पुराने दिनों को मिलाते हुए: ST332 का उपयोग करके i386 और ATA कंट्रोलर के बीच डेटा स्ट्रीम को इंटरसेप्ट करता है

शुभ दोपहर, प्रिय Khabrovites। आज के लेख में, हम उदासीनता में लिप्त हैं, अच्छे पुराने लोहे के साथ काम करते हैं, और इसमें कोई कम अच्छा नया करने की कोशिश नहीं करते हैं। उसी समय, आइए हम याद करें कि ISA बस कैसे काम करता है और सामान्य रूप से बाह्य उपकरणों के साथ x86 प्रोसेसर कैसे संचार करता है।

परिचय

कुछ दिन पहले मैं अपने पहले कंप्यूटर - बूढ़े आदमी 386, एएमडी (एम 386-डीएक्स) के प्रोसेसर पर 4 मेगाबाइट रैम, एक वीजीए वीडियो कार्ड और एक मल्टी-कार्ड के साथ मारा गया था जो ड्राइव कंट्रोलर, हार्ड ड्राइव, समानांतर और धारावाहिक के कार्यों को लेता है। बंदरगाहों।
बेशक, वह लंबे समय से अपने मामले से बच गया था और प्राचीन, मृत कठिन से - अब वह विस्तार कार्ड की एक जोड़ी के साथ सिर्फ एक मदरबोर्ड था। कुछ साल पहले मैंने इसे एक नई हार्ड ड्राइव से जोड़ा था, 10 जीबी (शुरुआत में इसमें केवल 200 मेगाबाइट की डिस्क थी), जिस पर मैंने FreeDOS स्थापित किया था।



हालांकि, इस बार उन्होंने BIOS से आगे बूट करने से इनकार कर दिया - ध्वनियों को देखते हुए, कोठरी में झूठ बोलने के कई सालों तक 10 जीबी दो सौ मीटर के बाद जाने में कामयाब रहे।
और फिर मैं इस पुरातनता को छूने के लिए, इस कंप्यूटर के साथ कुछ करने की तीव्र इच्छा के साथ जाग गया, जिसके साथ मैंने आईटी से परिचित होना शुरू कर दिया, पहले से ही एक डेवलपर के रूप में, और एक उपयोगकर्ता के रूप में नहीं। आदर्श रूप से, मैं, एक हार्ड ड्राइव एमुलेटर बनाने के लिए, जो एसडी कार्ड के साथ काम करता है, निश्चित रूप से करना चाहूंगा, लेकिन हम धीरे-धीरे इस लक्ष्य की ओर बढ़ेंगे। आइए एक सरल कार्य से शुरू करते हैं - हम एक उपकरण को इकट्ठा करेंगे जो एक वास्तविक हार्ड डिस्क नियंत्रक के साथ समानांतर में लटका हुआ है और डेटा एक्सचेंज को लॉग करता है ताकि यह पता लगाया जा सके कि पुराने BIOS हार्ड ड्राइव का पता कैसे लगाता है। शुरू में, मैंने ऐसा ही करने का इरादा किया था, लेकिन फ्लॉपी कंट्रोलर के लिए, हालांकि, मेरी आखिरी कठिन मृत्यु के बाद, जो मैंने काम करना छोड़ दिया है, वह है BIOS, जो किसी भी तरह से फ्लॉपी की जांच नहीं करता है। लेकिन उसके पास हार्ड ड्राइव से संबंधित कुछ आइटम हैं - हार्ड ड्राइव का पता लगाने और उन्हें प्रारूपित करने के लिए साधन।
बेशक, यह उनकी वास्तुकला के कारण FPGAs पर बहुत आसानी से किया जाता है, लेकिन हम बजट विकल्प से चिपके रहेंगे और STM32F103 नियंत्रक और कई असतत तर्क सर्किट पर ऐसा करने की कोशिश करेंगे। तो, चलिए शुरू करते हैं।

