[发明专利]通用存储总线适配器

说明书

技术领域

本发明一般涉及计算机数据存储。更具体地说，本发明涉及更有效地执行数据读写的通用存储总线适配器。

背景技术

多年来，计算机和其它系统使用磁盘驱动器来存储大量数字信息。这是因为计算机和其它系统可具有足够的主存储器(诸如随机存取存储器)来执行当前的计算任务，当存储大量数据时，诸如操作系统、应用程序或程序数据，常需要诸如磁盘驱动器的大容量装置。

现有多种类型大容量装置，包括软盘、硬盘、光盘(其包括DVD和CD驱动器)，和非易失性固态存储器装置(诸如RAM盘)。这些大容量装置常统称为大容量装置。此外，许多不同技术已用于连接大容量装置。如今，个人计算机环境中具有两个主要的通用接口技术：SCSI(小计算机系统接口)和IDE(智能驱动电子器件、或集成驱动电子器件)。两种技术在其通用接口方案中具有多种构建。举例而言，SCSI-1、SCSI-2、Wide SCSI、Fast SCSI、Fast Wide SCSI、Ultra SCSI、SCSI-3、Ultra2 SCSI、Wide Ultra2 SCSI、EIDE、UDMA IDE和Ultra-ATA IDE等。其它计算系统包括光纤通道、类因特网光纤通道、外部光纤通道、SAS等。

IDE是一般术语，其指具有内建控制器的磁盘驱动器。内建控制器是主要优势，因为大容量装置制造商不必使他们的装置与任何特殊控制器标准兼容。所需的只是连接主板与大容量装置的IDE连接器。

如今，大多数接口技术通过并行总线(诸如PCI(外围组件互连))连接大容量装置和主板。然而，其它类型装置可通过并行端口或其它端口(诸如ISA(产业标准架构))来进行连接。

每种类型的存储装置需要驱动器来连接主机计算机系统的主控制器。每个驱动器具有一个传输层，其允许所述驱动器与其个别的存储装置通信。在某些抽象层，所有个人计算机使用小计算机系统接口SCSI-类型格式而进行操作。主控制器和存储装置驱动器将SCSI类型格式命令转译成存储装置使用的命令。串行连接的SCSI(新的格式)包括支持串行高级技术连接(SATA)的可选扩展部分。此允许混合并匹配串行连接SCSI和SATA存储装置。所有其它协议实质上是与某些类型的传输层合并一起的SCSI协议。所以，如果移除传输层，那么所有的装置都讲SCSI。然而，如上所述，传输层是用于与存储装置通信的。不管存储器的类型或接口技术，数据存储器和数据回复器是由处理器起始的，所述处理器使主控制器将处理器连接到大容量装置。数据通过主控制器流到大容量装置或从大容量装置流出。在个人计算机中，并行数据存储ATA(AT连接)规格从1980年以来已界定PC的标准存储接口。ATA代表高级技术连接，其指在磁盘驱动器自身上具有集成控制器的磁盘驱动器。并行ATA成本低，支持广，众所周知且被良好接受，且已证实能具有高速性能。现有几种版本的ATA。通过ATA自身，其可与IDE互换，ATA-2(EIDE/快速ATA)支持更快的操作模式和多字DMA模式、支持逻辑组块定址(LBA)和组块转移；ATA-3、Ultra-ATA(Ultra-DMA，ATA-33和DMA-33)支持以33MBps运行的多字DMA模式3，ATA/66将ATA的吞吐量加倍，和ATA/100。

虽然并行ATA证实是有利的，但其具有限制。其需要许多针脚和并行导体，使用5v技术，且难以以需用于支持多媒体应用的高数据速率的方式实施。因为这些缺点，所以开发出用于存储装置高性能接口的串行ATA(还已知为SATA)。还已经开发出并没有超过现有技术的SCSI磁盘驱动器的串行接口规格。

存储装置类型的激增和当代磁盘驱动器的增加的存储大小已产生问题。简单地存储和提取数据可消耗处理器的大部分时间。此产生一需要，即需要主机总线适配器(HBA)来连接主机计算机的总线(常为PCI)与到存储装置的总线，同时最小化对主处理器的性能的影响。此需要主机总线适配器处理许多低级的接口功能，可以自动执行或和次级主机处理器或存储装置处理器一起执行。举例而言，Inter已开发出高级主机控制器接口(AHCI)规格，其以寄存器级描述SATA装置如何与主机控制器的硬件连接。串行SCSI装置可具有完全不同的HBA。