JPH05182371A - ディスク制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスク装置のトラックフォーマットに関す
る制御をマイクロプログラムで行わず、簡単なロジック
回路で実現できると共に、このロジック回路を低い周波
数で動作する。 【構成】 シーケンサ３−２はＦＤＤ５のトラックフォ
ーマットに対応する一連の動作状態をその先頭から順次
遷移させて各動作状態に応じた制御を逐次行わせる。バ
イトカウンタ３−５はデータ読み出し時のバイト数をカ
ウントし、このカウント値がカウントデータ発生部３−
４からのバイト数に到達すると、シーケンスクロックを
シーケンサ３−２に与え、次の状態へ遷移させる。ＶＦ
Ｏ４はウィンドゥ信号に同期した４相クロックＦ１〜Ｆ
４を発生し、ディスク制御装置３に動作クロックとして
与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、中央演算処理装置
（ＣＰＵ）からの転送命令に応答してフロッピーディス
ク装置（ＦＤＤ）に対するデータの読み出し／書き込み
動作を直接的に制御するディスク制御装置（ＦＤＣ）に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、単密度記録方式に対応したディ
スク制御装置は、読み出し／書き込みデータの変換、シ
ンク（ＳＹＮＣ）検出や巡回冗長検出（ＣＲＣ）などを
行い、ＦＤＤのトラックフォーマットに関する制御は、
ＣＰＵで行うようにしている。この場合、倍密度記録方
式に対応させると、データの転送速度が２倍となる為、
ＣＰＵの制御の処理スピードを速くする必要があった。
ところで、近年、ＣＰＵは複雑な制御をせず、命令を送
るだけでデータの書き込み／読み出しやＦＤＤのトラッ
クフォーマットに関する制御をディスク制御装置で行わ
せるようにしたものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
のディスク制御装置はデータの書き込み／読み出しの他
に、ＦＤＤのトラックフォーマットに関する制御もマイ
クロプログラムで行う為、回路構成が複雑化し、極めて
高価なものとなっていた。そこで、本出願人は先に、デ
ィスク装置のトラックフォーマットに関する制御をマイ
クロプログラムで行わず、簡単なロジック回路のみで実
現するようにした技術（特願平３−４７３１９号、発明
の名称 ディスク制御装置）を提案した。この提案にお
いてトラックフォーマットに関する制御を行うロジック
回路は、通常、同期回路であり、一定周波数で動作する
が、回転変動等によってＦＤＤからのリードデータおよ
びこれに追従するウィンドゥ信号は一定周波数でない
為、リードデータおよびウィンドゥ信号に比較して十分
高い周波数で動作させる必要があり、またこれらの非周
期の信号による競合（バザード）の影響が出ないような
回路にする必要があった。この発明の課題は、ディスク
装置のトラックフォーマットに関する制御をマイクロプ
ログラムで行わず、簡単なロジック回路で実現できると
共に、このロジック回路を低い周波数で動作できるよう
にすることである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明の手段は次の通
りである。中央演算処理装置からの転送命令に応答して
ディスク装置に対するデータの読み出し／書き込み動作
を制御するディスク制御装置において、 （１）、第１の制御回路はディスク装置のトラックフォ
ーマットに対応する一連の動作状態をその先頭から順次
遷移させて各動作状態に応じた制御を逐次行わせる。こ
の場合、ディスク装置のトラックフォーマットに対応す
る一連の動作状態とはデータリードの場合を例に挙げる
と、コマンド待ち状態、ＳＹＮＣ検出待ち状態、……終
了状態で、この終了状態から再びコマンド待ち状態に復
帰する一連の動作状態である。 （２）、データ量検出回路はデータの読み出し／書き込
み動作時にそのデータ量の検出を行う。この場合、例え
ばデータの読み出し／書き込み動作時のバイト数をカウ
ントすることによってデータ量の検出を行う。 （３）、第２の制御回路はこのデータ量検出回路によっ
て検出されたデータ量が前記一連の動作状態を区分する
各状態区分に相当するデータ量に到達する毎に、その検
出信号を前記第１の制御回路に与えて次の状態に遷移さ
せる。この場合、一連の動作状態を区分する各状態区分
に相当するデータ量は例えばバイト数によって表わされ
ている。 （４）、基準クロック発生回路はディスク装置からのリ
ードデータ信号をデータパルスとクロックパルスとに分
離する為のウィンドゥ信号に同期した多相クロックを発
生するもので、この多相クロックに基づいて前記第１の
制御回路、データ量検出回路、第２の制御回路を動作さ
せる。

