Cipher Data Products FloppyTape 525 Series Technical specifications

Series 525 FloppyTapeTM
Cartridge Tape Drive
Product Description

Section
1
1.1
1.2
1.3
1.4
2
2.1
2.1.1
2.1.2
2.2
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.3
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4
3
3.1
3.2
3.3
3.4
4
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
5
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.5.1
5.5.2
TABLE OF CONTENTS
Page
INTRODUCTION •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••.••••••• 1-1
Scope ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 1-1
Terminology ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 1-1
General Description •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 1-3
Features ••••••.••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 1-3
SPECIFICATIONS & RELIABILITY ••••••••••••••••••••••••••••••••••• 2-1
Tape Specifications ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 2-1
Record ing Times •••.••••••••••..••••••••••••••••••••••••••• 2-1
Positioning •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 2-1
Reliability •••.•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 2-2
Mean Time Between Failures ••.••••••••••••••••••••••••••••• 2-2
Mean Time To Repair •••••••.••••••••••••••••••••••••••••••• 2-2
Preventive Maintenance ••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 2-2
Data Integrity ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 2-3
Med ia •••••••••••••••••••••••••••.•••••••••••••••••••••••• 2-3
Recoverable Read Errors •••••••••••••••••••••••••••••••••••• 2-3
Non-Recoverable Read Errors •••••••••••••••••••••••••••••••• 2-3
Power Loss •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 2-3
FUNCTIONAL CHARACTERISTICS •••••••••••••••••••••••••••••••••• 3-1
General Description •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 3-1
Read/Write & Control Electronics •••••••••••••••••••••••••••••••• 3-1
Tape Drive Mechanism •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 3-3
Read/Write Head Positioning Mechanism •••••••••••••••••••••••••• 3-3
FUNCTIONAL DESCRIPTION •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 4-1
Power Sequencing •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 4-1
Stream Selection ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 4-1
Head Load/Motor On •.••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 4-2
Seg ment Accessing ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 4-2
Step Out/Step In ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 4-4
Read Operation •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 4-4
Write Operation •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 4-5
Recording Format •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 4-6
INTERF ACE SIGNALS •••••••••
Drive Interface •••••••••••
Interface Signal Levels ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
Input Control Signals •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
Output Control Signals ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
Da ta Line Signa Is ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
Read Data Signa1 ••••••••••••••••••••••••.•••••••••••••••••••
Write Data Signa1 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
5-1
5-1
5-4
5-4
5-5
5-6
5-6
5-7
Cipher Data Products, Inc. reserves
the right to change specifications
without notice.
Copyright 1984
i

Section
6
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
7
7.1
7.2
7.3
8
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
8.7
8.8
8.9
8.10
9
9.1
9.2
9.3
9.3.1
9.3.2
9.4
9.4.1
9.4.2
9.4.3
9.4.4
9.4.5
9.4.6
9.5
9.5.1
9.5.2
9.5.3
9.6
9.6.1
9.6.2
9.6.3
TABLE
OF CONTENTS (Continued)
Page
PHYSICAL INTERFACE CONNECTION ••••••••••••••••••••••••••••••• 6-1
Interface Connector Locations .•••••••••••••••••••••••••••••••••• 6-1
Signal
Connector Dimensions •••••••••••••••••••••••••••••••••••• 6-1
Recommended Cables and Connectors ••••••••••••••••••••••••••••• 6-2
T ermina tion ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 6- 2
Fra me Ground ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 6-2
PHYSICAL CHARACTERISTICS ••
Mechanical Dimensions ••••••
Weight ••••••..••.••••.•...•....•...••...••..•....•••.....•.•••
Mounting ..................................................... .
7-1
7..:1
7-1
7-1
ENVIRONMENTAL CHARACTERISTICS/POWER REQUIREMENTS ••••••• 8-1
Temperature •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 8-1
Humidity •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 8-1
Altitude •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 8-1
Vib ration ...................................................... 8-1
Shock •••••.•••••••••••••••••.•••••••••••••••.••.••...••.••••.. 8-1
Air Quality .................................................... 8-1
Acoustical Noise ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 8-2
DC Power ..................................................... 8-2
Heat Dissipation ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 8-'2
Cooling
••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 8-2
APPLICATION NOTES ••••••••••••
General •••••••••••••••••••••
Hardware Considerations ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
9-1
9-1
9-2
Encoding Techniques •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 9-4
Single Density (FM) •••••••
Double Density (MFM) ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
Software Considerations ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
9-4
9-4
9-4
Drive Selection ............................................ 9-4
Addressable Tracks (Segments) ••••••••••••••••••••••••••••••• 9-4
Number of Sectors •••••••.••••••••••••••••••••••••••••••••• 9-5
Stream Formatting •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
9-5
I/O Buffering & Sector Interleaving ••••••••••••••••••••••••••• 9-5
Retension Pass ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 9-6
Formatting ................................................... .
9-6
9-6
Format Description •••••••
Data Integrity ............................................. 9-9
Format Operation •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 9-9
Access Timing •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 9-12
Stream To Stream ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 9-12
Seg ment To Seg ment ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
Read Reposit ion ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
ii
9-12
9-14

