一種機載sata總線存儲控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機載SATA總線存儲控制系統(tǒng)，包括存儲控制模塊和存儲器，所述存儲控制模塊和存儲器之間通過ESD保護模塊連接。本發(fā)明根據(jù)機載用戶使用情況，結(jié)合使用特性，在SATA協(xié)議規(guī)范的基礎(chǔ)上，設(shè)計了ESD保護機制，在不影響總線通信的前提下，可以實現(xiàn)任意時刻熱插拔，保證了硬件系統(tǒng)的安全性和可靠性。該設(shè)計方法極大豐富了SATA總線在工業(yè)及惡劣環(huán)境下的系統(tǒng)設(shè)計。
【專利說明】—種機載SATA總線存儲控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空電子產(chǎn)品，特別是機載SATA總線存儲控制系統(tǒng)【背景技術(shù)】
[0002]串行SATA總線(Serial ΑΤΑ)是取代PATA (Parallel ΑΤΑ)的新一代存儲接口技術(shù)，也是ATA接口從并行總線到串行總線架構(gòu)的自然發(fā)展。其初始速度為1.5Gbps，最大可達到6.0Gbps，采用點對點連接拓撲，每個通道獨立工作，不必共享接口帶寬。SATA總線使用了嵌入式總線時鐘信號，增加了 32位CRC錯誤校驗，具備了更強的糾錯能力，而且與PATA相比，其最大的區(qū)別在于不僅能對數(shù)據(jù)，還能對傳輸指令進行校驗檢查，如果發(fā)現(xiàn)錯誤自動重傳，因此相當大的程度提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。SATA串行接口設(shè)計提供熱插拔功能，但是針對Vxworks實時操作系統(tǒng)而言，需要驅(qū)動支持熱插拔操作，且在系統(tǒng)設(shè)計上保證熱插拔的安全性。
[0003]圖1給出了 SATA總線的連接關(guān)系，SATA總線采用串行傳輸方式，它只有兩對數(shù)據(jù)線A和B，每對數(shù)據(jù)線采用兩根共模差分信號傳輸，根據(jù)SATA規(guī)范，SATA接口共7根傳輸線:2對差分線和3根地線。但是在機載環(huán)境中，不會使用商用連接及接線方式，且用戶使用過程需要認為熱插拔存儲介質(zhì)部分，用于地面卸載數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的連接方式不能滿足要求，同時不方便機載環(huán)境使用需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種機載SATA總線存儲控制系統(tǒng)，通過ESD保護電路為機載環(huán)境SATA總線接口的使用及熱插拔提供安全保障，在不影響接口通信速度的前提下保證了使用過程中的產(chǎn)品可靠性。
[0005]本發(fā)明的發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]一種機載SATA總線存儲控制系統(tǒng)，包括存儲控制模塊和存儲卡，存儲控制模塊和存儲卡之間通過ESD保護模塊連接。
[0007]依據(jù)上述特征，所述存儲卡包含DTC卡/FDC卡和固態(tài)電子盤，所述ESD保護模塊的二端設(shè)有若干ESD保護單元，可根據(jù)信號特性增加相應(yīng)ESD保護電路，一端連接在DTC卡/FDC卡入口與固態(tài)電子盤，另一端連接在存儲控制模塊，中間為高速插拔連接器和柔性印制板。
[0008]優(yōu)選地，所述ESD保護電路包含有齊納二極管。
[0009]優(yōu)選地，所述可根據(jù)信號特性增加相應(yīng)ESD保護電路具體為:
[0010]SATA總線信號ESD保護電路采用低容性齊納二極管，防靜電等級為IEC61000 - 4 - 2，±20kV 靜電保護電路；
[0011]SATA的收發(fā)傳輸信號ESD保護電路采用超低容性值為0.5pF，其S21參數(shù)在1.5GHz頻率范圍內(nèi)小于-1.5dB靜電保護電路；
[0012]VCC電源部分ESD保護電路采用超低容性值為30pF，±30kV防靜電保護電路。[0013]優(yōu)選地，所述SATA總線信號ESD保護電路、SATA的收發(fā)傳輸信號ESD保護電路選用SP3030器件，VCC電源部分ESD保護電路選用SP1003器件。
[0014]依據(jù)上述特征，機載SATA總線存儲控制系統(tǒng)包含外部總線接口模塊，該模塊與外部總線進行通信，數(shù)據(jù)解析，并和存儲控制模塊進行PCIE總線交互數(shù)據(jù)。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明設(shè)計了一種具有ESD保護的機載SATA總線存儲控制系統(tǒng)。在滿足機載環(huán)境使用要求同時，增加ESD保護設(shè)計，保證系統(tǒng)可靠性。該設(shè)計方法極大的豐富了產(chǎn)品中SATA協(xié)議的應(yīng)用設(shè)計。同時該專利的具備擴展性，適用范圍廣，具有顯著的市場前景和經(jīng)濟效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為商用SATA總線連接關(guān)系示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明一種機載SATA總線存儲控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0018]圖3為本發(fā)明ESD保護模塊結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖4為SP3030器件S21參數(shù)圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0021]從圖2可以看出，本發(fā)明一種機載SATA總線存儲控制系統(tǒng)在存儲控制模塊和存儲卡之間引入ESD保護模塊，該ESD保護模塊的核心是可插拔接口信號根據(jù)信號特性增加相應(yīng)ESD保護電路，當DTC或FDC卡進行拔插，人體接觸或是其他外界因素引起的靜電施加到該卡的電源線或是SATA信號線上時，ESD保護電路內(nèi)的SP3030器件能針對高壓瞬態(tài)的靜電進行吸收并釋放到出來，從而達到保護其他SATA鏈路上其他器件的作用，滿足熱插拔的功能要求，保證系統(tǒng)硬件的可靠性和安全性。
[0022]對于ESD保護電路中吸收靜電能量的器件選擇，主要通過相關(guān)電特性分析得到，從圖3可以看出，整個SATA串行鏈路均控制阻抗，DTC卡/FDC卡插拔選用連接器也是支持SATA傳輸速率的高速連接器。ESD保護模塊兩端分別為存儲控制模塊SATA主控制器端和DTC卡/FDC卡入口與SSD固態(tài)盤之間，ESD保護模塊中間為高速插拔連接器和柔性印制板，所以ESD可以有效保護存儲控制模塊及DTC/FDC卡端插拔使用過程。SATA總線信號ESD保護采用低容性齊納二極管，防靜電等級為IEC61000 - 4 - 2, ±20kV靜電保護。SATA的收發(fā)傳輸信號為SATAII，帶寬為3Gbps，折算成頻率值為1.5GHz，為不影響信號正常通信選用超低容性值為0.5pF，其S21參數(shù)在1.5GHz頻率范圍內(nèi)小于- 1.5dB，其S21參數(shù)如圖4所示。VCC電源部分ESD保護采用30pF，±30kV防靜電保護設(shè)計
[0023]下面描述該ESD保護的機載SATA總線存儲控制系統(tǒng)的工作過程。
[0024]首先機載SATA總線存儲控制系統(tǒng)包含外部總線接口模塊，該模塊與外部總線進行通信，數(shù)據(jù)解析，并和存儲控制模塊進行PCIE總線交互數(shù)據(jù)。
[0025]其次存儲控制模塊通過PCIE總線接收外部數(shù)據(jù)，按系統(tǒng)要求打包處理。存儲控制模塊根據(jù)數(shù)據(jù)類型分別存儲不同種類數(shù)據(jù)至DTC卡和FDC卡中。
[0026]再次，存儲控制模塊綜合判斷卡在為狀態(tài)、卡門狀態(tài)和開關(guān)門狀態(tài)，在拔卡之前停止數(shù)據(jù)寫入操作，卸載DTC卡和FDC卡。[0027]最后在拔取DTC卡和FDC卡過程，靜電及其他環(huán)境因素均由ESD保護電路進行旁路處理，ESD保護電路內(nèi)的SP3030器件能針對高壓瞬態(tài)的靜電進行吸收并釋放到出來，SP3030器件內(nèi)部含有齊納二極管，根據(jù)齊納二極管的特性，當其兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時，它能以10-12毫秒量級的速度，將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩?，吸收高達數(shù)千瓦的浪涌沖擊，使兩極間的電壓箝位于一個預(yù)定值，有效地保護存儲控制模塊和DTC/FDC卡，免受靜電等瞬態(tài)浪涌的物理破壞，連接器的對接兩端都增加ESD保護電路，起到雙重保險的作用，保證產(chǎn)品可靠性。
【權(quán)利要求】
1.一種機載SATA總線存儲控制系統(tǒng)，包括存儲控制模塊和存儲卡，其特征在于所述存儲控制模塊和存儲卡之間通過ESD保護模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機載SATA總線存儲控制系統(tǒng)，其特征在于所述存儲卡包含DTC卡/FDC卡和固態(tài)電子盤，所述ESD保護模塊的二端設(shè)有若干ESD保護單元，可根據(jù)信號特性增加相應(yīng)ESD保護電路，ESD保護模塊的一端連接在DTC卡/FDC卡入口與固態(tài)電子盤，另一端連接在存儲控制模塊，中間為高速插拔連接器和柔性印制板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種機載SATA總線存儲控制系統(tǒng)，其特征在于所述ESD保護電路包含有齊納二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種機載SATA總線存儲控制系統(tǒng)，其特征在于所述可根據(jù)信號特性增加相應(yīng)ESD保護電路具體為: SATA總線信號ESD保護電路采用低容性齊納二極管，防靜電等級為IEC61000 - 4 - 2,±20kV靜電保護電路； SATA的收發(fā)傳輸信號ESD保護電路采用超低容性值為0.5pF，其S21參數(shù)在1.5GHz頻率范圍內(nèi)小于-1.5dB靜電保護電路； VCC電源部分ESD保護電路采用超低容性值為30pF，±30kV防靜電保護電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種機載SATA總線存儲控制系統(tǒng)，其特征在于所述SATA總線信號ESD保護電路、SATA的收發(fā)傳輸信號ESD保護電路選用SP3030器件，VCC電源部分ESD保護電路選用SP1003器件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1- 5所述的任 種機載SATA總線存儲控制系統(tǒng),其特征在于還包含外部總線接口模塊，該模塊與外部總線進行通信，數(shù)據(jù)解析，并和存儲控制模塊進行PCIE總線交互數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G06F13/16GK103678192SQ201310654086
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】任金牛 申請人:中國航空無線電電子研究所