Documentation/m68k/buddha-driver.rst

   1 =====================================
   2 Amiga Buddha and Catweasel IDE Driver
   3 =====================================
   4
   5 The Amiga Buddha and Catweasel IDE Driver (part of ide.c) was written by
   6 Geert Uytterhoeven based on the following specifications:
   7
   8 ------------------------------------------------------------------------
   9
  10 Register map of the Buddha IDE controller and the
  11 Buddha-part of the Catweasel Zorro-II version
  12
  13 The Autoconfiguration has been implemented just as Commodore
  14 described  in  their  manuals, no tricks have been used (for
  15 example leaving some address lines out of the equations...).
  16 If you want to configure the board yourself (for example let
  17 a  Linux  kernel  configure the card), look at the Commodore
  18 Docs.  Reading the nibbles should give this information::
  19
  20   Vendor number: 4626 ($1212)
  21   product number: 0 (42 for Catweasel Z-II)
  22   Serial number: 0
  23   Rom-vector: $1000
  24
  25 The  card  should be a Z-II board, size 64K, not for freemem
  26 list, Rom-Vektor is valid, no second Autoconfig-board on the
  27 same card, no space preference, supports "Shutup_forever".
  28
  29 Setting  the  base address should be done in two steps, just
  30 as  the Amiga Kickstart does:  The lower nibble of the 8-Bit
  31 address is written to $4a, then the whole Byte is written to
  32 $48, while it doesn't matter how often you're writing to $4a
  33 as  long as $48 is not touched.  After $48 has been written,
  34 the  whole card disappears from $e8 and is mapped to the new
  35 address just written.  Make sure $4a is written before $48,
  36 otherwise your chance is only 1:16 to find the board :-).
  37
  38 The local memory-map is even active when mapped to $e8:
  39
  40 ==============  ===========================================
  41 $0-$7e          Autokonfig-space, see Z-II docs.
  42
  43 $80-$7fd        reserved
  44
  45 $7fe            Speed-select Register: Read & Write
  46                 (description see further down)
  47
  48 $800-$8ff       IDE-Select 0 (Port 0, Register set 0)
  49
  50 $900-$9ff       IDE-Select 1 (Port 0, Register set 1)
  51
  52 $a00-$aff       IDE-Select 2 (Port 1, Register set 0)
  53
  54 $b00-$bff       IDE-Select 3 (Port 1, Register set 1)
  55
  56 $c00-$cff       IDE-Select 4 (Port 2, Register set 0,
  57                 Catweasel only!)
  58
  59 $d00-$dff       IDE-Select 5 (Port 3, Register set 1,
  60                 Catweasel only!)
  61
  62 $e00-$eff       local expansion port, on Catweasel Z-II the
  63                 Catweasel registers are also mapped here.
  64                 Never touch, use multidisk.device!
  65
  66 $f00            read only, Byte-access: Bit 7 shows the
  67                 level of the IRQ-line of IDE port 0.
  68
  69 $f01-$f3f       mirror of $f00
  70
  71 $f40            read only, Byte-access: Bit 7 shows the
  72                 level of the IRQ-line of IDE port 1.
  73
  74 $f41-$f7f       mirror of $f40
  75
  76 $f80            read only, Byte-access: Bit 7 shows the
  77                 level of the IRQ-line of IDE port 2.
  78                 (Catweasel only!)
  79
  80 $f81-$fbf       mirror of $f80
  81
  82 $fc0            write-only: Writing any value to this
  83                 register enables IRQs to be passed from the
  84                 IDE ports to the Zorro bus. This mechanism
  85                 has been implemented to be compatible with
  86                 harddisks that are either defective or have
  87                 a buggy firmware and pull the IRQ line up
  88                 while starting up. If interrupts would
  89                 always be passed to the bus, the computer
  90                 might not start up. Once enabled, this flag
  91                 can not be disabled again. The level of the
  92                 flag can not be determined by software
  93                 (what for? Write to me if it's necessary!).
  94
  95 $fc1-$fff       mirror of $fc0
  96
  97 $1000-$ffff     Buddha-Rom with offset $1000 in the rom
  98                 chip. The addresses $0 to $fff of the rom
  99                 chip cannot be read. Rom is Byte-wide and
 100                 mapped to even addresses.
 101 ==============  ===========================================
 102
 103 The  IDE ports issue an INT2.  You can read the level of the
 104 IRQ-lines  of  the  IDE-ports by reading from the three (two
 105 for  Buddha-only)  registers  $f00, $f40 and $f80.  This way
 106 more  than one I/O request can be handled and you can easily
 107 determine  what  driver  has  to serve the INT2.  Buddha and
 108 Catweasel  expansion  boards  can issue an INT6.  A separate
 109 memory  map  is available for the I/O module and the sysop's
 110 I/O module.
 111
 112 The IDE ports are fed by the address lines A2 to A4, just as
 113 the  Amiga  1200  and  Amiga  4000  IDE ports are.  This way
 114 existing  drivers  can be easily ported to Buddha.  A move.l
 115 polls  two  words  out of the same address of IDE port since
 116 every  word  is  mirrored  once.  movem is not possible, but
 117 it's  not  necessary  either,  because  you can only speedup
 118 68000  systems  with  this  technique.   A 68020 system with
 119 fastmem is faster with move.l.
