上一篇文章中，對(duì)SATA協(xié)議的物理層做了簡要的分析，物理層是SATA的基礎(chǔ)，是處理串行傳輸信號(hào)的最前端，物理層之后就是鏈路層，下面對(duì)鏈路層做簡要的分析和描述。

數(shù)據(jù)鏈路層位于物理層和傳輸層之間，其根本任務(wù)是信道編碼，維持鏈路的通暢。與物理層類似，數(shù)據(jù)鏈路層也分為發(fā)送和接收兩部分，由數(shù)據(jù)鏈路層控制狀態(tài)機(jī)模塊進(jìn)行協(xié)調(diào)與控制。數(shù)據(jù)鏈路層只負(fù)責(zé)按協(xié)議規(guī)定的格式接收和發(fā)送幀信息，不需要關(guān)注幀信息的具體內(nèi)容。數(shù)據(jù)鏈路層根據(jù)傳輸層的控制信號(hào)發(fā)送原語和接收物理層的原語并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的控制信號(hào)報(bào)告給傳輸層以完成握手、流量控制等信息交互，通過采用CRC校驗(yàn)、數(shù)據(jù)加/解擾、8B/10B 編碼等機(jī)制提供數(shù)據(jù)的可靠傳輸。

SATA協(xié)議規(guī)定鏈路層的主要功能是負(fù)責(zé)把傳輸層傳遞的信息幀進(jìn)行編碼，校驗(yàn)，擾碼，封裝幀邊界，對(duì)物理層傳遞的信息幀進(jìn)行解碼，校驗(yàn)，擾碼，解析出幀的有效數(shù)據(jù)。鏈路層主要通過控制原語的傳遞來控制信息幀的整個(gè)傳輸過程，保證該傳輸過程的有效性并進(jìn)行相應(yīng)的流量控制。

數(shù)據(jù)鏈路層結(jié)構(gòu)框圖如圖1：

圖1 數(shù)據(jù)鏈路層結(jié)構(gòu)圖

鏈路層的CRC生成和校驗(yàn)?zāi)K、加擾和解擾模塊、8b/10b編碼和解碼模塊用于對(duì)傳輸數(shù)據(jù)的處理，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?；原語生成和探測(cè)模塊用于產(chǎn)生發(fā)送原語和檢測(cè)接收原語；FIFO模塊用于緩存輸入輸出的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)的收發(fā)過程為：

當(dāng)收到傳輸層發(fā)來的幀傳輸請(qǐng)求后，數(shù)據(jù)鏈路層完成的操作如下：

1、與對(duì)方數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)商，避免發(fā)生幀傳輸沖突；若出現(xiàn)沖突，設(shè)備端優(yōu)先傳輸；

2、從傳輸層接收有效數(shù)據(jù)并進(jìn)行封裝（添加SOFP、CRC、EOFP等）；

3、計(jì)算有效數(shù)據(jù)的CRC校驗(yàn)值；

4、發(fā)送幀信息給物理層，根據(jù)己方FIFO和對(duì)方數(shù)據(jù)鏈路層狀態(tài)進(jìn)行流量控制；

5、接收對(duì)方數(shù)據(jù)鏈路層的反饋信息，向傳輸層報(bào)告當(dāng)前傳輸狀態(tài)；

6、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加擾、8B/10B 編碼操作。

當(dāng)接收物理層傳回?cái)?shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)鏈路層完成的操作如下：

