專利名稱：微機仿真磁盤卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信息存貯領(lǐng)域，特別是一種用于IBMPC系列微機及其兼容機的微機仿真磁盤卡。
目前IBMPC系列微機及其兼容機，都是從0號軟盤驅(qū)動器啟動系統(tǒng)進入DOS狀態(tài)，若不成功則轉(zhuǎn)向硬盤啟動。系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件以及數(shù)據(jù)文件一般都是保存在軟磁盤上或硬盤上。由于軟磁盤和硬盤都能被計算機病毒感染，而且由于機械磨損及機械振動或塵埃的影響，磁盤上的信息容易破壞或丟失，所以微機的可靠性不太好。
中國專利89103225.8號公開的“微機應(yīng)用軟件固化卡”，包括地址譯碼驅(qū)動電路、讀出控制電路、讀出數(shù)據(jù)緩沖電路和存貯電路，其目的是“提供一種功能強，成本低，保密性能好，能將幾個應(yīng)用程序放在同一塊插板上的IBMPC系列微機及其兼容機應(yīng)用軟件固化卡”。從上述結(jié)構(gòu)、發(fā)明目的以及申請文件中可知，該固化卡實際上是一種用專門的方法保存可執(zhí)行程序的存貯器件。盡管它與現(xiàn)有技術(shù)相比，使微機的可靠性得到了一定的提高，但是，由于結(jié)構(gòu)上的問題，它仍然存在一些缺陷一、不能自身引導(dǎo)微機進入DOS狀態(tài)，仍需磁盤啟動;二、對引導(dǎo)型病毒無免疫力，除了ROM芯片外，整機仍會感染上病毒，從而影響了微機的可靠性;三、用戶界面不好，這是因為它對于DOS和用戶來說，不能完全起到磁盤使用作用的緣故。
本發(fā)明的目的是針對上述不足之處，提供一種用于IBMPC/XT/AT、286、386等微機及其兼容機的微機仿真磁盤卡，它無需系統(tǒng)盤或硬盤，就能迅速啟動微機，對啟動型病毒有免疫力，還可以將執(zhí)行程序固化在EPROM內(nèi)，該執(zhí)行程序也不會感染病毒，且裝載速度快。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的仿真磁盤卡是由和內(nèi)部總線相連的仿真磁盤驅(qū)動器、數(shù)據(jù)切換緩沖器及仿真磁盤組成。仿真磁盤驅(qū)動器包括分頁器IC9、譯碼器IC10、控制器IC11和固化有引導(dǎo)程序的BIOS擴展ROM片IC12等部件。啟動過程中，駐機程序首先啟動引導(dǎo)程序，該引導(dǎo)程序?qū)ξC的自舉過程(即BIOS的中斷19)和磁盤的讀寫方式(即BIOS的中斷13)進行修改后，再使仿真磁盤按照常規(guī)磁盤的工作方式進行工作。
上述的引導(dǎo)程序?qū)ξC和磁盤的修改方式，可以先修改中斷19和13的指針，讓微機按照新的中斷19進行自舉，此時，先判斷A驅(qū)動器是否準備好，如果準備好了就從A驅(qū)動器引導(dǎo)DOS，否則從仿真磁盤上引導(dǎo)DOS。有了引導(dǎo)程序后，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不能自身引導(dǎo)微機進入DOS狀態(tài)和會感染病毒的毛病。
為了防止非法復(fù)制，提高保密性能，在本發(fā)明的內(nèi)部總線上，還可以掛上以多種方式提供用戶使用的軟硬件結(jié)合的加密器，它由GAL20V8譯碼器IC4、373鎖存器IC2、GAL20V8加密單元IC3組成。
在上述的仿真磁盤驅(qū)動器的輸入端上，還裝有DIPS雙列直插式微動開關(guān)作為內(nèi)存地址分配器。
