Interested Article - КР1818ВГ93

КР1818ВГ93 — интегральная микросхема контроллера накопителя на гибких магнитных дисках (НГМД) производства СССР . Функциональный аналог микросхемы компании Western Digital . Микросхема обеспечивает управление процессом обмена информацией между компьютером и НГМД, позволяет программно задавать размер и число секторов на дорожке, скорость перемещения магнитных головок . Поддерживаются одинарная и двойная плотность записи. Микросхема использовалась во многих советских и российских персональных компьютерах , начиная с середины 1980-х годов. Выпускалась заводами «Квазар» и «Квантор».

Описание

Микросхема обеспечивает формирование управляющих сигналов для НГМД, преобразование данных из параллельного кода в последовательный и обратно, чтение и запись данных и индексной информации, контроль целостности информации по контрольной сумме . При записи на диск обеспечивается совместимость с двумя форматами: форматом системы подготовки данных IBM 3740 в режиме одинарной плотности ( FM ) и форматом мини-компьютера в режиме двойной плотности ( MFM ) .

Скорость обмена с НГМД составляет 250 Кбит/с в режиме одинарной плотности и 500 Кбит/с в режиме двойной. В режиме записи формируются сигналы для управления внешней схемой , необходимой для учёта нелинейности характеристик магнитных носителей. Для чтения требуется внешняя схема сепаратора данных . Поиск секторов на дорожке осуществляется по адресным меткам, которые должны быть предварительно записаны на НГМД в режиме разметки. Для контроля информации вычисляется контрольная сумма в виде двух байт с порождающим многочленом $G(x)=x^{16}+x^{12}+x^{5}+1$

Обмен информацией между компьютером и контроллером НГМД выполняется по 8-разрядной двунаправленной шине данных через 5 программно доступных внутренних регистров : регистр данных, регистр дорожки, регистр сектора, регистр команд и регистр состояния. Выбор требуемого регистра осуществляется с помощью 2-разрядной шины адреса . В таблице приведено соответствие значений разрядов адреса A1 и A0 выбираемым регистрам.

A1	A0	Чтение	Запись
0	0	Регистр состояния	Регистр команд
0	1	Регистр дорожки	Регистр дорожки
1	0	Регистр сектора	Регистр сектора
1	1	Регистр данных	Регистр данных

Синхронизация контроллера осуществляется от внешнего тактового генератора частотой 1 или 2 МГц (временные задержки приведены для частоты 2 МГц). Микросхема выпускалась по технологии N-МОП 6 мкм в 40-выводном корпусе DIP . Содержала 5600 интегральных элементов . Питание микросхемы осуществлялось от двух источников, напряжением 5 и 12 В.

Система команд

Контроллер выполняет 11 команд четырех типов: вспомогательные, записи и чтения информации, записи и чтения индексных данных, принудительного прерывания . Завершение выполнения каждой команды сопровождается установкой сигнала INTRQ. В таблице приведена структура команд контроллера.

Тип	Команда	Номера бит
Тип	Команда	7	6	5	4	3	2	1	0
I	Восстановление	0	0	0	0	h	V	r ₁	r ₀
I	Поиск	0	0	0	1	h	V	r ₁	r ₀
I	Шаг	0	0	1	u	h	V	r ₁	r ₀
I	Шаг вперед	0	1	0	u	h	V	r ₁	r ₀
I	Шаг назад	0	1	1	u	h	V	r ₁	r ₀
II	Чтение сектора	1	0	0	m	S	E	C	0
II	Запись сектора	1	0	1	m	S	E	C	a ₀
III	Чтение адреса	1	1	0	0	0	E	0	0
III	Чтение дорожки	1	1	1	0	0	E	0	0
III	Запись дорожки	1	1	1	1	0	E	0	0
IV	Принудительное прерывание	1	1	0	1	I ₃	I ₂	I ₁	I ₀

