DE102005031617A1 - Serial Advanced Technology Attachment (SATA) interface system used for computer system has memory module used as buffer or cache memory between SATA devices and south-bridge chip, or as virtual disk capable of fast access to data - Google Patents

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Abstract

The SATA interface system has a memory module (140) used as a buffer or cache memory between SATA devices (160) and a south-bridge chip (100), or as virtual disk capable of fast access to data. A control module (150) determines the storage destination of the received data based on the degree of occupancy of a CPU, and the data transmission speed of a SATA device. An independent claim is included for a SATA interface method.

Description

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Steuerung und Verwaltung einer SATA(Serial Advanced Technology Attachment)-Schnittstelle.The The invention relates to a system and a method for the control and Management of a SATA (Serial Advanced Technology Attachment) interface.

Ab dem Beginn des Computerzeitalters wurden bei der Entwicklung der Computertechnologie enorme Fortschritte, der Moorschen Regel folgend, erzielt. Der Gesamtfortschritt bei der Leistungsfähigkeit von Computern hängt nicht nur von der Betriebsgeschwindigkeit der CPU und der Datenübertragungsgeschwindigkeit der Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung ab, sondern auch der Datenbus muss entsprechend erweitert werden, um an die Zunahme der CPU-Operationsgeschwindigkeit angepasst zu werden. Dabei kann die maximale Datenübertragungsgeschwindigkeit der herkömmlichen ATA(Advanced Technology Attachment)-Schnittstelle nur 133 MB/s erreichen, was mit der CPU-Datenverarbeitungsgeschwindigkeit nicht Schritt halten kann. Um dieses Problem zu lösen, wurde in den letzten Jahren der neue Typ der SATA-Kommunikationsschnittstelle entwickelt, deren Datenübertragungsgeschwindigkeit 150 MB/s erreichen kann, wobei mit den Weiterentwicklung SATAII ein Wert von 300 MB/s erreichbar ist.From the beginning of the computer age were in the development of the Computer technology has made tremendous progress, following Moore's rule. The overall progress in the performance of computers does not depend only on the operating speed of the CPU and the data transfer speed the input / output device, but also the data bus must be expanded accordingly to cope with the increase in CPU operating speed to be adapted. In doing so, the maximum data transfer rate the conventional one ATA (Advanced Technology Attachment) interface reach only 133 MB / s, which does not step with the CPU data processing speed can hold. To solve this problem has been in recent years developed the new type of SATA communication interface whose Data transmission speed 150 MB / s can achieve, being with the advancement SATAII one Value of 300 MB / s is achievable.

Diese Technologie kann dazu genutzt werden, die Effizienz und Effektivität eines Computers zu erhöhen, jedoch sind unglücklicherweise die Grundstruktur und die Betriebsmethode einer SATA-Schnittstelle völlig verschiedenen von denen der herkömmlichen ATA-Schnittstelle, d.h., dass eine SATA-Schnittstelle nicht dazu verwendet werden kann, die Gesamtgeschwindigkeit eines Computers einfach durch Aufrüsten unter Verwendung von Firmware oder durch einfaches Anbringen eines Peripheriegeräts mit SATA-Eingangs/Ausgangs-Schnittstelle zu erhöhen. Vielmehr muss die ursprüngliche Hauptplatine durch eine neue mit einer SATA-Schnittstelle ersetzt werden, um eine Geschwindigkeitserhöhung zu realisieren. Durch diese Vorgehensweise wird keinerlei wirtschaftlicher Nutzen des Systems erzielt, insbesondere für Benutzer eines gerade neu erworbenen Computersystems.These Technology can be used to increase the efficiency and effectiveness of a company Increase computers, unfortunately, unfortunately the basic structure and operating method of a SATA interface completely different from those of the conventional ones ATA interface, that is, a SATA interface is not used can, the overall speed of a computer simply by upgrading Use firmware or simply attach a peripheral device with SATA input / output interface to increase. Rather, the original must Motherboard will be replaced by a new one with a SATA interface, an increase in speed to realize. This approach is no more economical Benefits of the system are achieved, especially for users of one just new acquired computer system.

Unter Verwendung einer SATA-Schnittstelle wird nicht nur die Geschwindigkeit der Datenübertragung deutlich erhöht, sondern es ergeben sich auch eine höhere Effizienz und Zweckdienlichkeit dadurch, dass es nicht erforderlich ist, die Hauptspannungsversorgung abzuschalten, bevor ein Peripheriegerät ersetzt wird, wie dies bei der herkömmlichen ATA-Schnittstelle der Fall ist. Aufgrund der Umordnung der Datenübertragungsleitung und der Spannungsleitung bei SATA ist nicht nur die Stiftanzahl verringert, wodurch die Busbreite verkleinert ist, sondern es ist auch die interne Umwälzung der im Computer-Hauptgehäuse abgegebenen Wärme verbessert. Weiterhin ist die Strecke der zulässigen Datenübertragung über den Bus verlängert. Weiterhin ergeben sich jederzeit die Funktionen und Nützlichkeiten des 'heißen Plug & Play'.Under Using a SATA interface will not only speed up the data transmission clearly increased, but it also results in a higher efficiency and expediency in that it does not require the main power supply before replacing a peripheral device, as with the conventional ATA interface of the Case is. Due to the rearrangement of the data transmission line and the Power line at SATA not only reduces the number of pins, whereby the bus width is reduced, but it is also the internal one circulation the one in the computer main body released heat improved. Furthermore, the distance of the permissible data transmission over the Bus extended. Furthermore, there are always the functions and benefits of the 'hot plug & play'.

