CN1021142C - 带驱动器标识的个人计算机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及个人计算机，并具体地涉及一种具有标识用于该计算机的一个可拆卸介质直接存取存储器设备的存储能力的措施的个人计算机。至少延伸在一个存储器设备与该存储器设备的控制器之间的多条信号通信通路中的某些条是用于向该控制器标识它正与之通信的设备的设备类型。

Description

本发明涉及个人计算机，具体地说涉及具有标识一个用于该计算机的可拆卸介质直接存取存储器设备的措施的个人计算机。

个人计算机而具体地说IBM个人计算机已广泛地用于为当今现代化社会的许多方面提供计算机能力。个人计算机系统通常可定义为由包含一个单一的系统处理器及相关联的易失性与非易失性存储器的一个系统单元，一个显示监视器，一个键盘，一个或多个软盘驱动器，一个固定盘存储器，以及一个可选用的打印机所组成的一种桌面的、落地式的或便携式的微型计算机。这些系统的区别性特征之一是使用一块主板或系统板来将这些部件电气地连接在一起。这些系统主要是为向单个用户提供独立的计算能力而设计的并且定价低廉供个人或小型企业购买。这种人上计算机系统的实例有IBM的个人计算机XT与AT以及IBM的个人系统/2型号25，30，50，60，70与80。

这些系统可分为两大系列。第一系列，通常称为系列Ⅰ型号，使用一种以IBM个人计算机AT与其它“IBM兼容”机为代表的总线体系结构。第二系列，称为系列Ⅱ型号，使用以IBM的个人系统/2 型号50至80为代表的IBM微通道总线体系结构。许多系列Ⅰ型号曾经使用流行的INTEL（英特尔）8088或8086微处理器作为系统处理器。这些处理器具有寻址一兆字节存储器的能力。某些系列-Ⅰ及大多数系列Ⅱ型号典型地使用高速INTEL80286，80386，及80486微处理器，它们能在一种实际模式（real    mode）中操作以仿真较慢速度的INTEL8086微处理器或在一种保护模式（protected    mode）中操作而在某些型号中将寻址范围从一兆字节扩充至4000兆字节。实质上，80286，80386，与80486处理器的实际模式特征对于为8086与8088微处理所编写的软件提供硬件兼容性。

这种个人计算机是以具有“开放性”体系结构为特征的。即，这些系统是以这样一种方法设计和构成的，使得在系统上可以选择和增加诸如可拆卸介质存取直接存储器设备（即DASD）的附加外部设备，或者将一台现有的设备换成其它类型的设备，上面提到的软盘驱动器是一种可拆卸介质DASD的一个例子。作为示例，许多系列Ⅰ机器装有具有在一片软盘上存储1.2兆字节数据能力的一个5.25寸高容量（或高密度）软盘驱动器。然而，这种机器也可能装有使用存储360千字节数据的5.25寸盘的较早型号DASD。系列Ⅱ机器可具有使用存储780千字节或1.44兆字节数据的3.5寸软盘的DASD。人们已知并设想在所述的一般类型的个人计算机上装设或使用其它可拆卸介质DASD。

迄今为止，传统的作法是在所描述的类型的个人计算机中装设一个用于执行指令和处理数据的中央处理器单元以及在该处理器单元与DASD之间操作地插入的一个用于控制在该DASD的可拆卸介质上写入数据和读出数据的直接存取存储器设备控制器。已经构思出在一台个人计算机的操作中可以采取措施来识别所使用的DASD的类型以及插入这一驱动器中的介质的存储特征。有兴趣的读者可参看1988年9月20日颁布给Berens等人的美国专利4，773，036及Agoglia等人的美国专利4，928，193（两者与这里要描述的发明都为IBM所拥有）所公开的用于判定软盘驱动器与介质类型的装置与方法。为了理解本发明，将这些专利所公开的内容作为参考结合在本说明书中。

本发明的一个目的是使一台个人计算机系统能够区别可能用于这一系统的多种类型的可拆卸介质直接存取存储器设备。为实现本发明的这一目的，利用在一个存储设备与该存储设备的控制器之间延伸的多条信号通信通路中的至少某些通路向该控制器标识正在与其通信的设备的类型。

