Структура

5. Схема устройства FDD ?

Дисководы гибких дисков на сегодняшний момент можно сказать отмирают и полностью вытесняются другими носителями информации. К тому есть объективные причины – развитие более дешевых и совершенных средств для хранения и переноса информации, будь то оптические диски, флеш накопители и т.д. Разбор устройства накопителя гибких магнитных дисков представляет собой особый интерес тем, что конструктивно напоминает устройство накопителей на жестких магнитных дисках в самом начале своего развития.

На фото типичный 3,5 дюймовый дисковод гибких магнитных дисков, флопик, FDD.

На печатной плате размещен контролер интерфейса и прочие схемы управления:

Снимем крышку:

Видно, что дискета при загрузке попадает в своеобразный лафет, который опускаясь «насаживает» дискету центром на вал мотора, а головки через отодвинутую шторку прижимаются к магнитному диску. В отличие от жесткого диска движение головок осуществляется ходовым винтом, вращаемым шаговым двигателем. Данная конструкция обеспечивает жесткое позиционирование головки, что позволительно при низкой плотности записи (не сказывается температурное расширение).

Удалена верхняя часть лафета. Виден дополнительный штифт на валу привода диска.

Что бы устранить удар при загрузке дискеты применено демпфирование. Шайба с шестеренкой это масляный демпфер, лафет двигаясь вращает шестеренку, которая оказывает сопротивление вращению из-за вязкой жидкости внутри:

Головка крупным планом. Обратите внимание на устройство ее подвеса, которое обеспечивает плотное прилегание головки к поверхности диска при небольших отклонениях положения.

Двигатель привода диска бесколлекторный, трехфазный. Обратная связь осуществляется посредством датчика Холла, который фиксирует появление магнитного поля в окне при каждом полном повороте диска. Считывание окошечек в дискете производится механическими контактами, в то время как в некоторых моделях используются оптопары.

6. Сигналы и контакты fdd ? Электропитание накопителя fdd?

Для сопряжения дисковода с контpоллеpом применяется интерфейс SA-400. Соединяются они пpи помощи 34-пpоводного кабеля, в котоpом четные пpовода являются сигнальными, а нечетные - общими. Общий ваpиант интеpфейса пpедусматpивает подключение к контpоллеpу до четыpех дисководов, ваpиант для IBM PC - до двух. В общем ваpианте дисководы подключаются полностью паpаллельно дpуг дpугу, а номеp дисковода (0..3) задается пеpемычками на плате электpоники; в ваpианте для IBM PC оба дисковода имеют номеp 1, но подключаются пpи помощи кабеля, в котоpом сигналы выбоpа (пpовода 10-16) пеpевеpнуты между pазъемами двух дисководов. Иногда на pазъеме дисковода удаляется контакт 6, игpающий в этом случае pоль механического ключа.

Данные по интерфейсу передаются в последовательном коде в обоих направлениях (по разным проводам). Скорость передачи данных для дискет емкостью 1,44 Мбайт составляет 500 Кбит/с. Как и контроллер жестких дисков, контроллер гибких дисков в современных компьютерах установлен на системной плате (для старых моделей компьютеров выпускались специальные платы расширения).

Интеpфейс дисковода достаточно пpост и включает сигналы выбоpа устpойства (четыpе устpойства в общем случае, два - в ваpианте для IBM PC), запуска двигателя, пеpемещения головок на один шаг, включения записи, считываемые/записываемые данные, а также инфоpмационные сигналы от дисковода - начало доpожки, пpизнак установки головок на нулевую (внешнюю) доpожку, сигналы с датчиков и т.п. Вся pабота по кодиpованию инфоpмации, поиску доpожек и сектоpов, синхpонизации, коppекции ошибок выполняется контpоллеpом.

Стандаpтный фоpмат дискеты типа HD (High Density - высокая плотность) - 80 доpожек на каждой из стоpон, 18 сектоpов по 512 байт на доpожке. Уплотненный фоpмат - 82 или 84 доpожки, до 20 сектоpов по 512 байт, или до 11 сектоpов по 1024 байта.

 

Подключение:

Для подключения дисковода имеются два разъема: один для электрического питания, а другой для передачи данных и сигналов управления. Эти разъемы в компьютерной промышленности стандартизованы: для подключения питания используется четырёхконтактный линейный разъем Mate-N-Lock фирмы AMP большого и малого размеров, сигнальный — 34-контактные разъемы. В дисководах формата 5¼″ обычно используется большой разъем для питания, в то время как в большинстве дисководов формата 3½″ для питания используется разъем меньшего размера.

«Странность» сигнального кабеля заключается в том, что линии 10—16 разрезаны и переставлены (перекручены) между разъемами дисководов. Это перекручивание переставляет первое и второе положения перемычки выбора дисковода и сигналы включения двигателя, а следовательно, меняет на противоположные установки сигнала «DS» для дисковода, находящегося за перекручиванием. Соответственно все дисководы в компьютере с этим типом кабеля имеют перемычки, установленные одинаково, а настройка и установка дисководов (вместо первый и второй, они обозначаются в системе как A и B) упрощается. Как правило, материнская плата содержит интегрированный контроллер дисководов (равно как и отдельная плата контроллера, существовавшая в раннее), обеспечивающий установку пары дисководов.

При подключении кабелей необходимо учитывать их ориентацию, в случае если неправильно подключен сигнальный кабель, лампочка на лицевой панели дисковода будет светиться сразу после подачи питания. В случае же неправильной ориентации кабеля питания на электронную схему управления дисководом вместо 5 В подается питание 12 В, что гарантированно приводит к выходу её из строя. Учитывая, что стоимость ремонта штучной платы превышает оптовую стоимость самого дисковода, ремонт дисковода, как правило, экономически не целесообразен.

Электрическое подключение дисководов

Интерфейс для подключения 3½″ дисковода гибких дисков: малогабаритный разъём питания и разъём для подключения 34-контактного сигнального кабеля.

 

Кабели: слева питания, справа — сигнальный.

 

„Странный“ сигнальный кабель со скруткой.

 

Колодки для подключения 5¼″ (слева на фото) и 3½″ (справа) дисководов различны. Для подключения на кабеле 3½″ дисковода к колодке для 5¼″ дисковода, мог быть использован специальный переходник.

Программирование контроллера:

Контроллер гибких дисков, со стороны современного программирования, выглядит достаточно примитивно — регистры, имеющие байтовую организацию, сведены в блок из восьми последовательно расположенных ячеек (реально используется лишь часть из них).

Адрес	Обозначение	Чтение/Запись	Назначение
3F016	-	-	Не используется
3F116	-	-	Не используется
3F216	DOR	Чтение/Запись	Регистр цифрового вывода
3F316	TSR	Чтение/Запись	Регистр привода ленточного накопителя
3F416	MSR	Чтение	Основной регистр статуса
3F416	DSR	Запись	Регистр выбора скорости передачи данных
3F516	FIFO	Чтение/Запись	Регистр буфера данных
3F616	-	-	Не используется
3F716	DIR	Чтение	Регистр цифрового ввода
3F716	CCR	Запись	Регистр управления конфигурацией