Arduino Floppy Dump utility

[Dexus]

В соседнем треде была презентация моей мини-разработки.
Тут - отдельная тема, с продолжением самостоятельной жизни.

Arduino Floppy DUMP utility - консольное приложение, написанное на python, предназначено для дампования флопиков (главным образом 5.25", но и 3.5" даже PC-шные HD диски по идее должен без проблем захватываться), и для сохранения образов в разных форматах. Работает в связке с микроконтроллером ATMega328(16MHz).

Ссылка на предка - http://amiga.robsmithdev.co.uk/instructions

Вводные данные:
При MFM кодировании один байт информации конвертируется в 4-8 импульсов. Импульс генерируется при развороте направления намагниченности.
В MFM всего возможно 3 разных длительности (4, 6, 8мкс для DD и 2, 3, 4мкс для HD дисков).
Скорость вращения диска - 300об/мин, или 5об/с (бывает 360об/мин, но это не наш случай). Таким образом длительность трека - 200мс, или 200000мкс. То есть для DD диска один трек вмещает 25000-50000 импульсов, а HD диска - 50000-100000 импульсов.
При загрузке данных из Arduino одна длительность кодируется 2 битами (используются комбинации b01 b10 и b11, а b00 - служебный, завершение потока - 0x00). Таким образом мы имеем в одном переданном байте 4 MFM длительности (импульса). То есть каждый байт исходной информации - это 1-2 байта, переданных из устройства.
То есть, длина дорожки при загрузке данных из устройства - это от 6250 до 12500 байт для DD диска. Для HD диска, соответственно, от 12500 до 25000 байт.
DD диски (основная масса 5.25" включая ZX, а также старые 3.5") имеют длину дорожки в исходных данных 6250 байт, HD диски - 12500 байт.
За одну секунду трек загружается 5 раз (поскольку совершается 5 оборотов). Таким образом, плотность информации, загружаемой с устройства в MFM формате - это до 62500 байт в секунду (cps) для DD диска, и до 125000 cps для HD диска.

То есть минимально возможная скорость, при которой HD дорожка будет успевать передаваться через USB-Serial - это 125000*(8+2) = 1250000Кбит/с. Для DD дисков, соответственно, 625000 Кбит/с.

Таким образом для работы с HD дисками скорость работы UART должна быть 2Мбита/с, а для DD дисков достаточно 1Мбита/с. Это необходимо учитывать.

Что нужно:
1. Arduino (варианты)
- а) Устройство на ATMega328 (16mhz), типа того как на рисунке (Arduino Pro Mini) + USB-Uart контроллер - FTDI-совместимый (т.к. без труда 2Мбита прокачивает). CP2102 не подходит (макс 1Мбит).
- б) Вероятно будут работать и Arduino Uno (на AtMega328-16), и другие платы с интегрированными USB-Uart адаптерами на FTDI/FT232RL, обеспечивающие скорость 2Мбит/с. Это надо проверять.
- в) Дешевый Arduino Nano, со встроенным CH340 (без кристаллов) - фирмварь прошивается в режиме Old bootloader. На скорости 2МБита работает с ошибками (~0.02% ошибок), на 1Мбита - ошибок нет, т.е. пойдёт только для DD дисков.
2. Обвязка ардуины
- бредборд (монтажная доска).
- соединительные провода (возможно и без бредборды, если цеплять к самим ножкам ардуины).
- 1кОм сопротивление (для подтягивания линии данных до 5в).
- блок питания и шлейф для FDD.
3. На хостовом ПК
- Windows>=7, вроде и Linux и MacOS (но это не проверялось).
- python>=v3.6. Библиотека pySerial
- Arduino SDK.

Запись дисков не предусмотрена (и, вероятно, не будет), поэтому ардуиновые ножки A0/A1/A2, и 3 не задействованы. Кроме того, поменяны местами ножки 4 и 8 (это все в сравнении с проектом Роба Смита).

Если используется Arduino с UART, не дающим безглючные 2Мбита, то HD диски читать не получится. Однако, с DD дисками возможно будет работать. Для этого необходимо сообразно поправить скетч (.ino файл строка вначале "#define BAUDRATE 2000000"), и сам .py файл (строка "ser.baudrate=2000000"), на, соответственно 1000000.

