SIO

From Atariki

Revision as of 07:37, 28 kwi 2006; view current revision
←Older revision | Newer revision→
Jump to: navigation, search

SIO - Serial Input/Output. W założeniach jest to rezydujący w ROM-ie podsystem niskopoziomowych procedur blokowego dostępu do urządzeń szeregowych, to jest przede wszystkim stacji dysków, drukarek, modemów i magnetofonu. Wszystkie te urządzenia podłącza się w Atari do gniazda SIO.

W serii XL do podsystemu SIO dodano także niskopoziomową (blokową) obsługę urządzeń podłączanych do szyny równoległej (PBI), czyli tak zwanych nowych urządzeń.

Spis treści

Sposób użycia

Żądaną operację definiuje się ustawiwszy przedtem odpowiednie zmienne w bloku DCB (Device Control Block, $0300), a nastepnie wywołuje skokiem JSR pod JSIOINT $E459, co jest punktem wejściowym interfejsu szeregowo-równoległego. Przy powrocie rejestr Y zawiera wartość 1 w przypadku powodzenia, bądź ujemny kod błędu.

Struktura DCB

AdresEtykietaWielkośćZnaczenie
$0300DDEVICBajtIdentyfikator urządzenia (zob. niżej).
$0301DUNITBajtNumer urządzenia; w przypadku stacji dysków numer napędu.
$0302DCMNDBajtKomenda dla urządzenia.
$0303DSTATSBajtPrzed wywołaniem SIO należy ustawić tu rodzaj operacji ($40 odczyt, $80 zapis, $00 brak transferu danych). Po powrocie z systemu znajduje się tu status operacji (kod błędu).
$0304DBUFADwa bajtyAdres bufora.
$0306DTIMLOBajtCzas oczekiwania - w sekundach - na pozytywną odpowiedź urządzenia.
$0307DUNUSEBajtBajt nieużywany, zarezerwowany do przyszłych zastosowań.
$0308DBYTDwa bajtyWielkość bufora; musi być zgodna z wielkością transmitowanego bloku danych.
$030ADAUX1BajtPierwszy bajt pomocniczy. W operacjach dyskowych młodszy bajt numeru sektora.
$030BDAUX2BajtDrugi bajt pomocniczy. W operacjach dyskowych starszy bajt numeru sektora.

Wykaz urządzeń

Istnieje pięć urządzeń zdefiniowanych przez Atari:

  • $31: dyskową pamięć masową (stację dysków, twardy dysk)
  • $40: drukarka
  • $4F: bus master (moduł 1090)
  • $50: port szeregowy RS-232C
  • $60: magnetofon kasetowy

Właściwy identyfikator urządzenia zestawiany jest przez system z kodu urządzenia (DDEVIC) i jego numeru indywidualnego (DUNIT). Wartości te są dodawane, po czym jeszcze odejmuje się 1. Przypisanie identyfikatorów do poszczególnych urządzeń jest niezbyt konsekwentne, np. $31 to stacja dysków numer 1, ale $41 to drukarka numer 2.

Urządzeniem, które na podanej powyżej liście jest wyjątkowe, jest magnetofon kasetowy. Jest to jedyne "nieinteligentne" urządzenie peryferyjne, to jest nie zawierające własnego procesora. Wszystkie zadania związane z wysyłaniem danych na magnetofon i odbiorem z niego wykonuje system operacyjny komputera.

Ponieważ identyfikator jest częścią wysyłanej do urządzenia komendy, więc budując własne urządzenie można posłużyć się identyfikatorem spoza powyżej wyszczególnionych:

Wykaz komend

Podstawowy zestaw komend

Poniższa tabela wyszczególnia podstawowe minimum komend rozpoznawanych przez urządzenia peryferyjne Atari.

KodNazwaUrządzenieR/WIlość danychOpis
$21 (!)FORMAT DISK$31 (stacja dysków)RRówna wielkości sektora danych na dyskuFormatuje dyskietkę w wybranej uprzednio (komendami PERCOM) gęstości, lub w pojedynczej gęstości (90k), jeśli stacja nie jest konfigurowalna. Zwraca listę zawierającą numery wadliwych sektorów wykrytych w czasie formatowania, zakończoną wartością $FFFF. Niektóre stacje zwracają tu pustą listę ($FFFF, a dalej same zera), nawet jeśli na dyskietce są wadliwe sektory: po prostu dyskietki nie są już tak drogie, jak pod koniec lat siedemdziesiątych XX wieku...
Kontroler KMK/JŻ IDE nie rozpoznaje tej komendy dla bezpieczeństwa danych na dysku (do partycjonowania i "formatowania" dysku służy oddzielny program).
$50 (P)PUT SECTOR$31 i $60 (stacja dysków i magnetofon)WZależna od urządzenia i trybu pracy.Zapisuje do urządzenia blok danych wskazany przez DBUFA, a zawierający DBYT bajtów. W przypadku stacji dysków jest to zapis bez weryfikacji.
$52 (R)READ SECTOR R Odczytuje z urządzenia blok danych o wielkości DBYT bajtów i zapisuje go w pamięci pod adresem wskazanym przez DBUFA.
$53 (S)READ STATUSWszystkie oprócz magnetofonuRZależna od urządzeniaOdczytuje z urządzenia blok statusu i zapisuje go pod adresem wskazanym przez DBUFA. Blok statusu dla RS-232 ma wielkość 2 bajtów, dla drukarki i stacji dysków - 4. Typowo komenda ta służy to stwierdzenia, czy urządzenie jest gotowe do pracy. W przypadku magnetofonu obowiązuje założenie, że jest on zawsze podłączony i gotów, nie ma więc potrzeby sprawdzania jego statusu.
$57 (W)WRITE SECTORWszystkieWZależna od urządzenia i trybu pracy.To samo, co PUT SECTOR ($50). W przypadku stacji dysków zapis przeprowadzany jest z weryfikacją.
W przypadku drukarki długość bufora może wynosić 20, 29 albo 40 znaków (na ogół to ostatnie), a znaczenie DAUX2 jest jak następuje:
  • $4E (N) drukowanie normalne
  • $53 (S) druk obrócony o 90 stopni
  • $44 (D) druk normalny z podwójną szerokością znaków
Dla interfejsu Atari 850 wielkość bufora wynosi 64 bajty.

