35_37.PDF

Sterownik napędu CD−ROM

P R O J E K T Y

Sterownik napędu

CD−ROM, część 3

AVT−5078

W†trzeciej - przedostatniej

- czÍúci artyku³u

przedstawiamy zagadnienia

zwi¹zane z protoko³em

sterowania prac¹ kontrolera

w†napÍdach

CD-ROM.

Rekomendacje: prezentacja

o niebagatelnych walorach

praktycznych - na podstawie

tego artyku³u moøna

zaprojektowaÊ w³asny

sterownik HDD/CD-ROM na

mikrokontrolerze AVR.

Zazwyczaj mÛwi siÍ, øe ste-

rownik lub napÍd wyposaøono

w†interfejs ATAPI. Jest to jednak

uproszczenie. ATAPI jest bowiem

protoko³em wymiany danych po-

miÍdzy sterownikiem zintegrowa-

nym na p³ycie komputera a ste-

rownikiem wbudowanym w†na-

pÍd. Z†elektrycznego punktu wi-

dzenia, sterowniki ATAPI i†ATA

s¹ identyczne.

Co to jest ATAPI?

Wymiana danych nastÍpuje tak,

øe po wydaniu specjalnej komen-

dy PACKET musimy wpisaÊ do

rejestru danych 12 bajtÛw plece-

nia ATAPI. W† tab. 4 przedstawio-

no funkcje rejestrÛw w†urz¹dze-

niu z ATAPI.

Jak widaÊ czÍúÊ rejestrÛw nie

zmieni³a swoich funkcji, ale ca³-

kowicie identyczne z†ATA s¹ tyl-

ko: rejestr kontroli napÍdu, rejestr

danych oraz rejestr wyboru napÍ-

du (bity wyboru g³owicy i†LBA s¹

zastrzeøone).

Rejestr b³ÍdÛw

Sense key

− ABRT EOM −

Tab. 4. Funkcje rejestrów ATAPI

!CS0 !CS1 Adres Odczyt

Zapis

W†standardzie ATAPI jest bar-

dzo rozbudowany system obs³ugi

b³ÍdÛw. Kody b³ÍdÛw pogrupowa-

no w†3†zestawy - Sense Key ,

Additional Sense Code oraz Ad-

ditional Sense Code Qualifier .

Dwa ostatnie s¹ dostÍpne poprzez

komendÍ Request Sense . Kod b³Í-

du Sense Key znajduje siÍ

w†4†starszych bitach rejestru b³Í-

dÛw. W† tab. 5 zawarto opis ko-

dÛw Sense Key .

Rejestr kontrolny

0 1

6 Alternatywny rejestr statusu

Rejestr kontroli napędu

Rejestry komend i danych

1 0

0 Rejestr danych

Rejestr danych

1 0

1 Rejestr błędów

−

1 0

2 Rejestr kontroli przesyłu danych −

1 0

3 −

−

1 0

4 Licznik bajtów (7:0)

Licznik bajtów (7:0)

1 0

5 Licznik bajtów (15:8)

Licznik bajtów (15:8)

1 0

6 Wybór aktywnego napędu

Wybór aktywnego napędu

1 0

7 Rejestr statusu

Rejestr komend

Elektronika Praktyczna 10/2002

Sterownik napędu CD−ROM

Licznik bajtÛw

Rejestr ten zawiera informacje

o†liczbie bajtÛw przekazanych z/do

napÍdu. Jeúli nie chcemy okreúliÊ

limitu danych, MUSIMY wpisaÊ

do rejestru wartoúÊ 0. W†innym

przypadku napÍd moøe wykorzys-

taÊ do nastÍpnej komendy wartoúÊ,

jak¹ sam zapisa³ przy wykonywa-

niu poprzedniej (w†specyfikacji nie

ma informacji na ten temat -

sprawdzono to praktycznie).

