1. НАКОПИТЕЛИ ЭЛЕКТРОНИКА МС 5305, МС 5311, МС 5313.
1.1. ИНТЕРФЕЙС НАКОПИТЕЛЕЙ.
Все накопители, которые мы будем рассматривать в этом пособии, работают с
одним и тем же набором сигналов управления. Рассмотрим эти сигналы.
Примечание: буква L после названия сигнала интерфейса означает его низкий
активный уровень; указанное обозначение относится только к сигналам интерфейса.
1.1.1. ВХОДНЫЕ СИГНАЛЫ ИНТЕРФЕЙСА НАКОПИТЕЛЕЙ.
ВНО L, BH1 L, BH2 L, ВНЗ L - сигналы выбора определенного накопителя при
подключении нескольких накопителей к одному интерфейсному кабелю. (ВН -выбор
накопителя).
МВК L - потенциальный сигнал разрешения вращения привода магнитного
диска (МВК - мотор включен).
НПШ - потенциальный сигнал; определяет направление перемещения блока
магнитных головок; высокий уровень определяет перемещение от центра диска,
низкий уровень - перемещение к центру диска. (НПШ - направление перемещения
шагового двигателя).
ШАГ L - импульсный сигнал для перемещения блока головок на одну дорожку
вперед или назад. Сигнал на этой линии передвигает головку в направлении,
определенном уровнем сигнала на линии НПШ. Передвижение головки начинается в
тот момент, когда сигнал на линии ШАГ переходит от низкого в высокий уровень,
т.е. по заднему фронту шагового импульса.
РЗП L - потенциальный сигнал: разрешает запись на диск. Данная линия
определяет вид операции (запись или чтение). Активное состояние этого сигнала
(низкий уровень) определяет операцию "запись*: Высокий уровень этого сигнала
определяет операцию "чтение"! (РЗП - разрешение записи).
ДЗП L - импульсный сигнал, определяющий содержание информации, которая
будет записываться на диск; запись осуществляется по переднему фронту импульса.
Каждый переход сигнала с высокого на низкий уровень меняет направление тока
через головку, т.е. записывается 1 бит информации. (ДЗП - данные записи).
ВПВ - потенциальный сигнал, определяющий с какой поверхностью диска
работать накопителю: высокий уровень разрешает работу с нижней поверхностью,
низкий уровень - с верхней. (ВПВ - выбор поверхности).
НИ L - входной потенциальный сигнал; предназначен для выбора накопителя
независимо от состояния входных сигналов ВНО L...BH3 L. (НИ - накопитель
используется). При нормально работающем накопителе одновременно происходит
загрузка головки и загорается индикатор "накопитель выбран" на лицевой панели. К
одному управляющему устройству (контроллеру) могут подключаться до 4-х
дисководов. Одновременно с выбором накопителя разрешаются и выходные
интерфейсные линии "дорожка 00", "индекс-сектор" и "защита записи".
1.1.2. ВЫХОДНЫЕ СИГНАЛЫ ИНТЕРФЕЙСА НАКОПИТЕЛЕЙ.
Д00 L - потенциальный сигнал; говорит о том, что блок головок накопителя
находится над нулевой дорожкой диска. (Д00 - дорожка нулевая).
ИНД L - импульсный сигнал; говорит о том, что блок головок накопителя
находится в начале нулевого сектора одной из дорожек диска. (ИНД - индекс).
ДВС L - импульсный сигнал, получаемый при считывании информации с лиска.
(ДВС - данные воспроизведения).
ЗЗП L - потенциальный сигнал; активен - если окошко защиты записи на диске
закрыто. (ЗЗП - защита записи).
HIT L - потенциальный сигнал; говорит о готовности накопителя к работе. (НГТ -
накопитель готов).
1.1.3. ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ ДЛЯ НАКОПИТЕЛЯ.
Выбор накопителя
Выбор накопителя производится активизацией интерфейсной линии НИ. При
нормально работающем накопителе одновременно происходит загрузка головки и
загорается индикатор "накопитель выбран" на лицевой панели. К одному
управляющему устройству (контроллеру) могут подключаться до 4-х дисководов.
Одновременно с выбором накопителя разрешаются и выходные интерфейсные линии
"дорожка 00", "индекс-сектор" и "защита записи".
