磁帶控制器

磁帶控制器是連線中央處理機和磁帶機的邏輯控制電路裝置。磁帶控制器從中央處理機接受命令，分析並監控命令的執行。

磁帶控制器是按照主機發來的命令控制磁帶機進行數據的寫入或讀出的電子設備。一台磁帶控制器可連線多台磁帶機，構成磁帶存儲子系統。

基本介紹

• 中文名：磁帶控制器
• 外文名：magnetic tape controller
• 所屬學科：計算機科學
• 定義：連線CPU和磁帶機的電路裝置
• 功能：控制磁帶的讀寫操作等
• 命令來源：中央處理機

功能

磁帶控制器的功能可以歸納成以下幾點：

(1)解釋CPU或通道送來的命令，轉換成符合磁帶機要求的各種信號。

(2)控制磁帶的讀寫操作 寫操作時按磁帶機要求的傳輸速率向CPU或通道申請數據，並將主機送來的數據轉換成記錄方式所要求的電流波，送磁帶機。若磁帶機採用的是GCR記錄方式，控制器還應負責編碼的轉換。讀操作時控制器從磁帶機讀出信息，轉換成主機要求的代碼送CPU或通道。

(3)故障的檢測和糾正 例如對主機送來的命令和數據進行奇偶檢測，以保證傳送的正確性．數據寫入磁帶前要產生垂直奇偶校驗位P，對於NRZI記錄方式，還要產生水平奇偶校驗碼LRC和循環碼CRC。在讀出時進行檢測，對於能糾正的故障予以糾正，對不能糾正的給予指示。

(4)記錄磁帶機和磁帶控制器在執行過程中的狀態，在一個命令執行完畢後送到主機。

命令

磁帶控制器所能執行的命令可分為三類。

一、數組型命令

這類命令的共同特點是主機與磁帶子系統之間有信息交換，在通道開始選擇期之後通道與控制器接口不斷開，直到操作結束。控制器發出“通道結束”，通道接收狀態位元組後才斷開。

(1)[寫] 該命令的主要功能是把通道送來的數據位元組傳送到磁帶機，寫到磁帶上，並要在寫入同時進行“寫後讀”，以檢查寫入的結果。

(2)[正讀/反讀] 由通道發給控制器的讀命令要求讀出磁帶上一個記錄塊的全部或一部分，並在讀出過程中對讀出的數據位元組進行誤差檢測和校正，最後把數據傳送到通道。

(3)[斷定] 此命令要求磁帶控制器把斷定信息傳送到主機，以便對子系統進行在線上測試和故障定位。該命令可以發到一台。未準備好”的編址磁帶機，斷定操作仍可照常進行。

(4)[斷定預約]和[斷定釋放] 這兩條命令僅對具備雙通道特性的磁帶控制器起作用。[斷定預約]命令執行將編址的控制器保留給發出此命令的通道專用。[斷定釋放)命令則解除這種預約關係，使控制器回到中立狀態，以隨時回響任一通道的訪問。這兩條命令都在通道開始選擇期內完成。

(5)[請求錯誤磁軌] 該命令是把一個錯誤磁軌信息送回到控制器。而這個信息是在先前的斷定操作中由控制器送到主機去的。在此命令後要連結讀命令，以便作校正讀出。

(6)[寫一讀環行]和[置位診斷] [置位診斷]是使其後連結的寫/讀命令按“微診斷”狀態運行。

二、走帶控制型命令

此類命令在控制器與通道的接口上無數據交換。在通道開始選擇期之後接口就斷開，操作完成後，控制器要用中斷請求時序請求重新連線，以傳送結束中斷。

(1)[倒帶]和[倒帶卸載] 這兩條命令都要倒帶，但前者倒帶到磁帶始端標記BOT對停止，為下次用帶作好準備。後者在倒帶到始端後要繼續反走，直到把磁帶全部卷回供帶盤並卸載。如若換卷，則要重新載入。倒帶由磁帶機本身執行，在此期間，控制器可回響其它的通道命令。

