CN1050207C - 控制外部存贮设备的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在通过只对一个数据处理系统的小部分作修改但不改动硬件特别是系统单元和接口(比方说连接着系统单元和软盘驱动设备等外设的电缆)，来给外围设备加软盘驱动装置增加附加功能。在本发明中，一个原来是用来使外围设备如软盘驱动装置执行一个第一操作的信号被作为预定控制信号以预定的状态送入上述的外围设备中，从而使上述的外围设备执行一个与第一预定操作不同的第二预定操作。

Description

控制外部存贮设备的方法和装置
本发明涉及一个由一个系统单元和一个与之相连的外围设备组成的数据处理系统，更具体地说，是涉及该外围设备的一个附加功能。
目前在日本3.5寸软磁盘广泛使用的是1.2M(格式化后)的容量格式；而在日本之外的大多数国家，采用的720K/1.44M(格式化后)的容量格式。目前人们已经找到了一种既能读写720K/1.44M软盘也能读/写1.2M软盘的数据处理系统。但是，在目前的技术中，为了使只能读/写720K/1.44M软盘的系统单元也能读/写1.2M的软盘，需要给系统单元加上一个硬件模块，如能被该系统单元的主CPU访问的I/O寄存器。此外，还需加上一根连接着系统单元和软盘驱动器的电缆。用作把控制信号从系统单元送至软盘驱动器的信号线，从而使该软盘驱动器也能读/写1.2M软盘。因此，人们迫切希望的是一种只作一些小改动就能把只适用于720K/1.44M二种容量格式的数据处理系统及变成能适用于720K/1.2M/1.44M三种容量格式的数据处理系统。
下面是对适合于720K/1.44M二种容量格式的数据处理系统以及由这种适合于720K/1.44M二种容量格式的数据处理系统改成的适合于720K/1.2M/1.44M三种容量格式的数据处理系统所作的描述。
图4示出了一种只能读/写720K软盘和1.44M软盘的常规的数据处理系统。系统单元1包括：主CPU3，用于存贮包括设备驱动程序(BIOS)6在内的程序的主存贮器5，软盘驱动器7，部分或者全部安装在软盘驱动器7内的一组I/O寄存器9，以及连接器11。连接器11可以有(比方说)34根连接针，并通过一根双模式FDD电缆21(也叫标准FDD电缆)与一个软盘驱动装置31相连。电缆21上装有多个电缆连接器(#0)和(#1)，从而可使多个软盘驱动装置31可以接在系统单元1上。
I/O寄存器9被映射到主CPU3的I/O地址空间内。这些I/O地址可以是(比方说)03F1，03F2，…等等。存贮器5中的程序中含有一个用于从系统单元1控制软盘驱动装置31的FDD设备驱动程序或者BIOS6。CPU3从I/O寄存器9中读入或者向I/O寄存器9中写入位型(bit pattern)，从而与FDC7进行通信。当CPU向I/O寄存器9中写入位型时，FDC7根据CPU3写入的位型向连接器的一根或多根连接针送出信号。当FDC7根据来自软盘驱动设备31向I/O寄存器9写入位型时，CPU3读出FDC7写入的位型。
软盘驱动设备31具有一个连接器33、一个标准逻辑电路35、读/写电路36、读/写头37、用于使读写头37移动的步进电机38、用于驱动步进马达38的步进马达驱动电路39、用于使软盘旋转的主轴电机42以及用于驱动主轴电机42的电机驱动电路43。在720K和1.44M这二种模式下，主轴电机42的旋转速度都被调整到300转/分(rpm)。在720K和1.44M这二种模式之间只是系统单元/和装置31之间的数据传送速度是不同的。连接器33与#0号电缆连接器或者#1号电缆连接器相连。
标准电缆21中包括2号连接针和4号连接针。在表1中，2号针专用于数据传送速率的选择，而4号针则与软盘驱动装置的识别线相连。如果2号针上的数据率选择位号为真，则表示软盘驱动器31工作在1.44M模式下(数据率为500Kbps)，相反，如果2号针上的数据速率选择信号为假，则表示软盘驱动器31工作在720K模式下(数据率为250Kbps)。驱动识别线专门用于把装置31的状态通知系统单元，当驱动选择信号(4号针)处于“真”电平时，则表示装置31处于工作状态。
