{{stub}}

Der Floppy Disk Controller (FDC) ist ein Chip, der ein bis vier Disketten-Laufwerke ansteuern kann. 

== Eigenschaften und Besonderheiten ==
* Der FDC sendet [[IRQ]] 6, wenn z.B. eine Lese- oder Schreiboperation beendet ist
* Der FDC kann über [[DMA]] Daten direkt aus dem Speicher auf Diskette schreiben und anders herum. Dafür wird DMA Channel 2 verwendet
* Der FDC ist recht schlecht standardisiert, da verschiedene Hersteller unterschiedliche Funktionalitäten hinzugefügt haben.
* Bei allen Operationen, für die der Schreib-/Lesekopf bewegt werden muss, sollte eine Wartezeit eingehalten werden, bis die nächste Operation folgt, da insbesondere Disketten sehr langsame Zugriffszeiten besitzen. Bei Fehlen dieser Wartezeiten funktioniert der Treiber oft nur in Emulatoren, versagt aber auf echter Hardware!
* Der FDC kann nur Sektorangaben in [[CHS]] verarbeiten

== Register ==
=== Übersicht ===
{| {{Prettytable}}
! Name !! Port !! Beschreibung !! lesen/schreiben
|-
| SRA || 0x3F0 || Status Register A || lesen
|-
| SRB || 0x3F1 || Status Register B || lesen
|-
| DOR || 0x3F2 || Digital Output Register || schreiben
|-
| TDR || 0x3F3 || Tape Drive Register || lesen/schreiben
|-
| MSR || 0x3F4 || Main Status Register || lesen
|-
| DRSR || 0x3F4 || Data Rate Select Register || schreiben
|-
| DR || 0x3F5 || Data Register || lesen/schreiben
|-
| DIR || 0x3F7 || Digital Input Register || lesen
|-
| CCR || 0x3F7 || Configuration Control Register || schreiben
|-
|}

=== Aufbau ===
Wenn nichts dasteht, gilt das Flag bei gesetztem Bit.
==== MSR ====
{| {{Prettytable}} cellpadding="8"
| '''Bit''' ||7||6||5||4||3||2||1||0
|-
| '''Name''' || MRQ || DIO || NDMA || BUSY || ACTD || ACTC || ACTB || ACTA
|-
|}
;MRQ
: Status
: 0: DR nicht bereit
: 1: DR bereit
;DIO
: Daten I/O
: 0: CPU -> FDC (Daten schreiben)
: 1: FDC -> CPU (Daten lesen)
;NDMA
: DMA-Modus
: 0: DMA-Modus aktiviert
: 1: DMA-Modus deaktiviert
;BUSY
: BUSY (Befehl wird ausgeführt)
: 0: nicht busy
: 1: busy
;ACTD-ACTA
: Laufwerk D-A ist im Positionierungs-Modus
==== DOR ====
{| {{Prettytable}} cellpadding="8"
| '''Bit''' ||7||6||5||4||3||2||1 – 0
|-
| '''Name''' || MOTD || MOTC || MOTB || MOTA || DMA || RESET || DRIVE
|-
|}
;MOTD-A
: Motorsteuerung
: 0: Motor ausschalten
: 1: Motor anschalten
;DMA
: DMA und IRQ
: 0: deaktiviert
: 1: aktiviert
;RESET
: Controller Reset
: 0: Reset ausführen  (!!!)
: 1: Controller aktiviert (Reset ausgeführt)
;DRIVE
: Laufwerk auswählen
: 00: Drive 0
: 01: Drive 1
: 10: Drive 2
: 11: Drive 3

==== DR ====
In das Data-Register werden die Befehle geschrieben, die jeweils aus mehreren Bytes bestehen.
Nach manchen Befehlen werden die Status-Register im DR zurückgegeben.

=====ST0=====
{| {{Prettytable}} cellpadding="8"
| '''Bit''' ||7 – 6||5||4||3||2||1 – 0
|-
| '''Name''' || IC || SE || UC || NR || HD || US
|-
|}
; IC
: Interrupt Code
: 00: der Befehl wurde ohne Fehler ausgeführt
: 01: der Befehl wurde gestartet, aber nicht richtig beendet
: 10: invalid Command
: 11: Controller war nicht bereit (Polling)
; SE
: Seek end
: der Controller hat einen Befehl mit inplizitem Seek erfolgreich ausgeführt
; UC
: unit check
: gesetzt bei Fehler
; NR
: drive not ready
; HD
: aktiver head
: 0: Head 0
: 1: Head 1
; US
: aktives Laufwerk
: 00: A
: 01: B
: 10: C
: 11: D

