1.6. Дисковод гибкого диска

Дисковод гибкого диска - устройство, предназначенное для записи и чтения данных сменной дискеты.

Рис. 1.13. Структурная схема дисковода

На рис. 1.13 представлена в общем виде структурная схема дисковода гибкого диска. Дисковод содержит двигатель вращения диска, который с помощью шпинде­ля (оси) заставляет диск совершать 300, 360 оборотов в минуту. Магнитные го­ловки (МГО и МП) закреплены на каретке, осуществляющей горизонтальное позиционирование вдоль поверхности диска под управлением шагового двига­теля перемещения МГ. Как известно, поверхности диска содержат дорожки, ко­торые разбиты на секторы, равные участки. Для доступа к сектору необходимо указать номер поверхности (МГО или МП), номер дорожки и номер сектора на этой дорожке. На рис. 1.14 показан принцип построения дискеты 3,5".

Рис. 1.14. Принцип построения дискеты 3 5'

а) внутренняя сторона чехла, б) гибкий пластик с магнитным покрытием

Магнитные головки через окно чехла имеют доступ к поверхности диска и ра­ботают в режиме разделения времени - в зависимости от того, на какой поверх­ности расположена требуемая дорожка. Для контакта магнитных головок с дис­ком применяется электромагнитный соленоид прижима МГ.

В дисководе установлены датчики, формирующие следующие сигналы: «За­щита от записи», «Дорожка 0», и «Индекс», - поступающие в контроллер гибкого диска. Сигнал «Защита от записи» вырабатывается, если шторка на конверте не закрыта. При установке магнитных головок на дорожку 0 формируется сигнал «Дорожка 0». Если произошел случайный сброс состояний контроллера гибкого диска, то теряется ориентация магнитных головок на поверхности диска. Для восстановления этой ориентации необходимо выполнить «рекалибровку», то есть установить магнитные головки на дорожку О. Сигнал «Индекс» указывает на начало дорожки. Блок управления принимает сигналы от контроллера гиб­кого диска и формирует сигналы, управляющие работой всех узлов дисковода.

Кроме того, блок управления формирует в контроллер гибкого диска сигнал «Готовность», если включено питание, вставлена дискета и двигатель набрал заданное число оборотов.

На обмотку магнитной головки через коммутатор поступает ток записи, фор­мируемой схемами записи в соответствии с передаваемыми битами данных. В зависимости от его направления выполняется соответствующая ориентация магнитных доменов дорожки.

Магнитный домен - элементарный участок дорожки, хранящий изменение магнитного потока. В режиме чтения данных в магнитной головке наводятся разнополярные сигналы, которые через коммутатор поступают в схему чтения и через линию «Принимаемые данные» поступают в контроллер гибкого диска.

При выполнении какой-либо программы с помощью соответствующего пре­рывания осуществляется доступ к драйверу BIOS по обслуживанию дисковода.

Программное прерывание имеет несколько выполняемых функций: форма­тирования, чтения сектора, записи сектора, сброса дисковода и т. д.

Функции программного прерывания реализуются с помощью стандартной базовой дисковой таблицы, в которой задаются время шага, времена прижима и подъема магнитных головок, время холостого вращения двигателя, длина межсекторного промежутка в байтах, номер последнего сектора, размер дан­ных, символы - заполнители пустого сектора и т. д.

На дисководе находятся два разъема: разъем питания и информационный разъем (рис. 1.156), а на рис. 1.15а показан плоский кабель, подключаемый к разъему.

Верхний провод с цветной маркировкой должен быть подключен к контакту 1 информационного разъема дисковода.

Дисковод дискеты использует питание 5 В, а напряжение 12 В - старый дис­ковод или привод жесткого диска.

По 34-жильному кабелю передаются следующие основные сигналы от кон­троллера гибкого диска к дисководу:

• выбор дисковода;

• включение мотора;

• направление движения магнитных головок;

• шаг;

• передаваемые данные и т. д.

Кроме того, от дисковода к контроллеру передаются сигналы:

• дорожка 0;

• запрет записи;

• принимаемые данные;

• индекс.

Рис. 1.15. Компоненты связи дисковода и контроллера:

а) 34-жильный плоский кабель с разъемом; б) разъемы дисковода.

Дисковод относится к устройствам быстрого доступа, выполняемого за счет перемещения магнитных головок для поиска нужной дорожки и вращения гиб­кого диска с целью нахождения требуемого сектора.Поэтому дисковод имеет следующие временные характеристики:

• время шага (позиционирование) с одной дорожки на другую;

• время загрузки (прижима) магнитных головок к поверхности диска.

Наибольшую величину имеет время позиционирования, которое разработчи­ки стараются уменьшить, например за счет отказа от шаговых двигателей и перехода к соленоидам. Другие характеристики дисковода определяются в ос­новном параметрами дискеты: емкостью (1,44 Мбайта или 2,88 Мбайта), коли­чеством дорожек (80), количеством секторов дорожки (18,36) и размером секто­ра (512 байт).

Средняя скорость передачи гибкого диска определяется следующим образом:

(Количество секторов х Размер сектора х Количество оборотов в минуту) / 60 = Число байтов в секунду.

Если на чехле дискеты находится аббревиатура HD (High Density, Высокая плотность), то это указывает на емкость 1,44 Мбайта и формат 80 дорожек и 18 секторов на каждой дорожке.

Кратко рассмотрим развитие дисководов, состоящее в том, что происходит увеличение емкости дискеты до 10 Мбайт и выше за счет увеличения числа до­рожек и секторов и плотности записи. Кроме того, используется вместо шагово­го двигателя линейный двигатель (электромагнитный соленоид), который сразу устанавливает магнитные головки на заданную дорожку без пошагового их пе­ремещения и требует размещения серводанных на дискете для определения по­ложения магнитных головок (требует систему с обратной связью в отличие от шагового привода - системы без обратной связи). В гибких дисках увеличение быстродействия достигается за счет повышения скорости оборотов двигателя, вращающего диск, и применения новых технологий, в том числе магнитоопти­ческих. В магнитооптической технологии для перемещения магнитных головок используются оптические системы, а для записи - магнитные способы. Кроме того, число секторов на дорожках поверхности диска выполняют переменным: больше на внешних дорожках (ближе к краю) и меньше на внутренних дорожках.