          表1
 2号针   数据传输率选择
 4号针   驱动识别
图5中示出了工作在三种模式即720K、1.2M及1.44M下的现有数据处理系统。为了在720K及1.44M模式之外也能在1.2M模式下工作，主轴马达除了以300转/分的速度旋转之外也能以360转/分的速度旋转。系统单元101除了现有的I/O寄存器组之外还需要一个附加的I/O寄存器20。这个附加I/O寄存器20的I/O地址也是一个保留地址，比方说可以是097F。
图6示出了该附加I/O寄存器20的位定义。第0位确定了与一根三模式电缆26上的#0连接器相连的一个软盘驱动装置131中的主轴马达42的旋转速度。第3位确定与#1连接器相连的软盘驱装置131中的主轴马达42的旋转速度。如果第0位为0，则与#1连接器相连的FDD装置131中的主轴马达以300转/分的速度旋转(1.44M/720K模式)；如果第0位为1，则主轴马达42以360转/分的速度旋转(1.2M模式)。如果第3位为0，与#0连接器相连的FDD装置131的主轴马达42以300转/分的速度旋转(1.44M/720K模式)；如果第3位为1，则主轴马达42以360转/分的速度旋转(1.2M模式)。CPU3还需要一个设备驱动程序，以便从寄存器20中读出数据或者向寄存器20中写入数据。
如图5中所示的常规系统需要专用用于支持三种模式操作的电缆26。而图4中所示的那种标准电缆不能使用。三模式FDD电缆26中的2号针确定与连接器#0相连的FDD131的主轴马达的旋转速度，而4号针则确定与连接器#1相连的FDD131的主轴马达42的旋转速度。在图5中，2号针只与连接器#0进行电连接，而不与连接器#1进行连接。4号针不与连接器#1连接，而与连接器#0连接。4号针与连接器#0的连接点与2号针与连接器#1的连接点相对应。
            表2
2号针   连接器  0的电机速度选择
4号针   连接器  1的电机速度选择
图5中所示的系统具有检测装置45和速度变换装置46。检测装置45用于检测指示着主轴电机转速的信号，而速度变换装置46则通过改变加到电机42上的电压来改变主轴电机42的旋转速度。电机对来自2号针的信号作出响应，工作在300转/分或者360转/分。
综上所述，常规的数据处理系统为了能工作在三种模式下，需要额外的硬件结构，并且在系统单元101、转盘驱动装置131以及电缆26中都需进行硬件改动。这种硬件改动将使得硬件的可靠性测试大大延长，这将导致成本增加和开发周期的延长。因此，人们迫切希望的是只作一些不包括系统单元以及系统单元与FDD间的电缆方面的硬件改动在内的小改动，就能使数据处理系统工作在三种模式下。
更进一步，人们不仅希望对只能工作在二种模式下的数据操作系统只作一些小改动就能得到能工作在三种模式下的数据处理系统，而且还希望对现有数据处理系统的少量特征作一些改动后能给软盘驱动装置加上新的功能。更进一步来讲，对于软盘驱动装置之外的任何外围设备，人们也希望只对数据处理系统的少数特征作些变动而不改动相应的硬件(如系统单元以及系统单元与外设之间的接口)就能给外围设备增加新的功能。
本发明的一个目的是通过对一个数据处理系统作少量修改但是不对系统单元以及系统单元与外围设备之间的接口部分作硬件修改就给外围设备加上一种新的功能。
本发明的另一个目的是通过对数据处理系统作少量修改但不对系统单元以及连接着系统单元和软盘驱动装置的电缆作硬件改动就能给外围设备如软盘驱动装置加工一种新的功能。
根据本发明，在一个包括一个系统单元(该系统单元具有一个CPU和用于存贮被CPU运行的程序以及与程序相关的数据的主存贮器)和与该系统单元相连的一个外围设备的数据处理系统中，设置了用于检测系统单元以预定状态送出的预定的控制信号的接收的检测装置(上述的预定控制信号原来是一个使该外围设备执行一个第一预定操作的信号)以及响应于上述的检测装置执行一个不同于第一操作的第二操作的装置。