TABLE OF CONTENTS (Continued)
APPENDIX A CONFIGURATION TABLES
•••••••••••••••••••••••••••••• A-I
A.l
A.2
A.3
A.3.1
A.3.2
A.3.3
A.3.4
Jumper Options.. • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •• A-I
Stream Selection Tables.. • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •• A-I
Serv ice Aids.. • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •• A-4
Continuous Forward/Reverse •••••••••••••••••••••••••••••••••• A-4
Stream Positioning -All Streams •• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •• A-4
Stream Positioning - Streams 0 & 4 •• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •• A-4
Cyclic Tape Motion.. • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •• A-4
APPENDIX B OPERATING PARAMETER CONSIDERATIONS
•••••••••••••• B-1
B.l
B.2
B.3
B.4
B.5
Time Outs .........•••.....•...........................•...... B-1
Read After Write ...••...............•............•.........•. B-1
Reinstruct Timing ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• B-2
Sectors/Segment Counts ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• B-2
Stream (Drive) Selection ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• B-2
iii

Figure
1-1
1-2
LIST OF ILLUSTRATIONS
Page
525 FloppyTape Drive ................................................ 1-1
The Evolution of Floppy Tape •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 1-2
3-1 525
Functional Block Diagram •••••••• • ••••••••••••••••••.•••••••••• 3-2
3-2 Component Location Layout •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 3-3
3-3 Read/Write Head Assembly.. • • •• • • • •• • • • ••••••••••••••••••••••••••• 3-3
4--1
4--2
4--3
4--4-
4--5
4--6
5-1
5-2
5-3
5-4-
5-5
5-6
6-1
6-2
6-3
7-1
9-1
9-2
9-3
9-4-
9-5
9-6
9-7
9-8
9-9
9-10
9-11
525
Physical Tape Layout ••••••••••.••••••••••••••••••••••••••••••••• 4--1
525 Stream Partitioning Layout ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 4--2
Stream Access Flowchart •••••••••• • ••••••••••••••••••••••••••••• 4--3
Random Seg ment Access Timing •••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 4-4
Read Timing ........................................................ 4-5
Write Timing .................. . ................................. 4-6
525 Drive Interface
525 Drive Interface
SA4-50
SA850 ......................................... .
I/O Listing ........................................................ .
Interface Signal Driver/Receiver ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
Read Data Signal - FM & MFM •••••••••••••••••••••••••••••••••••••
Write Data Signal - FM & MFM ••••••••••••••••••••••••••••••••••••
525 Interface Connectors -SA450 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••
J 1 Interface Connector Dimensions SA4-50 •••••••••••••••••••••••••••••
J1 Interface Connector Dimensions -SA850 •••••••••••••••••••••••••••••
5-1
5-2
5-3
5-4-
5-6
5-7
6-1
6-1
6-2
525 Dimensions ..................................................• • • 7-1
Typical Host
System (Block Diagram) .•.•••••••••.••...•••.••.••.•••••• 9-1
Typical Floppy Disk Host
Controller •• • •• • • • • • • ••• ••• •••• ••• •• •• • • 9-2
525
Controller Example - SA4-50 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 9-3
FM vs. MFM Recording .............................................. 9-5
IBM System 34 Format Example.. • ••••••••••••••••••••••••••••••••• 9-8
Format Flowchart.. . . . . . . . . . . . . . ................................. 9-10
Verification Pass Flowchart ••••• • ••••••••••••••••••••.•••••••••••• 9-10
Stream Format Timing ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
Head Positioning •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
Contiguous Segment-to-Segment Timing •••••••••••••••••••••••••••••
Read Reposition Timing •••••••••.•••••••••••••••••••••••••••••••••••
iv
9-11
9-12
9-13
9-14-

SECTION 1
INTRODUCTION
1.1 SCOPE
This manual describes the electrical and
mechanical characteristics 0:tr&ipher Data
Products' 525 FloppyTape 1/4-inch
cartridge tape drive. It contains the
timing, electrical, and mechanical
specifications for the 525, which is
available with a data rate of 500 KHz with
SA450 or SA850 interface, or a 250 KHz
rate with a SA450 interface. It also
recommends the formats and circuitry
necessary to interface the 525 to a host
controller.
The information in this manual is correct at
the time of publication, but is subject to
change without notice. This information is
the exclusive property of Cipher Data
Products, Inc. and shall not be reproduced
in any manner without the written
permission of Cipher Data Products, Inc.
1.2 TERMINOLOGY
The following new or, possibly, unfamiliar
terms relate to FloppyTape technology:
Figure 1-1. 525 FloppyTape Drive
o Sector - smallest unit of addressable memory located within a segment.
o Segment -a fixed length of tape that emulates a floppy disk track. Each segment is
26.55
inches, and has the capacity (unformatted) of 20.5 kilobytes. See Figure 1-2.
o Stream -one
of six physical bit serial tracks recorded on tape. Each stream
contains 255 segments (0-254). See Figure 1-2.
o Index
Pulse -a signal sent to the host controller by the 525 to indicate the detection
of an Index Mark. An Index pulse can be used by the host controller to initialize
segment operations.
o Index Mark -a portion of a stream in which the oxide is saturated in one direction.
An Index Mark is used for the logical separation of segments. See Figure 1-2.
o Upstream -a position on
tape that is between the present location and the logical
End
of Stream (EOS). See Figure 1-2.
o Downstream -a position on
tape that is between the present location and the logical
Beginning of Stream (BOS). See Figure 1-2.
o Host Controller -
the hardware required to interface the 525 to the host computer.
1-1