1、通知對(duì)方數(shù)據(jù)鏈路層已經(jīng)準(zhǔn)備好接收幀信息；

2、從物理層接收已經(jīng)過編碼處理的數(shù)據(jù)；

3、10B/8B 解碼并去除封裝（SOFP、CRC、EOFP等）；

4、對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC 校驗(yàn)；

5、根據(jù)己方FIFO和對(duì)方數(shù)據(jù)鏈路層狀態(tài)進(jìn)行流量控制；

6、對(duì)比接收到的和計(jì)算所得的CRC校驗(yàn)值；

7、向?qū)Ψ降臄?shù)據(jù)鏈路層和己方傳輸層報(bào)告當(dāng)前傳輸狀態(tài)；

8、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解擾。

鏈路層在傳輸層指令控制下選擇要發(fā)送的原語或數(shù)據(jù)幀，每次處理一個(gè)DWORD 數(shù)據(jù)，如果所處理的DWORD 數(shù)據(jù)是幀封裝頭SOF（Start Of Frame）和幀封裝尾EOF（End Of Frame）中間的數(shù)據(jù)，對(duì)于從傳輸層接收到的數(shù)據(jù)幀，鏈路層首先進(jìn)行CRC 計(jì)算，得到CRC生成碼，CRC生成碼作為幀內(nèi)容的最后一個(gè)DWORD，將數(shù)據(jù)幀送入擾碼模塊對(duì)數(shù)據(jù)加擾，發(fā)送EOF原語作為數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束標(biāo)志，最后經(jīng)過8b/10b 編碼，將數(shù)據(jù)變成適合物理層傳輸?shù)拇a型并傳送至物理層。在傳輸?shù)倪^程中，鏈路層通過在數(shù)據(jù)包上插入原語來進(jìn)行流量控制，完成數(shù)據(jù)傳輸后，鏈路層等待物理層的應(yīng)答，并把流量控制信息傳遞至傳輸層。

       對(duì)于從物理層接收的數(shù)據(jù)，鏈路層首先進(jìn)行8b/10b解碼，然后將數(shù)據(jù)送入解擾器，同時(shí)探測(cè)原語，判斷原語信息，將解擾后的數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗(yàn)，檢測(cè)當(dāng)前接收到的數(shù)據(jù)CRC與計(jì)算CRC 是否一致，若正確，則將數(shù)據(jù)發(fā)送到傳輸層，若不正確，則通過錯(cuò)誤機(jī)制上報(bào)傳輸層和數(shù)據(jù)發(fā)送方。

8B/10B編碼：為了增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸過程中差分信號(hào)的抗干擾能力，SATA規(guī)范采用了 8b/10b編碼機(jī)制。采用8b/10b 編碼機(jī)制主要是保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行院涂垢蓴_性。采用8b/10b 編碼機(jī)制，能使發(fā)送的“0”、“1”頻率保持基本一致，并且連續(xù)的“1”或“0”不超過 5 位，即每 5 個(gè)連續(xù)的“1”或“0”后必須插入一位“0”或“1”，從而保證信號(hào) DC 平衡。因?yàn)樵诟咚俚拇袛?shù)據(jù)傳輸中，如果比特流中邏輯0或邏輯1

有連續(xù)多個(gè)數(shù)據(jù)信息位沒有發(fā)生狀態(tài)跳變時(shí)，數(shù)據(jù)信息之間的跳變信號(hào)將會(huì)受到影響減弱而出錯(cuò)，而直流平衡技術(shù)則解決了這個(gè)問題。

8B/10B 編碼的基本思想是將一個(gè)8 位數(shù)據(jù)劃分為低5 位和高3 位兩部分，對(duì)低5位部分進(jìn)行 5B/6B編碼，對(duì)高3位兩部分進(jìn)行3B/4B 編碼，如此分為兩部分進(jìn)行編碼使得硬件上能更有效地對(duì)更小的子塊進(jìn)行編解碼。通過兩部分分別編碼，最終8位數(shù)據(jù)被編碼為 10 位數(shù)據(jù)，其原理如圖2所示。編碼后的10 位中所有“1”或“0”的個(gè)數(shù)不會(huì)超過 6個(gè)，并且連續(xù)的“1”或“0”的個(gè)數(shù)不會(huì)超過4個(gè)。解碼原理與編碼類似，只不過是逆過程而已。

