home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Acorn Risc Technologies StrongARM CD-ROM / Acorn Risc Technologies StrongARM CD-ROM.iso / ftp / documents / appnotes / 216_230 / 223c / Text < prev   
Encoding:
Text File  |  1995-11-24  |  19.1 KB  |  456 lines

  1. -----------------------------------------------------------------------------
  2. 24th October 1995
  3. -----------------------------------------------------------------------------
  4. Support Group Application Note
  5. Number: 223
  6. Issue: 1.0
  7. Author: DW
  8. -----------------------------------------------------------------------------
  9. Connection of Multiple Hard Discs to 32 Bit Acorn Machines
  10. -----------------------------------------------------------------------------
  11. Notes: 
  12. This document describes the procedures required to connect second and (where
  13. possible) subsequent hard discs to Acorn systems. The properties and
  14. restrictions of the available drive buses are discussed, and details of
  15. drive compatibility and some appropriate link settings are provided.
  16. -----------------------------------------------------------------------------
  17. Applicable Hardware: 
  18. All 32-bit Acorn systems
  19.  
  20. Related Application Notes: 
  21. 273: CD ROM Drives and their Handling under RISC OS Explained
  22.  
  23. -----------------------------------------------------------------------------
  24. Copyright (C) 1995 Acorn Computers Limited 
  25.  
  26. Every effort has been made to ensure that the information in this leaflet is 
  27. true and correct at the time of printing. However, the products described in
  28. this leaflet are subject to continuous development and improvements and
  29. Acorn Computers Limited reserves the right to change its specifications at
  30. any time. Acorn Computers Limited cannot accept liability for any loss or
  31. damage arising from the use of any information or particulars in this
  32. leaflet. ACORN, ECONET and ARCHIMEDES are trademarks of Acorn Computers
  33. Limited.
  34. -----------------------------------------------------------------------------
  35. Support Group
  36. Acorn Computers Limited
  37. Acorn House
  38. Vision Park
  39. Histon
  40. Cambridge
  41. CB4 4AE                                                  
  42. -----------------------------------------------------------------------------
  43.  
  44. Introduction
  45.  
  46. With the exceptions of the Archimedes 300 series, the R225, the A3000 and
  47. the A3010, all 32-bit Acorn systems have been supplied either with a hard
  48. drive as standard or with a built-in interface to allow a hard drive to be
  49. added as a user upgrade. As users write or acquire more software and their
  50. first hard drive begins to reach capacity, many consider the option of
  51. adding further drives to increase their system's available random-access
  52. storage. This document details how this may be done, and what the
  53. limitations imposed by each of the possible upgrade routes are.
  54.  
  55. Since the launch of the Archimedes range in 1987, Acorn have produced
  56. systems containing one of three types of hard disc interface. These are:
  57.  
  58. ST506: 
  59. This interface was standard on the Archimedes 440, 400/1 series and R140.
  60. ST506 allows a maximum of two devices to be linked together on the same
  61. ST506 interface. ST506 has been almost entirely superseded by other drive
  62. standards, and as such ST506 drives are now extremely difficult to obtain.
  63.  
  64. SCSI: 
  65. This interface was standard on the Archimedes 540 and R260. SCSI interfaces
  66. can still be added as an Acorn standard ugrade to systems capable of taking
  67. full-size (A5000-style) expansion cards; all you need to do is fit an
  68. appropriate SCSI interface, such as Acorn's own AKA32. Third parties also
  69. producs SCSI interfaces for systems which accept A3000-style expansion
  70. cards. Up to seven drives may be daisychained on a SCSI bus, although
  71. restrictions in some versions of the SCSIFS module may only allow up to four
  72. drives or partitions to display their icons on a RISC OS icon bar. SCSI has
  73. been a widely recognised drive standard on high-performance systems for many
  74. years, and is enhanced SCSI variants may continue to be so for many more;
  75. SCSI drives are widely available, and SCSI tends to be used to interface the
  76. highest storage capacity drives. SCSI drives of up to 9 Gb capacity are
  77. currently available.
  78.  
  79. IDE: 
  80. This interface is standard on the A3020, A4000, A5000, A7000 and Risc PC.
  81. The interface is present on the floppy-only version of the A3020, even
  82. though it is not used. Up to two drives can be linked together on the same
  83. IDE interface. IDE is rapidly becoming the drive interface standard for low
  84. and medium performance-range desktop systems, and IDE drives of up to 2 Gb
  85. capacity are currently available.
