2024年4月19日发(作者：)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN2.8
(22)申请日 2013.01.31
(71)申请人 中国航空无线电电子研究所
地址 200233 上海市徐汇区桂平路432号
(72)发明人 任金牛 肖忠炳 王博 王凯
(74)专利代理机构 上海和跃知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人 杜林雪
(51)
(10)申请公布号 CN 103106160 A
(43)申请公布日 2013.05.15
权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
机载环境SATA总线存储控制系统
及其控制方法
(57)摘要
本发明公开了一种机载环境SATA
总线存储控制系统及其控制方法，该系统
包括通信接口模块、缓存模块、控制模
块、处理模块、SATA控制器、光电传感
器、供电模块和存储介质，通信接口模块
提供与主机进行数据传输的接口；缓存模
块用于通过通信接口模块接收并暂时存储
待写入数据，并通过通信接口模块通知主
机已写入；控制模块用于逻辑控制，处理
光电传感器信号并通知主机进行相应的操
作，并控制供电模块对存储介质进行电源
管理；处理模块用于数据打包搬运和计算
处理，为SATA总线存储设备的处理核
心；SATA控制器用于集成SATA总线协
议，与存储介质进行SATA总线连接与通
信。本发明安全可靠地存储和使用数据。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种机载环境SATA总线存储控制系统，其特征在于，其包括通信
通信接口模块提供与主机进行数据传输的接口；
缓存模块用于通过通信接口模块接收并暂时存储待写入数据，并通过通
控制模块用于逻辑控制，处理光电传感器信号并通知主机进行相应的操
处理模块用于数据打包搬运和计算处理，为SATA总线存储设备的处理
SATA控制器用于集成SATA总线协议，与存储介质进行SATA总线连
光电传感器用于感知位置状态及相应动作，为控制做出决策；
供电模块将外部供电转换为可供存储介质工作的电源，并受控制模块控
存储介质用于保存待写入数据。
2.如权利要求1所述的机载环境SATA总线存储控制系统，其特征在
制上电和下电，为存储介质提供可靠的电源管理；
接与通信；
核心；
作，并控制供电模块对存储介质进行电源管理；
信接口模块通知主机已写入；
接口模块、缓存模块、控制模块、处理模块、SATA控制器、光电传感器、
供电模块和存储介质，其中：
于，所述通信接口模块、缓存模块、处理模块、SATA控制器和存储介质依
次连接，光电传感器、供电模块和存储介质、处理模块都与控制模块
连接。
3.一种机载环境SATA总线存储控制系统的控制方法，其特征在于，
所
步骤一，通过供电模块将外部供电转换为可供存储介质工作的电源，给
步骤二，控制模块通过逻辑关系，处理光电传感器信号并通知主机任务
步骤三，通信接口模块和主机接口通信上之后，主机确认存储任务，待
步骤四，主机启动存储任务，开始发送数据，缓存模块通过通信接口模
步骤五，缓存模块将接收的暂存数据经处理模块处理，等待SATA控制
步骤六，SATA控制器将接收到的数据通过SATA总线存贮到存储介质
中，数据存储任务完成；
器发送传输指令；
通过通信接口发送给缓存模块；
操作；
存储介质上电，等待接收存储任务；
所述控制方法采用权利要求1所述的机载环境SATA总线存储控制系统，
述控制方法包括以下步骤：
块接收并暂时存储待写入的数据，并由缓存模块向主机发送已写入数据通
知；
步骤七，打开卡门，光电传感器发送状态信号至控制模块处理，对供电
模块进行下电决断，存储介质可安全插拔。
说 明 书
技术领域
本发明涉及一种存储控制技术，特别是涉及一种机载环境SATA总线存
背景技术
SATA协议是国际串行ATA组织SATA-IO制定的SATA标准。其主要性
（1）传输速度快，SATA1.0的传输速率为1.5Gbps，SATA2.5的传输速
