SATA Technology詳細(xì)說(shuō)明.ppt

1、串行ATA技術(shù)，2012.06.11用戶拉I，SATA基本，SATA 1.0傳輸速率為1.5Gbit/s。 支持高級(jí)控制接口(ahci )功能，使SATA存儲(chǔ)設(shè)備能夠啟用高級(jí)SATA功能，如NCQ和熱插拔。 SATA 2.0的傳輸速率高達(dá)3.0Gbit/s秒，將于2004年正式上市，并符合ATA-7標(biāo)準(zhǔn)。 SATA Basics、SATA 2.0的進(jìn)步點(diǎn)是，通過(guò)支持1. 3.0Gb/s的高速傳輸速率2 .真正的SATA命令序列(ncq )3.端口選擇器：可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)端口的兩個(gè)獨(dú)立的SATA端口連接4. Port Multiplier:是一種可以在一個(gè)控制器中擴(kuò)展多個(gè)SATA設(shè)備的技術(shù)，5 .接

2、口和連接增強(qiáng)型： SATA 3Gb/s數(shù)據(jù)線的長(zhǎng)度最多為2m。 SATA 1.5Gb/s秒僅為1m，PATA短至50cm，SATA Basics，SATA 3.0 1 .傳輸速度增加了6Gbit/s 2秒2.ncq的指令數(shù)、優(yōu)先級(jí)及算法，對(duì)即時(shí)性的資源提供優(yōu)先處理，主要用于影像。 3 .通過(guò)采用新的INCITS ATA8-ACS標(biāo)準(zhǔn)，改良傳輸信號(hào)技術(shù)，大幅度降低了傳輸所需的功耗。 另外，SATA Basics、SATA數(shù)據(jù)線由兩個(gè)傳輸方向相反的差動(dòng)信號(hào)對(duì)(LVDS，修正4條)構(gòu)成，發(fā)送端(Tx )和接收端(Rx )分別各去一個(gè)。 然而，由于SATA需要在一對(duì)信號(hào)線傳輸數(shù)據(jù)的同時(shí)用另一對(duì)信號(hào)線返

3、回流控制信息，因此其仍然是半雙工。 是SATA IO還是SATA II？ SATA II是規(guī)格的名稱，是創(chuàng)建SATA 1.0擴(kuò)展框架的組織名稱，正式命名為SATA IO。 SATA II是SATA 1.0a的擴(kuò)展，擴(kuò)展的新技術(shù)與SATA 1.0完全兼容，但是代表制造商必須添加這些新功能。 根據(jù)SATA IO的聲明，不需要新技術(shù)，可以有選擇地加入。 如果硬盤(pán)出廠了名為SATA II(SATA IO )的產(chǎn)品，沒(méi)有3GB/S秒或NCQ，事實(shí)上是錯(cuò)誤的。 本機(jī)命令排隊(duì)(NCQ )、硬盤(pán)支持NCQ，保存在硬盤(pán)控制芯片內(nèi)，最多可保存32根手指。 根據(jù)手指所需資源的位置，硬盤(pán)按最佳順序發(fā)送，訪問(wèn)時(shí)間較短。

4、 在沒(méi)有NCQ圖像、NCQ的情況下的寫(xiě)入順序?yàn)?234，盤(pán)旋轉(zhuǎn)。 有了NCQ，手指將重新定位到1324，磁盤(pán)只旋轉(zhuǎn)一圈。 SATA體系結(jié)構(gòu)模型、SATA體系結(jié)構(gòu)模型、物理層33601.OOB握手、2 .串行傳輸速率等待時(shí)間為54.6美元(2006美元)， physicallayerdetailedblockdiagram、Link Layer、1.providesframeflowcontrol2. CRC第2代/檢查3.scrambles/descramblesda 10 bencodingconduct5. convertsdatafromtransportlayerintoframes、