(2)[寫帶標] 該命令是按照記錄格式的要求在磁帶上寫上一個特殊的記錄塊，稱之為“帶標”塊。“帶標”的功能是用來分隔檔案，起相對地址和“保護鍵”的作用。

(3)[抹間隔](Erase)和[抹數據](Data Security Erase) [抹間隔]命令要在磁帶上抹掉一個約定長度的信息。當磁帶上某處有固定缺陷時，可利用[抹間隔]命令將該處的記錄塊抹去，然後在它的後面再安排寫記錄。[抹數據]命令必須連結於(抹間隔]命令之後，並且從執行此命令時磁帶所處的位置開始，一直抹到檢出磁帶尾端標記EOT為止。

(4)[反跳記錄]、[反跳檔案]、[正跳記錄]、[正跳檔案] 這四條命令純粹是引帶動作，是為讀取記錄或檔案作準備的。執行其中的任何一種命令時都要讀出磁帶上的信息，但並不傳送到通道，其目的僅使磁頭在磁帶上的位置越過一個記錄或一個檔案。跳記錄操作在檢出記錄之後的間隔就算完成。跳檔案操作必須在檢出“帶標”之後的間隔才算完成。

三、不走帶控制型命令

該類命令不啟動走帶，也不跟通道交換信息。這種類型的命令有：

(1)[空操作] 在磁帶控制器上沒有什麼動作要做，但要向通道報告控制器及設備的狀態。

(2)[置位方式1]和[置位方式2] [置位方式1]命令是為磁軌的操作設定的，[置位方式2]命令則將控制器置成PE或NRZI方式。

(3)[置位診斷方式] 該命令為維護人員提供了利用分調面板來檢查磁帶子系統釣讀寫通路。

此外，還有一條查詢指令和停止輸入輸出指令。查詢指令可取走控制器上存放的中斷。停止指令可以用來改變子通道的優先權。

指標

磁帶控制器的技術指標如下。

1．記錄方式、記錄密度和數據速率

五十年代初主要採用不歸零制NRZI記錄方式，記錄密度從最初的8 bit/mm發展到22bit/mm和32bit/mm。五十年代末發展了調相制PE記錄方式。目前國際上廣泛採用的記錄方式是NRZI制32bit/mm和PE制63bit/mm。七十年代初，IBM公司研製出成組編碼GCR的磁帶存儲器，記錄密度為246bit/mm。

2．多路分配、成組交換和非緩衝型特性

幾乎所有的磁帶控制器都是採用多路分配工作方式，即在同一時間內只允許與一台磁帶機交換信息，同一控制器所帶的其它各台磁帶機可以做不占用控制器時間的倒帶或倒帶卸載操作。

3．與通道的接口特性

控制器與通道之間接口的標準化是系列機產生和發展所決定的特性之一。其特點是匯流排式連線，時序應答工作方式。其優點是異步工作，可靠性高。

4．與磁帶機的接口特性

從磁帶存儲器的初期至現在，這個接口有很大改進。最突出的有三點：第一是把模擬信號接口改變為數字式信息接口；其次是把一個控制器所帶的多台磁帶機由匯流排式連線改變為每台磁帶機都和控制器直接相連的輻射式連線，使得任一台磁帶機的切換不致影響同一控制器上其它磁帶機的工作；第三是變專用信號線為匯流排工作方式。這些改變的結果提高了接口工作的可靠性，有利於標準化和通用化。

5．邏輯設計特點

由於微程式技術在磁帶控制器設計中的套用，使控制器的設計趨向通用化、標準化，其控制邏輯的設計趨向軟體化，並可獨立於控制器進行研製。

6．可選特性與兼容能力

考慮到用戶對磁帶存儲器的功能要求不同和降低成本，一般只把最基本的功能設計到磁帶控制器中，而把其它一些功能設計成多種供用戶選擇的特性件。如雙密度特性件、雙通道接口特性件、設備開關特性件等。

7．微診斷能力

磁帶子系統的微診斷可以在線上進行，也可以脫機進行。