Контролер НГМД

Контролер накопичувача на гнучких дисках (НГМД) (англ. Floppy-disk controller, FDC) — спеціальна мікросхема і пов'язана з нею схема, що реалізує функції керування і доступу для дисковода гнучких дисків.

Мікросхема контролера дисковода гнучких дисків Zilog Z765A.

Оригінальна плата контролера НГМД (для дискет 5") комп'ютера IBM PC.

Історія

Однією з перших інтегральних схем контролерів був FD1771 від компанії Western Digital. У СРСР дану мікросхему було клоновано як КР1818ВГ93.

Через широке розповсюдження комп'ютерів IBM PC і сумісних з ними, загальновживаними стали дискові контролери на базі мікросхем NEC µPD765 і Intel 8272A. У НДР на підприємстві VEB Kombinat Mikroelektronik Erfurt випускався аналог контролера від Intel — мікросхема U8272.

Робота контролера на прикладі IBM PC

Одна плата контролера дисководів гнучких дисків комп'ютера IBM PC підтримує під'єднання до чотирьох дисководів. Плата контролера вставляється у роз'єм ISA, таким чином з'єднуючись зі системною шиною комп'ютера і з деякими лініями керування (такими, як сигнали керування прямим доступом до пам'яті, або входом контролера переривань — у IBM PC це переривання IRQ 6).

З кінця 1990-х — початку 2000-х років у IBM PC сумісних комп'ютерах все частіше почали відмовлятися від шини ISA. За її відсутності контролер дисковода (зазвичай частина мікросхеми Super I/O) з'єднується з процесором через шину LPC.

Схема взаємодії контролера НГМД з центральним процесором і дисководом у IBM PC.

Більшість функцій контролера виконується інтегральною схемою (середнього або високого ступеню інтеграції), деякі інші функції, описані нижче, реалізуються допоміжними цифровими і аналоговими схемами.

Функції контролера

Функції мікросхеми контролера НГМД

• Перетворення бітів даних у частотну модуляцію, модифіковану частотну модуляцію, модифіковану MFM, або group coded recording (для здійснення запису), і навпаки (для читання з диска)
• Інтерпретація команд, таких як читання і запис сектора, позиціонування голівки, форматування доріжки і інші
• Виявлення помилок (наприклад, за допомогою контрольних сум, таких як циклічний надлишковий код, CRC)
• Синхронізація даних з фазовим автопідлаштуванням частоти (PLL)

Функції допоміжних схем

• Вибір дисковода
• Вмикання і вимикання двигуна дисковода
• Обробка сигналів скидання (англ. reset)
• Дозвіл і заборона переривань і DMA контролера
• Data separation logic^{[уточнити]}
• Write precompensation
• Лінійні драйвери

Порти вводу/виводу контролера дисководів у IBM PC

Адресація контролера у IBM PC здійснюється за допомогою наступних портів вводу/виводу:

• Порт даних: адреса 0x3F5, двонаправлений.
• Регістр статусу (англ. Main Status Register, MSR): адреса 0x3F4, напрямок: від контролера до процесора (input). Реалізований у мікросхемі контролера.
• Регістр керування (цифровий): адреса 0x3F2, напрямок: від процесора до контролера (output). Реалізований на мікросхемах дрібної логіки.