Вказівки до звіту

Звіт повинен мати:

• - найменування та мету роботи;

• - опис виконаних дій по пунктах;

• - короткі висновки по роботі.

Лабораторна робота №8

Тема: «Дослідження та робота з енергонезалежними електронними накопичувачами інформації»

Мета роботи: Провести конфігурування мікросхему MC146818 системної плати. Навчитися проводити обслуговування енергонезалежних електронних накопичувачів інформації.

Матеріальне забезпечення занять

1. Типове робоче місце: персональний комп’ютер.

2. Програми R-Studio, ChipGenius, usbdeview.

3. Флеш-накопичувач.

3. Локальна мережа лабораторії.

Короткі теоретичні відомості

"Робота з регістрами cmos-memory"

Компьютер AT зберігає інформацію про конфігурацію в мікросхемі MC146818 фірми Motorola, разом з часами реального часу. Він зовсім не має мікросхеми інтерфейсу з периферією 8255, хоч для управління мікросхемою таймера і прийому даних з клавіатури використовуються ті ж самі адреси портів. Мікросхема має 64 регістри, пронумерованих від 00 до 3FH.Для читання регістра треба спочатку послати його номер в порт з адресою 70H, а потім прочитати його через порт 71H. Приведемо тут тільки короткі зведення:

Номер регістра	Використання
10H	тип накопичувача НГМД
12H	тип накопичувача фіксованого диска
14H	периферія
15H	пам'ять на системній платі (молодший байт)
16H	пам'ять на системній платі (старший байт)
17H	загальна пам'ять (молодший байт)
18H	загальна пам'ять (старший байт)
30H	пам'ять понад 1 мегабайту (молодший байт)
31H	пам'ять понад 1 мегабайту (старший байт)

Кожний з трьох каналів мікросхеми таймера 8253 (8254 для AT) складається з трьох регістрів. Доступ до кожної групи з трьох регістрів здійснюється через один порт; номери портів від 40H до 42H відповідають каналам 0 - 2. Порт пов'язаний з 8-битным регістром вводу/виводу, який посилає і приймає дані для цього каналу. Коли канал запрограмований, то через цей порт пересилається двобайтне значення, спочатку молодший байт, потім - старший. Це число передається в 16-бітный регістр засувки (latch register), який зберігає це число і з якого копія вміщується в 16-бітный регістр лічильника. У регістрі лічильника число меншає на одиницю кожний раз, коли імпульс від системного годинника пропускається через канал. Коли значення цього числа досягає нуля, то канал видає вихідний сигнал і потім нова копія регістра засувки поміщається в регістр лічильника, після чого процес повторюється. Чим менше число в регістрі лічильника, тим швидше ритм. Всі три канали завжди активні: процесор не вмикає і не вимикає їх. Поточне значення будь-якого з регістрів лічильника може бути прочитане в будь-який момент часу, не впливаючи на рахунок.

Кожний канал має дві вхідні і одну вихідну лінію. Вихідна лінія виводить імпульси, що виникають внаслідок підрахунку. Призначення цих сигналів варіюється в залежності від типу IBM PC.

Канал 0 використовується системними часами часу діб. Він встановлюється BIOS при старті таким чином, що видає імпульси приблизне 18.2 рази в секунду. 4-байтний лічильник цих импульсів зберігається в пам'яті за адресою 0040:006C (молодший байт зберігається першим). Кожний імпульс ініціює переривання таймера (номер 8) і саме це переривання збільшує значення лічильника. Це апаратне переривання, тому воно обробляється завжди, незалежно від того, чим зайнятий процесор, якщо тільки дозволені апаратні переривання. Вихідна лінія використовується також для синхронізації деяких дискових операцій, тому якщо Ви змінили її значення, то Вам необхідне відновити первинне значення перед зверненням до диску.

Канал 1 керує оновленням пам'яті на всіх машинах, крім PCjr, тому його краще не використовувати. Вихідна лінія цього каналу пов'язана з мікросхемою прямого доступу до пам'яті і її імпульс примушує мікросхему DMA оновити всю пам'ять. На PCjr канал 1 служить для перетворення вхідних даних від клавіатури з послідовної в паралельну форму. PCjr не використовує мікросхему прямого доступу до пам'яті, тому коли він замість цього проганяє дані через процесор, то переривання від таймера заблоковано. Канал 1 використовується для підрахунку заблокованих імпульсів часів доби, з тим щоб можна було оновити значення лічильника після завершення дискових операцій.

Канал 2 пов'язаний з гучномовцем комп'ютера і він проводить прості прямокутні імпульси для генерації звуку. Програмісти мають більший контроль над 2 каналом, ніж над іншими. Прості звуки можуть генеруватися одночасно з іншими програмними операціями, а більш складні звукові ефекти можуть бути досягнуті за рахунок використання процесора. Канал 2 може бути від'єднано від гучномовця і використовуватися для синхронізації. Нарешті, якщо вихідна лінія каналу 2 пов'язана з динаміком компьютера, то динамік не буде генерувати звук доти, поки не зроблені певні установки мікросхеми інтерфейсу з периферією 8255.

Дві вхідні лінії для кожного каналу складаються з лінії годин, яка передає сигнал від мікросхеми системних годин і лінії, званої комірами (gate), яка включає і вимикає сигнал від годин. Ворота завжди відкриті для сигналів годин по каналах 0 і 1. Але вони можуть бути закритими для каналу 2, що дозволяє проводити деякі спеціальні маніпуляції зі звуком. Ворота закриваються встановленням молодшого біту порту з адресою 61H, який є регістром мікросхеми 8255; скидання цього біта знов відкриває ворота. Відмітимо що - як і вихід каналу 2 - біт 1 порту 61H пов'язаний з динаміком і також може використовуватися для генерації звуку.