【０００５】

【作用】この発明の手段の作用は次の通りである。い
ま、基準クロック発生回路はウィンドゥ信号に同期した
多相クロックを発生し、第１の制御回路、データ量検出
回路、第２の制御回路に動作クロックとして与える。こ
こで、ディスク装置に対するデータの読み出し／書き込
み動作時に、データ量検出回路はそのデータ量を検出す
ると共に、検出されたデータ量が一連の動作状態を区分
する各状態区分に相当するデータ量に到達する毎に、第
１の制御回路はその検出信号を第１の制御回路に与えて
次の状態に遷移させる。この結果、第１の制御回路はデ
ィスク装置のトラックフォーマットに対応する一連の動
作状態をその先頭から順次遷移させて各動作状態に応じ
た制御を行わせる。したがって、ディスク装置のトラッ
クフォーマットに関する制御をマイクロプログラムで行
わず、簡単なロジック回路で実現できると共に、このロ
ジック回路を低い周波数で動作することができる。

【０００６】

【実施例】以下、図１〜図５を参照して一実施例を説明
する。図１はＣＰＵ、ＦＤＤ間に設けられたディスク制
御装置において、ＦＤＤからのデータ読み出し部分を示
したハードブロック図である。ＣＰＵ１はインターフェ
イス２を介してディスク制御装置３に接続され、またデ
ィスク制御装置３はＶＦＯ（可変周波数発生器）４を介
してＦＤＤ５に接続されており、ＦＤＤ５から読み出さ
れたデータはＶＦＯ４、ディスク制御装置３、インター
フェイス２を介してＣＰＵ１に取り込まれる。ここで、
ディスク制御装置３は次の如く構成されている。

【０００７】コマンドレジスタ３−１はＣＰＩ１からイ
ンターフェイス２を介して送られて来たデータリードコ
マンドやデータライトコマンドなどを一時記憶するもの
で、シーケンサ３−２からのシーケンス終了位置により
コマンドレジスタ３−１の内容はリセットされる。シー
ケンサ３−２は各コマンドごとにシフトレジスタによっ
て構成され、各シフトレジスタはＦＤＤ５のトラックフ
ォーマットに対応する一連の動作状態をその先頭から順
次遷移させて各動作状態に応じた制御を逐次行わせる為
に、一連の動作状態を管理する。そして、シーケンサ３
−２は一連の動作状態が順次遷移する毎に各動作状態に
対応するシーケンス信号を出力し、シーケンス制御部３
−３、カウントデータ発生部３−４に与える。なお、シ
ーケンサ３−２はコマンドレジスタ３−１にコマンドが
記憶されると動作を開始し、コマンドレジスタ３−１が
リセットされると動作を停止して初期状態となる。ま
た、シーケンサ３−２はバイトカウンタ３−５からシー
ケンスロック信号が送られて来る毎に動作状態が順次遷
移し、またシンク検出回路３−６からのＳＹＮＣ検出信
号によっても動作状態は遷移する。

