ce-ata
什么是CE-ATA一种基于为了节省接口IO数量,专为轻薄笔记本硬盘设计的笔记本硬盘高速通讯接口。一种使用MMC接口界面,ATA指令集的笔记本电脑硬盘接口。
为何需要CE-ATA标准?为何需要CE-ATA标准?答案很明显,二、三年前微型硬碟应用正要起飞,但微型硬碟界面却没有2.5英寸、3.5英寸硬碟般标准,如此手持装置一旦选择A业者的微型硬碟,倘若A业者发生供货不及、供量不足,碰到须改用B业者的微型硬碟时,此时就必须变更硬件装置的设计才能使用,而界面标准化后则可解决此问题。
标准的后续发展CE-ATA在2005年3月,发表数码协定标准的1.0版后,在同年8月发表了接头、接线标准的1.0版,同年9月数码协定标准又更新为1.1版,到了2006年7月则对协定进行一些更正、修订,12月则更新接头、接线标准至2.0版。
除了「数码协定」标准与「接头/接线」标准外,CE-ATA也提供了「设计指引,Design Guide」文件,指导研发人员如何设计一个支持CE-ATA界面的主控端,简言之是教人如何在手持装置中设计与运用CE-ATA界面。不过,这个指引文件也有增订与修订,2006年6月提出1.0b版,2007年6月则对1.0b进行更正,同时也增加对协定部分,提供设计、开发指引。
为何使用MMC实体界面?谈了若干内容后,各位可能会疑惑:为何只说「数码协定」?界面的接脚定义、实体电气特性...等,都不用谈了吗?其实CE-ATA直接取用MMC 4.0版记忆卡标准所定义的接脚及电气界面,所以这方面CE-ATA的相关规范就直接跳略。
虽然取用MMC 4.0,但细节上仍有差异,MMC 4.0/4.1允许一组汇流排连接多张MMC记忆卡,如此是否表示一组MMC/CE-ATA界面可以连接多颗微型硬碟?关于此答案为否,CE-ATA只允许一组界面连接一颗微型硬碟(附注1)。
此外,MMC界面资料汇流排宽度可以是1-bit、4-bit、8-bit,CE-ATA使用4-bit宽度时的接脚数为12-pin,使用8-bit宽度时为18-pin,而工作时脉方面,也比照MMC 4.0/4.1标准:52MHz,如此在4-bit宽时的极限传输为26MB/Sec,8-bit时则为52MB/Sec(附注2)。
到此各位可能会有另一个疑惑?为何要使用MMC界面?而不是使用SD界面或SATA界面?或者是传统ATA界面?
关于此其实可以合理推断出此一决议,首先传统ATA界面(或称:PATA)的接脚数过多,不适合运用在娇小的手持装置中,当然更不用去考虑接脚数更多的CF界面。
那么为何不使用SD界面?众人皆知的,SD界面的技术授权费贵过MMC,而且资料传输率也低于MMC,且将SD界面用于记忆卡之外的应用还要加收授权费(即SDIO标准),所以选择SD不如选择MMC。
那SATA呢?SATA界面的接脚数也相当少,且已经用于2.5/3.5英寸硬碟,应该最合适不过,关于此最可能的推断依然是在技术授权费(及量产权利金)上。此外微型硬碟并不需要ATA的完整指令、及高速传输性,所以SATA也不合适,甚至可能不利于低功耗设计。
MMC协定中搭载ATA指令接著来谈协定部分,既然标准的名称是CE-ATA,那么必然与ATA有关。确实,CE-ATA虽使用MMC界面,但协定方面除了基础的MMC指令外也搭载了ATA指令,不过并不是完整的ATA指令,只是原有ATA指令的部分(子集合)而已,如此已足够微型硬碟应用,精简后的ATA指令仍可在一个指令内传输4kB到33MB的资料量,言下之意是:指令的传输耗占(Overhead)很低,实质资料传输量很高。
接头、接线规范与一般桌上型硬碟不同,微型硬碟要装入娇小的手持装置内,其接头、接线等尺寸标准需要更严谨的定义,所以CE-ATA才有额外的接头、接线标准规范。
CE-ATA针对1.8英寸、1英寸、0.85英寸的微型硬碟都有定义,1.8英寸与1英寸由于体积较大(与0.85英寸相比),所以采行一种规范法,而0.85英寸的体积较小,采行另一种规范法。不过无论使用何种微型硬碟,其接线部分一律使用弹性接线(Flex Cable),即可挠曲的软板印刷电路。
1.8英寸与1英寸方面的接线,其接线的一端可以黏在主控端(即是指:手持装置)上,然后另一端再接入硬碟,或者接线不黏于任何一端,两端都可手动接入。而0.85英寸因为体积过小,所以接线不采行黏于(规范文件中将此称为:整合)主控端的作法,也不采行两端皆可接入的作法,而是将接线黏于0.85英寸硬碟上,然后另一端手动接入装置内。
此外,接头在微型硬碟上的位置也必须定义,如此才能确切放入手持装置内,同时CE-ATA也规范出ZIF(Zero Insertion Force,零接入施力)与LIF(Low Insertion Force,低接入施力)等接头标准,让微型硬碟业者有标准可以依循设计。
附注1:MMC 4.1版将工作时脉从26MHz提升一倍,达52MHz,使传输量倍增,但也因此不允许一组界面连接多张MMC记忆卡,只能连接一张记忆卡。
附注2:8-bit宽度的设计在1.0版的接头/接线标准上并未敲定,到2.0版才敲定。