此外，根据本发明，外围设备如软盘驱动装置被装上了用于检测预定的控制信号的接收状况的检测装置(上述的预定控制信号最初是使上述的装置执行一个第一预定操作的信号)，以及响应于上述的检测装置执行一个不同于第一预定操作的第二操作的装置。
另外，本发明还提供了一种控制外围设备如软盘驱动装置的方法，即以预定的方式发出一个预定的控制信号，这个预定的控制信号原本是使外围设备执行一个第一预定操作的装置，从而使该外围设备执行一个不同于上述的第一预定操作的第二预定操作。
下面，结合附图描述本发明的一个实施例附图中，
图1.是本发明的数据处理系统的一个实施例的主体结构框图。
图2.是表示该实施例的更详细结构的一个方框图。
图3.是表示上述实施例中的各种信号的波形图。
图4.是表示常规的只能在二种模式下工作的数据处理系统的结构方框图。
图5.是表示常规的能在三种模式下工作的数据处理系统的结构方框图。
图6.是表示常规的能在三种模式下工作的数据处理系统中的一个附加寄存器的结构的方框图。
在各图中使用的参考标记的意义如下：
3…主CPU，
5…主存贮器。
616，56…设备驱动程序，
7…软盘控制器，
21…二模式标准电缆，
35…标准逻辑电路，
36…读/写电路，
37…读/写头，
38…步进马达，
39…步进马达驱动电路，
42…主轴马达，
43…主轴马达驱动电路，
201…系统单元
231…软盘驱动装置。
下面，我们开始参照附图描述本发明的一个实施例。其中，与上面描述过的常规设备中相同或相似部分的描述将被省略或者简化，并在附图中用相同的符号来表示。图2示出了本发明的数据处理系统的一个实施例，在该图中，对系统单元201在硬件方面未作改动。因此，就硬件而言，它与图4中的常规系统单元1没有区别，电缆也与图4中的标准电缆21完全相同。如表3中所示，20号针专门用于一个叫做步进信号(-STEP)的控制信号。这个步进信号是一个只持续几微秒的脉冲，它使读/写头37一个脉冲只移动一个磁迹道。读/写头的运动方向取决于18号针上的方向信号(-DIRECTION)的状态。
        表3
20号针   步进信号
26号针   0道信号
二个相邻的步进信号之间的时间间隔可以用由CPU3发给FDC7的一个命令来加以改变。由CPU3发至FDC7的每个命令都由一个多字节传送开始，其结果也由一个多字节传送返回至CPU3中，这种通过命令在CPU3和FDC7之间进行的信息转移是使用FDC7内部的一个I/O寄存器来进行的。这个I/O寄存器叫做数据寄存器，其I/O地址是图2中所示的03F5。这个确定步进信号间时间隔的命令叫做指定命令(SPECIFY)。这个指定命令含有称之为步进速率时间(SRT)位的一个4位部分。SRT中的4个数据位的十六种组合确定了二个相邻的步进信号之间的时间间隔。这个时间间隔可以根据SRT从16个值中进行选择。在本技术领域内，步进信号的时间间隔通过确定SRT的值已经是可调的。读/写头37对步进信号变化的响应速度的能力取决于软盘驱动装置231的种类和性能。因此，为了解决读/写头速度不同这一问题，人们已经做到了时间间隔可调。
在本实施例中，步进信号不仅用来使读/写头37移动一个磁道，而且还用来改变主轴电机42的旋转速度。如图1中所示，当三次接收到时间间隔为8ms的步进信号时，主轴电机42以300转/分的速度旋转(720K/1.44M)；当四次接收到时间间隔为8ms的步进信号时，主轴电机42即以360转/分的速度工作。如果串行的步进信号的时间间隔不为8ms，而是3ms，4ms或者6ms等等，则使读/写头37进行寻找操作。上面的命令由设备驱动程序56发出。
图2中，检测装置51检测步进信号是否以上面描述的那种方式送入软盘驱动装置231。装置52对检测装置51作出响应，改变电机42的旋转速度。响应装置53在接收到处于上述状态的步进信号时，向系统单元1送出一个0道信号。这个0道信号最初是软盘驱动装置231在读/写头位于软盘的0道上时间系统单元201发出的一个状态信号。但在本实施例中，0道信号被用来通知系统单元：软盘驱动装置231接收到了一个改变电机速度的命令。0道信号通过与标准电缆21相连的26号针被送入系统单元201。