【０００８】シーケンス制御部３−３はシーケンサ３−
２から送られて来るシーケンス信号により各動作状態に
応じた各種の制御信号を出力する。カウントデータ発生
部３−４は一連の動作状態を区分する各状態区分に相当
するデータ量（バイト数）を各状態区分毎に発生し、バ
イトカウンタ３−５に与える。つまり、カウントデータ
発生部３−４はシーケンサ３−２からシーケンス信号が
入力される毎に対応する動作状態に応じたバイト数を発
生する。バイトカウンタ３−５はＦＤＤ５に対するデー
タの書き込み／読み出し時のデータ量（バイト数）をカ
ウントし、このカウント値がカウントデータ発生部３−
４から送られて来るバイト数に到達すると、シーケンス
クロックを送出してシーケンサ３−２に与え、次の動作
状態へ遷移させる。これと同時にバイトカウンタ３−５
のカウント値はリセットされる。

【０００９】他方、データセパレータ３−７はＶＦＯ４
からリードデータとウィンドゥ信号が送られて来ると、
このリードデータをウィンドゥ信号に基づいてデータパ
ルスとクロックパルスに分離すると共に、データパルス
をデータシフトレジスタ３−８に与え、クロックパルス
をクロックシフトレジスタ３−９に与える。データシフ
トレジスタ３−８は８ビット構成で、データセパレータ
３−７からのデータパルスをシリアル／パラレル変換し
てそのパラレルデータをシンク検出回路３−６、リード
データレジスタ３−１０に与える。また、クロックシフ
トレジスタ３−９はデータセパレータ３−７からのクロ
ックパルスをシリアル／パラレル変換してそのパラレル
クロックをミッシングクロックチェッカ３−１１に与え
る。シンク検出回路３−６はデータシフトレジスタ３−
８からのパラレルデータを受け取ると、そのデータの中
からＳＹＮＣパターン（“０”の連続データ）の検出を
行ってこのＳＹＮＣ検出信号をシーケンサ３−２に与
え、次の動作状態に遷移させる。また、シンク検出回路
３−６はＦＤＤ５のトラックフォーマットを構成するＳ
ＹＮＣエリアから次のエリアへの変化を検出してスター
ト信号をビットカウンタ３−１２に与え、ビットカウン
タ３−１２の計数動作を開始させる。ビットカウンタ３
−１２はリードデータの１ビットごとにカウントを行
い、１バイト（８カウント）ごとにバイトカウンタ３−
５にカウントクロックを送ると共に、リードデータレジ
スタ３−１０にデータラッチ信号を与える。

【００１０】リードデータレジスタ３−１０はデータシ
フトレジスタ３−８からのパラレルデータをビットカウ
ンタ３−１２からのデータラッチ信号に応答して１バイ
トごとに一時記憶するもので、その内容はインターフェ
イス２を介してＣＰＵ１に与えられる。なお、ミッシン
グクロックチェッカ３−１１はインデックスマーク、ア
ドレスマークおよびデータマークが来た時に、クロック
シフトレジスタ３−９から出力されるパラレルクロック
にミッシング・クロックが含まれているかどうかをチェ
ックするもので、ミッシング・クロックが含まれていな
いときには、つまり、マークが含まれていないときには
エラーを出力する。