Схема:


Мой сетап:


Питание для дисковода отдельное. Шлейф - родной спектрумовский. Ножки 10-12-14-16 разъема соединены между собой на монтажной платке (чтобы было пофигу - перевернут кабель или нет). Шлейф насажен на обычные недорогие контактные штырьки (причём впаяно не всей гребенкой, а по-отдельности штырьки, а для земли всего 1 линия) - покупкой 34-пинового разъема не заморачивался. Шлейф воткнут с обратной стороны (на фото не видно).

--------
Зачем вообще? Материнки перестали делать с FDD контроллерами, raw driver никак не подцепишь. Да даже если подцепишь — этот raw driver весьма ограничен в своих возможностях «подкрутить» параметры чтения, что мешает нормально читать некоторые не очень качественные диски.
Ардуино — дёшево, и сердито (это попытка выжать максимум из 8мибитного 16мгц микроконтроллера с 2кб ОЗУ), прекрасно работает с 5в устройствами, и есть почти в каждой российской семье. Люди относятся к Ардуине, как платформы для захвата, весьма скептически. Вот и посмотрим.

Альтернативы:
- greaseweazle - неплохой проект, работает на недорогой STM32 "blue pill", захватывает поток по таймингам не хуже kryoflux, но плохо дружит с 5.25" дисководами (вроде этот аспект недавно поправили - дребезг оптического датчика индекса теперь _вроде_ фильтруется). Но хостовая часть пока мало что позволяет. Плюс он появился позднее, чем я начал свой проект, так что пусть.
- Arduino floppy disk reader/writer - проект-предок сабжа. Умеет даже писать, но не всеядный - ориентирован на Амиги, и вообще, достаточно плохо оптимизирован с точки зрения firmware, не умеет HD диски, тайминги захардкодены. То есть очень узкозаточенный.
- FluxEngine - неплохой вариант. Построен на достаточно экзотичной плате CY8CKIT-059, которая дороже Arduino раз в 10 (но с учетом необходимого FTDI - всего раз в 5), умеет писать некоторые форматы, но спектрумских вообще не знает.
- всякие дорогие устройства (сами знаете).

--------
Текущая версия скрипт + фирмварь:
0.01b http://volutar.eu5.org/afd001b.7z


--------
История изменений:
2020-08-07 v0.01b - подстройка под тайминги для каждой дороги, дорожки за 80й обрезаются (если пустые), вывод красивой статистики
2020-08-05 v0.01a - первый релиз, сохраняет UDI, настроена на стандартные тайминги DD дисков 32/48/64 (4/6/8мкс)

[Advertiser]

[Black Cat / Era CG]

Каким образом можно ответить в теме, не приклеивая к предыдущему сообщению, без вот этой шняги с "Добавлено"?
Мне нужно новое сообщение, не трогая нуль-поста.

Ждать...

- - - Добавлено - - -

Или писать новое сейчас вот

[Dexus]

Смотрю тут, насколько удобно будет выводить "содержимое" дорожки для юстировки пороговых значений...
Если брать просто усредненное, то там не факт что поможет. Вот например:

Arduino floppy dump utility v0.01b (UDI)    (c) 2019-2020 by Denis Dratov

  Port:  COM6 - AFD device, firmware version 1.0

Rotation speed: 300.2883 rpm
Probing track stats, to figure thresholds..
us-----2|------3|------4|------5|------6|------7|------8|------9|
                ,Xx.       .xX#-                                
                #Xx.       .xX+.        .,...                   
                X%+.       ,xx.        ....                     
                %+                                              
               .%-                                              
               +%                                               
               XX-       xx#+                                   
             x#Xx-   . ,+xx+.   .  .,...                        
 .     ,..-xX#-,,,,,...,,.,,.,,,.,,,,.,..,... .  .. ....  . ... 
      .  . ,---++--+++++--+-----------,----,,-,... ..... ...... 
         ,----+++++x++++----+-----+----,-.,.,...  . .. ...,.   .
    . .,,-.-,-+-----+--,+-+++---+---,,,----,,,,,......... . ....
      ...,-,+++++++---------,,-,-.,,-,--,,,,--.,.-,,,,,..., . ..
      ...,.x#+++xxxx++,.,. ,....                 .,,,-,.        
           +%                                                   
            %,                                                  
            %+                                                  
            %%..     ,.,.                                       
             ##x,.  .+x##,     .....                            
             %+-..   .-++..    .....                            
             %X                                                 
             x%                                                 
             .%,                                                
              X#x.     .xx#x.                                   
              +%x-.     -+x+.      ..,.,                        
              -%,                                               
               %X                                               
               X%                                               
               +%+,        -x+.                                 
                #X+        .##+.        .,,.                    
                X%.         ,..         .,                      
                x%-                                             
                ,%#                                             
                 %%                                             
                 x%,         ,#+#-          ...                 
                 +%#         .++x,         .,..                 
                  %%                                            
                  #%,                                           
                  ,%X                                           
                   %X           +xx+                            
                  .#%.          ,x#x.          .,,.             
                   x%+                                          
                   +%X                                          
                    %%                                          
                    %%,              .                          
                    #X+          .x#x#-           , .           
                   .x%#           -+,+,           ...           
                     %X                                         
                    +%X                                         
                    +%X                                         
                   .#Xx          ,xxxx,                         
                   ,X.           +###-                          
                   #x          .x##x,                           
                 .x#.         +###x                             
                 ##.       .x#Xx-                               
              .x#x     -+x##x+,                                 
             ,Xx     xx##+                                      
              +xx+   .++xxxxx-                                  
                .#x        +#X#.                                
                ,X+        x#X#.                                
                 ##.       -x##x.                               
                 ##.       .x##+                                
                 x#.        +#X#.                               
                 x#         -###-                               
                 ,X.         ####.                              
                 .X+         -###-                              
                  #x          -XX-                              
                  x#          .#X#.                             
                  +X.          ,XX-                             
                  .X-           ##X.                            
                   Xx           +XX,                            
                   #x           .XXx                            
                   ##            #X#                            
                   ##            ###.                           
                   ##            #X#                            
                   ##            #Xx                            
                   ##            XXx                            
                   #x           -XXx                            
                   Xx           +XX+                            
                  .X+           x#X,                            
                  .X-           X#X.                            
                  .X,           X#x.                            
                  -X.          -XXx                             
                  +X           x#X-                             
                  xX.          ##X,                             
                  ##          .X##,                             
                  ##          ,X##.                             
                  #x          +XXx                              
                  X+          xXX-                              
                 .X-          x#X-                              
                 ,X.          ##X,                              
                 .X-          ##X                               
                 ,X-         .X##,                              
                 -X+         -X#x                               
                 +X-         +XX+                               
           .     x#.        +###                .

Я уже показывал этот диск в соседней теме, но в графическом виде:


Очень сильно плавающие значения. Это максимальное разрешение по времени (сверху вниз, каждая строка - информация о таймингах на 128 512 поворотов доменов). Если для каждого куска использовать свои пороги - в принципе даже что-то можно вытащить (конечно, не того участка который почти в самом начале - там дохлый номер). Но если первым этапом сканировать нулевую дорожку, и использовать усредненные тайминги для прочитки всего диска...

Идея какая... Перед началом прочитки диска вытаскивать эту вот статистику (скрыто, или может быть показывать как-то по-минималке), и руководствуясь данными из неё, читать весь диск. За один первый заход.
И если в первом заходе были ошибки CRC, делать второй заход, в ходе которого идти только по дорожкам с плохим CRC, и предварительно вытягивать эту статистику для каждой дорожки, чтобы выставлять адекватные пороги даже для каждого отдельного его фрагмента.

Но если такую логику применить к этому диску - на первой же дорожке фейл. Т.е. усредненное будет мусорным, прочитать ничего не сможет с константным значением, взятым из этой кривой нулевой дороги.
И тут ведь как повезёт - первая дорога может быть отличной, а следующие все с другими, кривыми таймингами. В таком случае он будет впустую шлёпать до конца с относительно быстрой скоростью... просто потом ещё разок будет читать, но в 2 раза медленнее, по фактически всем дорожкам.
Как быть? Не хотелось бы городить лишние параметры. Учитывая, что заранее ведь человеку неизвестно насколько там всё плохо...
Даже брать пару дорожек, и усреднять их может не помочь...