Komendy dodatkowe

Rozpoznawane przez urządzenia peryferyjne Atari komendy dodatkowe w stosunku do powyżej wspomnianego niezbędnego minimum.

KodNazwaUrządzenieR/WIlość danychOpis
$22 (")FORMAT MEDIUM$31 (stacja dysków)R128 bajtówAnalogicznie do FORMAT DISK ($21), z tym że formatowanie zawsze przeprowadzane jest w gęstości średniej (130k). Komenda wprowadzona razem ze stacją 1050. Kontroler KMK/JŻ IDE nie rozpoznaje tej komendy dla bezpieczeństwa danych na dysku (do partycjonowania i "formatowania" dysku służy oddzielny program).
$23 (#)FORMAT DSDD 256 bajtówAnalogicznie do FORMAT DISK ($21), z tym że formatowanie zawsze przeprowadzane jest w gęstości podwójnej dwustronnej (360k). Komenda wprowadzona razem ze stacją Atari XF-551. Kontroler KMK/JŻ IDE nie rozpoznaje tej komendy dla bezpieczeństwa danych na dysku (do partycjonowania i "formatowania" dysku służy oddzielny program).
$41 (A)???$50 (RS-232)-(brak)

Komenda aktywująca linie DTR, RTS i XMT (TX) wskazanego portu RS-232 interfejsu Atari 850. Odpowiada komendzie CIO XIO 34,#i,x,y,"Rn:", przy czym parametry x i y wysyłane są odpowiednio jako DAUX1 i DAUX2. Wykonanie komendy nie pociąga za sobą transmisji danych.

$42 (B)???

Komenda ustawiająca różne parametry pracy (m.in. szybkość transmisji) wskazanego portu RS-232 interfejsu Atari 850. Odpowiada komendzie CIO XIO 36,#i,x,y,"Rn:", przy czym parametry x i y wysyłane są odpowiednio jako DAUX1 i DAUX2. Wykonanie komendy nie pociąga za sobą transmisji danych.

Komendy PERCOM

Komendy PERCOM noszą nazwę od stacji dysków firmy PERCOM, w których po raz pierwszy się pojawiły. Nie są rozpoznawane przez stacje dysków firmy Atari (z wyjątkiem Atari XF-551), są jednak zaimplementowane we wszystkich rozszerzeniach oraz stacjach innych producentów i stanowią de facto standard.

KodNazwaUrządzenieR/WIlość danychOpis
$4E (N)READ PERCOM$31 (stacja dysków)R12 bajtówOdczytuje z urządzenia dwunastobajtowy blok danych opisujący jego bieżącą konfigurację, tj. przede wszystkim format znajdującej się w stacji dyskietki.
$4F (O)WRITE PERCOM W Zapisuje do urządzenia dwanaście bajtów opisujących żądaną konfigurację, tj. liczbę ścieżek, stron dyskietki, sektorów na ścieżkę, wielkość sektora, gęstość. Po pomyślnym wykonaniu tej operacji komenda FORMAT DISK ($21) sformatuje dykietkę zgodnie z zapisaną konfiguracją (o ile jest w stanie ją zrealizować). Kontroler KMK/JŻ IDE nie rozpoznaje tej komendy dla bezpieczeństwa danych na dysku (do definiowania wielkości partycji służy oddzielny program).

Komendy specjalne

Komendy wspomagające automatyczną instalację w systemie handlerów podłączonych urządzeń zewnętrznych.

</tr>
KodNazwaUrządzenieR/WIlość danychOpis
$21 (!)SEND RELOCATOR $50 (RS-232)RWg odpowiedzi na komendę POLL ($3F)

Jest to komenda uzupełniająca do opisanego niżej POLL ($3F). Powoduje przesłanie przez urządzenie programu odpowiedzialnego za załadowanie (komendą SEND HANDLER) i relokację właściwego handlera. Wszystkie parametry transmisji dla SEND RELOCATOR przesyłane są na komendę POLL ($3F). Program relokatora - po jego załadowaniu - uruchamia się od adresu DBUFA + 6. Przejmuje on na siebie wykonanie reszty operacji, a w wypadku niepowodzenia sygnalizuje błąd przez ustawienie bitu Carry.

Komendę SEND RELOCATOR rozpoznaje moduł Atari 850, a może dotyczyć też innych urządzeń, oprócz stacji dysków (gdzie kod operacyjny $21 oznacza formatowanie dyskietki).

$26 (&)SEND HANDLERWg parametrów ustawionych przez relokator przesłany przez SEND RELOCATOR ($21) lub wg odpowiedzi na komendę POLL BUS ($40)RWg parametrów ustawionych przez relokator (przesłany przez urządzenie lub rezydujący)

Komenda SEND HANDLER służy do załadowania z urządzenia kodu programu obsługi (handlera) tego urządzenia. Może ona działać różnie w zależności od tego, czy transmisja została zainicjowana przez komendę POLL ($3F) czy POLL BUS ($40).

Komenda POLL ($3F) oznacza starszy protokół transmisji, w którym format strumienia danych przesłanych przez SEND HANDLER zależny jest od programu relokatora załadowanego wcześniej komendą SEND RELOCATOR ($21) i uruchomionego przez komputer.

Komenda POLL BUS ($40) oznacza nowszy protokół transmisji. Format strumienia danych jest ustalony z góry, a relokator rezyduje w ROM-ie systemu operacyjnego komputera.

