Jindřich Gottwald (j.gottwald@sh.cvut.cz)
Jan
Karabina (karabij@feld.cvut.cz)
Úkolem tohoto měření je zjistit parametry měřeného disku a odpovědět na několik otázek:
K připojení slouží dva konektory: pro přenos řídících a datových signálů. Disk k práci vyžaduje podporu řadiče. Řídícím kabelem se přenášejí signály, kterými se vybírá konkrétní mechanika, čtecí nebo zapisovací hlava, ovládá pohyb jejího vystavovacího mechanismu a získává se informace o stavu mechaniky. Řadič do disku zašle požadovaný počet kroků ve formě rychlé posloupnosti sériových pulsů a disk je pak svou rychlostí zpracovává. Ukončení vystavení hlásí jako SEEK COMPLETE.
Rozhraní ST412 je trochu inteligentnější než rozhraní ST506. Umí několikanásobné přesuny vystavovacího mechanismu. Řadič vyšle do disku požadovaný počet kroků ve formě sériových pulsů a disk je potom provede najednou. Řadič potom čeká, dokud disk neoznámí, že má hotovo. Při přestavení hlav o více stop řadič nečeká s vysláním signálu krok až se předchozí krok provede.
U kódování MFM posloupnost bitů obsahuje nejen reverzace představující datové jedničky, ale i reverzace synchronizační, které se vkládají mezi zapisované datové nuly. K oddělení datové a synchronizační složky slouží datový separátor řadiče. Kódování RLL nepracuje se synchronizačními a datovými reverzacemi. Binární vzory se převádí na RLL obrazy. Jakákoli kombinace vzorů se zobrazí jako bitová posloupnost obsahující mezi dvěma následujícími jedničkami od dvou do sedmi nul. Nejkratší bitová vzdálenost dvou po sobě jdoucích reverzací je tedy 2, nejdelší 7.
MFM kódování se používá pouze na starších discích (jako ten náš v laboratoři :). Nové disky používají některou variantu RLL, avšak MFM se stále používá u disket.
Data se na disk ukládají jako změny orientace magnetizace povrchu disku (magnetická reverzace). Nejjednodušší způsob je uložit jedničku jako reverzaci a nulu bez reverzace.
Bity: 1001.0011 uložíme jako RDDRDDRR kde D = bez reverzace, R = reverzace.
Směr magnetizace (počáteční stav = "<"):
Rychlost otáčení disků nebývá konstantní. Řekněme že osciluje o 0.5%.
Vezměme ``starý'' disk s 34 sektory na stopě, 3600 otáček za minutu (60 otáčen za vteřinu) a 560 bytů (data+hlavička) na sektor. Rychlost otáčení bude kolísat mezi 3591 a 3609 otáčkami za minutu.
Normální rychlost: 34*560*8 = 152320 bitů na stopě. Každá otáčka trvá 1/ 60 =0.016666s => 0.016../(34*560*8)= 109.418.. ns na bit.
Nejnižší rychlost: 3591 otáček za minutu = 0.016708437 sekund na otáčku => 109.69.. ns na bit.
Nejnižší rychlost: 3609 otáček za minutu = 0.016625103 sekund na otáčku => 109.15.. ns na bit.
Rozdíl mezi nejvyšší a nejnižší rychlostí je 0.54 ns.
Čtení 100 bytů (800bitů) nejnižší rychlostí bude trvat 87.752us, čtení 100 bytů nejvyšší rychlostí bude trvat 87.320 us. Rozdíl je 432ns. Za tuto dobu může disk přečíst přibližně 4bity. Takže při čtení 800 bitů bez synchronizace disk nepozná jestli poslední bit byl bit číslo 796 nebo 804!
Problém vyřešíme ``chytrým'' kódováním dat, tak abychom zabránili výskytu dlouhých stejně orientovaných sekvencí magnetického záznamu (tj. dlouhým sekvencím 0 nebo 1).
| Datový bit | Směr magnetizace 1 |
Posloupnost bitů 10001011 bude zakódována jako:
DR.DD.RD.RD.DR.DD.DR.DR.DD.RD
Dlouhá sekvence nul bude RDRDRDRDRD... a dlouhá sekvence nul bude DRDRDRDRDRDR... obojí umožní synchronizaci.
| Datový bit | Směr magnetizace | Počet pulzů 00 |
Posloupnost bitů 100.01.01.100 bude zakódována pomocí 2,7 RLL jako:
DDRDDD.DRDD.DRDD.DDRDDD
Výhoda RLL oproti MFM je tedy v menším množství pulzů. Každé dva pulzy také oddělují nejméně dvě oblasti bez pulzu což umožní vetší rychlost přenosu dat. RLL kódování může oproti MFM zdvojnásobit kapacitu disku avšak plotny disku musí byt kvalitnější.
| RWC# | výstup | REDUCED WRITE CURRENT | zápis sníženým proudem
HS2-0# |
Měření se provádělo pomocí osciloskopu. Podle popisu konektorů harddisku se vždy jednotlivé kanály osciloskopu připojily na správný pin konektoru. Seek, write a ostatní potřebné operace pro měření se prováděli pomocí jednoduchých prográmků. Z průběhů na osciloskopu se následně odečetli potřebné údaje Pro odečtení SMART hodnot byl použit specializovaný program.