=====ST1=====
{| {{Prettytable}} cellpadding="8"
| '''Bit''' ||7||6||5||4||3||2||1||0
|-
| '''Name''' || EN || 0 || DE || TO || 0 || NDAT || NW || NID
|-
|}
;EN
: End of Cylinder
: gesetzt wenn die geforderte Sektoranzahl die Anzahl der Sektoren auf einer Spur überschreitet
;DE
: Data Error
: gesetzt bei einem Fehler im ID Addressfield oder im Datafield
;TO
: Time-out
: gesetzt wenn der FDC keine Signale von CPU oder DMA empfängt
;NDAT
: No Data
: gesetzt wenn bei einem read sektor Befehl der Sektor nicht gefunden wurde
: oder wenn der FDC nach einem read ID Befehl die ID nicht lesen konnte
;NW
: Not Writeable
: gesetzt wenn die Floppy schreibgeschützt ist
;NID
: No Address Mark
: gesetzt wenn die ID Address Mark nicht gefunden wurde

=====ST2=====
{| {{Prettytable}} cellpadding="8"
| '''Bit''' ||7||6||5||4||3||2||1||0
|-
| '''Name''' || 0 || DADM || CRCE || WCYL || SEQ || SERR || BCYL || NDAM
|-
|}
;DADM
: Deleted Address Mark
: Bei einem read Sector Befehl:
: eine gelöschte Data Address Mark wurde gefunden
: Bei einem read deleted Sector Befehl:
: eine gesetzte Data Address Mark wurde gefunden
;CRCE
: CRC error in data field
;WCYL
: wrong cylinder
;SEQ
: seek equal
;SERR
: seek  error
;BCYL
: bad cylinder
;NDAM
: not data address mark DAM
=====ST3=====
{| {{Prettytable}} cellpadding="8"
| '''Bit''' ||7||6||5||4||3||2||1 – 0
|-
| '''Name''' || ESIG || WPDR || RDY || TRKO || DSDR || HDDR || DS
|-
|}
;ESIG
: Error
: gesetzt nach einem Fehler
;WPDR
: Write Protection
: gesetzt wenn die Disc schreibgeschützt ist
;RDY
: Ready
: gesetzt wenn die Drive ready ist
;TRKO
: Track 0
: der Head ist über Track 0 (?)
;DSDR
: Double sided drive
: gesetzt wenn die Floppy doppelseitig ist
;HDDR
: Head
: 0: Head 0
: 1: Head 1
;DS
: Drive select
: 00: A
: 01: B
: 10: C
: 11: D

=== CCR ===
Im CCR sind nur die Funktionen der ersten zwei Bits definiert (Bit 0 und Bit 1):
: 00 500 Kbps
: 10 250 Kbps
: 01 300 Kbps
: 11 1 Mbps

== Befehle ==
=== Senden von Befehlen ===
Das Senden von Befehlen erfolgt in drei Phasen:
* Command-Phase: Der Befehl wird von der CPU an den FDC gesendet. Dafür werden die Daten wie weiter unten beschrieben in das Datenregister geschrieben. Vorher sollte getestet werden, ob dieses wirklich leer ist.
* Execution-Phase: Der Befehl wird vom FDC ausgeführt. Dabei sollte im Treiber eine Wartezeit eingehalten werden, da Diskettenlaufwerke sehr langsam sind. Bei einigen Befehlen wird die Execution-Phase zusätzlich durch das Senden eines IRQs beendet.
* Result-Phase: Bei einigen Befehlen liefert der FDC Daten zurück, z.B. ob der Befehl erfolgreich ausgeführt wurde. Diese müssen gelesen werden, damit erneut Befehle gesendet werden können.