Tab. 5. Kody Sense Key

Kod Opis

0h Brak dodatkowych informacji

o błędzie/brak błędu

1h Podczas wykonywania komendy

wystąpiły naprawialne błędy

danych

2h Nie gotowy do wykonania tej

operacji

3h Błąd nośnika

4h Błąd sprzętu

5h Błąd w komendzie

6h Ostrzeżenie o zmianie nośnika

lub zerowaniu urządzenia

7h Próba dostępu do danych

chronionych

Bh Komenda anulowana przez

napęd

Rejestr statusu

7 6 5 4 3 2 1 0

BSY DRDY − − DRQ CORR − ERR

Znaczenie poszczegÛlnych bi-

tÛw:

- BSY - znaczenie identyczne jak

w†przypadku ATA,

- DRDY - jw. ale po uruchomie-

niu urz¹dzenia flaga ta ma

wartoúÊ 0 - s³uøy to odrÛønieniu

napÍdu ATA od ATAPI,

- DRQ - ø¹danie transferu danych,

- CORR - wykryto naprawialny

b³¹d danych,

- ERR - b³¹d podczas wykonywa-

nia komendy.

komendÍ ATAPI. Po jej wydaniu

zapisujemy do rejestru danych 12

bajtÛw (6 s³Ûw 2-bajtowych). Oto

przyk³ad komendy Play :

Bajt 7 6

0 47h

1 −

2−

3 początkowe M

4 początkowe S

5 początkowe F

6 końcowe M

7 końcowe S

8 końcowe F

9−

10 −

11 −

Rys. 5. Przykładowy algorytm

wykonywania komendy

Komendy ATAPI

Interfejs ATAPI dopuszcza tyl-

ko kilka komend wykonywanych

w†klasycznym trybie ATA. S¹ to:

Kaøda komenda ma swÛj ze-

staw rekomendowanych kodÛw

b³ÍdÛw: SK, ASC oraz ASCQ.

W†przypadku ostrzeøenia (6h) ko-

menda takøe nie zostaje wyko-

nana:

- ABRT: znaczenie identyczne

jak w ATA - komenda nie

wykonana,

- EOM: wykryto koniec noúnika.

ATAPI Soft reset

Komenda jest odpowiednikiem

bitu SRST w†rejestrze kontrolnym.

NapÍd CD posiada ten bit w†re-

jestrze kontrolnym, ale nie zaleca

siÍ uøywania go.

Kod komendy: 08h

Jak widaÊ w standardzie ATAPI

nie ma ograniczenia liczby para-

metrÛw komendy. Zawsze pierw-

szy bajt zawiera kod komendy.

Dalej panuje znaczenie bajtÛw jest

zaleøne od konkretnej komendy.

Zanim jednak przejdÍ do ich

opisu, omÛwiÍ sposÛb sk³adowa-

nia danych na p³ytach CD-ROM.

Na rys. 5 przedstawiono przyk³a-

dowy algorytm wykonania ko-

mendy. Waøne jest, aby nie

wydaÊ kolejnej komendy zanim

nie odczytamy/zapiszemy wszyst-

kich bajtÛw, ktÛre wymaga³a po-

przednia.

Identify ATAPI device

Odpowiednik komendy ECh.

WiÍkszoúÊ s³Ûw nie jest wykorzys-

tywana. Zwraca informacje o†ty-

pie urz¹dzenia, moøliwych try-

bach pracy (PIO, DMA itp.) oraz

nazwÍ i†wersjÍ firmware'u (infor-

macje te maj¹ taki sam uk³ad jak

w†ATA). Szerszych informacji mo-

øe dostarczyÊ komenda ATAPI

Inquiry .

Kod komendy: A1h

Rejestr kontroli

przesy³ania danych

7 6 5 4 3 2 1 0

− IO CoD

S³uøy do programowej kontroli

wymiany danych. Istotne s¹

w†nim dwa najm³odsze bity:

- IO - wskazuje czy transfer da-

nych ma odbyÊ siÍ do napÍdu

(0) czy z†napÍdu (1)

- CoD - Command_or_Data -

wskazuje czy napÍd oczekuje na

bajty komendy (1), czy na prze-

s³anie danych (0).

