專利名稱：數(shù)據(jù)輸入輸出裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)輸入輸出裝置，特別涉及光盤裝置等的接口的特性的調整。
背景技術：
近年來，為了使計算機與進行數(shù)據(jù)輸入輸出的外圍設備(例如光盤裝置、硬盤驅 動器等)連接，使用了 SATA (Serial Advanced Technology Attachment 串行高級技術附 件)接口。在利用該SATA接口使計算機與外圍設備連接時，雖然計算機使用的芯片組(南 橋)和BIOS的模擬特性及協(xié)議特性遵循SATA規(guī)范，但是計算機和外圍設備間會存在少許 不同。該模擬特性的不同表現(xiàn)在模擬信號的振幅的判定閾值和發(fā)送接收時刻上，該協(xié)議特 性的不同由于對SATA規(guī)范的解釋不同、芯片組具有的特殊功能、芯片組的缺陷等而表現(xiàn)出 來。因此，根據(jù)計算機與外圍設備的組合的不同，存在使用SATA的通信的協(xié)議特性或模擬 特性不匹配，導致兩者無法通信的情況。一直以來，在上述這種由于協(xié)議特性或模擬特性不匹配導致無法通信的情況下， 由技術人員使用測定器對該計算機和外圍設備的協(xié)議特性及模擬特性進行分析，并變更固 件。因此需要一種能夠自動調整接口特性的技術。作為這樣的調整接口特性的技術，專利文獻1中記載如下技術主設備基于通過 一個或者多個單方向數(shù)據(jù)通路從從設備接收到的信息來對接收器特性做適當改變，然后對 發(fā)送特性做適當改變。另外，關于SATA接口，專利文獻2中記載了 SATA接口的振幅判定電路和時間判定 電路的自調整機構。另外，專利文獻3中記載的SATA的通信控制裝置，在接到來自主機的 接收錯誤的回復時，對發(fā)送電路的設定進行變更。專利文獻1 日本特表2009_5四觀9號公報專利文獻2 日本特開2009-141722號公報專利文獻3 日本特開2009-130614號公報

發(fā)明內容
如上所述，現(xiàn)有技術中就存在對SATA的模擬特性進行調整的技術。但是任何一種 先有技術文獻中都只記載了對接口的模擬特性進行變更的技術，而沒有記載對SATA協(xié)議 的設定，即對數(shù)字特性進行調整的技術。另外，在信號電平等的模擬調整完成之后需要對數(shù)字特性進行調整，但現(xiàn)有技術 中沒有考慮到這一點。本發(fā)明的目的在于，提供能夠對使用SATA的通信中的協(xié)議特性和模擬特性在不 依賴技術人員的情況下自動調整的光盤裝置等外圍設備。本發(fā)明的有代表性的一個例子如下所述。即，提供一種為了進行數(shù)據(jù)輸入輸出而 與計算機連接的數(shù)據(jù)輸入輸出裝置，其特征在于在對上述數(shù)據(jù)輸入輸出裝置進行初始化 時，測定接口的模擬特性和接口的協(xié)議，根據(jù)上述測定結果，將上述模擬特性調整為最佳值后，將上述協(xié)議調整為最佳值。 根據(jù)本發(fā)明的實施方式，能夠不依賴主機的特性，在合適的條件下與主機進行通


圖1是表示本發(fā)明的實施方式的光盤裝置的結構的框圖。圖2是表示本發(fā)明的接口的結構的框圖。圖3是本發(fā)明的實施方式的模擬調整處理的流程圖。圖4是本發(fā)明的實施方式的協(xié)議調整處理的流程圖。附圖標記說明100光盤裝置105 接口107系統(tǒng)控制器150 主機
