serial attached scsi SAS_Phy_layer

### Serial Attached SCSI (SAS) Phy层解析 #### SAS协议概览 Serial Attached SCSI（简称SAS）是一种高性能的企业级存储技术，它继承了SCSI协议的传统并改进了其物理层设计，支持高速数据传输。SAS协议由多个层级构成，其中包括应用层、传输层、端口层、链路层和物理层（Phy层）。本文档重点介绍了SAS协议中的物理层（Phy层），这是位于链路层和物理层之间的关键部分。 #### 物理层（Phy层）的作用与结构 SAS协议中的物理层（Phy层）主要负责处理数据信号的物理传输，包括编码、解码以及错误检测等任务。Phy层的设计目的是确保数据能够在物理介质上传输，并且能够被接收方正确解读。这一层处于链路层与物理介质之间，起到了承上启下的作用。 #### SAS标准分层 在SAS标准中，各层次的功能如下： - **应用层**：包括SCSI应用层、ATA应用层和管理应用层，负责定义数据交换的具体规则。 - **传输层**：包含SSP传输层、STP传输层和SMP传输层，用于实现数据包的封装与解封装。 - **端口层**：即SAS端口层，处理端口级别的通信。 - **链路层**：包括SSP链路层、STP链路层和SMP链路层，负责链路的建立与维护。 - **物理层**： - **链路物理层**（SAS链路层）：位于SAS协议栈中的较低位置，负责链路级别的控制。 - **物理层**（SAS Phy层）：位于链路层与物理介质之间，负责物理信号的编码与解码。 #### Phy层关键技术点 1. **编码（8b/10b）**：为了确保数据传输的可靠性和有效性，SAS Phy层采用了8b/10b编码方式。这种方式将每个8位的数据字节转换为10位的编码字符进行传输，增加了冗余比特位以帮助时钟恢复和错误检测。这种编码方式最初由IBM在1983年发明，并广泛应用于多种高速数据传输标准，如Fibre Channel、Gigabit Ethernet和1394b等。 2. **从比特到数据字**：Phy层需要处理从比特流到数据字的转换过程。这一过程包括编码、解码以及信号的同步等操作。 3. **带外（OOB）信号**：除了正常的数据传输之外，SAS Phy层还需要处理一些特殊的带外信号，如物理层重置信号（Phy reset sequence）、带外序列（OOB sequence）以及速度协商序列（speed negotiation sequence）等。 4. **状态机**：为了管理和控制物理层的状态变化，SAS Phy层使用了一系列状态机。这些状态机包括SAS SSP、SP_DWS和SATA等。 5. **速度协商**：SAS Phy层还负责处理速度协商过程，以确保两端设备能够在相同的数据速率下通信。 6. **8b/10b映射**：在SAS Phy层中，8b/10b编码的具体实现包括了对无效模式的避免、最长连续位流的限制以及特定命名规则的采用（例如Zxx.ynomenclature）。 通过以上关键技术点的介绍，我们可以看到SAS Phy层在SAS协议栈中扮演着非常重要的角色，它不仅确保了数据在物理介质上的正确传输，还为整个系统提供了必要的控制机制和信号处理功能。对于设计和实现基于SAS协议的产品而言，深入理解SAS Phy层的工作原理是至关重要的。