  86.  
  87. Drive capacity and mapping
  88.  
  89. Production releases of the FileCore module prior to 2.91 (as shipped with
  90. RISC OS 3.6) are only capable of addressing filesystems of size <=512 Mb.
  91. This means that, without the use of partitioning software, only drives of
  92. formatted size <=512 Mb may be added. Larger drives than this will require
  93. partitioning using third party software. Formatting of ST506 and IDE drives
  94. can be handled by !HForm, supplied with all machines; SCSI drives cn be
  95. handled by either SCSIDM (for the Acorn card; third parties will have
  96. different software) or the new (RISC OS 3.6) version of !HForm. This new
  97. !HForm will also cater for >512Mb contiguous partitions on large drives.
  98.  
  99. For earlier iterations of FileCore, a soft-loadable version for use with
  100. RISC OS 3.5 is in testing.
  101.  
  102. CD ROM bus support capability
  103.  
  104. In addition to hard drives, it is often possible to connect other
  105. peripherals to these drive buses; CD ROMs are the most common peripheral to
  106. connect in this manner.
  107.  
  108. ST506: 
  109. No CD ROM drives have been produced with an ST506 interface.
  110.  
  111. SCSI: 
  112. It is possible to add CD ROM drives onto an existing SCSI chain; the same
  113. procedure used to attach hard discs is used for CD ROM drives, and the same
  114. interfacing standards must be complied with. When adding a CD ROM drive,
  115. make sure that no hard drives have higher-numbered SCSI IDs than it. The CD
  116. ROM drives currently supported by Acorn-originated drivers are:
  117.  
  118. Sony CDU6111, CDU6211, CDU541, CDU561
  119. Philips CM131, CM231
  120. Toshiba XM2200A, 3301
  121. Hitachi CDR1650S, CDR1750S
  122. Chinon CDS-431
  123.  
  124. Drivers for other models of CD ROM drive are available from assorted third
  125. parties, such as Cumana and Alsystems; see Appendix A.
  126.  
  127. IDE: 
  128. A CD ROM drive may be added to an IDE bus as the slave device; however, not
  129. all drives are guaranteed to work with the combination of bus controller and
  130. mastering hard drive shipped as standard. Currently, IDE CD ROM drives have
  131. only been tested with the Risc PC (which uses a 37C665 controller) and the
  132. Conner CFS210A, CFS420A, CFS425A and CFS850A hard drives which are fitted to
  133. the different versions thereof; the Panasonic CR562B is an appropriate drive
  134. to install on a RISC OS 3.5 system, and the Sony CD50E ATAPI unit is known
  135. to work on a RISC OS 3.6 machine (the latter contains the CDFSSoftATAPI
  136. driver in ROM)
  137.  
  138. Adding a Second ST506 Drive
  139.  
  140. In all cases, the user will be required to change the status of links on the
  141. drives to enable them to operate together; details of link configuration
  142. should be supplied with the additional drive.
  143.  
  144. Archimedes 400/1
  145. Approximately halfway up the left hand side of the PCB (facing from front to
  146. rear of the machine; note that the backplane will need to be removed before
  147. a clear view of the sockets can be obtained) are three sockets labelled SK8,
  148. SK10 and SK11. SK10 is a 20 way socket to which the first DATA cable
  149. connects; the other end of this cable is connected to the first hard drive.
  150. SK8 is a second 20 way socket which can be used to run a separate DATA cable
  151. to a second hard drive. SK11 is a 34 way socket to which the CONTROL cable
  152. connects; the 34 way CONTROL cable should be daisychained to run to both the
  153. internal and external Hard Discs. The interface is normally configured to
  154. support up to eight heads per drive; by changing both LK12 and LK13 from
  155. their default positions to their alternative positions, up to 16 heads can
  156. be supported. This action removes the reduced write current capability
  157. provided by the interface, but this tends not to be used externally by
  158. larger capacity Hard Disc units.
  159.  
  160. Archimedes 440 / R140
  161. Much of the information required for the pre June 1989 440 systems is
  162. identical to the 400/1 system upgrade. The differences lie in the cable
  163. sockets and the link numbers. The two sockets used for connecting the first
  164. hard drive are SK10 for the CONTROL cable and SK9 for the DATA cable. The
  165. DATA cable for the second drive attaches to socket SK8.
  166.  