【００１１】図２はＶＦＯ４の構成を示したハードブロ
ック図である。発振器４−１は１６ＭＨｚの基準クロッ
ク信号を発振出力し、周期回路４−２、位相比較回路４
−３、周期測定回路４−４、バイアス値発生回路４−
５、デジタルＶＦＯ４−６に与える。周期回路４−２は
ＦＤＤ５から送られて来るリードデータが入力されてお
り、このリードデータは基準クロックに同期され、基準
クロックの１周期分の幅を持つリードパルスとして位相
比較回路４−３、周期測定回路４−４の他、ディスク制
御装置３内のデータセパレータ３−７に与える。位相比
較回路４−３は周期回路４−２からのリードデータとデ
ジタルＶＦＯ４−６から出力されるウィンドゥ信号の半
周期の中心との位相を比較するもので、この比較結果に
応じてバイアス値発生回路４−５のバイアス値を変化さ
せる。つまり、リードデータが遅れ位相の場合あるいは
位相が一致している場合か、リードデータが進み位相の
場合かに応じてバイアス値発生回路４−５のバイアス値
を変化させる。周期測定回路４−４は周期回路４−２か
らリードデータが入力される毎に、リードデータの周期
を測定し、予め決められている基準周期との差分値を基
準クロック１周期を重みとするデータとして出力し、バ
イアス値発生回路４−５に与える。バイアス値発生回路
４−５は位相比較回路４−３による比較結果の他に周期
測定回路４−４による測定結果（リードデータの周期）
をも考慮してバイアス値を発生するもので、このバイア
ス値をもってデジタルＶＦＯ４−６から出力されるウィ
ンドゥ信号の発振周波数を制御する。デジタルＶＦＯ４
−６はロード付きバイナリカウンタ等を有する構成で、
バイアス値発生回路４−５からのバイアス値に応じた周
波数信号を出力するもので、そのＱ₅ビット出力はウィ
ンドゥ信号となり、Ｑ₄ビット出力はウィンドゥ信号の
半周期の信号（ウィンドゥ半周期信号）となり、このウ
ィンドゥ半周期信号が位相比較回路４−３にフィードバ
ック信号として与えられる。多相クロック発生器４−７
はデジタルＶＦＯ４−６の出力をデコードしてウィンド
ゥ信号に同期した４相クロックＦ１〜Ｆ４を発生するも
ので、この４相クロックがディスク制御装置３の動作ク
ロックとなる。

【００１２】図３はＦＤＤ５のトラックフォーマットを
示したもので、周知の如く１つのセクタはＩＤフィール
ド、ギャップ（ＧＡＰ）、データフィールド、ギャップ
とから成り、またデータフィールドはＳＹＮＣ、ＤＡＭ
（データマーク）、データ、ＣＲＣに区分されている。
なお、ＳＹＮＣエリアは１２バイト、ＤＡＭエリアは４
バイト、データエリアは２５６バイト、ＣＲＣエリアは
２バイトで、またギャップは５４バイトとなっている。

【００１３】次に、本実施例の動作を図４、図５に示す
タイムチャートにしたがって説明する。図４はウィンド
ゥ信号に同期した４相クロックのタイミング図を示して
いる。ＶＦＯ４は発振器４−１からの基準クロックにし
たがって動作し、ＦＤＤ５からのリードデータは基準ク
ロックの１周期分の幅を持つリードパルスとして周期回
路４−２から出力される。すると、位相比較回路４−３
はデジタルＶＦＯ４−６からのウィンドゥ半周期信号と
リードデータとの位相を比較してその結果をバイアス値
発生回路４−５に与え、また、周期測定回路４−４はリ
ードデータの周期を測定してその結果をバイアス値発生
回路４−５に与える。このようにリードデータの周期に
よってもバイアス値発生回路４−５から出力されるバイ
アス値を変化させることができ、このバイアス値をもっ
てデジタルＶＦＯ４−６から出力されるウィンドゥ信号
の発振周波数信号が制御される為、リードデータにロッ
クした正確なウィンドゥ信号Ｑ₅が得られる。ここで、
デジタルＶＦＯ４−６はＦＤＤ５からのリードデータの
周期変動に追従してカウント値が変化し、リードデータ
に追従したウィンドゥ信号を発生する為、ウィンドゥ信
号は一定周期の信号とはならない。多相クロック発生器
４−７はデジタルＶＦＯ４−６の出力をデコードして４
相のクロックＦ１〜Ｆ４を発生する。この４相クロック
Ｆ１〜Ｆ４はウィンドゥ信号に同期したものとなる為、
ウィンドゥ信号と同様に一定周期の信号とはならない。

