ドライブ・メディアの5インチ／3.5インチの判別ではなく，2モードか3モードかの判別を行っていると思います。
従って，2モードのドライブ・メディアに対しては，PC本体からは等価な扱いになると思います。
I/Oポートについては，下記の資料をご覧下さい：
株式会社ウェブテクノロジ http://www.webtech.co.jp/
　--> 会社案内 --> 業務履歴■受託開発/書籍・出版
　--> UNDOCUMENTED 9801/9821 Vol.1・ ※「UNDOCUMENTED 9801/9821 Vol.2 メモリ■I/Oポート編」は、[こちら] で公開しております。
　--> io_fdd .txt フロッピーディスクインターフェース

拙宅HPをご覧いただき有り難うございます。
PC-9801/9821のFDD-IFでは、OSとしてWindowsを使用した場合、外付けは無条件に5インチドライブの扱いとなっていたと思います。もっと正確に言うなら、外付けドライブのアイコン表示を5インチFDとしているだけだったと思います。

＞ドライブ・メディアの5インチ／3.5インチの判別ではなく，2モードか3モードかの判別を行っていると思います。
HAMLINさんのページでWindows上で5インチ認識されるドライブは2モードとしてしか
動いてないようなのでその考察は正しいと思います。
それはそれでFDD-IFは3モードと2モードをどう判別しているか気になりますね....
やはりディスクチェンジが認識できないと2モードと判断してしまうんでしょうかねえ
>>HAMLINさん
事の発端は外付けではなく5インチアイコンの出る内蔵型98互換FDDがあるということだったのです。
チノンFZ-356の件でメールをお送りいたしましたのでご確認下さい。

>3モードと2モードをどう判別しているか
本体起動時に，ワークエリアに1.44MB対応のドライブかどうかを示すフラグが立ち（<--表現が正確ではないかもしれません），それを参照することで，3モード／2モードの判別を行っているということだったと記憶しています。
>外付けではなく5インチアイコンの出る内蔵型98互換FDD
2モードのFDD（FA/U2のFD1138Dなど）は，内蔵ドライブでもWindowsで5インチFDDのアイコンが表示されます。

個人的には、34ピン3モードの機種(Xa7以降)において
サードパーティー製の87互換ボードを使用時に、2ndFDDを併用していると
(つまり内蔵・外付けで計4台のFDDを繋ごうとすると)
なぜか内蔵2ndFDDが2モードと認識されて5インチアイコンが出ることを確認しています。
26ピンの機種ではこの問題はありませんでした。
また、他の方の話ではそのような現象は無かったという話を聞きますので
サードパーティ製の87互換ボード特有の問題だったのかもしれません。
NEC純正の87ボードを持っていないのであくまで推測ですが、
もともと87ボードは34ピンが2モードで26ピンが3モードの時代のものですので
互換ボードでは34ピン側が3モードという構成を想定していなかったのかもしれません。
参考まで。

＞本体起動時に，ワークエリアに1.44MB対応のドライブかどうかを示すフラグが立ち
ソフトウェア的にではなく、ハードウェア的にどういった状態でそのフラグを立てるかということが気になったのであります。
＞モードのFDD（FA/U2のFD1138Dなど）は，内蔵ドライブでもWindowsで5インチFDDのアイコンが表示されます。
5インチアイコンを出すか3.5インチアイコンを出すかは
ほぼ2モード/3モードの判別によるものだと確定ですね。
＞なぜか内蔵2ndFDDが2モードと認識されて5インチアイコンが出ることを確認しています。
その2ndFDDで640KBと720KBは両方とも問題なく読み書きできましたでしょうか？

当方での話を補足しますと、そもそも5インチアイコンの出る状態の2ndドライブでは
どのメディアも正常に読めませんでした。
BIOSの段階でドライブとしての認識はクリアしたけど
正常にアクセスできなくて3モードドライブとしては登録されなかったのだと思います。

