Coimbra

As dúvidas sobre formatação de Baixo Nível para HDs MFM e RLL, é algo que no nosso grupo no WhatsApp é algo recorrente e nosso amigo Lucas Machado criou este tutorial incrível para a comunidade retro!

1. Introdução e Contexto Histórico

A era dos discos rígidos MFM (Modified Frequency Modulation) e RLL (Run Length Limited) marca um período crucial no desenvolvimento do armazenamento de dados para computadores pessoais. Estes sistemas de codificação foram predominantes nas décadas de 1980 e início de 1990, antes da ampla adoção das tecnologias IDE e SCSI.

MFM, introduzido em meados da década de 1970, foi uma evolução da codificação FM (Frequency Modulation), oferecendo maior densidade de dados. RLL, desenvolvido posteriormente, permitiu um aumento adicional na densidade de armazenamento.

A formatação de baixo nível desses discos era uma tarefa crítica e delicada, muitas vezes necessária para preparar um disco novo ou recuperar um disco com problemas. Diferentemente dos discos modernos, que vêm pré-formatados de fábrica, os discos MFM e RLL frequentemente requeriam que o usuário final ou técnico realizasse este processo.

2. Tecnologias MFM e RLL

MFM (Modified Frequency Modulation)

  • Princípio: Codifica dados usando mudanças no campo magnético.
  • Densidade: Tipicamente 8-10 MB por superfície em discos de 5.25“.
  • Vantagem: Maior capacidade que FM, mantendo boa confiabilidade.

RLL (Run Length Limited)

  • Princípio: Codifica sequências de bits em padrões magnéticos mais eficientes.
  • Variantes comuns: RLL 2,7 e RLL 1,7.
  • Densidade: Até 50% mais que MFM em mesma mídia.
  • Desvantagem: Mais sensível a imperfeições da mídia.

3. Controladoras Típicas para 8088, 80286 e derivados:

Western Digital

  • Modelos: WD1002-WA2, WD1003-WAH
  • Características: Amplamente compatíveis, suporte a MFM e alguns modelos RLL. Geralmente não possuem interface gráfica.

Seagate

  • Modelos: ST11M, ST11R
  • Características: Específicos para MFM (ST11M) e RLL (ST11R).
  • São as mais comuns no Brasil.

DTC (Data Technology Corporation)

  • Modelos: DTC5150X, DTC5160X
  • Características: Suporte avançado a RLL, popular em sistemas de alta capacidade.

Adaptec

  • Modelos: ACB-2370, ACB-2372
  • Características: Conhecidos por confiabilidade e compatibilidade.

Nacionais e outras

  • Cada empresa fez a sua, geralmente funcionam como as de marca importadas, basta olhar a documentação e ser feliz. Se a documentação não está disponível, tentar os endereços comuns de ROM e olhar atentamente o que está escrito na placa, geralmente dá certo.
  • Características: Conhecidos por não possuírem grande documentação e as vezes funcionarem apenas em configurações específicas, exigem mais trabalho e tempo, mas quando funcionam, são ótimas.

4. Processo de Formatação de Baixo Nível

Etapas Gerais:

  1. Identificação do disco e controladora
  2. Configuração da BIOS/CMOS
  3. Execução do utilitário de formatação
  4. Verificação de setores defeituosos
  5. Interleaving (se aplicável)
  6. Criação da tabela de partições
  7. Formatação de alto nível (sistema de arquivos)

Detalhes Importantes:

  • A formatação de baixo nível apaga TODOS os dados do disco.
  • É crucial usar o utilitário correto para a combinação específica de disco e controladora.
  • O processo pode levar várias horas, dependendo da capacidade do disco e da velocidade do sistema.
  • Os HDs vão possuir dois cabos, um de dados e outro de controle, eles seguem um padrão de cor típico dos IDE/ATA/PATA, a listra/cor diferente indica o pino 1 e deve ficar para este lado.
  • Não ligue o disco sem necessidade, isso vai movimentar as cabeças e elas não voltam ao local “seguro” sem um utilitário chamado Park (ou derivados).
  • Tenha tudo fixo e parafusado antes de começar, evite acidentes.

5. Instruções Detalhadas para MS-DOS e Debug

Usando MS-DOS DEBUG:

  1. Inicie o MS-DOS e digite DEBUG no prompt.
  2. No prompt do DEBUG (-), use os seguintes comandos para uma formatação básica MFM:

G=C800:5

Este comando inicia a rotina de formatação na ROM da controladora. O endereço pode variar; C800:5 é comum para controladoras Western Digital.