【００１４】このようにしてＶＦＯ４から出力された４
相クロックにしたがってディスク制御装置３は動作す
る。図５はディスク制御装置３の動作を示したタイミン
グ図である。データセパレータ３−７において、ウィン
ドゥ信号がハイレベルの期間にリードデータがアクティ
ブ（ハイレベル）になっていると、データセパレータ３
−７から出力されるデータパルスはハイレベルとなり、
ＶＦＯ４からのクロックＦ１の立ち下がりに同期してデ
ータパルスはロウレベルとなる。一方、ウィンドゥ信号
がロウレベルの期間にリードデータがアクティブになっ
ていると、データセパレータ３−７から出力されるデー
タパルスはハイレベルとなり、ＶＦＯ４からのクロック
Ｆ３の立ち下がりに同期してロウレベルに戻る。

【００１５】データシフトレジスタ３−８はクロックＦ
１に同期してデータセパレータ３−７からのデータパル
スをシフトし、またクロックシフトレジスタ３−９はク
ロックＦ３に同期してデータセパレータ３−７からのク
ロックパルスをシフトする。したがって、図５に示す如
く、データシフトレジスタ３−８から出力されるパラレ
ルデータは、最初のデータパルスがクロックＦ１に同期
して取り込まれると、１６進表現で「００」から「０
１」となり、次のデータパルスを取り込むまでの間はク
ロックＦ１に同期して「０２」、「０４」と変化してゆ
く。そして、次のデータパルスが取り込まれると、その
値は＋１されて「０９」となり、以下、同様にパラレル
データは図５に示す如く変化してゆく。また、クロック
シフトレジスタ３−９から出力されるパラレルクロック
よりも図５に示す如く変化してゆく。

【００１６】ここで、シンク検出回路３−６はデータシ
フトレジスタ３−８から送られて来るパラレルデータの
中からＳＹＮＣエリアの“０”の連続パターンを検出
し、アドレスマークの最初の１ビットによりビットカウ
ンタ３−１２をクロックＦ４に同期してスタートさせる
信号を出力する（図５参照）。すると、ビットカウンタ
３−１２はシンク検出回路３−６からスタート信号を受
け取ると、次のクロックＦ１からカウントを始め、その
カウント値が「７」になるまで計数動作を行う。ここ
で、カウント値が「７」になると、ビットカウンタ３−
１２はその都度、カウントクロックをバイトカウンタ３
−５に与え、その値を更新させる。これと同時にリード
データレジスタ３−１０はビットカウンタ３−１２から
出力されるデータラッチ信号に同期してデータシフトレ
ジスタ３−８からのパラレルデータをラッチする。した
がって、シフトレジスタ３−８からのパラレルデータは
１バイト毎にリードデータレジスタ３−１０にラッチさ
れてＣＰＵ１に転送される。バイトカウンタ３−５はそ
のカウント値がカウントデータ発生部３−４からのバイ
ト数に一致すると、シーケンサを進める為のシーケンス
・クロックをクロックＦ２に同期して出力する。

【００１７】他方、ＣＰＵ１から例えばデータリードコ
マンドが発行されると、このコマンドはコマンドレジス
タ３−１に記憶される。すると、シーケンサ３−２はデ
ータリードコマンドに対応する動作を開始する。即ち、
シーケンサ３−２の状態はコマンド待ち状態からＳＹＮ
Ｃ検出待ち状態に遷移し、シンク検出回路３−６からＳ
ＹＮＣ検出信号を受け取ると、次のＤＡＭリード状態に
遷移する。すると、カウントデータ発生部３−４はＤＡ
Ｍリード状態のバイト数（４バイト）をバイトカウンタ
３−５に与える。このとき、バイトカウンタ３−５はビ
ットカウンタ３−１２からのカウントクロックにしたが
ってそのカウント動作を行っており、このカウント値が
カウントデータ発生部３−４からのバイト数と一致する
と、バイトカウンタ３−５はシーケンスクロックを出力
し、シーケンサ３−２を次の状態に進め、これによって
データリード状態となる。このようにしてシーケンサ３
−２はその状態を順次遷移してゆき、データリード状態
→ＣＲＣリードチェック状態→ＧＡＰリード状態とな
る。この一連の動作の間、ＣＰＵ１はプログラム処理に
よってデータを逐次読み取る。

