专利名称：Cd-rom驱动器接口控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及在个人计算机与CD-ROM驱动器之间的一种接口控制系统，更确切地说，涉及使用工业标准体系结构(ISA)总线的一种存储器映象输入/输出(I/O)法的接口控制系统。
近来，由于多媒体个人计算机(下文称为“MPCs”)领域有了新的发展，紧致磁盘只读存储器(CD-ROM)单元已经广泛地用于储存大量信息的媒体。CD-ROM单元可以分为高价型和低价型。高价CD-ROM采用小型计算机系统接口(SCSI)系统，该系统是为输入和输出而与个人计算机接口的工业标准，而低价CD-ROM采用使用PC总线(亦称ISA总线)的独特的接口方法。该总线是多个不同装置中间的一个通道，并且根据信号线的组成和数目规定为串行总线或并行总线。总线还可以是标准总线(通用的)或排他性总线(仅用于特定的系统)。
SCSI系统用于高价CD-ROM并是一种标准总线，该总线起源于由作为一家软磁盘机(FDD)和硬磁盘机(HDD)制造商的Shugrat在1979年制造的Shugrat关联标准接口(SASI)，后来，SASI更名为SCSI，而且它的修订本15在1982年被美国国家标准协会(ANSI)所推荐。SCSI修订本17B在1985年完成并在1986年作为ANSI标准公开颁布。SCSI信号线由9根控制信号线、8根数据线、数据奇偶校验位线和电源地线组成。众所周知，SCSI总线的特征在于它具有分配有优先顺序的分布式总线仲裁功能并且它能适应大量的和高速的外围设备。然而，这样一个用于CD-ROM驱动器的、使用SCSI总线的接口控制系统的制造过程是一项耗费巨大的艰难工作。
与此同时，ISA是一种用于IBM兼容个人计算机的扩充槽的接口方法。ISA的特征在于高于XT水平的所有的个人计算机一般都配备有一个62插脚的印刷板插座而且高于AT水平的所有个人计算机都配备有8个直接内存存取(DMA)通道、16个中断通道、一根16位数据总线、一根扩充到24位的地址总线和一个附加的36插脚印刷板插座。ISA接口是这样构成的，即ISA的插脚信号与待接口的主体系统的信号用逻辑元件接口而不经由另一个公用接口系统。有三种利用这种ISA总线读写数据的方法直接内存存取、存储器映象I/O和I/O映象I/O。
在DMA法中，计算机的中央处理单元(CPU)不直接进行输入和输出操作，但是当需要输入和输出操作时，作为对输入和输出而言的排他芯片的DMA芯片请求CPU提供总线以便直接存取一个存储器而不经由中央处理单元(CPU)。存储器映象I/O法在分配输入和输出装置的地址时使用同一地址空间，如
图1A中所示，而且不分别提供存储空间和I/O空间。因而，读写存储空间的控制信号也用作读写输入/输出空间的控制信号。I/O映象I/O法把存储空间和输入/输出装置空间划分到各自的地址空间，如图1B中所示，并需要分别用于读写存储空间和输入/输出空间的控制信号。由于MPC把CD-ROM驱动器的带宽限于CPU带宽的40%，为了在这样一个受限制的带宽内保持每秒150K字节的实时传输速度(用8位)，应使用存储器映象I/O法。
因而，本发明的一个目的在于利用使用ISA总线的存储器映象I/O法提供一种接口系统，以便以很低的价格有效地在PC和CD-ROM驱动器之间实现接口。
为了实现以上目的，按照本发明提供一种装置，该装置利用使用ISA总线的存储器映象I/O法在PC与CD-ROM之间接口，该装置包括一个地址选择器，它由地址缓冲锁存器允许(BALE)信号启动，以便在地址信号SA12至SA19与预定的基地址对应的情况下产生一个选择信号100;
一个第一控制信号发生器，它由选择信号100启动，以便根据地址信号SA11产生第一控制信号101;