 120
 121 If you're using the mirrored registers of the IDE-ports with
 122 A6=1,  the Buddha doesn't care about the speed that you have
 123 selected  in  the  speed  register (see further down).  With
 124 A6=1  (for example $840 for port 0, register set 0), a 780ns
 125 access  is being made.  These registers should be used for a
 126 command   access   to  the  harddisk/CD-Rom,  since  command
 127 accesses  are Byte-wide and have to be made slower according
 128 to the ATA-X3T9 manual.
 129
 130 Now  for the speed-register:  The register is byte-wide, and
 131 only  the  upper  three  bits are used (Bits 7 to 5).  Bit 4
 132 must  always  be set to 1 to be compatible with later Buddha
 133 versions  (if  I'll  ever  update this one).  I presume that
 134 I'll  never use the lower four bits, but they have to be set
 135 to 1 by definition.
 136
 137 The  values in this table have to be shifted 5 bits to the
 138 left and or'd with $1f (this sets the lower 5 bits).
 139
 140 All  the timings have in common:  Select and IOR/IOW rise at
 141 the  same  time.   IOR  and  IOW have a propagation delay of
 142 about  30ns  to  the clocks on the Zorro bus, that's why the
 143 values  are no multiple of 71.  One clock-cycle is 71ns long
 144 (exactly 70,5 at 14,18 Mhz on PAL systems).
 145
 146 value 0 (Default after reset)
 147   497ns Select (7 clock cycles) , IOR/IOW after 172ns (2 clock cycles)
 148   (same timing as the Amiga 1200 does on it's IDE port without
 149   accelerator card)
 150
 151 value 1
 152   639ns Select (9 clock cycles), IOR/IOW after 243ns (3 clock cycles)
 153
 154 value 2
 155   781ns Select (11 clock cycles), IOR/IOW after 314ns (4 clock cycles)
 156
 157 value 3
 158   355ns Select (5 clock cycles), IOR/IOW after 101ns (1 clock cycle)
 159
 160 value 4
 161   355ns Select (5 clock cycles), IOR/IOW after 172ns (2 clock cycles)
 162
 163 value 5
 164   355ns Select (5 clock cycles), IOR/IOW after 243ns (3 clock cycles)
 165
 166 value 6
 167   1065ns Select (15 clock cycles), IOR/IOW after 314ns (4 clock cycles)
 168
 169 value 7
 170   355ns Select, (5 clock cycles), IOR/IOW after 101ns (1 clock cycle)
 171
 172 When accessing IDE registers with A6=1 (for example $84x),
 173 the timing will always be mode 0 8-bit compatible, no matter
 174 what you have selected in the speed register:
 175
 176 781ns select, IOR/IOW after 4 clock cycles (=314ns) aktive.
 177
 178 All  the  timings with a very short select-signal (the 355ns
 179 fast  accesses)  depend  on the accelerator card used in the
 180 system:  Sometimes two more clock cycles are inserted by the
 181 bus  interface,  making  the  whole access 497ns long.  This
 182 doesn't  affect  the  reliability  of the controller nor the
 183 performance  of  the  card,  since  this doesn't happen very
 184 often.
 185
 186 All  the  timings  are  calculated  and  only  confirmed  by
 187 measurements  that allowed me to count the clock cycles.  If
 188 the  system  is clocked by an oscillator other than 28,37516
 189 Mhz  (for  example  the  NTSC-frequency  28,63636 Mhz), each
 190 clock  cycle is shortened to a bit less than 70ns (not worth
 191 mentioning).   You  could think of a small performance boost
 192 by  overclocking  the  system,  but  you would either need a
 193 multisync  monitor,  or  a  graphics card, and your internal
 194 diskdrive would go crazy, that's why you shouldn't tune your
 195 Amiga this way.
 196
 197 Giving  you  the  possibility  to  write  software  that  is
 198 compatible  with both the Buddha and the Catweasel Z-II, The
 199 Buddha  acts  just  like  a  Catweasel  Z-II  with no device
 200 connected  to  the  third  IDE-port.   The IRQ-register $f80
 201 always  shows a "no IRQ here" on the Buddha, and accesses to
 202 the  third  IDE  port  are  going into data's Nirwana on the
 203 Buddha.
 204
 205 Jens Schönfeld february 19th, 1997
 206
 207 updated may 27th, 1997
 208
 209 eMail: sysop@nostlgic.tng.oche.de