Каждое устройство АТА имеет стандартный набор регистров, адресуемых сигналами от хост-адаптера (CSO#, CS1#, DA2, DA1, ОАО, DIOR* и DIOW#). Набор регистров (табл. 9.6) состоит из двух блоков, выбираемых сигналами CSO# и CS1#, из которых активным (низкий уровень, «О») может быть только один. В таблице приведены адреса регистров в пространстве ввода-вывода IBM PC-совместимого ПК для первого и второго каналов АТА. При обращении к регистрам сигнал DMACK* должен быть неактивным. Блок командных регистров служит для посылки команд устройству и чтения информации о его состоянии. Блок управляющих регистров используется для управления устройством и получения более подробной информации о его состоянии. На действительность содержимого регистров командного блока и альтернативного регистра состояния указывает нулевое значение бита BSY регистра состояния. Запись в регистры должна производиться лишь при BSY=0 и DRQ=0, кроме особо оговоренных случаев. Если устройство поддерживает управление энергопотреблением, в «спящем» режиме содержимое этих регистров недействительно и запись игнорируется, кроме особо оговоренных случаев.
Альтернативный регистр состояния AS (для первого канала адрес 3F6h, для второго - 376h) имеет те же биты, что и основной (см. ниже), но его чтение не приводит ни к каким изменениям состояния устройства.
Регистр управления устройством DC (3F6h, 376h) служит для программного сброса обоих устройств одновременно и управления разрешением прерывания выбранного устройства. Запись в этот регистр возможна в любой момент. Программный сброс через регистр DC должен отрабатываться ив состоянии Sleep. Назначение битов регистра DC:
действует все время, пока бит не будет снят (оба устройства на шине воспринимают программный сброс одновременно);
· бит 1 - n IE N (Interrupt Enable) — инверсный бит
разрешения прерывания (при нулевом значении бита выбранное устройство может вырабатывать сигнал INTRQ через тристабильный выход);
· бит 0 - 0.
Регистр адреса устройства DA (3F7h, 377h) использовался только в первой версии АТА для совместимости со старыми контроллерами, чтением этого регистра можно было определить адресованный привод и головку. Регистр выпадает из блока (он совпадает с диагностическим регистром состояния контроллера НГМД) и рекомендуется, чтобы устройство АТА не отвечало на чтение этого регистра. Если устройство отвечает на чтение, то оно не должно управлять битом DD7 во избежание конфликта с контроллером НГМД, у которого по этой линии передается бит смены носителя. Из-за несоблюдения этого требования могут возникать проблемы, когда контроллер (адаптер) АТА и контроллер НГМД находятся на разных платах. Назначение битов регистра DA:
· бит 7 - (HiZ) - высокоимпедансный, при считывании не
выдается на шину;
· бит 6 - nWTG - инверсный признак записи (во время
физического выполнения записи на носитель бит нулевой);
· биты [1:0] - nDS [1:0] - выбор устройства (инверсные
биты): 10 - выбрано устройство 0, 01 - выбрано устройство 1.
Регистр данных DR (IFOh, 170h) может использоваться как 8-битный или 16-бит¬ный в зависимости от типа данных, передаваемых в текущей команде. Обращение к этому регистру происходит в режиме обмена РЮ (когда сигнал DMACK* неактивен), при выполнении передач протокола РО (РЮ Out) хост производит запись в этот регистр, при PI (РЮ In) — чтение. В режиме DMA обмен данными происходит через порт данных, при этом активны сигналы DMARQ и DMACK*, а сигналы CSO# и CS1# неактивны.
Регистр ошибок ER (IFlh, 171h) хранит состояние выполнения последней операции или диагностический код. После завершения операции на наличие ошибки указывает бит ERR регистра состояния.
Назначение битов регистра ER:
· бит 7 - зарезервирован;
· бит 6 - UNC (Uncorrectable Data Error) - неисправимая
смены носителя первая команда обращения отвергается и устанавливается данный бит, после сброса бита следующие команды будут выполняться нормальным образом);
запроса смены носителя (после обнаружения запроса смены носителя команды Door Lock будут возвращать бит ошибки ERR и бит MCR, бит MCR сбрасывается командами Door Unlock, Medi a Ej ect или сигналом аппаратного сброса);
· бит 2 - ABRT (Aborted Command) - устанавливается, если
команда отвергнута как недействительная или в случае возникновения иной ошибки;
· бит 1 -TK0NF (Track ONot Found) - указываетна то, что по
команде Recalibrate не удалось найти нулевой трек;
· бит 0 - AMNF (Address Mark Not Found) - не найден
адресный маркер данных в заголовке сектора.
После выполнения любого сброса или команды Execute Device Diagnostic регистр ошибок содержит диагностический код. Трактовка битов, за исключением бита 2 (ABRT), может меняться в зависимости от исполненной команды.
Регистр свойств FR (IFlh, 171h) используется в зависимости от команды. В команде Set Features через него задается код подкоманды. Некоторые старые устройства могут игнорировать запись в этот регистр. До принятия спецификации АТА-2 в этот регистр помещали значение рекомендуемого номера цилиндра для предкомпенсации записи.