Мікросхема таймеру може використовуватися безпосередньо для тимчасових операцій, але це рідко буває зручним. Введення годин проводиться 1.19318 мільйонів разів в секунду (навіть на AT, де системні години йдуть швидше, мікросхема таймера отримує сигнал з частотою 1.19 Мгц). Оскільки максимальне число, яке може зберігатися в 16 бітах, дорівнює 65535 і оскільки це число ділиться на частоту імпульсів від годин, рівну 18.2, то максимальний можливий інтервал між імпульсами рівний приблизно 1/12 секунди. Тому більшість тимчасових операцій використовують лічильник часу доби BIOS. Для підрахунку часу читається значення часу доби і порівнюється з деяким раніше запам'ятованим значенням для визначення числа імпульсів, що пройшли з того моменту. Спеціальний спосіб дозволяє використовувати лічильник часу доби для операцій в реальному часі.

Мікросхема 8253 надає розробникам 6 режимів роботи для кожного каналу. Програмісти звичайно обмежуються третім режимом, як для каналу 0 при синхронізації, так і для каналу 2 для синхронізації або генерації звуку. У цьому режимі, як тільки регістр засувки отримує число, він негайно завантажує копію в регістр лічильника. Коли значення в лічильнику досягає нуля регістр засувки вмить перезавантажує лічильник і т.д. Протягом половини відліку вихідна лінія включена, а протягом половини - вимкнена. У результаті виходять прямокутні хвилі, які однаково придатні як для генерації звуку, так і для підрахунку.

8-бітный командний регістр керує способом завантаження чисел в канал. Адреса порту для цього регістра рівна 43H. Командному регістру передається байт, який говорить який канал програмувати, в якому режимі. Також повинні бути передані один або обидва байти регістра засувки. Він показує також чи буде число в двійковій або BCD (двійково-десятковій) формі. Значення бітів цього регістра таке:

біт 0	якщо 0, двійкові дані, інакше BCD
3-1	номер режиму, 1 - 5 (000 - 101)
5-4	тип операції: 00 = передати значення лічильника в засувку 01 = читати/писати тільки старший байт 10 = читати/писати тільки молодший байт 11 = читати/писати старший байт, потім молодший
7-6	номер каналу, що програмується, 0 - 2 (00 -10)

Коротше кажучи, для програмування мікросхеми 8253 треба виконати три основні кроки. Після того, як третій крок завершено, запрограмований канал негайно починає функціонувати за новою програмою.

1. Послати в командний регістр (43H) байт, що представляє собою ланцюжок бітів, які вибирають канал, статус читання/запису, режим операції і форму представлення чисел.

2. Для каналу 2 треба дозволити сигнал від годин, встановивши в 1 біт 0 порти з адресою 61H. (Коли біт 1 цих регістри встановлений в 1, то канал 2 управляє динаміком. Скиньте його в 0 для операцій синхронізації).

3. Обчисліть значення лічильника від 0 до 65535, занесіть його в AX, і пошліть спочатку молодший, а потім старший байт в регістр вводу/виводу каналу (40H - 42H).

Завдання для попередньої підготовки.

1. Вивчити відповідний теоретичний матеріал.

2. Опрацювати контрольні запитання.

3. Підготовити звіт.

4. Написати програму, яка:

- зчитує і виводить поточний час з регістрів CMOS,

- дозволяє змінити час на заданий, і виводить зміст будь-якого з 64 (128) регістрів за його двійковим номером.

Хід роботи.

1. Запустити програму R-Studio.

2. Знайти в списку дисков нашу флеш-диск.

3. Виконати пункт Scan.

4. В меню сканування вказати тип файлової системи в яку була отформатована флеш.

5. Вказати Start – звідки почати сканування, зазвичай 0. Size - обчислений програмою об’єм флеш.

6. Запустити режим сканування файлової системи.

7. Відкриється список знайдених програмою в процесі сканування файлових систем. Recognized1, Recognized2, Recognized3 и так далі. Обрати Recognized з файловой системою, що була отформатована. Викликати контекстне меню і обрати Open Drive Files

8. У вкладці Recognized в списку папок $ROOT00001 и т.д. можна переглянути знайдені файли і директорії.

9. Перед потрібними нам файлами або папками ставимо галочки й натискаємо кнопку Recover Marked.

10. Потрібно обрати місце (Output Folder) куди програма скопіює відновлені файли. Якщо ви прагнете спробувати відновити інформацію в ушкоджених секторах пам'яті флэш, зніміть галочку Skip files with bad sectors. Після настроювання натискаємо OK.

11. У зазначену директорію скопыюються обрані файли. Частина даних може бути, що не читається, відновлена частково. Тоді спробувати просканувати флеш із іншими настроюваннями програми. Програма дозволяє відновлювати інформацію при випадковім видаленні файлів або швидкім форматуванні накопичувача.

Контрольні запитання

1. Флеш пам’ять основні функції, призначення, устрій, види.

2. Які параметри можна визначити по VID и PID?

3. Які функції виконує мікросхема-контроллер?

4. Що означає тестовий режим контролера флеш?

5. Як перевести флеш у тустовий режим?

6. Запишіть основні принципи створення завантажувального флеш-диску.

Обробка результатів

1. За результатами роботи оформити звіт.

2. Лістинг програми з результатами обробки.

2. Друк скріншотів виконаних дій із флеш накопичувачем.