Інтерфейси підключення твердих дисків: SCSI, SAS, Firewire, IDE, SATA. Порівняння інтерфейсів SCSI, SATA, IDE (інтерфейси жорстких дисків) Що таке контролер scsi

SCSI (Small Computer Systems Interface - Системний інтерфейс для малих комп'ютерів, російською мовою вимовляється як «скази») - інтерфейс, розроблений для об'єднання в єдину систему пристроїв різного профілю: накопичувачів на жорстких магнітних носіях, сканерів, стримерів, CD-ROM і т.д. .п. Суть інтерфейсу полягає в тому, щоб забезпечити гнучкий механізм управління цими пристроями та максимальну швидкість їх роботи як єдиного, але розподіленого механізму.

Коріння інтерфейсу SCSI сягає далекого 1979 року, коли виробник накопичувачів інформації М. Шугарт здивувався знайти універсальний стандарт інтерфейсу своїх дисків, враховуючи можливі потреби у майбутньому. У лабораторіях М. Шугарта в результаті було розроблено інтерфейс, який підтримував логічну та фізичну (головка/циліндр/сектор) адресацію, що базується на протоколах 8-бітної паралельної передачі данихза інтерфейсом, що складається з кількох ліній. Цей інтерфейс був названий SASI (Shugart Associates Systems Interface – Сполучний системний інтерфейс Шугарта). Інтерфейс, крім опису протоколів, включав також кілька 6-бітових команд; мінусом було те, що інтерфейс розроблявся для використання лише однієї пари хост – пристрій.

Пізніше, в 1981 році, М. Шугарт передав документацію по інтерфейсу SASI до комітету ANSI (American National Standarts Institute - Національний Інститут Стандартизації США, аналог ГОСТ), який прийняв її за базову для роботи над проектом, який отримав назву SCSI. Більшість найважливіших моментів зі стандарту SASI перекочувало в SCSI, наприклад, такі важливі принципи, як арбітраж пристроїв, механізми звільнення шини, можливість використання на шині більше одного хост-адаптера і т.п. У 1984 році робоча документація стандарту SCSI була представлена ​​на розгляд ANSI, і після численних коригувань і доповнень в 1986 році був прийнятий документ під номером X3.131-1986 - перший офіційний стандарт SCSI, який зараз прийнято називати SCSI-1. На додаток до стандарту SASI, SCSI-1 «покидання» такими важливими функціональними можливостями, як 10-бітові команди, протоколу синхронної та асинхронної передачі даних, можливість підключення до одного хост-адаптера до 8 різних пристроїв. Наступні за SCSI-1, стандарти розвивалися як у напрямку розширення командної мови і у збільшенні та ускладненні протоколів, так і у збільшенні ширини шини, збільшенні швидкості та кількості пристроїв, що підключаються до одного хост-адаптера. Для поточних стандартів SCSI ширина шини становить 16 біт, кількість пристроїв, що підключаються, також дорівнює 16.

Індустрія ПК не пропустила виникнення нового стандарту, який був узятий на озброєння головним чином виробниками НЖМД. На рис. 1, 2 зображені одні з перших зразків дисків SCSI.

Мал. 1, 2. Перші зразки накопичувачів SCSI – фірми SONY (ємність 40 мегабайт)
та Quantum (ємність 120 мегабайт)

Коротка історія стандарту SCSI

Найперший стандарт – SCSI-1; у цьому стандарті можна було підключити до однієї шині до восьми пристроїв, включаючи контролер. Інтерфейс містить розвинені засоби управління і в той же час не орієнтований на якийсь конкретний тип пристроїв. Має 8-розрядну шину даних, максимальна швидкість передачі - до 1,5 МБ/с в асинхронному режимі (за методом "запит-підтвердження"), і до 5 МБ/с в синхронному режимі (метод "кілька запитів - кілька підтверджень") . Може використовуватися контроль парності виявлення помилок. Електрично реалізовано у вигляді 24 ліній (однополярних або диференціальних), хоча у переважній більшості пристроїв застосовуються однополярні сигнали.

