Контроллеры ГМД (НГМД) V3.10, V3.20, V3.31 (3.30) Орион-128 (Орион-Сервис)

Авторы: М. Бриджиди, М. Короткин, Г. Рогов и др.

Документация N 658 ОРИОН-128

Продаю платы и наборы микросхем, куплю микросхемы Магазин запчастей ПК Орион-128

Мы не преследуем коммерческие цели, мы хотим возродить ЛК Орион-128 и собрать и  объединить Орионщиков.

Версия контроллера НГМД опубликованная в журнале Радио № 5-1993 (Авторы Рогов и Бриджини)

Авторская статья НГМДРадиолюбитель №5, №6, №7 1993 г  (Орион-Софт, Сафронов Сугоняко)

Контроллер ГМД (НГМД) SP-DOS  (версия журнал Радио 12 №1992 Автор Короткин)

Операционная система CP/M-80 публикация Рогова и Бриджиди (Радио 7 -1993)

Предупреждение от В. Чистякова SP-Computer Club по поводу ПО на НГМД

ДОКУМЕНТАЦИЯ № 658

ОРИОН-128 КОНТРОЛЛЕРЫ НГМД

V3.10, V3.20, V3.31 (V3.30)

Лыткарино - Москва 1994                                        (Контроллер ГМД Орион-Софт)

Документация N 658 ОРИОН-128

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ
2. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ВЕРСИЙ КОНТРОЛЛЕРОВ
3. ХАРАКТЕРИСТИКИ И КОНСТРУКЦИИ КОНТРОЛЛЕРОВ
4. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
5. МИКРОСХЕМА КР1818ВГ93
6. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА КОНТРОЛЛЕРА V3.1
7. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА КОНТРОЛЛЕРА V3.3
8. ПОДКЛЮЧЕНИЕ КОНТРОЛЛЕРА И ЕГО СБОРКА
9. НАЛАДКА КОНТРОЛЛЕРА И ЗАПУСК СИСТЕМЫ
ИЛЛЮСТРАЦИИ

 

ТОО "Гримакс" отдел "Орион-Сервис": документация №658 Г. Рогов
ОРИОН-128 КОНТРОЛЛЕРЫ НГМД V3.10, V3.20, V3.31 (V3.30)
Практическое руководство по изготовлению и наладке контроллера дисковода для для персонального радиолюбительского компьютера "Орион-128" а также по запуску операционном системы СР/М
Издание первое Подписано в печать 3.01.94 Тираж 2000 экз.  Авторский коллектив - Г. Рогов, В. Михеев, М. Короткин, О.Федоров, С.Булатов, М. Бриджиди, К. Тимербаев Технический редактор - Г. Хоменко Компьютерная верстка - М. Бибиков. (С) 1993 ТОО "Гримакс И.

1. ВВЕДЕНИЕ

Одной из самых распространенных дисковых операционных систем (ОС), предназначенных для работы на 8-разрядных компьютерах, является ОС СР/М-80 (далее просто СР/М). Огромное количество самых разнообразных системных и прикладных программ, написанных для работы с этой ОС, предоставляют пользователю широчайшие возможности. В их числе мощные средства текстообработки (текстовые редакторы и текстовые процессоры), средства обработки информации (СУБД, электронные таблицы и др.), пакеты для написания программ на различных алгоритмических языках. При своей работе ОС СР/М не использует архитектурных особенностей компьютеров, поэтому может быть адаптирована для работы практически на любом 8-разрядном компьютере.

СР/М установлена на многих 8-разрядных компьютерах зарубежного производства, выпускавшихся в основном в середине 80-х годов, а также на широко распространенных в нашей стране ПК "Корвет" [1] и Robotron-1715. Поэтому подключение контроллера дисковода к "Ориону-128" целесообразно прежде всего для обеспечения возможности работы с ОС СР/М. Впервые подключили контроллер дисковода к "Ориону-128" и адаптировали СР/М в С.-Петербурге в начале 1991 года. Разработка была выполнена коллективом Алексея Кузнецова и получила широкое распространение под названием "ленинградского" варианта. Большинство контроллеров дисковода, появившихся позже, разработаны именно на базе "ленинградского" варианта. Благодаря этому вариант расположения в адресном пространстве "Ориона-128" регистров микросхемы КР1818ВГ93 и регистра управления контроллера, а также его формат, стали стандартными (см. Табл. 6, Табл. 7 и [2]), и большинство ныне существующих контроллеров для "Ориона-128" совместимы программно. Это дает пользователям возможность использования программного обеспечения, разработанного различными авторами, без переделки схемы имеющегося у них контроллера.

Программное обеспечение, разрабатываемое "Орион-Сервис" для собственного варианта контроллера дисковода, полностью соответствует стандарту [2] и может быть использовано на любых контроллерах, совместимых с "ленинградским". Что касается самого контроллера "Орион-Сервис" (а точнее версии V3.1 и выше), то для работы с ним может быть использовано не только программное обеспечение, соответствующее требованиям (2), но и ориентированное на контроллер дисковода "Орион-Софт" (В. Сугоняко, В.Сафронов) и другие совместимые с ним контроллеры.

2. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ВЕРСИЙ КОНТРОЛЛЕРОВ

Как было отмечено выше, "ленинградский" контроллер является прототипом большинства существующих ныне контроллеров дисковода для "Ориона-128".