Po otrzymaniu pozytywnej odpowiedzi na POLL BUS ($40) komputer rozpoczyna ładowanie kolejnych, 128-bajtowych rekordów binarnych, w liczbie do 256 (czyli pojedynczy "handler" może mieć maximum 32k). Przesyłany strumień danych musi być w specjalnym formacie, który zapewnia relokowalność kodu, oraz zawiera podany explicite znacznik końca pliku - wystąpienie błędu przed napotkaniem tego znacznika powoduje przerwanie procedury z kodem błędu INCOMPLETE EXECUTION.

Ustawienia zmiennych DCB dla komendy SEND HANDLER wyglądają następująco:

  • DDEVIC - kod urządzenia przesłany przez urządzenie $4F na komendę POLL BUS.
  • DUNIT - zawsze $01
  • DCMND - $26 - SEND HANDLER
  • DSTATS - $40 - odczyt
  • DTIMLO - 30 sekund
  • DBYT - 128 bajtów
  • DAUX1 - numer kolejny rekordu danych
  • DAUX2 - zawsze 0
$3F (?)POLL $31 (stacja dysków)R1 bajt Stacje kompatybilne z US Doubler w odpowiedzi na tę komendę przesyłają wartość rejestru POKEY-a służącego do ustawienia częstotliwości nośnej dla przyspieszonej transmisji.
$50 (RS-232) 12 bajtów

Komenda ta służy do zainicjowania transmisji mającej na celu automatyczne ściągnięcie z urządzenia i zainstalowanie odpowiedniego dlań programu obsługi (handlera). W odpowiedzi urządzenie przesyła 12 bajtów odpowiadających kolejnym wartościom, jakie należy ustawić w bloku DCB celem załadowania kodu wykonywalnego handlera. Jest to starszy protokół transmisji zaprojektowany dla komputerów serii 400 i 800.

W module Atari 850 odpowiedzią na komendę POLL są wartości, jakie trzeba wstawić do DCB celem wykonania komendy SEND RELOCATOR ($21).

W celu uniknięcia wielokrotnego załadowania tego samego programu obsługi urządzenie na komendę POLL ($3F) odpowiada tylko raz, potem wykonanie komendy jest zablokowane aż do wyłączenia zasilania.

$40 (@)POLL BUS$4F (bus master)R4 bajty

W komputerach serii XL oraz XE komendę tę system operacyjny przesyła do interfejsu szeregowo-równoległego przy każdym zimnym starcie; w pewnych warunkach - ale z nieco innymi parametrami - może też zostać wykonana po zainicjowaniu systemu. Jest to odpowiednik komendy POLL ($3F), jednak protokół transmisji handlera jest zunifikowany i nie wymaga od urządzenia przesyłania relokatora (uniwersalny relokator rezyduje w ROM-ie systemu operacyjnego). Analogicznie do POLL ($3F), komenda POLL BUS jest przeznaczona do zapoczątkowania transmisji mającej na celu automatyczne ściągnięcie z urządzenia i zainstalowanie odpowiedniego dlań programu obsługi (handlera). Zasadniczym adresatem jest tu moduł 1090 działający jako bus master.

Istnieje kilka odmian komendy POLL BUS różniących się parametrami przesyłanymi w DAUX1 i DAUX2:

  • TYPE 3 POLL: DAUX1 = 0 i DAUX2 = 0.
  • TYPE 4 POLL: zobacz niżej.
  • RESET POLL: DAUX1 = $4F i DAUX2 = $4F ("OO")
  • NULL POLL: DAUX1 = $4E i DAUX2 = $4E ("NN")

Przy zimnym starcie na początku system wysyła RESET POLL. Komenda ta powinna odblokować rozpoznawanie komendy TYPE 3 POLL we wszystkich podłączonych urządzeniach. Na RESET POLL urządzenia nie przesyłają żadnej odpowiedzi, a komputer jej nie oczekuje.

Następnie system wysyła komendę TYPE 3 POLL. Pozytywna odpowiedź oznacza, że urządzenie nadesłało 4 bajty, z czego dwa pierwsze to ilość pamięci potrzebna do przeprowadzenia całości transmisji (musi to być parzysta wielkość). Jeśli jest to więcej niż dostępna ilość pamięci pomiędzy MEMLO a MEMTOP, system odpowiada przez NULL POLL (podobnie jak w wypadku RESET POLL, urządzenie nie reaguje), a następnie ponownie wysyła TYPE 3 POLL. W przypadku braku pamięci byłaby to pętla nieskończona, ale pojedyncze urządzenie na komendę TYPE 3 POLL może odpowiedzieć tylko raz - pętla jest więc przerywana błędem, który wystąpi po przetestowaniu wszystkich urządzeń zarządzanych przez bus mastera. Ponowna odpowiedź na TYPE 3 POLL jest możliwa dopiero po przesłaniu urządzeniu komendy RESET POLL, inaczej TYPE 3 POLL zostanie zignorowana.

Trzeci przysłany bajt to identyfikator urządzenia (dla DDEVIC), które odpowiedziało na komendę i z którym będzie prowadzona dalsza komunikacja.

Po stwierdzeniu poprawności odpowiedzi komputer dokonuje rezerwacji pamięci nad wartością MEMLO zaokrągloną w górę do najbliższej granicy słowa i próbuje dokonać odczytu z urządzenia, które się zgłosiło, 128 bajtów pod adres $03FD, przy użyciu innej "nietypowej" komendy, a mianowicie $26 - SEND HANDLER. Po załadowaniu i zainicjowaniu handlera pętla wraca do początku i wykonuje się cyklicznie aż do wystąpienia błędu - czyli do załadowania wszystkich handlerów będących w dyspozycji bus mastera.

Procedura ładowania handlera wywoływana jest po procedurze bootowania DOS-u, ale niezależnie od jej wyniku; z czego wniosek, że "handler" może spełniać funkcję zarówno dodatku do DOS-u, jak i zostać załadowany zamiast DOS-u.

Tą samą drogą można już po całkowitym uruchomieniu systemu, podczas pracy, załadować handler urządzenia konkretnie wskazanego. Robi to CIO przy każdorazowej próbie otwarcia pliku na urządzeniu, którego system nie zna (nie ma takiego wpisu w tablicy handlerów).