लोहा

परंपरागत रूप से, हम दृढ़ लकड़ी की बोतलों से चलते हैं। आइए याद रखें कि आईएसए बस क्या है जो पुराने कंप्यूटरों को रेखांकित करता है, और आप इसे कैसे कनेक्ट कर सकते हैं। उन लोगों के लिए जो वास्तव में एक्स 86 मशीनों के अंदर सर्किट्री को नहीं समझते हैं, यह इस तरह के सिस्टम की वास्तुकला पर प्रकाश डालने में मदद करेगा। वास्तव में, सब कुछ बहुत सरल है - "स्वच्छ" आईएसए में कोई प्लग एंड प्ले टूल नहीं हैं - वे केवल अगले मानक में दिखाई दिए - और, इसलिए, उपकरणों का पता जारी करने का कोई साधन नहीं है।
इस प्रकार, आईएसए-कार्ड एक हार्डवेयर-निर्दिष्ट पते (कठोरता से परिभाषित सर्किटरी, सर्वोत्तम स्थिति में, जंपर्स द्वारा आधार पते का चयन करने की क्षमता के साथ) डिवाइस हैं। बस में 20 एड्रेस लाइन, 16 डेटा लाइन, कई पावर सिग्नल, कई आईआरक्यू लाइन और कंट्रोल सिग्नल का एक सेट होता है।



यह सब कैसे काम करता है? मान लें कि हमें अपने डिवाइस पर कई एलईडी चालू / बंद करने की क्षमता की आवश्यकता है। ऐसा करने के लिए, हम अपने ISA- बोर्ड पर एक रजिस्टर चिप लगाएंगे , उदाहरण के लिए, जैसे कि 74HC273 ।
यह सबसे आम 8-बिट "कुंडी" है जो यह याद रखता है कि सिग्नल द्वारा इनपुट को क्या खिलाया गया था। रजिस्टर के आउटपुट को एल ई डी से कनेक्ट करें और उनके बारे में भूल जाएं। सॉफ्टवेयर दृष्टिकोण से, ISA बस में एक उपकरण के साथ बातचीत दो तरीकों से लागू की जा सकती है।

1. मेमोरी मैपिंग की मदद से - फिर हम मेमोरी के रीड / राइट सिग्नल को डिकोड करेंगे और DRAM कंट्रोलर के बजाय बस में रिजल्ट आउटपुट करेंगे - यह वीडियो कार्ड कैसे करता है, इसकी वीडियो मेमोरी को कंप्यूटर की मेमोरी के एड्रेस स्पेस में मैप किया जाता है। इस प्रकार, कंप्यूटर के लिए वीडियो कार्ड की मेमोरी में लिखना उसके रैम से लिखने से अलग नहीं है और सामान्य एमओवी कमांड द्वारा किया जाता है।
2. उन उपकरणों के लिए जहां डेटा के बड़े ब्लॉक को स्थानांतरित करने की आवश्यकता नहीं होती है, तथाकथित "I / O स्पेस" का उपयोग किया जाता है - परिधीय उपकरणों के लिए आवंटित एक अलग पता स्थान और 16 पते बिट्स तक सीमित। यह IN और OUT कमांड द्वारा एक्सेस किया जाता है (I / O पोर्ट्स को पढ़ें और लिखें)