圖2、8B/10B編碼原理圖

8b/10b的編碼過程是將一組需要連續(xù)發(fā)送的8位數(shù)據(jù)信息分解成兩組數(shù)據(jù)，一組3位，一組5位，然后經(jīng)過編碼后分別成為一組4 位的代碼和一組6位的代碼，最后組成一組10位的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。而

8b/10b解碼電路的基本原理就是將接收到的10位數(shù)據(jù)分為4 位和 6 位兩個(gè)部分，分別解碼而將其變成3位和5位，然后將新數(shù)據(jù)用于高速串行傳輸。其具體編碼過程如圖3所示，編碼數(shù)據(jù)一般都表示為 DX.Y 或 KX.Y，其中D表示為數(shù)據(jù)代碼，K表示為包含特殊信息的命令代碼，X 表示輸入的原始數(shù)據(jù)的低5位EDCBA，Y 表示輸入的原始數(shù)據(jù)的高3位HGF。SATA協(xié)議通過8b/10b編碼機(jī)制，能夠增加協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸中的控制手段來保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_有效性，并且通過利用這些特殊信息的命令代碼，還可以幫助數(shù)據(jù)接收端進(jìn)行還原的工作，并可以在早期發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)位的傳輸錯(cuò)誤，抑制傳輸錯(cuò)誤的繼續(xù)產(chǎn)生。

圖3 8b/10b 編碼過程

為了使編解碼過程利于描述和理解，8B/10B 編碼規(guī)范對(duì)所有二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行了約定：用a~j表示編碼后10位數(shù)據(jù)的bit0~bit9；用A~H表示編碼前8 位數(shù)據(jù)的bit0~bit7并以Zxx.y 的形式命名。Z 作為控制位，當(dāng)傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)字符時(shí)，Z 為 D；當(dāng)傳輸?shù)氖强刂谱址麜r(shí)，Z為 K；xx 代表低 5位EDCBA 的十進(jìn)制值，y 代表高3 位HGF 的十進(jìn)制值。表1的示例有助于理解數(shù)字和字符之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。如表 1 中所示，當(dāng)需要對(duì)BCh控制字符進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，首先可以確定Z 為 K，然后用HGFEDCBA 表示“1011 1100”，那么HGF 為“101”，EDCBA 為“11100”，BCh控制字符就可以用“K28.5”來表示了；同理，4Ah 數(shù)據(jù)字符可以用“D10.2”表示。

表1 字符轉(zhuǎn)換關(guān)系表

8B/10B編碼過程可以分為兩個(gè)階段：

第一階段利用5B/6B編碼表，參考當(dāng)前“運(yùn)行不均等性”值將低5 位編碼成 6 位。

第二階段利用3B/4B編碼表，參考經(jīng)過第一階段更新的“運(yùn)行不均等性”值將剩下的高3位編碼成4位。

“運(yùn)行不均等性”（Running Disparity）是一個(gè)用正值“+”或負(fù)值“-”表示的二進(jìn)制參數(shù)，它會(huì)對(duì)下一次編碼結(jié)果產(chǎn)生影響。每完成一次編碼，編碼器都會(huì)根據(jù)之前編碼的值計(jì)算出一個(gè)新的“運(yùn)行不均等性”值，然后參與下一次編碼的運(yùn)算。編碼運(yùn)算規(guī)則如下：

1、當(dāng)?shù)玫降?/span>6位/4位數(shù)據(jù)中，“1”的個(gè)數(shù)大于“0”或者“000111”、“0011”，那么“運(yùn)行不均等性”值為“+”；

2、當(dāng)?shù)玫降?/span>6位/4位數(shù)據(jù)中，“1”的個(gè)數(shù)小于“0”或者“111000”、“1100”，那么“運(yùn)行不均等性”值為“-”；

3、當(dāng)?shù)玫降?/span>6位/4位數(shù)據(jù)中，“1”的個(gè)數(shù)等于“0”（除了以上4種情況），那么“運(yùn)行不均等性”值保持不變。