Auch die bekannte USB(Universal Serial Bus)-Schnittstelle ist mit der Funktion für heißes Plug & Play versehen, jedoch ist sie hinsichtlich der Datenübertragungsgeschwindigkeit und der Stabilität der Spannungsversorgung, obwohl sie bequem in der Verwendung ist, nur zur Verwendung bei Peripheriegeräten geeignet, die wenig Betriebsleistung und eine kleine Datenübertragungsgeschwindigkeit benötigen, wie bei Kartenlesern, Scannern, Druckern, tragbaren Festplatten und Webcams. Jedoch sind für ein extern angebrachtes Plattenlaufwerk und eine Brenneinrichtung, insbesondere eine DVD-Brenneinrichtung, wie sie nun schnell die weitverbreiteten CD-R-Brenneinrichtungen ersetzt, die Datenübertragungsgeschwindigkeit und die Treiberleistung, wie sie über die USB-Schnittstelle bereitgestellt werden, unzureichend. Im Fall einer Instabilität der Spannungsversorgung wird die Compu terspannung während des Lesens von Daten abgeschaltet, und ungünstigen Bedingungen führt dies sogar zu einer Beschädigung der Peripheriegeräte.Also the well-known USB (Universal Serial Bus) interface is with the Function for hot Plug & Play provided, however, it is in terms of data transfer speed and stability the power supply, although it is convenient to use, only suitable for use with peripherals that have low operating performance and a small data transfer speed need, like card readers, scanners, printers, portable hard drives and webcams. However, for one externally mounted disk drive and a firing device, in particular a DVD burner, as they quickly become the widespread CD-R burning equipment replaced, the data transfer speed and the driver power provided by the USB interface is insufficient. In case of instability the power supply is the computer voltage during the Reading data off, and adverse conditions will cause this even damage the peripherals.

Aus den obigen Gründen ist es ersichtlich, dass eine SATA-Schnittstelle zur Verwendung als Schnittstelle zum Anschließen von Peripheriegeräten geeigneter ist, weswegen verschiedene Hersteller bei der Forschung und Entwicklung einer für eine SATA-Schnittstelle verwendeten Erweiterungskarte Anstrengungen unternommen haben. Der Vorteil besteht darin, dass ein SATA-Gerät dadurch betriebsbereit gemacht werden kann, dass es einfach in die Erweiterungskarte gesteckt wird, so dass der Benutzer nicht die gesamte Hauptplatine austauschen muss. Außerdem kann eine Erweiterungskarte nicht nur zum Anschließen einer SATA-Schnittstelle verwendet werden, die mit dem Inneren des Computer-Hauptgehäuses verbunden ist, sondern einige Erweiterungskarten sind mit Steckplätzen für Verbindung mit externen Geräten versehen, so dass der Benutzer auf einfache Weise heißes Plug & Play realisieren kann. Darüber hinaus sind die von einigen der Hersteller hergestellten Chipsätze mit der RAID-Funktion versehen, um die Datenübertragungsgeschwindigkeit zu erhöhen und die Sicherheit und Unversehrtheit der gespeicherten Daten zu verbessern.Out the above reasons it is apparent that a SATA interface for use as an interface to connect of peripheral devices more appropriate That's why different manufacturers are involved in research and development one for a SATA interface used expansion card efforts have undertaken. The advantage is that a SATA device thereby can be made ready that just plug it into the expansion card is plugged, so the user does not use the entire motherboard must exchange. Furthermore can not just use an expansion card to connect one SATA interface, which is connected to the inside of the computer main body is, but some expansion cards are with slots for connection with external devices provided so that the user can easily realize hot plug & play can. About that In addition, the chipsets manufactured by some of the manufacturers are also known the RAID feature provided the data transfer speed to increase and the security and integrity of the stored data improve.