（2）电缆宽度减小长度增加，宽度由IDE的40/80针减少到7针，长
（3）支持热插拔；
（4）提高了数据传输的精确度，SATA提高了CRC对数据、命令和状
（5）采用低压差分信号，发送端电压差为400～600mV，接收端电压差
线
（6）支持全速命令队列（NQC），提高硬盘内部数据传输速度；
为325～600mV，比PATA的5V信号电压低很多，有效降低了SATA传输
的电磁干扰和功耗；
态包的出错检测，提高数据传输的准确度；
度由18英寸增加到1米；
率为3.0Gbps；
能特点有：
储控制系统及其控制方法。
（7）SATA采用点对点结构，降低出错风险。
SATA总线使用嵌入式时钟信号，采用4根信号线加上间隔的3根地线，
总共需要7根数据线，很大限度减小信号反射、串扰和偏移等问题。SATA
采用四层结构：应用层、传输层、链路层和物理层。应用层负责全部ATA
命令执行，包括控制命令块寄存器的存取。传输层负责放置被传输的控制信
息和数据。链路层负责从结构中提取数据，
编解码，将数据传至物理层。物理层在串
并插入控制信息，完成8B/10B
行数据线上传输已编码的数据。
一般而言，在SATA的连接上使用商用标准连接器与连接线，但是对于
机载环境来说，普通的商用连接器不能满足环境要求，因此需要选择合适的
连接线缆。商用SATA基本建立于Windows操作系统下，利用操作
SATA设备，而机载环境是基于Vxworks操作系统下的，且机
全可靠直接热插拔，因此需要根据机载环境及使用需求，
制方法来安全可靠地存储和使用数据。
系统拔插
上操作需要安
设计SATA存储控
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种机载环境SATA总线存储控制系
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种机载环境
总线存储控制系统，其特征在于，其包括通信接口模块、缓存模块、
通信接口模块提供与主机进行数据传输的接口；
控制模块、处理模块、SATA控制器、光电传感器、供电模块和存储介质，
其中：
SATA
统及其控制方法，其安全可靠地存储和使用数据。
缓存模块用于通过通信接口模块接收并暂时存储待写入数据，并通过通
控制模块用于逻辑控制，处理光电传感器信号并通知主机进行相应的操
处理模块用于数据打包搬运和计算处理，为SATA总线存储设备的处理
SATA控制器用于集成SATA总线协议，与存储介质进行SATA总线连
光电传感器用于感知位置状态及相应动作，为控制做出决策；
供电模块将外部供电转换为可供存储介质工作的电源，并受控制模块控
存储介质用于保存待写入数据。
优选地，所述通信接口模块、缓存模块、处理模块、SATA控制器和存
本发明提供一张机载环境SATA总线存储控制系统的控制方法，所述控
括
步骤一，通过供电模块将外部供电转换为可供存储介质工作的电源，给
制方法采用如上述的机载环境SATA总线存储控制系统，所述控制方法包
以下步骤：
储介质依次连接，光电传感器、供电模块和存储介质、处理模块都与控制模
块连接。
制上电和下电，为存储介质提供可靠的电源管理；
接与通信；
核心；
作，并控制供电模块对存储介质进行电源管理；
信接口模块通知主机已写入；
存储介质上电，等待接收存储任务；
步骤二，控制模块通过逻辑关系，处理光电传感器信号并通知主机任务
步骤三，通信接口模块和主机接口通信上之后，主机确认存储任务，待
步骤四，主机启动存储任务，开始发送数据，缓存模块通过通信接口模
步骤五，缓存模块将接收的暂存数据经处理模块处理，等待SATA控制
步骤六，SATA控制器将接收到的数据通过SATA总线存贮到存储介质
步骤七，打开卡门，光电传感器发送状态信号至控制模块处理，对供电
本发明的积极进步效果在于：本发明同时提供了基于专用Vxworks系统
中SATA控制器的配置过程，及扩展了驱动程序中寻址空间至48位，扩大
了适用范围，且安全可靠地存储和使用数据。安
储控制技术方法，通过控制模块、电源模
护，光电传感器能够及时反映存储
逻辑判断，以此控制电源模
层电源保护。