Вот так будет выглядеть утрамбованная в 4 раза "картинка":

                %%#,       ,X%X-       .,-,..                   
             x#%%+   . ,+###+   .  .,...                        
 .  . .--++#XXxxxxx##xxxxxxxxxxxxxxxx+++x++-++--,,,,,-,,..-,,,,.
      .,.--#%xxx#x#xxx-------,---.,,-,--,,,,--.,.------,.., . ..
            %%#x,,  .+###,.    ,...,                            
             %%#x.     .xx#x.                                   
              +%%-.     -+x+.      ..,.,                        
               +%%x        -X#+.        .-,.                    
                ,%%#         -#x#+         .,..                 
                  %%%           +xx+                            
                  .X%%          ,x#x.          .,,.             
                   .%%%          .x#x#+           -..           
                   ,%%%          +XXXx,                         
              .x##X%x  -+x####X#X%Xx,                           
             ,X##%#  x#XX#x#%%X,                                
                 %%.       -X%%%-                               
                 ,%%         #%%%#.                             
                  +%#          ,%%%x                            
                   %%            %%%.                           
                  .%X           #%%#                            
                  x%+          #%%%.                            
                  %%.         x%%%-                             
                 -%x          %%%+                              
           .     #%x        +#%%X,              .

Выводить на второй стадии для каждой дорожки, на которой были ошибки CRC, такое вот ASCII'шное "художество"?
~20 строки на дорожку DD диска, соответственно ~40 для HD (которые PCшные, 1.2/1.44). В принципе, для HDшных можно ужимать в 8 раз, чтобы не засирать экран ими.
Символы для отображения плотности сделал пока .,-+x#X% - можете предложить свои варианты.


Есть вариант объединить 1й и 2й проход. Т.е.:
0. Сканировать 0ю дорогу, взять из нее усредненные тайминги.

1. Читать дорогу с усредненными таймингами (с предыдущего шага).
2. Если были ошибки - сканировать тайминги, и повторно перечитывать дорогу с подробными таймингами. Взять из них же усреднённые, "на будущее".
3. Следующая дорога, шаг №1

Таким образом усреднённые тайминги будут перестраиваться по ходу чтения в случае сбоев, и использоваться для следующих дорожек.

[Dexus]

0.01b http://volutar.eu5.org/afd001b.7z
- Капчурятся 83 дорожки, но если последние пустые - в образ они не сохраняются.
- Собирается статистика, выбираются значения для MFM порогов (из-за этого дорожка читается дважды)
- Статистика выводится для КАЖДОЙ дорожки (и поэтому скорость медленнее для всего диска)
- Сохраняет журнал в dump.log
- Если имя не указано в параметре - спрашивает его после захвата, перед непосредственным сохранением
- Обновлена фирмварь, пороговые значения повышены до 192 (вдруг это SD диск)

Загрузка со статистикой выглядит подобрым образом:

Rotation speed: 300.2883 rpm

                       .:        V            V                 
                       ::               ..                      
                      :::.             :::                      
                      :::::           ::::.            .        
                      :::::.         ::::::          .:::       
                      ::::::         ::::::         ::::::      
             :     :.:::::::        .:::::::        ::::::      
         . .:::.::::::::::::: :.: ::::::::::  ... .:::::::. :.  
us------2-------3-------4-------5-------6-------7-------8-------9
Track type: MFM/DD   Period=4.00us    Quality: 90.61%
000: T000:0 len256  01 09 02 0A 03 0B 04 0C 05 0D 06 0E 07 0F 08 10 

                       .:.    V                  V              
                       :::.           .::.                      
                      :::::          :::::            .:        
                      ::::::         :::::.          ::::       
                      ::::::         ::::::         :::::.      
                     .::::::        :::::::         ::::::      
                .   .:::::::.       :::::::         ::::::   .  
            ::  :...:::::::::. :::..:::::::: ...    ::::::.  :  
us------2-------3-------4-------5-------6-------7-------8-------9
Track type: MFM/DD   Period=4.00us    Quality: 91.26%
001: T000:0 len256  01 09 02 0A 03 0B 04 0C 05 0D 06 0E 07 0F 08 10

