最初のウクライナのSSDドライブまたはスイスのコンピューターの2番目の人生

残念ながら、ウクライナの膨大な数の企業は、数十年以上前に製造された時代遅れの産業用機器で運営されています。 連合が崩壊し、地元で開発された工作機械が金属に売却された後、海上に残っている企業は、西側で中古の数値制御機械（プラズマカッター、木材、金属加工機械、彫刻機器など）を取得し始めました。 しかし、このような鉄の比較的低コストにも欠点があります。故障によるダウンタイム、スペアパーツの入手不能、サポートの完全な欠如です。

この投稿では、木工機械のハードドライブを簡単に交換するには、独自のソリッドステートドライブを作成する必要があり、その開発で直面した困難について説明します。 最初のウクライナの「Winchester-SSD」がどのように作成されたかを気にする人は、猫をお願いします。





最初に、少しの背景。 数年前、1997年にリリースされたSeagate 1.2 GBラップトップドライブに欠陥のある顧客は、有名なキエフ企業の情報復旧センターに頼りました。

マシンにはウィンチェスターが使用されていたため、彼がまだ役立ったときに生産が停止しました。 データ回復に特別な問題はなく、1時間以内に完全なコピーが作成され、満足のいくクライアントはZhytomyrに向かいました。 しかし、その日、彼はキエフを何度か訪れました。 異なるディスク上の複数のコピーが永続的にマシンで開始されませんでした。 幸いなことに、同じSeagate ST91351AGがドナードライブウェアハウスで見つかり、復元されたデータがそれに書き込まれ、機能しました。

約1年後、状況は繰り返されましたが、ドライブはすでにより長い時間を探していました-その時点ではebayでさえありませんでした。 そして再び、顧客は長年にわたって蓄積されたドナー倉庫によって救われました-彼らが発見し、おそらくこのモデルの世界の最後のディスクの1つを復活させたでしょう。





情報復旧センターのドナーディスク



今回、クライアントはフラッシュへの切り替えを検討するように求められ、IDEフラッシュモジュールが見つかり、アダ​​プターをマシンに接続し、ドライブパスポートが変更されました。 しかし、顧客は気にしないことを決め、最初の失敗した起動試行の後、彼はこの考えを放棄しました。





最初のアダプターの1つ



数ヶ月前、ディスクは再び戻ってきました。 今回は、15年以上前にディスクを常に探すことは選択肢ではなく、マシンを近代化して最新のメディアに転送する必要があることは明らかでした。 解決策として、フラッシュに切り替えることが提案されました。 この選択にはいくつかの理由がありましたが、主な理由は、SSDはハードドライブよりも耐振動性に優れていることです。

この決定により、フラッシュメモリをベースにした独自のソリッドステートドライブの2か月の開発バージョンと製造で最高潮に達した一連の研究と実験が始まりました。 これは正確にはSSDではなく、多くのユニークな機能を備えた産業機器向けの専用IDE-to-CompactFlashアダプターです。

しかし、最初に、彼らが言うように、額の問題を解決する試みがなされました。 いくつかの異なるIDEフラッシュモジュールとコンパクトフラッシュカードを収集し、復元したデータをそれらにコピーして、Zhytomyrに移動しました。





私たちの病棟-IMA BIMA木工機械



しかし、フラッシュドライブの1つがマシンを起動できませんでした。 BIOSの設定と接続モードを使用して、ブートを試行するとディスク読み取りエラーが発生しました。 ブートセクタを修正しようとしました。その結果、エラーは消えましたが、起動直後にシステムがクラッシュしました。

騎兵では問題を解決できないことが明らかになったとき、私たちは機械を分解し、操作パネルと産業用コンピューターを解体し、機器を研究サイトに持ち込みました。





研究スタンド



長期間にわたって生産を停止することは不可能であったため、並行して、16 MBのRAMを備えた486DX2プロセッサ上でコンピュータの独自のテストベンチを組み立てました。 これと、「最後の」Seagate ST91351AGを修復できたという事実のおかげで、ドライブの開発中に生産のダウンタイムが回避されました。