Odpytanie bus mastera na okoliczność dysponowania takowym handlerem odbywa się za pomocą komendy POLL TYPE 4. W DAUX1 ma się znajdować identyfikator urządzenia CIO, dla którego to urządzenia potrzebujemy handlera (np. dla magnetofonu $43, czyli "C"), w DAUX2 natomiast przesyła się numer wywoływanego urządzenia (np. dla "C1:" będzie to $01).

Pozostałe komendy

Komendy zdefiniowane przez Atari, na których temat brak bliższych danych.

KodNazwaUrządzenieR/WIlość danychOpis
$20 ( )DOWNLOAD???W (?)???Komenda wymieniana przez niektóre źrodła. Szczegóły nieznane.
$23 (#)DIAG1$31 (stacja dysków)R/W128

Komenda diagnostyczna stacji Atari 1050. Wymaga przesłania 128-bajtowego bloku danych, w którym dwa pierwsze bajty decydują o tym, co stacja będzie robić (DAUX1/2 są ignorowane):

  • $02 - test przejścia głowicy między ścieżkami
  • $03 - przesuw głowicy za pomocą silnika krokowego o jeden krok w przód lub w tył; o kierunku decyduje następny bajt, wartość dodatnia (np. $01) powoduje przesuw w przód - czyli w kierunku ścieżki 39 - a wartość ujemna (np. $FF) przesuw wstecz, czyli w kierunku ścieżki 0. "Krok" silnika krokowego w tym wypadku to połowa odległości między ścieżkami, żeby więc tą komendą przesunąć głowicę na sąsiednią ścieżkę, trzeba zrobić to dwa razy. Uwaga: możliwe jest cofnięcie głowicy wstecz od ścieżki 0 (na tzw. ścieżkę -1).
  • $04 - test zapisu i odczytu dyskietki; formatuje znajdującą się w stacji dyskietkę w średniej gęstości.
  • $05 - przesuw główicy do ścieżki o numerze podanym w następnym bajcie.

UWAGA: kod operacyjny ($23) jest taki sam, jak kod komendy formatowania w stacji Atari XF-551!

$24 ($)DIAG2

Komenda diagnostyczna stacji 1050, służy do pomiaru prędkości obrotowej dyskietki. W zależności od wartości dwóch pierwszych bajtów przesłanego bloku danych ($00, $00 lub $00, $01) stacja przesyła czas jednego obrotu dyskietki lub wartość prędkości obrotowej w obrotach na minutę.

$51 (Q)READ SPIN $31 (stacja dysków) R (?) ? Komendy te występują jako komendy dyskowe na liście rozkazów SIO w dokumentacji sporządzonej przez Atari. Nie znam jednak stacji, która by na nie reagowała. Mogą to być komendy stacji 810, jakieś komendy diagnostyczne jej prototypu, albo komendy planowane, lecz nie zaimplementowane. Dostępna dokumentacja nie zawiera ich opisu.
$54 (T)READ ADDRESS
$55 (U)MOTOR ON -(brak)
$56 (V)VERIFY SECTOR$31 (stacja dysków)-(brak)

Stacja odczytuje sektor wskazany przez DAUX1/2 i zwraca komputerowi informację, czy da się on odczytać bez błędów. Dane zawarte w sektorze nie są transmitowane do komputera. Komenda ta występuje w dokumentacji SIO sporządzonej przez Atari, ale żadna ze stacji marki Atari jej nie rozpoznaje.

$58 (X)???$50 (RS-232)R9 bajtów

Interfejs Atari 850 w odpowiedzi na tę komendę zwraca następującą sekwencję liczb: $A0, $A0, $0B, $A0, $A0, $A0, $0B, $A0, $78. Pierwsze cztery pary stanowią zapewne jakieś parametry czterech portów RS-232 modułu 850, ostatnia natomiast odnosi się do portu Centronics.

</tr> </table>

Blok statusu

Blok statusu przysyłany na komendę żądania statusu ($53) ma strukturę w dużym stopniu zależną od urządzenia. Są to dwa lub cztery bajty, a ich znaczenie dla poszczególnych urządzeń jest opisane poniżej. W pierwszym bajcie statusu obowiązuje jednolity dla wszystkich urządzeń podział na dwie grupy bitów:

  • bity 0-2 sygnalizują status komunikacji pomiędzy komputerem a urządzeniem
  • bity 3-7 sygnalizują status wewnętrzny urządzenia

Stacja dysków

BajtZnaczenie
0
  • bit 0 = 1 - wydana ostatnio komenda nie została rozpoznana
  • bit 1 = 1 - przesłany ostatnio blok danych był błędny (błąd sumy kontrolnej)
  • bit 2 = 1 - ostatnia operacja nie powiodła się (np. próbowano odczytać wadliwy sektor)
  • bit 3 = 1 - dyskietka jest zabezpieczona przed zapisem
  • bit 4 = 1 - kręci się silnik obracający dyskietkę
  • bit 5 = 1 - sektory 256-bajtowe (128-bajtowe w przeciwnym wypadku)
  • bit 6 = 0 - zarezerwowany
  • bit 7 = 1 - praca w średniej gęstości

W przypadku interfejsu KMK/JŻ IDE znaczenie mają tylko bity 3 i 5, reszta jest zawsze wyzerowana.

1

Bajt statusu kontrolera WD 1772, wszystkie bity są poddane inwersji.

  • bit 0 = 1 - BUSY
  • bit 1 = 1 - DRQ (Data Request)
  • bit 2 = 1 - Track 0 not found
  • bit 3 = 1 - CRC error
  • bit 4 = 1 - Record not found
  • bit 5 = 1 - Seek complete
  • bit 6 = 1 - Write protected
  • bit 7 = 1 - Not ready

Interfejs IDE KMK/JŻ zwraca zamiast tego zawartość rejestru ERROR kontrolera IDE:

  • bit 0 = 1 - Data Address Mark not found
  • bit 1 = 1 - Track 0 not found
  • bit 2 = 1 - Aborted command
  • bit 3, zarezerwowany
  • bit 4 = 1 - ID not found
  • bit 5, zarezerwowany
  • bit 6 = 1 - ECC error
  • bit 7 = 1 - Bad sector

Podobnie jak powyżej wszystkie bity są poddane inwersji (EOR #$FF).