具體實施例方式圖1是表示本發(fā)明的實施方式的光盤裝置100的結構的框圖。本實施方式的光盤裝置100具有光學頭102、RF放大器103、解碼器104、接口 105、 緩沖存儲器106、系統(tǒng)控制器107、存儲器108、編碼器109、激光驅動電路110和主軸電機 111。光盤裝置100通過接口 105與主機150連接，將從光盤101 (例如藍光光盤)再現(xiàn) 的數(shù)據(jù)輸出到主機150。另外光盤裝置100也可以具有將從主機150輸入的數(shù)據(jù)記錄到可 寫光盤101中的功能。主軸電機111對光盤101進行旋轉驅動。光學頭102在從光盤101進行數(shù)據(jù)再現(xiàn)時，用較弱的激光照射光盤101，根據(jù)該激 光的反射光來再現(xiàn)記錄在光盤101中的數(shù)據(jù)，輸出與反射光對應的RF信號。另外，光學頭 102在向光盤101記錄數(shù)據(jù)時，對光盤101照射比再現(xiàn)時強的激光。光盤101中，利用激光 照射部分的熱產(chǎn)生的相變在記錄層形成記錄坑，使記錄層的反射率改變，從而記錄數(shù)據(jù)。RF放大器103將由光學頭102輸出的RF信號放大，并將放大后的RF信號作為數(shù) 字數(shù)據(jù)輸出。解碼器104將從RF放大器103輸出的數(shù)字數(shù)據(jù)根據(jù)按每種光盤規(guī)定的格式 進行解調，在進行了檢錯和糾錯后，將解調后的數(shù)據(jù)暫時儲存到緩沖存儲器106中。接口 105對光盤裝置100和與之連接的主機150之間的數(shù)據(jù)和指令的發(fā)送接收進 行控制。接口 105的結構在后文中用圖2說明。緩沖存儲器106暫時存儲從主機150通過 接口 105輸入的要記錄到光盤101中的數(shù)據(jù)。編碼器109將從主機150輸入的暫存在緩沖存儲器106中的數(shù)據(jù)以按每種光盤規(guī) 定的格式進行調制。激光驅動電路110輸出用于驅動光學頭102的激光源的信號。系統(tǒng)控制器107是對光盤裝置100的動作進行控制的微處理器，對解碼器104、編 碼器109和接口 105的動作進行控制。另外，系統(tǒng)控制器107還對讀出緩沖存儲器106中 暫存的數(shù)據(jù)的行為，和對將數(shù)據(jù)寫入到緩沖存儲器106中的行為進行控制。另外，系統(tǒng)控制 器107對從主機150接收到的指令進行解釋，根據(jù)接收到的指令進行處理。
存儲器108用于儲存系統(tǒng)控制器107執(zhí)行處理所必須的數(shù)據(jù)和由處理生成的數(shù) 據(jù)。存儲器108的存儲區(qū)域中至少一部分包含非易失性存儲區(qū)域。在該非易失性存儲區(qū)域 中，儲存有后文敘述的SATA接口的設定和日志。圖2是表示本發(fā)明的實施方式的接口的結構的框圖。接口 105具有發(fā)送信號驅動器115、接收信號驅動器116、通信控制部117、指令生 成部118、指令檢測部119、時鐘提取部120和時刻(timing)控制部121。發(fā)送信號驅動器115生成要發(fā)送到主機150的模擬信號，接收信號驅動器116接 收從主機150發(fā)送的模擬信號。通信控制部117對遵循規(guī)定的協(xié)議的與主機150間的通信 進行控制。本實施方式的光盤裝置100遵循SATA協(xié)議在與主機150之間進行通信。指令生成部118對作為指令送往主機150的固定模式進行存儲，并根據(jù)通信控制 部117的指示，生成要發(fā)送的指令。指令檢測部119對從主機150作為指令發(fā)送的固定模 式進行存儲，將接收到的信號與儲存的模式作比較，在接收到的信號與儲存的模式一致時 檢測出已接收到指令，將檢測出的指令送往通信控制部117。時鐘提取部120從自主機150接收到的信號中提取出規(guī)定的同步模式，生成用于 解碼接收信號的時鐘信號。