Буковками V обозначается место, которое автоматом выбирается для порога (всего два порога)

[Dexus]

Словом, HD диски, которые 1.44, капчурятся без особых проблем (что с прошивкой Роба Смита было невозможно).
Статистика выглядит вот так:

       .:                                                       
       ::       :                                               
       ::      ::       .                                       
       ::      ::      .:                                       
       ::.     ::      ::                                       
       :::     :::     :::                                      
    : ::::.. .::::    ::::                                      
   :::::::::::::::..  ::::: :   ... ..      : ...  .  :::     :.
us------2-------3-------4-------5-------6-------7-------8-------9

А неформатированные вот так:

            .::::::......                                       
          :::::::::::::::::::::::::....................         
        .:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
      .:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
.... .::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
us------2-------3-------4-------5-------6-------7-------8-------9

Почему там от 2.5микросекунд идет спад - хз. Это 5.25" дисковод, и возможно, что просто быстродействия компонентов не хватает чтобы в этой шустрой части спектра было достаточно насыщено. На 3.5" дисководе неформатированные пока не смотрел. Но там 2мкс тайминги спокойно захватываются, влоть до ~1.4мкс (цикл захвата соптимизировал как смог). В общем-то мне 3.5" постольку поскольку - весь архив в 5.25".

- - - Добавлено - - -

Сейчас размышляю о том, каким образом лучше создавать "кривую скорости". Т.е. чтобы справиться с ситуацией из поста №3. Какой-то чуть более хитрый, двухмерный стат.анализ надо привлекать..

А помимо этого еще есть вот такие ситуации:

us------2-------3-------4-------5-------6-------7-------8-------9
                       X%x.           .x+-           .          
                 .  . .xX#-.         .x##x-          .....      
                     xXx-xX-..     -+.. ..,--,     .... ...     
                     X#. .##-.    .++.   ..-+,     ..    . ..   
                     #X  +%+                                    
                     .X#+Xx                                     
                      .xXx.          .+##+.            ,. .     
               .      -XX#.          .,xx             ...       
                      xX+Xx,        .-++++-.          ,,...     
                      +%#X.                                     
                      ,%#X                                      
            .         x#,#x-        .xx, xx.         .  .       
                    . x###x,        .-x+++-.        ...,....    
                       +%+.           ,xx+             -,.      
                       #%                                       
                   .   -##x        .  x##+            -+-.      
                     .+#x#x,         +x++x+,.       .,.....     
                      x#,+xx+.     .+x+ -++-.      .+-, ,+-.    
                      -#xxx+,       ,xx-xx+.        ,--,--.     
                      .+#xx-         ,xxxx.         .-x+++      
                       xX#,          .x##x.           ....      
                     -x#xxxx-.     ,+++--x+-,      .,., .-,..   
                     +#-  +xx+     +x,   ,+x-     .-+.   ---,.  
                     +#-  +xx+.    xx.   -+x+.    ,+-,   -+-,   
                     -xx+xx--.     -+xx-+xx-..     .-.  ..,,.   
                       #%x,          .+#x-         .  --,       
                      -x##x-         ++xx-,         .-+x+..     
                      -x#xx+         +xx+x,          --+--.     
                  .   +xxxx+. .      +x++x+.        .-+-+,.     
                      xx.-#+.       -#+. +#+        . .  ..     
              ..     .,###x.         -xxx+.           -++,      
                       +##+           +#x+           .+x+.      
                       +##+           +xx,           .+x+,      

                       :..           ..  .                      
                      .:::.          :: ::           .  .       
                      :::::          :::::.          :..::      
                      :::::         .::::::         ::::::      
                      :::::.        :::::::         :::::::     
                      ::::::        :::::::         :::::::     
                 :.:  ::::::       .:::::::       . :::::::     
          ..  ..:::::.::::::. :: .::::::::::.: ::::::::::::.   .
us------2-------3-------4-------5-------6-------7-------8-------9

