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SATA 3.0标准协议

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简介：
SATA 3.0标准协议是Serial ATA组织推出的第三代接口规范，提供6Gbps的数据传输速率，支持NCQ等多项技术，旨在提升存储设备性能和兼容性。 本规范定义了一种高速串行ATA数据链路接口（包括物理层、链接层、传输层和应用层）。该串行接口采用来自ATA/ATAPI-6标准的命令集，并增加了针对串行接口优化的原生命令排队指令。为了与并行ATA驱动程序保持向后兼容，定义了与并行ATA寄存器兼容的串行ATA接口。物理接口的设计旨在简化集成（低引脚数、低电压）并支持可扩展性能（当前规定的数据速率为1.5 Gbps和3.0 Gbps）。

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  • SATA 3.0协议标准
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    SATA 3.0协议标准是Serial ATA组织制定的数据传输接口规范，提供6Gbps的峰值数据传输速率，旨在提升电脑内部组件的数据交换效率。 SATA 3.0, also known as SATA III, is a standard for connecting and managing serial storage devices such as hard disk drives and solid-state drives. It was introduced in July 2009 and offers a maximum transfer rate of 6 Gbit/s, doubling the speed of its predecessor SATA II (SATA Revision 2.0). This protocol supports Native Command Queuing (NCQ) for improved performance and reliability, as well as hot-swapping capabilities that allow users to connect or disconnect storage devices without shutting down the system. Additionally, SATA 3.0 includes power management features such as Deep Sleep and Slumber states which help reduce power consumption when the device is idle.
     
  • SATA 3.0标准协议
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    SATA 3.0标准协议是Serial ATA组织推出的第三代接口规范，提供6Gbps的数据传输速率，支持NCQ等多项技术，旨在提升存储设备性能和兼容性。 本规范定义了一种高速串行ATA数据链路接口（包括物理层、链接层、传输层和应用层）。该串行接口采用来自ATA/ATAPI-6标准的命令集，并增加了针对串行接口优化的原生命令排队指令。为了与并行ATA驱动程序保持向后兼容，定义了与并行ATA寄存器兼容的串行ATA接口。物理接口的设计旨在简化集成（低引脚数、低电压）并支持可扩展性能（当前规定的数据速率为1.5 Gbps和3.0 Gbps）。
     
  • SDIO 3.0 标准协议
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    SDIO 3.0标准协议是SD协会发布的规范，支持在单一接口上集成多种功能，如Wi-Fi、蓝牙和GPS等，广泛应用于移动设备中。 SDIO接口的外设遵循SDIO接口官方协议。
     
  • UFS 2.0和3.0标准协议合集
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    本资料合集详尽介绍了UFS（Universal Flash Storage）2.0及3.0版本的标准协议，涵盖存储设备接口、命令集与物理层规范等内容。 英文版完整资料可以选择并复制，UFS2.0版本有三百多页，而UFS3.0版本则有四百多页，均为非删减版。
     
  • SATA 3.0协议与FPGA模块实现，兼容SATA 3.0的主板设计，Verilog语言
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    本文介绍了基于SATA 3.0协议和FPGA技术的设计方法，并使用Verilog硬件描述语言实现了该协议在主板中的兼容性应用。 SATA 3.0协议及FPGA各模块的实现方法。
     