本發(fā)明的優(yōu)點是因采用了仿真磁盤卡和固化的工藝，所以，不僅能自身引導(dǎo)微機迅速進入DOS狀態(tài)，提高了整機的工作效率、抗病毒能力和可靠性，而且內(nèi)存編址可任意定位和占用內(nèi)存編址少(可以少到8k)，提高了原有微機資源的利用率;同時對常規(guī)磁盤而言，不僅容量大(2MB以上)，是一般磁盤容量的五倍以上，而且無機械磨損，信息存儲可靠性高，不會破壞和丟失數(shù)據(jù)。又因內(nèi)存仿真磁盤的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是按照常規(guī)磁盤方式組織的，所以用戶可以方便地按照常規(guī)磁盤進行操作。此外，本發(fā)明還具有兼容性好的優(yōu)點，也就是它可以直接插在IBMPC系列微機及其兼容機上的任意擴展槽上。


圖1是本發(fā)明的原理方框圖;
圖2是圖1中的仿真磁盤驅(qū)動器的電原理圖;
圖3是圖1中的總線緩沖電原理圖;
圖4是圖1中的加密器的電原理圖;
圖5是圖1中的內(nèi)存地址分配器的電原理圖;
圖6是圖1中的仿真磁盤的電原理圖;
圖7是本發(fā)明的引導(dǎo)程序的方框圖;
圖8是圖7的代碼表前部分;
圖9是圖7的代碼表的后半部分。
參見圖一，它在總體上表明了本卡內(nèi)部及其與主機IO槽的相互關(guān)系?？偩€緩沖器將主機總線與本卡內(nèi)部總線相分開，并對地址有編程對應(yīng)關(guān)系的能力。掛在內(nèi)部總線上的仿真磁盤驅(qū)動器在IO槽A17～A19，MEMR，MEMW，AEN和內(nèi)部總線以及內(nèi)存地址分配器的驅(qū)動下，向仿真磁盤發(fā)出控制信號，實現(xiàn)程序及數(shù)據(jù)的讀出。切換器將仿真磁盤的16位總線切換為8位數(shù)據(jù)總線。仿真磁盤是以磁盤數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，受仿真磁盤驅(qū)動器控制。加密器也掛在內(nèi)部總線上，它可利用AO，IOR，IOW及內(nèi)部總線的輸入，給本卡及卡內(nèi)程序或數(shù)據(jù)加密、加鎖，有效地保護用戶利益。
下面結(jié)合附圖及其實施例對本發(fā)明作進一步說明參見圖2。仿真磁盤驅(qū)動器由IC9，IC10，IC11，IC12組成，分別采用GAL16V8，74LS138，GAL20V8，2732。它們作為分頁器、譯碼器、控制器、及BIOS擴展ROM片實現(xiàn)其作用。
當PC機打開電源或復(fù)位時，駐機程序在適當時刻將控制權(quán)交給本卡仿真磁盤驅(qū)動器，由其將引導(dǎo)程序調(diào)入內(nèi)存，并啟動主機正常運行。在用戶把本卡作為磁盤使用時，也是經(jīng)由仿真磁盤驅(qū)動器進行的。其具體動作如下在主機訪問本卡時，不論是開機啟動或調(diào)盤命令，都由PC機IO槽的地址線A12～A19，AEN，MEMR，MEMW等信號啟動IC11，(由于采用了地址緩沖器，實際送到IC11的不是A12～A16，而是經(jīng)緩沖了以后的MA12～MA16)，IC11此時用CEO信號啟動IC12，同時有地址線AO及經(jīng)緩沖了的地址線MA1～MA11送到IC12。IC11還將CEO信號送到圖4的IC4，由IC4將其與送達的MEMR信號構(gòu)成數(shù)據(jù)緩沖器IC1的控制信號CE和DIR，并用CE開啟數(shù)據(jù)緩沖器IC1，用DIR決定數(shù)據(jù)的流向，從而經(jīng)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線MD0～MD7實現(xiàn)IC12內(nèi)的引導(dǎo)程序執(zhí)行或數(shù)據(jù)讀出。