2Maksymalny czas oczekiwania na wykonanie komendy (timeout) przewidziany dla operacji dyskowej. Najdłużej trwa formatowanie, zalecaną wartością jest 240.
3Nie używany.

Drukarka

BajtZnaczenie
0
  • bit 0 = 1 - wydana ostatnio komenda nie została rozpoznana
  • bit 1 = 1 - przesłany ostatnio blok danych był błędny (błąd sumy kontrolnej)
  • bit 7 = 1 - drukarka jest programowalna (w drukarkach Atari ten bit jest skasowany)
Pozostałe bity są zarezerwowane.
1DAUX2 przesłanej ostatnio komendy
2Maksymalny czas oczekiwania na wykonanie komendy (timeout) przewidziany dla tej drukarki
3Nie używany.

RS-232 (Atari 850)

Blok statusu portu RS-232 ma dwa bajty (w pozostałych urządzeniach - cztery).

BajtZnaczenie
0
  • bit 0 = 1 - wydana ostatnio komenda nie została rozpoznana
  • bit 1 = 1 - przesłany ostatnio blok danych był błędny (błąd sumy kontrolnej)
  • bit 2, zarezerwowany
  • bit 3, zarezerwowany
  • bit 4 = 1 - przepełnienie bufora RS-232
  • bit 5 = 1 - błąd parzystości RS-232
  • bit 6 = 1 - na porcie RS-232 wystąpił nadmiar bitów (overrun)
  • bit 7 = 1 - na porcie RS-232 wystąpiło zakłócenie transmisji szeregowej (framing error)
1
  • bit 0 = 1 - RCV (czyli RX) ustawione
  • bit 1, zarezerwowany
  • bit 2, kopia bitu 3
  • bit 3 = 1 - CRX (czyli DCD) ustawione
  • bit 4, kopia bitu 5
  • bit 5 = 1 - CTS ustawione
  • bit 6, kopia bitu 7
  • bit 7 = 1 - DSR ustawione

Magnetofon kasetowy

Przyjmuje się, że magnetofon, jako urządzenie "nieinteligentne", jest zawsze podłączony i gotowy do pracy, a więc nie zachodzi potrzeba sprawdzania jego statusu. W związku z tym funkcja READ STATUS ($53) nie jest dla magnetofonu zaimplementowana.

Blok PERCOM

Blok PERCOM jest to 12 bajtów informacji o konfiguracji stacji dysków. Odczyt przeprowadza się komendą $4E ("N"), a zapis - komendą $4F ("O").

</table>

Protokół transmisji

Połączenia równoległe

Protokół transmisji urządzeń podłączanych do szyny równoległej jest zależny od programu obsługi urządzenia zawartego w jego pamięci ROM. System operacyjny tego nie definiuje.

Połączenia szeregowe

Podziału poszczególnych bajtów na bity i wyemitowania ich na złącze szeregowe tudzież przyjmowania pojedynczych bitów i scalania ich w bajty dokonuje sprzętowo układ POKEY (quod vide).

Przebieg komunikacji pomiędzy komputerem a urządzeniem jest następujący:

1) komputer ustawia linię COMMAND portu SIO;

2) komputer formuje czterobajtowy blok komendy, tzw. Command Frame. Command Frame składa się kolejno z (bajt 1) dodanych do siebie wartości DDEVIC i DUNIT, odjąć 1; (bajt 2) wartości DCMND; (bajt 3) wartości DAUX1; (bajt 4) wartości DAUX2;

3) komenda jest wysyłana do urządzenia razem z dołączoną na końcu sumą kontrolną; czas pomiędzy ustawieniem linii COMMAND a wysłaniem komendy musi być nie mniejszy niż 750 usec i nie większy niż 1600 usec.

4) komputer kasuje linię COMMAND portu SIO (nie wcześniej niż po 650 usec i nie później niż 950 usec po wysłaniu komendy) i czeka na odpowiedź;

5) urządzenie przyjmuje komendę; jeśli urządzenie stwierdziło w komendzie błąd sumy kontrolnej, nie reaguje; jeśli komenda jest nierozpoznana, albo nieprawidłowe są jej parametry (np. nie istnieje sektor o podanym numere), odpowiedzią jest $4E ("N", jak Negative Acknowledge) i na tym transmisja się kończy; jeśli komenda jest urządzeniu znana a parametry prawidłowe, odpowiedzią jest $41 ("A", jak Acknowledge). Odpowiedź urządzenia musi nastąpić w czasie od 0 do 16 msec. od skasowania linii COMMAND przez komputer;

6) jeśli komenda jest wykonalna i jest to odczyt danych, urządzenie podejmuje próbę wykonania operacji; jeśli się to nie uda (np. nie można odczytać sektora z powodu uszkodzenia nośnika), wysyła kod $45 ("E", jak Error) i na tym transmisja się kończy; w przeciwnym wypadku przesyłany jest kod $43 ("C", jak Complete), a następnie blok danych zakończony sumą kontrolną i na tym transmisja się kończy; po przesłaniu potwierdzenia ("C") blok danych po musi nadejść nie wcześniej niż w ciągu 1000 usec. i nie później niż w ciągu 1800 usec.;

7) jeśli to jest zapis danych, komputer przesyła blok danych plus sumę kontrolną do urządzenia. Po jego przyjęciu i stwierdzeniu poprawności urządzenie odpowiada kodem $41 ("A") i przystępuje do np. zapisania danych na nośnik. Po zapisie urządzenie informuje komputer kodem "C" lub "E" o znaczeniu jak powyżej, i na tym transmisja się kończy. Przesłanie danych po potwierdzeniu ("A") musi nastąpić nie wcześniej niż w ciągu 1000 usec. i nie później niż w ciągu 1800 usec. Przesłanie potwierdzenia końcowego ("C" lub "E") musi nastąpić w czasie od 850 usec. do 16 msec. po przesłaniu bloku danych.

