iWave、大容量ストレージ・デバイス用SATA 3.0ホスト・コントローラIPコアを発表

シリアルATA（SATA）は、ホストとHDDやSSDなどの大容量記憶装置間でデータを転送する主な機能を持つコンピュータバス規格です。シリアルATAは、ケーブルサイズの縮小、ホットプラグ、高速信号レートによるデータ転送の高速化など、いくつかの利点を提供することで、旧来のパラレルATA（PATA）規格に取って代わりました。

iWavesの SATA 3.0ホストコントローラは、業界準拠のSATA 1.0、SATA 2.0、SATA 3.0インターフェース規格を提供するホストFPGAデザインへの統合にご利用いただけます。SATA 3.0ホストコントローラーの主な特長には、シリアルATA仕様リビジョン3.0への準拠、TXとRXの周波数変動を処理するRXエラスティックバッファー、送受信パスのメモリーブロックに実装された4KB FIFO、32ビット内部データパス、アプリケーション層へのAXIインターフェースなどがあります。

iWavesのSATA 3.0ホストコントローラーを使用すると、大容量記憶装置の最大読み書き速度に近い速度を得ることができます。トランセンドSSDの場合、最大書き込み速度は500MB/秒、最大読み取り速度は560MB/秒です。パフォーマンスチャート（図2）によると、書き込み速度は487MB/秒、読み込み速度は540MB/秒を達成しています。

iWaveのSATA 3.0ホスト・コントローラは、トランスポート層、リンク層、PHY層の3層で構成されています。

PHY層：主な機能は、32ビットパラレルデータを差動Txデータに変換し、受信Rxシリアルデータを32ビットパラレルデータに変換すること、シリアルデータからのクロックリカバリ、8B/10Bエンコードとデコード、バイトオーダーとワードアライメント、スピードネゴシエーション、帯域外（OOB）信号の生成と検出である。

リンク層：リンク層はフレームの送受信を担当し、スクランブルやデスクランブル、CRC計算も行う。また、フロー制御や送受信エラーも処理する。

トランスポート層：トランスポート層は、AXIインターフェイスを介してアプリケーション層と通信し、受信したデータからFISコンテンツを作成し、それを分解して送り返す。この層は、データ転送でサポートされるコマンドを決定する。また、フロー制御を確実にするため、送受信パスにバッファを持つ。

IPバリデーションとパフォーマンステスト：

iWaveは、SATA 3.0ホストコントローラの機能と性能を検証するための評価デザインを提供します。評価プラットフォームは、iWaveのFMCアドオンカードを搭載したArria 10 SX SoC開発ボードです。

ソフトコアサブシステムは、UARTを介してユーザーにテストドライバーの制御を提供するために使用されます。このモジュールは、書き込みと読み出しのスループット計算、SATAデバイスのID読み取り、選択されたテストに基づくテスト・ドライバの動作制御、書き込み/読み出し性能のチェック、定義されたサイズの指定されたアドレスへの書き込みと指定されたアドレスからの読み出しの実行を行います。テスト・ドライバ・モジュールは、ユーザーの要求に応じて必要な動作を実行するために必要な信号を生成します。このモジュールは、ソフトコアからの入力を受け付け、適切にステートマシンを構築して機能を実行します。最初にデバイスIDが読み込まれ、ソフト・コアがアクセスできるようにRAMに書き込まれる。また、読み出し時のデータ整合性チェックもここで行われる。