シリアル ATA-IP コアのご紹介

シリアル ATA-IP コアのご紹介
2015/10/12 Xilinx 版
IP コア概略
デザイン・ゲートウェイのシリアル ATA(SATA) IP コアは、Serial ATA
Revision 3.0 に準拠しており、Xilinx 製 7 シリーズ,
シリーズ Spartan-6, Virtex-5/6 デ
バイスで動作するようデザインされております。
本 IP コアはリンク層のみの提供となっており、リファレンスデザインとしてト
ランスポート層および Xilinx 社提供 6.0Gbps SATA-III インタフェース用
150MHz GTX 物理層デザインが用意されています。これにより、PHY チッ
プなしで SATA-III ハードディスクとの接続が可能となっております。
また、Xilinx 社製各種 FPGA 評価ボード用デモファイルを準備しておりますので、購入前に本コアを実機で評価・お
試し頂けます。
特長
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Serial ATA 規格 revision 3.0 に準拠
ホスト側のみならずデバイス側の動作もサポート（SATA 周辺機器開発への応用が可能）
シンプルな Host プロセッサ向けトランザクション I/F および DMA I/F
Host I/F は 32bit 幅
送受信データパスで BlockRAM による 4KB の FIFO を実装
SATA III/II をサポート(SATA-I も PHY 部への設定を変更することにより対応可能)
コアロジック自体はタイミングにフィットしやすい低速動作
o SATA-III の場合、IP コアおよび PHY 部は 150MHz 動作
o SATA- II の場合、IP コア部は 75.0MHz 動作で PHY 部は 150MHz 動作
o SATA-I の場合、IP コア部は 37.5MHz 動作で PHY 部は 75MHz 動作
EMI 低減のための CONT プリミティブをサポート
7 シリーズ GPX で実装可能な 40bit 幅の PHY インターフェイス
Xilinx 社製各種 FPGA 評価ボードによる購入前のコア実機評価が可能
exFAT ファイルシステムをサポート (オプション。IP 製品と同時購入が可能)
AHCI をサポート、Zynq から Linux ブートが可能(オプション。IP 製品と同時購入が可能)
HOST コントローラ IP との併用で、CPU や DDR なしのコンパクトなシステムに適応可能
IP 製品に、実機デモ可能なリファレンスデザインが付属
安心の国内サポート
ブロック図
40 bit PHY I/F
図 1 SATA-IP コア ブロック図
使用リソース
表１: コンパイル結果
Fmax
Slice
(MHz)
Regs
BUFG
GTP/G
Slices1 IOB2
RAMB18 PLL
LUTs
CTRL
TX
XC7A200TFBG676-2
222
863
1022
448
154
3
2
1
1
Vivado2013.2
Kintex-7 XC7K325TFFG900-2
Zynq-7000 XC7Z045FFG900-2
285
285
863
863
1023
1028
475
482
154
154
3
3
2
2
1
1
1
1
Vivado2013.2
Vivado2013.2
333
333
863
863
1026
1024
444
476
154
154
3
3
2
2
1
1
1
1
Vivado2013.2
Vivado2013.2
Family
Artix-7
Virtex-7
Virtex-7
Example Device
XC7VX485TFFG1761-2
XC7VX690TFFG1761-2
Slice
Design
Tools
備考:
1) 実際のスライス消費カウントはユーザロジックやフィット条件等に依存します
2) このサンプルはコアの全 I/O とクロックがチップ外部と直接インターフェイスするケースでのコンパイル結果となります
3) BUFG, MMCM, および GTX は SATA-IP コア自体では使用しませんが、PHY レイヤにて必要となるため表１に含めております
提供物
本 IP 納品時には下記の物が含まれます。
• IP コア 暗号化ネットリスト
• テストベンチ,Simulation ライブラリ
• Vivado プロジェクトリファレンスデザイン(Xilinx 社製各種 FPGA 評価ボード用があります)
• データシート、ユーザガイド、デザインガイド
動作確認状況・パフォーマンス
本 IP コアは SATA-III に対応しているため、
HDD および SSD のパフォーマンスを最大限に引き
出します。また、RAID システム構築時においても、
極めて高い転送効率を維持します。
KC705 等の Xilinx 純正評価ボードですぐに評価
SATA-IP コア付属のリファレンスデザインは、Xilinx 製各種 FPGA 評
価ボード用にデザインされており、本 IP コアの評価および本コアを使用
したロジック開発ををすぐに行なうことができます。
また本 IP コアの時間限定版 bit ファイルを準備しておりますので、購
入前に実機評価することができます。評価デモの様子は youtube で視
聴することが可能です。詳しくは弊社ウェブサイトをご覧下さい。
デモ構成：SP605 + AB01-PCIe2SATA + SSDx1
Design Gateway Co.,Ltd.
