談硬盤驅動器的主控制芯片

作者：香農青島數據恢復中心 2007-05-02 05:51

單片機的種類是很多的，最著名的就是51系列了。51系列是應用最廣泛的8位單片機，由于存儲器容量、I/O口的數量等的不同，派生出了很多的型號，有的還集成了IIC,USB,DMA等接口和功能。其他的單片機還有16位的PIC，可以根據客戶要求自己設計的ARM等。

這些單片機各有自己的指令體系，計算機的指令體系有兩種，一種是RISC(精簡指令集）,一種是CISC（復雜指令集），它們的區別從名字就可以看出來了。 PC的CPU使用的是CISC指令集，但是從報紙雜志中可以看到，從586開始，INTEL和AMD就不斷的擴充自己的CPU的指令集，先是MMX,然后是SSE，3Dnow等等。單片機的指令也是這樣，不同的型號有不同的指令集。即使是同一系列的單片機，也會由于配置不同而造成指令不同。如有的51單片機支持訪問外部存儲器的指令，有的就不支持了。這樣不同的單片機也有不同的編譯器和反編譯器。

那么什么是DSP呢？從本質上說，DSP也是一種單片機，因為它也是集成在一個芯片上的最小計算機系統。不過它使用的是精簡指令集，而且數據總線和指令總線是分開的，可以并行執行多條命令；DSP和一般的單片機最大的不同是它增加了一個乘加邏輯單元；普通單片機要完成一次乘運算需要兩個指令周期，再完成一次加運算需要一個周期，總共至少需要5個指令周期；而DSP的乘加運算只需要一個指令周期就可以完成。

為什么DSP要增加一個乘加邏輯運算功能呢？因為DSP主要用于數字信號處理，像聲音的數字信號處理，圖片的數字信號處理等；而數字信號處理要進行大量的FFT即離散傅立葉變換，離散傅立葉變換有大量的乘加運算；使用專門的DSP就可以大大加快運算速度。

那么硬盤的主處理芯片和普通的單片機有什么不同呢？硬盤的主處理芯片使用的是RISC指令集，它要完成的功能更多更復雜；尤其是現在硬盤的主處理器集成化越來越高，已經出現了將馬達控制器、讀寫信道、接口、存儲器等集成在一起的真正的片上系統；而且硬盤一共使用了五種編碼糾錯方式，運算量更大，所以它的指令就更復雜了。http://www.taoecool.com

不管什么單片機，存儲器都分為兩個部分：從空間上來說分為內部存儲器和外部存儲器；從功能上來說分為數據存儲器和程序存儲器。那么什么是overlay 呢？overlay是一種編程的方式；普通的單片機程序在單片機運行時將程序代碼都要載入到存儲器中去；而overlay可以只將需要的程序載入存儲器，在適當的時候將另外的程序再載入到存儲器，而先前的程序就被overlay（覆蓋）了，它們在地址上是重疊的，這樣可以節省存儲器空間。怎樣將程序代碼劃分為overlay是編程時由編譯器決定的；編譯器檢查哪些程序是可以地址重疊的。

那么RAM、ROM、LDR、固件又各是什么含義呢？

RAM是隨機存儲寄存器，存取速度比較塊，用于程序運行時保存數據；

ROM是只讀存儲器，用于固化程序；現在的flash ROM可以方便的擦寫；一般ROM在運行時是不可以改變的，不過現在有了在線編程的芯片了，可以在運行時刷新程序。

LDR就是loader程序了，用于將外部存儲器中的程序載入；對于硬盤主處理器來說，硬盤的固件區也可以看作是外部存儲器了。

固件就是固化在硬盤上的程序和數據了。

總之硬盤運轉所需的全部軟件就是程序和數據。只不過它們分布的地方不一樣罷了。比如有的硬盤的磁頭數據在ROM中，有的在硬盤固件區，有的兩個地方都有。等等。