Включение двигателя
Чтобы проделать операции "запись" или "чтение" нужно сначала включить
электродвигатель постоянного тока. Это производится путем активизации линии МВК.
Чтобы накопитель имел возможность достичь своей номинальной скорости вращения и
операции "запись" и "чтение" совершились правильно, необходимо чтобы команды об
обмене информацией подавались к накопителю не ранее, чем через 1 секунду после
старта электродвигателя. Включение ЭД производится по команде от УУ путем
выставления на линию МВК уровня логического нуля.
Поиск необходимой дорожки
В момент включения питания положение магнитной головки неопределенное.
Поэтому первое действие, которое должен выполнить накопитель - это возврат к
дорожке 00.
Возврат к дорожке 00
Чтобы выполнить это действие, необходимо определить направление движения назад
и по линии шаг передавать импульсы до тех пор, пока не придет сигнал Д00.
Поиск назад
Чтобы выполнить это действие необходимо от УУ по линии, определяющей
направление движения, подать высокий уровень, а по линии шаг - столько
импульсов, какова разница между номером дорожки, на которой находилась головка и
номером дорожки, на которой она должна устанавливаться.
Поиск вперед
Чтобы выполнить это действие необходимо от УУ по линии, определяющей
направление движения подать низкий уровень, а по линии шаг - столько импульсов, сколько
разница между номером дорожки, на которой находилась головка и номером
дорожки, на которой она должна устанавливаться.
Операция чтения
Выполняется в следующей последовательности:
а) активизируется линия выбора накопителя;
б) головка ЧТ/ЗАП позиционирует на необходимую дорожку;
в) по линии записи передается высокий уровень.
Операция запись
Выполняется в следующей последовательности:
а) активизируется линия выбора накопителя;
б) головка ЧТ/ЗАП позиционирует на необходимую дорожку;
в) по линии записи передается низкий уровень;
г) по линии "данные записи" передается информация, которая должна быть
записана.
1.2. УСТРОЙСТВО И РАБОТА НАКОПИТЕЛЯ МС 5305.
1.2.1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ.
Емкость памяти, Мбайт.........................................................1,0
(неформатированная)
Скорость обмена, кб/сек.......................................................31,25
Количество устанавливаемых дискет.....................................1
Число рабочих поверхностей диска....................................2
Число дорожек на поверхности.............................................80
Скорость вращения диска, об/мин.........................................300
Источники питания:
+5В 0,9А
+ 12В 0,8А
Допустимые режимы эксплуатации:
Температура окружающей среды 5-45°С.
Относительная влажность воздуха 40-80% при температуре 25°С.
В СОСТАВ НАКОПИТЕЛЯ ВХОДЯТ:
1. Шасси;
2. Дверной механизм и механизм фиксирования диска;
3. Сервопривод магнитного диска;
4. Блок магнитных головок (БМГ);
5. Привод блока магнитных головок (ПБМГ);
6. Плата устройства управления (УУ);
7. Плата устройства записи-воспроизведения (УЗВ).
1.2.2. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ (УУ).
УУ состоит из следующих блоков:
- блок выработки признака аварии;
- блок выделения сигнала "обращение";
- блок определения режима работы накопителя;
- блок управления электромагнитом загрузки головки;
- блок форсажа электромагнита загрузки головок;
- блок управления ПБМГ;
- блок форсирования ПБМГ;
- блок задержки стирания.
Рассмотрим работу блоков УУ по принципиальной схеме (чертеж 1).
1.2.2.1. Блок выработки признака аварии.
Выполняет функцию контроля напряжения питания накопителя +5В и в случае
снижения напряжения до уровня 3.5-4В вырабатывает сигнал АИП L, которым
блокируется работа всех блоков УУ.
Блок состоит из:
- резисторов А2, R2;
- стабилитрона VD1;
- транзисторов VT1, VT2.
На транзисторах VT1, VT2 реализовано пороговое устройство. Опорным для него
является напряжение стабилитрона VD1. Делитель напряжения на резисторах подобран
таким образом, что если напряжение питания +5В в норме, то VT1 открыт, a VT2
закрыт. При снижении напряжения состояние изменяется на обратное, т.е. VT1
закрывается и открывает VT2. Таким образом, на шине АИП L устанавливается низкий
уровень, которым блокируются основные блоки УУ. Сигнал АИП L для контроля выведен
на диагностический разъем ХТ2 контакт 5.