图3示出了电机速度被从360转/分变换到300转/分时步进信号、0道信号及其他类似信号的波形图。当标准电缆21的3号针上的直流电源、16号针上的电机开动信号以及12号针上的驱动选择信号均为有效并且18号针上的方向信号指示着读/写头运动方向向内同时读/写头37定位于软盘的0道上时，如果三次收到时间间隔为8ms的步进信号，则电机速度从360转/分改变为300转/分。
根据上述的实施例，数据处理系统无需对图4中的系统单元201以及标准电缆21作硬件改动就可以工作在三种模式下。
虽然在上面的实施例中使用的预定条件是步进信号的预定时间以及连续的步进信号之间的预定时间问隔，但是，只要能被软盘驱动系统检测到的其它条件也可以使用。另外，步进信号之外的任何其它信号也可以用来变改容量模式。还应该理解的是，本发明不仅可以用来增加容量模式功能，也可以用来增加其他功能，以及给软盘驱动器之外的任何外设如存贮装置，打印机，显示单元和通讯装置等增加功能。
根据本发明，通过对数据处理部分的一小部分进行改动但不改动硬件特别是系统单元以及系统单元和外围设备之间的接口部分，就能给外围设备增加功能。

Claims (7)

1.一种控制数据处理系统中的外部存贮设备的方法，其中，上述的外部存贮设备包括一个电机并被设计成在该电机以一个预定旋转速度转动的情况下响应于对多个控制信号的接收以一个第一密度和其整数倍存贮数据；上述方法的特征在于包括：
从上述数据处理系统向上述的外部存贮设备发出上述的多个控制信号中的一个特定控制信号，以启动一个不同于存贮数据的操作；
响应于上述的特定控制信号的接收，向上述的数据处理系统发出一个状态信号，以表示上述的外部存贮设备正在执行上述的不同于存贮数据的操作；
改变上述的特定控制信号；以及
响应于上述特定控制信号的改变，变化上述电机的旋转速度，将数据以一个不同于上述第一密度的整数倍的第二密度存贮在上述外部存贮设备中。
2.如权利要求1所述的控制外部存贮设备的方法，其特征在于：上述的改变特定控制信号的步骤包括：
以一个预定设定的时间间隔将上述的特定控制信号发送预定次数。
3.如权利要求1所述的控制外部存贮设备的方法，其特征在于：上述的外部存贮设备是一个磁盘驱动器，上述的特定控制信号包括一个用于控制上述磁盘驱动器内部的一个磁换能器沿一个磁介质的表面进行的运动的信号。
4.一种用于控制数据处理系统中的外部存贮设备的装置，其中，上述的外部存贮设备包括一个电机并被设计成在该电机以一个预定旋转速度转动的情况下响应于对多个控制信号的接收以一个第一密度和其整数倍存贮数据；上述装置的特征在于包括：
从上述数据处理系统向上述的外部存贮设备发出上述的多个控制信号中的一个特定控制信号，以启动一个不同于存贮数据的操作的装置；
响应于上述的特定控制信号的接收，向上述的数据处理系统发出一个状态信号，以表示上述的外部存贮设备正在执行上述的不同于存贮数据的操作的装置；
改变上述的特定控制信号的装置；以及
响应于上述特定控制信号的改变，变化上述电机的旋转速度，将数据以一个不同于上述第一密度的整数倍的第二密度存贮在上述外部存贮设备中的装置。
5.如权利要求4所述的控制外部存贮设备的装置，其特征在于：上述的改变特定控制信号的装置包括：
以一个预定设定的时间间隔将上述的特定控制信号发送预定次数的装置。
6.如权利要求5所述的控制外部存贮设备的装置，其特征在于：上述的外部存贮设备是一个磁盘驱动器，上述的特定控制信号包括一个用于控制上述磁盘驱动器内部的一个磁换能器沿一个磁介质的表面进行的运动的信号。
7.如权利要求4所述的用于控制外部存贮设备的装置，其特征在于：上述的外部存贮设备包括一个软盘驱动器。
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