Ogólnie potwierdzenie końcowe ("C" lub "E") musi nadejść z urządzenia nie wcześniej niż po 250 usec. i nie później niż po 255 sekundach - czyli po 4 minutach i 15 sekundach - od nadesłania potwierdzenia komendy ("A").

Ogólnie schemat wymiany danych przy odczycie jest następujący:

  • komputer --> komenda 4 B + CRC --> urządzenie
  • komputer <-- potwierdzenie 'A' <-- urządzenie
  • wykonanie
  • komputer <-- potwierdzenie 'C' <-- urządzenie
  • komputer <-- blok danych + CRC <-- urządzenie
  • koniec.

Natomiast zapis wygląda tak:

  • komputer --> komenda 4 B + CRC --> urządzenie
  • komputer <-- potwierdzenie 'A' <-- urządzenie
  • komputer --> blok danych + CRC --> urządzenie
  • komputer <-- potwierdzenie 'A' <-- urządzenie
  • wykonanie
  • komputer <-- potwierdzenie 'C' <-- urządzenie
  • koniec

W fazie oznaczonej jako wykonanie urządzenie dokonuje niezbędnych czynności (np. stacja dysków wyszukuje żądany sektor na dyskietce i odczytuje go, albo zapisuje), a komputer czeka.

Potwierdzenia przesyłane są bez sum kontrolnych (CRC).

Magnetofon

Opisany schemat dotyczy wszystkich urządzeń SIO za wyjątkiem magnetofonu. Magnetofon nie zawiera w sobie mikroprocesora, jest urządzeniem "nieinteligentnym". Transmisja jest w całości obsługiwana przez komputer, który wysyła (i przyjmuje) bloki danych, tzw. rekordy, zawierające każdy po 128 bajtów danych, sumę kontrolną oraz dwa dodatkowe bajty służące do pomiaru równomierności przesuwu taśmy.

Rozszerzenia SIO

Systemy turbo do stacji dysków

Standardowa szybkość wymiany danych ze stacją dysków - 19200 bps - szybko okazała się dalece niewystarczająca. Ponieważ, jak napisano powyżej, możliwości układu POKEY pozwalają uzyskać znacznie więcej, wkrótce powstało kilka, różnych niestety, systemów "turbo".

US Doubler / Happy Warp

Protokół transmisji US Doublera (i zgodnego z nim Happy Warp), znany też jako UltraSpeed bądź po prostu "Ultra", jest identyczny jak w standardzie, z tą różnicą, że układ POKEY programowany jest do pracy z prędkością 52 kbps. Praca w standardowym 19,2 kbps także jest możliwa. Stacja przełącza się automatycznie pomiędzy tymi dwoma trybami pracy, a do pomiaru żądanej przez komputer prędkości wykorzystuje pojawiający się na złączu szeregowym Atari synchronizujący sygnał zegarowy (CLOCK OUT).

Stacje z rozszerzeniem US Doubler implementują dodatkową komendę POLL ('?'). Wysłanie - w standardzie - tej komendy do stacji dysków powoduje, że zwraca ona 1 bajt stanowiący wartość, jaką należy wstawić do licznika układu POKEY celem uzyskania szybkiej transmisji. W standardowych stacjach US Doubler wartością tą jest $0A, ale stacje innych producentów dzięki temu mechanizmowi mogą implementować wyższe prędkości i wciąż pozostają zgodne z US Doublerem.

Atari XF-551 / CA-2001

Stacje Atari XF-551 oraz California Access 2001 mogą pracować z prędkością 38400 bps. Dla zasygnalizowania stacji, że komputer żąda pracy w turbo, przy prędkości 38400 bps używany jest inny protokół transmisji będący - oczywiście - zmodyfikowaną wersją standardowego (patrz wyżej).

Blok komendy (Command Frame) dla stacji, tak samo jak w standardzie, wysyłany jest z prędkością 19200 bps. Jednakże drugi bajt tego bloku, zawierający wartość bajtu DCMND bloku DCB, jest zwiększony o 128 (ORA #$80). Po wysłaniu komendy komputer, identycznie jak w standardzie, czeka - cały czas mając układ POKEY zaprogramowany na 19200 bps - na potwierdzenie jej przyjęcia. Negatywna odpowiedź urządzenia na taką komendę oznacza, że nie zna ono tego protokołu transmisji i nie może pracować w turbo zgodnym z XF-551.

Odpowiedź pozytywna ('A') jest sygnałem do przeprogramowania układu POKEY na większą prędkość. Komputer wstawia do licznika AUDF3/4 wartość $10; analogicznej operacji ze swojej strony dokonuje stacja dysków. Dalsza wymiana danych wywołana przez tę jedną komendę odbywa się w przyspieszonej transmisji. Po wykonaniu komendy następuje powrót do prędkości standardowej.

Ogólnie schemat wymiany danych przy odczycie jest następujący:

  • prędkość 19200 bps
  • komputer --> komenda 4 B + CRC --> urządzenie
  • komputer <-- potwierdzenie 'A' <-- urządzenie
  • przełączenie na 38400 bps
  • wykonanie
  • komputer <-- potwierdzenie 'C' <-- urządzenie
  • komputer <-- blok danych + CRC <-- urządzenie
  • przełączenie na 19200 bps
  • koniec.

