目前的并行ATA最大問(wèn)題是難以將數據傳輸率提高到100Mbps以上。并行ATA使用的是單端信令系統，容易引起噪聲，將并聯(lián)數據傳輸率提高到100Mbps以上要有新信令系統，而它無(wú)法與現有系統后向兼容。此外并行ATA的另一個(gè)局限是它使用5V信號電平，這與未來(lái)的硅芯片微電子工藝也不兼容。
串行ATA通過(guò)采用250mV差分信令方法解決這些問(wèn)題，差分信號能抑制引入的噪聲，且250mV差分信號電平與未來(lái)的微電子制造工藝是兼容的。圖1顯示了并行ATA與串行ATA的結構比較。
串行ATA基本特性
ATA是目前業(yè)界主要的硬盤(pán)驅動(dòng)器(HDD)接口，根據國際數據公司(IDC)2002/03年的預測，到2006年，ATA發(fā)貨量將增加到3.1億套以上，并繼續占據所有硬盤(pán)驅動(dòng)器90%份額。很明顯，在可預見(jiàn)的未來(lái)市場(chǎng)將繼續需要配備ATA的硬盤(pán)驅動(dòng)器。
串行ATA v1.0版由串行ATA工作組制定，并正被ANSI T13公共委員會(huì )采用準備納入到其ATA/ATAPI 7規范中。與此同時(shí)，串行ATA Ⅱ工作組正在制定1.0版的擴充版本，以使串行ATA硬盤(pán)驅動(dòng)器用于入門(mén)級服務(wù)器和存儲器系統，串行ATA Ⅱ接口規范將使速度加倍，達到300Mbps。
串行ATA的設計使其對主機系統軟件層透明，允許現有的操作系統、設備驅動(dòng)程序和應用軟件無(wú)需修改就可運行。接口是一個(gè)四線(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)結構，每個(gè)控制器連接支持一個(gè)設備，所以它沒(méi)有并聯(lián)ATA那樣的主/從配置跳線(xiàn)問(wèn)題。這種接口可大幅度減少并聯(lián)ATA的引腳端數量，線(xiàn)纜更小將有助于氣流并改善線(xiàn)纜布線(xiàn)。
串行ATA層次結構
串行ATA功能分為4層，從下到上依次是物理層、鏈路層、傳輸層和應用層(表1)。傳輸層和鏈路層控制全部操作，應用層設計為與并行ATA相同，這樣保持了軟件的兼容性，物理層則處理與設備之間的高速串行通信。串行ATA能傳輸所有ATA和ATAPI協(xié)議，并設計為與將來(lái)ATA標準前向兼容。此外，它還提供了對ATA加以改進(jìn)的機會(huì )，如改善本地隊列等。下面我們對各個(gè)層分別進(jìn)行介紹。
1．物理層
該接口支持線(xiàn)纜(最長(cháng)1米)和背板連接。連接器設計成盲對接，帶有錯列的觸點(diǎn)以便于熱拔插。它有三種電源電壓，分別是12V、5V和3.3V，第一代線(xiàn)纜和連接器設計為支持未來(lái)的3.0Gbps速度。連接器位置和接口對5.25、3.5和2.5英寸設備都可以使用，這樣在一個(gè)機架里可支持多種形式的設備，圖2顯示了串行ATA接口用在不同尺寸設備上的連接器位置。
2．鏈路層
鏈路層負責發(fā)送和接收幀、控制信號基元和進(jìn)行流控制。鏈路層包含一個(gè)原字符編碼/解碼器、8B/10B編碼/解碼器、32位CRC計算器、數據密碼轉換/解碼轉換器和層控制器。
3．傳輸層 傳輸層把ATA和ATAPI信息打包或打開(kāi)到幀信息結構中，傳輸層也處理FIFO或緩沖存儲器以控制數據流。
4．應用層
本文結論
串行ATA的市場(chǎng)機會(huì )包括所有ATA設備(不只是HDD)，以及潛在替代其它接口。要想快速得到采用關(guān)鍵是要有廣泛的業(yè)界支持，例如英特爾芯片組中引入串行ATA支持就是業(yè)界采納串行ATA硬盤(pán)驅動(dòng)器最重要的步驟。在開(kāi)始階段，串行ATA硬盤(pán)驅動(dòng)器最適合高端桌面型PC市場(chǎng)，而最終串行ATA將占據整個(gè)并行ATA市場(chǎng)。這也要求其成本下降到足以在非硬盤(pán)驅動(dòng)器應用中取代并行ATA，如不需要接口性能的DVD驅動(dòng)器。
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