  • AHCI-SATA协议
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    AHCI-SATA协议是一种用于连接计算机主板与SATA硬盘等设备的标准接口规范，支持NCQ等功能，提升数据传输效率。 ### SATA-AHCI协议详解 #### 一、引言 SATA-AHCI（Serial ATA Advanced Host Controller Interface）是一种新型硬盘控制技术，为了解决传统IDE接口无法满足日益增长的数据传输需求而诞生。它通过标准化的方法定义了主机与存储设备之间的交互方式，极大地提高了数据传输速度并简化了系统设计。本段落将基于《Serial ATA AHCI 1.3 Specification》这一文档，详细介绍SATA-AHCI协议的主要特性、架构以及关键寄存器的配置。 #### 二、概述 SATA-AHCI是一种用于串行ATA（SATA）硬盘的高级主机控制器接口标准，该标准定义了一种新的硬件和软件接口，旨在提高性能和兼容性。与传统的IDE或PATA相比，SATA-AHCI提供了更好的性能和更低的功耗，并支持热插拔等功能。 #### 三、范围 SATA-AHCI协议规范涵盖了主机控制器的硬件接口、寄存器配置、命令集等方面，旨在提供一个统一的标准，使不同制造商生产的SATA设备能够相互兼容。此外，该标准还定义了一系列高级功能，如端口多路复用和端口电源管理等。 #### 四、不在范围内 本规范不涉及具体的硬件实现细节（例如电路设计和布线规则）；也不包括特定操作系统下的驱动程序实现细节。 #### 五、框图 SATA-AHCI的基本架构包括以下几个部分： - **主机控制器**：负责与CPU通信，并管理所有SATA设备。 - **端口**：每个端口可以连接一个SATA设备。 - **命令队列**：用于处理来自操作系统的读写请求。 - **任务文件结构**：存储命令和状态信息。 - **命令表**：包含一系列待执行的操作指令。 #### 六、约定 文档中的术语和缩写遵循一定的命名规则，以确保读者能够准确理解其含义。例如，“command slot”表示命令槽位，“command list”表示命令列表。 #### 七、定义 - **Command List (命令列表)**：一组待处理的命令集合。 - **Command Slot (命令槽位)**：每个命令槽位包含一个独立的任务文件结构。 - **CS**：指代命令槽位。 - **D2H (Device to Host)**：设备到主机方向的数据流。 - **Device (设备)**：任何连接到主机控制器的存储设备。 - **FIS (Frame Information Structure)**：帧信息结构，用于传输命令和数据。 - **H2D (Host to Device)**：主机到设备方向的数据流。 - **HBA (Host Bus Adapter)**：主机总线适配器，即主机控制器。 - **na**：不适用的情况。 - **Port (端口)**：物理连接点，每个端口可连接一个设备。 - **PRD (Physical Region Descriptor)**：物理区域描述符，用于指示数据传输的位置。 - **Queue (队列)**：用来组织待处理命令的结构。 - **Register Memory (寄存器内存)**：用于存储控制器状态和配置信息的内存区域。 - **Task File (任务文件)**：包含命令参数和状态信息的结构体。 - **System Memory (系统内存)**：计算机中用于运行应用程序的主内存。 #### 八、工作原理 SATA-AHCI的工作流程主要包括以下几个步骤： 1. **初始化**：系统启动时，BIOS或UEFI检测到AHCI控制器，并对其进行基本的初始化配置。 2. **驱动加载**：操作系统加载相应的驱动程序来管理控制器。 3. **命令处理**：当操作系统需要访问磁盘时，会向控制器发送读写命令。 4. **数据传输**：控制器解析命令并将数据发送到或从磁盘中读取。 5. **状态报告**：完成操作后，控制器会向操作系统报告结果。 #### 九、与传统软件的交互 SATA-AHCI协议的一个重要特点是它能够与传统软件环境（如旧版操作系统）兼容。通过使用AHCI模式，在没有专门支持AHCI的驱动程序的情况下，大多数操作系统也能识别和支持SATA设备。 #### 十、参考文献 本段落档参考了Intel公司发布的《Serial ATA AHCI 1.3 Specification》规范，该文档详细介绍了SATA-AHCI协议的技术细节。 #### 十一、寄存器配置 SATA-AHCI协议中定义了一系列寄存器用于配置和监控控制器的状态。这些寄存器主要位于PCI头部空间中，包括但不限于以下几种： - **ID - Identifiers (标识符)**：用于识别控制器的信息。 - **CMD - Command (命令)**：控制AHCI控制器的操作。 - **STS - Device Status (设备状态)**：报告设备当前的状态。 - **RID - Revision ID (修订版本)**：控制器的版本信息。 - **CC - Class Code (
     
  • 基于FPGA的SATA 3.0实现与协议详解
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    本著作深入探讨了在FPGA平台上实现SATA 3.0接口的技术细节及其实现方法，详尽解析其底层通信协议。 FPGA对SATA 3.0物理层、传输层、链路层和应用层的实现进行了详细介绍，并提供了SATA 3.0协议原版文档。
     
  • SATA协议详解
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    《SATA协议详解》一书深入剖析了Serial ATA（串行ATA）技术规范与实现机制，涵盖SATA接口原理、数据传输模式及故障排查等内容。 SATA协议是一种用于连接电脑主板与硬盘驱动器的接口标准。
     
  • SATA 2.0协议规范
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    SATA 2.0协议规范是Serial ATA标准的第二版，提供对第一代技术的改进和增强，支持更高的数据传输速率、更大的命令队列深度以及更多的物理距离灵活性。 SATA协议是一种用于连接计算机内部存储设备的接口标准。SATA II Ver1.0是该协议的一个早期版本，在性能、可靠性和功能方面进行了改进，以支持更快的数据传输速率和更高级的功能特性。相较于之前的版本，它提供了更好的兼容性，并引入了新的电源管理和错误报告机制等增强功能。