SCSI-2 – суттєвий розвиток базового SCSI. Збільшено швидкість передачі (до 3 МБ/с в асинхронному та до 10 МБ/с у синхронному режимі) - Fast SCSI. Додано нові команди та повідомлення, підтримка контролю парності зроблена обов'язковою. Запроваджено можливість розширення шини даних до 16 розрядів (Wide SCSI), що забезпечило швидкість до 20 МБ/с. Введено новий 68-контактний з'єднувальний роз'єм. Наступна специфікація, SCSI-3, вже не тільки запровадила нові швидкості передачі, а й значно розширила систему команд. Крім того, як середовище передачі допускається використання, поряд з традиційним паралельним шинним інтерфейсом, та інших паралельних та послідовних протоколів: Fibre Channel, IEEE 1394 Firewire та Serial Storage Protocol (SSP).

Інтерфейс Ultra SCSI використовує частоту шини 20 МГц. Інтерфейс Ultra/Wide SCSI підтримує 16 пристроїв та забезпечує швидкість передачі даних до 40 МБ/с. Більш швидкісний Ultra-2 Wide SCSI, що забезпечує швидкість передачі до 80 МБ/с. Наступні інтерфейси – Ultra-3 SCSI, Ultra 320 SCSI, Ultra 640 SCSI – не привнесли нічого принципово нового до стандарту, крім швидкості. Вони залишаються також із шириною шини 16 біт, а також до інтерфейсу можна підключити до 16 пристроїв. Порівняльна характеристикастандартів SCSI наведено у таблиці 1.

Таблиця 1. Порівняльна характеристика стандартів SCSI

Що таке хост-адаптер?

Хост-адаптер - це пристрій, що підключається до шини ПК, що забезпечує хосту (значення слова "хост" стосовно стандартів, що описує інтерфейси передачі даних (англ. host), найбільш повно описує словосполучення "господар шини") зв'язок з пристроями SCSI. Найменування «адаптер» обрано невипадково - цим вказується, що вся логіка роботи пристроїв розташована в периферійних пристроях на шині; для пристроїв званих "контролер" логіка розташована в них самих.

Наступні виробники випускають або випускали в минулому хост-адаптери для SCSI-пристроїв:

Прикладом хост-адаптера може бути пристрій, зображений на рис. 3.

Мал. 3. SCSI хост-адаптер фірми Adaptec

Сучасні виробники НЖМД SCSI

В даний час ринок НЖМД переживає бурхливу еволюцію - нові високошвидкісні стандарти Serial ATA приходять на зміну Parallel АТА. І, хоча нові пристрої SATA вже впритул наблизилися за швидкістю роботи до пристроїв SCSI, а десь і обганяють їх, SCSI-пристрої залишаються так само популярні в High-End комп'ютерах - серверах та інформаційних масивах. Пов'язано це, перш за все, з високою надійністю SCSI-накопичувачів - як через відносну простоту стандартів SCSI і продуманий електричний інтерфейс, так і у зв'язку з традиційно більш ретельним конструкторським і виробничим опрацюванням пристроїв. На частку SCSI припадає приблизно 30 відсотків всього ринку НЖМД, і навряд чи він колись переступить цей рубіж: обладнання ПК усіма необхідними кабелями, перехідниками, а також покупка самого хост-адаптора коштуватиме приблизно $100, накопичувачі коштуватимуть у кілька разів більше їх IDE-побратимів. Сучасними виробниками дисків SCSI є:

Конкуренція на ринку SCSI-дисків невелика - швидше за все тому, що ринок має достатню наповненість і не розвивається так бурхливо, як ринок IDE-пристроїв - і пов'язано це, перш за все, з тим, що SCSI-пристрої використовуються найчастіше в серверах, попит на які не такий великий. Зручність SCSI-пристроїв полягає в тому, що вони можуть легко замінюватися по ходу роботи, без відключення і втрати працездатності сервера. Це дуже важливо для серверів і зовсім не обов'язково для робочих станцій. Як правило, сервери (рис. 4) обладнані спеціальними санками (рис. 5), в які диск у спеціальному кріпленні (рис. 6) вставляється дуже легко.