Первая версия контроллера "Орион-Сервис" (V2.1 - V2.3) а также первые версии программного обеспечения, распространявшегося "Орион-Сервис" (ОС СР/М с BIOS V2.1, V2.3 и др.), были разработаны по технической документации, предоставленной А.Кузнецовым. В дальнейшем схема контроллера была полностью переработана и были выпущены новые, имеющие принципиальные отличия, версии СР/М.

Новая версия контроллера (V3.1) была выпущена в мае 1992 года, а несколько позже - две ее модификации (V3.2 и V3.3). Они имеют небольшие схемотехнические отличия, но полностью совместимы программно и одинаковы в работе. Имея любую из этих версий контроллера, Вы сможете работать с любым программным обеспечением, разрабатываемым "Орион-Сервис" для контроллера дисковода. О программном обеспечении рассказано в разделе 3.

Версия  (V3.10). Схема контроллера известна под номером V3.10 и описана в настоящей документации и в документации №650 "Орион-Сервис". Печатная плата, разработанная для этого контроллера, имеет номер V3.10 (изделие №600). Контроллер V3.1 имеет асинхронный формирователь импульсов RAWR (данных при чтении), построенный на микросхеме К155АГЗ, что можно считать его недостатком из-за возникновения в некоторых случаях необходимости настройки формирователя. Из-за использования "неполного" адресного дешифратора регистры контроллера занимают все адресное пространство порта расширения "F7" (0F700H...0F7FFH). Достоинством контроллера можно считать возможность подбора и установки оптимального времени задержки при использовании дисководов, самостоятельно не формирующих сигнала готовности; к числу таких относится СМ5321 (МС531), а также многие дисководы зарубежного производства.

Версия 3.2 (V3.20). Схема этого контроллера опубликована в журнале "Радиолюбитель" |31, и является промежуточной между V3.1 и V3.3. К сожалению, при подготовке материалов к печати в схеме контроллера было допущено несколько ошибок. При ее повторении без исправления ошибок контроллер будет неработоспособен. Печатные платы контроллера V3.20 "Орион-Сервис" не производит.

Версия 3.3 (V3.30, V3.31, V3.32). Схема этого контроллера (V3.30) опубликована в журнале "Радио" [2]. При разработке печатной платы в схему V3.30 были внесены незначительные изменения с целью получения более оптимальной топологии. Измененная схема имеет номер версии V3.31, и описана в настоящей документации. Печатной плате по схеме V3.31 присвоен номер версии V3.32 (изделие №607). В контроллере V3.3 применен асинхронно-синхронный формиророватель импульсов RAWR, обеспечивающий более надежное, чем в контроллере V3.1, считывание информации и не требующий наладки. Адресный дешифратор контроллера построен по схеме полной дешифрации, благодаря чему интервал 0F730H...0F7FFH адресного пространства "Ориона-128" свободен, и контроллер не оказывает помех при подключении к "Ориону-128" других устройств расширения.

3. ХАРАКТЕРИСТИКИ И КОНСТРУКЦИИ КОНТРОЛЛЕРОВ

Описанный в настоящей документации контроллер дисковода для "Ориона-128" и его модификации разработаны специалистами "Орион-Сервис". При разработке контроллера ставилась задача получить универсальный, не содержащий дефицитных деталей и простой в сборке и наладке контроллер, программно совместимый с предыдущими и аналогичными разработками.

Контроллер V3.1 и его модификации рассчитаны на подключение дисководов под 5-дюймовые дискеты. Сами дисководы могут быть 40- и 80-ти дорожечными, одно- и двусторонними. Интерфейсы дисководов могут быть различными и могут иметь или не иметь выходного сигнала "готов". Операции чтения/записи могут производиться с одинарной и двойной плотностью. Программное обеспечение "Орион-Сервис" (а точнее ОС СР/М с BIOS V2.61 и выше), предназначенное для работы с этими контроллерами, позволяет установить оптимальные временные параметры для дисководов различных типов, что расширяет номенклатуру используемых НГМД. Количество одновременно подключаемых дисководов может быть от I до 4.

Рекомендуемые типы дисководов - МС5305, МС5311, МС5323 (МС5323.01) или любые другие отечественного и зарубежного производства, позволяющие работать в 80-дорожечном двустороннем формате с двойной плотностью записи. При этом информационная емкость 5-дюймовой дискеты составляет 780 Кбайт.

Нельзя использовать дисководы под дискеты с высокой плотностью записи (1,2 Мбайта), т.к. микросхема КР1818ВГ93 не поддерживает такой формат. Заметим, что в некоторых типах дисководов на 1,2 Мбайта предусмотрены перемычки, при определенной установке которых эти дисководы могут работать в режиме 800 Кбайт. При большом желании Вы сможете использовать с контроллером 8-дюймовые дисководы, однако такой вариант авторы не поддерживают. С контроллером также можно использовать 3-дюймовые дисководы на 800 Кбайт, устройство которых аналогично 5-дюймовым.