Derzeit wurden für die Betriebsgeschwindigkeit der CPU und die Datenübertragungsgeschwindigkeit ihres Speichers Werte von mindestens 533 MB/s erreicht, wobei noch schnellere neue Versionen angekündigt sind. Wenn in dieser Situation nur eine SATA-Schnittstelle verwendet wird, kann, da sogar die Datenübertragungsgeschwindigkeit von SATAII nur 300 MB/s erreichen kann, die Geschwindigkeit beim Lesen/Schreiben von Daten nicht ausreichend hoch für die Datenverarbeitungsgeschwindigkeit der CPU sein, so dass nicht der optimale Computerbetrieb erzielt werden kann. Andererseits kommt es auf grund der eingeschränkten Datenverarbeitungsgeschwindigkeit der CPU und des eingeschränkten Datenspeicherplatzes des Computerspeichers zu Problemen, wenn die CPU andere unabdingbare Aufgaben ausführen muss, so dass die Datenverarbeitungsgeschwindigkeit der CPU weit unter den genannten Wert der Datenübertragungsgeschwindigkeit fallen kann. Weiterhin kann eine SATA-Schnittstelle auf einfache Weise mittels einer Erweiterungskarte durch heißes Plug & Play angeschlossen werden, und zu Erweiterungszwecken können z.B. drei weitere Plattenlaufwerke hinzugefügt werden, die mittels der Erweiterungskarte mit drei zusätzlichen SATA-Schnittstellen verbunden werden, wobei ein Plattenarray gemäß RAID 0, 1 oder 5 organisiert werden kann, mit dem Daten gleichzeitig gelesen/geschrieben werden können, wobei theoretisch eine Datenübertragungsgeschwindigkeit von 1,2 GB/s erzielt werden kann. Infolgedessen können die Funktionen und die Kapazität von SATA nicht vollständig genutzt werden, so dass die maximale Effizienz und Effektivität des gesamten Computers nicht realisiert werden können.Currently, the CPU's operating speed and data transfer speed have reached levels of at least 533 MB / s, with even faster new versions announced. If in this situation only one SATA interface is used, since even the data transfer speed of SATAII can reach only 300 MB / s, the speed of reading / writing data can not be sufficiently high for the data processing speed of the CPU, so that the optimal computer operation can not be achieved. On the other hand, due to the limited data processing speed of the CPU and the limited data storage space of the computer memory, problems arise when the CPU has to perform other indispensable tasks, so that the data processing speed of the CPU may fall well below the above data transfer rate. Furthermore, a SATA interface can be easily connected by means of an expansion card through hot plug and play, and for expansion purposes, for example, three more disk drives can be added, which are connected by means of the expansion card with three additional SATA interfaces, with a disk array according to RAID 0 , 1 or 5, with which data can be read / written simultaneously, theoretically achieving a data transfer speed of 1.2 GB / s. As a result, the functionality and capacity of SATA can not be fully utilized, so the maximum efficiency and effectiveness of the entire computer can not be realized.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System und ein Verfahren zum Steuern einer SATA-Schnittstelle zu schaffen, durch die die Datenverarbeitungsgeschwindigkeit einer CPU und die Datenübertragungsgeschwindigkeit der SATA-Schnittstelle besser aneinander angepasst werden können.Of the Invention is based on the object, a system and a method to control a SATA interface through which the Data processing speed of a CPU and the data transfer speed the SATA interface can be better adapted to each other.

Diese Aufgabe ist durch das System gemäß dem beigefügten Anspruch 1 und die Verfahren gemäß den beigefügten unabhängigen Ansprüchen 7 und 8 gelöst. Die Erfindung nutzt ein zusätzliches Speichermodul, das zur Zwischenspeicherung von Daten verwendet werden kann, wenn die CPU oder ein SATA-Gerät aktiv sind, so dass sowohl die CPU als auch das SATA-Gerät jederzeit mit maximaler Effizienz betrieben werden können. Dadurch werden die mittlere Datenverarbeitungsgeschwindigkeit der CPU und die mittlere Zugriffsgeschwindig keit auf gespeicherte Daten sowie die Datenübertragungsgeschwindigkeit erhöht.These The object is achieved by the system according to the appended claim 1 and the methods according to the appended independent claims 7 and 8 solved. The invention uses an additional memory module, which can be used for caching data when the CPU or a SATA device are active, so that both the CPU and the SATA device at any time can be operated with maximum efficiency. This will make the middle one Data processing speed of the CPU and the average access speed on stored data as well as the data transfer speed elevated.

Das erfindungsgemäße System verfügt über ein Verbindungsmodul, das dazu verwendet wird, die vom Southbridge-Chip gesendeten Daten zu empfangen; ein Steuerungsmodul, das dazu verwendet wird, das Speicherziel der empfangenen Daten auf Grundlage der zeitlichen Belegung der CPU und der Zugriffsgeschwindigkeit der jeweiligen SATA-Schnittstelle zu bestimmen; ein Erweiterungsmodul, das mit mehreren SATA-Schnittstelle-Steckplätzen versehen ist und für Verbindung mit dem SATA-Gerät verwendet wird; und ein Speichermodul, das dazu verwendet wird, zwischen dem SATA-Gerät und dem Southbridge-Chip als Puffer oder Cachespeicher zu dienen. Außerdem ist an diesem Modul eine Batterie vorhanden, um die Daten während des Herunterschaltens des Computers im Speicher aufrechtzuerhalten.The inventive system has one Connection module used by the southbridge chip to receive transmitted data; a control module that is used the storage destination of the received data based on the temporal Assignment of the CPU and the access speed of the respective To determine SATA interface; an extension module that comes with several SATA interface slots is provided and for Connection to the SATA device is used; and a memory module that is used between the SATA device and the southbridge chip to serve as a buffer or cache. Also, on this module A battery is available to store the data during downshifting of the computer in memory.

