SATA 3.0 ブリッジ・コントローラ

Serial ATA (SATA) は、ホストとHDDやSSDのような大容量ストレージ・デバイス間とのデータ伝送機能を持ったコンピュータ・バス・規格です。
SATAはそれ以前のParallel ATA(PATA)にとって代わり、ケーブル・サイズの縮小、ホット・プラギング、信号レートの向上によるデータ伝送速度の向上等の様々な利点があります。

アイウェーブのSATA 3.0ホスト・コントローラは、業界規格のSATA 1.0、SATA 2.0及びSATA 3.0インターフェイス標準をホストFPGA設計にインテグレートすることを可能にします。

仕様
SATA規格3.0に適合、TXとRX周波数の差異を処理するRXエラスティック・バッファ、送信/受信パスで実行される4KB FIFO、32ビットの内部データ・パス、アプリケーション・レイヤへのAXIインターフェイスのサポート等があります。

性能
アイウェーブのSATA 3.0ホスト・コントローラでは大容量ストレージ機器の最大リード/ライト速度に近いリード/ライト速度が得られます。
Transcend SSD1では、最大ライト、リード速度はそれぞれ500MB/s及び560 MB/sです。
性能表(図2)にみられる様に487MB/sのライト速度、540MB/sのリード速度が達成されています。

構成
SATA 3.0ホスト・コントローラはトランスポート層、リンク層及びPHY層の3つの層からできています。
・ PHY層:
主な機能は、32ビットパラレル・データをデファレンシャルTxデータに受信したRxシリアル・データを32ビットのパラレルデータに変換すること、シリアル・データからのクロック・リカバリ、8B/10B エンコーディングとデコーディング、バイト・オーダリングと単語アラインメント、速度ネゴーシエーション、Out-of-Band (OOB) 信号生成と検出です。
・ リンク層:
リンク・レイヤはフレームの送信・受信を担当し、そしてスクランブリングやデスクランブリング及びCRC計算を行います。また、フロー・コントロールおよび送受信エラーを処理します。
・ トランスポート層:
トランスポート層は、AXIインターフェイスを介しアプリケーション層と通信し、受信データからFISコンテンツを策定し、送り返す際にそれを分解します。この層は、データ転送のコマンドを決定します。また、フロー・コントロールを確実にするため送信、受信パスにバッファを備えております。

IPバリデーション及び性能テスト:
アイウェーブは、SATA 3.0ホスト・コントローラの機能と性能を実証することができる評価設計を提供します。
評価プラットフォームは、弊社のFMCアドオン・カードがついたArria 10 SX SoC 開発ボードです。


図1:テスト・セットアップ

ユーザはテスト・ドライバをコントロールするためUART経由でソフト・コア・サブシステムを使用します。
このソフト・コア・サブシステムはライト及びリードのスループットを計算し、SATAデバイスのID読み取りを行うとともに選定したテストに基づきテスト・ドライバの動きをコントロールします。それにより、ユーザがライト/リード性能をチェックして、特定のアドレスに所定のサイズで書き込み、読み取ることができます。

テスト・ドライバ・モジュールは、ユーザが必要な操作を実行するために必要な信号を生成します。このモジュールはソフト・コアからの入力を受けいれ、この機能を適切に実行するようステート・マシーンが作られます。 まずデバイスIDが読み取られソフト・コアがアクセスできるようRAMに書き込まれます。また、リード・バックの際にデータの完全性チェックが行われます。

図2 SATA 3.0ホスト・コントローラの性能表

IP納入物:
・設計書
・RTLソースコードまたはデバイス固有のネット・リスト
・IP データ・シート
・IPインテグレーション・マニュアル
・時間制限付きの評価バイナリ

公開日2015年4月
製品種別controller
チップメーカーiWave Systems
提供元iWave Systems
分類

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