時刻控制部121根據(jù)由通信控制部117生成的發(fā)送時鐘信號， 對要發(fā)送到主機150的數(shù)據(jù)和指令的發(fā)送時刻進行控制。由發(fā)送信號驅動器115發(fā)送的指令根據(jù)通信控制部117的指示生成，由發(fā)送信號 驅動器115發(fā)送的數(shù)據(jù)從緩沖存儲器106中讀出。接收信號驅動器116接收到的指令被輸 入到通信控制部117，接收信號驅動器116接收到的數(shù)據(jù)被儲存到緩沖存儲器106。圖3是本發(fā)明的實施方式的模擬調整處理的流程圖。該模擬調整處理雖然是通過系統(tǒng)控制器107進行的，但也可以由接口 115的通信 控制部117進行。首先，當電源接通時，系統(tǒng)控制器107從存儲器108讀出當前的SATA設定(接收 信號閾值、PLL特性、發(fā)送信號振幅等)到接口 105(201)。而且，光盤裝置100出廠時在存 儲器108中儲存有標準值，此后當電源斷開時，所使用的值也被儲存到存儲器中。因此，在 之后電源接通時，設定上次電源斷開時使用的值作為SATA設定。接著，測定主機150發(fā)送的模擬信號的振幅002)。然后根據(jù)所測得的振幅設定接 收信號的閾值003)。具體地說是將接收信號的峰值的規(guī)定的比例設定為閾值。然后，通過 變更該規(guī)定的比例，使之與主機150之間的發(fā)送接收特性匹配。接著，測量接收信號的PLL的鎖定時間004)。這是因為，在進行用于通過主機150 的芯片組和BIOS (Basic Input/Output System 基本輸入輸出系統(tǒng))與外圍設備確立通信 的OOB (Out-Of-Band Signaling 頻帶外傳信)的交互時，相對于從主機150發(fā)送的00B，接 收從外圍設備發(fā)送的OOB的容許時間不同。因此，為了確立主機150與外圍設備的通信，對 于從主機150發(fā)送的00B，外圍設備必須在適當?shù)臅r刻進行回答。于是，為了對用于生成與 從主機150發(fā)送的OOB同步的OOB信號的PLL的鎖定時間進行調整，對PLL的鎖定時間進 行測量。然后調整接收信號的PLL的電流(20 。具體來說，通過使電荷泵中流動的電流在 容許范圍內變化來改變PLL的鎖定時間。該電流的變更按下述方式進行，即，首先設定為估 計最佳的標準電流值，再根據(jù)主機150的響應來以規(guī)定的模式增減電流值。
接著調整光盤裝置100發(fā)送的OOB信號的振幅(206)。該OOB發(fā)送信號是主機150 與外圍設備開始通信時交互的信號。OOB信號的振幅調整按下述方式進行，S卩，首先設定為 估計最佳的標準振幅值，再以規(guī)定的模式增減振幅值。另外，接收信號的閾值設定003)、接收信號PLL調整(20 和OOB信號振幅調整
(206)，通過從預先設定好的表中選擇設定值，對SATA特性進行設定。該表儲存在存儲器 108的非易失性存儲區(qū)域。另外，在每次光盤裝置100重置時，可以按照規(guī)定的順序進行選 擇，也可以參照步驟211中保存的日志里包含的SATA設定和通信質量，來決定這些值的增 減或調整量。接著，對主機150發(fā)送OOB信號，判定規(guī)定時間內是否接到來自主機150的回復