Um schnellen Zugriff auf gespeicherte Daten zu erzielen, beinhaltet das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte. Erstens wird, wenn die CPU angibt, dass das Schreiben von Daten in ein SATA-Gerät erforderlich ist, das erfindungsgemäße SATA-Schnittstellensystem dazu verwendet, die Daten, für die das Abspeichern erwünscht ist, vom Southbridge-Chip zu empfangen. Als Nächstes wird ermittelt, ob das SATA-Gerät aktiv ist, und wenn dies der Fall ist, werden die Daten zur Zwischenspeicherung im Speichermodul abgespeichert, während sie andernfalls direkt in das SATA-Gerät eingespeichert werden. Wenn mehrere SATA-Geräte Daten zur Verarbeitung an die CPU liefern sollen, wird das erfindungsgemäße Speichermodulsystem dazu verwendet, die Daten, deren Verarbeitung erwünscht ist, von den SATA-Geräten zu empfangen. Wenn ermittelt wird, dass die CPU aktiv ist, werden die Daten für einen Cachevorgang im Speichermodul gespeichert, während sie andernfalls zur Verarbeitung über den South bridge-Chip übertragen werden.Around fast access to stored data includes the inventive method the following steps. First, if the CPU indicates that writing data to a SATA device is required, the inventive SATA interface system used the data, for the storage desired is to receive from the southbridge chip. Next, it is determined if the SATA device is active, and if so, the data is cached stored in the memory module, while otherwise directly in the SATA device be stored. When multiple SATA devices are processing data To deliver the CPU, the memory module system according to the invention is added used to receive the data whose processing is desired from the SATA devices. If it is determined that the CPU is active, the data for one Cache process stored in the memory module, while otherwise transferred for processing via the south bridge chip become.

Durch Anwenden des zusätzlichen Speichermoduls bei der Erfindung kann die Speicherkapazität des benötigten Erweiterungsspeichers vom Benutzer bestimmt werden, so dass dann, wenn die CPU oder das SATA-Gerät aktiv ist, der Erweiterungsspeicher zur Zwischenspeicherung der Daten verwendet werden kann, so dass sowohl die CPU als auch das SATA-Gerät so genutzt werden können, dass ihre maximale Effizienz realisiert wird, so dass keines der beiden warten muss oder seine Funktionsfähigkeit zwangsweise heruntergefahren wird, weil die andere dieser beiden Einrichtungen gerade aktiv ist.By Apply the extra Memory module in the invention, the storage capacity of the required expansion memory be determined by the user, so that if the CPU or the SATA device is active, the extended memory for caching the Data can be used so that both the CPU and the SATA device can be used that their maximum efficiency is realized, so none of them both have to wait or shut down their functionality forcibly because the other of these two institutions is currently active.

Außerdem ist das Speichermodul vorzugsweise mit einer Batterie versehen, so dass es als virtuelles Laufwerk dienen kann, so dass die beim Hochfahren des Computersystems zu verwendenden Initialisierungsdaten in ihm abgespeichert werden können und sie im abgeschalteten Zustand des Computers aufrechterhalten werden können. Beim nächsten 'Hochfahren' des Computersystems werden die vom Betriebssystem beim vorigen 'Herunterfahren' eingestellten und gesicherten Initialisierungsdaten aus dem Speichermodul geladen, so dass es nicht erforderlich ist, die Daten von Anfang an aus dem SATA-Gerät zu lesen, so dass die 'Hochfahr' geschwindigkeit des Computersystems deutlich erhöht werden kann.In addition, the memory module is preferably provided with a battery so that it can serve as a virtual drive, so that the initialization data to be used during startup of the computer system can be stored in it and maintained in the off state of the computer. The next time the computer system boots up, the initialization data set and backed up by the operating system during the previous shutdown is loaded from the memory module so that it is not necessary to read the data from the SATA device from the beginning so that the startup data will be read ge speed of the computer system can be significantly increased.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert.The Invention will now be illustrated by figures embodiments explained in more detail.

1 ist ein Systemblockdiagramm des SATA-Schnittstellensystems für schnellen Zugriff auf gespeicherte Daten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 1 Figure 12 is a system block diagram of the SATA interface system for fast access to stored data in accordance with an embodiment of the invention;

2 ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines Pro zesses zum Ermitteln, ob ein SATA-Gerät aktiv ist, um dadurch zu entscheiden, ob Daten in ein Speichermodul oder direkt in das SATA-Gerät zu schreiben sind, was gemäß der Ausführungsform erfolgt; 2 FIG. 10 is a flow chart illustrating a process for determining whether a SATA device is active to thereby decide whether to write data to a memory module or directly to the SATA device, according to the embodiment;

3 ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines Prozesses zum Ermitteln, ob die CPU aktiv ist, um so zu entscheiden, ob Daten in den Southbridge-Chip oder in das Speichermodul zu schreiben sind, was entsprechend der Ausführungsform erfolgt; und 3 Fig. 10 is a flow chart illustrating a process of determining whether the CPU is active so as to decide whether to write data to the southbridge chip or the memory module, according to the embodiment; and

4 ist ein Systemblockdiagramm des SATA-Schnittstellensystems für schnellen Zugriff auf gespeicherte Daten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 4 FIG. 10 is a system block diagram of the SATA interface system for fast access to stored data in accordance with an embodiment of the invention. FIG.

