Monday, March 14, 2005 PTM: Lerppuasemat [1]
University of Turku

Lerppu- ja korppuasemat

Tämäkin tieto on paras pistaa talteen, ennenkuin se katoaa.

Yleistä

Levykkeen kehitti IBM 1967. Ensimmäiseksi tuli markkinoille 8 tuuman levyke 1971. 5.25 levyke ilmestyi 1976, jolloin sen koko oli 160 kB. 3.5 tuuman korppu ilmestyi IBM:n pajalta 1984. Lerppuasemana opittiin tuntemaan nuo 5.25 tuuman levykkeet, joissa oli pehmeä kuori. Nämä levykkeet seurasivat vanhojen 8 tuuman levykkeiden jalanjäljissä. Levykkeitä käytettiin useammankin käyttöjärjestelmän yhteydessä, kuin vain MSDOS:n. MSDOS-lyhennehän on avattuna 'MicroSoft Disk Operating System'. Jokaisella ohjelmoijalla oli oma näkemyksensä siitä, miten asia piti hoitaa, joten erilaisia DOSseja oli lähes lukemattomia. Osa järjestelmistä oli lisäksi sellaisia, että niitä käytettäessä piti käyttää erityisesti niitä varten rakennettuja levyasemia. Ikävimpänä tälläisenä olivat hyvin laajassa käytössä olleet Apple ja Commodore, joiden levykkeitä ei pysty millään ohjelmallisella tempulla lukemaan MSDOS-levyasemassa. Myöskään Applen ja Commodoren levykkeitä ei pysty lukemaan ristiin toistensa asemissa. Commodoren levykkeille mahtui 160kB (tarkista) kummallekin puolelle, joskin levyn joutui kääntämään välillä.
Levykeasemat olivat oman aikansa tekniikan ja hienomekaniikan tulosta. Nykysilmin katsoen kuitenkin raskaita ja kömpelöitä. Tehontarve oli normaalikäytössä n. 5 W.
Levykeissä oli kirjoitussuojausta varten kolo reunassa. Lerpuissa tämä kolo peitettiin teipillä, kun levyke haluttiin suojata kirjoittamiselta. 720 kB ja 1.44 MB levykkeissä kolo aukaistiin.
Lerpuissa oli keskemmällä pieni reikä, joka ilmoitti koneistolle, mistä levyn lukeminen piti alkaa. Kaksipuolisissa levykkeissä näitä oli tietenkin kaksi kappaletta.

Lerput (floppies), 5.25 inch

5.25 inch 160 kB Single side single density.
5.25 inch 180 kB Single side single density

Tämä vaihe meni PC-maailmassa ohi ennenkuin sitä edes huomattiin.

5.25 inch 320 kb Double side single density

Tähän päästiin kääntämällä lerppu nurin. Kaikkien lerppujen kanssa tätä ei voitu tehdä, sillä levykkeessä piti olla kaksi indeksointireikää ja kirjoitussuojakoloa.

5.25 inch 360 kB Double side double density

Ensimmäinen laajaan käyttöön otettu MSDOS-levykeformaatti oli 360 kB levyke.Teknisesti levyke pyöri 300 kierrosta minuutissa. Tiieto on sille on kirjoittuneena 40 samankeskeiselle 'uralle', jotka on jaettu 9 segmentiksi. Urien tiheys on 48 tpi eli 'Track Per Inch'

5.25 inch 1.2 MB Double Side High density.

Kun 360 kB levyke tuli ahtaaksi, otettiin käyttöön HD eli high density levykkeet, joilla oli 96 tpi ja 80 uraa. Segmenttejä oli 15 kpl. 1.2 MB levyke tuli ensimmäiseksi käyttöön AT-koneissa (80286), joissa niiden käytö oli huomioitu jo BIOS:ssa. HD-levykettä ei voinut käyttää 360kB asemassa ja 360 kB levykken kirjoittaminen 1.2 MB asemassa oli epäluotettavaa, joskin lukeminen yleensä onnistui. Aseman liittäminen vaati 360kB asemasta poikkeavan liitäntäkortin. Itse talletusmedia poikkeaa materiaaliltaan 360 kB levystä.