【００１８】以上の如く、ＦＤＤ５のトラックフォーマ
ットに沿ってデータの読み出しを行う制御をマイクロプ
ログラムで行わず、簡単なロジック回路で実現できる
為、回路構成が簡素化され、安価なディスク制御装置３
を提供することができる。更に、ディスク制御装置３を
構成する各回路は周期変動のあるウィンドゥ信号に同期
した４相クロックＦ１〜Ｆ４を基準とする回路動作を行
い、ディスク制御装置３を低い周波数で動作することが
でき、また、一定周波数でないＦＤＤ５からのリードデ
ータおよびこれに追従するウィンドゥ信号との競合によ
る影響を考慮する必要がない為、一層、回路構成の簡素
化が可能となる。

【００１９】なお、上記実施例ではＦＤＤ５からのデー
タ読み出しを例に挙げたが、ＦＤＤ５にデータを書き込
む場合でもよく、この場合にも上述と同様に４相クロッ
クを基準クロックとして使用する。

【００２０】

【発明の効果】この発明によれば、ディスク装置のトラ
ックフォーマットに関する制御をマイクロプログラムで
行わず、簡単なロジック回路で実現できると共に、この
ロジック回路を低い周波数で動作することができるの
で、回路構成が簡素化され、安価なディスク制御装置を
提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＣＰＵ、ＦＤＤ間に設けられたディスク制御装
置３において、ＦＤＤからのデータ読み出し部分を示し
た回路ブロック図。

【図２】ＶＦＯ４の構成を示した回路ブロック図。

【図３】ＦＤＤ５のトラックフォーマットを示した図。

【図４】ウィンドゥ信号に同期した４相クロックのタイ
ミング図。

【図５】４相クロックを基準クロックとして動作するデ
ィスク制御装置３のタイミング図。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ２ インターフェイス ３ ディスク制御装置 ３−１ コマンドレジスタ ３−２ シーケンサ ３−３ シーケンス制御部 ３−４ カウントデータ発生部 ３−５ バイトカウンタ ３−６ シンク検出回路 ３−７ データセパレータ ３−８ データシフトレジスタ ３−１０ リードデータレジスタ ３−１２ ビットカウンタ ４ ＶＦＯ ４−１ 発振器 ４−２ 周期回路 ４−３ 位相比較回路 ４−４ 周期測定回路 ４−５ バイアス値発生回路 ４−６ デジタルＶＦＯ ４−７ 多相クロック発生器 ５ ＦＤＤ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中央演算処理装置からの転送命令に応答し
   てディスク装置に対するデータの読み出し／書き込み動
   作を制御するディスク制御装置において、 ディスク装置のトラックフォーマットに対応する一連の
   動作状態をその先頭から順次遷移させて各動作状態に応
   じた制御を逐次行わせる第１の制御回路と、 データの読み出し／書き込み動作時にそのデータ量を検
   出するデータ量検出回路と、 このデータ量検出回路によって検出されたデータ量が前
   記一連の動作状態を区分する各状態区分に相当するデー
   タ量に到達する毎にその検出信号を前記第１の制御回路
   に与えて次の状態に遷移させる第２の制御回路と、 ディスク装置からのリードデータ信号をデータパルスと
   クロックパルスに分離する為のウィンドゥ信号に同期し
   た多相クロックを発生する基準クロック発生回路と、 を具備し、前記基準クロック発生回路から発生された多
   相クロックに基づいて前記第１の制御回路、データ量検
   出回路、第２の制御回路を動作させるようにしたことを
   特徴とするディスク制御装置。