(207)。根據(jù)其結果，當規(guī)定時間內沒有接收到來自主機150的回復時，選擇SATA的模擬 特性的設定(即下次電源接通時使用的設定值)，將選擇好的設定值保存到存儲器，并將通 信結果作為日志保存到存儲器013)?；氐讲襟E206，重新調整OOB信號的振幅。另一方面，當接收到來自主機150的回復時，選擇SATA的模擬特性的設定(即下 次電源接通時使用的設定值)，將選擇好的設定值保存到存儲器，并將通信結果作為日志寫 入存儲器008)。接著，對發(fā)送信號的協(xié)議特性作最佳化處理009)。該協(xié)議調整處理用圖 4說明。然后，判定與主機150的通信是否正常進行(210)?？梢杂帽容^長的時間(比如1 分鐘以上)判定該通信是否正常。具體地說，通過規(guī)定時間的指令錯誤率，從主機150是否 有原語、FIS、ATA/ATAPI指令等的錯誤回復等，來判定實際的通信有沒有障礙。而且，不僅 可以在物理層、數(shù)據(jù)鏈路層等下層進行判定，還可以在傳輸層、應用層等上層進行判定。這 是因為上層的判定才是根據(jù)實際通信與否進行的判定。根據(jù)判定的結果，當通信正常時，選擇SATA的模擬特性的設定(即下次電源接通 時使用的設定值)，將選擇好的設定值保存到存儲器中，并將通信質量作為日志保存在存儲 器011)，光盤裝置開始正常動作012)。另一方面，當通信不正常時，選擇SATA的模擬特性的設定(即下次電源接通時 使用的設定值)，將選擇好的設定值保存到存儲器中，并將通信質量作為日志保存在存儲 器014)。同時參照預先設定好的表或已保存的日志，進行下次啟動時的設定。OOB是表 示通信開始的特殊信號，由一種突發(fā)信號和兩種間隔信號組成，根據(jù)間隔長度的不同存在 C0MRESET和C0MWAKE兩種。在圖3的202中，在測定OOB信號振幅的同時測定OOB模式的 突發(fā)長度的時間和間隔長度的時間，判斷是C0MRESET還是C0MWAKE，或是其他的信號。但 是，在通過OOB確立通信之后發(fā)送接收的原語中，指令在比OOB更早的時刻發(fā)送。因此，雖 然通過OOB確立了通信，但存在之后指令取得率不佳的情況。在這樣的情況下，通過在存儲 器108中保存日志，能夠將之作為用于決定下次電源接通時(或C0MRESET時)的設定的信 息。下次電源接通時(或C0MRESET時)的設定，當判定通信不正常時，參照上述預先設定 的表等決定設定值，保存到電源接通時要參照的存儲器中。另外，可以將多次的日志保存在存儲器108中。這樣，通過參照多個SATA的設定 和通信質量，能夠快而準確地尋求SATA的設定的最佳條件。當通信不正常時，由于主機150不能訪問光盤裝置，一般發(fā)送作為對與光盤裝置的通信進行初始化的信號的C0MRESET指令。因此，在步驟210中，等待來自主機150的 C0MRESET，在經(jīng)過步驟214后返回步驟202，從模擬信號電平的測定開始重新進行處理。另外，在主機150沒有發(fā)送來C0MRESET指令時，由于用戶無法使用光盤裝置100， 可以考慮重新接通主機150的電源(重啟)。這時也與從主機150收到C0MRESET —樣，從 頭開始執(zhí)行模擬調整處理。在模擬調整處理(圖幻中，不僅對接收信號閾值、PLL特性和發(fā)送信號振幅進行 了調整，除此之外，也可以對信號間隔、信號上升時間、信號下降時間、預加重特性等進行調 離
iF. ο圖4是本發(fā)明的實施方式的協(xié)議調整處理的流程圖。該協(xié)議調整處理在模擬調整處理(圖幻的步驟209中被調用。首先，系統(tǒng)控制器107從存儲器108讀出作為當前SATA的構成要素的原語、 FIS (Frame Information Mructure 幀信息結構)、ATA/ATAPI指令的協(xié)議發(fā)送設定(原 語、FIS、ATA/ATAPI指令的數(shù)量和順序、指令響應時間等)到接口 105(221)。原語是為了通 過SATA來控制通信而發(fā)送接收的指令，發(fā)送接收的指令的數(shù)量由SATA規(guī)定。另外，光盤裝 置100出廠時在存儲器108中儲存了標準值，此后當電源斷開時，所使用的值也被儲存到存 儲器中。