SAS4标准包含了Reed-Solomon (RS)前向纠错(FEC)代码。加速器缓存相干互连(CCIX)等其他标准也在考虑将FEC用于在高损耗信道上要求低错误率的下一代高速串行通信系统。开云体育官网登录平台网址串行连接SCSI (SAS)和CCIX系统都要求链路延迟低于100ns，这严重限制了代码的选择和解码器的设计。本文研究了各种SAS4信道在接收机处的误差特性。开云体育官网登录平台网址我们评估了几种RS码的性能，并展示了帧交错RS(30,26)码在出现突发错误时如何实现1e-15的误码率(BER)。此外，我们研究了128/130编码方案对高插入损耗信道的影响。
SAS 24G标准指定的插入损耗为30db[1]。为了实现1e-15的目标误码率(BER)，考虑了前向纠错(FEC)码。然而，SAS协议依赖于非常低的延迟，这使得目前部署在网络应用程序中的大多数FEC代码不合格。
在这样一个有损耗的信道上，仅仅依靠预强调和决策反馈均衡[2][3]很难达到1e-15的目标误码率。采用FEC是在SAS4信道[4][5]中实现预期误码率的自然解决方案。开云体育官网登录平台网址目标是在没有FEC的原始误码率达到1e-6时，FEC后的误码率达到1e-15。同时，FEC必须满足可接受功率和延迟增加的限制。
图1显示了EMC于2016年8月向SAS4委员会发布的典型长SAS4信道的均衡脉冲响应。该通道具有较大的H1值，这将导致显著的决策反馈均衡(DFE)误差传播。我们在最初的SAS4 FEC研究中使用了这种EMC长信道。
FEC的编码和解码都会引入延迟。与解码相关的延迟通常是显著的[6]-[10]。SAS4委员会选择的RS(30,26) FEC最大限度地减少了这种延迟影响，因为数据帧很短，而且可以直接找到错误位置，而不需要简氏搜索。
我们研究中初始SAS4 RS FEC的事实:
- 使用128b/130b编码代替8b/10b SAS3编码，增加01或10到128位数据位
- FEC使用RS (30,26)， T= 2,5位/符号
- 数据速率为22.5 Gbit/s，基于SAS3数据速率12gbit /s的2倍，采用8b/10b编码
图2显示了仅含加性高斯白噪声(AWGN)的EMC长信道FEC仿真结果。使用原始BER 1e-6，我们只能在上面的单个RS (30,26) FEC代码后实现1e-10。我们需要大约1e-8的原始误码率才能在FEC后达到1e-15。图中的虚线部分是推断出来的数据。
为了提高FEC性能，使FEC在原始误码率1e-6后达到1e-15，我们研究了两种可能的解决方案:
- 具有更大帧尺寸和更强纠错能力的FEC;
- 采用帧交错方案，消除长脉冲误差。
图3和图4显示了SAS存储系统中通道脉冲响应的另外两个示例。HPE于2016年8月向SAS4委员会发布了这些测量结果，代表了典型的短段和长段应用。请注意，HP短通道H1值非常小，而HP长通道H1值很大。图5给出了本文研究的三个典型SAS4信道的频域插入损耗特性。开云体育官网登录平台网址