由于仿真磁盤的ROM容量高達2M字節(jié)以上，而實際使用地址又有一定限度，本卡采用了分頁技術(shù)。內(nèi)存分配器通過微動開關(guān)S0～S2向控制器IC11指出其在內(nèi)存的具體邏輯位置，由S3向其指出每頁大小為32k還是8k。IC12中的程序通過向IC11輸入地址線MA12～MA16、A17～A19以及控制線AEN、MEMR、MEMW，使其在S0～S3的設(shè)置下，產(chǎn)生相應(yīng)的仿真磁盤控制信號CE及ck。對于分頁器IC9，信號ck將分頁地址及有關(guān)信息經(jīng)由MD0～MD7送至IC9鎖存，并由IC9送出分頁地址SA14～SA17和A，B，C以及OE0。OE0經(jīng)由IC11轉(zhuǎn)為OE1，連同SA14～SA16，OE0一起送達仿真磁盤中ROM27C1024的有關(guān)地址輸入腳。IC9產(chǎn)生的信號A，B，C經(jīng)譯碼器IC10譯碼為ROM0～ROM7的八根片選信號，向仿真磁盤ROM指出哪個芯片被選中，由此實現(xiàn)仿真磁盤的讀出。此外，送到圖6IC13～IC28地址線的MMA13和MMA14是經(jīng)由IC11緩沖了的，以便由S3控制。
總線緩沖器由IC5～IC8及IC1組成(參見圖3)。它又可分為可編程地址總線緩沖器、數(shù)據(jù)緩沖器以及數(shù)據(jù)切換器。IC7和IC8用GAL16V8實現(xiàn)可編程特點。根據(jù)編程的不同，可以實現(xiàn)CPU地址總線與卡內(nèi)地址總線的不同對應(yīng)關(guān)系，并可由CE1控制實現(xiàn)兩套不同的地址對應(yīng)關(guān)系。數(shù)據(jù)緩沖器IC1為74LS245，它受IC4產(chǎn)生的輸出CE及DIR的控制。一切對本卡的有效訪問，均導(dǎo)致CE有效，從而開啟數(shù)據(jù)緩沖器IC1，并由DIR決定數(shù)據(jù)的流向。
數(shù)據(jù)切換器將27C1024的16位數(shù)據(jù)總線按需要切換為8位數(shù)據(jù)總線，從而使本卡具有向下兼容的特點。數(shù)據(jù)切換器由IC5和IC6構(gòu)成，采用74LS245。它們分別受來自IC4的信號線DCE0和DCE1的控制，將RD0～RD7或RD8～RD15上的信息送到MD0～MD7上。
加密器(見圖4)給用戶的應(yīng)用程序提供了良好的保護手段。它由IC2～IC4組成，分別采用74LS373和兩片20V8。對圖2IC11的適當編程，可以由CE0及CE1控制使IC4的輸出信號DIR及CE以及DCE0、DCE1不起作用。
譯碼器IC4可以提供PC機的1kIO空間，從而可經(jīng)IC4的編程向其指定一個或幾個特定地址，用以使到IC2及IC3的信號STB及IOCE起作用。鎖存器IC2采用74LS373，它保存由MD0～MD7來的信息，并送到IC3的加密單元。利用IC3(GAL-20V8)的特點，與IC2一起可構(gòu)成開環(huán)或閉環(huán)的數(shù)據(jù)加密或程序加密加鎖功能，如偽隨機數(shù)發(fā)生器，無輸出狀態(tài)機，輸入輸出映象函數(shù)發(fā)生器，口令字設(shè)置，數(shù)據(jù)掩蔽等方法，為了使加密及加鎖功能更強，另由IC9將提供給ROM的地址總線SA15～SA16及SA17送入IC3，以實現(xiàn)上述不同的保密機制的最大八種方案實施。因此，它是保護用戶軟件的強大工具，增加了用戶開發(fā)成果的安全性，保護用戶利益。
指示器(參見圖5)由二個紅、綠發(fā)光二級管D1、D2組成。一個為電源指示，當加電時D1發(fā)光，表明本卡已加電。D2用以指示仿真磁盤的啟動情況。當其發(fā)出綠光時，表明CPU正訪問仿真磁盤的ROM芯片，從而在外觀上模擬了磁盤工作狀態(tài)指示。