  167. The two links which require altering to enable dual drive support are LK3
  168. and LK4; LK3 should be set EAST and LK4 should be set WEST.  The other
  169. details regarding the daisychaining of the CONTROL cable are the same as
  170. above. 
  171.  
  172. <Insert Fig1>
  173.  
  174. Figure 1: ST506 Drive Connections
  175.  
  176. Drive compatibility
  177. The interface type supplied by Acorn is ST506 MFM (Modified Frequency
  178. Modulation). Drives designated as RLL will work, although it will not be
  179. possible to use the full storage capacity of the drive; as a rule of thumb,
  180. it is generally possible to map up to 66% of the design capacity of an RLL
  181. unit. 
  182.  
  183. Drives to be attached should have an access time of 28ms, no more that 1024
  184. cylinders and no more than 16 heads.
  185.  
  186. Termination 
  187. A very important point to note, and one which is often forgotten, is that
  188. only the second drive (at the end of the data cable) in a two-drive system
  189. should be terminated. On examination of the PCB on the first drive, it is
  190. possible to find one or more terminating resistor packs; these are usually
  191. sited close to the data cable connector, and may resemble either a small
  192. resin-encased SIPP chip or a DIL package. Usually the terminator packs are
  193. brightly coloured to aid identification, and invariably they are socketed
  194. rather than soldered. Once the fitting positions (and orientations, in the
  195. case of DIL packages) of the terminators on the first drive have been noted,
  196. they should be removed.
  197.  
  198. A Note on Drive Availability
  199. The popularity of the ST506 interface standard was beginning to wane by
  200. 1990; when IDE appeared, this decline was accelerated. Today, ST506 drives
  201. are very difficult to obtain; unless a user already has an ST506 drive to
  202. hand, it is more advisable to add a second drive interface conforming to a
  203. more current standard and then fit an appropriate drive to it rather than
  204. attempt to procure an ST506 drive.
  205.  
  206. Adding Second and Successive SCSI Drives
  207.  
  208. Probably the most flexible, and certainly the most expandable, drive
  209. interface bus for Acorn systems is SCSI. A SCSI bus supports a maximum of 8
  210. devices, numbered 0 through 7; however, drives and other peripherals can
  211. only be used as devices 0 through 6, as device 7 is reserved for the "host
  212. adaptor," otherwise known as the SCSI interface card. A properly-designed
  213. SCSI device chain should appear to be a continuous "run" of cable, with a
  214. terminator at each end. Cable spurs (between the main backbone of cable and
  215. the connector on the back of the drive) should not exceed 100mm in length.
  216. The backbone cable should be 50 way twisted pair or IDC ribbon, with between
  217. 80 and 90 ohm impedance.
  218.  
  219. When adding drives to an Acorn SCSI interface, you should make sure:
  220.  
  221. • that all drives are compatible with the ANSI X3.131 - 1986 SCSI Standard,
  222.   and with the guidelines in document CCS X3T9.2/85-52 Revision 4B
  223.  
  224. • that the drives are numbered sequentially, with numbering starting from 0
  225.  
  226. • that no CD ROM drives have SCSI ID numbers lower than numbers assigned to
  227.   hard discs
  228.  
  229. Termination
  230. The SCSI interface is open collector, and hence termination is required at
  231. both ends of the bus to pull all the signal and control lines up to the
  232. appropriate level (typically 2-3V). A terminator pack should be fitted to
  233. the device closest to each end of the SCSI cable; termination should be
  234. disabled on devices between these. On more modern SCSI drives, termination
  235. can often be disabled by changing the status of a jumper rather than by
  236. physically removing socketed termination packs; check the device
  237. documentation, or consult the device manufacturer, for further details on
  238. how this may be done.
  239.  
  240. Adding a Second IDE Drive
  241.  
  242. In common with the ST506 interface, IDE supports a maximum of two drives per
  243. bus. However, rather than having separate control and data cables, IDE
  244. relies on some signal arbitration taking place between the two drives on the
  245. bus; thus the drives must be configured in a "Master / Slave" arrangement.
  246. The length of IDE cables, in addition to the spur length (spur length should
  247. be kept to <20mm), is critical; the cable distance between adjacent devices
  248. on an IDE bus should be kept to between 200 and 250mm, and should definitely
  249. not exceed 300mm.
