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標題: 串行接口解釋 [打印本頁(yè)]
作者: 芯片級維修110    時(shí)間: 2014-3-2 17:22
標題: 串行接口解釋
SATA是Serial ATA的縮寫(xiě)，即串行ATA。這是一種完全不同于并行ATA的新型硬盤(pán)接口類(lèi)型，由于采用串行方式傳輸數據而得名。SATA總線(xiàn)使用嵌入式時(shí)鐘信號，具備了更強的糾錯能力，與以往相比其最大的區別在于能對傳輸指令（不僅僅是數據）進(jìn)行檢查，如果發(fā)現錯誤會(huì )自動(dòng)矯正，這在很大程度上提高了數據傳輸的可靠性。串行接口還具有結構簡(jiǎn)單、支持熱插拔的優(yōu)點(diǎn)。    與并行ATA相比，SATA具有比較大的優(yōu)勢。首先，Serial ATA以連續串行的方式傳送數據，可以在較少的位寬下使用較高的工作頻率來(lái)提高數據傳輸的帶寬。Serial ATA一次只會(huì )傳送1位數據，這樣能減少SATA接口的針腳數目，使連接電纜數目變少，效率也會(huì )更高。實(shí)際上，Serial ATA 僅用四支針腳就能完成所有的工作，分別用于連接電纜、連接地線(xiàn)、發(fā)送數據和接收數據，同時(shí)這樣的架構還能降低系統能耗和減小系統復雜性。其次，Serial ATA的起點(diǎn)更高、發(fā)展潛力更大，Serial ATA 1.0定義的數據傳輸率可達150MB/sec，這比目前最塊的并行ATA(即ATA/133)所能達到133MB/sec的最高數據傳輸率還高，而在已經(jīng)發(fā)布的Serial ATA 2.0的數據傳輸率將達到300MB/sec，最終Serial ATA 3.0將實(shí)現600MB/sec的最高數據傳輸率。    在此有必要對Serial ATA的數據傳輸率作一下說(shuō)明。就串行通訊而言，數據傳輸率是指串行接口數據傳輸的實(shí)際比特率，Serial ATA 1.0的傳輸率是1.5Gbps，Serial ATA 2.0的傳輸率是3.0Gbps。與其它高速串行接口一樣，Serial ATA接口也采用了一套用來(lái)確保數據流特性的編碼機制，這套編碼機制將原本每字節所包含的8位數據(即1Byte=8bit)編碼成10位數據(即1Byte=10bit)，這樣一來(lái)，Serial ATA接口的每字節串行數據流就包含了10位數據，經(jīng)過(guò)編碼后的Serial ATA傳輸速率就相應地變?yōu)镾erial ATA實(shí)際傳輸速率的十分之一，所以1.5Gbps=150MB/sec，而3.0Gbps=300MB/sec。    SATA的物理設計，可說(shuō)是以Fibre Channel(光纖通道)作為藍本，所以采用四芯接線(xiàn)；需求的電壓則大幅度減低至250mV(最高500mV)，較傳統并行ATA接口的5V少上200倍！因此，廠(chǎng)商可以給Serial ATA硬盤(pán)附加上高級的硬盤(pán)功能，如熱插拔(Hot Swapping)等。更重要的是，在連接形式上，除了傳統的點(diǎn)對點(diǎn)(Point-to-Point)形式外，SATA還支持“星形”連接，這樣就可以給RAID這樣的高級應用提供設計上的便利；在實(shí)際的使用中，SATA的主機總線(xiàn)適配器(HBA，Host Bus Adapter)就好像網(wǎng)絡(luò )上的交換機一樣，可以實(shí)現以通道的形式和單獨的每個(gè)硬盤(pán)通訊，即每個(gè)SATA硬盤(pán)都獨占一個(gè)傳輸通道，所以不存在象并行ATA那樣的主/從控制的問(wèn)題。    Serial ATA規范不僅立足于未來(lái)，而且還保留了多種向后兼容方式，在使用上不存在兼容性的問(wèn)題。在硬件方面，Serial ATA標準中允許使用轉換器提供同并行ATA設備的兼容性，轉換器能把來(lái)自主板的并行ATA信號轉換成Serial ATA硬盤(pán)能夠使用的串行信號，目前已經(jīng)有多種此類(lèi)轉接卡/轉接頭上市，這在某種程度上保護了我們的原有投資，減小了升級成本；在軟件方面，Serial ATA和并行ATA保持了軟件兼容性，這意味著(zhù)廠(chǎng)商絲毫也不必為使用Serial ATA而重寫(xiě)任何驅動(dòng)程序和操作系統代碼。    另外，Serial ATA接線(xiàn)較傳統的并行ATA(Paralle ATA)接線(xiàn)要簡(jiǎn)單得多，而且容易收放，對機箱內的氣流及散熱有明顯改善。而且，SATA硬盤(pán)與始終被困在機箱之內的并行ATA不同，擴充性很強，即可以外置，外置式的機柜(JBOD)不單可提供更好的散熱及插拔功能，而且更 可以多重連接來(lái)防止單點(diǎn)故障；由于SATA和光纖通道的設計如出一轍，所以傳輸速度可用不同的通道來(lái)做保證，這在服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò )存儲上具有重要意義。    Serial ATA相較并行ATA可謂優(yōu)點(diǎn)多多，將成為并行ATA的廉價(jià)替代方案。并且從并行ATA過(guò)渡到Serial ATA也是大勢所趨，應該只是時(shí)間問(wèn)題。相關(guān)廠(chǎng)商也在大力推廣SATA接口，例如Intel的ICH6系列南橋芯片相較于ICH5系列南橋芯片，所支持的SATA接口從2個(gè)增加到了4個(gè)，而并行ATA接口則從2個(gè)減少到了1個(gè)；nVidia的nForce4系列芯片組已經(jīng)支持SATA II即Serial ATA 2.0，而且三星已經(jīng)采用Marvell 88i6525 SOC芯片開(kāi)發(fā)新一代的SATA II接口硬盤(pán)



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