5、鏈路層和傳輸層發(fā)送FIS，而鏈路層發(fā)送CRC值、加擾、8B/修正10B代碼后，通過(guò)插入各種primitive進(jìn)行流量控制，在成功傳送有效資料后，連接層等待對(duì)方的應(yīng)答，從將結(jié)果傳送到上層的物理層接收到有效資料后，進(jìn)行8B/10B解碼、解擾及CRC效果Link Layer - 8B/10B和8B/10B編解碼器：的數(shù)據(jù)值可以統(tǒng)一表示為Dxy或Kxy。 其中d表示數(shù)據(jù)字符，k表示特殊的控制字符，x表示輸入的原始數(shù)據(jù)的后5位，y表示輸入的原始數(shù)據(jù)的前3位。 輸出位數(shù)合計(jì)為10位，但只有22這3個(gè)組合。 2是4位0和6位1。0是5位0和5位1。2是6位0和4位1。利用這種不均勻性- Disparity特

6、性，可以有很強(qiáng)的直流平衡功能，使發(fā)送的0、1的數(shù)量一致，連續(xù)的1或0是Link Layer - 8B/10B、編碼分為兩個(gè)階段。 根據(jù)D/K#和CRD的當(dāng)前狀態(tài)(正或負(fù))調(diào)查階段1、低位5位的數(shù)據(jù)，生成高位6位的數(shù)據(jù)。 在級(jí)2，檢查3B/4B碼數(shù)據(jù)表，其中將高3位數(shù)據(jù)與D/K#和CRD的當(dāng)前狀態(tài)相匹配，以生成低4位數(shù)據(jù)。 k控制字符的編碼方法與d數(shù)據(jù)字符的編碼方法相同。協(xié)議僅使用兩個(gè)控制字符K28.3和K28.5、鏈路層8 b/10 b和鏈路層8 b/10 b。 例如，8位的數(shù)據(jù)集合為10110101(B5h ) :首先，分為兩個(gè)集合101，下表的位順序?yàn)镠GFEDCBA，a(EDCBA )經(jīng)

7、由5B/6B為abcdei，b(HGF )經(jīng)由3B/4B為fghj 另外，一旦傳輸了鏈路層-8b/10 b、鏈路層-8b/10 b、簡(jiǎn)單3360 hex編號(hào)45 hexnumberbc、鏈路層CRD、curred數(shù)據(jù)，SATA就會(huì)基于當(dāng)前的傳輸數(shù)據(jù)交替使用RD和RD-欄的值，盡量減小差分信號(hào)的直流成分。 (1)如果資料l的個(gè)數(shù)大于0的個(gè)數(shù)，則修正運(yùn)算規(guī)則為，CRD為正。 (2)如果資料0的個(gè)數(shù)大于1的個(gè)數(shù)，則CRD為負(fù)。 (3)如果資料中的l的個(gè)數(shù)等于0的個(gè)數(shù)，則CRD的值不變。 參考資料：連接層CRD、00111、 例如、this 10 bcharactertransmittedwhencr

8、dnegative、this 10 bcharactertransmittedwhencrdpositive， 字符6 ones4zeros分配2-下一個(gè)，字符4 ones6zeros分配2-下一個(gè)。 實(shí)現(xiàn)方式以LFSR (linearfeedbackshiftregister )方式實(shí)踐。 基本原理是將數(shù)據(jù)的8比特和LFSR棧的16比特輸出作為XOR來(lái)處理。 在多項(xiàng)式G(x) :和鏈路層置亂中，LFSR的初始值被規(guī)定為0 xffff；LFSR在SOF標(biāo)記之前必須被初始化； 操作基元Primitive是無(wú)需加擾的數(shù)據(jù)處理流：對(duì)于分組，SOF后的數(shù)據(jù)必須校正其CRC值，而該數(shù)據(jù)必須進(jìn)行加擾的輸出

9、和XOR操作，操作結(jié)果被發(fā)送到8B10B編碼器相反，在接收方，資料以10B8B解碼，然后進(jìn)行加擾器的輸出結(jié)果和XOR操作，最后修正資料的CRC值。 Link Layer CRC，CRC的修正運(yùn)算是將SOF和EOF之間的所有數(shù)據(jù)(即操作元素除外)作為對(duì)象，如果以Dword (32位)為單位，數(shù)據(jù)的內(nèi)容不是dword的整數(shù)倍，則在軟件包之后必須用0進(jìn)行補(bǔ)充。 在協(xié)議中，CRC的初始值為0X52325032，SOF和EOF之間的所有資料不能超過(guò)2064個(gè)Dwords。SATA框架結(jié)構(gòu)、allsataframesconsistof :1.astartofframe (sof ) 分隔符2.apaylo