वास्तव में, "अलग पते की जगह" शब्दों के पीछे एक शारीरिक रूप से सरल इकाई निहित है: ISA बस में 4 सिग्नल हैं - MEMW, MEMR, IOR, IOW । मेमोरी ( MOV ) को पढ़ने / लिखने के लिए या IO ( IN , OUT ) को पढ़ने / लिखने के लिए एक कमांड निष्पादित करते समय, वांछित पता एक ही बस, लाइनों A0-A19 ISA पर सेट किया जाता है। डेटा भी इसी तर्ज पर जाता है - D0-D15 । अंतर केवल इतना है कि मेमोरी से पढ़ते समय, मेमोरियल लाइन पर सक्रिय स्तर सेट किया जाता है, जब मेमोरी - एमईडब्ल्यू , आईओ पोर्ट से पढ़ते समय - आईओआर , इसे लिखते समय - आईओडब्ल्यू ।
इस प्रकार, एक रजिस्टर और एलईडी के साथ सबसे सरल डिवाइस बनाने के लिए, हमें यह निर्धारित करना होगा कि हमें जिस पते की आवश्यकता है वह बस पर सेट है (हमें याद है कि कोई हमें पता नहीं देता है, हमें एक पता चुनना होगा जो मौजूदा परिधीयों के साथ संघर्ष नहीं करेगा), और IOW सिग्नल पर, हमारे रजिस्टर में लाइनों D0-D8 से डेटा की रिकॉर्डिंग सक्षम करें।
कई रजिस्टरों वाले कई जटिल उपकरणों में, वरिष्ठ पता लाइनें डिकोडर में जाती हैं, जब वे डिवाइस के कुछ "आधार" पते के साथ मेल खाती हैं, तो एक सक्रिय आउटपुट सिग्नल बनाते हैं, जबकि छोटे लोगों को संबोधित करने के लिए रजिस्टर नंबर बनाते हैं।
चलो एक अधिक विशिष्ट उदाहरण पर चलते हैं - हमारे एटीए नियंत्रक। अपने काम के सिद्धांतों की बेहतर समझ के लिए, मेरा सुझाव है कि आप ओएसडीव विकी के लेख को पढ़ें।
यह नौ IO रजिस्टरों द्वारा प्रबंधित किया जाता है, जिनमें से आठ को पंक्ति में व्यवस्थित किया जाता है, जिसका आधार पता 0x1F0 है । नौवां, दुर्भाग्य से, 0x3F6 पर स्थित है, जो कुछ हद तक डिकोडिंग योजना को जटिल बनाता है।
बेशक, हमें कंट्रोलर पर सभी एड्रेस लाइन्स नहीं मिलेंगी और उस पर एक डिकोडर बनाया जा सकता है, अन्यथा हमारे पास कुछ भी नहीं है - 8 मेगाहर्ट्ज बस की घड़ी की आवृत्ति, IO चक्र, विनिर्देश के अनुसार, 4 चक्रों तक रहता है, जो हमें 72 मेगाहर्ट्ज पर केवल 36 घड़ी चक्र देता है। विचार के लिए। इसलिए, हम सस्ते असतत लॉजिक चिप्स का उपयोग करते हैं।
अगर यह नौवां रजिस्टर नहीं होता है जो 0x3F6 पर चिपक जाता है, तो हमें एक सर्किट बनाने की आवश्यकता होगी जो शून्य ए 9 और ए 3 की लाइनों पर सेट होने पर एक सक्रिय सिग्नल देता है, और ए 4-ए 8 पर एक (जो कि पते 0x1F के लिए है) ..) । ISA कार्डों में A9 से अधिक पुराने बिट्स आमतौर पर डिकोड नहीं होते हैं, ऊपर दिए गए पते पर एक ही डिवाइस को एक्सेस करने की क्षमता पर ध्यान नहीं देते हैं।
तीन कम से कम महत्वपूर्ण बिट्स का प्रसंस्करण पहले से ही नियंत्रक को सौंपा जा सकता है। काश, हमारे पास अभी भी एक गैर पंजीकृत रजिस्टर 0x3F6 है ।
प्रारंभिक स्थिति (सक्रिय रेखाएं A4-A8 और निष्क्रिय A3 ) हमेशा संतुष्ट रहती हैं, क्योंकि ये बिट्स 0x1F (..) और 0x3F6 दोनों के लिए संकेतित अवस्थाओं में होते हैं । उनके साथ एक शर्त जोड़ी जाती है, जिसे निम्नानुसार तैयार किया जा सकता है: सक्रिय A9 के साथ - A1 और A2 पर सक्रिय स्तर होना चाहिए (पता 0x3F6 )
वह है,

CS0 = A8 & A7 & A6 & A5 & A4 & ~A3 CS1 = A1 & A2 & A9 CS2 = CS0 & (~A9 | CS1) 

Logic.Ly ऑनलाइन लॉजिक सर्किट सिम्युलेटर का उपयोग करते हुए, मैंने इस सर्किट का निर्माण मेरे पास मौजूद माइक्रो-सर्किट्स पर आधारित - 74HC04, एक क्वाड एलिमेंट नॉट, 74HC30 - एक आठ-इनपुट NAND और 74HC10, एक ट्रिपल थ्री-इनपुट कांड के आधार पर किया।
चूँकि हमारे पास कोई OR तत्व नहीं है, हम डी मॉर्गन के नियमों को याद करते हैं - एक संयुग्मन की उपेक्षा नकारात्मकता का एक विघटन है और एक विघटन का एक निषेध नकारात्मकताओं का एक संयोजन है, या, तार्किकताओं के रूप में

 ~(A&B) = ~A | ~B ~(A|B) = ~A & ~B 

हम इसका उपयोग करेंगे:

  ~( ~ (~A9 | CS1))) = ~(A9&~CS1) - = (A9 NAND ~CS1) CS2 = CS0 & (A9 NAND ~CS1) 

हमारे पास एक शुद्ध AND भी नहीं है, इसलिए हम इसके घटकों को तीन-इनपुट NAND ब्लॉक में फ़ीड करेंगे और ड्रॉप-ऑफ इंटरप्ट में जाएंगे।
जैसा कि आप देख सकते हैं, सभी तर्क तीन मामलों में बिल्कुल फिट बैठते हैं।



