SATA協(xié)議OOB信號

1、SATA 協(xié)議中的OOB信號HarveySATA協(xié)議中OOB（out of band）信號主要的功能有：初始化、雙方傳輸速率的協(xié)商、從省電狀態(tài)喚醒、重制。OOB有三個帶外信號:COMRESET、COMINIT、COMWAKE,被物理層生成或探測來進行上電或者數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蕚涔ぷ?。OOB信號的碼型由突發(fā)的數(shù)據(jù)流和空閑電平組成。一個突發(fā)數(shù)據(jù)流由4個DWORDS（共160bits,每個DWORD包含4個D24.3）或4個ALIGNp碼元組成。SATA 規(guī)范中對于D24.3的描述為“preferred”,對于ALIGNp的描述為“allowed”。(The signal patterns used du

2、ring the OOB bursts shall be comprised of D24.3 characters (preferred) or ALIGN primitives (allowed), transmitted at the Gen1 rate.)一個ALIGNp碼元如下，由4個AlignD27.3、D10.2、D10.2、K28.5（send first）組成： OOB信號中的數(shù)據(jù)流是以GEN1的速率發(fā)送的，根據(jù)數(shù)據(jù)流的組成可知，一個突發(fā)數(shù)據(jù)的持續(xù)時間為160 UIOOB （106.7ns）。 UI (unit interval、單位時間):為傳送1bit的時間，對于GEN1

3、來說，1UI為666.667 ps。 既然COMRESET、COMINIT、COMWAKE信號中的突發(fā)數(shù)據(jù)流都一樣，那么通信雙方怎樣區(qū)分這三個信號呢？一是信號的方向：COMRESET是由host（PCH）發(fā)給Device（HDD）的；COMINIT是由Device發(fā)給host的；COMWAKE則是可以雙方互發(fā)的。其次是信號的碼型特征：突發(fā)數(shù)據(jù)流和空閑電平的持續(xù)時間。COMRESET、COMINIT、COMWAKE三個信號的突發(fā)數(shù)據(jù)流持續(xù)時間是相同的，106.7ns；而空閑期間的持續(xù)時間則有所不同，COMRESET、COMINIT為480 UIOOB (320ns), COMWAKE則是160

4、UIOOB (106.7ns).通過檢測三種信號的數(shù)據(jù)流和空閑時間長度便可判斷信號的種類和有效性。下面OOB信號在host與device速度協(xié)商過程中的介紹COMRESET:主機會發(fā)送不少于6個COMRESET信號，接收端會搜尋4個連續(xù)的帶有320ns空閑狀態(tài)的COMRESET信號.接收端對于任何帶有小于175ns或大于525ns的空閑間隔的COMRESET都認為其為無效信號。主機發(fā)送完最后一個突發(fā)數(shù)據(jù)流后，主機接口應保持空閑狀態(tài)至少525ns.COMINIT：device收到COMRESET后，會發(fā)出不少于6個COMINIT進行握手回應，host對于COMINIT的接收原理同COMRESET

5、. COMWAKE：host接收到COMINIT后，對自己進行校準，并向device發(fā)出COMWAKE信號，從機收到COMWAKE信號后，要連續(xù)發(fā)送不少于6個COMWAKE信號給主機回應，并在接下來的54.6us內(nèi)，以自身支持的最高速率向host發(fā)送ALIGNp 數(shù)據(jù)流；主機接收到COMWAKE信號后，便會以自身的最低速率發(fā)送D10.2，若在接收到COMWAKE的873.8us內(nèi)收到device發(fā)送過來的ALIGNp數(shù)據(jù)流，便會以相同的速率再發(fā)送給device；若沒有收到ALIGNp, host便會重新初始化。同時在device端，若發(fā)送了54.6us的ALIGNp沒收到host的回應，便表示

6、host不能以當前速度link，device便會降低速度，重新發(fā)送ALIGNp,若以最低速度發(fā)送都沒收到主機回應，則device便會進入error state. 接收端對于任何帶有小于35ns或大于175ns的空閑間隔COMWAKE都認為其為無效信號。發(fā)送方在發(fā)送完最后一個ALIGNp數(shù)據(jù)流后，至少要等待175ns,讓接受方有時間正確反應進行探測。在設備端當最后一個COMWAKE信號發(fā)送后，device保持等待狀態(tài)不多于228.3ns，以減小串擾.當device通過ALIGN鎖定后，便會發(fā)送SYNCp碼：D21.5 、D21.5 、D21.4 K28.3（send first） ，表示可以開始

7、正常操作;當主機接收到三個連續(xù)的non-ALIGNp碼后，communication link便會建立，進入正常操作。下圖便是link 順序，左邊為host,右為device： 下面是利用SATA協(xié)議分析儀測得的OOB信號數(shù)據(jù)及時序，其中H1為host（PCH），D1為Device（HDD）下面是SATA協(xié)議分析儀的上位機對于OOB信號的握手流程分析：兩張圖是兩種表達方式，其中第一張圖中的脈沖表示突發(fā)數(shù)據(jù)流，而非一個高電平，從這張圖中我們可以看出OOB信號的偵測與完成。下面是利用示波器在SATA接口TX 端測得的COMWAKE信號：下圖為Host發(fā)送的6個COMWAKE信號：每個COMWAKE信號的突發(fā)數(shù)據(jù)流、空閑電平的持續(xù)時間都約為106.7ns下圖為COMWAK