0
0
PHYSICAL
BEGINNING
OF TAPE
INDEX MARKS
, /
I
J--TRKO
I
--------- TRK 0 ----
I" Becomes 26.55" of Tape Recorded at 6400 BPI -I
11M I 1SEGMENT - 20.5 K BYTES I
: 4
: -~~---------------------------------------------------.
11M ISEGMENT 111M ISEGMENT 211M I SEGMENT..... I\\ ISEGMENT 255
256 Segments become a Stream
STREAM 1
..
0 0 0
.. STREAM 2 0
STREAM 3 ...
.. STREAM 4
STREAM 5
..
0 0
..
STREAM 6 o 0
~--------- DATA AREA 600' ----------a~
Figure 1-2. The Evolution of FloppyTape
1- 2
r
1/4"
0 1
PHYSICAL END
OF TAPE

1.3 GENERAL DESCRIPTION
The Cipher 525 FloppyTape cartridge tape drive is a low cost, computer data storage
tape drive, employing the 3M DC600A or any other Cipher approved 1/4-inch cartridge
tape media. The 525 emulates the industry standard SA850 or SA450 interface and
responds to
common floppy disk drive commands. Emulation of a floppy disk drive is
accomplished by the FloppyTape's on-board Z8603 microprocessor. Data is recorded in a
bit serial manner on each one of the six streams on the tape. Streams are selected by
the host system via the four Drive Select and Side Select lines supported by the standard
SA850 or SA450 bus. The host treats each stream as a logical disk surface. Prior to any
stream access, the host system must select one of the six logical surfaces. Actual
physical stream selection is accomplished by first having the Z8603 microprocessor
interpret the Drive Select and Side Select lines, then positioning the Read/Write head on
the selected stream. Each stream has an unformatted capacity of 5.2 megabytes.
Emulation of a floppy disk track is achieved by partitioning a stream into 26-inch
segments. Segments are separated by DC saturated portions of tape referred to as Index
Marks OMs).
Stream partitioning into segments by IMs is done by the Z8603
microprocessor during a stream format operation initiated by the host system. Following
the format operation, the FloppyTape uses the IMs to generate the Index Pulse signal
seen by the host on the interface. Ilvls are also used by the FloppyTape to count the 26-
inch increments of tape, when a segment seek operation is initiated by the host system
controller. The unformatted capacity of a segment is 20.5 Kbytes (approximately twice
the capacity of an 8-inch floppy disk track). Segments are accessed by the host system
using the floppy disk protocol step and direction lines from the floppy disk controller.
1.4 FEATURES
The main features of the 525 FloppyTape include:
o Standard ANSI cartridge mounting
o Precise head stepping
o SA450 or SA850 floppy disk interfaces
o Operable with existing floppy disk controller chips
o No AC requirements
o 5-1/4-inch form factor
o High capacity storage (32 MB)
o Soft sector type floppy disk format
o Enclosed/removable media
o Low maintenance
1-3

SECTION 2
SPECIFICATIONS & RELIABILITY
2.1 TAPE SPECIFICATIONS
Tape Speed/Transfer Rate:*
Ramp Time:
Tape Speed Variation
Low Frequency:
Instantaneous:
Write
Pre-compensation:
MF M Recording Density:
Unformatted Capacity (MFM Recording)
Segment:
Stream:
Cartridge:
Recording Tracks:
Recording Method:
Interface Code
Recommended:
Available:
2.1.1 Recording Times
78 ips (500 Kbits/sec)
39 ips (250 Kbits/sec)
2.1.2 Positioning
Method:
*Transfer rate is tape drive dependent.
2-1
78 ips/SOD Kbits/sec
or
39 ips/2S0 Kbits/sec
350 ms
Less
than ±2%
Less than ±6%
200 ns @ 500 Kbits/sec
250 ns @ 250 Kbits/sec
6,400 bpi nominal
26.55 inches = 20.5 Kbytes max.
255
segments = 5.2 Iv'lbytes
6 streams = 31.3 Mbytes
6
NRZ
N\odified Frequency Modulation (MFM)
Frequency Nlodulation (FM)
0.333 sec/segment
93 sec/stream
558 sec/cartridge
0.666 sec/segment
186 sec/stream
1,116 sec/cartridge
Multi-position stepper motor