一个第二控制信号发生器，它由选择信号100启动，以便根据地址信号SA11和存储器读信号/SMEMR产生第二控制信号102;
一个总线收发器，它由第一控制信号101启动，以便在根据存储器读信号/SMEMR决定传输方向之后向任一方向发送数据、命令和状态信号;
一个控制信息发送器，它根据所述第二控制信号102向个人计算机的方向发送控制信息/STEN和/DTEN;
一个读/写信号发生器，它由第一控制信号101启动，以便利用收到的存储器读和写信号/SMEMR和/SMEMW产生一个驱动器读和写信号/HRD和/HWR;以及一个命令/复位信号发生器，它利用收到的地址信号SA10和复位驱动信号RESETDRV时产生一个命令信号/CMD和一个复位信号/RESET。
通过参照附图详细描述本发明的最佳实施例，本发明的上述目的和其他优点将变得更加明显，这些附图中图1A和图1B是表示地址分配的例子以便说明一般的存储器映象I/O法和I/O映象I/O法的示意图;
图2是表示按照本发明的一种CD-ROM接口控制系统的方块图;以及图3是表示图2中所示装置的一个实施例的具体电路图。
将参照附图详细描述本发明。
图2是一张按照本发明的一种CD-ROM接口控制系统的方块图，在该图中，一个接口控制系统带有地址选择器1、第一控制信号发生器2、第二控制信号发生器3、总线收发器4、控制信息发送器5、读/写信号发生器6及指令/复位信号发生器7。
将首先描述用存储器映象I/O法把地址分配给按照本发明的装置的方法。在存储器映象I/O法中，硬件配置因分配地址空间的方法而异。为了通过简化硬件配置来降低制造成本，按照本发明的装置这样构成，即在1M字节的地址空间中任何位置的4K字节的单元分配给用于输入/输出的地址空间。换句话说，4K字节的地址空间由地址总线SA12至SA19的基地址确定而基地址的值可按用户的选择在地址选择器1中给出。一旦按这样一种方法分配了4K的输入/输出空间，所分配的空间利用地址总线SA10和SA11根据接口操作被细分，如下面的表1中所示。
在表1中，4K空间分配给地址空间以便用在地址选择器1中确定的基地址在PC与CD-ROM驱动器之间接口。PC经由数据总线信号SD0至SD7给出对CD-ROM驱动器的命令并接收数据和状态。与此同时，PC通过读得信号/STEN和/DTEN直接检查是否可以接收数据或状态。因而，为了把所分配的4K地址空间如上所述地分成经数据总线的控制信息/DTEN和/STEN的存取操作和数据、命令和状态的存取操作，地址SA11被分配。也就是说，根据该地址状态(低或高)，4K字节空间分成两个2K字节空间。地址SA10分配给命令信号/CMD，然后2K字节存取数据总线空间被细分成两个1K字节空间。这样一来，具有逻辑高地址信号SA11的2K空间分配给控制信息读出操作，在具有逻辑低地址信号SA11的另外2K空间中，其地址信号SA10为高的1K空间分配给状态读出和命令写入，而其地址信号SA10为低的1K空间分配给数据读出操作。
与此同时，按照本发明有三种信息需在PC与CD-ROM之间接口。这些信息就是命令、数据和状态。命令从PC向CD-ROM驱动器给出，而数据和状态由CD-ROM驱动器向PC给出。即一般说来用于接口控制系统的信号粗分起来或者是需要与PC接口的信号或者是需要与CD-ROM驱动器接口的信号。一般说来，部分ISA标准总线信号用于与PC接口。下面的表2表示用于按照本发明的装置与PC之间的ISA总线信号的名称、信号的功能及信号究竟是输入还是输出。
在表2中，信号名称前面的斜线表示该信号低态有效，而输入/输出栏的字母I表示输入，字母O表示输出，而符号I/O表示输入/输出。
数据总线信号SD0-SD7是用于如数据、命令和状态之类的信息的传送通道。
