シリアル端子考察

脳神経学　(座学)

Seagateシリアル端子のPCへの接続に付いて本スレで議論中

ＨＤＤのシリアル端子に関する知識

シリアル端子の位置

TX…送信 (HDDが送信する信号)
RX…受信 (HDDが受信する信号)

TXの隣のピンがGNDになっているようです

測定結果まとめ

機種名のみで分類していますがロットによって異なる場合や測定ミスや嘘の情報も考えられますご注意ください。

機種名	シリーズ	JMP電圧	RX電圧	TX電圧	予測TX最大	VIO	根拠情報
ST3120026AS	7200.7	5.0V	5.0V	3.3V	5V	?	210番の記事
ST3320620AS	7200.10	3.35V	5.02V	3.37V	5V	3.3V	森
ST3500630AS	7200.10	?	5.0V	?	5V	?	308番の記事
ST31000333AS	7200.11	2.60V	5.07V	2.60V	5V	2.6V	森
ST31000340AS	7200.11	?	2.59V	2.61V	2.6V	2.6V	205,256,453番の記事
ST31500341AS	7200.11	2.61V	2.62V	5.06V	5V	2.6V	森

JMP電圧(入力):ジャンパーピンの電圧　あくまでも推測ですがVIOが出ている可能性が高い
RX電圧(入力):閾電圧の基準となる電圧はVIOだがプルアップがかかっていて5Vの物がある。この機種は5VをRXにかけても良い
TX端子(出力):送信出力通常 VIOが出ている可能性が高い
予測TX最大:TXの電圧
VIO:上の根拠で予測出来る場合記載

情報を求めます電圧調査担当:森

現在の流れ

256 ：LnsPRMJp：2009/01/25(日) 02:09:27 ID:5zd7yBdh

   >94 (ID:LnsPRMJp)です
   
   当方の解析対象
   該当するHDD: ST31000340AS, Frimware: SD15
   ボード上のチップ構成:
   メイン・チップ(コントローラ): TTB5501D
   (Seagate OEM, "LSI Logic"社製カスタムASIC [デジ・アナ コンポジット構成], 詳細不明)
   サブ・チップ(スピンドルモータ・コントローラ&ドライバ, etc): SMOOTH 100439116
   (STマイクロエレクトロニクス社製, 詳細不明)
   キャッシュ・メモリ・チップ(32MB): MT46V16M16
   (MICRON社製, DDR333 SDRAM [MICRON])
   PDF: ttp://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/75870/MICRON/MT46V16M16.html
   
   要点:
   シリアル通信端子[RX]は、
   4KΩで2.5V_Line(MT46V16M16の#1番ピン: Vdd)にプルアップされている。
   470Ωを介して(直列)、TTB5501Dに接続されいている。
   シリアル通信端子[TX]は、
   470Ωを介して(直列)、TTB5501Dに接続されいている。
   以上、テスタと目視(ルーペ使用)によります。
   基板はたぶん3or4層(表裏の信号、GNG +α)、もしかしたらもっとかも･･･。
   
   結論: 上記構成の回路では、[2.5V]が信号振幅上限と解するべきでしょう。
   実測値では、2.6V
   
   抵抗値と電圧の測定は、FLUKE 87を使用。
   抵抗の測定は、インサーキット実測です。

264 ：Socket774：2009/01/25(日) 02:21:52 ID:3Mjxjvxx

   >>94 >>255
   　解析お疲れ様です。
   　ＨＤＤ側はＲＸはプルアップ、ＴＸは定常状態でＨで有ることを
   　考えると…
     
   　ＲＸに関しては逆起電力よる逆向き電流が流れるか否か？が問題と感じます。
     
   　ＴＸはコンバーターの入力端子ですから、コンバーターにとって
   　ＨＤＤ　ＴＸのＨがコンバータのＨとして認識するかどうか？ですね？
     
   　Ｌに関してはシンク電流によるＨＤＤ内部抵の電圧増でＬではなく、
   　シュレッショルド範囲に入ってしまうとが懸念されますが、
   　この場合は認識できないだけで壊れはしないと思いたいです。
     
   　手元に基板は無く情報だけで書いてるので間違ってるかもですが…

272 ：森秀樹：2009/01/25(日) 02:55:33 ID:6Cbs1BQB

   SeagateのRX端子にプルアップ抵抗が入っているという事は
   電圧がどうのこうのじゃなくてオープンコレクターやオープン
   ドレインの出力をつなげという意味じゃないだろうか。
   例えばカモンの9-KEを外部電源なしで繋げれば2.8Vで
   プルアップされているドライブでも5Vでプルアップされている
   ドライブでも問題無く動作するという事で、9-KE最高となるんじゃ
   ないだろうか。

303 ：LnsPRMJp：2009/01/25(日) 05:12:15 ID:5zd7yBdh

   >94 (ID:LnsPRMJp)です
   
   「シリアル(コンソール)通信 ＝ デファクトRS(232C等)系列」
   の考え方が、すでに適用できなくなったような気がします。
   
   物理層の接続確立:
   ホスト側の接続 [RTS-CTS] を直結(リターン) することによって、
   無条件で確立します。
   
   その結果、
   [ホスト]-[ゲスト]通信を TxD, RxD, GNDの三本で 実現しています。
   (余談ですが、3Pのステレオ・ミニジャックによるシリアル通信も、この手法を用いています。
   iPodなどは、USBを4Pの特殊ミニジャックで実現していますが･･･。)
   
   電圧、電流規定もローカル・ルールです。
   
   (注: ホスト = 制御コンソール, ゲスト = ターゲットHDD)
   