Korput (Microfloppies)

Korppuasemat toimivat yleensä kaikkien PC-koneiden kanssa. Vanhimmissa PC-koneissa jouduttiin kuitenkin käyttäämään apuna Driver.sys -ajuria. Esimerkiksi näin:
DEVICE=DRIVER.SYS /D:2 /F:1 /H:40 /N /S:20 /T:10

Parameter Description
/D:# Specifies the drive number. This parameter must be the first on the line. Drive numbers are 0-127 for floppy drives, 128-255 for fixed drives. A third floppy drive, for instance, would be 2.
/F:# This specifies the form factor for the drive. (See table below for the form factor information.)
/H:# Number of heads supported by drive (1-99)
/N Non-removable block device
/S:# Number of sectors per track
/T:# Number of tracks per read/write head

The following table represents the form factor (/F:#) information, where the  #  is replaced by one of the numbers listed below:

Form Factor (#) Description
0 320/360KB floppy
1 1.2MB floppy
2 720KB floppy
3 8" single-density floppy
4 8" double-density floppy
5 Fixed disk
6 Magnetic tape drive
7 Other/1.44MB floppy (depends on DOS version)

3.5 inch 720 kB Double Density

Kun 1.2 MB levyke koettiin käytössä hankalaksi fyysisten mittojensa puolesta, koetettiin löytää pienempi formaatti. Etsintävaiheessa oli lopulta tarjolla kaksi erilaista 3.5 ja 3.0 tuuman kovakuorista tyyppiä sekä yksi 2.5 tuumainen. Tässä, kuten niin monessa muussakin asiassa heitettiin lanttia, joka putosi reunalleen asiakkaiden tappioksi. Voittajaksi tuli HP:n johtaman ryhmän 3.5 tuuman 720 kB korppu ja häviäjäksi Hitachin kaksipuolinen 3 tuuman 800 kB korppu. 2.5 tuumainen unohdettiin kokonaan. 3 tuumainen roikkui hetken mukana esimerkiksi Amstradin ja Peachin koneissa. 3.0 tuumaisen hyvänä puolena olisi ollut tukevampi rakenne, pienempi koko ja isompi tilavuus. 720 kB korppuasema toimi vanhojen 360 kB levyasemaohjaimien kanssa.

3.5 inch 1.44 MB high density

Tämä koko oli suoraa seurausta 720 kB korpulle. Talletustiheyttä kasvatettiin lisäämällä sektoreita ja muuttamalla levymateriaalia. Uusi formaatti vaati uuden ohjainkortin. Tosin osa 1.2 MB korteista selviytyi myös 1.44 MB levykkeistä. Osassa (esim Nokia) 1.44 korppuja pystyi kyllä lukemaan oikein, mutta levykkeet formatoituivat 1.2 MB. 1.44 MB korpun erotti 720 kB korpusta siitä, että sen molemmissa kulmissa oli reiät.

3.5 inch 400, 800, 1200 kB (Macintosh)

Apple päätti hoitaa tämänkin asian omalla tavallaan. Se toi Macintosh (lintupönttö) koneissa käyttöön ensin 400 kB levykkeen PC:n 360 kB levykettä vastaan ja siirtyi sitten 800 kB formaattiin, kun PC otti käyttöön 720 kB korput. Applen formaatti poikkeaa PC:n formaatista niin paljon, että tarvitaan erikoinen lisäkortti, jolal rajoitetusti pystytään käsittelemään Applen korppuja PC:ssä. Sitäpaitsi Mac:N korppuasemat poikkeavat rakenteeltaankin niin paljon PC:ssä käytetyistä, että sovittaminen on mahdotonta.