1.2.2.2. Блок выделения сигнала "обращение".
Блок предназначен для выделения сигнала "обращение", который разрешает накопителю
реагировать на управляющие сигналы, поступающие на интерфейсный разъем, и выдавать
на этот разъем свои ответные сигналы. Кроме того, блок управляет светоизлучающим
диодом VD1 индикации обращения к накопителю, который установлен на плате УЗВ и
выведен на переднюю панель накопителя. Блок вырабатывает сигнал на электромагнит
загрузки магнитной головки. К рассматриваемому блоку относятся контактные точки 1-
14 с распаиваемыми перемычками, позволяющими коммутировать входные сигналы
интерфейса ВНО L...BH3 L и определять режим включения электромагнита загрузки
головки (смотрите таблицу 1).
Таблица 1
|
Точки, между которыми |
Значение перемычки |
|
устанавливаются перемычки |
|
|
2 - 13 |
выбор накопителя 0 |
|
3 - 12 |
выбор накопителя 1 |
|
5 - 10 |
выбор накопителя 2 |
|
6 - 9 |
выбор накопителя 3 |
|
7 - 8 |
обращение постоянное |
|
1 - 14 |
загрузка головки от сигнала
MBK L |
|
4 - 11 |
загрузка головки от
ВН0 L...BH3 L |
1.2.2.3. Блок определения режима работы накопителя.
Предназначен для формирования потенциального сигнала ЗПС и импульсного
сигнала ШАГ ПБМГ согласно следующим логическим уравнениям:
ЗПС = РЗП L & ВН0( 1,2,3) L & ЗЗП L
ШАГ ПБМГ = РЗП L & ШАГ L & ВН0( 1,2,3) L
Блок реализован на микросхемах DD2.3, DD5.1, DD5.2, DD7.1. Логические
элементы DD2.3, DD5.1 реализуют первое логическое уравнение, а эти же
микросхемы и DD5.2 - второе уравнение. Одновибратор DD7.1 вырабатывает
положительные импульсы ШАГ ПБМГ длительностью 1мс, которые поступают на блок
управления приводом БМГ. Сигнал ШАГ ПБМГ выведен для контроля на диагностический
разъем ХТ2, контакт 1.
1.2.2.4. Блок управления электромагнитом загрузки головок.
Блок предназначен для выдачи на электромагнит (ЭМ) загрузки головок
управляющих сигналов "Включение ЭМ" (ХТ6.4 контакт 1) и "Форсаж
электромагнита" (ХТ6.3 контакт 2). Наличие сигнала "Включение ЭМ" соответствует
подаче на электромагнит напряжения +5В, совместное присутствие 2-х сигналов
"Включение ЭМ" и "Форсаж ЭМ" соответствует подаче на электромагнит +12В. В
пассивном режиме на выходе элемента DD5.3- логический 0, на выходе одновибратора
DD8.2 - логическая 1, транзистор VT3 закрыт и обмотка электромагнита обесточена. При
появлении на выходе DD5.3 логической 1 вентиль DD13.1 подключает один вывод
обмотки электромагнита к общему проводу. Одновременно DD8.2 на своем выходе
вырабатывает отрицательный импульс длительностью 6Омс, которым через DD3.6
открывается на время действия импульса транзистор VT3 и на второй вывод обмотки
электромагнита, подключенный к +5В, поступает +12В, что приводит к ускоренному
срабатыванию электромагнита. По окончании действия импульса с выхода DD8.2,
+12В с вывода электромагнита
снимается и через него течет ток удержания по цепи: +5В, V4, обмотка ЭМ,
корпус.
1.2.2.5. Блок управления ПБМГ.
Блок предназначен для формирования сигналов Ф1, Ф2, ФЗ, Ф4 ПБМГ, а также
выходных сигналов интерфейса HIT L и Д00 L. В состав блока входит:
- одновибратор DD7.2;
- ППЗУ DD9;
- регистр DD10;
- выходные усилители тока DD11, DD12;
- логические элементы DD1.3, DD1.4, DD2.6, DD4.3;
- набор резисторов А5.