本发明的另一个目的是允许一个系统将不是特别地适用于这里所描述的判定的老式类型存储设备与专门为适用于这种判定所装备的新式类型存储设备结合，同时能够区别多种类型的可拆卸介质直接存取存储器设备。在实现本发明的这一目的时，特定标识信息是使用这样的通路从一个DASD传送到一个控制器的，当这些 通路存在于老式设备时，它们是用于其它目的的。

以上陈述了本发明的一些目的，其它目的将在随后结合附图所作的说明中出现，其中：

图1为体现本发明的一台个人计算机的透视图;

图2是图1的个人计算机的某些部件的分解透视图，其中包括一个底盘，一个顶盖，一个机电直接存取存储器设备以及一块主板，并示了了这些部件之间的某些关系。

图3是图1与2的个人计算机机的某些部件的示意图;

图4是根据本发明的在一个控制器与一个可拆卸介质直接存取存储器设备之间的多通路互连的示意性表示;以及

图5是根据本发明的用于传送标识数据的一种编码方案的示意性表示。

虽然下面将参照附图（其中示出了本发明的一个较佳实施例）较全面地描述本发明，但在说明的一开始就应理解，对于相应领域内的技术人员而言，有可能修改这里所描述的发明而仍然保持本发明的有利效果。从而，下面的说明应当理解为是面对相应领域内的技术人员的一种广义的示教性公开，而不是对本发明的限制。

现在更具体地参见附图，在图1中示出了体现本发明的一台微型计算机并总体地以10来表示。如前面所述，计算机10可以有一个相关联的监视器11，键盘12与打印机或绘图仪14。计算机10有一个由一个装饰性外部部件16（图2）与一个内部屏蔽部件18构成 的顶盖15，它与一个底盘19共同限定一个封闭的屏蔽空间用于接纳电动的数据处理与存储部件以处理与存储数字数据。至少这些部件中的某一些是安装在一块多层主板20或母板上的，主板20是安装在底盘19上的并为包括上面所指名的部件以及诸如软盘驱动器、各种形式的直接存取存储器设备、附件卡或板之类其它相关部件在内的计算机10的部件提供电气连接的装置。如下面更全面地指出的，在主板2中提供输入和输出微型计算机的操作部件的信号通路。

底盘19具有以22指示的基座，以24指示的一块前面板，以25指示的一块后面板（图2）。前面板24至少限定了一个用于接纳诸如磁盘或光盘的盘驱动器，磁带后备驱动器之类的数据存储设备的舱室（在示出的形式中有四个舱室）。在示出的形式中，设置了一对上部舱室26，28与一对下部舱室29，30。上部舱室之一26适用于接纳具有第一尺寸的外围驱动器（例如，称为3.5寸的驱动器）而另一个28则适合于接纳具有两种尺寸中选择的一种的驱动器（例如，3.5与5.25寸），而下部舱室只适合于接纳一种尺寸的设备（3.5寸）。图1中85所指示的一个软盘驱动器包括在一个上部舱室26中，并且是一个能够接纳插入其中的盘片并如一般所知地那样使用该盘片接受、存储及发送数据的可拆卸介质直接存取存储器设备。所示出的其余舱室是空的。

在将上述结构与本发明进行联系以前，简要地对个人计算机 10的一般性操作进行回顾是值得的。参见图3，在那里示出了一个展示该计算机系统（诸如根据本发明的系统10）的各种部件的框图，其中包括安装在主板20上的部件以及主板与个人计算机系统的I/O（输入/输出）槽及其它硬件的连接。连接到平板上的有系统处理器32，它包含一个微处理器，该微处理器由一条高速CPU局部总线34通过一个总线控制定时单元35连接到一个存储器控制单元36，存储器控制单元36又进一步连接到一个易失性随机存取存储器（RAM）38。虽然可以使用任何合适的微处理器，但一种适用的微处理器便是INTEL出售的80386。

虽然在此后具体参照图3的系统框图描述本发明，但在随后的说明一开始就应理解，根据本发明的装置与方法可用于平板的其它硬件配置。例如，系统处理器可以是INTEL80286或80486微处理器。现在回到图3，CPU局部总线34（包括数据、地址与控制部分）为微处理器32、数学协处理器39、高速缓冲存储器控制器40、以及高速缓冲存储器41提供连接。同时耦合到CPU局部总线34上的还有一个缓冲器42。缓冲器42本身连接到一条也包含地址、数据控制部分的较低速度（与CPU局部总线相比）的系统总线44。系统总线44在缓冲器42与另一个缓冲器68之间延伸。系统总线44进一步连接到总线控制定时单元35与一个DMA（直接存储器存取）单元48。DMA单元48由一个中央仲裁单元49与DMA控制器50组成。缓冲器51在系统总线44与一条可选择特征总线 （诸如微通道总线52）之间提供一个接口。与总线52相连的有多个用于接纳微通道适配器卡的I/O槽54，此适配器卡又可进一步与一台I/O设备或存储器相连接。