http://www.dgway.com/
RAID システムの構築
本 IP コアを複数個 FPGA に実装することにより、SATA HDD/SSD
RAID システムを構築できます。システムターゲット基板上の配線処理が
シンプルになり、FPGA 使用ピン数を削減できるため、デザイン・ゲートウ
ェイの SATA-IP コアは RAID システム構築に最適のソリューションです。
デザイン・ゲートウェイでは、Xilinx 製 KC705 ボードに最大 10 台の
HDD を接続して RAID を構築できる SATA 拡張アダプタボード(AB09FMCRAID)、および 4 チャネル RAID の時間制限版 bit ファイルを準備
しており、購入前に実機評価が可能です(デモの様子は、youtube で視聴
可能)。
さらにデザイン・ゲートウェイでは、各 RAID 技術(RAID0/1/5)を保有し
ております。SATA-IP コアと RAID のインテグレーションについては、弊
社にご相談下さい。
KC705 + AB09-FMCRAID + SSDx4 で、
4 チャネル RAID 評価
exFAT ファイルシステムをサポート
SATA-IP コアは、exFAT ファイルシステムに対応し、ファイル単位での管
理や、PC とのデータ共有など、データを有効かつ簡単に活用することが
可能となり、応用範囲が一層広がります。 本 IP コアご購入の際に、
exFAT ファイルシステム リファレンスデザインを特別価格で同時購入でき
ます。
exFAT ファイルシステム対応の SATA-IP コア時間制限 bit ファイルを、
KC705 ボードで購入前に評価できます。
KC705 + AB09-FMCRAID + SSDx1 で、
exFAT+SATA-IP 評価
HOST コントローラ IP と組み合わせて、SATA 制御の完全ハードロジック化が可能
SATA ホスト IP コアは DesignGateway 社製 SATA-IP コアおよび物理レイヤと合わせてシステムを構築し、CPU を使わずロ
ジックのみで SATA を自動制御しストレージ・システムを構築するためのコアです。 あるいは CPU ありのシステムであっても
本コアによ CPU リソースを SATA 制御以外の他のタスクに振り分けることが可能となります。 コアは純ハード・ワイヤード・ロ
ジックでデザインされているため、常に最高のパフォーマンスで SATA チャネルを制御します。 本ホスト IP コアは超高速デ
ータ収録システムや RAID コントローラのアプリケーションに最適です。
AHCI をサポート、Zynq から Linux ブートが可能
SATA AHCI IP コアは DesignGateway 社の SATA IP コアと接続し、SATA デバイスの持つ最大限の機能と最高のパフォー
マンスを引き出しながらシステムのプロセッサからデバイスをアクセスするためのコアです。SATA-IP コアと本 AHCI コアを
Zynq デバイスに適用することで、ARM プロセッサで動作する LinuxOS から SATA デバイスを直接アクセスすることができま
す。 SATA ストレージをドライブやファイルとして管理できるため、ユーザは LinuxOS の標準ライブラリを使ってアプリケーシ
ョンの開発が可能となります。 Zynq デバイスによる組み込みストレージ・システム、RAID コントローラ、高速大容量データ収
集システムなどに最適のソリューションです。
Design
Design Gateway
Gateway Co.,Ltd.
Co.,Ltd.
http://www.dgway.com/
http://www.dgway.com/