Державний навчальний заклад
"Вище професійне училище №9 м. Кіровоград"
Курсова робота з предмету "Сигнали і процеси в радіотелевізійній апаратурі" На тему: "Розрахунок каналу передачі по шині АТА"
Виконав роботу
учень групи РК-21
Останній М. Ю.
Перевірив викладач
Гітельман О. Л.
Рецензія_____________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________
Кіровоград 2015
ЗМІСТ
Зміст 2
Введення 3
1 Введення Технології 4
2 Порівняння шинної архітектури SATA і PATA Технологій 5
2.1 Ultra ATA 5
2.2 Serial ATA 6
3 Стратегії розробок 7
3.1 Електричні обмеження дизайну 7
3.2 Електричні розгляду дизайну 8
3.3 Синхронізація 8
3.4 Лінії передачі 9
3.5 З'єднувачі 10
3.6 Закінчення ліній передачі, термінатори 11
3.7 PCB Маршрутизація 12
3.8 Передача сигналів 13
4 Реалізація технології Serial ATA 14
5 Друга швидкість Serial ATA 20
5.1 Передумова SATA II 20
5.2 Мультиплікатори портів 20
6 Зовнішній SATA (eSATA) 24
Висновок 29
Список джерел 30
ВСТУП
У минулих роках, що збільшуються швидкості передачі жорсткого диска змусили специфікацію інтерфейсу ATA безперервно модифікуватися, щоб уникнути фактора обмеження в дискової роботі введення - виведення. Оскільки споживачі охоплюють нові моделі використання, типи цифрового відео, створення і редагування, зберігання цифрового звукозапису і відтворення, спільне використання файлу по високошвидкісних мереж, і іншими даними вимоги на продуктивності жорсткого диска, як очікується, швидкості будуть збільшуватися і далі.
Щоб зберігати темп, з'єднувальний провід повинен бути розроблений поза існуючої Ultra ATA технології. Новий підхід - Serial ATA, послідовне виконання паралельного Ultra ATA інтерфейсу. З цим зрушенням парадигми в дизайні введення - виведення, швидкість ATA буде розширена поза теоретичних меж Ultra ATA шини.
Мета цього документа полягає в тому, щоб навчити читача на технічних відмінностях між Ultra ATA і Serial ATA технології, і забезпечувати пояснення переходу від паралельної до послідовної шинної архітектурі. Ключові пункти дизайну кожної технології будуть описані та порівняні, будуть супроводжуватися коротким оглядом системного рівня і переваг кінцевого користувача Serial ATA технології. САМ ATA протоколу не буде обговорено, так як немає ніякої відмінності між технологіями.
Serial ATA програмно сумісний з ATA, пов'язані з допомогою інтерфейсу і таким чином з'явиться як стандартне ATA пристрій в конфігурації.
1 Вступ технології
Ultra ATA - первинний з'єднувальний провід внутрішньої пам'яті для PC, підключаючи провідну систему на периферійні пристрої типу жорстких дисків, оптичних дисків, і змінних магнітних пристроїв носіїв. Ultra ATA - розширення оригінального паралельного інтерфейсу ATA, представленого в середині 1980-их і підтримує сумісність з усіма попередніми версіями цієї технології. Останній перегляд Ultra ATA специфікації, прийнята ANSI підтримала INCITS T13, керівництво для ATA специфікацій, - ATA / ATAPI-6, яке підтримує швидкість передачі даних до 100Mb / s.
Розвиток ATA / ATAPI-7 специфікації, оновлення паралельної шинної архітектури, яка забезпечує до 133Mbytes / sec, в даний час завершується. Serial ATA - наступний з'єднувальний провід внутрішньої пам'яті, розроблений, щоб замінити Ultra ATA технологію. Serial ATA - чинне розвиток інтерфейсу ATA від паралельної шини до послідовної шинної архітектури. Ця архітектура долає електричні обмеження, які збільшують труднощі тривалих розширень швидкості для класичної паралельної ATA шини. Serial ATA буде представлений з пропускною швидкістю в 150Mb / s, вже запланованих на 600Mb / s, що підтримує до 10 років розвитку пам'яті, заснованого на історичних тенденціях.