Die Erfindung betrifft ein SATA-Schnittstellensystem für schnellen Zugriff auf gespeicherte Daten, sowie ein zugehöriges Verfahren. Im Allgemeinen kann das erfindungsgemäße System direkt in die Hauptplatine existierender Computersysteme integriert werden. Außerdem kann das erfindungsgemäße System als selbstständiges SATA-Erweiterungsgerät mit externem Gehäuse verwendet werden, das über eine mit dem SATA-Gerät verbundene Verbindungsleitung betreibbar ist.The The invention relates to a SATA interface system for fast Access to stored data, as well as a related procedure. In general can the system of the invention integrated directly into the motherboard of existing computer systems become. Furthermore can the system of the invention as independent SATA expansion unit with external housing be used that over one connected to the SATA device Connecting line is operable.

Das im Systemblockdiagramm der 1 dargestellte SATA-Schnittstellensystem verfügt über die folgenden Bestandteile.That in the system block diagram of 1 illustrated SATA interface system has the following components.

Erstens ein Verbindungsmodul 120, das über einen SATA-Bus 170 für Datenkommunikation mit dem Southbridge-Chip 100 mit diesem verbunden ist.First, a connection module 120 that via a sata bus 170 for data communication with the southbridge chip 100 connected to this.

Zweitens ein Steuerungsmodul 150, das dazu verwendet wird, das Speicherziel der empfangenen Daten aufgrund der zeitlichen Belegung der CPU 410 und der Zugriffsgeschwindigkeit des jeweiligen SATA-Geräts 160 zu bestimmen.Second, a control module 150 which is used to specify the storage destination of the received data due to the CPU's timing 410 and the access speed of the respective SATA device 160 to determine.

Die 4 veranschaulicht das SATA-Schnittstellensystem für schnellen Zugriff auf gespeicherte Daten gemäß der Ausführungsform näher. Das SATA-Gerät 160 ist mit der Fähigkeit des heißen Plug & Play versehen. Bei normalem SATA beträgt die Datenübertragungsgeschwindigkeit 150 MB/s, während sie bei SATAII bis zu 300 MB/s erreichen kann. Daher beeinflusst das Hinzufügen oder Wegnehmen eines SATA-Geräts die Gesamtbetriebsgeschwindigkeit eines Computersystems. Derzeit beträgt die Datenverarbeitungsgeschwindigkeit der am weitesten verbreiteten CPUs 533 MB/s. Wenn nur ein SATA-Gerät 160 mit einer maximalen Datenübertragungsgeschwindigkeit von 150 MB/s mit dem Computersystem verbunden ist, wird Datenübertragungsgeschwindigkeit im Umfang von 533 MB/s–150 MB/s = 383 MB/s vergeudet, d.h. mehr als 2/3 der Datenübertragungsgeschwindigkeit.The 4 illustrates the SATA interface system for quick access to stored data according to the embodiment in more detail. The SATA device 160 is equipped with the capability of hot plug & play. For normal SATA, the data transfer speed is 150 MB / s, while for SATAII it can reach up to 300 MB / s. Therefore adding or removing a SATA device affects the overall operating speed of a computer system. Currently, the data processing speed of the most widely used CPUs is 533 MB / s. If only one SATA device 160 With a maximum data transfer speed of 150 MB / s connected to the computer system, data transfer speed of 533 MB / s-150 MB / s = 383 MB / s is wasted, ie more than 2/3 of the data transfer speed.

Der vorstehend genannte Zustand kann durch das Steuerungsmodul 150 auf die folgende Weise überwacht und korrigiert werden. Die vom Southbridge-Chip 100 übertragenen Daten können direkt an das Speichermodul 140 übertragen werden, und sie werden mit maximaler Geschwindigkeit durch die CPU 410 verarbeitet und fertiggestellt, so dass diese dazu übergehen kann, wichtigere Aufgaben zu handhaben. Wenn durch das Steuerungsmodul 150 ermittelt wird, dass das SATA-Gerät nicht aktiv ist, werden die im Speichermodul 140 gespeicherten Daten abgerufen und in das SATA-Gerät 160 geschrieben. Infolgedessen wird durch Anwenden dieses Steuerungsmoduls 150 auf Hardwareweise die Verarbeitungsgeschwindigkeit der CPU 410 erhöht. Ferner werden vom Betriebssystem, da es nicht erforderlich ist, die komplizierten Geschwindigkeitsdifferenzbeziehungen zwischen der Datenübertragungsgeschwindigkeit des SATA-Geräts und der Datenverarbeitungsgeschwindigkeit der CPU 410 bei der zeitlichen Planung der letzteren zu berücksichtigen, die Geschwindigkeiten dieser zwei Einrichtungen als gleich an, und sie behandelt sie gleich, wodurch der Verarbeitungszeitplan des Betriebssystems vereinfacht ist.The above state may be determined by the control module 150 monitored and corrected in the following way. The from the southbridge chip 100 transmitted data can be sent directly to the memory module 140 be transferred and they will be at maximum speed through the CPU 410 processed and finished, so that it can proceed to handle more important tasks. If through the control module 150 If it is determined that the SATA device is not active, those in the memory module 140 stored data and stored in the SATA device 160 written. As a result, by applying this control module 150 in hardware terms, the processing speed of the CPU 410 elevated. Further, since the operating system does not require it, the complicated speed difference relationships between the data transfer speed of the SATA device and the data processing speed of the CPU are reduced 410 in scheduling the latter, consider the speeds of these two devices as equal, and treat them the same, simplifying the processing schedule of the operating system.

