[发明专利]一种AHCI接口的传输方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种AHCI接口的传输方法及系统。

背景技术

AHCI机制的提出是为了增强SATA的功能，例如对NativeCommandQueue（本地命令队列）的支持，对热插拔的支持，对电源管理的支持等。如图1中所示的架构①即为AHCI机制最初使用的方式。

在图1的架构①中AHCI机制在主机侧的HBA（HostBusAdapter，主机总线适配器）中实现，SATA通过接入HBA的端口接入主机，如图2所示。

在图2所示的这种AHCI传输结构中，由于其底层传输使用的是SATA链路机制，所以对于设备来讲数据传输必须严格遵循SATA协议和ATA协议，以保证传输数据的正确性和规范性。

随着AHCI技术的不断成熟，功能的不断完善，SATA-IO在2011年提出了图1中的架构②。在该架构中底层数据传输完全依赖于PCIe总线，设备完全作为一种PCIe设备挂载到主机的PCIe的总线上。其实现示意图如图3所示。

在图3所示的这种AHCI传输结构中，AHCI机制在设备的控制器中实现，底层传输完全依赖于PCIe总线，所以在该结构中，对设备而言，数据传输仅需要遵循AHCI协议、ATA协议以及PCIe总线协议，而不必要执行SATA协议。

目前上述两种传输结构的传输交互采用的是基于SATA的方式，这样对于图1中的架构②来讲，其传输交互的实现就显得比较冗余，没有能够充分发挥该架构的优势。

串行ATA中的传输方式有PIO-IN、PIO-OUT、DMA-IN、DMA-OUT、FPDMA-IN以及FPDMA-OUT六种。目前对于图1的架构②，这六种方式中除了DMA-IN传输方式不必要优化外，剩余的五种传输方式都各自的缺点。以下分别对这五种方式的缺点做详细说明。

PIO-IN传输方式在所有的传输方式中最为特别，图4为该传输方式的示意图。

目前架构①和②对DMA-OUT传输方式的实现都采用图4所示的方式。这种传输方式的交互过程如下：

1）主机向设备发送RegisterHosttoDeviceFIS（简称H2D），通过该FIS主机向设备发送PIO-IN的命令请求。

2）设备收到PIO-IN命令请求后向主机发送PIOSetup–DevicetoHostFIS（简称PIO-SetupFIS），用于向主机报告错误信息或数据已经准备好的信息。

3）设备向主机发送DataFIS(该FIS最多可以负载8192Byts的数据)。

4）如果还有数据需要传输，则回到步骤2）。

在以上步骤中步骤2是步骤3）的准备阶段，但对于架构②来讲，步骤2）是多余的，这是因为在架构②中，数据传输无需通过主机侧的HBA，而是通过PCIe总线完成的，数据传输过程中的交互完全通过PCIe总线实现，所以不需要通过步骤2）的准备。

另外该传输方式中，如果最后一个DataFIS出错，那么该实现并没有一种机制将该错误通知到主机侧，所以该实现也不能保证最后一个DataFIS的正确性。

图5为PIO-OUT类型传输示意图，该图描述的传输实现为当前架构①和②的实现方式，以下将描述该方式的交互过程以及存在的缺点。

1）主机向设备发送H2D，通过该FIS主机向设备发送PIO-OUT的命令请求。

2）设备收到PIO-OUT命令请求后向主机发送PIOSetupFIS，用于向主机报告错误信息或已经准备好接收数据的信息。

3）设备接收主机侧的DataFIS(该FIS最多可以负载8192Byts的数据)。

4）如果还有数据需要接收则回到步骤2）。

5）设备向主机发送RegisterDevicetoHostFIS（简称D2H），用于通知主机命令执行结果。

与PIO-IN传输类型类似，在以上步骤中步骤2）是步骤3）的准备阶段，但对于架构②来讲，步骤2）是多余的，这是因为在架构②中，数据传输无需通过主机侧的HBA，而是直接通过PCIe总线完成的，数据传输过程中的交互完全通过PCIe总线实现，所以不需要通过步骤2）的准备。

图6为DMA-OUT类型传输示意图，该图描述的传输实现为当前架构①和②的实现方式，以下将描述该方式的交互过程以及存在的缺点。

1）主机向设备发送H2D，通过该FIS主机向设备发送DMA-OUT的命令请求。