試したドライブはFD1148T(34ピン)とFD1231Tで、どちらを1台目に設定・接続しても
2台目に設定・接続したほうが読み書きできなくなりました。
ドライブ自体は単体もしくは内蔵2台のみでの稼動において正常に動作しています。
87相当ボードに繋がっているときだけ上記の状態となりましたので、
当方の現象に限ればドライブ側の問題とは思えません。

なので可能性としてはFDDとマザーボードに割り込む87のフラットケーブルなど
ハードウエアのどこかに不具合があるのかもしれません。
だとすればそちらの現象との関連性は無いことになりますが・・・。どうでしょう。

PC-9801-87相当ボードに接続したときは、360RPM/300RPMの回転数制御が切換できないので、1.2MBつまり２モードドライブとしてしか動作しません。内蔵の場合は、回転数制御信号をM/Bからフラットケーブルの1番線および3番線を経由し、それぞれFDDの1台目および2台目の1pinに印加しています。したがいまして、KAZZEZ様の87のフラットケーブルなどハードウエアのどこかに不具合がある可能性はないと考えます。

＞PC-9801-87相当ボードに接続したときは、360RPM/300RPMの回転数制御が切換できないので
PC-9821-K10で87互換ボードにFDD-IFからの信号を送り込みつつ、
PC-9821XA-E01でダブルドライブにしていたと仮定するとそれは関係ないと思います。
あくまでもその場合は内蔵側の3モードドライブとして動くはずなので。
認識が間違っていればすみません。
と、ここまで書いて更に1-3ピンがクロスしていながらDSの設定がちゃんとされてない
(両方ともDS0の場合など)場合どう反応するのかという疑問が生まれました。

・・・・もういっそのこと今更とはいえ自分で実験できるようWindows95を買ってしまった方がいいのかしら

>ソフトウェア的にではなく、ハードウェア的にどういった状態でそのフラグを立てるかということが気になったのであります。
PC-98本体側がどのような処理を実際に行っているのか調べてはいませんが，FD1231T（とその互換FDD）を内蔵している機種では，マザーボードのFDDケーブルコネクタの360/300ピン（DRV 0は1番ピン，DRV 1は3番ピン）をGNDに接続すると，対応するドライブ番号のFDDは2モードFDDとして認識されました。ただこの実験で使用したFDDは2モードのもので，3モードのFDDは怖くて試していません。
参考■http://ematei.hp.infoseek.co.jp/kenkyu/pc98in5fdc/pc98in5fdctxt.htm
>・・・・もういっそのこと今更とはいえ自分で実験できるようWindows95を買ってしまった方がいいのかしら
自分で実験できる環境があると便利ですね。
なお私はFD1231Tを2台内蔵したPC-9821Xc13（Windows98SE）に，自作のFDD I/Fを使用してドライブが2台の外付け5インチFDDを接続していますが，内蔵3.5インチFDDは3モードFDDのアイコンが表示されており，実際に3モードで動作します。
参考■http://ematei.hp.infoseek.co.jp/kenkyu/make%201mbfddif.htm

純正87ボードとXA-E02(相当)の組み合わせで4FDD化した場合
内蔵は2台とも3MODEで認識され、3.5インチFDDアイコンになります。
外付けは何が何でも5インチFDDアイコンです。

KAZZEZさんの87互換ボードの挙動は気になりますが
内蔵の2台目のFDDに関係する信号線の結線状況を確認したほうがよいと思います。

ちょっとだけ調べてみましたので過去ログ用に（反映されるかな？）：
PC-9801BX4の本体起動時に，マザーボード上のFDDケーブルコネクタの360/300ピンをNCとした場合とGNDに接続した場合とで，I/Oポート04BEhのbit 4の値が異なりました。本体起動後にこのピンの接続先を変化させてもbit 4の値は変わりませんでしたので，例えばこのビットなどがフラグとして機能しているのでしょう。