Что тут? Очевидно, перемагниченные области, в которых сдвигается магнитная поляризация целых фрагментов дисков. Таким образом все четные домены оказываются чуть короче, а нечётные - длиннее (общая длительность остается той же, просто сдвигаются границы в + или в -).
Линии "раздваиваются". Если "плюс" одной полоски пересекается с "минусом" другой (т.е. эти раздвоенности залазят на соседние) - уже стандартным способом не прочитаешь. Тут либо надо читать полный RAW, в котором и четные и нечетные тайминги будут очевидны. И тогда можно компенсировать, "выровнять" эти расплывы (но на это Ардуино скорее всего не способен, ибо памяти мало чтобы все читать без обработки), либо изобретать какой-то способ раздельного чтения четных и нечетных полосок, с последующей рекомбинацией... Нормализацию четных-нечётных доменов, кстати, и greaseweasle не умеет (хотя это ему ничего бы не стоило).

Вообще, я даже не знаю насколько это нужно, насколько востребовано, есть ли вообще такие "ушатанные" магнитными полями диски. Все мои в принципе читаются и так, полоски друг на друга не налезают... Но, допускаю, что у людей могут быть такие нечитаемые никакими ухищрениями диски... Но, возможно, от них уже давно избавились, не дождавшись "волшебных утилит"...

Чтобы выводить "подробный" график дорожки, в текущей версии (0.01b) достаточно раскомментировать строку №182 (# print_ba(stats[a-64:a])). Если у кого-то есть подобные кейсы - прошу делиться.

[Dexus]

Есть некоторые затруднения с анализом статистики
Такой пример:

us------2-------3-------4-------5-------6-------7-------8-------9
                     x#,  xx+..   -#x.   .,+x+.   .,,    .....  
                     +#x .+x++,   ,+x,   +x+-.    ,++.  .--,,   
                     #x, .x+x,.   .x#,   .-xx,     .,     ...   
                    .x#, .xxx..   ,#x    .,xx-    ,,.   ...,.   
                     x#- .#x--.   .+x.   ,-++.     ,-   ..,,,   
             .       ##. .#++    .,x+. .  +-+,      .           
               .     +#+.,x+x+.   .xx, ..-+++.    .--.  .---,.  
                     xx,  x+x-    -#x-   .+xx+.    ...   ....   
                     x#, .xx-.    ,#x,   .-+#-     .,.    ..,   
                     +xx.,++x+,   ,+x-. .+++-.    ,++,  ,-+--   
                     +#, .xx-.  . +#x,   .-x+x,    ..    ....   
                     +#+ ,xx-,    .x#-.  ,-xx.      .   ..,,..  
                 .   +#+ +x+x,   . xx-, .-x+x-      .,   . .

Тут - обычный MFM. Должно быть 3 полоски. но их тут 6. Это и есть то самое перемагничивание. Четные импульсы удлиняются, нечётные укорачиваются
Происходит вот такое:

-------\               /------\
        \             /        \
+++++++++\-----------/++++++++++\------
          \         /            \
           \_______/              \____

-----\                   /--\
      \                 /    \
+++++++\---------------/++++++\--------
        \             /        \
         \           /          \      
          \         /            \
           \_______/              \____

Соответственно, выделять первые три (две) полоски для разметки таймингов для таких вот дисков - нельзя. Тут надо делить на четные и нечетные. Проблема в том что есть плавающая скорость, а есть плавающая перемагниченность, и их нужно обрабатывать соответствующе. Поскольку изменение скорости влияет на 1.5х и 2х длительности как множитель, а перемагничивание влияет как суммирование. Если это просто скорость - тут проблем нет. Можно за счет динамического изменения пороговых значений, которые перед чтением впихнуть в ардуину перед чтением MFM потока.

Но для каждой такой "перемагниченной" дорожки нужно несколько раз считывать статистику четных и нечетных (несколько - потому что нет никакой гарантии, что чтение начнется с четной или не четной - импульсы одинаково кодируются). Потом находить траекторию по каждому потоку - четному и нечетному, если они совпадают - значит перемагничивания нет, и можно читать без четного/нечетного, если расходятся - значит есть перемагниченность, и тогда нужна ОТДЕЛЬНАЯ процедура чтения, в которую нужно впихивать два массива для компенсации внутридорожной динамики - помимо пороговых значений, еще и отклонения для четных-нечетных импульсов. А потом читать дорогу, возможно несколько раз, поскольку также нет никакой гарантии, что четные попадут на четные.

