覆盆子PI软盘控制器板

在此帖子中，我为覆盆子PI型号4 B创建了一个软盘控制器。

如果有一个批评，我比任何其他关于PI的批评更频繁地听到，它是“我希望我的覆盆子PI有一个软盘驱动器”。这真的很令人震惊，PI没有普遍的34针软盘标题，我们都知道和爱。您应该如何接口Tandon TM100-2A或TeaC FD-55BR甚至是尖端人物，您的索尼MFP290 3.5“高密度驱动器？

所以我沿着raspbery pi和软盘驱动器之间的缺失链接设置了这一点。

我过去几次使用WD37C65软盘控制器IC，最值得作为RC2014计算机的软盘接口项目的一部分。我以前使用过RC2014的Romwbw Cp / M分布以及作为其一部分包含的软盘驱动器。所以我很好地了解这个芯片，并决定前进并利用它为我的覆盆子PI项目。

WD37C65是一款很大的单芯片解决方案，组合软盘控制器，数据分离器和控制锁存器。它实际上具有三种不同的芯片选择，一个用于控制器，一个用于DOR（磁盘操作寄存器？），一个用于DCR（磁盘配置寄存器？）。您可以轻松地将其与一流的复古驱动器连接，从基本的360KB软盘驱动器到1.44 MB的高密度驱动器。是的，我很确定在RC2014上工作时，我也将它接入一些旧的8“Qume驱动器。有几个可选数据速率，您可以编程每扇区数量，头部数，扇区数和字节数。控制器可以与中断一起使用，也可以使用轮询。这是一个伟大的老式IC。

电路真的很简单，只有一个IC，WD37C65控制器。该IC直接连接到34针软盘头部。还有一些有关的软盘驱动器状态线大约几十个，类似索引传感器和写保护传感器。有一个16 MHz振荡器，提供了控制器需求的时钟。

大多数控制器线直接界面到PI。 LD，WR，CS，A0等的线路是严格的PI到控制器信号，并且PI和控制器都兼容，即使PI是3.3V设备，控制器是5V设备。

数据总线，D0-D7有点争议。当PI将PI写入控制器（3.3V - ＆GT为5V）时，信号电平兼容，但是当控制器将数据写入PI（5V-3.3V）时不一定兼容。在业余爱好者级设备上做那种东西时，我经常投入一些电流限制电阻。这是电阻网络RN3的目的。在我的视频中，我实际上测试了它直接有线，并且既不损坏PI也没有控制器，尽管这样做可能会有风险。据我所知，没有大量的真实研究与5V设备相互作用，除了很多人说“不要这样做”。对于下次修订本板，我可能会切换到使用适当的电平转换器IC并消除争议。

我将两个额外的标题放在电路板上，一个用于I2C，另一个标题，另一个用于串行。这些适合我已经为董事会计划的使用情况。

正如您所看到的，这是一款非常简单的单芯片帽子。 16针灰色的东西是分流器。这是我在视频中使用的配置。由于我在设计部分中提到，由于PI和控制器IC之间的电平差异，这里可能在这里使用DIP电阻网络（隔离，而不是公共汽车）或离散电阻中的焊料。

软盘标题位于底部。如果你像我这样笼罩着笼罩的标题，那么在中间的小镂空中，它会让你倒退你的软电缆。

桶千斤顶是可选的，如果你是桶杰克的人，允许你从桶千斤顶提供5VDC而不是PI的USB-C标题。如果你是那些现代USB-C的人之一，那么只需使用USB-C。

我在Python中写了一个用户模式驱动程序，其中包含一些IO函数的C扩展。这呈现了一些挑战：

Raspbian不是一个实时操作系统。无法保证您的用户模式进程不会被中断。

当传输数据（即读取扇区或写入扇区）时，软盘控制器希望在13ms（标准密度）或26ms（高密度）内传输的每个字节。如果您不及时传输字节，则控制器没有放置下一个字节 - 磁盘正在旋转！ - 并将宣布超支。

这两个共同意味着用户模式软盘驱动程序可能偶尔溢出。没有问题，当我们得到一个超支时，我们可以重试。它确实对性能产生了不利影响，并且在读取高密度磁盘时比读取低密度磁盘时的问题更差。

https://www.raspberypi.org/forums/viewtopic.php?t=228727可以使用一些技术来减轻问题。通过将核心致力于软盘驱动程序，您将从通用用途中丢失核心，但您还会减少Linux在Inopportune时间中中断软盘驱动程序的可能性。仍然可能发生中断，但不太常见，并且与与其他进程共享核心时的不利影响较少。

最终解决方案是编写内核驱动程序。我过去写了内核模块。也许这是我会再做的事情，但我没有立即计划这样做。

以下是我在视频中的Short Demo中执行的命令列表：

＃格式化Diskettesudo python ./fdtool.py --media 360格式＃写入dos 3.10图像到diskcat dos310_1.img | sudo python ./fdtool.py --realtime - pincpu 3 - media 360 --disk write＃阅读第一个扇区并在terminalsudo python中显示它./fdtool.py --realtime - pincpu 3 --media 360阅读| hexdump -c＃读取整个磁盘并在TerminalSudo Python中显示它./fdtool.py --realtime - pincpu 3 --media 360 --disk读取| exdump -c.

请注意，sudo与--realtime - pincpu 3参数，并将软盘控制器固定到CPU核心＃3。它也需要将isolcpus = 3添加到/boot/cmdline.txt。它将在没有sudo的情况下工作，而没有钉扎参数，但你将获得更多的中断，需要更多的重试。

我的github存储库在https://github.com/sbelectronics/smb-pi-lib包含我常用代码的库，包括软盘驱动程序和驱动程序的C扩展。 romwbw cp / m组装软盘驱动程序，fd.asm，作为我的大部分学习如何编程WD37C65以及编写Python驱动程序的基础。 https://www.raspberypi.org/forums/viewtopic.php?t=228727包含有关PI上的实时调度的有用信息，这些信息有助于提高性能并减少重试计数。