引 言
数字内容已经渗入到当今社会的方方面面，从MP3文件、数码相片到家庭电影，更不用说典型用户在其PC上保存的大量财务金融信息、电子邮件以及家庭或者商业资料。数字内容已经是无处不在，而用户则仍然希望多多益善。这种数字信息爆炸已经迅速消耗掉了可用的硬盘驱动器(HDD)空间，而且还带来了极为严重的存储挑战。美国加州大学伯克利分校（UC Berkeley）近期的一项研究表明，仅在2002年就产生了5千兆(或者50亿GB)的原始信息，而这个数字是此前三年的两倍。这些信息90%以上存储在磁介质上，同时它们还保存了大量的拷贝数据。在典型的压缩模式下，一张数码相片大约需要2MB空间，一首歌曲要占用4MB空间，而一个小时的标准清晰度视频内容则需要2GB存储空间。显然，持续“爆炸”的信息量需要增加更多的存储容量，而一个方便灵活的存储解决方案则变得比以前更为关键。
这种用户想要保存的数字信
息的增生，以及在许多情况下的备份问题，是外部存储之后的驱动力量。虽然一般来说，在一台PC之内加装另一个磁盘驱动器是可行的，但是，这可能会是一个比较复杂的过程，它需要安装一个新驱动器、连接新电缆，而且在某些情况下，还需要安装一个新控制器卡并重新配置新软件。一个非常简单的方法就是，插入特为外部存储而配置的一个磁盘驱动器，它能够放置在台式机箱顶上而不需要最终用户打开PC。这个外部驱动器不仅安装简便，而且它还具有便携的优势，因此它可以提供一种将大量数据从一台计算机传送到另一个计算机之上的简易方法，无论这些数据是家庭相片还是大型工作文件。外部驱动器可以保存在较远的位置，因此万一原始数据丢失，它还可以作为备份拷贝使用。作为这种需求的例证，PC外部硬盘驱动器的销量每年翻一番，超过了内部HDD的销量。
目前的外部存储解决方案
目前，这些外部驱动器通常使用一个USB或者1394(FireWire)接口连接到大多数PC上。这是因为内部磁盘驱动器设计使用并行ATA接口(也就是大家所知道的IDE接口)，它不能通过外部连接扩展到PC外面。并行ATA接口不是为使用外部电缆而设计的，它不能进行热插拔操作(在PC上电与运行时插上或者拔掉)，而且，它还需要一个较为繁琐的连接器。相反，USB与1394可以提供一个简易的连接器，配有设计用于外部使用的电缆与连接器，而且它们还允许在计算机运行时添加或者删除设备。
不过，那些使用USB或者1394的外部驱动器，实际上还是同原来那些IDE驱动器一样，不同的是它们带有一个转换芯片，用作从磁盘驱动器上的ATA接口协议到用于连接的USB或者1394协议之间的翻译转换。在PC之内则进行一个类似的逆向转换，让计算机仅仅像对待一个内部驱动器那样识别外部驱动器并与之对话。此外，驱动器还需要电源来运行，它通常使用一个插入墙壁并且连接到驱动器外壳的外部交流适配器来供电。
为什么选用串行ATA?
磁盘驱动器行业正在经历着一种极为重要的技术转换，使用串行ATA取代PC在过去十年中所使用的并行ATA接口。并行接口，例如老式的ATA磁盘接口，已经难以满足当前系统所需要的更高速度。串行接口不仅可以提供更高的数据传输速率，还使用更小的电缆与连接器，同时，用于内部存储的电压信号也更低。此外，它们提供一种接口技术，能够满足系统未来十年对于存储容量与性能日益增长的需求。另外，串行ATA接口非常适合于外部应用，并且它还具有许多超出目前使用的USB与1394接口的优势。
Gartner调研部门副总裁John Monroe指出：“到2005年年底，SATA将成为具有绝对优势的标准HDD接口，而且到2007年年底，SATA应该完全占领所有的台式机与笔记本HDD市场。”
表1提供了关于USB 2.0、1394a与串行ATA这三种接口的原始接口速度与数据传输速率的比较结果。虽然有更高的1394速度计划，但大多数上市的普通磁盘驱动器接口速度仍为400 Mbps。另外，新的串行AT
在原始接口速度方面，很显然，串行ATA带宽超出USB或者1394三倍，其性能远远优于USB或者1394。在包括向驱动器读取、写入数据在内的传输测试中，限制因素通常来自驱动器本身，也就是磁盘驱动机构能够从旋转磁记录盘片中读取或者写入数据的速度。使用串行ATA，持续读取与写入速度大约为40-50 MB/sec。因为驱动器能够使用内存来缓冲存储一些待写数据，所以写入速度可以更高一些。如果将驱动器连接到内部，并行ATA接口也可以获得类似的性能数据。不过，非常清楚，目前通常使用的USB与1394这两个外部接口，实际上是降低了数据传输速率，在某些情况下数据传输速率仅仅是串行ATA接口速率的一半。这不仅是因为低速接口，而且还在于需要将ATA命令的驱动器语言数据翻译成一个