存储器读出信号/SMEMR是从PC输入的用来读出CD-ROM驱动器的数据和状态及控制信息/DTEN和/STEN的信号，而存储器写入信号/SMEMW是从PC输入的用来向CD-ROM驱动器写入命令的信号。存储器读出和写入信号/SMEMR和/SMEMW通常用于存取1M以下的地址空间。地址缓冲锁存器允许信号BALE是一个用来防止错误的DMA操作读出和写入用于本发明实施例的输入/输出空间的信号。作为地址的通道的地址总线信号SA10至SA19用来存取所分配的地址空间。驱动器复位信号RESETDRV是个当PC以硬件方式复位时为使CD-ROM驱动器复位而输入的信号。
与此同时，下面的表3表示用于在按照本发明的装置与CD-ROM驱动器之间的接口的信号的名称、信号的功能并区分信号究竟是输入还是输出。
在表3中，数据总线信号HD0至HD7是用于向CD-ROM方向传送的数据、命令和状态之类信息的通道。驱动器读出信号/HRD是根据从PC输入的存储器读出信号/SMEMR用来从CD-ROM驱动器中读出数据或状态的一个输出信号。驱动器写入信号/HWR是根据从PC输入的存储器写入信号/SMEMW用来向CD-ROM驱动器写入命令的一个输出信号。命令信号/CMD是根据地址信号S10向CD-ROM驱动器输出的信号，它在读写数据为命令或状态时变成逻辑低态，而在该数据为具体数据时变成逻辑高态。此外，一个命令信号通知CD-ROM驱动器PC从CD-ROM驱动器读出的究竟是数据还是状态。然而，不一定向CD-ROM驱动器写入逻辑高态信号。在表3中，数据启动信号/DTEN是通知PC允许读出数据的一个输入信号。在这里，一个逻辑低态的数据启动信号意味着允许读出数据。状态启动信号/STEN是通知PC，CD-ROM驱动器允许读出状态的一个输入信号。在这里，一个逻辑低态的状态启动信号意味着允许读出状态。复位信号RESET是当PC经硬件装置(硬引导)复位时根据驱动器复位信号RESETDRV用来使CD-ROM复位的一个输出信号。
在图2中，当输入到地址总线信号SA12至SA19的地址对应预定的基地址而且地址缓冲锁存器允许信号BALE为低态时，地址选择器1通过把选择信号100置低态而告知按照本发明的装置已被选择。第一控制信号发生器2在收到地址信号SA11和选择信号100后产生用来控制读/写信号发生器6的第一控制信号101。第二控制信号发生器在收到的地址信号SA11、选择信号100和存储器读出信号/SMEMR后产生用来控制总线收发器4和控制信息发送器5的第二控制信号102。控制信息发送器5根据第二控制信号102从CD-ROM驱动器通过数据总线SD0至SD3向PC发送控制信息/STEN、/DTEN及来自接地口的信息。读/写信号发生器6在收到存储器读出和写入信号/SMEMR和/SMEMW之后根据第一控制信号101产生驱动器读出和写入信号/HRD和/HWR。
命令/复位信号发生器7在从PC收到地址信号S10和复位驱动器信号RESETDRV之后产生命令信号/CMD和复位信号/RESET。位于PC数据总线信号SD0至SD7与CD-ROM数据总线信号HD0至HD7之间的总线收发器4根据存储器读出信号/SMEMR决定数据的传送方向并在根据第一控制信号101被启动之后沿任一方向传送数据、命令和状态。
在作为表示图2中所示装置的一个实施例的具体电路图的图3中，地址选择器1有8位比较器200和开关201，第一控制信号发生器2有或门205而第二控制信号发生器3包括反相器203和或门206及209。总线收发器4包括一个8位总线收发器芯片217而控制信息发送器5包括三态缓冲器210、211和212。读/写信号发生器6有或门207和208及三态缓冲器213和214。命令/复位信号发生器7包括反相器202和三态缓冲器215。在图3中，当缓冲区地址允许锁存信号BALE为低态时8位比较器200启动，并且在比较时当输入到地址总线信号SA12至SA19的地址对应着预定的基地址时，向开关201输出一个低态选择信号100。