數(shù)據(jù)字符的5B/6B、3B/4B編碼表分別如表2、3 所示，控制字符的編碼表如表4所示。表中“rd+”、“rd-”代表上一次編碼完成后的“運(yùn)行不均等性”值；“rd’”代表本次編碼完成后“運(yùn)行不均等性”值，在“rd’”列中“-rd”代表“運(yùn)行不均等性”值正負(fù)變化，而“rd”代表“運(yùn)行不均等性”值不變化。

表2 數(shù)據(jù)字符5B/6B編碼表

表3 數(shù)據(jù)字符3B/4B編碼表

表4控制字符編碼表

CRC 校驗(yàn)：添加 CRC校驗(yàn)的主要目的是降低數(shù)據(jù)傳輸時(shí)通信線路受到外界電磁干擾而產(chǎn)生誤碼的概率，它是通信系統(tǒng)中常用的一種差錯(cuò)校驗(yàn)方式，在SATA協(xié)議中采用的是CRC32校驗(yàn)方式。鏈路層計(jì)算的CRC值與從物理層發(fā)送的CRC值相比較，如果比較結(jié)果一致，則說明發(fā)送數(shù)據(jù)沒有出現(xiàn)錯(cuò)誤；若比較結(jié)果不一致，則需要將錯(cuò)誤信息反饋至應(yīng)用層，應(yīng)用層根據(jù)錯(cuò)誤信息進(jìn)行相應(yīng)處理。CRC校驗(yàn)計(jì)算SOF和EOF之間的所有數(shù)據(jù)（不包括數(shù)據(jù)間插入的原語），以 DWORD（32位）為一個(gè)計(jì)算單位長度，如果校驗(yàn)數(shù)據(jù)的長度不是32 位的整數(shù)倍，則在校驗(yàn)數(shù)據(jù)后面補(bǔ)充相應(yīng)位數(shù)的“0”。SATA協(xié)議規(guī)定的CRC初始值為0x52325032，SOF和EOF之間的校驗(yàn)數(shù)據(jù)長度最大為 2064個(gè)DWORDs。

SATA協(xié)議為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性，采用了CRC數(shù)據(jù)校驗(yàn)機(jī)制(Cyclic Redundancy Check)。循環(huán)冗余校驗(yàn)CRC具有強(qiáng)大的檢錯(cuò)能力，并在以太網(wǎng)鏈路層等多種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的數(shù)據(jù)校驗(yàn)功能中得到應(yīng)用。它具有檢錯(cuò)能力強(qiáng)，計(jì)算開銷小，易于編碼器實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。與奇偶校驗(yàn)及算術(shù)和校驗(yàn)等方式相比，雖然校驗(yàn)算法較為復(fù)雜，但是其校驗(yàn)性能和所需系統(tǒng)開銷都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于兩者。SATA協(xié)議中的CRC主要對(duì)信息幀進(jìn)行串行校驗(yàn)計(jì)算，以信息幀起始原語（SOF）和結(jié)束原語（EOF）之間的所有有效數(shù)據(jù)位為計(jì)算對(duì)象。該校驗(yàn)計(jì)算的一個(gè)基本校驗(yàn)計(jì)算單位為32 位數(shù)據(jù)，當(dāng)一個(gè)信息幀的容量沒有達(dá)到DWORD的整數(shù)倍時(shí)，所缺數(shù)據(jù)位在信息幀后面補(bǔ)充0即可。循環(huán)冗余碼CRC機(jī)制在 SATA發(fā)送端進(jìn)行編碼和SATA接收端接收進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，根據(jù)協(xié)議規(guī)定 CRC生成多項(xiàng)式G（X）來得到各個(gè)數(shù)據(jù)位的校驗(yàn)公式，K位要發(fā)送的數(shù)據(jù)信息位可對(duì)應(yīng)一個(gè)（K-1）次多項(xiàng)式K（X），R 位冗余位對(duì)應(yīng)于一個(gè)（R-1）次多項(xiàng)式 R（X），由K位數(shù)據(jù)信息位后面加上R位冗余位組成的校驗(yàn)信息碼則對(duì)應(yīng)于一個(gè)(N-1)次多項(xiàng)式 T（X）X×K（X）+R（X）。發(fā)送端產(chǎn)生一個(gè)循環(huán)冗余校驗(yàn)數(shù)據(jù)，跟隨在信息幀有效數(shù)據(jù)后發(fā)送，接收端在接收到信息幀中的校驗(yàn)數(shù)據(jù)后將其除以CRC生成多項(xiàng)式G（X），如結(jié)果為零則表示數(shù)據(jù)傳輸正確。SATA協(xié)議采用的CRC生成多項(xiàng)式為：G(X)=X³²+X²⁶+X²³+X²²+X¹⁶+X¹²+X¹¹+X¹⁰+X⁸+X7+X5+X4+X2+X+1。