Мал. 4. Серевер, обладнаний дисками SCSI

Мал. 5. Відсік для дисків SCSI

Мал. 6. Кріплення для дисків SCSI, що використовується на серверах з підтримкою функції «гаряча заміна»

Варто зауважити, що дуже часто виробники серверів перемарковують накопичувачі, даючи їм свої бренди. Як приклад наведу накопичувачі, вилучені із серверів Hewlett Packardта IBM e-Server (рис. 7, 8), на яких реального виробника НЖМД можна дізнатися лише за назвою моделі; автор бачив також диски, витягнуті із серверів Dell, у яких навіть ця інформація була відсутня.

Мал. 7, 8. Сучасні SCSI-диски, що використовуються у серверах

Типи роз'ємів SCSI

Мал. 9. Типи роз'ємів SCSI, що використовуються в даний час

Пристрої SCSI можуть мати різні типи роз'ємів для їх підключення до хост-адаптера (див. рис. 9) - це пов'язано з конструктивними особливостями самого пристрою. Найчастіше для HDD застосовується роз'єм HD68 (рис. 10), трохи менш часто – SCA80 (рис. 11). У минулому, наприкінці 80-х - початку 90-х, практично всі накопичувачі SCSI з'єднувалися з хостом у вигляді роз'єму НЕ50 (рис. 12). В даний час цей роз'єм практично не зустрічається.

Мал. 10. Роз'єм HD68.
Мал. 11. Роз'єм SCA80.
Мал. 12. Роз'єм НE50.

Для підключення різних конфігурацій роз'єму пристроїв до шини часто можуть знадобитися спеціалізовані перехідники. Такі перехідники, наприклад, випускає компанія SCS (http://www.scaadapters.com), їхня вартість коливається від $10 до $35 за штуку. Повний набірдля роботи з будь-яким SCSI-пристроєм зображено на рис. 13 на рис. 14 - 18 кожен перехідник зображено окремо

Мал. 13. Необхідні для підключення SCSI-пристроїв перехідники

Мал. 14 - 18. Те саме, що рис. 13, окремо.

Як працює SCSI

Для узгодження навантажень на шині SCSI використовують термінатори, які за електричними властивостями діляться на пасивні, активні та FPT-термінатори. Термінатори повинні запитуватись, тому в інтерфейсі є лінії живлення термінаторів (Terminator Power). Пасивні термінатори використовувалися у пристроях SCSI-1, являють собою звичайні резистори опором 132 Ом. Активні термінатори є стабілізатором, що виробляє потрібний сигнал - при цьому кожна лінія з'єднується з цим стабілізатором через резистор опором 110 Ом. В даний час застосовуються тільки активні термінатори, при цьому використовуються джерела допоміжної напруги – для цих цілей зазвичай використовують допоміжні діоди, які фіксують напругу вхідних сигналів на необхідному рівні. Нарешті, термінатори FPT (Forced Perfect Terminator - Прискорений покращений термінатор) є поліпшення активних термінаторів, обладнання їх обмежувачами викидів. Їх застосування – у високочастотних версіях SCSI.

Усі пристрої SCSI прийнято поділяти на ініціатори та виконавці. У цьому слід враховувати, що шина може бути стандартної (8 біт) чи розширеної (16 біт) розрядності. Враховуючи все це, вся кількість можливих комбінацій підключення пристроїв можна звести до чотирьох:

1. Стандартний ініціатор – стандартний виконавець
2. Розширений ініціатор – розширений виконавець
3. Стандартний ініціатор – розширений виконавець
4. Розширений ініціатор – стандартний виконавець

При підключенні стандартних виконавців до розширених ініціаторів проблем виникнути не може - розширений стандарт підтримує всі функції стандартного, проте при зворотному підключенні можуть виникнути складнощі з підключенням термінаторів. У реалі ці проблеми легко вирішуються використанням перехідників (див. вище).

Стан шини SCSI прийнято ділити на фази. Таких фаз існує всього п'ять: шина вільна, арбітраж (при цьому ініціатор може отримати управління шиною), вибір (при цьому ініціатор, який увійшов у фазу арбітражу першим, вибирає виконавця для подальшої роботи), перевибір (виконавець підтверджує ініціатору, що він обраний для роботи та готовий до роботи) та інформаційна фаза (запит-передача команд, даних, повідомлень). Блок-схема послідовності фаз одного циклу роботи з шині SCSI представлена ​​рис. 19.

