
д.). — Прим. Ред. Свесь устройств обработки с внешней средой мы обмена данными, но необходимо заметить, что мы не имеем возможности дать здесь исчерпывающее изложение этих вопросов. Мы будем исходить из того, что измерительные приборы в общем случае вырабатывают аналоговый сигнал„амплитуда которого имеет определенную взаимосвязь с измеряемой величиной. Причем такая зависимость между сигналом и измеряемой величиной не всегда бывает линейной. Если для управления исполнительными механизмами необходим аналоговый сигнал, то также устанавливается зависимость между управляющим воздействием, выработанным в цифровой форме, и аналоговым сигналом.
Система обработки данных может принимать и вырабатывать только двоичные данные, а следовательно, для осуществления связи между системой и окружающей средой необходимо использовать аналого-цифровой или цифро-аналоговый преобразователь. Один из методов, часто используемый как для приема, так и для передачи данных, заключается в кодировании их значениями О/1. Прн этом лишь определяется, являетсн ли даннзя величина активной или нет. Сказанное относится, например, к сигналам управления газовыми или жидкостными вентилями («открыто-закрыто») и сообщениям о наличии газа или жидкости в трубе («да-неть). Такой метод кодирования сообщений легко реализуется с помощью цифровой системы, так как уровни напряжений, соответствующие логическому О или 1, воспринимаются ее входными цепями и формируются на ее выходах. К устройствам, вырабатывающим необходимые логические уровни напряжений, относятся микровыключатели, генераторы Холла и оптические детекторы при условии обеспечении их достаточным количеством света.
Если измерительные и считывающие устройства вырабатывают сигнал в другой форме, то его предварительно нужно преобразовать в логический уровень напряжения. Для этого сигнал подается на аналоговую схему сравнения, имеющую гистерезис, и сравнивается с эталонным напряжением. Б зависимости от того, является ли аналоговое напряжение вьппе или ниже эталонного напряжения, на выходе схемы сравнения появится сигнал логического О или 1, который подается непосредственно на вход цифровой системы. Схема сравнения должна иметь гистерезис, чтобы исключить неопределенность при уровне входного напряжения, равного эталонному.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
