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軟碟控制器(英語:Floppy Disk Controller,簡稱:FDC),是一個特殊功能的晶片,由控制讀取與寫入電腦軟式磁碟機相關磁碟控制器電路所組成。在1980年代到1990年代,軟碟控制器普遍使用於個人電腦或與IBM PC相容的機型上,如NEC μPD765、Intel 82072A或是82072A及其後繼晶片型號。而在除上所列外其他的軟碟控制器,可能存在結構上有著與之不同的觀念或實作方式。
一個軟碟控制器電路板最多可以控制到四個軟式磁碟機,控制器連接到電腦的系統匯流排,並提供I/O埠給中央處理器。一般也與直接記憶體存取控制器連接。在x86個人電腦上,軟碟控制器使用中斷服務6,在其他的系統上,其他的中斷服務方式也可能被使用。軟碟控制器通常使用直接記憶體存取模式來實現資料的傳送。
在下面的方塊圖上顯示軟碟控制器經由工業標準結構(ISA)匯流排來與中央處理器溝通。在後來的設計裡,軟碟控制器被包含在Super I/O晶片中,並透過LPC匯流排來與外界溝通。
大部分的軟碟控制器功能是以積體電路的方式實現。但是有些是用外部電路的方式實現。軟碟控制器的功能詳列如下。
軟碟控制器有三個I/O埠,如下所示:
前兩個埠存在於軟碟控制器晶片中,而控制埠則位於外部電路裡。下面是三個埠的對應位址。
埠位址 [hex] |
埠名稱 | 所在位置 | 埠型態 |
---|---|---|---|
3F5 | 資料暫存器 | 軟碟控制器晶片 | 雙向輸出/輸入 |
3F4 | 主狀態暫存器 | 軟碟控制器晶片 | 輸入 |
3F2 | 數位控制埠 | 外部電路 | 輸出 |
軟體使用資料埠有三個不同的目的:
軟體使用此埠來讀取軟碟控制器晶片與軟碟機所有的狀態資訊。在進行軟碟機操作初始化前,軟體讀取此埠的資料來確定軟碟控制器是否已是準備就緒的狀態,並且軟碟機經由先前的初始化命令來驗證相關的狀態。以下列出狀態暫存器不同位元意義的說明:
位元 | 說明 |
---|---|
0 | FDD 0:0號軟碟機處於搜尋模式忙碌 |
1 | FDD 1:1號軟碟機處於搜尋模式忙碌 |
2 | FDD 2:2號軟碟機處於搜尋模式忙碌 |
3 | FDD 3:3號軟碟機處於搜尋模式忙碌 |
4 | FDC Busy:軟碟控制器忙碌;讀取/寫入命令進行中 |
5 | Non-DMA mode:不是處於直接記憶體存取模式 |
6 | DIO:指出軟碟控制器晶片與中央處理器間資料傳輸的方向 |
7 | MQR:指出資料暫存器為已準備完成,可以進行資料傳送 |
解釋 | |
---|---|
MQR | 1 = 資料暫存器已準備完成,0 = 資料暫存器尚未準備完成 |
DIO | 1 = 控制器有資料給中央處理器,0 = 控制器從中央處理器接收資料 |
Non-DMA | 1 = 控制器不在直接記憶體存取模式中,0 = 控制器處於直接記憶體存取模式中 |
FDC Busy | 1 = 忙碌,0 = 閒置 |
FDD 0,1,2,3 | 1 = 使用中,0 = 非使用中 |
軟體使用數位控制埠來控制軟碟機和軟碟控制器晶片的特定功能。此埠的位元被賦予的意義說明如下:
位元 | 說明 |
---|---|
0與 1 | 被選擇的裝置號碼 |
2 | 重置軟碟機控制晶片(低位準) |
3 | 致能軟碟控制器的中斷及直接記憶體存取信號 |
4到7 | 個別位元代表已啟動馬達的磁碟機代號0、1、2或3 |
有可能存在彼此互不相容的軟碟片格式;除此之外,因為磁碟片實體格式的不同,也可能存在互不相容的檔案系統。
磁碟機 | 格式 | 容量 | 傳輸 速度 [kbit/s] |
RPM | 磁軌數 | TPI | 註解 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
8" SD | 8" SD | 80 kB | 33.333 | 360 | 32 | 48 | 舊的控制器才有。[1] |
5.25" SD | 5.25" SD | 160 kB | 125 | 40 | 舊的控制器才有。 | ||
5.25" SD | 5.25" SD | 171 kB | 250 - 308 | 35 | 只與C1541相容的才有。 | ||
5.25" SD | 5.25" SD | 180 kB | 150 | 40 | 舊的控制器才有。 | ||
5.25" DD | 5.25" DD | 360 kB | 250 | 300 | 40 | [2] | |
5.25" HD | 5.25" DD | 360 kB | 300 | 360 | 40 | 48 | [3][4] |
5.25" HD | 5.25" HD | 1.2 MB | 500 | 360 | 80 | 96 | 最高到83個磁軌。不同的偏壓電流。[3][4] |
5.25" HD | 5.25" HD | 720 kB | 300 | 360 | 80 | 最高到83個磁軌。[2] | |
3.5" DD | 3.5" DD | 720 kB | 250 | 300 | 80 | 135 | 最高到83個磁軌。[2][5] |
3.5" DD | 3.5" DD | 800 kB | 250 | 300 | 80 | 為C1581所使用。 | |
3.5" DD | 3.5" DD | 880 kB | 250 | 300 | 80 | 最高到83個磁軌。為Amiga電腦所使用。 | |
3.5" DD | 3.5" DD | 360 kB | 250 | 300 | 40 | [2] | |
3.5" HD | 3.5" DD | 720 kB | 250 | 300 | 80 | 最高到83個磁軌。[2] | |
3.5" HD | 3.5" HD | 1.44 MB | 500 | 300 | 80 | 135 | 最高到83個磁軌。[2][6] |
3.5" HD | 3.5" HD | 1.76 MB | 250 | 300 | 80 | 為Amiga電腦所使用。 | |
3.5" ED | 3.5" ED | 2.88 MB | 1000 | 300 | 80 | 135 | 最高到83個磁軌。[5][7] |
面數:
密度:
起初在日本,出現有3.5"高密度軟碟機支援3種磁碟格式取代普遍的支援兩種軟碟片格式的磁碟機 - 1.44 MB(2 MB未格式化),1.2 MB(1.6 MB未格式化)和 720 kB(1 MB未格式化)。最初,在日本3.5"軟碟機的高密度模式只支援1.2 MB的容量磁片而不支援除日本以外普遍所使用的1.44 MB容量磁碟片。[10]但當工作在每分鐘轉速為300的 1.44 MB格式取代了每分鐘轉速為360 的1.2 MB格式的磁片而變得普遍後,就如同每個磁軌有15個磁區的1.2 MB格式磁片取代5.25"高密度磁碟機一樣。此後,日本使用的軟碟機就支援了兩種高密度格式(也支援單密度格式)。因此被稱為3模式。一些BIOS提供設定選項可以來致能此一模式的軟碟機。[11]
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