假設(shè)待發(fā)送數(shù)據(jù)有K位，校驗(yàn)碼有R位，G(x)是產(chǎn)生校驗(yàn)碼的生成多項(xiàng)式，校驗(yàn)碼多項(xiàng)式和完整碼多項(xiàng)式分別由P(x)、C(x)表示，則待發(fā)送數(shù)據(jù)可表示為：M(x)=m_k-1x^k-1+m_k-2x^k-2+…+m_ixⁱ+…+m₁x+x₀

上式中，系數(shù)mi取值為0 或 1，由于是二進(jìn)制表示，x 取值為2。那么，完整碼多項(xiàng)式為 C(2)= x^RM(2)+P(2)，校驗(yàn)碼多項(xiàng)式P(2)為2^RM(2)除以 G(2)得到的余數(shù)。

 目前CRC校驗(yàn)方法根據(jù)生成多項(xiàng)式分為多種，如 CRC-4、CRC-8、CRC-16、CRC-ITU和CRC-32等。由于數(shù)據(jù)鏈路層以DW為最小傳輸單位，所以采用的生成多項(xiàng)式為G(X)=X³²+X²⁶+X²³+X²²+X¹⁶+X¹²+X¹¹+X¹⁰+X⁸+X7+X5+X4+X2+X+1。校驗(yàn)時(shí)計(jì)算對(duì)象包括SOFP和EOFP之間所有的FIS 數(shù)據(jù)內(nèi)容，以DW為最小單位，不足整數(shù)的需要在數(shù)據(jù)末尾補(bǔ)“0”，計(jì)算所得的校驗(yàn)碼放在最后一位FIS和EOFP之間，隨幀信息一起發(fā)送出去；接收端接收時(shí)，同樣需要對(duì)SOFP和EOFP之間所有的FIS數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行CRC運(yùn)算，所得到的CRC值與原來的值比較，若相等則說明傳輸正確沒有錯(cuò)誤。SATA標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議規(guī)定CRC校驗(yàn)的初始值為52325032h，SOFP和 EOFP之間最大的DW數(shù)量不能超過2064個(gè)。

擾碼器：添加擾碼器的作用是為提取數(shù)據(jù)幀中的位定時(shí)信息、擴(kuò)散信號(hào)頻譜并保持穩(wěn)定，避免電路的周期性基帶信號(hào)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸帶來的干擾，它在發(fā)送端將發(fā)送的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換成“0”“1”發(fā)生概率近似相等、前后相互獨(dú)立的偽隨機(jī)碼流。擾碼器是由線性反饋移位寄存器和“異或門”組成，以輸入的數(shù)據(jù)和線性反饋寄存器輸出值的模2加為輸出。SATA協(xié)議規(guī)定，線性反饋移位寄存器的初始值為0xFFFF，在 SOF和EOF之間的數(shù)據(jù)，包括CRC值都需要加擾。對(duì)于原語信息則不需要加擾，在設(shè)計(jì)擾碼器時(shí)要首先將操作原語和數(shù)據(jù)分開，不能影響對(duì)數(shù)據(jù)的加擾，也不能對(duì)原語進(jìn)行加擾。

