有关于各种SATA标准的术语目前看起来就是一团迷雾。Serial ATA Working Group受命建立和发展Serial ATA规范,现在已经改名为SATA-IO(SATA International Organization,SATA国际组织)了,其在官方站点(www.searialata.org)上进行澄清,SATA II不是SATA 3Gb/s的名字而是一个制定SATA规范的组织/团队的名字,3Gb/s仅仅是SATA II组织制定的各种特性之一——这个也是混乱的根源。SATA的真正标准,按照SATA-IO目前的做法应该是Serial ATA版本、加上传输界面传输速度、再加上扩展特性而成,目前是Serial ATA 1.0a、1.5Gb/s和3.0Gb/s、以及Extensions to Serial ATA 1.0a, Revision 1.2。
SATA组织/团队(就是SATA-IO)完成Serial ATA 1.0a规范之后,SATA II组织/团队(事实上也是SATA-IO)便进行对Serial ATA 1.0a进行扩展,得到的结果,就是Extensions to Serial ATA 1.0a, Revision 1.2(当前版本),这些扩展大大增强了SATA的能力。Extensions to Serial ATA 1.0a,可以称之为SATA1.0a扩展,包含了一系列的规格,这些附加的属性和能力被定义为可选的,原意是让厂商/客户可以根据实际市场的需要进行部署。这样市面上千奇百怪的控制器/硬盘具有不同的特性就不足为奇了。
Serial ATA 1.0a规范里面并没有对界面传输速率进行规定,事实上,Extensions to Serial ATA 1.0a, Revision 1.2也没有。界面传输速率于它们是无关的。按照传输信号来划分,SATA 150MB/s也就是SATA 1.5Gb/s属于Serial ATA Generation-1 Signaling Rate(第一代SATA速率),SATA 300MB/s也就是SATA 3Gb/s则属于Serial ATA Generation-2 Signaling Rate,未来的SATA 600MB/s—SATA 6Gb/s则属于Serial ATA Generation-3 Signaling Rate,去掉“Signaling Rate”、剩下Serial ATA Generation-1这样的表述也可以使用。
说完这些官方的SATA标准,就不能不提到Intel(联合多个厂商)提出的AHCI(Advanced Host Controller Interface,高级主机控制器界面)。AHCI相当于在控制器方进行的对SATA1.0a扩展的一种重定义,它支持一系列的SATA1.0a扩展属性,当然,AHCI包含的这些SATA1.0a扩展属性跟SATA硬盘的SATA1.0a扩展属性不一定是一致的。AHCI定义了与SATA设备通讯的一个界面,与原始的基于Port方式的与SATA设备通信的方式不同,AHCI提供的是基于系统内存的通信方式,这一点看起来就跟传统的DMA(Direct Memory Access)方式类似:ACHI控制器直接将数据读出或者存储到内存,软件无需看到(也看不到)I/O Port,所要发送的指令就简单多了,也节约了CPU资源。
在将界面重新定义的过程中,AHCI实现了如NCQ、Hot Plug(热插拔)这样的功能。AHCI规范目前的版本为1.1。
最后,ACHI也没有对界面传输速率进行规定,所以就出现了属于SATA 1.5Gb/s(Serial ATA Generation-1)的ICH6R支持AHCI,属于SATA 3Gb/s(Serial ATA Generation-2)的ICH7R也支持AHCI的情形。理论上讲新标准是可以向下兼容的,不过是降速使用了,也就是说你用SATA2的硬盘在SATA上使用时,其传输速率是运行在150上的。
在相当长的一段时间里,武器装备及其计算机基本上自成系统。自从出现微型计算机后,二者才越来越紧密地融合在一起,出现了嵌入式计算机(EmbeddedComputer)。嵌入式计算机是嵌入到对象体系(即宿主系统)中的专用计算机。嵌入式计算机在功能和物理结构上都嵌入在系统中,不独立于系统运行,是系统的组成部分。一个应用系统按需要可嵌入一台或多台计算机。军事专家断言,武器装备已经进入了“嵌入式”时代。嵌入式计算机的来龙去脉电子计算机的传统分类方法,是按照体系结构、运算速度、系统规模和适用领域分为大型、中型、小型和微型。这种计算机分类方法沿袭了约40多年。近些年来,随着半导体、微电子和计算机等技术的快速发展及广泛应用,现代计算机面向应用出现了两大分支:实现智能化控制的嵌入式计算机系统,以及进行高速、海量数值计算的通用计算机系统,并据此将计算机分为嵌入式计算机和通用计算机两大类。二者的技术发展方向不同:前者注重与对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力及可靠性;而后者注重运算速度的提升和存储容量的扩大。