Lisäys 14.03.05

Jarkko, OH1KZN antoi palautetta tämän sivun virheistä ja toimitti mukavan taulukon, jossa asiat ovat hyvin tiivistettynä. Lisäsin taulukkoon tuon xxxx-rivin sekä pari saraketta. xxxx viittaa siihen, että Linux ei suoraan tue 160kB ja 180 kB lerppuja.
Name Capac.Cyl.Sect.Headspuolia/tiheysTPImateriaali
xxxx180K40922S/2D485.25
fdnd360360K40922S/2D485.25
fdnh12001200K801522S/HD965.25
fdnu720720K80922S/2D1353.5
fdnu14401440K80182 2S/HD1353.5
fdnu 28802880K80362 2S/ED1353.5

Muut

Muista levyformaateista olikin jo maininta. Jo pelkästään CP/M:n eri versioiden kanssa oli käytössä toista sataa erilaista formaattia. Näiden käsittelyyn oli olemassa ohjelmia, joilla yhdellä koneella kirjoitettua levykettä pystyi lukemaan toisella koneella. PC-puolella yksi tunnetuimmista apuohjelmista oli UNIFORM, joka tunnisti useita kymmeniä formaatteja.

Yksi talletusalan omituisuuksia oli Japanissa suositumpi 2.88 MB korppu Extended density, joka tuli markkinoille hieman liian myöhään. Korppu oli fyysisiltä mitoiltaan 'normaalin' korpun mukainen, mutta materiaaliltaan erilainen. Sen käsittelyä varten tarvitaan oma erikoinen liitäntäkorttinsa ja omat ohjelmansa.

Näiden perusvälineiden lisäksi oli esimerkiksi Iomegan Bernoullin Box, joka oli Iomegan Zip-levyjen edeltäjä 5.25 tuuman kokoisena ja 100 MB sisältävänä. Bernoullin Box liitettiin koneeseen omalla SCSI-liitäntäkortillaan, eikä saavuttanut kovin suurta suosiota hintansa takia.

Yksi erikoisuus on Japanissa käytössä ollut korppu, joka (muistaakseni) on normaali 1.44 MB korppu formatoituna 1.2 MB. Suurin korppuformaatti oli 120MB, joka yritti hetken taistella Iomegan 100MB ZIP-driveä vastaan. Tuote hävisi, koska levykeitä ei ollut katukaupassa tarjolla.

OH1KZN: Eli lerpuilla sekä urien tiheys että uran suuntainen tallennustiheys kasvoivat, korpuilla uria oli jo alunperin 80 ja vain datanopeus tuplattiin. Amigan harvinaisessa 1,6M (?) HD-korppuasemassa taas datanopeus pysyi vakiona, mutta moottorin pyörimisnopeus puolitettiin. Siksi tavallista PC:n HD-korppuasemaa ei voinut käyttää. Applella taas ilmeisesti pyörimisnopeus muuttui uran mukaan, jolloin ulkoreunan tallennustila voitiin käyttää paremmin hyödyksi.

Microsoft:n Windowsin jakelulevyillä käytettiin aikojen kuluessa kai useampaakin poikkeavaa formaattia asiakkaiden harmiksi. Näitä levykkeitä varten ei ollut mitään ohjelmaa, jolla ne olisi pystynyt kopioimaan.

Linuxissa on käytettävissä useita erilaisia levykeformaatteja. joka näihin haluaa tutustua, muistakoon tämän:
" Warning: If you use formats with more tracks than supported by your drive, you may cause it mechanical damage.
Trying once if more tracks than the usual 40/80 are supported should not damage it, but no warranty is given for that."
Linuxin käyttäjät löytävät lisää informaatiota asiasta komennoilla man fd sekä ls /dev/fd*.

Asentaminen


Normaalisti samassa koneesa oli vain yksi tai kaksi levykeasemaa. Kaapelin pääsä oleva on A: ja keskellä B: Näitä varten oli yksi liitäntäkortti, johon kiinnitettiin yksi lattakaapeli. MSDOS-koneiden BIOS:ssa oli olemassa varaus sille, että samassa koneessa voi käyttää useampiakin levykeasemia. Kutakin kahta varten piti käyttää omaa ohjainkorttiaan. MSDOS sen sijaan oli unohtanut (tämänkin) mahdollisuuden, joten koneessa piti käyttää myös erikoista ajuriohjelmaa. Normaalistihan MSDOS ymmärsi asematunnusten A: ja B: kuuluvan lerppuasemille ja C:n ensimmäiselle kovalevylle. Ainoastaan A: ja C: voidaan asettaa boottaaviksi ilman erikoistoimenpiteitä. Osassa vanhoja liitäntäkortteja oli levykeasemille kaksi liitintä. Toinen oli piikkirima koneen sisälle tuleville ja toinen D-liitin koneen ulkopuolisille levyasemille. Nämä ulkopuliset liittimet eivät olleet standardoituja, joten joissain oli D-25 ja joissain esim D37 -liitin. D-25 aiheutti sekaanuksen kirjoitin- tai sarjaliittimen kanssa, mikä saattoi aiheuttaa vakaviakin harmeja, jos laite kytkettiin väärään liittimeen.

