SATA 学习笔记——Link Layer 8b/10b 编码解析

一、故事前传

我们上回说到Link layer的结构，link layer的作用大致可以包括以下几点：

• Frame flow control

• CRC的生成与检测

• 对数据与控制字符的Scrmable/Descramble

• 8b/10b编解码

• 将传输层进来的数据转为Frame

二、8b/10b编解码

8b/10b编码是目前高速串行通信中经常用到的一种编码方式，直观的理解就是把8bit数据编码成10bit来传输。

为什么要引入这种机制呢？其根本目的是“直流平衡”。当高速串行流动逻辑1或逻辑0有多个位没有产生变化时，信号的转换就会因为电压位阶段关系而造成信号错误，直流平衡的最大好处便是可以克服以上问题。

将8bit编码成10bit后，连续的1或者0不能超过5位，所以10b中0和1的位数只可能出现3中情况：

• 有5个0和5个1

• 有6个0和4个1

• 有4个0和6个1

这样引出了一个新术语“不均等性”(Disparity)，就是1的位数和0的位数的差值，根据上面3种情况就有对应的3个Disparity0、-2、+2.

（Disparity 共有3中可能数值：0、-2、+2）

在SATA协议中资料值可以统一的表示为Dx．y或Kx．y，其中D表示资料字元，K表示特殊的控制字元， x表示输入的原始资料的低5位元，y表示输入的原始资料的高3位元。 通俗的讲，也就是8bit原始数据会分成两部分，其低5位进行5B/6B编码，高3位则进行3B/4B编码。

对K控制字元的编码方式和D资料字元编码方式一样。

协定中只使用了两个控制字元K28.3和K28.5

• K28.5只用在Primitive基元ALIGNp byte0, 

• K28.3用在除ALIGNp之外的其他任何Primitive基元的byte0.

举个栗子：例如一个8bit数据101 10101，x=10101（十进制为21） y=101（十进制为5），我们就把这8bit数据写成D21.5。对照5B/6B以及3B/4B加密对照表(如下表),可以得到10bit数据为101010 1010