因此，此后當接通電源時，設定上次電源斷開時使用的值作為SATA的設定。接著，測定在規(guī)定時間內從主機150發(fā)送的原語、FIS、ATA/ATAPI指令的數(shù)量和順 序022)。接著，根據(jù)測得的原語、FIS、ATA/ATAPI指令的數(shù)量和順序，決定從光盤裝置100 發(fā)送的原語、FIS、ATA/ATAPI指令的數(shù)量和順序(22 。具體來說，進行設定，以與從主機 150發(fā)送的原語、FIS、ATA/ATAPI指令相同的數(shù)量和順序發(fā)送原語指令。這是因為，實際上存在特定的主機150與外圍設備之間發(fā)送接收的原語、FIS、 ATA/ATAPI指令的數(shù)量和順序跟SATA標準規(guī)定的數(shù)量和順序不同的情況，需要使從光盤裝 置100發(fā)送到主機150的原語指令的數(shù)量和順序與主機150匹配。例如即使在SATA標準 中規(guī)定了發(fā)送6個以上的原語指令，但是也存在發(fā)送8個指令就不能正常接收的主機150。 因此，可以在主機150發(fā)送6個原語指令時，使光盤裝置100也發(fā)送6個原語指令。另外， 雖然在SATA標準中指令A和指令B的發(fā)送順序是任意的，但是也存在如果指令A和指令B 不以規(guī)定的順序發(fā)送就無法接收的主機150。因此，在本功能中，能夠在主機150以指令A、 B的順序發(fā)送指令時，使光盤裝置100也以指令A、B的順序發(fā)送指令。接著，對于從光盤裝置100發(fā)送的指令，測定主機150發(fā)送指令之前的時間即指令 響應時間(224)。接著，根據(jù)主機150的響應時間，決定從光盤裝置100發(fā)送的指令的響應 時間(225)。這里可以將其設定為與主機150的響應時間相同的時間，或者在主機150的響 應時間上增減規(guī)定時間的時間。指令響應時間是指光盤裝置100發(fā)送指令后，直至從主機150接收到回復的時間。 在SATA標準中雖然規(guī)定了標準的指令響應時間，但是因主機150的不同可容許的指令響應 時間有差別，所以需要測定主機150對指令的響應所需的時間，以在與該時間相同的時間 對指令進行回復的方式進行設定。接著將決定好的指令響應時間設定為變量0沈)。這時可以根據(jù)指令處理所必需 的時間來對設定的變量進行微調。例如對于處理所需時間較長的指令，使設定值小于測定 的指令響應時間。
接著判定與主機150的短時間(例如1毫秒 1秒左右)內的通信是否正常進行 (227)。根據(jù)其結果，在無法從主機150接收到指令的響應時，由于通信沒有正常進行，將 SATA的設定和通信結果作為日志保存到存儲器中(229)，回到步驟226，對設定為變量的指 令響應時間進行微調。這是因為，在即使指令響應時間與主機150的響應時間相同也無法 接受到指令的主機150的情況下，通過對指令響應時間進行增減，找出主機150接受指令的 時刻，在這個時間回復指令。另一方面，當從主機150接收到指令的響應時，由于短時間內的通信正常進行，將 SATA的設定和通信結果作為日志保存到存儲器(228)，然后結束協(xié)議調整處理，返回模擬 調整處理210。在本實施方式中，將SATA的模擬特性和協(xié)議特性的設定以及通信結果保存在存 儲器008、211、213、214、2觀、2四)中。也可以使該保存在存儲器中的日志能夠從接口 105 輸出。這樣的話，能夠知道光盤裝置100與主機150不能通信的原因，和光盤裝置100到達 最佳設定的經(jīng)過。如上所述，在本發(fā)明的實施方式中，通過在電源接通時(或者根據(jù)重置信號初始 化時)改變SATA的模擬特性、協(xié)議特性，對主機與光盤裝置的通信條件進行調整。