Значения флагов команд:

h — флаг установки магнитной головки в рабочее положение (при h = 0 головка поднята, при h = 1 установлена в рабочее положение)

V — флаг проверки номера дорожки (при V = 0 проверка не выполняется, при V = 1 выполняется перевод магнитной головки в рабочее положение, выдерживается пауза в 15 мс, проверяется сигнал HRDY и считывается первая найденная адресная метка. Если номер дорожки совпадает с заданным в регистре дорожки, проверка считается успешной, в противном случае устанавливается флаг ошибки в регистре сосотояния)

r ₁ r ₀ — код скорости перемещения магнитной головки

u — флаг обновления регистра дорожки (при u = 0 обновление не выполняется, при u = 1 регистр дорожки обновляется при выдаче каждого шагового импульса)

m — флаг операции над несколькими секторами (при m = 0 после выполнения операции с сектором команда завершается, при m = 1 после выполнения операции к регистру сектора прибавляется 1 и операция повторяется до достижения последнего сектора на дорожке или выдачи команды принудительного прерывания)

S — флаг выбора стороны диска

E — флаг задержки установки магнитной головки в рабочее положение (при E = 0 задержка не выполняется, при E = 1 после выдачи сигнала HLD выполняется задержка в 15 мс)

C — флаг проверки стороны дорожки (при C = 0 проверка не выполняется, при C = 1 выполняется проверка номера стороны, считанного из адресной метки, со значением флага S)

a ₀ — флаг метки данных (при a ₀ = 0 перед данными сектора записывается метка «данные» в виде байта 0xFB, при a ₀ = 1 записывается метка «удалённые данные» в виде байта 0xF8). При операции чтения сектора тип метки данных помещается в регистр состояния

I ₃ — флаг условия прерывания (при I ₃ = 1 прерывание возникает при переходе контроллера из состояния «не готов» в состояние «готов»)

I ₂ — флаг условия прерывания (при I ₂ = 1 прерывание возникает при переходе контроллера из состояния «готов» в состояние «не готов»)

I ₁ — флаг условия прерывания (при I ₁ = 1 прерывание возникает при появлении сигнала индексного маркера IP)

I ₀ — флаг условия прерывания (при I ₀ = 1 прерывание возникает немедленно)

Применение

На основе КР1818ВГ93 были построены контроллеры дисководов в компьютерах:

Также микросхема использовалась в советских и позже российских клонах ZX Spectrum в составе интерфейса Beta Disk , плате НГМД «Card-93» для компьютера « Агат » , и модуле контроллера дисковода «Партнёр 01.51» компьютера « Партнёр-01.01 » .

Особенность микросхемы: Питание следовало подавать последовательно 5 В ,а затем 12В. В противном случае микросхема моментально выходила из строя.

Ссылки

Коваленко В.А., Олейник А.В., Пархоменко Л.П., Солдатенко Л.М. БИС контроллера КР1818ВГ93 для накопителя на гибком диске // Микропроцессорные средства и системы. — 1986. — № 3 . — С. 3-8 . — ISSN .
/ Перебаскин А.В.. — 2-е изд.. — М. : Издательский дом «Додэка», 2004. — С. . — 400 с. — ISBN 5-94120-034-X .
. Дата обращения: 13 октября 2018. Архивировано из 28 июля 2018 года.
С. Рюмик. Контроллер дисководов. Канал чтения // Радиолюбитель Ваш компьютер. — 1999. — № 4 . — С. 24-25 . — ISSN .
. Дата обращения: 13 апреля 2015. 1 февраля 2015 года.
Нефедов А.В. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги. — М. : ИП «Радиософт», 2001. — Т. 12. — 544 с. — ISBN 5-93037-053-2 .
С. Ахманов, Н. Рой, А.Скурихин. // Радио. — 1989. — № 6 . — С. 34-37 . — ISSN .
. Дата обращения: 13 октября 2018. Архивировано из 14 октября 2018 года.
. Дата обращения: 22 апреля 2019. 22 апреля 2019 года.