IOR या IOW पर एक सक्रिय स्तर की उपस्थिति को इन शर्तों में जोड़ा जाता है (यह मत भूलो कि, मानक के अनुसार, उन पर सक्रिय स्तर कम है, अर्थात, हमारे पास पहले से ही उल्टे संकेत हैं, ~ IOR और ~ IOW ):

 CS = CS2 & (IOR | IOW) (IOR|IOW) = ~(~(IOR & IOW) ) = ~(~IOR & ~ IOW) = (IOR NAND IOW) CS = CS2 & (IOR NAND IOW) 

अंतिम चित्र इस तरह दिखता है:



अब हम मॉक-अप का उपयोग करके इसे लोहे में इकट्ठा करना शुरू करते हैं। सबसे पहले, हम पहले तीन माइक्रो-सर्किट की व्यवस्था करते हैं, जिसमें सबसे अधिक इनपुट सिग्नल जाते हैं, और बिजली और ग्राउंड बसों के लिए उनके कनेक्शन का ख्याल रखते हैं।



आउटपुट सर्किट को सावधानी से जोड़ें, फिर पर्याप्त लंबे प्रोब के रूप में इनपुट वाले जोड़ें, जिसे हम बाद में कंप्यूटर की मदर में प्लग करते हैं:



सुविधा के लिए, मैंने अस्थायी रूप से बाईं ओर ( A3-A9 ), दाईं ओर निचले लोगों ( A0-A2 ) पर वरिष्ठ पता इनपुट तय किए हैं, और बीच में मैं CS2 सिग्नल का उत्पादन करता हूं।

चलो अस्थायी रूप से विधानसभा से विचलित होते हैं और एक आस्टसीलस्कप के साथ देखने की कोशिश करते हैं कि हमारे साथ क्या हुआ। इसलिए, हम पते के इनपुट को बस से जोड़ते हैं - चूंकि आईएसए बस है, हमें प्रोब को उसी स्लॉट में प्लग करने की कोशिश करने की आवश्यकता नहीं है जहां एटीए नियंत्रक बोर्ड डाला गया है, हम हमारे लिए कोई भी सुविधाजनक विकल्प चुनते हैं। प्रोब, दुर्भाग्य से, ऐसे छेदों के लिए बहुत छोटे थे, इसलिए मैंने शीर्ष पर सीधे पिंस की एक कंघी को चिपका दिया - व्यक्तिगत रूप से, प्रोब और पिन बाहर गिर जाते हैं, लेकिन वे एक साथ बहुत अच्छी तरह से चिपक जाते हैं।
इसके अलावा, आईएसए के लिए जमीन और सर्किट की शक्ति को कनेक्ट करने के लिए मत भूलना, और एक ही समय में - आस्टसीलस्कप जांच का मैदान।
हम आस्टसीलस्कप और कंप्यूटर को चालू करते हैं (मैं तुरंत BIOS सेटअप मेनू में गया) और सीएलके सिग्नल पर पोक किया। हमें कुछ इस तरह देखना चाहिए:



यह, निश्चित रूप से, एक बस घड़ी है जिसकी आवृत्ति आमतौर पर 8 मेगाहर्ट्ज है। मेरी मदरबोर्ड पर, इसकी आवृत्ति 7.19 मेगाहर्ट्ज है, जो BIOS सेटिंग्स में परिलक्षित होती है। जाहिरा तौर पर, यह लोहे की एक विशेषता है - BIOS ने मुझे इस आवृत्ति को कम करने की अनुमति नहीं दी, या कम से कम इसे ठीक से 8 मेगाहर्ट्ज पर सेट किया, हठपूर्वक 7.19 मेगाहर्ट्ज की स्थापना की। ओह ठीक है।
हम अपने सर्किट के इनपुट के संपर्कों की जांच करते हैं - उनमें से किसी पर भी प्रहार करने से हमें ऑसिलोस्कोप स्क्रीन पर एक अराजक संकेत मिलेगा, क्योंकि सिस्टम लगातार अलग-अलग पते और बंदरगाहों तक पहुंचता है। इसलिए यदि प्रवेश द्वार पर सन्नाटा है, तो इसका मतलब है कि संपर्क बंद हो गया है और आपको इसे दोबारा जांचने की आवश्यकता है।
अब हमारे CS2 सिग्नल से कनेक्ट करें और निम्नलिखित चित्र देखें:



यह काफी अपेक्षित है - IOR और IOW सिग्नल CS2 के गठन में भाग नहीं लेते हैं, ताकि यह सक्रिय हो जाए जब बस पर पता उसी के साथ मेल खाता हो जिसे हमने निर्दिष्ट किया था ( 0x1F0-0x1F7 और 0x3x6 )। सिस्टम नियमित डीआरएएम उत्थान करता है, इसलिए हमें एक सुंदर आवधिक संकेत मिलता है। अब आस्टसीलस्कप के स्वीप और स्तरों को समायोजित करने का समय है, इसके सभी महिमा में संकेतों को देखने के लिए।
यह सुनिश्चित करने के बाद कि सब कुछ काम करता है, हम सर्किट को डी-एनर्जेट करते हैं और इसे अंत तक खत्म करते हैं, जैसे तारों का एक नारकीय हैश प्राप्त करना:



हम कंप्यूटर को फिर से चालू करते हैं, BIOS सेटअप मेनू पर जाएं, ऑसिलोस्कोप चालू करें।
कोई संकेत नहीं! खैर, यह हमारी गणना की शुद्धता की जांच करने का समय है - आइटम "ऑटोडेटक्ट हार्ड ड्राइव" का चयन करें। पहली डिस्क को जल्दी से पता चला है, और सबसे अधिक संभावना है, आस्टसीलस्कप स्क्रीन पर, हमारे पास किसी भी चीज़ को नोटिस करने का समय नहीं होगा जब तक हम एकल मोड को चालू नहीं करते।
लेकिन दूसरी डिस्क (इसकी अनुपस्थिति के कारण) का पता हमें कंप्यूटर स्क्रीन पर देखने के लिए काफी समय से चल रहा है:



और आस्टसीलस्कप स्क्रीन पर - यह:



यह सुनिश्चित करने के लिए कि हम सही हैं, हम डिस्क का पता लगाने से बाहर निकलते हैं, एकल-मोड ऑसिलोस्कोप चालू करते हैं और ध्यान से इसकी स्क्रीन पर देखते हैं - कुछ भी नहीं! कोई फर्क नहीं पड़ता कि हम कितना इंतजार करते हैं, सीएस सक्रिय नहीं होता है! लेकिन जैसे ही हम डिस्क डिटेक्शन में जाते हैं, हम फिर से एक परिचित तस्वीर पकड़ लेते हैं, जो पूरी तरह से मानकों के अनुरूप होती है - I / O चक्र पिछले चार घड़ी चक्र।
खैर, यह एसटीएम 32 के साथ बोर्ड लेने और सिस्टम से जुड़ने का समय है!
मैं निम्नानुसार जुड़ा हुआ है:

ISA डेटा बस ( D0 - D7 ) GPIOD.0 से जुड़ी - GPIOD.7 ,
तीन निम्न पता लाइनें ( A0 - A2 ) - GPIOD.8 - GPIOD.10 ,
पते A9 की रेखा GPIOD.11 के लिए है (आखिरकार, हमें यह समझने के लिए इस बिट की आवश्यकता होगी कि कॉल 0x1F6 पर नहीं, बल्कि 0x3F6 पर जाती है !)
IOW और IOR लाइनें GPIOD.12 और GPIOD.13 तक ।
सीएस सिग्नल - GPIOB.0 को

अब, GPIOB.0 पर हस्तक्षेप करते समय, हमें बस GPIOD-> IDR (इनपुट डेटा रजिस्टर) पढ़ना होगा , जिसमें निचले 8 बिट्स वांछित डेटा होंगे, अगले चार बिट्स पते होंगे (इसके अलावा, संभावित संयोजन 0000 - 0111 और 1011 , पोर्ट 0x1F00 के अनुरूप होंगे) - 0x1F7 और 0x3F6 ), अगले दो - मोड द्वारा ( 01 पर पढ़ें या 10 पर लिखें)।
यहां निम्नलिखित पर ध्यान देना महत्वपूर्ण है - अगर अचानक हमें मोड बिट्स के साथ एक परिणाम मिलता है जो एक अमान्य स्थिति में हैं - 00 या 11 , यह हमें काम करने की त्रुटि का संकेत देगा - यह तथ्य बहुत जल्द ही काम में आ जाएगा।
तो, हम एक सॉफ्टवेयर को पास करते हैं।

मुलायम

सॉफ्टवेयर के साथ, सब कुछ बेहद सरल है - हम इनपुट के लिए GPIOD , साथ ही GPIOB.0 को कॉन्फ़िगर करते हैं, और फिर GPIOB.0 से जुड़े EXTI लाइन पर ड्रॉप इंटरप्ट को कॉन्फ़िगर करते हैं।
इंटरप्ट हैंडलर में, हम केवल GPIOD से मान पढ़ेंगे और पॉइंटर को बफर में बढ़ाएंगे । यह बफर किसी भी इंटरफ़ेस के माध्यम से विश्लेषण के लिए कंप्यूटर पर भेजा जा सकता है, या इसके साथ बिल्कुल भी परेशान नहीं होता है और इसे सीधे डिबग में देखता है।
सेटअप कोड नीचे प्रस्तुत किया गया है:

 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD|RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3| GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7 |GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11| GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_13; GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource0); EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0; EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0); NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0); NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); 

और यहाँ बाधा हैंडलर कोड है:

 uint16_t Log[1024]; uint16_t ptr=0; void EXTI0_IRQHandler() { Log[ptr]=GPIOD->IDR; ptr++; EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); } 

टेस्ट, डिबगिंग और फिनिशिंग

यह जाँचने का समय है कि हमने क्या किया! हम कंप्यूटर शुरू करते हैं, BIOS सेटअप पर जाते हैं। STMki डीबग चलाएँ। हम डिस्क का पता लगाने में जाते हैं, और ड्राइव सी का पता लगाने के बाद, हम नियंत्रक कार्यक्रम के निष्पादन को निलंबित कर देते हैं। डिबग विंडो में, हम देखते हैं कि कुछ डेटा पकड़े गए हैं, और उनमें से बहुत सारे हैं!
फिर मैं निम्नानुसार गया - डिबग विंडो से मैंने बफर की सामग्री को एमएस एक्सेल में कॉलम में विभाजित करने के लिए कॉपी किया और पहले वाले नाम से छुटकारा पाया, जिसके बाद मैंने कॉलम को नई टेक्स्ट फ़ाइल में मानों के साथ कॉपी किया, और इसके लिए कुछ मिला:

 58453 54527 42069 38143 42069 38143 ... 

अब किसी भी सुविधाजनक भाषा में परिणामों को संसाधित करने के लिए एक कार्यक्रम लिखने का समय है, मैंने इसके लिए C # का उपयोग किया। हमें पढ़ने योग्य रिपोर्ट बनाते हुए, प्रत्येक इनपुट यूंट को डेटा, एड्रेस और एक्सेस मोड में तोड़ने की आवश्यकता है। यह बहुत ही सरलता से किया जाता है, सामान्य बिट शिफ्ट्स और बिटवाइज़ ऑपरेशंस के लिए, उदाहरण के लिए, जैसे:

 var busData = uint.Parse(entry); uint data = (busData & 0xFF); uint address = ((busData & 0xFF00) >> 8); uint rw = (address & 0x30)>>4; address = (address & 0x0F); 

हालाँकि, हम इस कार्यक्रम को चलाएंगे, मुझे एक बड़ी समस्या का सामना करना पड़ा - फ़ाइल के कई रिकॉर्ड एक्सेस मोड 11 से थे , जिसका मतलब था कि कोई रीड / राइट सिग्नल नहीं था। चूंकि इंटरप्रिट का प्रवेश केवल इन संकेतों में से एक के साथ संभव था, इसलिए मैंने निष्कर्ष निकाला कि इंटरैप बस के चक्र से अधिक समय तक रहता है, और मेरे पास वैध डेटा पढ़ने का समय नहीं है।
इस परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए, मैंने रुकावट के प्रवेश द्वार पर पिन GPIOB.2 से 1 सेट करने का निर्णय लिया, और इसे बाहर निकलने पर 0 पर रीसेट कर दिया, जिसके बाद मैंने इस पर एक आस्टसीलस्कप जांच लटका दी।
परिणाम निराशाजनक था:



जैसा कि आप देख सकते हैं, इनपुट के साथ वादा किए गए 12 घड़ी चक्रों के बावजूद, सिस्टम I / O चक्र के अंत में इंटरैप में प्रवेश करता है। यहां तक ​​कि विशेषता (नग्न) ने भी मदद नहीं की, अंतर पूरी तरह से महत्वहीन था।
इसने मुझे परेशान किया, लेकिन मैंने नियंत्रक को ओवरक्लॉक करने की कोशिश करने का फैसला किया - वही एवीआर ओवरक्लॉकिंग में बहुत अच्छे थे, क्यों नहीं जांच करें कि एसटीएम 32 इसके साथ कैसे कर रहा है। ऐसा करने के लिए, हमें system_stm32f10x.c फ़ाइल पर जाने की आवश्यकता है, सिस्टम घड़ी को सेट करने के लिए प्रक्रिया के लिए SetSysClockTo72 , और लाइन खोजें

 RCC->CFGR |= (uint32_t)(RCC_CFGR_PLLSRC_HSE | RCC_CFGR_PLLMULL9); 