由此,武器装备系统中也相应出现了“嵌入式”和“通用”的计算机分类方法。军用嵌入式计算机是指以芯片、模板、插件或控制器等形式“镶嵌”在武器或武器系统内部,智能地完成系统功能的专用计算机,分为设备级(工控机)、板级(单板、模块)、芯片级(MCU、SoC)。它主要用于武器控制、指挥控制、通信系统、作战仿真、保障系统中,可执行一种或多种特定任务,具有体积小、重量轻、功耗低、适应恶劣环境、实时性强、可靠性高等特点。
可以说,是微型机时代的应用造就了嵌入式计算机。一方面,现代作战需要计算机“嵌入”到武器装备中,使武器系统更加智能化;另一方面,技术的发展使得计算机有可能“嵌入”到武器装备中。作战需求和技术可能的互动,是军用嵌入式计算机系统得到快速发展的推动力。
嵌入式计算机的特点
基本特点
作为一种嵌入到对象体系中的专用计算机系统,“嵌入”、“专用”和“计算机”是嵌入式计算机的3个基本要素;并由此衍生出以下3个基什么是嵌入式培训本特点:为了“嵌入”,必须满足嵌入对象的要求,如物理环境(小型)、作战环境(可靠)、使用成本(价廉)等;由于“专用”,可以“裁剪”软、硬件,使之满足对象要求的最小配置;嵌入式计算机必须是能满足对象系统控制要求的计算机系统。
结构特点
⑴与宿主相匹配。嵌入式计算机作为武器系统等宿主的组成部分,其体积、重量、形状等诸多参数必须满足宿主的不同要求;其功能要与宿主的水平相适应,过高或过低都是不理想的。
⑵实时性强。嵌入式计算机直接从传感器获取信息,进行实时或近实时处理,以满足“从传感器到射手”的时间要求。因此对信息处理、管理和分发的实时性要求很高。
&n什么是嵌入式系统bsp⑶可靠性。嵌入式计算机大量用于空间、空中、海上等恶劣环境中,要经受高辐射、超低温、盐雾、振动等考验,在星载计算机中要自主工作多年。因此对可靠性的要求极高。
⑷模块化设计。采用商用现货、相互使用和重复使用的硬件和软件模块,可大大降低成本,提高系统性能。新的嵌入式计算机大多采用整体式模块设计方式。
应用特点
嵌入式计算机针对特定对象的应用特点,要求计算机开发人员了解对象系统的控制要求,介入体系结构、软件技术、工程应用方面的研究。嵌入式计算机在军事领域的应用中,形成了两种并存的、相互补充的应用模式:①电子技术工程师以自己的应用习惯开发单片机,特点是软、硬件的底层性和随意性,以及与对象系统的密切相关性,但缺少计算机工程设计方法。②计算机专业人士介入,带有明显的计算机工程应用特点,软、硬件平台基于嵌入式系统,结合网络、通信等非嵌入式底层应用。
嵌入式计算机的构成
嵌入式计算机通常由“嵌入式”微处理器、相关的硬件设备(如内部总线、接口以及外部总线)以及“嵌入式”软件系统三个主要部分组成。
微处理器是嵌入式计算机的核心,主要产品如IBM公司的PowerPC、英特尔公司的“奔腾”和Sun公司的SPARC等系列产品。随着绝缘体硅(SOI)、铜布线等新工艺、新技术的出现,微处理器的功能大大增强。嵌入式微处理器通常采用指令和数据分开存储的准Harvard存储器结构,以及指令集设计(SISC)指令组织结构。
内部总线用于插件之间的信息传递。由于VME内部总线能灵活地将不嵌入式开发 前景同厂商的异种板级产品集成于同一系统中,因此一直处于军用系统内部总线的领先地位。PC/104和CompactPCI内部总线是后起之秀,美军的全球定位系统和士兵便携式系统维护工具都用到了PC/104总线。
外部总线用于主机与外设之间的数据通信。嵌入式计算机主要采用1553B总线。光纤通道肯定是未来军用嵌入式计算机的主流技术,但可移植性差、带宽冗余过多,短期内不会取代1553B总线。
嵌入式计算机软件包括系统软件和应用软件,往往被固化。 *** 作系统主要有VRTX、PSOS、VxWorks、Lynxos、QNX和Linux等。其中,Linux具有内核小、功能强大、运行稳定、易于定制、硬件支持广泛、采用开放源代码,可为以太网、光纤网和卫星网等多种联网方式提供支持等优点,自1998年推出以来一直受到军方的高度关注。
美军军用嵌入式计算机的发展