=== Allgemeine Parameter ===
{| {{prettytable}}
! Abkürzung
! Beschreibung
! Empfohlener Wert für 3,5"
|-
| MT
|Multitrack, Befehl wird auf beiden Seiten der Diskette ausgeführt
| 
|-
| DTL
| Datenlänge
| 0xFF
|-
| N
| Sekorengröße, wobei 0=128Byte, 1=256Byte, 2=512Byte, ...
| 2
|-
| Gap3
| Abstand zwischen Sektoren
| 27
|-
| MFM
| High Density (HD) Mode
| 1
|-
|SK
|Skip Mode, als gelöscht markierte Daten werden automatisch übersprungen
| ???
|-
|Drive, Cylinder, Head, Sektor
|Positionsangabe für einen bestimmten Sektor einer Diskette. Siehe [[CHS]]
|
|-
|Trackgrößße
|Anzahl der Sektoren, die auf einem Track ("Ring") liegen
|???
|}



=== Technische Laufweksdaten einstellen (3h) ===
Command Phase:
{| {{prettytable}} cellpadding=8
! Bit: || 7 || 6 || 5 || 4 || 3 || 2 || 1 || 0
|-
| #1: || 0 || 0 || 0 || 0 || 0 || 0 || 1 || 1
|-
| #2: || colspan=4 | Step Rate || colspan=4 | Head Unload Time
|-
| #3 || colspan=7 | Head Load Time || Kein DMA
|}
Result Phase:
''keine''


Anmerkungen:
* Die benötigten Daten sollten vom BIOS abgefragt werden (siehe unten)
* Im MSR kann eingestellt werden, ob DMA/IRQ oder keins von beidem, hier wird dann noch einmal explizit zwischen DMA (Bit gelöscht) und kein DMA (Bit gesetzt) entschieden.



=== Laufwerk kalibrieren (7h) ===
Command Phase:
{| {{prettytable}} cellpadding=8
! Bit: || 7 || 6 || 5 || 4 || 3 || 2 || 1 || 0
|-
| #1: || 0 || 0 || 0 || 0 || 0 || 1 || 1 || 1
|-
| #2: || 0 || 0 || 0 || 0 || 0 || Head || colspan=2 | Drive
|}
Result Phase:
''keine''


Anmerkungen:
* Nach der Kalibrierung wird ein IRQ6 gesendet
* Es kann passieren, dass der Befehl nicht funktioniert. Desshalb sollte mit "Interrput Status überprüfen" (8h) überprüft werden, ob der aktuelle Zylinder wirklich Null ist.




=== Laufwerksstatus überprüfen (4h) ===
Command Phase:
{| {{prettytable}} cellpadding=8
! Bit: || 7 || 6 || 5 || 4 || 3 || 2 || 1 || 0
|-
| #1: || 0 || 0 || 0 || 0 || 0 || 1 || 0 || 0
|-
| #2: || 0 || 0 || 0 || 0 || 0 || Head || colspan=2 | Drive
|}
Result Phase:
{| {{prettytable}} cellpadding=8
| ST3
|}


=== Interrupt Status überprüfen (8h) ===
Command Phase:
{| {{prettytable}} cellpadding=8
! Bit: || 7 || 6 || 5 || 4 || 3 || 2 || 1 || 0
|-
| #1: || 0 || 0 || 0 || 0 || 1 || 0 || 0 || 0
|}
Result Phase:
{| {{prettytable}} cellpadding=8
| #1: || ST0
|-
| #2: || Aktueller Zylinder
|}
Anmerkungen:
* Dieser Befehl sollte immer gesendet werden, wenn der FDC einen IRQ 6 gesendet hat.



=== Schreib- /Lesekopf positionieren (fh) ===
Command Phase:
{| {{prettytable}} cellpadding=8
! Bit: || 7 || 6 || 5 || 4 || 3 || 2 || 1 || 0
|-
| #1: || 0 || 0 || 0 || 0 || 0 || 1 || 0 || 0
|-
| #2: || 0 || 0 || 0 || 0 || 0 || Head || colspan=2 | Drive
|-
| #3: || colspan=8| Cylinder
|}
Result Phase:
''Keine''


Anmerkungen:
* Es kann passieren, dass der Befehl nicht funktioniert. Desshalb sollte mit "Interrput Status überprüfen" (8h) überprüft werden, ob der aktuelle Zylinder wirklich Null ist.
* Nach Beendigung wird ein IRQ 6 gesendet.

=== Sektor schreiben (5h) ===
Command Phase:
{| {{prettytable}} cellpadding=8
! Bit: || 7 || 6 || 5 || 4 || 3 || 2 || 1 || 0
|-
| #1: || 0 || MFM || SK || 0 || 0 || 0 || 1 || 0
|-
| #2: || 0 || 0 || 0 || 0 || 0 || Head || colspan=2 | Drive
|-
| #3: || colspan=8 | Cylinder
|-
| #4: || colspan=8 | Head
|-
| #5: || colspan=8 | Sektor
|-
| #6: || colspan=8 | Sektorgröße N
|-
| #7: || colspan=8 | Track-Größe
|-
| #8: || colspan=8 | GAP3
|-
| #9: || colspan=8 | DTL
|}

Result Phase:
{| {{prettytable}} cellpadding=8
| #1: || ST0
|-
| #2: || ST1
|-
| #3: || ST2
|-
| #4: || Cylinder
|-
| #5: || Head
|-
| #6: || Sektor
|-
| #7: || Sektorgröße N
|}

Anmerkungen:
* Nach dem Schreibvorgang wird ein IRQ 6 gesendet.