SATA協(xié)議為了保證時(shí)鐘數(shù)據(jù)采樣信號(hào)的質(zhì)量，需要保持信號(hào)的穩(wěn)定性和足夠的比特定時(shí)信息含量，因而采用擾碼機(jī)制來進(jìn)一步調(diào)整連續(xù)1或連續(xù)0等信號(hào)，將傳輸數(shù)據(jù)擾亂形成“0”，“1”近似等概率的有效跳變信號(hào)，可以最大程度地避免連續(xù)信號(hào)在傳輸過程中所收的干擾。擾碼的主要工作原理實(shí)際是一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)據(jù)序列的生成模塊，主要利用異或門和線性反饋移位寄存器實(shí)現(xiàn)，SATA 協(xié)議采用擾碼生成多項(xiàng)式方程為：G(X) = X¹⁶ + X¹⁵+X¹³+ X⁴+1。當(dāng)鏈路層對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擾碼時(shí)，SATA接口會(huì)先將線性反饋移位寄存器中生成的隨機(jī)數(shù)據(jù)碼與有效數(shù)據(jù)進(jìn)行異或操作，得到擾碼數(shù)據(jù)后再將其進(jìn)行8b/10b編碼，編碼完畢后送入物理層發(fā)送出去；當(dāng)鏈路層對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解擾碼操作時(shí)，SATA 接口現(xiàn)將數(shù)據(jù)進(jìn)行8b/10b解碼，然后將解碼后的數(shù)據(jù)與線性反饋移位寄存器中相對(duì)應(yīng)的隨機(jī)碼進(jìn)行異或操作，最后得到幀有效數(shù)據(jù)信息。

除了 SOFP和 EOFP之間所有的 FIS數(shù)據(jù)內(nèi)容（包括 CRC 校驗(yàn)值）需要加擾之外，介于CONTP和新的原語之間重復(fù)的原語也需要進(jìn)行加擾。SATA 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議規(guī)定線性反饋移位寄存器的初始值為FFFFh。

鏈路層控制原語：鏈路層總共有18個(gè)原語，用來控制和表示串行線路的工作狀態(tài)，在傳輸過程中也用來調(diào)整流量控制，每個(gè)控制原語長度均為 4 個(gè)字符，原語之間采用握手機(jī)制來完成狀態(tài)的控制。

SATA協(xié)議鏈路層的控制原語主要是用來控制和維持串行鏈路數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)的一系列信息原語。鏈路層數(shù)據(jù)傳輸過程的控制主要由 SATA主機(jī)和設(shè)備相互之間發(fā)送、接收控制原語實(shí)現(xiàn)的。SATA 協(xié)議通信的雙方都可以向?qū)Ψ桨l(fā)送數(shù)據(jù)傳輸請(qǐng)求，并在接收到對(duì)方準(zhǔn)備好信號(hào)后開始數(shù)據(jù)傳輸，主機(jī)端和設(shè)備端在鏈路層完全是對(duì)等關(guān)系。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖不足時(shí)，發(fā)送HOLD 原語進(jìn)行流量控制，直到數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好進(jìn)入發(fā)送緩沖區(qū)則繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)；而接收方在接收數(shù)據(jù)緩沖已滿時(shí)，也同樣會(huì)發(fā)送HOLD 原語進(jìn)行流量控制。我們利用一個(gè)完整信息幀的詳細(xì)傳輸過程來說明控制原語是如何對(duì)其控制的：

1. 發(fā)送方發(fā)現(xiàn)有數(shù)據(jù)需要傳輸時(shí)，則對(duì)接收方發(fā)送X_RDY 原語，來表示發(fā)送數(shù)據(jù)的請(qǐng)求并告知接收方準(zhǔn)備接收。

2.  接收方接收到X_RDY原語時(shí)，開始檢查自身狀態(tài)，確認(rèn)無誤可以接收數(shù)據(jù)后，向發(fā)送方發(fā)送R_RDY，表示接收方已準(zhǔn)備接收。