除了电缆与连接器机械方面之外，技术规格说明书还考虑了一些电气问题以确保外部连接的驱动器满足静电放电(ESD)与电磁干扰(EMI)辐射与敏感性的规章要求。图3还显示了使用罩在信号导线所有四个侧面上的一个金属屏蔽罩来屏蔽连接器，而且连接器末端还有凸边，用来确保为驱动器与PC机壳提供一个良好接地通路。同时，电缆末端连接器所有四个侧面都有金属保护，确保在电缆与连接器之间提供良好的接地。
与标准内部连接器相比，插座中的信号触点凹进插座盒凹得更深，这将有助于预防接近高速信号触点的任何静电放电。使用金属屏蔽罩可以提供一个良好的接地回路，它将在插入或者拔掉电缆的时候释放掉任何静电放电电荷。
这里提供的接地通路将有助于来自外部驱动器的任何电磁干扰(EMI)辐射的最小化，但是还需要采取额外步骤，通过增加一个包裹电缆不同信号对的特别屏蔽层来改装电缆。在一个标准内部电缆内，每一对信号线都被分别屏蔽。这种屏蔽用于外部电缆，但是还要进行额外的包裹。
正如上面总结的变化所展示的那样，在用于内部与外部串行ATA应用的电缆与连接器结构之间存在有重要差异，以适用于特定的使用需求。因为存在着这些差异，连接器就可以被锁住以防止在外部应用中误用未经屏蔽的内部电缆，它将是不合适的。为了实现这个目标，插座内的内部信号连接器被做的更宽，而电缆末端连接器的总宽度更窄，因此内部电缆不能被插到外部连接器当中。另一种区分两个连接器的简便方式就是内部电缆有一个L型舌片，作为简单的盲配（blind mate）钥匙。对于外部连接器来说，通过将连接器内的信号触点从中心移开来完成盲配（blind mating）定位。
值得一提的根本区别在于一个内部电缆不应被经常拔插，因此它设计耐受 50次插拔操作。对于一个外部附连的硬盘驱动器，它的耐受次数应该更高，因此电缆与连接器设计用于支持5000次插拔操作。
早期的外部串行ATA产品
对于外部串行ATA接口连接的市场需求可由以下事实说明：具备这种功能的某些产品已经先于外部串行ATA技
术规格说明书在市场露面。不过，许多这些早期产品使用一个内部SATA连接，它不提供所需要的、上面所说的为新外部电缆与连接器而设计的全部属性。结果，它们预计将很快地转向被认可的新设计。甚至，更为不受欢迎的是某些使用其他连接器技术的早期外部串行ATA产品，例如使用1394或者DB9(标准监视器互连)电缆与连接器等。这些产品不是为适用高速串行ATA信号而设计的，并且在用户认为“一个不同类型的信号被输出到连接器之上”时会引起许多混乱。想象一下，将一个昂贵的便携式数字摄/放像一体机连接到一个实际上由串行ATA控制器驱动的1394连接器时，将会发生什么样的问题！随着新技术规格说明书的发布，这种混乱状况将得到彻底改变，同时，兼容的、用户友好的外部串行ATA设备将会得到迅速增长。
外部存储设备通过独立方式供电，这超出了本技术规格说明书的范围。这种独立供电方式预期与USB或者1394外部驱动器供电方式类似，后者通常使用墙式安装型交流电源变压器供电。对于只需要5V连接的2.5”磁盘驱动器(或者更小型)，一些解决方案使用USB或者PS-2连接器等其他外设连接，来为串行ATA驱动器供电（如图6所示）数字视频录像机外部存储的一个新兴应用领域
硬盘驱动器消耗的增长领域之一就是消费电子设备—特别是，数字视频录像机(DVR)，比如TiVo与类似设备等。电缆机顶盒与卫星接收器系统设计使用硬盘驱动器来允许用户录制视频节目，这种应用正在不断增长。一个硬盘驱动器比早期用于VCR的磁带方法，不仅在同时记录或者重放多个数据流的能力方面，而且在单个磁盘上记录数百小时节目容量方面，都具有显着优势。额外的用户增强服务，比如直觉的节目指南与基于电视观众喜好的可定制记录，使得这些系统成为它们的所有者电视体验的一个主要部分。
许多DVR用户低估了他们所需要的存储容量，特别是随着高清(HD)内容容量的日益增长。为了容纳一个同等长度的HD节目内容，标准清晰度内容所需要的存储量将近增长十倍以上。早期的HD PVR系统能容纳250到500 GB的磁盘容量，这经常需要使用多
个驱动器来实现。为了提高他们的DVR容量，目前用户通常选择增加一个额外的内部驱动器或者将原来的驱动器更换为一个容量更大的驱动器。不过，这两种解决方案都需要用户打开系统并添加一个新的驱动器。这个过程不仅比较复杂，而且它通常还会使得保质期失效。
相反，在这些设备上使用一个外部串行ATA连接器，将能够提供一个简便的方式来增加容量。一家机顶盒(STB) 供应商，ScientifIC Atlanta公司，已经接受了这种理念，并在力推具有外部串行ATA连接的下一代STB产品。
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