Wenn dagegen ursprünglich nur ein SATA-Gerät 160 in die Erweiterungskarte gesteckt ist und es Daten zur Verarbeitung an die CPU überträgt, kann die verbliebene Datenverarbeitungsgeschwindigkeit der CPU von 383 MB/s dazu verwendet werden, andere Aufgaben der Prozedur zu verarbeiten. Da SATA mit der Fähigkeit des heißen Plug & Play versehen ist, ist, wenn alle vier SATA-Geräte 160 in die Erweiterungskarte gesteckt sind, die Gesamt-Datenübertragungsgeschwindigkeit stark auf 150 MB/s × 4 = 600 MB/s, was mehr als ausreichend für die restliche Datenverarbeitungsgeschwindigkeit der CPU 410 ist, und außerdem existieren andere, ursprünglich geplante, zu verarbeitende Aufgaben, wodurch die Daten aus dieser "überschüssigen" Datenübertragungsgeschwindigkeit des SATA-Geräts 160 unter Steuerung durch das Steuerungsmodul 150 zur Zwischenspeicherung an das Speichermodul 140 übertragen werden. Dann werden diese Daten einer zeitlichen Planung durch die CPU 410 unterzogen, und sie werden zur Verarbeitung sequenziell durch den Southbridge-Chip 100 gelesen.In contrast, if originally only one SATA device 160 Once it is plugged into the expansion card and it transfers data to the CPU for processing, the CPU's remaining data processing speed of 383 MB / s can be used to handle other tasks of the procedure. Since SATA is equipped with the ability of hot plug and play, if all four SATA devices 160 are plugged into the expansion card, the overall data transfer speed greatly to 150 MB / s × 4 = 600 MB / s, which is more than sufficient for the remaining data processing speed of the CPU 410 and there are also other, originally planned, tasks to be processed, whereby the data is derived from this "excess" data transfer rate of the SATA device 160 under the control of the control module 150 to Caching to the memory module 140 be transmitted. Then these data are scheduled by the CPU 410 undergo and they are processed sequentially by the southbridge chip 100 read.

Drittens ist ein Erweiterungsmodul 110 mit mehreren Steckplätzen für Verbindung mit einem SATA-Gerät 160 über den SATA-Bus 170 versehen, wobei die SATA-Gerät eines normalen SATA-Geräts 150 MB/s und diejenige gemäß SATAII 300 MB/s beträgt. Da jedes SATA-Gerät 160 mit der Fähigkeit des heißen Plug & Play versehen ist, besteht für die Platzierung des Steckplatzes keine Einschränkung auf das Innere einer Erweiterungskarte zur Geräteerweiterung innerhalb eines Computersystems, sondern der Steckplatz kann auch zur Außenseite des Computersystems freiliegen, wodurch der vom Benutzer ausgeführte Vorgang des heißen Plug & Play vereinfacht ist, so dass die Anwendung und Nutzung eines SATA-Geräts flexibler ist.Third is an extension module 110 with multiple slots for connection to a SATA device 160 over the SATA bus 170 provided, with the SATA device of a normal SATA device 150 MB / s and the one according to SATAII 300 MB / s is. Because every SATA device 160 With hot plug & play capability, placement of the slot is not limited to the interior of an expansion card within a computer system, but the slot may also be exposed to the outside of the computer system, causing the user to perform the hot plug operation & Play is simplified, so the application and use of a SATA device is more flexible.

Viertens ist das Speichermodul 140 mit mehreren DDR-RAM-Steckplätzen versehen, und es wird durch das Steuerungsmodul 150 entsprechend den Datenübertragungsbedingungen des SATA-Geräts gesteuert und einer Zuordnung unterzogen. Da der Zugriff auf das Speichermodul keinen mechanischen Vorgang wie im Fall eines motorbetriebenen Festplatten-Laufwerks benötigt, ist die Zugriffsgeschwindigkeit für das Speichermodul höher als die für ein Festplatten-Laufwerk, so dass das Speichermodul zwischen dem SATA-Gerät 160 und dem Southbridge-Chip 100 als Puffer oder Cache wirken kann. Das Speichervermögen des eingesetzten Speichers kann vom Benutzer abhängig von den aktuellen Erfordernissen gewählt werden. Je größer die Speicherkapazität des Speichermoduls ist, desto besser ist die Zugriffsfunktion des SATA-Geräts 160. Wenn die Speicherkapazität des Speichermoduls ausreicht, d.h., wenn sie z.B. 1 GB beträgt, kann es als virtuelles Laufwerk dienen. Wenn darin das Betriebssystem (OS) vorhanden ist, ist es nicht erforderlich, die zur Initialisierung erforderlichen Daten während des 'Hochfahrens' des Computersystems vom Laufwerk in dieses Speichermodul zu lesen, wodurch die Geschwindigkeit bei der Hochfahrprozedur erhöht werden kann. Jedoch würden die Daten im Speicher nach dem 'Herunterfahren' des Computersystems verschwunden sein. Aus diesem Grund ist auf der Erweiterungskarte eine Batterie 130 vorhanden, damit die Daten im Speicher durch die von der Batterie 130 gelieferte winzige Leistung aufrechterhalten werden können. Wenn eine wiederaufladbare Batterie verwendet wird, wird sie automatisch beim Einschalten des Computers geladen, so dass keine Bedenken zum Datenverlust im Speicher beim Abschalten der Spannung auftreten müssen.Fourth, the memory module 140 provided with multiple DDR RAM slots and it is controlled by the control module 150 controlled according to the data transmission conditions of the SATA device and subjected to an assignment. Since accessing the memory module does not require a mechanical operation, as in the case of a powered hard disk drive, the access speed for the memory module is higher than that for a hard disk drive, leaving the memory module between the SATA device 160 and the southbridge chip 100 can act as a buffer or cache. The storage capacity of the memory used can be selected by the user depending on the current requirements. The larger the memory capacity of the memory module, the better the access function of the SATA device 160. If the memory capacity of the memory module is sufficient, ie if it is for example 1 GB, it can serve as a virtual drive. If the operating system (OS) is present in it, it is not necessary to read the data required for initialization during the 'booting' of the computer system from the drive into this memory module, which can increase the speed of the boot-up procedure. However, the data in the memory would have disappeared after the 'shutdown' of the computer system. For this reason, there is a battery on the expansion card 130 present, so that the data in the memory by that of the battery 130 delivered tiny power can be maintained. When a rechargeable battery is used, it is automatically charged when the computer is turned on, so there is no need to worry about data loss in memory when power is turned off.

