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シリアルATAの概要と評価、測定 - 1/2
     

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目次
  1. シリアルATAとは?
  2. コンプライアンス試験
  3. 公式コンプライアンス試験に求められる測定器とMOI
  4. N5411A PHY/TSG/OOB試験 オシロソリューション
  5. Tx/Rx試験 TDR Sパラメータ・ソリューション
  6. RSG試験 81134Aベースによるジッタ耐力試験ソリューション
  7. ロジックアナライザによるソリューション
  8. 関連製品
  9. ダウンロード/リンク
  10. 関連リンク
1.シリアルATAとは?

シリアルATAはPCと内蔵ディスク等の記憶装置を接続する従来のパラレルATA/IDE規格を置き換える規格です。従来のATA規格とはソフトウェアの互換性を持っていながら、高速の伝送を可能にします。近年対応製品も数多く市場にでてきて注目を浴びています。従来のPATA製品とSATA製品の価格面での逆転も、SATAインターフェース採用を加速する大きな要素になっております。

その技術的特長は8B/10B符号化によるEmbedded ClockingSSC(周波数拡散クロック方式)によるシリアル伝送の基礎技術の採用や、2ペア信号の差動伝送のため物理的な信号のピン数が少なく、またHot plugの採用といったことが挙げられます。

もうひとつの大きな特長はストレージ用インターフェースとして、10年以上のロードマップが存在していることです。 現行世代の1.5Gbps(Gen1)、より高速なHDDなどで採用される3Gbps(Gen2)、そして次世代である6Gbps(2007年)へと続いており、将来を見据えた規格として安心して開発に取り組めるということも出来ます。コンシューマ向けの新しいストレージ規格としてゆるぎない地位を築くことに成功しています。

用途としてはストレージのアプリケーションとして、PC/ラップトップの内蔵ディスク、スワップベイ、ドッキングステーション、サーバの内蔵ディスク、外部ドライブなどが実用化されています。 また新しい用途として、家電製品などのコンシューマーエレクトロニクス製品に内蔵HDDが搭載されるなど、その裾野は広がりをみせています。

  ATA/ATAPI シリアルATA
最大転送レート 133M Bytes/s 150M Bytes/s(Generation 1)
300M Bytes/s(Generation 2)
ケーブルの信号ピン数 40pin/80pin 7pin
ケーブルあたりの接続台数 2 (Shared Bus) 1 ( Point-to-Point接続)
ケーブル長 18inches 1m(内蔵用)
信号振幅 5V 500mV

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2.コンプライアンス 試験

シリアルATAの公式なコンプライアンス試験は、SATAの最終製品に対して行われ、SATA-IOが管理・運営しています。20062Plug Festと併設されるInteroperability Workshop #1(略称IW#1)にて、SATA史上初めてDeviceCabConの区分において実施されました。200610月実施のIW#2よりHostの試験が追加され、20074月実施のIW#3よりレシーバのジッタ耐性試験が追加され、現在もSATA-IOでコンプライアンス試験の整備がおこなわれています。

公式なコンプライアンス試験は、Integrators List Testとも呼ばれ、試験に合格した製品情報は、SATA-IOWebsite上に公開されるIntegrators Listに掲載されます。

コンプライアンス試験項目はSATA-IO発行のUnified Test Document(略称UTD)に詳しく試験仕様が定義され、最新版はSATA-IOInteroperability Websiteよりダウンロード可能です。SATA HostおよびDeviceの試験項目は大きく4つに分類され、Phyと区分される電気仕様に関する項目からさらに細分化されています。UTDでは各試験の内容とPass/Failの判定値などについて記載されています。詳しい最新情報はSATA-IOWebsiteをご参照ください。

Digital 主にプロトコルの試験
Mechanical コネクタ位置や形状に関する機械的試験
Interoperability 標準製品との接続/動作確認試験
Phy 電気的仕様に関する試験
   PHY/TSG試験 / オシロスコープによる信号の測定
       
  • トランスミッタの信号品質テスト
    ジッタ、伝送レートの確認
       
  • コモンモードシグナル
    コモン・モードDCレベル電圧の確認
   OOB試験 / オシロスコープとパルスジェネレータによる測定
     
  • アウトオブバンド(OOB)シグナリングテスト 
    ホスト、デバイス間の適切なハンドシェイクの確認
    レシーバースケルチテスト
    応答できる最小スティミュラス・レベルの確認
   Tx/Rx試験 / TDRオシロスコープによる測定
     
  • トランスミッタ・レシーバ インピーダンス
    TDR
    による、Tx/Rxポートのインピーダンス測定
     
  • トランスミッタ・レシーバ リターンロス
    TDR
    による、Tx/Rxポートのリターンロス測定
   RSG試験 / パルスジェネレータとロジアナによるエラー測定
     
  • レシーバジッタ耐力試験
    規定量のジッタを持つ信号が正しく受信できるかの確認

シリアルATAのコンプライアンス試験では、物理層の測定が非常に多く指定されているのが特徴です。ホスト/ドライブ側それぞれに、テスト仕様が用意されています。トランスミッタの信号品質試験では、各試験項目ごとに定義される複数のテストパターンを切り替えながらおこなうため、試験対象製品の設定を変える必要があります。SATA製品は通常の動作状態では試験対象製品から信号が出力されないため、テストモードへ設定をする必要があります。テストモードへの設定方法はチップによって異なるため、チップベンダに問い合わせる必要があります。

般的にこのテストモードはBIST(Built In Self Test Mode)と呼ばれ、設定した任意のパターン出力が可能なBIST-TSAモード ないしは、レシーバジッタ耐力試験などでも使用されるBIST-Lモード (Far End Retimed Loop Back Mode)がありSATAのチップに盛り込まれるべき機能となっています。

また、SATA規格には、他のシリアル通信規格に見られるようなアイ・パターンに関するマスク試験は定義されていません。

 

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3.公式コンプライアンス試験に求められる測定器とMOI

Keysightは、すべての電気的仕様のコンプライアンス試験に公式対応しています。

SATA-IOは、公式なコンプライアンス試験に使用される測定機材ベンダーに対し、UTDに定義される測定方法にのっとって正しく試験ができる測定機材とその測定手順を記載したドキュメントを提出することを義務付けています。このコンプライアンス試験の操作マニュアルは、Method of Implementation(略称MOI)と呼ばれ、測定機材ベンダーがSATA-IOに提出した後、SATA-IOが認証することで公式なMOIとなります。MOIUTDと対をなし、各UTDのバージョンごとに用意されています。SATA-IOが認証する性質上、公式なMOISATA-IOWebsiteよりダウンロードするものと位置づけられています。

KeysightではSATA-IOが認証した公式なMOIをご用意しております。公式な試験ツールベンダーとしてSATA-IO内でも認知され、コンプライアンス試験会場でも測定を実施しております。Keysightには試験区分ごとに4種類の公式なMOIがあり、最新のMOISATA-IOInteroperability Websiteよりダウンロード可能です。

 

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