Контроллер дисковода собран на печатной плате размером 95*95 мм, соединяемой с платой процессора "Ориона-128" через системный разъем. Для этого может быть использована кросс-плата, соединение проводами или непосредственное соединение. Рекомендуемый тип разъемов - СНП58-64 (двухрядные 64-контактные). При использовании кросс-платы Вы сможете без труда подключить к "Ориону" другие устройства расширения, например плату таймера (КР512ВИ1) или универсального модуля расширения с контроллером прерываний (документацию на изготовление этих устройств а также печатные платы можно приобрести в "Орион-Сервис"). При непосредственном соединении плата контроллера устанавливается над платой "Ориона-128" в параллельной плоскости деталями вверх, а соединение производится отрезками луженого провода, пропускаемыми насквозь в находящиеся друг над другом отверстия обеих плат. В случае использования разъемов при непосредственном соединении разъем на плату контроллера устанавливается снизу ("мама"). Сверху платы контроллера можно установить "папу", получив таким образом своеобразную замену кросс-платы.

Кабель дисководов подключается к плате контроллера через трехрядный разъем СНП-30 (на плате "мама").

4. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Основной программой, поддерживающей на "Орионе-128м работу с контроллером дисковода, является дисковая операционная система СР/М-80. Для начального ознакомления с СР/М рекомендуем воспользоваться литературой [1, 4, 51.

Для работы с файлами ORDOS разработана специальная программа "Lord" [6 J, работающая в среде СР/М и предназначенная для обмена файлами между СР/М и ORDOS. Программа "Lord" выполняет операции записи на дискету файлов, сформированных при работе ORDOS в квазидиске "Ориона-128" (а также обратные операции), и обеспечивает различные сервисные возможности.

Операционная система СР/М для работы с контроллером, а также все программы, предназначенные для работы с СР/М, поставляются на дискетах.

Для загрузки СР/М с дискеты и ее запуска необходима специальная программа-загрузчик, дамп которой приведен в Таблице 1. Стартовый адрес программы - 0В400Н.

Таблица 1 Дамп программы загрузчика BOOT$

Внимание! Загрузчику должно быть присвоено имя "ВООТ$". Это имя является зарезервированным и используется некоторыми программами для автоматической загрузки СР/М.

Ниже рассказано об особенностях основных версий операционной системы СР/М, разразработанных в "Орион-Сервис" для работы с контроллером.

Все перечисленные версии работают в 1-ой странице ОЗУ, имеют стандартизированный BIOS (благодаря чему возможно использование стандартных СР/М-программ практически без ограничений), могут работать с МОНИТОРами 1 и 2 (а также любыми другими, имеющими соответствующие подпрограммы) и некритичны к типу клавиатуры.

СР/М V2.2, BIOS V2.60 - аналогична описанной ниже версии. Распространения не получила из-за обнаруженных ошибок.

СР/М V2.2, BIOS V2.6! - версия общего применения. Позволяет работать с 4-мя дисководами, которые могут быть различных типов (40- и 80-дорожечные, одно- и двусторонние, с одинарной и двойной плотностью записи). В этой версии были впервые реализованы следующие возможности:

- псевдоаппаратный курсор;

- буферизированный ввод с клавиатуры;

- встроенный драйвер печати;

- возможность установки индивидуальных параметров каждого из четырех дисководов (количество дорожек, время перемещения головки);

- по сравнению с предыдущими версиями имеет более высокую надежность выполнения операций записи/считывания.

СР/М V2.2, BIOS V2.70 - промежуточная версия. О ней упоминается в [4]. Из-за выпуска более новой версии (BIOS V3.00) эта версия ОС не распространялась.

СР/М V2.2, BIOS V3.00 - версия общего применения. Поддерживает работу только с тремя дисководами. Наряду с перечисленными выше возможностями ОС с BIOS V2.61, эта версия:

- обеспечивает возможность работы с цветом;

- обеспечивает возможность работы с квазидиском ОЗУ емкостью 120 Кбайт (при наличии в компьютере платы расширения ОЗУ до 256 Кбайт);

- имеет встроенные команды для управления режимами BIOS (F1 -команды);

- имеет встроенные режимы эмуляции кодировки КОИ-8 и управляющих кодов Robotron-1715;

- имеет более высокую надежность и скорость выполнения операций записи/считывания.

СР/М V2.2, BIOS V3.I0 - версия общего применения. Является модификацией версии ОС с BIOS V3.00 и имеет следующие отличия:

- внесены изменения в подпрограмму обслуживания принтера;

- улучшен опрос клавиатуры;

- устранены конфликтные ситуации при работе с программой INITE.COM.

С программами-утилитами, необходимыми для работы с ОС и поставляемыми на дистрибутивных дискетах, Вы сможете подробно ознакомиться в рекомендованной литературе [1, 4] а также в текстовых файлах, поставляемых на дискетах совместно с этими программами.

Кроме перечисленных выше версий СР/М, Вы можете использовать другие ранее выпущенные "Орион-Сервис" версии, а также любые программы, поддерживающие работу с дисководом и ориентированные на "ленинградский" контроллер и совместимые с ним, а также на контроллер "Орион-Софт" и совместимые с ним контроллеры.

О новых версиях СР/М "Орион-Сервис", работа по разработке которых ведется постоянно, а также обо всех программах для работы с СР/М Вы можете узнать из рекламных каталогов, регулярно рассылаемых по почте зарегистрированным клиентам "Орион-Сервис".

5. МИКРОСХЕМА КР1818ВГ93

Для облегчения процесса наладки и дальнейшей эксплуатации ниже приведены некоторые сведения о БИС КР1818ВГ93 [7 |.