Ziel ist es, die Datenübertragungsgeschwindigkeit des in die Erweiterungskarte eingesetzten SATA-Geräts 160 und die Datenverarbeitungsgeschwindigkeit der CPU 410 optimal aneinander anzupassen. Dazu wird auf die 2 Bezug genommen, die das Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt, gemäß dem Daten durch die CPU 410 in das SATA-Gerät 160 geschrieben werden, wobei eine Verarbeitung durch das Steuerungsmodul 150 erfolgt. Als Erstes wird das Verbindungsmodul 120 dazu verwendet, die vom Southbridge-Chip 100 übertragenen Daten zu empfangen (Schritt 210). Als Nächstes wird durch das Steuerungsmodul 150 ermittelt, ob das SATA-Gerät 160 aktiv ist, was aufgrund der Nummer und der Datenübertragungsgeschwindigkeit des SATA-Geräts 160, der Datenmenge und dem Zeitplan des Betriebssystems erfolgt (Schritt 220). Wenn das SATA-Gerät 160 aktiv ist und zur unmittelbaren Verarbeitung nicht verfügbar ist, können die genannten Daten zur späteren Verarbeitung im Speichermodul 140 als Puffer gespeichert werden (Schritt 230). Wenn das SATA-Gerät 160 nicht aktiv ist, können die Daten direkt in ihm gespeichert werden (Schritt 240).The goal is to increase the data transfer speed of the SATA device inserted in the expansion card 160 and the data processing speed of the CPU 410 optimally adapted to each other. This is on the 2 Reference is made showing the flowchart of a method according to an embodiment of the invention, according to the data by the CPU 410 in the SATA device 160 written, wherein processing by the control module 150 he follows. First, the connection module 120 used to that from the southbridge chip 100 received data (step 210 ). Next will be through the control module 150 determines if the SATA device 160 is active, due to the number and data transfer speed of the SATA device 160 , the amount of data and the schedule of the operating system (step 220 ). If the SATA device 160 is active and not available for immediate processing, the data mentioned can be used for later processing in the memory module 140 saved as a buffer (step 230 ). If the SATA device 160 is not active, the data can be stored directly in it (step 240 ).

Anhand des Flussdiagramms der 3 wird nun ein Verfahren zum Liefern von Daten von mehreren SATA-Geräten 160 an die CPU 410 zur Verarbeitung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Als Erstes wird das Schnittstellensystem gemäß der Ausführungsform dazu verwendet, vom SATA-Gerät 160 die Daten zu empfangen, die verarbeitet werden sollen (Schritt 310). Dann wird ermittelt, ob die CPU 410 aktiv ist, was auf Grundlage des Zeitplans des Betriebssystems erfolgt, wie der Priorität der Verarbeitungsprozedur, dem Anteil der Ressourcennutzung und der Dauer der Prozessoperation (Schritt 320). Wenn die CPU 410 aktiv ist oder wenn die Datenübertragungsgeschwindigkeit des SATA-Geräts 160 höher als die Datenverarbeitungsgeschwindigkeit der CPU ist, werden die aus der überschüssigen Geschwindigkeit herrührenden überschüssigen Daten als Erstes im Speichermodul 140 als Cachespeicher gespeichert (Schritt 330). Dann wird die Datenverarbeitung durch die CPU mit derselben Geschwindigkeit wie der Datenübertragungsgeschwindigkeit des SATA-Geräts ausgeführt, bis die CPU 410 verfügbar ist und sie über ausreichende Ressourcen zum Verarbeiten der Daten verfügt. Andernfalls werden die Daten über den Southbridge-Chip 100 zur Verarbeitung an die CPU 410 übertragen (Schritt 340).Based on the flowchart of 3 Now, a method of providing data from multiple SATA devices will be described 160 to the CPU 410 for processing according to an embodiment of the invention. First, the interface system according to the embodiment is used by the SATA device 160 receive the data to be processed (step 310 ). Then it determines if the CPU 410 is active based on the operating system schedule, such as the priority of the processing procedure, the proportion of resource usage, and the duration of the process operation (step 320 ). If the CPU 410 is active or if the data transfer speed of the SATA device 160 is higher than the data processing speed of the CPU, the surplus data resulting from the excess speed becomes first in the memory module 140 saved as a cache (step 330 ). Then, the data processing by the CPU is executed at the same speed as the data transfer speed of the SATA device until the CPU 410 is available and has sufficient resources to process the data. Otherwise, the data will be on the southbridge chip 100 for processing to the CPU 410 transfer (step 340 ).