从20世纪60年代开始,美军率先为武器系统设计各种类型的嵌入式计算机。到80年代,其先进的武器系统(如雷达、卫星、导d、制导炸d等)基本装备了嵌入式计算机。如AN/UYK-43嵌入式战术计算机,主要用于“宙斯盾”系统、先进作战指导系统(ACDS)等舰载战术系统,以及“三叉戟”潜艇、多用途两栖攻击舰等平台。此外,武器测试设备、训练模拟系统、后勤信息化系统也开始采用嵌入式计算机。80年代后,美军各军种纷纷提出军用嵌入式计算机计划,如陆军“空地一体化指挥控制计算机”、海军“E-2C飞机预警系统计算机”以及空军“HAWK-32计算机技术计划”等等。经过几十年的发展,美军巩固了在这一领域的优势地位,拉大了与其他国家在技术上的差距。近几年,由于嵌入式计算机的发展已基本成熟,各军linux嵌入式开发种已不再制定专项计划,但新型武器的研制以及现有武器的改造都会涉及到嵌入式计算机的开发与升级。美军嵌入式计算机的发展中,有很多值得参考的经验:
规范指令系统结构
研制嵌入式计算机之初,美军各军种往往分别研制适合自身需求的计算机,造成各军种间计算机的硬件和软件“烟囱”式发展,品种型号繁多、兼容性差、没有统一的标准。60年代末,美军为军用嵌入式计算机确定了指令系统结构标准,描述了计算机结构、规定了接口标准,大大减少了硬件和软件和种类,降低了使用多种计算机语言而引起的软件研制、移植等诸多问题。
倡导、普及Ada语言
Ada语言是美国国防部于1979年提出的一种结构化程序设计语言。此前各军种使用不同的编程语言(如空军使用JOVLAL语言、陆军使用NEBULA语言、海军使用CM2语言),使得软件的可移植性、兼容性大大降低。美国防部和总审计局于80年代指定Ada语言作为开发嵌入式计算机软件的唯一编程语言,厂商若不用Ada编译程序就不能参加军用计算机合同的竞标。90年代中期,美国调整了采办政策,不再强制使用Ada语言,C++、Java等语言逐渐用于嵌入式计算机领域。虽然Ada语言不再是国防部唯一指定的嵌入式计算机编程语言,但由于它并行处理功能强、便于使用,经过20多年的发展已成为通用的编程语言,美军和北约多有使用,如“阿特拉斯V”火箭软件管理系统和“联合防区外武器”的核心制导电子单元的软件编程都使用了Ada语言。
采用商用技术和开放结构
过去,美国军用什么是嵌入式软件开发计算机一直由专门厂商按军用规格研制,对环境要求特别苛刻,价格一般是商用计算机的2倍以上。90年代后,随着计算机技术的快速发展,商用计算机经过温度、湿度、振动和冲击等加固后,一般都能够满足军方需求。因此,1994年,美国防部部长佩里提出了采用商用技术和产品的倡议。这样,在引进先进技术的同时,可以降低产品价格、缩短研制周期。现在美军新研制的嵌入式计算机已广泛使用了现成的商用产品,并采用开放式的体系结构,在芯片、总线和 *** 作系统选择上遵循开放系统标准,以提高计算机的互联、互通、互 *** 作性,使之易于升级。军用嵌入式计算机的未来:
一是高性能、小体积、轻型化。随着美军的转型,其武器装备必然会更趋轻型化、微型化,更易于部署。因此,嵌入式计算机所能利用的空间将非常有限,必须要减小体积、减轻重量,同时不断提高性能。为此,超高速微处理机的电路板设计、高可靠/高组装密度通用模块的设计与组装、人工智能、并行处理等关键技术正在开发。系统级芯片可以在单片上实现全电子系统的集成,是未来嵌入式计算机的基础。
二是网络化。未来战争是网络化的战争,嵌入式计算机将作为网络中的节点来发挥作用。分布式的嵌入式计算机通过通信手段联网后,在战场侦察、环境监控、人员与装备定位、战场监控、医疗保障、信息访问及部队防护等诸多方面,都比目前计算机的功能更强大。
三是智能化。如美军积极推广的军队通用访问卡,就是使用嵌入式计算机芯片的智能识别卡,能够对访问军用计算机网络和系统的人员进行识别和授权。
四是软件功能强大。“嵌入式”计算机的软件功能将越来越强大,更多的功能将通过软件而不是硬件嵌入式开发 待遇来实现。
硬盘(英文名:Hard Disc Drive 简称HDD)是电脑主要的存储媒介之一,由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖有铁磁性材料。绝大多数硬盘都是固定硬盘,被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。现在硬盘的品牌主要有:
EMC
EMC为一家美国信息存储资讯科技公司, 主要业务为信息存储及管理产品、服务和解决方案。EMC 公司创建于 1979 年,总部在马萨诸塞州霍普金顿市.