Você precisa olhar a configuração de jumpers da placa, este é o endereço comum, mas se você estiver com outro endereço selecionado, o C800 muda, na ST11R, com os dois jumpers, o commando vai ser E800:5.

É perfeitamente possível utilizar duas controladoras no mesmo computador, basta seguir a configuração com calma e não colocar duas placas no mesmo endereço, isso é típico para a época, muita atenção sempre.

  1. Siga as instruções na tela. Tipicamente, você precisará fornecer:
    • Tipo de drive (0 para primeiro disco rígido)
    • Número de cilindros
    • Número de cabeças
    • Fator de interleaving (geralmente 3 para MFM, 2 para RLL)
  2. Para verificar setores ruins, use:

G=C800:5

Novamente, seguindo as instruções na tela.

  1. Para sair do DEBUG, use:

Q

Exemplo de Sequência para WD1003:

-G=C800:5
AX=0000 BX=0000 CX=0000 DX=0000 SP=FFFE BP=0000 SI=0000 DI=0000
DS=0000 ES=0000 SS=0000 CS=C800 IP=0005 NV UP DI PL NZ NA PO NC
C800:0005 PUSH CS
–
(Siga as instruções na tela para formato e verificação)
-Q

6. Uso de Utilitários Específicos

Seagate SCSI

Para discos Seagate SCSI, use o utilitário SEATOOL:

  1. Inicie o computador com o disquete SEATOOL.
  2. Selecione “Low-Level Format” no menu principal.
  3. Escolha o disco a ser formatado.
  4. Confirme a operação e aguarde a conclusão.

Western Digital IDE

Para discos Western Digital IDE antigos:

  1. Use o utilitário WDLLFMT.EXE.
  2. Sintaxe: WDLLFMT /D:x /C:y /H:z Onde x é o número do drive, y o número de cilindros, e z o número de cabeças.
  3. Exemplo: WDLLFMT /D:0 /C:615 /H:4

7. HDs MFM e RLL com Função Autopark

A função autopark era crucial para prevenir danos à superfície do disco durante desligamentos. Alguns modelos notáveis incluem:

  • Seagate ST-251 (MFM, 40MB)
  • Miniscribe 3650 (RLL, 40MB)
  • CDC Wren II 94205-51 (MFM, 40MB)
  • Western Digital WD262 (RLL, 20MB)

 

Estes modelos tipicamente usavam um sistema de rampa ou uma área designada do disco para estacionar as cabeças de leitura/escrita quando o poder era removido.

Se o seu disco não está listado acima, muito cuidado.

Basicamente, todos os MFM e RLL de menos de 50 MB não possuem Auto Park., exigindo o uso de um utilitário que faça o estacionamento. Prepare este Sistema com o utilitário antes de começar!

8. Precauções e Melhores Práticas

  • Sempre faça backup dos dados antes de qualquer operação de formatação.
  • Verifique a compatibilidade entre o disco, a controladora e o utilitário de formatação.
  • Evite falta de energia durante o processo.
  • Absolutamente sem operações com o disco mal fixado, movimentações são fatais, quando o disco está ligado.
  • Tenha um Sistema pronto para usar um utilitário Park (de estacionar as cabeças), evite movimentar estes discos o máximo possível. Uma vez ligado, as cabeças vão para a posição de trabalho e não retornam sem o uso de Park ou afim.
  • Documente os parâmetros do disco (cilindros, cabeças, setores) antes de iniciar.
  • Em sistemas muito antigos, considere a substituição de capacitores na placa mãe e fonte de alimentação antes de operações críticas.
  • É possível utilizar sistemas mais novos para formatar e estacionar os discos, eu tenho bom sucesso com um Pentium MMX que me dá suporte a USB e IDE nativa, basta desabilitar a porta primária da IDE (endereço geralmente utilizado para disco rígido, evitando conflito com as controladoras MFM/RLL).

9. Tutorial Resumido

  1. Identifique seu HD e controladora.
  2. Configure a BIOS com os parâmetros corretos do disco.
  3. Use DEBUG ou utilitário específico para formatação de baixo nível.
  4. Verifique setores defeituosos.
  5. Crie a tabela de partições usando FDISK.
  6. Formate as partições com FORMAT.
  7. Instale o sistema operacional, se necessário.
  8. Estacione o disco, se necessário.

10. Referências e Recursos Adicionais

11. Download do Kit de ferramentas

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KIT de ferramentas para formatação MFM-RLL

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Conheça o autor

Lucas Machado, 30/08/2024

lucasdaytona@yahoo.com.br

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