Микросхема КР1818ВГ93 представляет собой однокристальное программируемое устройство (контроллер), предназначенное для управления выводом информации из ЭВМ на гибкие магнитные диски и вводом информации из НГМД в ЭВМ. Микросхема обеспечивает программирование номера дорожки, сектора и стороны диска, программирование длины сектора, режимов поиска дорожки и установки магнитной головки (МГ) в исходное положение, режимов чтения н записи информации и скорости перемещения магнитной головки. Контроллер КР1818ВГ93 позволяет организовать автоматический контроль считываемой и записываемой информации по контрольному коду (КК), записываемому в конце индексного и информационного массивов. Индексный массив включает адресную метку, номер сектора, номер дорожки и номер стороны диска. Информационный массив содержит метку и непосредственно данные.

В режиме записи микросхема обеспечивает выдачу сигналов предкомпенсации записи в зависимости от кодов, представляющих информацию. Вывод информации из ЭВМ выполняется по сигналу "Запрос данных", формируемому микросхемой, а считывание определяется сигналами "Готовность" и "Индексный импульс", выдаваемыми дисководом.

Обмен информацией с ЭВМ осуществляется по 8-разрядной двунаправленной шине данных. Запись информации на ГМД осуществляется с одинарной и двойной плотностью, под которыми подразумеваются, соответственно, запись с частотной модуляцией и модифицированной частотной модуляцией.

Микросхема обеспечивает работу с ГМД размером 133 мм (5 дюймов) и 203 мм (8 дюймов). При этом тактовая частота внешнего генератора равна соответственно 1 МГц и 2 МГц. Максимальное программируемое число дорожек - 256. Максимальная скорость обмена информацией составляет 250 Кбит/с при одинарной плотности записи и 500 Кбит/с при двойной.

Микросхема выполнена в 40-выводном пластмассовом корпусе типа 2.123.40.2.

Ниже рассмотрено назначение выводов БИС КР1818ВГ93. Таблица 2

Примечания:

1. Знак "/" означает, что данный вывод является инверсным.
2. Выводы 33, 38 и 39 - с открытым истоком, требующие подключения к источнику питания +5 В через резистор 10 кОм. Названия внутренних регистров БИС, выбираемых с помощью сигналов АО, А1, и их назначение, а также адреса, по которым они выбираются в "Орионе-128" при работе описываемого контроллера, следующие:

- регистр данных (Рг.Дан.) и регистр сдвиговый (Рг.Сдв.) для приема, хранения и преобразования данных - адрес 0F703H;
- регистр сектора (Рг.Сект.) для хранения информации о номере считываемого (записываемого) сектора - адрес 0F702H;
- регистр дорожки (Рг.Дор.) для записи номера требуемой дорожки или хранения информации о номере дорожки, на которой находится МГ - адрес 0F701Н;
- регистр команд (Рг.Ком.) для записи текущей выполняемой команды - адрес 0F700H (только запись);

- регистр состояния (Рг. Сост.) для определения текущего состояния различных функциональных узлов микросхемы и НГМД - адрес 0F700H (только чтение).
Функциональное назначение разрядов регистра состояния (Рг. Сост.) микросхемы КР1818ВГ93 и их соответствие признакам при выполнении различных команд указано в Таблице 3. Наличие признака соответствует единице в данном разряде.
Микросхема КР1818ВГ93 обеспечивает прием и выполнение 11 команд. Их структура рассмотрена в Таблице 4.

Примечания:
h - код установки МГ в рабочее положение (0 - поднята, I - устанавливается в рабочее положение); V - код, определяющий необходимость проверки положения МГ (0 - не проверяется, 1 - читается и проверяется номер дорожки, на которой находится МГ);
40, 41- коды, определяющие скорость перемещения МГ (см. Табл. 5);

II - код, определяющий состояние Рг. Дор. при перемещении МГ (0 - не изменяется, 1 - при каждом шаговом импульсе состояние Рг.Дор. изменяется на один бит);

m - код, указывающий на обращение к одному (ш=0) или нескольким (ш=1) секторам;

S - код, определяющий номер стороны диска (О или 1);

- код, указывающий на выполнение задержки 15 мс для установки МГ в рабочее положение после сигнала HLD (при 0 задержка не осуществляется);

- код, указывающий на необходимость проверки стороны диска в процессе идентификации индексной области (при 0 номер стороны диска не проверяется);

аО - код выбора байта защиты данных для записи в области индексной адресной метки (при аО - О записывается 0F8H, указывая, что данные могут стираться, при аО - 1 записывается 0FBH, указывая, что данные сохраняются).

Зависимость времени перемещеия МГ от кодой 40, 41 и состояния входного сигнала TEST показана в Таблице 5.

6. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА КОНТРОЛЛЕРА V3.1

Контроллер V3.1 построен на 14 микросхемах. Его принципиальная схема (v3.1) приведена на Рис. 1. Монтажная схема, соответствующая печатной плате V3.10, показана на Рис. 3,

Генератор тактовой частоты собран на элементах DD1.1, DD1.2 (К555ЛН1) и кварцевом резонаторе ZQ1. Счетчик-делитель DD2 (К555ИЕ5) вырабатывает последовательности импульсов с частотами 2 МГц и 4 Мгц для синхронизации схем преобразования данных при выполнении операций записи/считывания и 1 Мгц для тактирования микросхемы DD3 (КР1818ВГ93). Перемычками П1 и П2 можно изменять схему включения счетчика DD2, что дает возможность применения в контроллере кварцевых резонаторов как на 8 МГц, так и на 16 МГц. При частоте кварца 8 МГц необходимо удалить перемычку П2, а при 16 МГц - П1.