Natomiast zapis wygląda tak:

  • prędkość 19200 bps
  • komputer --> komenda 4 B + CRC --> urządzenie
  • komputer <-- potwierdzenie 'A' <-- urządzenie
  • przełączenie na 38400 bps
  • komputer --> blok danych + CRC --> urządzenie
  • komputer <-- potwierdzenie 'A' <-- urządzenie
  • wykonanie
  • komputer <-- potwierdzenie 'C' <-- urządzenie
  • przełączenie na 19200 bps
  • koniec

Budzącym zakłopotanie niedopatrzeniem jest w tym wszystkim niemożność odpytania stacji na okoliczność wartości, jaką ma mieć licznik POKEY-a w czasie przyspieszonej transmisji. Dodatkowym kłopotem posiadaczy CA-2001 jest to, że stację trzeba specjalnie zaprogramować (programem o nazwie Synchromesh dostarczonym przez producenta na dyskietce), żeby w ogóle działała w turbo. XF-551 jest tej ostatniej wady na szczęście pozbawiona.

Indus GT / LDW 2000 Super

Protokół przyspieszonej transmisji używany przez stacje Indus GT oraz LDW Super 2000 jest identyczny z tym opisanym powyżej dla Atari XF-551 oraz California Access 2001. Jedyną różnicą jest szybkość transmisji: dla LDW wynosi ona 68,2 kbps (wartość licznika POKEY-a - $06). Dla uzyskania tej prędkości konieczne jest uprzednie zaprogramowanie stacji programem Synchromesh dostarczonym przez producenta na dyskietce. Stacja pozostaje zaprogramowana aż do wyłączenia zasilania.

Ogólnie schemat wymiany danych przy odczycie jest następujący:

  • prędkość 19200 bps
  • komputer --> komenda 4 B + CRC --> urządzenie
  • komputer <-- potwierdzenie 'A' <-- urządzenie
  • przełączenie na 68,2 kbps
  • wykonanie
  • komputer <-- potwierdzenie 'C' <-- urządzenie
  • komputer <-- blok danych + CRC <-- urządzenie
  • przełączenie na 19200 bps
  • koniec.

Natomiast zapis wygląda tak:

  • prędkość 19200 bps
  • komputer --> komenda 4 B + CRC --> urządzenie
  • komputer <-- potwierdzenie 'A' <-- urządzenie
  • przełączenie na 68,2 kbps
  • komputer --> blok danych + CRC --> urządzenie
  • komputer <-- potwierdzenie 'A' <-- urządzenie
  • wykonanie
  • komputer <-- potwierdzenie 'C' <-- urządzenie
  • przełączenie na 19200 bps
  • koniec

Top Drive / TOMS Turbo

Stacje z rozszerzeniem Top Drive 1050, TOMS Turbo Drive oraz TOMS Multi Drive mogą pracować z prędkością 68,2 kbps. Dla zasygnalizowania stacji, że komputer żąda pracy w turbo, przy prędkości 68,2 kbps używany jest inny protokół transmisji będący zmodyfikowaną wersją standardowego. Protokół ten jest odmienny niż w wypadku stacji XF-551.

Blok komendy (Command Frame) dla stacji, tak samo jak w standardzie, wysyłany jest z prędkością 19200 bps. Czwarty bajt tego bloku, niosący wartość bajtu DAUX2 bloku DCB, jest zwiększony o 128 (ORA #$80). Po wysłaniu komendy komputer - nie czekając na odpowiedź - przeprogramowuje układ POKEY na 68,2 kbps (wartość licznika - $06) założywszy w ciemno, że stacja ze swej strony również przełącza się na szybką transmisję. Odbiór ewentualnej negatywnej odpowiedzi oczywiście nie jest w takim układzie możliwy.

Dalsza wymiana danych wywołana przez tę jedną komendę odbywa się w przyspieszonej transmisji. Po wykonaniu komendy następuje powrót do prędkości standardowej.

Ogólnie schemat wymiany danych przy odczycie jest następujący:

  • prędkość 19200 bps
  • komputer --> komenda 4 B + CRC --> urządzenie
  • przełączenie na 68,2 kbps
  • komputer <-- potwierdzenie 'A' <-- urządzenie
  • wykonanie
  • komputer <-- potwierdzenie 'C' <-- urządzenie
  • komputer <-- blok danych + CRC <-- urządzenie
  • przełączenie na 19200 bps
  • koniec.

Natomiast zapis wygląda tak:

  • prędkość 19200 bps
  • komputer --> komenda 4 B + CRC --> urządzenie
  • przełączenie na 68,2 kbps
  • komputer <-- potwierdzenie 'A' <-- urządzenie
  • komputer --> blok danych + CRC --> urządzenie
  • komputer <-- potwierdzenie 'A' <-- urządzenie
  • wykonanie
  • komputer <-- potwierdzenie 'C' <-- urządzenie
  • przełączenie na 19200 bps
  • koniec

Jest to zdecydowanie najpodlejsze turbo z omawianej tu czwórki; Top Drive nie dość, że ma wszystkie wady protokołu XF-551, to jeszcze dorzuca do nich jedną własną (którą jest wspomniana wyżej niemożność odrzucenia przez stację w cywilizowany sposób żądanego przez komputer trybu pracy), nie mając przy tym żadnych równoważących to zalet (jeden bajt więcej przesłany w szybkiej transmisji zwiększa prędkość wymiany danych o niecałe 8 promili).

Rozszerzone adresowanie sektorów (KMK/JŻ IDE)

Kontroler KMK/JŻ IDE wykorzystuje bajt DUNUSE ($0307) bloku DCB jako najstarszy bajt numeru sektora. Pozwala to na zaadresowanie do 16777215 sektorów na jednej partycji.

Rozszerzone adresowanie pamięci (65C816)

DracOS (odmiana XL OS przygotowana dla procesora 65C816) zawiera rozszerzenie SIO pozwalające na transfery danych bezpośrednio do i z dodatkowej pamięci adresowalnej liniowo (tj. znajdującej się pod adresami wyższymi niż $FFFF) oraz 32-bitowe adresowanie sektorów.