ППЗУ DD9 и регистр DD10 включены по схеме конечного автомата: выходные
сигналы ППЗУ определяют состояние разрядов Q3, Q4 регистра, а состояние этих
разрядов определяется выходными сигналами Q2, Q3 ППЗУ в предыдущем такте. Такая
комбинация ППЗУ и регистра позволяет имитировать работу любого устройства
имеющего не более 4-х состояний. В данном случае это 4 состояния ПБМГ:
- включены 1 и 2 обмотки;
- включены 2 и 3 обмотки;
- включены 3 и 4 обмотки;
- включены 4 и 1 обмотки.
Формирование сигналов управления Ф1, Ф2, ФЗ, Ф4 ПБМГ происходит
следующим образом. Поступивший из блока определения режима работы импульс
"ШАГ ПБМГ" изменяет адрес на входе ППЗУ, вследствии чего изменяется
информация на выходах Q2, Q3 ППЗУ и входах D3, D4, DD10, при этом состояние
выходов Q4-Q7 ППЗУ не изменяется. По окончании действия импульса с
инверсного выхода одновибратора DD7.1 происходит запись состояния входов
регистра DD10 на его выходы Q3, Q4, что в свою очередь передается на адресный
вход ППЗУ, выбирая из него код состояния сигналов Ф1, Ф2, ФЗ, Ф4 ПБМГ
(смотрите рисунки 1, 2 ).
Выходной сигнал интерфейса Д00 L формируется блоком согласно
логическому уравнению:
Д00=1, если ФД Д00=1 и Ф1 ПБМГ=1,
где Д00 - сигнал на выходе ППЗУ DD9 (1 вывод), ФД Д00 - сигнал на выходе
датчика 00 дорожки (ХТ6 контакт 4), Ф1 ПБМГ - сигнал с DD9 (6 вывод).
Одновибратор DD7.2 и часть регистра DD10 (выходы Ql, Q2) образуют узел
выделения сигнала интерфейса HIT L. Применение регистра DD10 для обработки 2-х
независимых импульсных последовательностей "ШАГ" и "ИНД" стало возможным
благодаря особому выполнению цепи обьединенйя синхроимпульсов (элементы DD4.3,
DD1.3, DD1.4, DD2.6), которая обеспечивает прохождение на тактовый вход
регистра DD10 как тех, так и других импульсов, независимо от времени их
появления. Сигнал HIT L формируется следующим образом:
Если диск не установлен в накопитель, импульсы "ИНД" отсутствуют и
поступающий логический 0 с выхода одновибратора DD7.2 обеспечивает сброс DD10.
Сигнал НГТ L при этом пассивен. При поступлении на вход первого импульса "ИНД"
одновибратор DD7.2 вырабатывает импульс длительностью 450мс< На время действия
этого- импульса регистр DD10 деблокируется, но состояние на выходах остается
неизменным до появления следующего импульса "ИНД".
С появлением второго импульса "ИНД" на выходе блока появляется сигнал
разрешения загрузки головок и только с появлением 3-го импульса "ИНД" сигнал
НГТ L становится активным. Контакты наличия установленного в накопителе диска
(подключены к ХТ7 контакты 1, 2) управляют вентилем DD6.3. При отсутствии диска
в накопителе контакты замкнуты и поступающий через них низкий уровень на вход
DD6.3 запрещает прохождение сигнала HIT L на интерфейсный разъем.
Рис. 3 Временная диаграмма формирования сигнала НГТ
1.2.2.6. Блок форсирования ПБМГ.
Предназначен для надежного выполнения операции позиционирования блока
магнитных головок. Блок содержит:
- формирователь импульса "Форсаж ПБМГ" (DD8.1);
- формирователь импульсов напряжения питания шагового двигателя (DD3.5,
А6, VT4, V4).
При появлении импульса запуска с выхода DD5.2 одновибратор DD8.1
вырабатывает на выходе отрицательный импульс длительностью 6Омс во время
действия которого DD3.5 открывает транзистор VT4 и +12В поступает на общий
провод обмоток шагового двигателя (ХТ8 контакт 5, 6) для надежного
позиционирования. После окончания действия импульса на (ХТ8 контакт 5, 6)
поступает через диод V4 +5В, что приводит к минимизации потерь энергии,
благодаря созданию крутящего момента, необходимого только для удержания
позиции останова.