Хоча Serial ATA НЕ буде здатний безпосередньо пов'язати з допомогою інтерфейсу Ultra ATA апаратних засобів, але повністю сумісний з ATA протоколом і таким чином програмно сумісно.
2 Порівняння шинної архітектури sata і pata технологій
2.1 Ultra ata
Шинний Дизайн - останній перегляд ATA специфікації, ATA / ATAPI-6 де визначений Ultra ATA 100, підтримує сумісність з усіма попередніми ATA переглядами, використовуючи стандартну 16-розрядну широку паралельну шину даних і 16 сигналів управління поперек з'єднувач з 40 контактами.
Рисунок 2.1.1 Передача по шині PATA
Смуга пропускання -, щоб зрозуміти 100Mb / s продуктивність, потрібно розглянути кілька коефіцієнтів. З 16-розрядної шиною даних, два байта передані в шинну угоду. Таким чином, щоб досягти продуктивності 100Mbytes / sec, шина даних повинна бути синхронізована в 50MHz. Щоб згорнути складність дизайну стробу, Ultra ATA використовує "подвійну швидкість передачі даних" або подвійний край, синхронізуючий механізм для всіх передач прямого доступу в пам'ять Ultra. Використовуючи цю технологію, дані зареєстровані і на підвищенні і падаючих гранях стробу даних, ділячи на два необхідну частоту стрибає. Таким чином смуга пропускання:
Рисунок 2.1.2 Розрахунок смуги пропускання для шини PATA
Таймінги - Як згадано вище, дані повинні бути синхронізовані в 50MHz, або кожен 20ns. Зверніть увагу, що через установки даних і тимчасової затримки, всі рядки даних повинні фактично перемкнути і залагодити в межах приблизно 10ns.
2.2 Serial ata
Шинний Дизайн - на відміну від Ultra ATA паралельного шинного дизайну, Serial ATA використовує окремий канал сигналу, щоб передати дані послідовно, або поступово, і другий послідовний канал, щоб повернути звіт про отримання відправнику. Оскільки кожен з цих каналів сигналу - диференціальна пара з 2 проводами, Serial ATA шина складається з 4 рядків сигналу в канал. Інформація управління передана або як короткі зумовлені розрядні послідовності, які є помітними від даних, у форматі пакета, або використанні через смуги передачі сигналів (сигнали управління, послані, використовуючи вкл \ викл повідомляють про імпульси, подібних коду Азбуки Морзе), і таким чином не вимагає окремих рядків передача.
Смуга пропускання - 16-розрядна широка паралельна Ultra ATA шина здатна до передачі двох байтів даних за раз. Хоча Serial ATA передає тільки один біт за раз, послідовна шина може бути виконана в набагато більш високій швидкості, щоб компенсувати за втрату паралелізму. Serial ATA буде розпочато з смугою пропускання 1500Mbits / sec, або 1.5Gbits / sec. Оскільки дані закодовані, використовуючи 8b / 10b кодування (80% -е ефективне кодування, що використовується з цифровою передачею сигналів диференціала, щоб підтримати постійний середню точку зміщення "СИСТЕМИ ЦИФРОВОГО УПРАВЛІННЯ"), ефективна максимальна продуктивність - 150Mbytes / sec.
Рисунок 2.2.1 Розрахунок смуги пропускання для шини SATA
Таймінги - 1.5Gbits / sec швидкість передачі вимагає розрядних переходів і прийому, щоб відбутися в межах 0.667ns. Максимум дозволив перемикати час - 0.273ns, набагато швидше ніж 10ns час переходу, допустима для Ultra ATA. Однак, як помічено в наступних розділах електричні параметри дизайну послідовної шини більш сильно управляються. Serial ATA може таким чином зустріти {* виконати *} і перевершити синхронізацію, необхідну поставити продуктивність, порівнянну цього Ultra ATA.