3.發(fā)送方得到接收方已準(zhǔn)備接收信號(hào)好，開始發(fā)送數(shù)據(jù)，首先發(fā)送SOF原語，然后是若干有效數(shù)據(jù)。

4.接收方在收到SOF原語及信息幀中的有效數(shù)據(jù)時(shí)，向發(fā)送發(fā)返回 R_IP原語表示接收方正在接收。

5.發(fā)送方在該信息幀的發(fā)送過程中，發(fā)現(xiàn)發(fā)送緩沖區(qū)內(nèi)某些數(shù)據(jù)沒有準(zhǔn)備好導(dǎo)致無法發(fā)送時(shí)，則向接收方傳遞HOLD原語讓其等待進(jìn)行流量控制。

 6.接收方收到HOLD原語后，進(jìn)入等待狀態(tài)并以HOLDA原語回復(fù)。

7.發(fā)送方的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好后，則發(fā)送HOLD原語和有效數(shù)據(jù)，告之接收發(fā)繼續(xù)數(shù)據(jù)傳輸過程。

8.接收方收到HOLD 原語和有效數(shù)據(jù)后，結(jié)束等待狀態(tài)，接收數(shù)據(jù)并以R_IP表示接收狀態(tài)正常。

9.發(fā)送方數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，進(jìn)行CRC校驗(yàn)并將校驗(yàn)和加入信息幀尾部發(fā)送出去，最后發(fā)送EOF原語表示信息幀發(fā)送完畢，最后發(fā)送 WTRM原語表示等待接收方的最終驗(yàn)證結(jié)果。

10.接收方接收整個(gè)信息幀后進(jìn)行CRC校驗(yàn)，校驗(yàn)正確后，發(fā)送 R_OK 原語表示數(shù)據(jù)發(fā)送過程無誤。

11.  發(fā)送方，接收方相繼進(jìn)入空閑狀態(tài)，發(fā)送SYNC原語，等待下一次數(shù)據(jù)傳輸請(qǐng)求。

數(shù)據(jù)鏈路層發(fā)送和接收幀信息以 DW 為最小傳輸單位，包括兩種類型：原語（Primitives）和幀（Frame）。原語由 1個(gè) DW 組成，用于主機(jī)和設(shè)備之間實(shí)時(shí)狀態(tài)信息、傳輸控制信息的交互，協(xié)調(diào)主機(jī)和設(shè)備的通信，保證數(shù)據(jù)正常傳輸。原語內(nèi)部 4個(gè)字節(jié)都是固定不變的，包括1個(gè)控制字符和3個(gè)數(shù)據(jù)字符，除了ALIGN_P的控制字符是 28.5 之外，其余的原語都采用K28.3 作為控制字符。所以說 ALIGN_P是唯一擁有 comma 特征的原語。各個(gè)原語的符號(hào)功能和字符編碼分別如表5所示。

表5 原語功能定義

表6 原語字符編碼

幀：幀由多個(gè)DWs組成，通常以SOFP作為開始，以EOFP作為結(jié)束，中間包括FIS、CRC校驗(yàn)值。CRC校驗(yàn)值是EOFP之前最后一個(gè)非原語DW。有時(shí)為了速率匹配的目的，幀中間也會(huì)插入一些原語（CONTP、HOLDP、HOLDAP）用于流量控制。一幀數(shù)據(jù)的典型結(jié)構(gòu)如圖 4所示。

圖4 典型的幀結(jié)構(gòu)

總體上看，鏈路層在物理層和傳輸層之間，承上啟下，完成8B/10B編解碼、CRC效驗(yàn)、加擾/解擾和原語控制等操作。通過以上的描述，基本上可以對(duì)SATA的鏈路層有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)和理解。后續(xù)文章將繼續(xù)關(guān)注SATA的傳輸層的技術(shù)原理和細(xì)節(jié)。