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Die Festplatte mit SATA Anschluss

Die SATA-Festplatten (Die Serial AT Attachment) mit ihren Aufbau und ihrer Architektur mit den dazugehörigen Anschlüssen, werden hier auf das Detail beschrieben.
Informationen zu den Anschlüssen S-ATA und deren Funktionen, z.B der Pin für den "Sleepmode".

Architektur

Die Serial-ATA Festplatte ist hervorgegangen aus den IDE-Festplatten. Ihr Innenleben hat sich natürlich weiterentwickelt, das parallele Interface wurde durch das einfachere und doch schnellere serielles Interface ersetzt.

Tabelle 1: Die SATA-Standards.
Schnittstelle Bandbreite Reichweite Geräteanzahl Einführung
Serial ATA 3 (S-ATA 3) 600 MByte/s 1m 16 2007
Serial ATA 2 (S-ATA 2) 300 MByte/s 1m 16 2005
Serial ATA (S-ATA) 150 MByte/s 1m 4 2003

Reichweite: Ist die maximal Länge die ein SATA-Datenkabel haben kann, bevor Störungen auftreten.
Geräteanzahl: Ist die maximale Anzahl von Geräten die der SATA-Controller gleichzeitig unterstützen kann

Zur Verbesserung gegenüber IDE-Festplatten:

  • Ein leichteres, flexibles Kabel, statt mit 40 nur mit 7 Adern, zur Übertragung.
  • Am jeden ende ist statt eines 55 mm, ein 8 mm breiter Steckern angeschlossen.
  • Im Vergleich zur parallelen ATA, vereinfacht sich die Verkabelung von Komplettsystemen und die Luftzirkulation innerhalb des Gehäuses wird verbessert.

Eigenschaften:

  • Kabel kann bis zu 1 m lang sein.
  • eSATA-Kabel bis zu 2 m.
  • xSATA bis zu 8 m.
  • Nur ein Gerät pro Kabel, daher sind auch keine Jumper-Einstellungen an den Geräten nötig.
  • Die Stecker sind Hardwaremäßig über Form kodiert, dadurch können die Kabel nicht verkehrt aufgesteckt werden.



Äußerer Aufbau

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Abb. 03a: Außenaufbau einer SATA-Festplatte
Eine SATA-Festplatte unterscheidet sich optisch in drei wesentlichen Merkmalen von den herkömmlichen IDE-Festplatten.
  • Bei der im Bild 03a dargestellten Festplatte, HDD S-ATA Seagate Barracuda, sind sehr gut die neuartigen Steckverbindungen für die Stromversorgung (1) zu sehen.
  • Der Anschluss für das Datenkabel (2) zu erkennen.
  • Bei diesem Anschluss (3) handelt es dich um einen Jumper-Block. Dieser Jumper-Block dient nicht zur Einstellung von Master und Slave, er bietet lediglich die Möglichkeit unterschiedliche Datendurchsatzraten einzustellen. Master und Slave Einstellungen sind bei der SATA Technologie weder möglich noch notwendig!

Als Beispiel dient eine Festplatte HDD S-ATA Seagate von Barracuda.

Die Anschlüsse

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Abb. 03b: Aufbau des Steckanschlusses einer SATA-Festplatte
Daten- und Stromanschluss, sowie Jumper-Block in Nahaufnahme.
An den Anschlüssen für die Stromversorgung und der Datenübertragung sind nasenartige Führungen zu erkennen. Diese Führungsnasen verhindern eine unsachgemäße Verbindung zwischen Stecker und Festplatte.

Daten

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Abb. 02: Abisolierte SATA-Kabel mit Anschlussbuchse

Hier wird die Kontaktschaltung des SATA Kabel's der Einzelnen Kontakte beschrieben:

  1. Kontakt: Schirm [Masse]
  2. Kontakt: 1. Lane [A+], eine Lane besteht aus einem gedrillten, geschirmten Adern paar.
  3. Kontakt: 1. Lane [A-]
    Wichtig!: Lane A+/A- bzw .(TX+/TX-) stellt eine differenzielle Sendeleitung vom Host zum Gerät (Host: TX+, TX-; Gerät: RX+, RX-) dar.
  4. Kontakt: Schirm [Masse]
  5. Kontakt: 2. Lane [B+]
  6. Kontakt: 2. Lane [B-]
    Wichtig!: Lane B+/B+ bzw. (RX+/RX-) stellt eine differenzielle Empfangsleitung vom Gerät zum Host, (Host: RX+, RX-; Gerät: TX+, TX-) dar.
  7. Kontakt: Schirm [Masse] Verdrehschutz

Ein Beispiel (siehe Abb. 02) eines SATA-Kabel, das auf einer Seite Abisoliert wurde, man kann sehen das eine Schirmung sowie 2 Lanes vorhanden sind und das jeweils 2-mal.

Bei differenziellen Signalen ändern beide Leitungen bei einem Signalwechsel gleichzeitig aber gegenphasig ihre Pegel. Die schmalen Stecker unterscheiden sich eindeutig von den herkömmlichen IDE-Kabeln. Sie und die dazugehörenden schmalen Kabel behindern auch nicht mehr die Luftbewegung so stark. In der Nahaufnahme des Steckers vom Datenkabel ist die Aussparung für die am Festplattenanschluss vorhandenen Nasen zu erkennen.

Strom

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Abb. 03d: Stecker eines SATA-Stromkabels.
Das Bild 03d zeigt ein SATA-Stromversorgungskabel in gesamter Länge, sowie im Bild darunter die Steckverbindung zur Festplatte in Großaufnahme. Weiterhin wird die schematische Darstellung dieses Steckers mit Pin-Belegung angezeigt. In der Nahaufnahme des Steckers vom Stromkabel ist die Aussparung für die am Festplattenanschluss vorhandenen Nasen zu erkennen.
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Abb. 03e: Schematische Aufbau des SATA-Stromkabels.
Die 15polige Pin-Belegung lautet:
  1. Pin: V33 = 3.3V Power
  2. Pin: V33 = 3.3V Power
  3. Pin: V33 = 3.3V Power, Pre-charge, 2nd mate (Sleepmode)
  4. Pin: GND = 1st Mate
  5. Pin: GND = 2nd Mate
  6. Pin: GND = 3rd Mate
  7. Pin: V5 = 5V Power, pre-charge, 2nd mate
  8. Pin: V5 = 5V Power
  9. Pin: V5 = 5V Power
  10. Pin: GND = 2nd Mate
  11. Pin: Reserved
  12. Pin: GND = 1st Mate
  13. Pin: V12 = 12V Power, Pre-charge, 2nd mate
  14. Pin: V12 = 12V Power
  15. Pin: V12 = 12V Power