W†rzeczywistoúci nie korzysta

siÍ z†tego rejestru - do poprawnej

komunikacji wystarczy kontrola

flag DRQ oraz BSY.

Organizacja danych na

p³ytach CD

Organizacja danych na p³ytach

nie jest taka sama, jak w†przypad-

ku dyskÛw twardych. Standard

dopuszcza kilka moøliwych typÛw

sektorÛw. W†CD uøywa siÍ dwÛch

sposobÛw adresowania sektorÛw -

LBA oraz MSF. LBA jest jedn¹

32-bitow¹ liczb¹ (w rzeczywistoú-

Standby

Dzia³anie identyczne jak

w†ATA.

Kod komendy: E0h

Packet Command

Jest to ta komenda, dziÍki

ktÛrej moøemy wys³aÊ do napÍdu

Elektronika Praktyczna 10/2002

Sterownik napędu CD−ROM

Tab. 6. Zestawienie poleceń ATAPI

wraz z kodami

Komendy statusu i informacji

1 TEST UNIT READY

00h

2 REQEST SENSE

03h

3INQUIRY

12h

4 MECHANISM STATUS

BDh

5 READ CDROM CAPACITY

25h

6 READ TOC

43h

7 MODE SENSE

5Ah

Komendy Audio

8 PLAY AUDIO

45h

9 PLAY AUDIO MSF

47h

10 PLAY CD

BCh

Rys. 6. Schemat organizacji zapisu na płycie

11 STOP PLAY

4Eh

12 PAUSE/RESUME

4Bh

ci w†CDROM-ach wykorzystuje

siÍ tylko 24 bity), ktÛra okreúla

numer sektora. Adres MSF sk³a-

da siÍ z†3†liczb: Minut, Sekund

i†Ramek ( Frames ). Na jedn¹ se-

kundÍ przypada 75 ramek, a†na

minutÍ oczywiúcie 60 sekund.

Standard ten pochodzi z†czasÛw,

gdy p³yty uøywa³o siÍ wy³¹cznie

do przechowywania düwiÍku.

Adres fizycznie zapisany w†na-

g³Ûwku kaødego sektora ma for-

mat MSF, a†nie LBA. Dopiero

napÍd przelicza tÍ wartoúÊ.

WiÍkszoúÊ komend operuj¹cych

na adresie sektora posiada znacz-

nik, dziÍki ktÛremu moøemy wy-

braÊ jakiego rodzaju adresowania

chcemy uøywaÊ. Na rys. 6 przed-

stawiono blokow¹ budowÍ przy-

k³adowej p³yty.

Wszystkie dane s¹ zawarte po-

miÍdzy znacznikami pocz¹tku

i†koÒca p³yty, tzn. LeadIn oraz

LeadOut . Ca³a p³yta jest podzie-

lona na úcieøki. Numer úcieøki

musi siÍ zawieraÊ miÍdzy 1 a 99.

Minimalna d³ugoúÊ úcieøki to 300

sektorÛw. LeadIn jest úcieøk¹

0†i†zawiera tzw. TOC ( Table of

Contents ) - tabelÍ zawartoúci. Nie

jest ona dostÍpna z†poziomu ad-

resowania sektorÛw. TOC moøemy

odczytaÊ za pomoc¹ komendy

Read TOC . Zawsze pierwsze 150

sektorÛw jest pauz¹. W†adresie

LBA pozycjÍ 0 ma pierwszy sek-

tor po obowi¹zkowej pauzie.

W†MSF jest ona uwzglÍdniona,

wiÍc adres pocz¹tkowy to

00:02:00. Zawsze przed zmian¹

typu úcieøki musi wyst¹piÊ pauza.

W†przypadku úcieøek tego samego

typu pauza jest nieobowi¹zkowa

i†zazwyczaj jest zawarta w†koÒ-

cÛwce lub pocz¹tku úcieøki. W†ta-

beli zawartoúci nie ma informacji

o†pauzach. Kaødy sektor posiada

kilka subkana³Ûw. Na 24 bajty

przypada 1†bajt informacji subka-

na³owych, Najwaøniejszy jest ka-

na³ Q†zawieraj¹cy informacje o†ak-

tualnej pozycji oraz pozycji rela-

tywnej do pocz¹tku úcieøki.