一条仲裁控制总线55将DMA控制器50及中央仲裁单元49耦合到I/O槽54及一个软盘适配器56。同时连接到系统总线44上的有存储器控制单元36，它由一个存储器控制器59、一个地址多路复用器60及一个数据缓冲器61组成。存储器控制单元36进一步连接到由RAM模块38表示的一个随机存取存储器。存储器控制器36包括用于将送往或来自微处理器32的地址映射到RAM38的特定区域的逻辑。这一逻辑用于回收以前被BIOS（基本输入输出系统）所占据的RAM。存储器控制器36还生成一个ROM（只读存储器）选择信号（ROMSEL），它是用于启动或阻塞ROM64的。虽然示出的微型计算机系统10带有基本的一兆字节RAM模块，应当理解，可以连接附加的存储器，如图3中以可选用的存储器模块65到67所表示的。仅仅是为了示例的目的，本发明是参照基本的一兆字节存储器模块38描述的。

一个锁存缓冲器68耦合在系统总线44与主板I/O总线69之间。主板I/O总线69分别包括地址、数据与控制部分。沿该主板I/O总线69耦合的有各种不同的I/O适配器及其它部件，例如，显示器适配器70（用于驱动监视器11），一个CMOS时钟72，非易失性CMOS    RAM74（此后称作NVRAM），一个RS232适配器76， 一个并行适配器78，多个计时器80，软盘适配器56，一个中断控制器84，以及只读存储器64。只读存储器64中包含用于在I/O设备与微处理器32的操作系统之间进行接口的BIOS（基本输入输出系统）。存储在ROM64中的BIOS可复制到RAM38中以减小BIOS的执行时间。ROM64还对存储控制器36作出响应（通过ROMSEL信号）。如果ROM64被存储器控制器36所启动，则BIOS从ROM中执行。如果ROM64被存储控制器36所阻塞，则ROM不响应来自微处理器32的地址查询（即，BIOS从RAM中执行）。

如下面所描述的，主板I/O总线69包括由多层主板20的内层中形成的导电通路所定义的部分，并且具体地包括邻接于主板20的一条边延伸的一部分中的若干这种通路，该主板20是定位在邻接于底盘的前后面板中之一延伸的。主板的这一设计使沿这一侧边的若干I/O接线端的位置可能用于与诸如监视器，键盘与打印机这些设备交换信号。

时钟72用于计算日期时间，而NVRAM则用于存储系统配置数据。NVRAM将包含描述系统的当前配置的值。例如，NVRAM包含说明一个固定磁盘或软盘的容量、显示器的类型、存储器容量、时间、日期等的信息。特别重要的是NVRAM将包含存储器控制器36用于判定BIOS是从ROM中执行还是从RAM中执行以及是否要回收准备给BIOS（RAM）使用的RAM的数据（可能只是一个比特）。此外，每当执行一个专门的配置程序（例如SET    Con figuration（设置配置）程序）时，将这些数据存储在NVRAM中。SET    Configuration程序的目的便是将这些表征系统的配置特征的值存储到NVRAM中。

如上所述，该计算机机有一以15表示的顶盖，它与底盘19结合构成一个封闭的屏蔽空间用于容纳微型计算机的上述认定的部件。顶盖最好是由一个外部装饰性顶盖部件16以及一个金属薄板衬里18构成，顶盖部件16是由一咱可模压的合成材料制成的一个整体模压部件，而衬里18则是为适合于该装饰性顶盖部件的配置的。然而，顶盖也可以是以其它已知的方法制成的，而本发明的应用不限于所描述的机壳类型。