इस पंक्ति में, आपको निरंतर RCC_CFGR_PLLMULL9 को कुछ और में बदलना चाहिए। मैं तुरंत कहूंगा - मैंने सभी विकल्पों की कोशिश की और अंततः अधिकतम मूल्य, RCC_CFGR_PLLMULL16 पर बस गया। इस प्रकार, नियंत्रक पूरी तरह से 72 के बजाय 128 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर पूरी तरह से घायल हो गया, यहां तक ​​कि बिना आधार के भी।
वैसे, आईएसए बस सीएलके के लिए नियंत्रक घड़ी सिग्नल को टाई करने के लिए बहुत अच्छा होगा ताकि इसके साथ काम किया जा सके, लेकिन मैं वास्तव में डिबग बोर्ड पर क्वार्टर को मिलाप नहीं करना चाहता था, इसलिए मैंने ऐसा नहीं किया।
आइए देखें कि आस्टसीलस्कप आउटपुट अब क्या है:



अंत में, हमने इसे शुरू करने के लिए पर्याप्त समय देने के लिए इंटरट्रैप में प्रवेश करना शुरू कर दिया! आइए फिर से इनपुट प्राप्त करें और इसका विश्लेषण करने का प्रयास करें।
मैंने कार्यक्रम में कुछ और जोड़ा ताकि रिपोर्ट तैयार हो जाए और तुरंत रजिस्टरों के नाम एक्सेस किए जा सकें। गलत एक्सेस मोड के मामले में, रिपोर्ट में अमान्य डेटा के बारे में एक पंक्ति जोड़ी जाती है।
यहाँ कार्यक्रम का परिणाम है:

 WRITE: Cylinder Low [0x1F4] VALUE: 0x55 READ: Cylinder Low [0x1F4] VALUE: 0x55 WRITE: Cylinder Low [0x1F4] VALUE: 0xAA READ: Cylinder Low [0x1F4] VALUE: 0xAA WRITE: Cylinder Low [0x1F4] VALUE: 0x0F READ: Cylinder Low [0x1F4] VALUE: 0x0F WRITE: Cylinder Low [0x1F4] VALUE: 0x00 READ: Cylinder Low [0x1F4] VALUE: 0x00 READ: Status [0x1F7] VALUE: 0x50 WRITE: Drive/Head [0x1F6] VALUE: 0xA0 READ: Status [0x1F7] VALUE: 0x50 WRITE: Drive/Head [0x1F6] VALUE: 0x04 WRITE: Drive/Head [0x1F6] VALUE: 0x00 READ: Status [0x1F7] VALUE: 0x50 WRITE: Drive/Head [0x1F6] VALUE: 0xA0 READ: Status [0x1F7] VALUE: 0x50 WRITE: Drive/Head [0x1F6] VALUE: 0xA0 READ: Status [0x1F7] VALUE: 0x50 WRITE: Command [0x1F7] VALUE: 0x10 READ: Status [0x1F7] VALUE: 0x50 READ: Status [0x1F7] VALUE: 0x50 WRITE: Drive/Head [0x1F6] VALUE: 0xA0 READ: Status [0x1F7] VALUE: 0x50 WRITE: Drive/Head [0x1F6] VALUE: 0xA0 READ: Status [0x1F7] VALUE: 0x50 WRITE: Command [0x1F7] VALUE: 0xEC READ: Status [0x1F7] VALUE: 0x58 READ: Data [0x1F0] VALUE: 0x5A READ: Data [0x1F0] VALUE: 0xFF READ: Data [0x1F0] VALUE: 0x00 READ: Data [0x1F0] VALUE: 0x10 READ: Data [0x1F0] VALUE: 0x00 READ: Data [0x1F0] VALUE: 0x00 READ: Data [0x1F0] VALUE: 0x3F READ: Data [0x1F0] VALUE: 0x00 READ: Data [0x1F0] VALUE: 0x00 READ: Data [0x1F0] VALUE: 0x00 READ: Data [0x1F0] VALUE: 0x45 ... 