「ピュアレッドスイス」という方法で、NUM 1062Wマシンの制御コンピューターは、1998年に24 MBのRAMを備えた産業用バージョン486DX2-66でNUMによって開発および組み立てられました。 マシンのサービスマークによると、最後にサービスされたのは1999年で、まだドイツにありました。 その後、予防措置が実施され、その後、彼は2010年までハードドライブが最初に故障するまでスムーズに働きました。





「システム」NUM 1062W



現在は忘れられているOS / 2 WARPは、この産業用コンピューターのオペレーティングシステムとして使用され、マシンは特別なアプリケーションソフトウェアを使用して制御されます。

研究と実験の多くは、EPOS ATA Analyzerプロトコルアナライザーを使用して行われました。





EPOS ATA Analyzerプロトコルアナライザー



アナライザーは、調査中のシステムとSATAまたはPATAインターフェースを備えたドライブとの間のギャップに接続し、交換するすべてのコマンドとデータをインターセプトするコンパクトなデバイスです。 収集された情報（交換プロトコル）は、USBを介して別のツールコンピューターに送信され、そこで特別なソフトウェアを使用して処理されます。

このような状況では、アナライザーが繰り返し私たちを助けてくれました。標準のATAコマンドではなく、IDEバスを介して「ガベージ」が送信されたことが判明したときの驚きは大きかったです。

スイスのコンピューターでアナライザーのこのような誤った動作を分析するとき、486互換マザーボードのアーキテクチャを思い出す必要がありました。 理由は見つかりました-マザーボード上のIDEインターフェースコントローラーは、5Vのレベルの信号をバスに送信しました。 現在、ATA規格の要件に従って、それらは3.3Vのレベルを持っている必要があるため、すべての最新のコントローラーのマイクロ回路は、インターフェイスを介して送信されたコマンドを単に正しく解釈できません。

そのような状況での解決策は明白に思えました。 レベルコンバーターの開発と製造を開始しました。 さらに、実験の結果によると、テストベンチで元のSeagate ST91351AGからオペレーティングシステムを起動することができました。 CompactFlashおよびIDEフラッシュのテストコピーも、ベンチPCにOS / 2 WARPをロードしました。

数週間後、プリント基板を入手し、レベルコンバーターを組み立てました。 その助けにより、ドライブとデータを交換するための最初のプロトコルが取得されました。 そして、問題はバス上のすべての非標準レベルではないことが判明しました。 さらに、マザーボードを徹底的に調査した結果、過電圧の問題はコントローラーのIDEバッファーチップの誤動作が原因であることが判明しました（74ACT16245DGGE4）。 彼女は置き換えられ、研究が続けられました。





壊れたマザーボードバッファチップ



当時の中間結果は次のとおりでした。 テストベンチでは、元のSeagateとほとんどすべてのハードドライブ、IDE FlashおよびCompactFlashの両方からOS / 2 WARPがロードされました。 しかし、テストコンピューターではまだSeagateのみが実行されていました。

この質問は特定のドライブに限定されたものではありませんでした-このバージョンは最初の1つによって削除されました。 チェックは、ATA Analyzerに基づいて開発されたディスクパスポートエミュレータを使用して行われました。 エミュレータの本質は非常に単純です-IDENTIFY DEVICEコマンドをインターセプトする（すべてのディスク構成情報-モデル、シリアル番号、サポートされているモードなど）場合、コマンドを接続されたディスクに変換しませんが、必要なパスポートをホストに返します。

このSeagateが特別な理由を見つけるために、数十のプロトコルが削除され、アナライザーを使用して慎重に分析されました。 それらは異なるプラットフォーム向けにわずかな修正を加えてほぼ同一でした-つまり テスト対象のコンピューターとテストベンチのディスクの初期化中にコマンドセットと送信データが一致しました。 しかし、ある瞬間の後、理解できない何かが起こり、どのドライブからでもNUM 1062Wを起動できなくなりました。





プロトコルの1つのフラグメント



20以上のディスクを試しました-運命の悪いseigateの仲間ですが、どれもシステムを起動できませんでした。 ただし、収集された大量のデータにより、ダウンロードが失敗した時間を特定できました。 この瞬間は、論理レベルと信号レベルで非常に慎重に分析されました。