Lerppuasemien virtaliittimeksi oli valittu kovalevyissä käytetty. Sensijaan korppuasemiin ilmestyi pienempi piikkirimaliitin. Jänniteinä käytettiin +12 V ja +5 V. Uudemmissa korppuasemissa +12 V jätettiin pois.

Kaapelissa oli 360 kB ja 1.2 MB asemia varten kortinreunaliittimet ja myöhemmin 720 kB ja 1.44 MB asemia varten piikkirimaliittimet. Kaapelissa oli oli ennen uloimpia liittimiä kierto, jolla asemalle sen tunnus. Kaikissa asemissa oli yleensä jumpperit, jolla tämä olisi voitu myös tehdä, mutta IBM oli päättänyt hoitaa tämänkin asian omalla tavallaan. Hyvänä puolena on se, että aseman pystyi asentamaan kumpaankin liittimeen osoitekoodauksesta välittämättä.

Lerppuasemien kortinreunaliittimessä on toisessa päässä koodausliuska ja aseman puolella vastaava kolo, joten liitin tulee aina luonnostaan oikein päin. Sensijaan korppuasemissa tästä on lipsuttu. Ainoastaan osassa kaapeleista ja osassa asemista on merkintä. Onneksi liitäntä on suunniteltu siten, että mitään vahinkoa ei tapahdu, mikäli liittimen pistää väärin päin. Väärin päin olevan liittimen huomaa siitä, että korppuaseman valo palaa koko ajan, eikä asema tottele.

1.2 MB asemissa tuli käyttöön myös äänipään nosto levyltä. Tätä varten aemissa oli sisällä solenoidi ja liitäntäjohdossa oli oma linjansa. Toiminnon tarkoituksena oli suojata levykettä fyysisesti. Kaikissa 1.2 MB asemissa ei tätä toimintoa kuitenkaan ollut.

Asennettaessa kaksi lerppuasemaa samaan kaapeliin piti lähempänä liitäntäkorttia olevasta eli B: -asemasta irroittaa päätevastus. Tämä oli yleensä joko DIL tai SIL -kotelossa oleva vastuskampa. Irroittaminen tapahtui joissain asemissa poistamalla koko kampa tai jopa vain (harvinaisuus) irroittamalla yksi jumpperi. Korppuasemissa ei ollut tätä vaivaa. Sensijaan niissä saattoi olla pieni liukukytkin tai jumpperi, jolla asetettiin aseman tunnus. Tähän auttoi vain kokeileminen.
PIN 1 Ground
PIN 2 Unused
PIN 3 Ground
PIN 4 Unused
PIN 5 Ground
PIN 6 Unused
PIN 7 Ground
PIN 8 Index
PIN 9 Ground
PIN 10 Motor Enable A
PIN 11 Ground
PIN 12 Drive Select B
PIN 13 Ground
PIN 14 Drive Select A
PIN 15 Ground
PIN 16 Motor Enable B
PIN 17 Ground
PIN 18 Direction (Stepper Motor)
PIN 19 Ground
PIN 20 Step Pulse
PIN 21 Ground
PIN 22 Write Data
PIN 23 Ground
PIN 24 Write Enable
PIN 25 Ground
PIN 26 Track 0
PIN 27 Ground
PIN 28 Write Protect
PIN 29 Ground
PIN 30 Read Data
PIN 31 Ground
PIN 32 Select Head 1
PIN 33 Ground
PIN 34 Ground

  PTMUSTA at UTU.FI

Under work 221204