Сразу понять что в дороге есть эта перемагниченность в принципе можно - статистика для них будет не из трёх бугров состоять а как минимум четырёх. Но это не обязательно - если там плавает скорость (как в примере из поста №3), то количество бугров вообще ничего не значит - там они все дико размыты:

            .  ...  ..  :::      .                              
            ::::::::::.:::::..::::                              
            :::::::::::::::::::::::.                            
           ::::::::::::::::::::::::::                           
           ::::::::::::::::::::::::::.                          
           ::::::::::::::::::::::::::::.:.::    ..  . .::..     
          ::::::::::::::::::::::::::::::::::.::.:::.:.::::::.:::
  : :: :  ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
us------2-------3-------4-------5-------6-------7-------8-------9

В случае плавающих скоростей - нечетких бугров, необходим такой вот многократный сбор статистики, чтобы при чтении компенсировать все эти плавающие штуки (если они там имеются). Достоверно и быстро задетектить треки с перемагниченностью не так-то просто, если они маскируются плавающей скоростью. Поэтому придется раз по 10 читать дорожку чтобы все тайминги вытащить с вероятностю в 95%. Ведь возможно что так не повезет, и перемагниченный трек будет 10 раз подряд прочитан по четным импульсам вне зависимости от пропуска одного импульса, и тогда утилита не увидит разницы между четными и нечетными, подумает что это просто скорость плавает. И трек все равно не прочитается.

[Dexus]

Один и тот же фрагмент статистики, взятой разными способами (это диск isdos, приличная часть секторов которого не читается):

Общий                   -X#,        .xxxx,         .xx          
                        -%x          x+.#-          -x+         
                        -Xx         .x+-#.          -#.         
                        +Xx         ,#--x-          -x,         
                       xx-#xx.      .xxxx,        -x+.          
                      +x, ,xxx+,  ,+++  +++    .+x+-            
                     -#.   ..xxx++x-..    x+  -#,        .      
                      #-    xx   x#-      xx-#,                 
         .      .    .X+,#-.++...+x,.  ..,x..+-.,.      .  ..   
                      xx .  +x+x-,xx.   -xx   .xx,              
                       x+  +##+    ,xx +x-      ,x+             
                       +#  xx#.     ,#-#+        -x-            
                       .#,+#x+       +#x.         +x,           
                        +##x        ,xxxx,         -x+          
                        ,X#.        xx .xx          -#.         
                        .X#,        xx..xx          xx.         
                        +##x        .xxxx          -x-          
                        #-x#x        .#x           #+           
us------2-------3-------4-------5-------6-------7-------8-------9
Четный                  ,##-         xx                         
                        -#x          #+                         
                        .#x          x+                         
                        +#x         ,#-                         
                         -#xx.        -+x.                      
                          ,xxx+-        +x+                     
                           ..xxx+.  .    .#+             .      
                            xx            xx-#,                 
         .              .#-,+-.,      ...,x,.+-.        .  ..   
                         .  +x+x-       ,xx                     
                           +xx+.       +x-                      
                           xx#.       .#+                       
                          +#x+       .xx.                       
                         x#x.       ,x+.                        
                        .##.        xx.                         
                        ,##.        +x.                         
                         +#x.       .xx.                        
                         .x#x        ,x+                        
us------2-------3-------4-------5-------6-------7-------8-------9
Нечетный                -#.           .+x,         ,xx.         
                        .#,            ,#-          ,x+         
                        -#             -#.          -#          
                        -#,            -x+          ,#,         
                       xx.          .x++          -x+,          
                      +x,         ,+++          +x+,            
                     ,#.        .+x-.         -#-               
                      #-         x#-                            
                .   .,X+.        +x,.           ,.              
                      xx         -x+,         .xx,              
                       xx          ,x+          ,xx             
                       +#           -#-          -#,            
                       .#.           +x-          xx,           
                        +x.           .xx.         -x+          
                         #,             xx          -#          
                         #.            .x+          xx.         
                        +x            .xx.         -x-          
                        #-            xx          .x+           
us------2-------3-------4-------5-------6-------7-------8-------9

Чётный/нечётный берутся на "как повезет", т.е. нет 100% гарантии что загрузится именно чётный а не нечётный, и в ~20% случаев чётный равен нечётному. По факту-то, конечно, это не так (не равны), но в силу неидеальных таймингов электроники дисковода, пропуск одного магнитного импульса после появления индекса не помогает.