この問題は、ホストとディスク間のデータ転送プロトコルの実装におけるエラーであることが判明しました。 実際、ある時点で、NUM 1062WマザーボードのIDEコントローラーはバス上に、ATA標準のどのバージョンにも記載されていない状態を形成しました。 標準では、エラーメッセージが表示されたドライブでは、このような状態は破棄されます。 Seigateを除き、すべてのディスクはこの状態に正しく反応しました。Seigateはそれを無視し、さらなるコマンドの処理に進みました。

したがって、IDEコントローラーとディスクのファームウェアの補完的なエラーにより、ディスクを機器にバインドする独自のシステムが作成されました。 マザーボード開発の段階で、このsigeyteを使用してデバッグが実行され、他のディスクがうまく機能しないことが判明したとき、それが機能になったように思えます。

残念ながら、コンピューター開発者への私たちのリクエストは具体的なメリットをもたらしませんでした。 スイスから達成できた唯一のことは、そのような機器は長い間廃止され、サポートされていないことでしたが、サービス文書が必要な場合は、当然のことながら有料で提供できます。 しかし、ドキュメントには回路図と配線図が含まれておらず、そのような情報がないためにそのような情報を提供できないと彼らは報告しました。

問題が明確に特定されたとき、特定のマシン向けに直接ディスクエミュレータの開発を開始しました。 まず、将来のデバイスのレイアウトが開発されました。 これは、ハードディスクを保守するためのデバイス用のデバッグボードに基づいており、別のプロジェクト用に以前に開発され、Atmelマイクロコントローラー上に構築されました。 このレイアウトでは、IDEフラッシュドライブとCompactFlashカードからNUM 1062Wに初めて正常に起動しました。





デバッグレイアウト



その後、工場で直接「戦闘条件」でテストを実施することが決定されました。 Zhytomyrの顧客の生産サイトに行き、そこで開発した将来のドライブのモデルをマシンに接続しました。 奇跡-それはすべて機能し、IDEフラッシュモジュールとCompactFlashカードの両方で肯定的な結果が得られました。





「戦闘条件」でのレイアウトのテスト



試運転の後、IDEインターフェイスを備えた複数の2.5インチソリッドステートドライブが作成されました。 キャリアとして産業用コンパクトフラッシュカードを使用します。 最初のウクライナの「SSDドライブ」は、産業機器用のハードディスクエミュレーターと呼ばれていました。





元のディスク、デバッグレイアウト、ディスクの最終バージョン





私たちのディスクのデバイス



さらに、実稼働環境でのレイアウトのテスト中に、マシンの制御プログラムがフロッピーディスクで実行されることが判明しました。 これは従業員にとって大きな不便をもたらします。なぜなら、フロッピーディスクは生産環境で長時間「生きて」いないからです。 顧客によると、3〜5個の制御プログラムを記録するには1枚のフロッピーディスクで十分であり、その後で変更する必要があります。 そのため、ドライブをUSBフラッシュドライブに基づくFDDエミュレーターに置き換えることを提案しました。 この追加アップグレードの結果、IMA BIMAプロセッシングセンターは、磁気ストレージテクノロジーから最新のソリッドステートメディアに完全に移行しました。

要約：

•時代遅れの磁気ドライブ（HDDおよびFDD）をフラッシュメモリに基づく最新のソリッドステートドライブに置き換えるという重大な問題が解決され、CNC木工機械の寿命を延ばし、動作の信頼性を向上させることができました。

•当社が開発したHDDエミュレータには、パスポートの交換、プロトコルのオンザフライでの変更、文書化されていないデータ交換エラーの修正など、多くの特別な機能があります。 これにより、IDEインターフェースを備えた古いハードドライブを使用するほとんどすべての産業機器および非標準の特殊機器をアップグレードできます。



PS現在、SCSIインターフェースのアナログの作成に取り組んでいます。これは、たとえば医療技術で広く使用されています。 トピックが興味深い場合は、以下の投稿で、この方向で何をするかを説明します。