जैसा कि हम देखते हैं, अधिक अमान्य डेटा नहीं हैं।
आइए यह पता लगाने की कोशिश करें कि BIOS कैसे पता लगाता है।
शुरुआत में, वह जोर देकर लिखता है और रजिस्टरों में पढ़ता है जो पते को निर्दिष्ट करता है - यह सुनिश्चित करना कि जो लिखा गया था उसी मूल्य को पढ़ा जाता है। यदि एटीए नियंत्रक सिस्टम में नहीं है, तो BIOS लंबे समय तक इस रजिस्टर को लिखने-पढ़ने की कोशिश करेगा, 0x1F4 - यह नियंत्रक बोर्ड द्वारा खींची गई रिपोर्ट का एक उदाहरण है:

 WRITE: Cylinder Low [0x1F4] VALUE: 0x55 READ: Cylinder Low [0x1F4] VALUE: 0xFF WRITE: Cylinder Low [0x1F4] VALUE: 0x55 READ: Cylinder Low [0x1F4] VALUE: 0xFF ... WRITE: Cylinder Low [0x1F4] VALUE: 0x55 READ: Cylinder Low [0x1F4] VALUE: 0xFF WRITE: Cylinder Low [0x1F4] VALUE: 0x55 

फिर यह एक 0x10 कमांड भेजता है, जिसका मूल्य कृपया mark_ablov द्वारा संकेत दिया गया था और जो एक पुराना रिकैलिब्रेशन कमांड है, जो डिस्क को अपने चुंबकीय प्रमुखों को सेक्टर 0. में फिर से व्यवस्थित करने के लिए मजबूर करता है। उसके बाद, BIOS स्थिति बाइट की जांच करता है, कमांड के पूरा होने का इंतजार कर रहा है (आप देख सकते हैं कि हार्ड ड्राइव भी BUSY स्थिति में प्रवेश नहीं करता है। , तुरंत जवाब दिया कि उसने पूरा किया)।
और अंत में - कमांड 0xEC , DRIVE IDENTIFY , जिसके जवाब में हार्ड डिस्क जानकारी के 256 16-बिट शब्द देता है।
पोर्ट 0x1F0 से उन्हें पढ़ना शुरू करने से पहले, BIOS रजिस्टर 0x1F7 से एक स्टेटस बाइट का अनुरोध करता है, डिस्क के तैयार होने का इंतजार करता है।
यहां, दुर्भाग्य से, मुझे अपनी गलती का एहसास हुआ - मैंने फैसला किया कि डेटा 8 बिट में आउटपुट है, क्योंकि नियंत्रण रजिस्टर 8-बिट हैं। हालांकि, जैसा कि यह निकला, डेटा 16 बिट में आउटपुट है, इसलिए मुझे केवल 256 कम बाइट्स प्राप्त हुए। पूरी जानकारी प्राप्त करने के लिए, आपको योजना को थोड़ा नया करना होगा, संपूर्ण GPIOD को डेटा के साथ देना होगा, और पता और एक्सेस मोड को अन्य पिनों में प्रदर्शित करना होगा, जो निश्चित रूप से, उन्हें संसाधित करने में देरी को बढ़ाएगा।
इसलिए, फिलहाल मैंने रोक दिया है, हालांकि शायद निकट भविष्य में मैं काम करना जारी रखूंगा और बस मॉनिटर पर नहीं, बल्कि एक उपकरण के रूप में बस में बैठने की कोशिश करूंगा। ISA बस में एक अद्भुत IOCHRDY सिग्नल होता है, जो निष्क्रिय स्तर को सेट करता है, जिस पर डिवाइस IO चक्र की अवधि को बढ़ाने की आवश्यकता को इंगित करता है, जिसका अर्थ है कि मेरे पास पिंस को आउटपुट पर स्विच करने और अपनी स्थिति जारी करने के लिए पर्याप्त समय हो सकता है।

यह सब अभी के लिए है, देखने के लिए धन्यवाद।

अपडेट :
बस एक दिलचस्प बात का पता चला। यदि प्रोजेक्ट सेटिंग्स में आपने O3 के बजाय ऑप्टिमाइज़ेशन O1 सेट किया है, तो इंटरैप दर्ज करने का समय ठीक वही है जो होना चाहिए। कुछ शोध के बाद, मुझे पता चला कि जब O2 या O3 अनुकूलन चालू होता है, तो कंपाइलर निर्देशों को पुन: व्यवस्थित करता है, जिसके कारण इंटरप्रेनर में प्रवेश करने के तुरंत बाद सिग्नल पिन 1 पर सेट नहीं होता है, बल्कि कोड के भाग के बाद निष्पादित किया जाता है।
इस प्रकार, जब एक आस्टसीलस्कप पर ओ 1 का अनुकूलन किया जाता है, तो यह देखा जा सकता है कि सिस्टम ने पहले बाधा प्रोसेसर में प्रवेश किया था, लेकिन इस प्रोसेसर का निष्पादन समय ओ 3 के मामले की तुलना में लंबा है।