模块进行下电决断，存储介质可安全插拔。
中，数据存储任务完成；
器发送传输指令；
块接收并暂时存储待写入的数据，并由缓存模块向主机发送已写入数据通
知；
通过通信接口发送给缓存模块；
操作；
全可靠主要表现在利用该存
块及光电传感器三位一体的双重保
介质的位置信号，控制模块对此信号进行
块的上下电，在机上支持热插拔的基础上多了一
附图说明
图1为本发明机载环境SATA总线存储控制系统的原理框图。
图2为本发明机载环境SATA总线存储控制系统的流程图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
如图1所示，本发明机载环境SATA总线存储控制系统包括通信接口模
通信接口模块提供与主机进行数据传输的接口；
缓存模块用于通过通信接口模块接收并暂时存储待写入数据，并通过通
控制模块用于逻辑控制，处理光电传感器信号并通知主机进行相应的操
处理模块用于数据打包搬运和计算处理，为SATA总线存储设备的处理
核心；
作，并控制供电模块对存储介质进行电源管理；
信接口模块通知主机已写入；
块、缓存模块、控制模块、处理模块、SATA控制器、光电传感器、供电模
块和存储介质，通信接口模块、缓存模块、处理模块、SATA控制器和存储
介质依次连接，光电传感器、供电模块和存储介质、处理模块都与控制模块
连接，其中：
SATA控制器用于集成SATA总线协议，与存储介质进行SATA总线连
光电传感器用于感知位置状态及相应动作，为控制做出决策；
供电模块将外部供电转换为可供存储介质工作的电源，并受控制模块控
存储介质用于保存待写入数据。
本发明机载环境SATA总线存储控制系统用于机载数据记录系统中，通
过通信接口模块接收外部总线数据，数据通过缓存模块经处理模块组织打包
处理后，记录存储到存储介质中。存储介质为易插拔安装方式，且机
操作需要支持工作状态和下电状态。存储控制设备的设计中使
装置方便卡的插拔，利用光电传感器感知卡门的状态和
状态信息预知下一步动作，提前进行相应操作，
前，处理结束，并控制下电，实现安全弹
化存储介质的准备流程，实现存储
制上电和下电，为存储介质提供可靠的电源管理；
接与通信；
载插拔
用卡门式弹出
动作，控制模块通过
在门开还未弹出存储介质之
出；在插入存储介质之前作好初始
介质的安全使用。
存储介质通过接口转换封装为航空级易插拔连接器，插拔次数达到5000
次以上，满足机载频繁插拔使用需求，外部用卡门进行压紧拧紧，保证可靠
性同时方便取卸。为了保证存储介质在热插拔中的数据安全性，系统
增加了光电传感器，用于探知卡门状态及卡门开关动作，将状
反馈至控制模块，控制模块根据综合任务状态对存储介
源管理。
设计中
态及动作信息
质进行相应操作及电
如图2所示，本发明机载环境SATA总线存储控制系统的控制方法包括
以下步骤：
步骤一，通过供电模块将外部供电转换为可供存储介质工作的电源，给
步骤二，控制模块通过逻辑关系，处理光电传感器信号并通知主机任务
步骤三，通信接口模块和主机接口通信上之后，主机确认存储任务，待
步骤四，主机启动存储任务，开始发送数据，缓存模块通过通信接口模
步骤五，缓存模块将接收的暂存数据经处理模块处理，等待SATA控制
步骤六，SATA控制器将接收到的数据通过SATA总线存贮到存储介质
步骤七，打开卡门，光电传感器发送状态信号至控制模块处理，对供电
以上所述为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术
人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这
些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
模块进行下电决断，存储介质可安全插拔。
中，数据存储任务完成；
器发送传输指令；
块接收并暂时存储待写入的数据，并由缓存模块向主机发送已写入数据通
知；
通过通信接口发送给缓存模块；
操作；
存储介质上电，等待接收存储任务；
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