[科普中國]-軟碟控制器

軟碟控制器（英語：Floppy Disk Controller，簡稱：FDC），是一個特殊功能的芯片，由控制讀取與寫入電腦軟式磁盤機相關(guān)磁盤控制器電路所組成。在1980年代到1990年代，軟碟控制器普遍使用于個人電腦或與IBM PC相容的機型上，如NEC μPD765、Intel 82072A或是82072A及其后繼芯片型號。而在除上所列外其他的軟碟控制器，可能存在結(jié)構(gòu)上有著與之不同的觀念或?qū)嵶鞣绞健?/p>

概觀一個軟碟控制器電路板最多可以控制到四個軟式磁盤機，控制器連接到電腦的系統(tǒng)總線，并提供I/O埠給中央處理器。一般也與直接內(nèi)存存取控制器連接。在x86個人電腦上，軟碟控制器使用中斷服務(wù)6，在其他的系統(tǒng)上，其他的中斷服務(wù)方式也可能被使用。軟碟控制器通常使用直接內(nèi)存存取模式來實現(xiàn)資料的傳送。

在下面的方塊圖上顯示軟碟控制器經(jīng)由工業(yè)標準結(jié)構(gòu)（ISA）總線來與中央處理器溝通。在最來的設(shè)計里，軟碟控制器被包含在Super I/O芯片中，并透過LPC總線來與外界溝通。

大部分的軟碟控制器功能是以集成電路的方式實現(xiàn)。但是有些是用外部電路的方式實現(xiàn)。軟碟控制器的功能詳列如下。1

軟碟控制器的功能將位元資料轉(zhuǎn)換成MFM或GCR格式來紀錄

解析并執(zhí)行命令，如搜尋、讀取、寫入、格式化等等

以校驗和的產(chǎn)生與驗證來做錯誤偵測，如同循環(huán)冗余校驗

用鎖相回路（PLL）來同步資料1

外部電路功能選擇軟驅(qū)

開啟軟驅(qū)馬達

提供軟碟控制器芯片的重置信號

致能/取消在軟碟控制器內(nèi)的中斷與直接內(nèi)存存取信號

資料分離邏輯電路

寫前補償邏輯電路

為控制器提供線性驅(qū)動訊號

從控制器接收線性訊號1

一般x86個人電腦軟碟控制器的輸入/輸出埠軟碟控制器有三個I/O埠，如下所示：

資料埠

主狀態(tài)暫存器（MSR）

控制埠

前兩個埠存在于軟碟控制器芯片中，而控制埠則位于外部電路里。下面是三個埠的對應(yīng)位址。1

|| ||

資料埠軟件使用資料埠有三個不同的目的：

當軟件發(fā)出命令給軟碟控制芯片，命令與命令參數(shù)是經(jīng)由資料埠發(fā)出給軟碟控制器芯片。軟碟控制器芯片將命令與命令的不同參數(shù)儲存在控制器內(nèi)部的暫存器中。

當命令被執(zhí)行后，軟碟控制器芯片儲存一組狀態(tài)參數(shù)于控制器內(nèi)部暫存器中。這些狀態(tài)參數(shù)經(jīng)由資料埠被中央處理器讀取。這些不同的狀態(tài)字節(jié)被軟碟控制器芯片依特定的順序排列呈現(xiàn)。

當工作在資料傳輸模式中，軟碟控制器芯片與中央處理器的輸出輸入指令間的資料傳遞是經(jīng)由資料工作來完成的。1

主狀態(tài)暫存器（MSR）軟件使用此埠來讀取軟碟控制器芯片與軟驅(qū)所有的狀態(tài)資訊。在進行軟驅(qū)操作初始化前，軟件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(tài)，并且軟驅(qū)經(jīng)由先前的初始化命令來驗證相關(guān)的狀態(tài)。以下列出狀態(tài)暫存器不同位元意義的說明1：

|| ||

|| ||

數(shù)位控制埠軟件使用數(shù)位控制埠來控制軟驅(qū)和軟碟控制器芯片的特定功能。此埠的位元被賦予的意義說明如下：

|| ||

"3模式"軟驅(qū)起初在日本，出現(xiàn)有3.5"高密度軟驅(qū)支援3種磁盤格式取代普遍的支援兩種軟碟片格式的磁盤機 - 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"軟驅(qū)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容量磁盤片。但當工作在每分鐘轉(zhuǎn)速為300的 1.44 MB格式取代了每分鐘轉(zhuǎn)速為360 的1.2 MB格式的磁片而變得普遍后，就如同每個磁道有15個磁區(qū)的1.2 MB格式磁片取代5.25"高密度磁盤機一樣。此后，日本使用的軟驅(qū)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(shè)定選項可以來致能此一模式的軟驅(qū)。1

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

李嘉騫 - 博士 - 同濟大學(xué)