希捷(Seagate)
希捷科技(英语:Seagate Technology,NYSE:STX)是全球主要的硬盘厂商之一,于1979年在美国加州成立,现时在开曼群岛注册。现时,希捷的主要产品包括桌面硬盘,企业用硬盘,笔记本电脑硬盘和微型硬盘。在专门研发硬盘的厂商中,希捷是历史最悠久的。它的第一个硬盘产品,容量是5MB。在2006年5月,希捷科技收购了另一间硬盘厂商-迈拓公司。产品销量方面,希捷报称自己是第一间公司,售出10亿个硬盘产品。
西部数据(Westdigital)
市场占有率仅次于希捷。以桌面产品为主。其桌面产品分为侧重高IO性能的Black系列(俗称“黑盘”),普通的Blue系列(俗称蓝盘),以及侧重低功耗、低噪音的环保Green系列(俗称绿盘)。
西部数据同时也提供面向企业近线存储的Raid Edition系列,简称RE系列。同时也有SATA接口的1000RPM的猛禽系列和迅猛龙(VelociRaptor)系列。
日立(Hitachi)
第三大硬盘厂商。主要由收购的原IBM硬盘部门发展而来。
日立制作所(日文:株式会社日立制作所;英文:Hitachi, Ltd.),简称日立,总部位于日本东京,致力于家用电器、电脑产品、半导体、产业机械等产品,是日本最大的综合电机生产商。
三星(Samsung)
三星电子(Samsung Electronics KSE:005930 、KSE:005935 、LSE:SMSN、LSE:SMSD)是世界上最大的电子工业公司,三星集团子公司之一。
迈拓(Maxtor)
迈拓(Maxtor)是一家成立于1982年的美国硬盘厂商,在2006年被另外一家硬盘厂商希捷公司收购。[1] 在2005年12月即收购前,迈拓公司是世界第三大硬盘生产商。现在迈拓公司作为希捷公司的一家子公司运营。迈拓同时经营桌面电脑与服务器市场, 相对于速度而言,迈拓更关注于硬盘容量。
东芝(Toshiba)
是日本最大的半导体制造商,亦是第二大综合电机制造商,隶属于三井集团旗下。东芝是由两家日本公司于1939年合并成的。
东芝是世界上芯片制造商中的重要成员。2009年2月,东芝并购富士通硬盘部门。
富士通(Fujitsu)
富士通株式会社(Fujitsū Kabushiki-gaisha)是一家日本公司.
按硬盘接口分类有:
ATA
ATA全称Advanced Technology Attachment,是用传统的 40-pin 并口数据线连接主板与硬盘的,外部接口速度最大为133MB/s,因为并口线的抗干扰性太差,且排线占空间,不利计算机散热,将逐渐被 SATA 所取代。
IDE
IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”,即“电子集成驱动器”,俗称PATA并口。
SATA
使用SATA(Serial ATA)口的硬盘又叫串口硬盘,是未来PC机硬盘的趋势。2001年,由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式确立了Serial ATA 1.0规范,2002年,虽然串行ATA的相关设备还未正式上市,但Serial ATA委员会已抢先确立了Serial ATA 2.0规范。Serial ATA采用串行连接方式,串行ATA总线使用嵌入式时钟信号,具备了更强的纠错能力,与以往相比其最大的区别在于能对传输指令(不仅仅是数据)进行检查,如果发现错误会自动矫正,这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。
SATA2
希捷在SATA的基础上加入NCQ本地命令阵列技术,并提高了磁盘速率。
SCSI
全称为Small Computer System Interface(小型机系统接口),历经多世代的发展,从早期的 SCSI-II,到目前的 Ultra320 SCSI 以及 Fiber-Channel (光纤通道),接头类型也有多种。SCSI 硬盘广为工作站级个人计算机以及服务器所使用,因为它的转速快,可达 15000 rpm,且数据传输时占用 CPU 运算资源较低,但是单价也比同样容量的 ATA 及 SATA 硬盘昂贵。
SAS(Serial Attached SCSI)是新一代的SCSI技术,和SATA硬盘相同,都是采取序列式技术以获得更高的传输速度,可达到3Gb/s。此外也透过缩小连接线改善系统内部空间等。
此外,由于SAS硬盘可以与SATA硬盘共享同样的背板,因此在同一个SAS存储系统 中,可以用SATA硬盘来取代部分昂贵的SCSI硬盘,节省整体的存储成本
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