SATA协议

2.2.1 SATA接口结构

SATA接口使用4根电缆传输数据，其结构图如图 2.4所示。Tx+、Tx-表示输出差分数据线，对应的，Rx+、Rx-表示输入差分数据线。

图 2.4 SATA接口结构图

2.2.2 协议模型

SATA接口协议借鉴TCP/IP模型，将SATA接口划分为四个层次来实现，包括物理层、链路层、传输层、应用层，其体系结构如图 2.5所示。

图 2.5 SATA体系结构

2.2.3 物理层分析

物理层采用全双工串行传输方式，主要功能是进行信号的串并及并串转化。物理层接收来自链路层的数据信息，将接收到的并行的数字逻辑信号转换为串行的差分物理信号，发送到主机端。相应的物理层能将来自主机端的串行差分物理信号转化为并行的逻辑信号传送到链路层。

为了提高 SATA 接口的扩展能力和响应能力， SATA 协议还引进了带外信号(Out Of Band，OOB)来协助物理层进行上电初始化以及复位操作。

2.2.4 链路层分析

链路层的主要功能是通过控制原语的传递来控制信息帧的整个传输过程，保证帧信息能够正确的发送与接收并能进行流量的控制，防止数据发送过快或接受过多。

1）接收来自物理层的信息，对信息帧进行编码、解码、校验和扰码，然后给传输层发送 SOF 原语，通知传输层接收数据，当数据发送完成后，给传输层发送EOF原语，通知传输层该帧传输完成。

2）接收来自传输层的信息，给接收的信息头封装上SOF原语和EOF原语，然后对信息帧进行编码、解码、校验、扰码，传送给物理层。

链路层的控制原语是用来控制和维持串行链路数据传输状态。它们是以32位数据为单位的信息包，控制原语一共有18种，它们都有各自的功能，如：ALIGN原语用来做物理层中数据对齐；SOF、EOF原语用来做数据传输时信息帧的边界定义等。