Після фази вибору ініціатор може зробити таймаут, навіщо може використовувати два методу - виконати апаратний скидання чи перейти у фазу «шина вільна». У будь-якому випадку, закінченням циклу роботи по шині SCSI буде виставляти статус «команда виконано» або передачу відповідного повідомлення зі звільненням шини. Аналогічно стандарту АТА, в системах SCSI може застосовуватися скидання пристрою за двома протоколами - протоколом апаратного скидання (hard reset) і протоколу програмного скидання (soft reset). В обох випадках на лінії Reset (скидання) буде виставлено біт одиниця, відмінності типів скидів полягають у їхньому механізмі та цілях - як правило, апаратне скидання здійснюється для скидання операцій по всій системі SCSI-пристроїв, програмний же застосовується для скидання тільки одного пристрою, не заважаючи роботі інших.

Мал. 19. Блок-схема фазової послідовності роботи шини SCSI

На шині SCSI використовується дев'ять сигналів управління: BSY (Busy, Зайнятий), SEL (Selection, Вибір), C/D (Command/Data, Управління/Дані), I/O (Input/Output, Введення/Виведення), MSG ( Message, Повідомлення), REQ (Request, Запит), ACK (Acknowledge, Підтвердження), RST (Reset, Скидання), ATN (Attention, Увага). Джерелами сигналів Зайнятий, Вибір та Скидання можуть бути і ініціатор, і виконавець; тільки виконавець може бути джерелом сигналу; Інші сигнали є прерогативою ініціатора. Типи передачі кодуються комбінаціями біт, що виставляються для сигналів Повідомлення, Управління/Дані, Введення/Виведення, як показано в табл. 2.

Таблиця 2. Типи передачі по шині SCSI

Інтерфейс керується системою повідомлень. Усього їх існує 28, вони можуть бути однобайтовими, двобайтовими (одне слово) та розширеними. Система повідомлень докладно описана у будь-якому стандарті SCSI.

Для вибору конкретного пристроюна шині SCSI існує біт-ідентифікатор. Як правило, SCSI-пристрої мають апаратне конфігурування, тобто система ідентифікує пристрій за встановленими на ньому перемичками. Обмеження на кількість пристроїв, що підключаються в стандартному (8 біт) і розширеному (16 біт) виконанні SCSI накладається саме існуванням біта-ідентифікатора - в 8 або 16 розрядній шині неможливо виставити більше відповідно 8 або 16 бітів ідентифікації, причому сюди ж входить і біт-ідентифікація хост-адаптера – тобто, іншими словами, крім хост-адаптера на шині можуть існувати для стандартного SCSI – ще 7 пристроїв, для розширеного – 15.

Команди SCSI

У наведеній таблиці перераховані основні команди SCSI-стандарту, застосовні до НЖМД. Як і в стандарті АТА, для стандарту SCSI існують команди обов'язкові, тобто ті, які повинні підтримуватися будь-яким SCSI-пристроєм, так і команди опціональні, необов'язкові, підтримка яких пристроєм може і не забезпечуватися. Крім них, існують неописані в стандарті, специфічні для кожного виробника і часто для кожної конкретної лінійки пристроїв так звані вендор-команди - команди, які використовує виробник для ремонту або діагностики пристрою. Ці команди становлять, зазвичай, комерційну таємницю виробника і ніде не публікуються.

SE, LVD, HVD

Зазвичай на пристрої SCSI можна виявити маркування, подібне до зображеного на рис. 20. Це маркування означає тип передачі даних на електричному рівні. Перша - SCSI SE (Single Ended), позначає такий тип передачі, коли кожен сигнал на шині забезпечується одним провідником. SCSI LVD (Low Voltage Differential) і SCSI HVD (High Voltage Differential) - низьковольтний і високовольтний диференціальний тип - фізично організовані однаково: кожному за сигналу є два провідника, по одному проходить сигнал позитивної полярності, інакше - негативної. Відмінності HVD і LVD - у напрузі у провідниках, для LVD воно нижче, ніж HVD.