Регистр счетчика секторов SC (lF2h, 172h) содержит число секторов, участвующих в обмене. Хост инициализирует этот регистр до подачи команды (нулевое значение соответствует 256 секторам). По успешному завершению операции доступа к данным регистр должен обнулиться. Если команда завершилась с ошибкой, в регистре будет число секторов, которые должны быть переданы для успешного завершения предыдущего запроса. Команды Initialize Device Parameters или Write Same могут переопределить значение этого регистра. В некоторых командах регистр используется для передачи иных параметров.
Регистры номера сектора S N (1 F3h, 173h) и номера цилиндра — младшего С L (1 F4h, 174h) и старшего байта СН (lF5h, 175h) — имеют двоякое назначение в зависимо¬сти от выбранной системы адресации (CHS или LEA). Они инициализируются хост-адаптером, а в случае возникновения ошибки при выполнении операции устройство поместит в них адрес, по которому встретилась ошибка.
Регистр номера устройства и головки D/H (IFGh, 176h) кроме хранения части адресной информации служит для выбора ведущего или ведомого устройства и метода адресации.
Назначение битов регистра D/H:
· биты 7 и 5 вплоть до АТА-3 должны были быть
единичными, в AT A/ AT API -4 их объявили устаревшими;
· бит 6 — L — единичным значением указывает на
применение режима адресации LBA, при нулевом значении бита используется режим CHS;
· бит 4 — DEV (Device) — выбор устройства, при DEV=0
выбрано ведущее, при DEV=1 — ведомое;
· биты [3:0] имеют двоякое назначение в зависимости от
выбранной системы адресации, в режиме CHS они содержат номер головки, в режиме LBA — старшие биты логического адреса.
Как и предыдущие (5М,СНиС1_), адресный регистр D/H инициализируется хост-адаптером, а в случае возникновения ошибки при операции устройство поместит в них адрес, по которому встретилась ошибка. До принятия спецификации АТА-2 считалось, что адресные регистры должны модифицироваться и после успешного выполнения операции, отражая текущее значение адреса в носителе. Регистр состояния S R (l F7h, 177h) отражает текущее состояние устройства в процессе выполнения команд: занятость, готовность, наличие ошибок и др. Чтение регистра состояния разрешает дальнейшее изменение его битов и сбрасывает запрос аппаратного прерывания.
Назначение битов регистра SR описано ниже.
· Бит 7 - BSY (Busy) указывает на занятость устройства,
значение этого бита действительно всегда. При BSY=1 устройство игнорирует попытки записи в командный блок регистров, а чтение этих регистров дает неопределенный результат. При BSY=0 регистры командного блока доступны, в это время устройство не может устанавливать бит DRQ, изменять значение битов Е RR и содержимое остальных командных регистров (могут меняться только значения битов IDX, DRDY, DF, DSC и CORR). Бит может устанавливаться на кратковременный интервал, так что хост может этого не заметить. Бит устанавливается:
- при сбросе устройства;
- по получении команды, если не устанавливается DRQ;
- между передачами блоков данных в режиме РЮ и после них, пока не обнулился DRQ;
- во время передач данных в режиме DMA.
· Бит 6 - DRDY (Device Ready) указывает на готовность
устройства к восприятию любых кодов команд. Если состояние бита изменилось, оно не может вернуться обратно до чтения регистра состояния. При DRDY=0 устройство воспринимает только команды Execute Device Diagnostic и Initialize Device Parameters, прекращая выполнение текущей команды и сообщая об этом флагом ABRT в регистре ошибок и флагом ERR в регистре состояния. Другие команды приводят к непредсказуемым результатам. Устройства AT API сбрасывают бит по любому сбросу и команде Execute Device Diagnostic. Бит устанавливается устройством AT A, когда оно готово к выполнению всех команд. Устройство AT API устанавливает бит до завершения выполнения команд, за исключением команд Device Reset и Execute Device Diagnostic.
· Бит 1 - I DX (Index) - индекс, трактуется особо каждым
производителем.
· Бит 0 - ERR (Error) - индикатор ошибки выполнения
предыдущей операции.
Дополнительная информация содержится в регистре ошибок. Если установлен бит ERR, до приема следующей команды, программного или аппаратного сброса устройство не изменит состояние этого бита, а также регистра ошибок, регистра количества секторов и регистров цилиндра, головки и номера сектора. Для команд PacketnService бит называется СНК и служит признаком исключительной ситуации.
В стандарте ATA/ATAPI-4 для некоторых команд биты 4 и 5 могут иметь иное назначение, а биты 1 и 2 объявлены устаревшими.
Назначение регистра команд CR (lF7h, 177h) очевидно из названия. Устройство начинает исполнять команду сразу, как только ее код записан в данный регистр. Команда Device Reset выполняется устройством AT API независимо от состояния битов BSY и DRQ, и даже в состоянии Sleep.