В общем, сейчас дошел до такого алгоритма (в случае ошибки чтения дорожки в быстром режиме):

1. Загрузить ОБЩУЮ статистику
2. Загрузить статистику через один импульс (как повезет - 80% нечётную и 20% чётную)
3. Вычислить разницу между общей и половиной и проанализировать:
А) Половины почти совпадают (отклонения несущественные) - значит перемагниченности нет (эту характеристику, кстати, неплохо было бы выводить в инфо о треке).
Б) Половины заметно не совпадают - значит дорожки имеют перемагниченность. В таком случае необходимо вычислить кривую для компенсации перемагниченности (№1), с учётом того, что в разности будет выпирть чётный.
4. Усреднить общие-нечётные, и составить кривую пороговых значений, компенсирующую плавающую скорость (№2). Также вывести величину неравномерности скорости.
5. Читать дорожку в режиме "особый", с кривыми скорости и перемагниченности. В 80% случаев она будет прочитана как надо, и в 20% случаев компенсация перемагниченности усугубит картину. За несколько попыток всё должно будет прочитаться (1-80% 2-96% 3-99.2% 4-99.84% 5-99.97%).

Но если и в этом случае будут проблемы, необходимо дампить "сырые" данные таймингов, и делать что-то с ними. Хотя скорее всего это будет означать что там плавающие биты, либо дорога местами физически провреждена, либо размагнитилась (когда граница между + и - размывается до исчезновения). Ну, в этой ситуации... мы... просто наша, эта самая... мы уже здесь наши полномочия всё, окончены.

ЗЫ: Процедуру особого чтения уже сделал, перед чтением дорожки нужно загрузить массив порогов и четно-нечетных отклонений. По 3 байта на каждый "чанк" (который равен 128 байтам, т.е. 512 MFM импульсам). По сути остается всю эту алгоритмику, анализ статистики и вычисления графиков в питоне запрограммировать.

[dk_spb]

Альтернативы:
- greaseweazle - неплохой проект, работает на недорогой STM32 "blue pill", но плохо дружит с 5.25" дисководами. Плюс появился позднее, чем я начал свой проект.
- Arduino floppy disk reader/writer - тоже неплох. Умеет даже писать, но не всеядный - ориентирован на Амиги, и вообще, достаточно плохо оптимизирован с точки зрения firmware, не умеет HD диски, тайминги захардкодены.
- всякие дорогие устройства (сами знаете).

Так а чем плох FluxEngine ?
Я тоже часто предпочитаю делать свои устройства, потому что мне нужно не всегда то, что удобно всем. Но обычно у меня есть четкие 2-3 пункта, по которым я могу отличить возможности моего поделия от имеющихся. В данном случае такие пункты есть? Или просто еще один велосипед?

[Dexus]

Так а чем плох FluxEngine ?

ХЗ.
Я понятия не имею, работает ли он с важными для нас TRD/FDI/UDI/HFE (что в моем планируется).
И также я понятия не имею, умеет ли он подстраиваться под плавающую скорость и перемагниченные поверхности (что в моем также достаточно приоритетно).

Или просто еще один велосипед?

Да, максимально дешёвый велосипед из говна и палок, который сможет читать даже убитые диски, не читающиеся обычными контроллерами.

[dk_spb]

FE тоже умеет подстраиваться. Цена готовой платки - 10$ (надо только разъем IDC34 припаять).
Можно и BluePill использовать.

>Я понятия не имею, работает ли он с важными для нас TRD/FDI/UDI/HFE (что в моем планируется).
>И также я понятия не имею, умеет ли он подстраиваться под плавающую скорость и перемагниченные поверхности (что в моем также достаточно приоритетно).
Странно, Вы же о нем сами писали.
https://zx-pk.ru/threads/31038-greas...ght=fluxengine

> Да, максимально дешёвый велосипед из говна и палок, который сможет читать даже убитые диски, не читающиеся обычными контроллерами.
Ну то есть еще один. Никаких принципиальных отличий нет.