Мал. 20. Позначення на пристроях SCSI, несуть інформаціюпро електричний тип передачі даних

Логічно, що пристрої HVD і LVD несумісні - якщо підключити пристрій LVD на шину пристрою HVD, перше неминуче загине через перевищення напруги сигналу. Те саме можна сказати і про пристрої SE і LVD - кабелі для них однакові, але в силу електричних характеристик не сумісні. Однак пристрої LVD можуть підключатися на провідники SE, оскільки розпізнають напруги по шині і якщо отримують двополярний сигнал в одній парі провідників, можуть переключитися на його використання. Як правило, пристрої, які можуть працювати в обох режимах, позначаються спеціальним значком LVD/SE.

Сумісність всіх типів пристроїв на одній шині зазвичай не потрібна, проте якщо виникає така необхідність, використання спеціалізованих перехідників вирішує цю проблему досить легко (див. вище).

Безперервне підвищення тактової частотишини призвело до необхідності обмежити максимальну довжину з'єднувального кабелю в інтерфейсі Ultra SCSI до півтора метра. Це досить незручно при використанні зовнішніх високошвидкісних SCSI пристроїв, проте більш ніж достатньо для забезпечення з'єднання пристроїв усередині корпусу ПК.

Synopsis. Перспективи та можливості

SCSI інтерфейс дуже продуктивний і надійний, однак у нього є і чимало недоліків. Насамперед, це висока вартість самих пристроїв - як накопичувачів, і контролерів. Наступний недолік - це складність конфігурування та управління, з якими можуть впоратися лише підготовлені люди. Зрештою, останній недолік інтерфейсу, який робить його ще менш привабливим для користувача - це неможливість перенесення носія на інший ПК, якщо він не обладнаний спеціалізованим SCSI-адаптером.

Використання SCSI-пристроїв є недоцільним для ринку стандартних ПК з дуже простої причини: висока ціна. Однак виробники і не ставлять собі за мету завоювати рядового споживача: так вже склалося історично, що SCSI-накопичувачі - це головним чином серверний стандарт, а IDE-стандарт робочих станцій.

Тим часом накопичувачам SCSI настає на п'яти новітній стандарт IDE-пристроїв: SATA. Швидкість роботи та продуктивність SATA пристроїв дуже високі, і їх використання на серверах стає дедалі популярнішим. Єдиним мінусом SATA є досить кволий роз'єм, із чим пов'язані досить часті відмови роботи цих пристроїв. Думаю, що битву з SATA на терені серверних накопичувачів інтерфейс SCSI виграє безперечно.

Розвиток стандарту SCSI обіцяє нам у майбутньому швидкісні пристрої традиційної для SCSI надійності; прогнозувати швидкий вихід SCSI-пристроїв з ринку не доводиться.

Serial Attached SCSI (SAS)

Останнє віяння у світі SCSI-пристроїв - це Serial Attached SCSI, інтерфейс, використовує три протоколи передачі (SSP - Serial SCSI Protocol, STP - Serial ATA Tunneled Protocol, SMP - Serial Management Protocol). Як видно з назв протоколів, перші два призначені для передачі даних, останній призначений для управління інтерфейсом. Накопичувачі з цим інтерфейсом зараз виробляють компанії Seagate, Samsung та Fujitsu.

Особливістю цього інтерфейсу є те, що сигнал передається не по двох (як у SATA), а по чотирьох провідниках (одна пара - для отримання сигналу, інша - для його відправлення). Заявлені швидкості передачі становлять 1,5 і 3,0 Гбайт/сек.

1. Загальні відомості про інтерфейси

Створення сучасних засобів обчислювальної техніки пов'язане із завданням об'єднання в один комплекс різних блоків ЕОМ, пристроїв зберігання та відображення інформації, апаратури даних та безпосередньо ЕОМ. Це завдання доручається уніфіковані системи сполучення – інтерфейси. Під інтерфейсом розуміють сукупність схемотехнічних засобів, які забезпечують безпосередню взаємодію складових елементів обчислювальної системи. Інтерфейс забезпечує взаємозв'язок між складовими функціональними блокамиабо пристроями системи.

Основним призначенням інтерфейсу є уніфікація внутрішньосистемних та міжсистемних зв'язків та пристроїв сполучення з метою ефективної реалізації прогресивних методів проектування функціональних елементівобчислювальної системи.

