第8章磁盘接口.ppt

第8章 磁盘接口 8.1 磁盘概述 8.2 软盘驱动器接口电路 8.3 硬盘驱动器接口电路 8.4 现代硬盘及接口技术的发展 8.5 磁盘驱动器接口软件 本章学习目标 l??? 磁盘的工作原理 l????软盘接口电路的组成和原理 l????硬盘接口电路的组成和原理 l???磁盘接口电路的中断服务程序的应用 8.1 磁盘概述 8.1.1 磁记录原理 8.1.2 写入数据原理 8.1.3 读出数据原理及过程 8.1.4 读写过程 8.1.5 磁盘的种类 8.1.6 软盘驱动器的类型 8.1.7 磁盘数据和数据格式 8.1.8 其他外部存储设备 8.1.1 磁记录原理 　　磁记录是以磁介质受外磁场的磁化，当去掉外磁场后仍有介质剩余磁化状态这一性质为基本原理。磁盘机（HDD、FDD）是由介质、读写磁头、读写电路、马达及伺服驱动电路等组成。磁盘的读写原理如图8.1所示。 8.1.2 写入数据原理 　　当要记录的电流通过线圈时，为了保持磁化强度，记录信号的脉冲需要一个周期内使磁场方向改变一次，当磁头中写电流从正向稳态变为反向稳态时，使记录在介质上的正向饱和磁化强度翻转到反向饱和磁化强度。 8.1.3 读出数据原理及过程 　　读出是写入的逆过程。当磁头与磁介质作相对运动时，由于磁介质与磁头铁芯的缝隙相接触，使铁芯中出现原记录的散磁通，并且在读出线圈两端产生感生电动势。经过读出电路就可还原成读出电流，读出电流的方向、大小正好与原记录信号相同，使原数据信号还原。 8.1.4 读写过程 　　读写磁头与转动平面垂直接触，在读写窗做前后方向运动；当线圈通过不同方向电流时，在磁铁芯中形成磁场，并产生不同方向的磁通；磁通透过读写缝隙与涂磁盘面接触，使磁化因子运动。这样盘面上的磁化运动与代表数据的电流构成了关系。磁盘读写电路如图8.2所示。 8.1.5 磁盘的种类 1．硬磁盘（如图8.3、表8.1所示） 2．软盘驱动器 　8.1.6 软盘驱动器的类型 　　软盘驱动器一般分为5.25英寸及3.5英寸，5.25英寸的磁盘容量一般为1.2MB和360KB两种；3.5英寸的磁盘容量一般为1.44MB和720KB两种类型。现在使用的是3.5英寸，且容量为1.44MB。 8.1.7 磁盘数据和数据格式 1．磁盘的磁道和扇区 2．磁盘数据的编码格式 8.1.8 其他外部存储设备 　　其他存储设备主要是光盘。一般光盘驱动器主要有CD-ROM、MO磁光盘、CD-RW、DVD-ROM驱动器等。光盘盘片的尺寸一般为5.25英寸。光盘介质的存储容量各不相同。如CD-ROM光盘的存储容量一般为650MB；MO光盘的存储容量一般为230MB；DVD-ROM的存储容量可达4.7GB。 8.2 软盘驱动器接口电路 8.2.1 软盘适配器 8.2.2 软盘控制器 8.2.3 FDC控制器命令与端口寄存器 8.2.1 软盘适配器 1．总线缓冲器 2．FDC NEC765A软盘控制器 3．时钟时序电路 4．数字信号控制电路（如图8.6所示） 5．译码器 6．写预补偿电路（如图8.7所示）。 7．数据分离电路其原理图（如图8.8所示） 8．信号驱动电路 9．总线上的接口信号 10．传输数据线 8.2.2 软盘控制器 　　软盘控制器是磁盘控制的主要部件。通常采用驱动器专用微控制器芯片。软盘控制器的接口部件主要由三部分组成，与系统接口的DMA控制逻辑、MPU控制逻辑；与驱动器控制信号接口的驱动器控制逻辑；与磁盘读写串行数据接口的串行控制逻辑。 1．FDC NEC765A的主要特点 2．NEC765A FDC控制器的接口信号 8.2.3 FDC控制器命令与端口寄存器 1．软盘驱动器的控制命令 2．软盘控制器的端口寄存器 8.3 硬盘驱动器接口电路 8.3.1 硬盘驱动器的组成原理 8.3.2 硬盘适配器 8.3.3 硬盘驱动器数据线的线缆标准 8.3.4 增强IDE（EIDE或ATA-2）接口 8.3.1 硬盘驱动器的组成原理 　　硬盘驱动器是将硬盘机构与控制机构的电路密封在一起构成的，硬盘驱动器通过数据电缆线与计算机主板中的硬盘适配器相连。硬盘适配器电路主要包括硬盘接口电路、硬盘控制器电路。其结构如图8.13所示。 1．硬盘主轴系统 2．硬盘读写磁头系统 3．磁头定位系统 4．硬盘驱动器的控制逻辑 8.3.2 硬盘适配器 　　硬盘驱动器的控制电路主要包括两个部分，一是硬盘适配器部分它位于微机系统的一侧 ；二是读写逻辑，位于硬盘驱动器内。它们通过数据及控制电缆线相连接。 硬盘适配器的组成 8.3.3 硬盘驱动器数据线的线缆标准 　　硬盘驱动器最常用的数据线缆有五种线缆标准。变频锁相环（MFM