Claims (8)

SATA-Schnittstellensystem, das in einem Computersystem verwendet wird und über die Funktion eines Datenzugriffs hoher Geschwindigkeit verfügt mit: – einem Erweiterungsmodul (110), das mit mehreren SATA-Steckplätzen versehen ist und mit mehr als einem SATA-Gerät verbunden ist; – einem Verbindungsmodul (120), das dazu verwendet wird, eine Anzahl von Daten von einem Southbridge-Chip (100) zu empfangen/an diesen zu senden; – einem Steuerungsmodul (150), das dazu verwendet wird, das Speicherziel einer Anzahl empfangener Daten auf Grundlage des Beschäftigungsgrads einer CPU (410) und der Datenübertragungsgeschwindigkeit eines jeweiligen SATA-Geräts zu bestimmen; und – einem Speichermodul (140), das zwischen den SATA-Geräten und dem Southbridge-Chip als Puffer- oder Cachespeicher verwendet wird, oder das als virtuelles Laufwerk für schnellen Datenzugriff verwendet wird.A SATA interface system used in a computer system having high-speed data access capability comprising: - an expansion module ( 110 ), which is provided with multiple SATA slots and with more than one connected to a SATA device; - a connection module ( 120 ), which is used to retrieve a number of data from a southbridge chip ( 100 ) to receive / send to this; A control module ( 150 ), which is used to determine the storage destination of a number of received data based on the degree of employment of a CPU ( 410 ) and the data transfer rate of a respective SATA device; and a memory module ( 140 ) used as a buffer or cache between the SATA devices and the southbridge chip, or used as a virtual disk for fast data access. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichermodul (140) mit mehreren DDR-RAM-Steckplätzen versehen ist, die dazu verwendet werden können, die vom Benutzer benötigte Speicherkapazität zu installieren.System according to claim 1, characterized in that the memory module ( 140 ) is provided with multiple DDR RAM slots that can be used to install the memory capacity required by the user. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Batterie mit dem Speichermodul (140) verbunden ist, die dazu verwendet wird, demselben eine winzige Leistung zuzuführen, wenn das Computersystem heruntergefahren ist, um so die Daten in ihm aufrechtzuerhalten.System according to claim 1, characterized in that a battery with the memory module ( 140 ), which is used to supply a minute power to it when the computer system is shut down, so as to maintain the data in it. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichermodul (140) als virtuelles Laufwerk verwendet wird.System according to claim 1, characterized in that the memory module ( 140 ) is used as a virtual drive. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmodul (120) und der Southbridge-Chip (100) dazu verwendet werden, Daten über einen SATA-Bus (170) zu übertragen.System according to claim 1, characterized in that the connection module ( 120 ) and the southbridge chip ( 100 ) can be used to transfer data over a SATA bus ( 170 ) transferred to. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der SATA-Bus ein solcher gemäß der Version SATAI oder SATAII ist.System according to claim 5, characterized in that the SATA bus one such according to the version SATAI or SATAII is. SATA-Schnittstellenverfahren mit der Funktion schnellen Datenzugriffs, das von einer CPU dazu verwendet wird, eine Anzahl von Daten in mehr als ein SATA-Gerät zu schreiben, mit den folgenden Schritten: – Empfangen der Daten, die abgespeichert werden sollen, von einem Southbridge-Chip; – Verifizieren des Aktivitätszustands der SATA-Geräte und – Speichern der Daten in einem als Puffer verwendeten Speichermodul, wenn die SATA-Geräte aktiv sind.SATA interface method with the function fast Data access used by a CPU to number to write data to more than one SATA device, with the following steps: - receive the data to be stored from a southbridge chip; - To verify of the activity state the SATA devices and - To save the data in a memory module used as a buffer when the SATA devices are active. SATA-Schnittstellenverfahren mit der Funktion schnellen Datenzugriffs, das dann verwendet wird, wenn es mehrere SATA-Geräte wünschen, eine Anzahl von Daten zur Verarbeitung an eine CPU zu liefern, mit den folgenden Schritten: – Empfangen der Daten, die abgespeichert werden sollen, von den SATA-Geräten; – Verifizieren des Aktivierungszustands der CPU und – Speichern der Daten in einem als Puffer verwendeten Speichermodul, wenn sich die CPU im aktiven Zustand befindet.SATA interface method with the function fast Data access that is used when multiple SATA devices to provide a number of data for processing to a CPU, with the following steps: - receive the data to be stored from the SATA devices; - To verify the activation state of the CPU and - Save the data in one memory module used as a buffer when the CPU is in the active state located.
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US20050005044A1 (en) * 2003-07-02 2005-01-06 Ling-Yi Liu Storage virtualization computer system and external controller therefor

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