Для микросхемы DD3 (КР1818ВГ93) применена стандартная схема включения. Через системный разъем ее выводы DB0...DB7, АО, Al, /CLR, /W и /R соединены непосредственно с шинами "Ориона-128". Микросхема DD8 (К555ТМ9) - регистр управления контроллера (CR). Назначение каждого бита записываемых в него данных рассмотрено в Таблице 6.

Обращение процессора к регистрам DD3 и CR производится как к ячейкам памяти, при чем в CR информация может только записываться. Адреса регистров приведены Таблице 7.

На элементах DD6.2, DD1.3, DD4.1, DD4.2, DD4.3 выполнен адресный дешифратор контроллера. При низких уровнях сигнала на адресных линиях А2, А 5 осуществляется выбор регистров микросхемы DD3, а при любых других комбинациях сигналов -регистра CR. Таким образом, микросхема DD3 выбирается по адресам F700H...F703H, а регистр CR - по адресу F720H. Кроме того, эти регистры выбираются по ряду других адресов в диапазоне 0F700H...0F7FFH, занимая все адресное пространство порта расширения.

Естественно, что при такой работе адресного дешифратора контроллера V3.I подключать к "Ориону-128" другие устройства расширения нельзя. Для обеспечения возможности подключения других устройств необходимо доработать адресный дешифратор контроллера так, чтобы адреса 0F730H...0F7FFH оказались свободными.

Один из возможных вариантов доработки приведен на Рис. 5. В контроллер вводится дополнительная микросхема DD4 (К555ИД7). Для ее подключения необходимо разорвать связь между контактом разъема ВЗО и выводами 10, 12 микросхемы DD4 (K555JIJI1), а последние соединить через диоды VD1...VD3, выполняющими функцию логического элемента МИИ (логического "ИЛИ" для сигналов низкого уровня), с выходами DDI д. Таким образом, обеспечивается выбор регистров контроллера только по адресам 0F700H...0F72FH.

Сигнал DSYN, поступающий в контроллер с платы "Ориона", используется для синхронизации схемы формирования сигнала RDY, подаваемого на процессор. Схема построена на элементах DD5.1 и DD5.2. Вход 1 элемента DD5.1 (контакт В28 системного разъема) зарезервирован для дальнейшего расширения "Ориона". Данная схема "растягивает" сигналы записи и считывания при обращении процессора к медленно работающим устройствам, к числу которых относится микросхема КР1818ВГ93, обеспечивая тем самым ее надежную работу.

Выбор дисковода определяется состоянием выходов Q0 и Q1 регистра CR (DD8) и осуществляется при помощи дешифратора DD12 (К555ИД4). При низком уровне на выходе Q2 DD8 и высоком на выходе HLD DD3 дешифрция будет разрешена и на одном из выходов SO...S3 контроллера появится низкий уровень.

Все выходные цепи контроллера буферизированы элементами с открытым коллектором DD13 (К155ЛНЗ), DD14 (К155ЛП9). Для защиты входных цепей микросхемы КР1818ВГ93 во входных цепях контроллера установлены повторители DD11 (К555ЛЛ1).

На микросхеме DD9 (К555ИР16) построена схема предкомпенсации записи, управляемая сигналами, поступающими от DD3. В основу ее работы положен принцип временного сдвига сигнала. С выхода WD DD3 на регистр DD9 поступают собственно данные, предназначенные для передачи в НГМД, а состояние выходов SR и SL определяет величину задержки каждого бита информации. Сигнал данных записи снимается с выхода 10 DD9 и через инвертор DD13 поступает в дисковод.

При чтении информации с НГМД смесь данных и синхроимпульсов поступает на вывод 9 DD7.2 (К155АГЗ), перезапуская одновибратор каждым отрицательным перепадом уровня сигнала. На выходе одновибратора формируются отрицательные импульсы длительностью 230 не (допускается 200...300 не), которые далее поступают на вход данных /RAWR DD3 и на DD10 (К555ИЕ7). Таким образом, производится коррекция сигнала при чтении данных. Зависимость длительности формируемых одновибратором импульсов от температуры незначительна и не сказывается на работе схемы. DD10 (К555ИЕ7) предназначен для выделения из сигнала данных импульсов синхронизации. При выполнении операций с одинарной плотностью DDI0 тактируется частотой 2 МГц, с двойной -4 МГц. Плотность определяется состоянием выхода Q5 микросхемы DD8.

Элемент DD7.1 - аппаратный формирователь сигнала "Готов"; используется, если сам дисковод этот сигнал не формирует. Основная идея формирователя заключается в эмуляции сигнала готовности дисковода по сигналу HLD ("Загрузка головки"), поступающего от DD3 и переводящего дисковод в рабочее состояние. Относительно переднего фронта сигнала HLD одно-вибратором DD7.1 формируется импульс низкого уровня, длительность которого определяется элементами R10 и С 4 (при указанных на схеме номиналах она составит до 300 мс), по окончании которого на вход CPRDY микросхемы DD3 подается высокий уровень, указывающий на готовность дисковода. Запуск формирователя определяется установкой перемычек ПЗ...П6 (для дисководов А, В, С и D, соответственно). Так например, если дисковод, выбираемый как С, не формирует сигнала "Готов", должна быть установлена перемычка П5.