10、adtransportlayerinformation3. acyclicredunding4.分隔符，鏈路層主，主Link Layer Primitive (鏈路層優(yōu)先級(jí))和FIS Transfer Protocal Sequence目前揭示了在設(shè)備接收一個(gè)分組的傳輸過(guò)程中基元的角色，并將其劃分為糾正的九種概念。 首先，主機(jī)和設(shè)備都處于空閑狀態(tài)。(1)主機(jī)需要發(fā)送資料，發(fā)送X_RDY，通知設(shè)備準(zhǔn)備接收資料，F(xiàn)IS Transfer Protocal Sequence，(2)設(shè)備檢測(cè)自己的狀態(tài)，準(zhǔn)備好后發(fā)送R_RDY向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)(3)主機(jī)開(kāi)始發(fā)送資料，(FIS Transfer Protoc

11、al Sequence，(4)接收方在接收資料時(shí)，通過(guò)R_IP通知主機(jī)正在接收資料。 FIS Transfer Protocal Sequence，(5)有些資料雖然主機(jī)的數(shù)據(jù)包尚未發(fā)送完畢，但沒(méi)有準(zhǔn)備在保持中暫停數(shù)據(jù)發(fā)送(6)設(shè)備在接收到保持后，在保持中應(yīng)答(7)主機(jī)準(zhǔn)備資料在HOLD中結(jié)束待機(jī)狀態(tài)(8)主機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)資料(9)設(shè)備接受資料，在R_IP中通知主機(jī)接受資料，F(xiàn)IS Transfer Protocal Sequence，(10 )主機(jī)完成整個(gè)數(shù)據(jù)包的發(fā)送，w (11 )設(shè)備接受完整的分組，效果正確，以R_OK告知主機(jī)正確接收，F(xiàn)IS Transfer Protocal Sequen

12、ce，(12 )主機(jī)空閑，發(fā)送同步信號(hào)SYNC。 (13 )設(shè)備處于空閑狀態(tài)，發(fā)送同步信號(hào)SYNC，傳輸層，傳輸層， 1 .在發(fā)送時(shí)基于命令的種類和格式構(gòu)建FIS，在接受時(shí)檢測(cè)FIS的種類，分解獲得有用的信息；2 .向鏈路層發(fā)送幀； 通知linklayer取得frame receipt確認(rèn)(主機(jī)收到FIS后也向device發(fā)送確認(rèn)信息的FIS) 3.管理和流量控制4 .向4.Application Layer傳送完成或錯(cuò)誤傳送層是必要的傳送或接收將轉(zhuǎn)發(fā)的資料封裝成FIS形式并發(fā)送到鏈路層，或者將接收到的FIS封裝并提交給應(yīng)用程序?qū)印atacompatibilitywithparallelat

13、a、taskfilelocation : thetaskfileisintheatadeviceinparallelata。 accessestotheseregistersresultinparallelatatrafficallinformationexchangedbetweensatahostanddriveisdoneviafisinsata。 主機(jī)適配器，陰影注冊(cè)器，相同的注冊(cè)器第1層用于CPU訪問(wèn)，第2層用于“陰影注冊(cè)器” CPU在寫(xiě)入注冊(cè)器時(shí)，寫(xiě)入上位的陰影注冊(cè)器，在硬件更新后執(zhí)行下位的HW access的注冊(cè)器。 指向任務(wù)文件的陰影注冊(cè)者， applicationlayersendsashadowregistercommandtotransportlayer.transportlayercreatesthefis .將payload content的信息首先作為shadow command blook 寫(xiě)入NTR ol block注冊(cè)器，通過(guò)FIS傳遞到設(shè)備的命令注冊(cè)器塊和控制注冊(cè)器塊。 1 .陰影命令塊被映射到命令注冊(cè)器塊。 2 .陰影控制塊被映射到控