因此，主 機150能夠通過向光盤裝置100發(fā)送重置、光盤裝置100的電源重新接通、主機150的電源 重新接通，來選擇最合適的條件。然后，通過將選擇的最佳條件儲存到作為存儲器108的一部分的閃存(非易失性 存儲介質)中，并使之作為下次電源接通時的初始設定值使用，能夠不論與怎樣的主機150 組合，都能在更良好的環(huán)境下進行錯誤少的通信。然后，通過將選擇的條件和通信結果儲存到存儲器中，并將從接口 105取出的數(shù) 據(jù)送給遠程的技術人員，能夠在不必在需要進行分析的地區(qū)準備昂貴的測定器的情況下對 通信問題進行分析。另外，雖然本發(fā)明的實施方式針對光盤裝置進行說明，但是不限于光盤裝置，也適 用于磁盤裝置和非易失性存儲介質(例如SSD :Solid State Drive 固態(tài)硬盤)等與主機 150進行數(shù)據(jù)輸入輸出的外圍設備。另外，雖然本發(fā)明的實施方式針對SATA接口進行說明，但是不限于SATA，也能夠 適用于其他的串行通信(例如USB、HDMI、SAS, EtherNet, PCI-Express等)。
權利要求
1.一種數(shù)據(jù)輸入輸出裝置，為了進行數(shù)據(jù)輸入輸出而與計算機連接，其特征在于 在對所述數(shù)據(jù)輸入輸出裝置進行初始化時，測定接口的模擬特性和接口的協(xié)議， 根據(jù)所述測定結果，將所述模擬特性調整為最佳值后，將所述協(xié)議調整為最佳值。
2.如權利要求1所述的數(shù)據(jù)輸入輸出裝置，其特征在于作為所述接口的協(xié)議特性，至少測定接收到的原語、FIS、ATA/ATAPI指令的數(shù)量，接收 到的原語、FIS、ATA/ATAPI指令的順序，和所述計算機的指令響應時間之中的一個，根據(jù)所述測定結果，對所發(fā)送的原語信號的數(shù)量、所發(fā)送的原語信號的順序和/或所 述數(shù)據(jù)輸入輸出裝置的指令響應時間進行調整。
3.如權利要求1所述的數(shù)據(jù)輸入輸出裝置，其特征在于作為所述接口的模擬特性，至少測定信號的振幅和接收信號的同步引入時間之中的一個，根據(jù)所述測定結果，對所發(fā)送的信號的振幅和/或所述同步引入時間進行調整。
4.如權利要求1所述的數(shù)據(jù)輸入輸出裝置，其特征在于將所述調整后的模擬特性和協(xié)議特性儲存在非易失性存儲單元中。
5.如權利要求1所述的數(shù)據(jù)輸入輸出裝置，其特征在于在所述光盤裝置接通電源，或是接收到所述主機發(fā)出的重置信號時，將已調整為所述 最佳值的接口的模擬特性和已調整為所述最佳值的接口的協(xié)議作為預先設定的表保存在 非易失性存儲區(qū)域中，當與所述主機的通信在一定時間沒有正常進行，所述光盤裝置的電源重新接通，或者 從所述主機接收到重置信號時，以所述保存的最佳值啟動所述接口。
全文摘要
本發(fā)明提供數(shù)據(jù)輸入輸出裝置，目的是提供不依賴主機特性，以適當?shù)臈l件與主機通信的外圍設備。作為為了進行數(shù)據(jù)輸入輸出而與計算機連接的數(shù)據(jù)輸入輸出裝置，在對上述數(shù)據(jù)輸入輸出裝置進行初始化時，測定接口的模擬特性和接口的協(xié)議，根據(jù)上述測定結果，將上述模擬特性調整為最佳值后，將上述協(xié)議調整為最佳值。
文檔編號G06F3/06GK102096463SQ20101057818
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權日2009年12月15日
發(fā)明者稻葉誠二, 荒井利典 申請人:日立樂金資料儲存股份有限公司