НГМД типа МС5305, МС5311 и МС5323 осуществляют формирование сигнала готовности (он выведен на 34 контакт разъема). Накопитель МС5321 и многие другие дисководы отечественного и зарубежного производства этот сигнал не формируют. При установке дисковода убедитесь в наличии или отсутствии этого сигнала. В некоторых типах НГМД есть перемычки, при помощи которых можно изменять режимы формирования сигнала готовности (в частности МС5305) или делать его постоянным (т.е. низким или высоким). Выбранный режим формирования сигнала готовности в дисководе должен учитывать время старта двигателя и загрузки головки.

Питание контроллера осуществляется от двух источников напряжения - +5 В и +12 В. Питание +12 В нежелательно брать от того же источника, к которому подключены дисководы. Можно использовать преобразователь напряжения на плате "Ориона", т.к. ток, потребляемый микросхемой КР1818ВГ93 от источника +12 В, составляет порядка 20 мА (значительно ниже, чем у процессора). Питание +12 В продублировано от +5 В диодами VD1, VD2. Это может оказаться полезным, т.к. КР1818ВГ93 имеет неприятное свойство "гореть" из-за нарушения питания.

7. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА КОНТРОЛЛЕРА V3.3

Принципиальная схема контроллера V3.3 приведена на Рис. 2. Монтажная схема, соответствующая печатной плате V3.32 (изделие № 607), показана на Рис. 4.

Поскольку контроллеры V3.1 и V3.3 аналогичны, мы не приводим полного описания схемы V3.3, а расскажем лишь о ее основных отличиях от схемы V3.1. В обеих схемах использована сходная нумерация микросхем, поэтому при ознакомлении с контроллером V3.3 можно использовать описание схемы V3.1.

Адресный дешифратор контроллера построен на элементах DD15, DD6.2, DDI .3 и DD4.2...DD4.4. Микросхема DD15 (К555ИД7) обеспечивает выбор регистров контроллера в диапазоне адресов 0F700H...0F72FH. Благодаря установке на выходе контроллера (сигнал READY) элемента с открытым коллектором DD14.1 (К155ЛП9), возможно использование других устройств расширения, формирующих сигнал ожидания процессора.

Коррекцию сигнала данных при считывании выполняет синхронно-асинхронный формирователь, построенный на микросхеме DD7 (К555ТМ2). Он формирует импульсы фиксированной длительности (250 не) при каждом отрицательном перепаде уровня сигнала RDDATA.

Конденсатор СЗ позволяет "растянуть" индексные импульсы (1Р), поступающие с дисковода на микросхему КР1818ВГ93. Это обеспечивает надежную работу контроллера при использовании дисководов, формирующих эти импульсы недостаточной для нормального восприятия микросхемой КР1818ВГ93 длительности. Среди таких дисководов наиболее часто встречаются МС5311 и МС5313.

8. ПОДКЛЮЧЕНИЕ КОНТРОЛЛЕРА И ЕГО СБОРКА

Все сказанное ниже в равной степени относится к обеим вариантам контроллеров, описываемых в настоящей документации (V3.1 и V3.3). Контроллер подключается к основной плате "Ориона-128" через системный разъем. Одноименные контакты разъемов "Ориона" и контроллера (ряды "В" и "С") соединяются; ряд "А" остается незадействованным. Никаких переделок на плате "Ориона" вводить не требуется. Необходимо лишь вывести на разъем два недостающих сигнала:

С32 - DSYN - ножка 9 микросхемы DD13.2 (ТМ2);

CI - /Reset - ножка 1 микросхемы DD30 (ТМ8).

Отметим, что в схеме "Ориона" [8] нумерация выводов системного разъема указана неправильно. Возможно также, что на Вашей плате имеются другие ошибки и недоработки, поэтому рекомендуем проверить правильность соединения, руководствуясь Таблицей 8, а также 19].

На принципиальной схеме контроллера для разъема XS2, кроме номеров его контактов, указаны также номера контактов 34-контактного разъема дисковода (типа ОНП-НГ-79-Р). С назначением сигналов подробно можно ознакомиться в паспорте на дисковод, а также в Таблице 9.

Перед сборкой контроллера на печатной плате необходимо убедиться в отсутствии поврежденных дорожек и замыканий между ними, а также неметаллизированных отверстий. В случае обнаружения дефектов произведите ремонт платы.

В контроллере можно применить микросхемы серий 155, 555, 1533, 1531 и любые другие ТТЛ. Особых ограничений по замене нет. Отметим лишь, что для DD13 (K155J1H3) и DD14 (К155ЛП9) желательно использовать микросхемы, имеющие наибольшую нагрузочную способность, т.е именно 155-ой серии. Это позволит устанавливать в дисководах резисторные матрицы на интерфейсных линиях, подтягивающие их к +5 В, меньшего сопротивления, повышая надежность связи при большой длине интерфейсного кабеля. При использовании микросхем серии 555 "подтяжка" каждого выхода не должна быть менее 300 Ом. Вместо К155ЛНЗ (DD13) можно применить К155ЛН5, К155ЛН2. Микросхему К555ИР16 (DD9) можно заменить на К155ИР1. Для этого перережьте дорожку, идущую к 8 ножке DD9 и соедините 8 и 9 ножки микросхемы вместе.