通过这样利用开关201，基地址是作为1M字节的空间内的4K字节的空间随机确定的。选择信号100输入到或门205和206。当作为或门205的另一输入的地址信号SA11输入时，输出第一控制信号101，从而启动与数据总线信号HD0至HD7连接的8位总线收发器217。或门206输入一个作为在反相器203中逻辑上被反相的地址信号的信号并输出第二控制信号102，启动三态缓冲器210至212以便读出控制信息。或门207在对第一控制信号101和存储器读出信号/SMEMR进行逻辑和运算之后输出驱动器读出信号/HRD。或门208在对第一控制信号101和存储器写入信号/SMEMW进行逻辑和运算之后输出驱动器写入信号/HWR。被设计成接到8位总线收发器217的方向确定端DIR的存储器读出信号/SMEMR，在主计算机(PC)读出CD-ROM时把数据总线接口的方向确定为从CD-ROM驱动器到PC，而在其他情况下确定为从PC到CD-ROM驱动器。第二控制信号102由在或门209中与存储器读出信号/SMEMR的逻辑和算出以便从三态缓冲器210和211读出控制信息/STEN和/DTEN，并且接到三态缓冲器210、211和212的启动端。如果反相器203位于或门205与地址信号SA11之间，则所分割的空间从存储图变为2K字节。再者，如果反相器202被省去，则1K字节的空间互换。当读出控制信息时，仅状态启动信号/STEN和数据启动信号/DTEN接到数据总线信号SD0和SD1上而其他6位SD2至SD7未占用。与此同时，如果未占用位SD2至SD7中有一个以上接地，则PC装置驱动器可以找到用于本发明的存储空间。此外，如果CD-ROM驱动器收到一个低态有效复位信号，则PC的复位驱动器信号RESETDRV在反相器204中被逻辑反相并接到CD-ROM驱动器的复位信号/RESET上。电阻器R1至R8是接到+5V参考电压上的上拉电阻，而其启用端始终接地的三态缓冲器213至216起简化输入信号传输的缓冲器作用。
下面的表4表示图3的电路例中输入信号与输出信号之间的关系。
如果地址如上述分配，则实际地址由在地址信号SA10和SA11上增加基地址信号SA12至SA19来确定。换句话说，由于存储器读出信号/SMEMR与存储器写入信号/SMEMW不可能相同，即高态和低态信号不可能同时存在，表4表示出除此情况以外的所有情况。如表4中功能栏中所指示的那样，信号的功能分为数据读、状态读、命令写入、控制信息读及未定义操作。针对数据写入情况的未定义操作(1)由于不可能向CD-ROM写入而未定义。针对控制信息写入的未定义操作(2)和(3)也因为控制信息/DTEN和/STEN只能从CD-ROM向PC行进而未定义。这些未定义空间(1)、(2)和(3)的必要功能可通过按需要进一步定义硬件来操作。此外，当需要读出控制信息时，在停用了启动总线收发器4的第一控制信号101(逻辑高态)之后，存储器读出信号/SMEMR读出控制信息。第二控制信号102仅在读出控制信息时启动而在使用数据总线信号HD0至HD7的数据读出、命令写入和状态读出操作时停用。
如上所述，本发明具有通过以低成本实现接口控制系统而降低制造成本的效果，它可用于个人计算机与它的CD-ROM之类的外围设备之间的接口。此外，与外围设备接口的地址空间用存储器映象I/O法可以在较宽的范围里随机地选择。
权利要求
