Implementation of 1.5Gbps Serial ATA

This paper describes the link layer and physical layer of the Serial ATA which is the next generation for parallel ATA specification that defines data transfer between PC and peripheral storage devices. The link layer consists of CRC generation/error detection, 8b/10b decoding/encoding, primitive generation/detection block. For the physical layer, it includes CDR(Cock Data Recovery), transmission PLL, serializer/de-serializer. It also includes generation and receipt of OOB(Out-Of-Band) signal, impedance calibration, squelch circuit and comma detection/generation. Additionally, this chip includes TCB(Test Control Block) and BIST(Built-In Selt Test) block to ease debugging and verification. It is fabricated with 0.18${\mu}{\textrm}{m}$ standard CMOS cell library. All the function of the link layer operate properly. For the physical layer, all the blocks operate properly but the data transfer is limited to the 1.28Gbps. This is doe to the affection or parasitic elements and is verified with SPICE simulation.

1.5Gbps 직렬 에이티에이 전송 칩 구현

본 논문에서는 PC 의 스토리지 인터페이스로 사용되는 병렬 ATA를 대체하게 될 새로운 표준인 직렬 ATA 의 링크 층과 물리 층을 설계하였다. 링크층에서는 CRC 생성 및 오류 감지, 스크램블링 회로, 8b/10b 복호화/부호화 회로 및 프리미티브 생성/검파 회로로 구성되었다. 물리 층은 직렬화/병렬화 회로와 전원 초기 인가시의 리셋 발생회로, OOB 신호 발생/검파 회로, 데이터로부터 클록을 복원하는 회로, 스？치 회로 및 임피이던스 조정 회로와 콤마 발생/감지 회로로 설계하였나. 또한 불리 층과 링크층의 동작을 확인하기 위한 테스트 제어 블록과 BIST(Built In Self Test) 블록을 설계하였다. UMC 사의 0.18㎛ 표준 CMOS 공정을 이용하여, 칩으로 제작 후 특성을 검증하였다. 링크 층에서 요구하는 모든 기능 및 특성은 사양을 만족하였고, 물리 층의 출력 전압 및 드라이버 출력 지터, OOB 신호등의 특성도 만족하였다. 데이터 전송 율은 1.5Gbps 속도의 사양목표치에 비해서, 실제 측정된 데이터 전송 속도는 1.28Gbps로 측정되었다. 회로 시뮬레이션에 의한 확인 결과, 레이아웃에서의 배선에 대한 기생 성분의 영향에 의한 것으로 분석되었다.