Если у Вас есть кварцы на 24 Мгц или 48 Мгц - их можно использовать вместо кварцев на 8 МГц или 16 Мгц, соответственно. При этом никаких переделок в схему вносить не нужно. Небольшие отклонения от номинальной частоты (до 0.5 МГц) допускаются, но они крайне нежелательны. При отклонениях частоты контроллер будет полностью работоспособен, но дискеты, записанные на других контроллерах, могут не читаться.

Рекомендуемый тип диодов VD3...VD6 в контроллере V3.1 и диодов VD2...VD8 в контроллере V3.3 - Д9Б. Можно использовать другие маломощные германиевые или кремниевые диоды. В качестве Д9 (VD2...VD4) в контроллере V3.3 можно использовать диоды КД522, КД521 и другие импульсные диоды.

Примечание. Все сигналы, передаваемые по линиям связи с дисководом, проинвертированы.

9. НАЛАДКА КОНТРОЛЛЕРА И ЗАПУСК СИСТЕМЫ

Наладку контроллера целесообразно начать с проверки отсуствия деффектов монтажа а также правильности электрических соединений контроллера с платой процессора "Ориона" и дисководом. Особое внимание уделите шинам питания, так как последствия ошибок могут быть плачевными.

Наш опыт показывает, что контроллер, собранный без ошибок и из исправных деталей начинает, как правило, работать сразу и в наладке не нуждается.

Итак, если все сделано правильно - включите компьютер и произведите описанные ниже действия.

Для начала рекомендуем убедиться в работоспособности микросхемы КР1818ВГ93 а также формирователя тактов ожидания, исправности адресного дешифратора и регистра управления контроллера. Для этого Вам потребуется программа "Ml 28$" или любой редактор памяти (можно использовать "М256$" или "EDMEM$", учитывая, что они прописывают по 1/2 байта). Запишите произвольные байты по адресам 0F700H...0F704H. При последующем считывании информации содержимое ячеек 0F701H и 0F702H должно соответствовать записанному, а содержимое ячеек 0F700H, 0F703H и 0F704H должно отличаться. Наличие постоянной информации в ячейке 0F704H а также 0F720H (обычно это бывает код 83) говорит о том, что ячейки, как и следует, работают только на запись. Записывая коды по адресам 0F704H или 0F720H, Вы можете проконтролировать изменение состояния выходов DD8 (руководствуйтесь Таблицей 6). Причинами неисправностей могут быть неработоспособность микросхемы КР1818ВГ93, неправильная работа схемы формирования сигнала RDY, адресного дешифратора или отсуствие сброса.

Далее можно проверить выполнение отдельных команд микросхемой КР1818ВГ93, что следует делать при подключенном дисководе (дисководах). Для этого запишите в CR код 00 (выбор дисковода А), а затем по адресу 0F700H - код команды (см. Таблицу 4):

08 - "Восстановление" (магнитная головка должна установиться на дорожку 0);

58 - "Шаг вперед";

78 - "Шаг назад";

DO - отмена команды.

Эти команды должны сопровождаться включением светодиода "Выбор" на дисководе и его двигателя. Для проверки работы дисководов В, С или D (если они подключены) в CR следует записывать коды 01Н, 02Н и 03Н, соответственно.

Если при проведенной проверке не было обнаружено неисправностей, можно приступить к заключительному этапу наладки - загрузке с дискеты операционной системы. Для этого выполните перечисленные ниже действия.

(I) Прежде всего защитите системную дискету от записи, заклеив соответствующее окошко, поскольку на неисправном дисководе или при неисправном контроллере дискету можно испортить. Правда, то же самое может произойти и с заклеенной дискетой, но уже с меньшей вероятностью.

(2) Запустите программу-загрузчик, дамп которой приведен в Таблице 1. Шторку дисковода оставьте открытой. При этом на дисководе "А" должен загореться светодиод "Выбор", заработать двигатель, а головка должна установиться на нулевую дорожку. Для того, чтобы удостовериться в последнем, можно отодвинуть головку пальцем в сторону центра диска, а затем снова запустить загрузчик.

(3) Вставьте в дисковод любую "постороннюю" дискету. После запуска загрузчик начнет делать попытки чтения системной информации с нулевой дорожки дискеты (естественно, безуспешные), и на экране появится сообщение

NON SYSTEM DISK OR DISK ERROR. PRESS ANY KEY

Нажатие на любую клавишу приведет к перезапуску загрузчика. При этом головка дисковода переместится на несколько дорожек к центру диска и обратно.

(4) Нажмите на "Сброс". Вставьте в дисковод системную дискету. Запустите загрузчик. Экран должен очиститься, появиться заставка операционной системы. Подробно описывать события, которые должны произойти дальше, нет смысла из-за того, что при появлении более новых версиий операционной системы это описание пришлось бы переделывать. В любом случае, через несколько секунд на экран будет выдана заставка операционной системы, некоторая другая информация, а в левой части экрана появится промпт операционной системы "А>" и мигающий курсор.

Если желаемый результат не получен - ищите причину. Мы попробуем помочь Вам в этом.

Причина 1 - самая распространенная. Вы случайно испортили дискету (это может произойти при неудачной попытке запуска системы, незаметно для Вас), или Ваш дисковод не может считать информацию с дискеты по причине несовпадения головок. В таких случаях может происходить заполнение экрана бессмысленной информацией, "вылет" в OR DOS или просто зависание компьютера, говорящие о том, что информация с дискеты считывается, но неправильно. Следует проверить дисковод на другом компьютере, при необходимости произвести юстировку головок. Если у Вас есть возможность взять заведомо исправный дисковод у знакомого - обязательно воспользуйтесь этим. Отметим также, что при работе с дисководом ужесточаются требования к источнику питания. Убедитесь, что в момент старта двигателя (когда ток, потребляемый дисководом, максимален) не происходит сбоев.