  250.  
  251. Master or Slave?
  252. Some drive arrangements only work "one way," that is with a given drive as
  253. the master and a second given drive as the slave, but not the other way
  254. round. If you find a configuration which does not appear to work, first try
  255. swapping the cable position and designation of the drives. The table below
  256. details the configurations and link settings of the drives we have tested
  257. and know to work together:
  258.  
  259. <Insert Table1>
  260.  
  261. Table 1: Known working IDE Drive Configurations
  262.  
  263. Compatibility Issues
  264. As it currently stands, the IDE specification is not as rigidly defined as
  265. the SCSI standard, particularly in the area of timings and their tolerances.
  266. Thus it is possible to take two drives and a controller, all of which are
  267. compliant with the IDE specification, attach them together on an IDE bus and
  268. have sufficient disparity between component timings that the system hangs.
  269. Alternatively, some drive combinations can cause one of the drives to
  270. "forget"any data (including formatting information) which has previously
  271. been saved to it if it is switched off and back on again.
  272.  
  273. Acorn has only tested the drives listed in the above table, however these
  274. are known to work correctly together on both A5000 and Risc PC systems.
  275.  
  276. If you are planning to make use of a drive which is not listed in the table,
  277. there are a few things to pay particular attention to:
  278.  
  279. * Drive speed - Some drives have slow I/O timings which will work on a
  280.   machine such as an A3020, which has slower cycle times. A faster Acorn
  281.   machine such as a Risc PC might have trouble.  
  282.  
  283. * IRQ issues - Some drives have a pull-up resistor on the IRQ line.  This is
  284.   not a good idea - the IRQ line on IDE drives is a tri-state output, and is
  285.   active high. So disabling the IRQ output on the drive can cause an
  286.   erroneous IRQ.
  287.   
  288. * Drive selection - Some IDE drives support selection of the drive via a
  289.   signal on the IDE connector - the jumper which enables this is the Cable
  290.   Select, and is often marked as CS on the drive.  The Risc PC does not
  291.   support Cable Select, therefore connecting a drive with this enabled will
  292.   not work. Similarly, Spindle Sync must be disabled.
  293.  
  294. Multiple Interfaces on One Machine
  295.  
  296. Where one flavour of disc interface is already fitted to a machine, either
  297. on the motherboard or via an expansion card, there is ordinarily no problem
  298. in connecting another interface in the form of an expansion card, if
  299. available expansion card space allows. The only exception to this is the
  300. Acorn SCSI card; RISC OS will only allow one Acorn SCSI interface to be
  301. installed in a machine, although RISC iX is capable of differentiating
  302. between them. If it is necessary to connect more than six hard drives and /
  303. or CD ROM drives, SCSI cards are available from Cumana and Alsystems which
  304. allow more than one card to be fitted to a single machine (physical space
  305. permitting).
  306.  
  307. Troubleshooting
  308.  
  309. Occasionally, such as when power is interrupted during a write operation to
  310. a hard disc, disc errors occur. Some error codes are:
  311.  
  312. From the ST506 Hard Disc controller:
  313.  
  314. &01    ABT Command abort has been accepted
  315. &02    IVC Invalid command
  316. &03    PER Command parameter error
  317. &04    NIN Head positioning, disc access or drive check command before SPC has 
  318.            been issued
  319. &05    RTS TST command after SPC command
  320. &06    NUS USELD for a selected drive has not been returned
  321. &07    WFL Write fault (WFLT) detected on the ST506 interface
  322. &08    NRY Ready signal has been negated
  323. &09    NSC Seek complete (SCP)was not returned before timeout
  324. &0A    ISE SEK or disc access command issued during a seek
  325. &0B    INC Next cylinder address greater than number of cylinders
  326. &0C    ISR Invalid step rate; highest-speed seek specified in normal seek mode
  327. &0D    SKE SEK or disc access command issued to drive with seek error
  328. &0E    OVR Data overrun (memory running slower than drive)
  329. &0F    IPH Head address greater than number of heads
  330. &10    DEE Error Correction Code (ECC) detected an error
  331. &11    DCE CRC error in data area
  332. &12    ECR ECC corrected an error
  333. &13    DFE Fatal ECC error in data area
  334. &14    NHT In CMPD command data mismatched from host and disc
  335. &15    ICE CRC error in ID field (not generated for ST506)
  336. &16    TOV ID not found within timeout
  337. &17    NIA ID area started with an improper address mark
  338. &18    NDA Missing address mark
  339. &19    NWR Device write-protected
  340.  