在这里所描述的一般类型的个人计算机机中，利用连通电数字信号的多条通路进行控制器56与可拆卸介质DASD（例如软盘驱动器85）的互相连接在本发明以前已是传统的做法。传统上，这种互连或者由连接一个控制器与一个驱动器的电缆来建立或者由DASD与系统主板20的直接连接来建立。在国际商业机器公司所提供的先有个人计算机机或者与这种计算机完全兼容的计算机中，这一互连是由一组34条通路即导线所建立的，这些通路中的不同通路具有赋予的不同功能。某些这类功能与通路以前被用于执行判定软盘驱动器与介质的类型，例如在Berens等人的美国专利4，773，036（1988年9月20日颁布）以及Agogtia等人的美国专利4，928，193（两者与这里要描述的发明一样由IBM拥有）所公开的 那样。为了理解本发明，这些专利所公开的内容在这里作为参考结合进本说明书中。

为了实现本发明的目的，以前与老式的DASD一起使用的一对导电通路被赋予了新的功能，而且这些新功能是以这样的方式实现的，使得老式的驱动器能够与所达到的新功能向上兼容。即，通过向一对导电通路提供新的功能，使得一个控制器能够区别老式与新式的存储器设备。此外，当控制器识别出一个新型设备时，它能够通过存储器的能力区分这一设备的特定型号。

在本发明以前已经工作着的类型的个人计算机中，一个开机自检过程通过向各可能的驱动器舱室发布命令并监视返回的一个特定信号来判定直接存取存储器设备的存在。然后，一旦驱动器的存在成立以后，通过发布一个分级序列并监视返回的信号在具有特定存储能力的设备之间进行区分来判定驱动器类型。在判定了存储器能力以后，根据可能配置的并且有已判定的存储器的能力的已知的设备来就所配置的设备的特定类型作出一个系统假设。

在所述类型的体现本发明的一台个人计算机中，以前保留而未使用的或用作保证其它信号的隔离的地回路的一对通路被用于首先判定所配置的是老式或新式类型的存储器设备，并且如果判定所存在的是新型的设备，则随后进一步判定所配置的存储器设备的存储能力。更具体地说，在图4的示意图中，将通路4从一条没有其它用处的保留的通路改变为一条第一驱动器类型指示符通路，而将通 路9从一条地回路改变成一条第二驱动器类型指示符通路。通过区别在该对通路上没有任何驱动器类型信号，或如果发现有信号时，区别表示被标识的设备的存储能力的这种信号的组合，取得了这些所希望的结果。

在这里所述的组合中，控制器56与存储器设备两者的某些特征为成功作出了贡献。即，控制器必须能够区别在通路4与9上有否设备标识信号，而存储器设备则应能提供这些信号，一起来避免不这样时可能出现的破坏性后果。这些能力促成了向上与向下的兼容性，使得在同一系统中可同时使用新式的与老式的部件。本标识能力将包括使用由一个来自控制器输入的DRIVESELECT（驱动器选择）所启动的收集极开路的设备。收集极开路驱动器的使用使得本来不支持这一标识方法的老型号存储器设备能够用在接口上而不损坏用标识启动的存储器设备。

图5中示意性地示出了典型的设备标识编码。该编码方案假定可发送两种类型的DRIVE    SELECT信号中选定的一种，这两种信号是一种低（L）及一种高（H）。当标志驱动器通过接收一个DRIVE    SELECT信号被启动时，该存储器设备可以在这一对通路的每一条上以高与低信号的模式进行应答，这里标识为DRVTYP1与DRVTYO0。对应答的一种有意义的可能赋值示出在图5中。

在操作中，用于判定系统配置的过程应包括中途淘汰所有存储 器设备，读指定的输入端口，以及检测一个二进制“11”组合的步骤。任何其它组合的出现将表明至少一个被配置的存储器设备并不支持这里所揭示的驱动器标志方案，这导致这样一种结论，即认为所有被配置的设备所返回的标志都是无效的。判定了一个无效的标志后，一名用户将被迫进入一个人工配置例程，在这一例种中，用户应提供满意地使用有关的存储器设备所必需的信息。假如判定了该存储器设备支持这里所揭示的驱动器标志方案，然后轮流向所有可应用的设备发送一个DRIVE    SELECT信号，并读取所返回的启动听标志信号以更新该系统的配置表。

在这样提供数据来更新配置表时，本发明便能区分使用在这一系统中的多种类型的可拆卸介质直接存取存储器设备，并将并非特定地适用于这里所描述的判字的老类型存储器设备与专门为适应这一判定而装备的新类型存储器设备相结合。在附图及说明书中已经说明了本发明的一个较佳实施例，虽然使用的是特定的名词，但是这样给出的说明只是在广义的与描述性的意义上使用专门名词，而并非为限定这些名词的意义。