Причина 2. Если Вы собрали контроллер V3.1, попробуйте, изменяя номиналы СЗ и R8, добиться нормального чтения информации. Для начала рекомендуем увеличить R8 до 8... 10 кОм или СЗ до 47...68 пФ. Если это не даст результата, отрегулируйте формирователь при помощи осциллографа (установите длительность выходного импульса равной 200...250 не). Можно сделать доработку контроллера (по аналогии с V3.3) в соответствии с Рис. 6, которая позволит повысить надежность считывания информации. Такая доработка будет полезна в случае использования недостаточно мощного источника питания.

Причина 3 - маловероятная. Имеются ошибки в программе-загрузчике или возникают конфликтные ситуации, мешающие ее нормальной работе. Если причина так и не найдена - рекомендуем начать сначала.

Наладку аппаратной части контроллера можно произвести в следующем порядке:

(A) Проконтролируйте напряжение питания на всех элементах схемы и тактовую частоту на выходах счетчика DD2.

(Б) Используя вышеупомянутые отдельные команды, можно проконтролировать наличие основных управляющих Выходных сигналов контроллера и сигналов, поступающих с дисковода в статическом режиме. Руководствуйтесь Таблицей 7. В некоторых случаях может оказаться полезным изменение сопротивления или удаление резистивной матрицы дисковода.

(B) Настройка формирователя сигнала "Готов". Как показала практика, использование в контроллере подобного формирователя необязательно. Дело в том, что большинство дисководов, не имеющих Выходного сигнала "Готов", надежно выполняют операции записи/считывания при минимальном времени задержки, т.е. допускается подача сигнала готовности сразу после появления сигнала HLD. Именно так и сделано в контроллере V3.3, поэтому наиболее важным является вопрос установки перемычек. В случае отсуствия у дисковода выходного сигнала готовности установите в контроллере перемычку ПЗ...П6, в зависимости от того, под каким номером (А, В, С или D) выбирается данный дисковод. При работе с контроллером V3.1 установите необходимое время задержки экспериментальным путем, определив минимальное время, при котором операции записи/считывания производятся без сбоев. Для хороших дисководов (например ТЕАС) это время равно 30...40 мс; для СМ5321 - 200...300 мс. Отметим, что для дисководов, самостоятельно формирующих сигнал готовности, формирователь использовать не следует.

(Г) Причиной отсутствия чтения или записи информации может явиться неисправность микросхем DD7, DD10, DD9 и других.

Литература

1. Ахманов С., Рой Н., Скурихин А. Пользователям о "Корвете". Операционная система и программное обеспечение -Радио, 1989, №10 и №12.

2. Рогов Г., Бриджиди М. СР/М-80 для мОриона-128". Контроллер дисковода. - Радио, 1993, №5 и №6.

3. Рогов Г., Бриджиди М. Операционная система СР/М-80 для ПРК "Орион-128". - Радиолюбитель, 1992, №11.

4. Бриджиди М., Рогов Г. Операционная система СР/М-80 для ПРК "Орион-128". - Радиолюбитель, 1992, №12; 1993, №№1-3.

5. Бриджиди М., Рогов Г. СР/М-80 для "Ориона-128". Операционная система. - Радио, 1993, №7.

6. Бриджиди М., Рогов Г. СР/М-80 для "Ориона-128". Программа "Lord". - Радио, 1993, №7.

7. 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.

8. Сафронов В., Сугоняко В., Коненков К. Персональный радиолюбительский компьютер "Орион-128". - Радио, 1990, № 1.

9. Рогов Г., Бриджиди М. "Орион-128" - настоящее и будущее. - Радио, 1993, №4

ИЛЛЮСТРАЦИИ

Схема для печати и скачивания Схема для печати и скачивания

РИС 1. Контроллер дисковода V3.10 Принципиальная схема

ПРИМЕЧАНИЯ:

1. При использовании дисководов, формирующих сигнал "Готов", детали, отмеченные звездочкой (*), можно не устанавливать.

2. Блокировочные конденсаторы на принципиальной схеме обозначены не все.

3. Микросхемы серии 555 могут быть заменены соответстующими микросхемами TTL других серий (155, 1533, 1531 и т.п.).

4. На плате в качестве перемычек Г13...П6 используются диоды VD3...VD6.

5. Резистор R9 на плате не предусмотрен; устанавливать его не следует.

  Схема для печати и скачивания Схема для печати и скачивания 

РИС. 2. Контроллер дисковода V3.31, V3.32 (V3.3G) Принципиальная схема

РИС. 3. Контроллер дисковода V3.10 Схема расположения элементов

РИС. 4. Контроллер дисковода V3.3I, V3.32 (V3.30) Схема расположения элементов

РИС. 5. Доработка адресного дешифратора Принципиальная схема

 

 

Интересуют микросхемы на Орион-128, КР565РУ5В, КР565ру7В, к565ру5г AU, к565ру7г Au в позолоте и в никеле, также серия к580

 

Полезные и интересные статьи

На предыдущую страницу  На главную страницу  На следующую страницу

 

,0