  341. Errors &01, &03, &04 and &05 should be trapped by ADFS, and hence should
  342. never be seen by the user.
  343.  
  344. From the IDE Hard Disc controller:
  345.  
  346. &02    IVC Command aborted by controller
  347. &07    WFL Write fault
  348. &08    NRY Drive not ready 
  349. &09    NSC Track 0 not found
  350. &13    DFE Uncorrected data error
  351. &16    TOV Sector ID field not found
  352. &17    NIA Bad block mark detected
  353. &18    NDA No data address mark
  354. &20        No DRQ when expected
  355. &21        Drive busy when commanded
  356. &22        Drive busy on command completion
  357. &23        Controller did not respond within timeout
  358. &24        Unknown code in error register
  359.  
  360. From these tables, it is clear that some errors relate to the data on the
  361. disc and others to the drive itself; if you see an error other than &13,
  362. &16, &17 or &18 from the hard drive, you should refer the problem to your
  363. Acorn dealer.
  364.  
  365. The integrity of the data structures on a disc can be tested by using the
  366. *CHECKMAP command; this searches through the directory structure of a disc
  367. and compares it to the record of the structure as stored in the directory
  368. headers.
  369.  
  370. If you find that you have any inconsistencies with your data, several
  371. products exist which are able to recover as much data as possible from a
  372. damaged disc; one of the popular packages is "Archimedes Disc Rescue,"
  373. available from LookSystems.
  374.  
  375. Other Standards
  376.  
  377. In addition to ST506, SCSI and IDE, other drive standards have been
  378. developed as extensions and enhancements; in particular, SCSI 2, SCSI 2
  379. Wide, SCSI 2 Fast and EIDE. SCSI 2 protocols are designed to be backwardly
  380. compatible with SCSI protocols; many SCSI 2 drives have a link which can be
  381. set to enable or disable the variants of SCSI 2, while others can make the
  382. translation automatically.Consult the documentation supplied with the drive,
  383. or the drive manufacturer, as appropriate refarding compatibility.
  384.  
  385. EIDE is an enhanced version of IDE designed primarily to handle drives of
  386. capacity >2 Gb. Currently EIDE is not supported on our platforms.
  387.  
  388. Appendix A: Useful Addresses
  389.  
  390. Disclaimer:
  391. The inclusion or omission of an address does not imply any endorsement of
  392. that company or product by Acorn Computers Ltd.
  393.  
  394. For SCSI and SCSI 2 interfaces
  395.  
  396. Cumana Ltd
  397. Pines Trading Estate
  398. Broad Street
  399. Guildford
  400. Surrey
  401. GU3 3BH
  402.  
  403. Tel: 01483 503121
  404. Fax: 01483 503326
  405.  
  406. Alsystems
  407. 47 Winchester Road
  408. Four Marks
  409. Alton
  410. Hants
  411. GU34 5HG
  412.  
  413. Tel: 01420 561111
  414.  
  415. For IDE interface expansion cards
  416.  
  417. HCCS Associates Ltd
  418. 575-583 Durham Road
  419. Low Fell
  420. Gateshead
  421. Tyne & Wear
  422. NE9 5JJ
  423.  
  424. Tel: 0191 487 0760
  425. Fax: 0191 491 0431
  426.  
  427. ICS (Ian Copestake Limited)
  428. 1 Kington Road
  429. Wirral
  430. Merseyside
  431. L48 5ET
  432.  
  433. Tel: 0151 625 1006
  434. Fax: 0151 625 1007
  435.  
  436.  
  437.  
  438. Beebug Ltd
  439. 117 Hatfield Road
  440. St Albans
  441. Hertfordshire
  442. AL1 4JS
  443.  
  444. Tel: 01727 840303
  445. Fax: 01727 860263
  446.  
  447. For data recovery software and services:
  448. LookSystems
  449. 47 Goodhale Road
  450. Bowthorpe
  451. Norwich
  452. Norfolk
  453. NR5 9AY
  454.  
  455. Tel: 01603 764114
  456.