=== Sektor lesen (6h) ===
Command Phase:
{| {{prettytable}} cellpadding=8
! Bit: || 7 || 6 || 5 || 4 || 3 || 2 || 1 || 0
|-
| #1: || 0 || MFM || SK || 0 || 0 || 0 || 1 || 0
|-
| #2: || 0 || 0 || 0 || 0 || 0 || Head || colspan=2 | Drive
|-
| #3: || colspan=8 | Cylinder
|-
| #4: || colspan=8 | Head
|-
| #5: || colspan=8 | Sektor
|-
| #6: || colspan=8 | Sektorgröße N
|-
| #7: || colspan=8 | Track-Größe
|-
| #8: || colspan=8 | GAP3
|-
| #9: || colspan=8 | DTL
|}

Result Phase:
{| {{prettytable}} cellpadding=8
| #1: || ST0
|-
| #2: || ST1
|-
| #3: || ST2
|-
| #4: || Cylinder
|-
| #5: || Head
|-
| #6: || Sektor
|-
| #7: || Sektorgröße N
|}
Anmerkungen:
* Nach dem Lesevorgang wird ein IRQ 6 gesendet.


=== Kompletten Track lesen (2h) ===
Command Phase:
{| {{prettytable}} cellpadding=8
! Bit: || 7 || 6 || 5 || 4 || 3 || 2 || 1 || 0
|-
| #1: || 0 || MFM || SK || 0 || 0 || 0 || 1 || 0
|-
| #2: || 0 || 0 || 0 || 0 || 0 || Head || colspan=2 | Drive
|-
| #3: || colspan=8 | Cylinder
|-
| #4: || colspan=8 | Head
|-
| #5: || colspan=8 | 0
|-
| #6: || colspan=8 | Sektorgröße N
|-
| #7: || colspan=8 | Track-Größe
|-
| #8: || colspan=8 | GAP3
|-
| #9: || colspan=8 | DTL
|}

Result Phase:
{| {{prettytable}} cellpadding=8
| #1: || ST0
|-
| #2: || ST1
|-
| #3: || ST2
|-
| #4: || Cylinder
|-
| #5: || Head
|-
| #6: || Sektor
|-
| #7: || Sektorgröße N
|}

Anmerkungen:
* Dieser Befehl ließt alle Sektoren eines Tracks hintereinander ein
* Der Befehl funktioniert nur für eine Seite der Diskette, für beide Seiten muss der Befehl mehrmals gesendet werden
* Es ist immer schneller einen gesamten Track zu lesen anstatt einzeln jeden Sektor des Tracks.

=== Andere ===
Der FDC kennt noch weitere Befehle, auf die hier nicht weiter eingegangen wird. Diese sind:
* Gelöschten Sektor lesen / schreiben
* Track formatieren
* Sektor ID einlesen
Darüber hinaus gibt es noch erweiterte Befehle. Man kann sich aber nicht darauf verlassen, dass der eingebaute FDC diese unterstützt:
* Register Zusammenfassung
* Controller Version lesen
* Bestätigen
* Relatives Positionieren des Schreib-/Lesekopfes

== Beispielcode ==
=== Erkennen von Diskettenlaufwerken ===
int 13, ah=8 oder CMOS
=== Daten/Befehle schreiben ===
=== Daten lesen ===
=== Initialisierung ===
=== Auf Diskette schreiben ===
=== Von Diskette lesen ===

== Siehe auch ==
[[Interrupt 13h]] - Disketten- und Festplattenzugriff

== Weblinks ==
* [[Media:82077AA FloppyControllerDatasheet.pdf | 82077AA CHMOS Single-Chip Floppy Disk Controller Datasheet]]
*[http://www.isdaman.com/alsos/hardware/fdc/floppy.htm http://www.isdaman.com/alsos/hardware/fdc/floppy.htm]
[[Kategorie:Stub]]
[[Kategorie:Hardware]]