Claims (7)

1、一种个人计算机，其特征在于：

一个中央处理器单元，用于执行指令；

一个可拆卸介质直接存取存储器设备，用于接收、存储与发送供所述中央处理器单元处理的数据；以及

一个直接存取存储设备控制器，操作地设置在所述处理器单元与所述存储器设备之间，用于在接收、存储和发送数据中管理所述存储器设备的操作；

所述存储器设备与所述控制器是由多条信号传输通路操作地连接的；

所述通路中选择的多条通路向所述控制器传输标识所述存储器设备特征的信号，这些特征是指示所述存储器设备的存储特征的；

所述控制器区别所述选定的通路所传输的信号的不存在从而表明一第一类型存储器设备的存在以及所述选定的通路所传输的信号的存在及其多个不同组合从而表明一组第二类型的存储器设备中特定的一个的存在。

2、一种个人计算机，其特征在于：

一个中央处理器单元，用于执行指令;

一个可拆卸介质直接存取存储器设备，用于接收，存储与发送由所述中央处理器单元处理的数据;以及

一个直接存取存储器设备控制器，操作地设置在所述处理器单元与所述存储器设备之间，用于在接收，存储与发送数据中管理所述存储器设备的操作;

所述存储器设备与所述控制器是由多条信号传输通路操作地连接的;

一对所述通路传输信号，这些信号向所述控制器标识所述存储器设备的特征，这些特征是表明所述存储器设备的存储能力;

所述控制器区别由所述一对通路传输的信号的不存在从而表明一个第一类型的存储器设备的存在以及由所述通路传输的信号的存在和多种不同组合的信号的存在从而表明一组第二类型存储器设备中特定的一个存在。

3、根据权利要求2的一种个人计算机，其特征在于与所述一对通路中每一个相关联的一个驱动器设备，每一个所述驱动器设备具有发送一个表示所述存储器设备的存储能力的适当信号的能力以及进一步将所述存储器设备和所述控制器与可能随着所述控制器无能力而产生的任何不利作用隔离的能力，以便识别这样一个信号。

4、根据权利要求2的一种个人计算机，其特征在于所述控制器通过所述通路中另一条向所述存储器设备发布一个启动信号启动通过所述通路的一对所述发送信号。

5、一种个人计算机系统具有与设计为在较低速度的系统处理器上执行的应用程序与操作系统软件兼容的一个高速系统处理器，所述个人计算机系统的特征在于：

一个高速微处理器，具有一种实际的及一种保护的操作模式并且是耦合于一条高速数据总线上的;

电气地耦合于该高速数据总线上的易失性存储器;

电气地耦合于一条较低速度数据总线上的非易失性存储器;

用于在该高速数据总线与该较低速度数据总线之间提供通信的一个总线控制器;

电气地耦合于所述易失性存储器与所述非易失性存储器的一个存储器控制器，所述存储器控制器管理所述易失性存储器与所述高速微处理器之间的通信;

用于接收、存储与发送供所述微处理器处理的数据的一个可拆卸介质直接存取存储设备;

操作地设置在所述微处理器与所述存储器设备之间的一个直接存取存储器设备控制器，用于在接收、存储与发送数据中管理所述存储器设备的操作，并且电气地耦合于该较低速度的数据总线;以及

多条信号传输通路，操作地连接所述存储器设备与所述控制器;

一对所述通路传输信号，这些信号向所述控制器标识所述存储器设备的特征，这些特征说明所述存储器设备的存储能力;

所述控制器区别由所述一对通路所传输的信号不存在从而说明一个第一类型的存储器设备的存在，以及由所述通路所传输的信号的存在与多种不同组合的信号的存在从而说明一组第二类型存储器设备中特定的一个的存在。

6、根据权利要求5的一种个人计算机系统，其特征在于与所述通路的所述对中每一个相关联的一个驱动器设备，每个所述驱动器设备具有发送说明所述存储器设备的存储能力的一个适当信号的能力及进一步将所述存储器设备和所述控制器与可能随所述控制器的无能力产生的任何不利作用隔离开的能力，以便识别这一信号。

7、根据权利要求5的一种个人计算机系统，其特征在于所述控制器通过上述通路中的另一条向所述存储器设备发布一个启动信号启动通过所述通路的所述一对发送信号。

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