技術解析：高速儲存應用SATA電路設計

    本文介紹了SATA的新特性及其新的應用模型，包括第1i/2i代和第1m/2m代SATA物理層規範、外部SATA特性以及使用端口多路器的連接模式。作者詳細分析了SATA的設計挑戰以及高速差分信號和避免阻抗不匹配的PCB設計規則。

    作為PC、伺服器和消費電子產品中重要的硬碟驅動器接口，串行ATA(SATA)發展迅猛並日益盛行。隨著基於硬碟的儲存在所有電子市場領域中變得越來越重要，系統設計工程師需要知道採用第一代SATA(1.5Gbps)和第二代SATA(3.0Gbps)協議的產品設計中的獨特挑戰。     此外，系統設計工程師還需要瞭解新的SATA特性，以使其用途更廣，功能更強，而不僅僅是簡單地代替並行ATA。充分利用這些新特性並克服設計中存在的障礙，對成功推出採用SATA接口的產品非常關鍵。

    日趨複雜的PCB佈局布線設計對保證高速信號(如SATA)的正常工作至關重要。由於第一代和第二代SATA的速度分別高達1.5Gbps和3.0Gbps，因此銅箔蝕刻線佈局的微小改動都會對電路性能造成很大的影響。SATA信號的上升時間約為100ps，如此快的上升時間，再加上有限的電信號傳輸速度，所以即使很短的走線也必須當成傳輸線來對待，因為這些走線上有很大部分的上升(或下降)電壓。

    高頻效應處理不好，將會導致PCB無法工作或者工作起來時好時壞。為保證採用FR4 PCB板的SATA設計正常工作，必須遵守下面列出的FR4 PCB佈局布線規則。這些規則可分為兩大類：設計使用差分信號和避免阻抗不匹配。

帶4個SATA硬碟驅動器的端口多路器，Silicon Image公司的測試顯示，當主機同時訪問所有四塊硬碟，順序讀寫速度超過220MBps