W†subkanale P†jest flaga informu-

j¹c¹ o†pauzie. Inne raczej nie s¹

bezpoúrednio przydatne uøytkow-

nikowi.

Najwaøniejsze formaty sektorÛw

to: Audio , Mode 1 oraz Mode 2 .

Ten ostatni jest rzadko uøywany.

W†trybie 1†sektor sk³ada siÍ z:

- 12-bajtowej ramki synchronizacji,

- 4-bajtowego nag³Ûwka zawieraj¹-

cego informacje o†typie sektora

i†pozycji (MSF),

- 2048 bajtÛw danych,

- oraz 288 bajtÛw zawieraj¹cych

informacje do korekcji b³ÍdÛw

oraz subkana³y.

Tryb drugi jest podobny, ale

nie zawiera ostatnich 288 bajtÛw

- do dyspozycji mamy teoretycz-

nie 2336 bajtÛw danych.

Istniej¹ jeszcze tryby: Mode 2

Form 1 oraz Mode 2†Form 2 ,

o†ktÛrych dostÍpna dokumentacja

milczy. Pierwszy posiada 2048

bajtÛw, drugi 2324 + 4†wolne.

Oba tryby posiadaj¹ takøe 8-

bajtowy dodatkowy nag³Ûwek, ktÛ-

rego zastosowania nie potrafi³em

rozszyfrowaÊ. W†trybie audio sek-

tor ma 2352 bajty. KolejnoúÊ

bajtÛw jest nastÍpuj¹ca:

- lewy kana³ - m³odszy bajt,

- lewy kana³ - starszy bajt,

- prawy kana³ - m³odszy bajt,

- prawy kana³ - starszy bajt.

W† tab. 6 zawarto zestawienie

wszystkich komend - zarÛwno

tych narzuconych przez standard

jak i†opcjonalnych. Nie bÍdÍ opi-

sywa³ wszystkich, poniewaø czÍúÊ

Komendy sterujące

13MODE SELECT

55h

14 PREVENT/ALLOW MEDIUM

1Eh

REMOVAL

15 SEEK

2Bh

16 START/STOP UNIT/EJECT

1Bh

Komendy danych

17 READ

28h

18 READ CD

BEh

19 READ CD MSF

B9h

READ HEADER

44h

20 READ SUB−CHANNEL

42h

Komendy opcjonalne

LOAD/UNLOAD CD

A6h

SCAN

BAh

SET CD SPEED

BBh

z†nich jest ma³o przydatna. Opis

pÛl zarezerwowanych w†komen-

dach takøe zostanie pominiÍty -

powinny zawsze mieÊ wartoúÊ 0.

Naleøy pamiÍtaÊ, øe bez wzglÍ-

du na liczbÍ bajtÛw nios¹cych

informacjÍ, polecenie musi za-

wsze mieÊ 12 bajtÛw. Ustawiony

na ì1î bit MSF oznacza, øe

bÍdziemy dokonywaÊ adresowania

w†systemie MSF. Adres zapisuje

siÍ w†miejsce adresu LBA z†tym,

øe najstarszy bajt jest w†tym wy-

padku nieuøywany. RÛwnieø zwra-

cane dane bÍd¹ mia³y postaÊ

MSF. Nie wszystkie komendy pod-

porz¹dkowuj¹ siÍ tej regule -

niektÛre, jak np. Play MSF , maj¹

w³asny uk³ad bajtÛw. Ich znacze-

nie i†realizowane funkcje przed-

stawimy w†artykule za miesi¹c.

Micha³ Wysocki

mwsoft@satkabel.com.pl

Wzory p³ytek drukowanych w for-

macie PDF s¹ dostÍpne w Internecie

pod adresem: http://www.ep.com.pl/

?pdf/pazdziernik02.htm oraz na p³ycie

CD-EP10/2002B w katalogu PCB .

Elektronika Praktyczna 10/2002

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: