SATA支持ATAPI的設計要點

由于SATA應用于ATAPI device，傳輸效能不是最重要的考量，軟、硬件的兼容性才是最重要的課題，因此在設計上也就更不容易掌握。本文將對SATA支持ATAPI組件的IC設計，作一簡單的介紹，希望讀者能對SATA應用于ATAPI組件所應考量的設計要點能有更清楚的了解。

　　SATA支持ATAPI的設計要點

　　在SATA相關硬盤與主機板上的SATA控制器上，所謂的SATA IC的設計模式，可分為原生型設計(Native Design)與橋接設計(Bridge Design)兩種：

　　? 原生型設計：所謂原生型設計，指的是未透過橋接(Bridge)接口的轉換，直接將SATA的訊號轉換為其它接口的訊號。例如：PCI to SATA控制卡，所謂的原生設計，指的就是由PCI訊號直接轉換為SATA訊號，并未經過任何接口的轉接。

　　? 橋接設計：所謂的橋接設計，指的是透過橋接接口的轉換，直接將市場上現有的接口轉換為SATA接口。例如：市場上本來就有PCI to ATA的接口，透過增加ATA轉SATA的接口，馬上就可以整合成PCI to SATA的控制接口。此設計模式也是廠商導入SATA產品的最快方式。

　　目前市面上SATA硬盤，大多數都采用橋接設計模式，也就是在原有的硬盤控制芯片上，再外接一個PATA(Parallel ATA) to SATA Bridge Chip。即可成為支持SATA的硬盤。至于光儲存裝置(如DVD+RW、CD-RW等)導入SATA的solution，也是以橋接器設計方式最為容易。但是ATAPI device(如DVD+RW、CD-RW等)在SATA的設計上卻有很多的限制，尤其是兼容性的問題。如果采用PATA to SATA bridge chip 加上光儲存既有的控制芯片，即可提供SATA DVD+RW、CD-RW 的解決方案，但是PATA to SATA bridge chip在支持ATAPI的設計考量，卻完全反映到SATA光儲存裝置的兼容性。以下即是SATA應用于ATAPI Device設計上所需注意的事項。

　　大體來說，SATA應用于ATAPI Device設計上的問題可以分為以下幾類：

　　1. Protocol Issue(傳輸協議問題)

　　這類的問題，通常都是發生在既有的PATA規格與最新的SATA規格有部分的差異所造成的。幾個常見的情況包含了下列例子：

　　? PIO DR0 data block 超過 8K的問題

　　此一問題與原來ATAPI規格上并未有此規范有關(請參考表2)。而SATA Spec. 定義DATA FIS不可超過8K的大小，但是光儲存媒體依照ATAPI的規范，往往有許多CD-R、CD-RW、DVD+RW的PIO DR0 data block超過8K的大小限制，此時PATA to SATA bridge就必須考量此種因SATA與ATAPI傳輸協議不同的地方，妥善處理，系統才能正常運作。

　　? Odd word 問題

　　就SATA規格的定義，SATA的傳輸是以DW(double word)為基礎的傳輸，但是有一些ATAPI的OP code是以odd word 傳輸為主(請參考表3)，所以SATA bridge 勢必要了解transfer count的相關信息以解決這些問題。如果沒有適當處理，系統將會把過剩的word data傳輸到Host端的內存或光儲存媒體，而造成系統錯誤。

　　就以往光儲存媒體的習慣來說，有一些光驅的運作會送出INTRQ以準備接收command 封包。但是在SATA的通訊協議中，SATA host端并不會送出INTRQ，這樣將會造成系統的當機，因為軟件必須收到INTRQ才會開始執行送出command封包的動作。因此PATA to SATA bridge的設計上就必須補償規格上缺憾的問題。

　　? Transfer count問題

　　由于各式各樣的CD-R或DVD空白片格式，將使得SATA bridge很難去了解盤片完整的transfer count，而SATA bridge將無法得知何時數據將會結束。這往往需要非常robust的方法去處理transfer count的問題，SATA bridge也并須能補償protocol缺憾的問題。