Blok DCB

Block DCB w tej wersji systemu jest rozszerzony do 16 bajtów i wygląda następująco:

BajtOpis
0Liczba ścieżek na dyskietce; w praktyce dla stacji dysków spotyka się wartości najczęściej 40 lub 80, rzadziej 35 lub 77. Partycje twardego dysku zwracają 1.
1Szybkość przesuwu głowicy ze ścieżki na ścieżkę:
  • 0 - 30 ms
  • 1 - 20 ms
  • 2 - 12 ms
  • 3 - 6 ms

W praktyce stacje przeważnie ignorują przesłaną wartość. W przypadku twardego dysku jest ona bez znaczenia (kontroler KMK/JŻ zwraca w tym bajcie numer wersji wewnętrznego oprogramowania)

2STARSZY bajt liczby sektorów na ścieżce.
3MŁODSZY bajt liczby sektorów na ścieżce.
4Liczba aktywnych stron dyskietki zmniejszona o 1 albo nastarszy bajt liczby sektorów partycji twardego dysku (patrz niżej).
5
  • bit 0 - zarezerwowany
  • bit 1 = 1, dyskietka ośmiocalowa; 5,25 cala w przeciwnym wypadku
  • bit 2 = 1, gęstość MFM, FM w przeciwnym wypadku
  • bit 3 = 1, dysk nie ma "stron", a zamiast liczby stron jest podany najstarszy bajt całkowitej liczby sektorów dysku (partycji twardego dysku)

Pozostałe bity są zarezerwowane i powinny być wyzerowane.

6STARSZY bajt wielkości sektora (w bajtach)
7MŁODSZY bajt wielkości sektora (w bajtach)
8

Niewykorzystany, zapisuje się - i przeważnie odczytuje - jako $FF. W oryginalnych stacjach PERCOM bajt ten sygnalizował stan niektórych funkcji kontrolera stacji i służył do ich wybierania:

  • bit 0 = 1, sektory na ścieżce numerowane są od 0, a nie od 1.
  • bit 1 = 1, sektory logiczne 1,2,3 mają pełne rozmiary.
  • bit 2, zarezerwowany
  • bit 3, zarezerwowany
  • bit 4, zarezerwowany
  • bit 5, zarezerwowany
  • bit 6 = 0, napęd stacji jest odłączony (wyjęty).
  • bit 7 = 1, napęd 80-ściezkowy pracuje w trybie 40-ścieżkowym.

W praktyce większość stacji nie ustawia tych bitów zgodnie z powyższym opisem.

9Niewykorzystane, na ogół 0.
10
11
AdresEtykietaWielkośćZnaczenie
$0300DDEVICBajtIdentyfikator urządzenia (zob. niżej).
$0301DUNITBajtNumer urządzenia; w przypadku stacji dysków numer napędu.
$0302DCMNDBajtKomenda dla urządzenia.
$0303DSTATSBajtPrzed wywołaniem SIO należy ustawić tu rodzaj operacji ($40 odczyt, $80 zapis). Po powrocie z systemu znajduje się tu status operacji (kod błędu).
$0304DBUFADwa bajtyAdres bufora.
$0306DTIMLOBajtCzas oczekiwania - w sekundach - na pozytywną odpowiedź urządzenia.
$0307DUNUSEBajtBajt nieużywany, zarezerwowany do przyszłych zastosowań.
$0308DBYTDwa bajtyWielkość bufora; musi być zgodna z wielkością transmitowanego bloku danych.
$030ADAUX1BajtPierwszy bajt pomocniczy. W operacjach dyskowych młodszy bajt numeru sektora.
$030BDAUX2BajtDrugi bajt pomocniczy. W operacjach dyskowych starszy bajt numeru sektora.
$030CDAUXABajtTrzeci bajt pomocniczy. Młodszy bajt starszego słowa 32-bitowego numeru sektora.
$030DDAUXBBajtCzwarty bajt pomocniczy. Starszy bajt starszego słowa 32-bitowego numeru sektora.
$030EDBFX1BajtNajstarszy bajt adresu bufora.
$030FDBFX2BajtBajt zarezerwowany.

Sposób użycia

Dla utrzymania zgodności z dotychczasowym oprogramowaniem, a już zwłaszcza z dotychczasowymi sterownikami urządzeń podłączanych do szyny równoległej, wpisanie pod $000304/5/E 24-bitowego adresu nie da pożądanego wyniku; jeśliby bowiem urządzenie brało pod uwagę tylko 16 najmłodszych bitów adresu ignorując najstarszy bajt wpisany pod $00030E, wtedy - przy odczycie - dane zostałyby umieszczone nie tam, gdzie trzeba. Musi więc istnieć mechanizm, który zapobiega tego typu nieporozumieniom.

W tym celu SIO definiuje trzy nowe urządzenia wirtualne, o kodach jak następuje:

  • $B1 (= $31 + $80) - stacja dysków
  • $C0 (= $40 + $80) - drukarka
  • $D0 (= $50 + $80) - RS-232C

Wywołanie urządzenia z takim kodem w DDEVIC powiadamia sterownik SIO, że adres bufora w DCB jest 24-bitowy i że najstarszy bajt adresu jest pod $00030E (w przeciwnym wypadku SIO zakłada, że najstarszy bajt adresu to 0); oraz że numer sektora jest 32-bitowy i jest umieszczony w DAUX1/DAUX2/DAUXA/DAUXB (UWAGA: w przypadku szeregowych stacji dysków, SIO2IDE, SIO2PC itp. dwa najstarsze bajty tego numeru są ignorowane, ale powinny być wyzerowane dla kompatybilności). Poza tym działanie urządzeń wirtualnych jest identyczne, jak tradycyjnych (odpowiednio $31, $40 i $50), a kod urządzenia jest przed wysłaniem na port szeregowy przekładany na kod rzeczywisty.

Przyjmując komendę do wykonania SIO w żaden sposób nie sprawdza, czy dodatkowa pamięć w ogóle istnieje - zakłada się, że program sam stwierdzi jej istnienie (choćby za pomocą funkcji alokacji pamięci) przed próbą odczytu do niej danych.

Zobacz też

Bibliografia

  • Atari Home Computer System: Serial Input Output Interface, User's Handbook
  • Harry B. Stewart, Z800/Sweet 16 Operating System, External Reference Specification
Personal tools