1.一种CD-ROM驱动器接口控制系统，它利用使用ISA总线标准的存储器映象I/O法在PC与CD-ROM驱动器之间实现接口，该系统包括一个地址选择器，它由地址缓冲锁存器允许(BALE)信号启动，以便在地址信号与预定的基地址对应的情况下产生一个选择信号；一个第一控制信号发生器，它由所述的选择信号启动，以便根据地址信号产生第一控制信号；一个第二控制信号发生器，它由所述的选择信号启动，以便根据所述的地址信号和存储器读信号产生第二控制信号；一个总线收发器，它由所述的第一控制信号启动，以便在根据所述的存储器读信号决定传输方向后向任一方向发送数据、命令和状态信号；一个控制信息发送器，它根据所述的第二控制信号向所述的PC方向发送控制信息；一个读/写信号发生器，它由所述的第一控制信号启动，以便在收到存储器读出和写入信号之后产生驱动器读出和写入信号；以及一个命令/复位信号发生器，它在收到地址信号和复位驱动器信号后产生命令信号和复位信号。
2.如权利要求1所述的利用存储器映象I/O法的CD-ROM驱动器接口控制系统，其中用地址总线的高位在1M空间内的任何位置确定4K输入/输出地址空间，所述所确定的4K字节输入/输出空间分成两个2K字节然后分别分配给控制信息存取和数据总线存取，而分配给所述数据总线存取的2K字节空间根据接口内容再分成两个1K字节空间。
3.如权利要求1所述的利用存储器映象I/O法的CD-ROM驱动器接口控制系统，其中所述的地址选择器包括用来调整随机选择的基地址的开关和用来把在所述开关中调整的基地址与输入地址信号进行比较的比较器。
4.如权利要求1所述的利用存储器映象I/O法的CD-ROM驱动器接口控制系统，其中所述的第一控制信号发生器有用来求取所述选择信号和地址信号的逻辑和的或门。
5.如权利要求1所述的利用存储器映象I/O法的CD-ROM驱动器接口控制系统，其中所述的第二控制信号发生器包括用来由所述选择信号与所述地址信号的反相信号的逻辑和产生一个信号的第一或门及用来求取所述第一或门的输出与所述存储器读出信号的逻辑和的第二或门。
6.如权利要求1所述的利用存储器映象I/O法的CD-ROM驱动器接口控制系统，其中所述的控制信息包括允许PC读出由CD-ROM驱动器产生的状态信号的状态启动信号和允许PC读出由CD-ROM驱动器产生的数据的数据启动信号。
7.如权利要求1所述的利用存储器映象I/O法的CD-ROM驱动器接口控制系统，其中所述的控制信息发送器包括根据所述第二控制信号，用来从CD-ROM驱动器向PC发送所述状态启动信号的第一缓冲器和用来从CD-ROM驱动器向PC发送所述数据启动信号的第二缓冲器。
8.如权利要求1所述的利用存储器映象I/O法的CD-ROM驱动器接口控制系统，其中所述的控制信息发送器还包括一个用来根据所述的第二控制信号从接地口发送信息的缓冲器，以便当PC扫描其存储器时识别所述的控制系统空间。
9.如权利要求1所述的利用存储器映象I/O法的CD-ROM驱动器接口控制系统，其中所述的读/写信号发生器包括一个用来在被所述的选择信号启动后根据所述存储器读出信号产生驱动器读信号的驱动器读信号发生器和一个用来在被所述选择信号启动后根据所述存储器写入信号产生驱动器写信号的驱动器写信号发生器。
10.如权利要求1所述的利用存储器映象I/O法的CD-ROM驱动器接口控制系统，其中所述的命令/复位信号发生器包括一个命令信号发生器，所述的地址信号输入该命令信号发生器以便产生识别PC所进行的当前操作是数据读出、命令写入还是状态读出的命令信号;以及一个根据所述的复位驱动器信号使CD-ROM复位的复位信号发生器。
全文摘要
一种在PC与CD-ROM之间的接口控制系统，它包括地址选择器、第一信号发生器、第二信号发生器、总线收发器、控制信息发送器、读/写信号发生器及命令/复位信号发生器，并且在主计算机与CD-ROM驱动器之间利用使用ISA总线标准的存储器映象I/O法接口。
文档编号G06F13/14GK1090939SQ9312152
公开日1994年8月17日 申请日期1993年12月30日 优先权日1992年12月31日
发明者禹泰辰 申请人:三星电子株式会社