仿真磁盤(參見圖6)實際是由16片1MROM芯片27C1024構(gòu)成。本卡設(shè)計時將27C1024的無關(guān)腳38賦予地址SA16，從而可以在不動卡硬件連線的情況下，將存儲容量由2M字節(jié)提升到4M字節(jié)。
仿真磁盤的EPROM可換用DRAM或SRAM使得仿真磁盤具有讀寫功能，在使用SRAM時還可增加一個后備電源供電電路，使本卡的使用更靈活。
圖7以方框圖的方式表明了引導(dǎo)程序工作的基本原理。
圖8是BIOS中引導(dǎo)程序的代碼前一部分，圖9是其后一部分，兩者合為一完整的程序代碼。
權(quán)利要求
1.一種微機仿真磁盤卡，其特征在于所述的仿真磁盤卡，是由和內(nèi)部總線相連的仿真磁盤驅(qū)動器、數(shù)據(jù)切換緩沖器及仿真磁盤組成，仿真磁盤驅(qū)動器包括分頁器IC9、譯碼器IC10、控制器IC11和固化有引導(dǎo)程序的BIOS擴展ROM片IC12等部件，啟動過程中，駐機程序首先啟動引導(dǎo)程序，該引導(dǎo)程序?qū)ξC的自舉過程(即BIOS的中斷19)和磁盤的讀寫方式(即BIOS的中斷13)進行修改后，再使仿真磁盤按照常規(guī)磁盤的工作方式工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿真磁盤卡，其特征在于所述的引導(dǎo)程序的修改方式，是先修改中斷19和中斷13的指針，再執(zhí)行新的中斷19，使微機自舉，此時，先判斷A驅(qū)動器是否準備好，如果準備好了就從A驅(qū)動器引導(dǎo)DOS，否則從仿真磁盤上引導(dǎo)DOS。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿真磁盤卡，其特征在于所述的內(nèi)部總線上掛有加密器，它由GAL20V8譯碼器IC4、373鎖存器IC2、GAL20V8加密單元IC3組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿真磁盤卡，其特征在于所述的仿真磁盤驅(qū)動器的輸入端上，設(shè)有DIPS雙列直插式微動開關(guān)的內(nèi)存地址分配器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿真磁盤卡，其特征在于所述的仿真磁盤驅(qū)動器中，所采用的分頁器IC9、譯碼器IC10、控制器IC11、BIOS擴展ROM片分別是GAL16V8、138、GAL20V8、2732元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的仿真磁盤卡，其特征在于GAL20V8控制器IC11的第9腳，接有IO槽的地址有效線AEN。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的仿真磁盤卡，其特征在于GAL20V8譯碼器IC4的第13腳，接有IO槽的地址有效線AEN。
全文摘要
本發(fā)明涉及信息存貯領(lǐng)域，特別是一種用于IBMPC系列微機及其兼容機的微機仿真磁盤卡。它由仿真磁盤驅(qū)動器、數(shù)據(jù)切換緩沖器及仿真磁盤組成，仿真磁盤驅(qū)動器包括分頁器、譯碼器、控制器和固化有引導(dǎo)程序的BIOS擴展ROM片。本發(fā)明具有無需系統(tǒng)盤就能自身引導(dǎo)微機迅速進入DOS狀態(tài)和整機工作效率高、可靠性好、抗病毒能力強、容量大和兼容性好以及使用方便的優(yōu)點。
文檔編號G11C11/02GK1056597SQ9110345
公開日1991年11月27日 申請日期1991年5月22日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月22日
發(fā)明者喻清良, 張樹軍, 馮功啟, 孫向宇, 萬玉丹 申請人:武漢漢理新技術(shù)服務(wù)公司