   
   >>264 , や >>272 名前：森 秀樹 さんが指摘されているように、
   [RX]に関しては、ホスト側がVddからどれだけ電流をシンクして
   ゲスト側を"L"レベルにするかにかかっているでしょう。
   
   ですから、過去の事例を見る限り、[RX]の電圧については、耐電圧余裕があります。
   Vddを越える電圧が[RX]に印加された場合、
   過剰電流はプルアップ抵抗からVddに流れ落ちます。
   その結果として、プルアップ抵抗は゛H゛レベルのスタビライザーというか
   スライサーみたいな役割になると考えられます。
   メインチップの当該ピンの等価回路が分からないので、これ以上は言及できません。
   
   いずれによ、電流シンク(たぶん、max: 数mA)を理想的に考えれば、
   バイポーラ型のトランジスタではなく、小信号用のFETで電流を引くことになります。
   でも、そこまでする必要があるのかしら･･･。
   
   [TD]に関しては、[RX]の条件に準拠というか、追随するようなものでしょう。
   
   シリアル通信のキーポイントは、L-Hのスレッショルド電圧を
   いかにスイングするかです。

304 ：264：2009/01/25(日) 06:06:39 ID:3Mjxjvxx

   >>303
   　書きたかったことドンピシャといった感じです。
   
   　信号変換器の要求　
   　・HDD側RXにはPCシリアル信号TXに応じてGNDレベルに落とす能力さえ有ればよい。
   　　PCシリアルTXはそのスイッチと思って下さい。
   　・PCシリアルRXにはHDD側TX信号に応じて±9Vを供給すればよい。
   　　ということで、PC側シリアル規格のRTSを電源として、
   　　HDD側TXによりスイッチすると。
   
   　RS-232C　負論理の±９Ｖ程度⇔HDD側は正論理　ＬorＨ（電圧値は変わる）
   　それをシンク電流、ソース電流に注意してやること。
   
   　…9-KEの回路図見ながら書いたんですが…
   　PCシリアルRXは＋９Ｖ振るのかなぁ？とか思いつつ
   　－9Vは振りそうであるが、+9Vは0Vになってしまうような…、
   　これをRS-232C側が0Vで0[ゼロ]（High）と認識するかどうか…、
   　実験しないと分りません。もしくは、9-KEの回路読み間違え？？
   
   　やっぱり簡単に書けないorz
   　94師の説明が分ればこの説明は要らないし、
   　この説明が分れば94師の説明も分るような気がしてならない。。。
   
   　94師の発言を容易に解説しようとして、かなり乱暴かつ稚拙に
   　リピートすると…になった…orz
   
   参考
   ttp://d.hatena.ne.jp/sdkt4a/20080808/1218143919

過去の解析分

Seagateシリアル端子 Rx は　機種によって2.6Vと5Ｖが存在

2009/01/24　22:12

Seagateシリアル端子 Vio は　2.6V

2009/01/24　20:56

Seagateシリアル端子電圧に付いて本スレで議論進行中

下記情報は不確定情報となる。注意されたし。2009/01/24 18:37

TTLレベルで直接シリアル接続すると危険

3.3V　CMOSレベル（約2.6V程度）と言う情報

参考資料（本当に参考　Seagate HDDのシリアル端子の規格が未解明）

   CMOS入出力レベル電圧 (V)
         o Hiレベル入力電圧 : 0.7×Vdd
         o Lowレベル入力電圧 : 0.2×Vdd
         o Hiレベル出力電圧 : Vdd-0.8
         o Lowレベル出力電圧 : 0.4

規格（電圧問題）

当初TTLレベルと言われていたが、Vdd=3.3VのCMOSレベルである可能性大
オシロスコープでHDDのTXを計測すると約2.7Vという報告もある
32師より　HDDのTXが約2.7Vとアナウンス　(2009/01/23(金) 21:04:35)

32師より分圧による3.3V　CMOSレベルへの変換例

　MAX232のTXを分圧して約2.2VをHDDのRXへ供給

森の推測　スレッショルド・レベル 2008/1/29

VO (出力基準電圧）が出てくるJMP電圧とRX電圧はVIOと同一電圧の可能性が高いと推測できます。
普通のLSIではC-MOSが使われているからC-MOSレベルと考える。よく知られているC-MOSレベルと仮定します。
VIOが2.5Vの場合
C-MOSの一般的な電圧Hiレベル入力電圧: 0.7×Vdd　Lowレベル入力電圧: 0.3×Vdd　らしい。Vddは電源電圧だが、この場合はVIOがVDDに相当します。
Hiレベル入力電圧: 0.7×2.5=1.75V , Lowレベル入力電圧: 0.3×2.5=0.75V　これのど真ん中を取りましょう。0.75V + (1.75-0.75)/2= 1.25V
VIOが3.3Vの場合計算省略 0.7x3.3=2.31, 0.3x3.3=0.99 , 0.99+(2.31-0.99)/2=1.65V
つまり2.5V VIOの場合は1.25Vあたりに、3.3V VIOの場合は1.65Vあたりにスレッショルド・レベルがあるという事です。
5V出力でRX端子に問題が無いとしても、VIO=2.5Vの機種では、せめて1V以下までL電位を持っていかなないとLとして認識されない可能性があるので注意です。（理論的には上で計算したVDD*0.3 = 2.5V*0.3=0.75V以下の必要があります）

シリアル端子って言い方が間違い。通常シリアル端子といえばCOM端子のこと。HDDの端子はシリアルATA端子。 -- 名無しさん (2019-08-30 04:31:46)

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最終更新：2019年08月30日 04:31

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