2. Класифікація інтерфейсів

1) Машинні інтерфейси призначені організації зв'язків між складовими елементами ЕОМ, тобто. безпосередньо для їх побудови та зв'язку із зовнішнім середовищем.

2) Інтерфейси периферійного обладнання виконують функції сполучення процесорів, контролерів, пристроїв, що запам'ятовують, і апаратурою передачі даних.

3) Інтерфейси мультипроцесорних систем є переважно магістральні системи сполучення, орієнтовані у єдиний комплекс кількох процесорів, модулів пам'яті, контролерів запам'ятовують пристроїв, обмежено розміщених у просторі.

4) Інтерфейси розподілених ЗС призначені для інтеграції засобів обробки інформації, розміщені на значній відстані.

Розвиток інтерфейсів здійснюється у напрямку підвищення рівня уніфікації інтерфейсного обладнання та стандартизації умов сумісності, модернізації існуючих інтерфейсів, створення нових інтерфейсів.

3. Історія створення інтерфейсу SCSI

Прізвище Shugart знайоме багатьом: воно належить одному з найяскравіших першопрохідників та ідеологів «накопичувальної» індустрії - легендарному кремнієвому олімпійцю (себто мешканцю Олімпу Кремнієвої Долини) Алану Ф. Шугарту, який в IBM керував розробками флоп. В 1973 Шугарт залучив капітал з боку і створив компанію з виробництва 5,25-дюймових FDD-приводів - Shugart Associates. Ця фірма пропрацювала під його керівництвом рік, після чого Шугарта вигнали ті люди, які інвестували починання. Шугарт оговтався від удару шість років - у цей період він навіть купив рибальський човен і став професійним рибалкою. Але потяг до хайтека не пройшов: у 1979 році він спільно з Фінісом Коннером заснував Seagate Technologies (спочатку - Shugart Technologies), після чого залишався її керівником протягом майже двох десятків років, за які компанія стала найбільшим незалежним виробником жорстких дисків(щоправда, і з Seagate 1998-го Шугарта «поперли», але це вже зовсім інша історія).

Нас більше цікавить Shugart Associates, оскільки саме вона у 1979 році розробила інтерфейс SASI – найраніший варіант шини SCSI. Розгорнути абревіатуру SASI в даний час складно, перші дві літери достовірно означають Shugart Associates, четверта - Interface, а третя в різних джерелах розшифровується по-різному - System, Systems або Standard (думаю, правильною версією є остання). Можливості SASI були дуже скромними навіть у порівнянні з першим варіантом SCSI – швидкість передачі становила лише 1,5 Мбайт/с, інтерфейс мав дуже обмежений набір команд. Однак закладені в SASI ідеї несли в собі багато прогресивного: замість повсюдно поширеної тоді аналогової послідовної передачі використовувалася 8-розрядна паралельна цифрова, замість зв'язування ліній управління інтерфейс надавав набір команд, та й працював на логічному рівні, дозволяючи адресувати блоки, а не фізичні головки , циліндри та сектори.

Через два роки, наприкінці 1981-го, щоб підштовхнути прийняття інтерфейсу індустрією, Shugart Associates, поєднавшись із NCR (National Cash Register), подала заявку в ANSI на створення технічного комітету для доопрацювання та стандартизації інтерфейсу. Такий комітет - X3T9.2 - був утворений в 1982 році, а ім'я інтерфейсу змінилося на безособове описове SCSI. Протягом кількох наступних років стандарт доопрацьовувався та покращувався: розширилася смуга пропускання, додалися набори команд – для принтерів, стримерів, процесорів, WORM- та ROM-пристроїв. (Необхідно зауважити, що SCSI на відміну від SASI став уже не просто дисковим інтерфейсом, а родом системної шини: теоретично на «голому» SCSI можна зібрати повноцінну систему, підключивши процесор, пам'ять, накопичувачі та периферію.) Після представлення чорнового варіанта SCSI у 1984 На твердження ANSI багато фірм стали випускати продукти, більш-менш сумісні з цим протостандартом. Перший офіційний стандарт - X3.131-1986 - був прийнятий в 1986 (з появою наступних версій його стали називати SCSI-1).

Наступні доповнення та удосконалення призвели до створення специфікації SCSI-2.

4. Еволюція стандартів SCSI

Специфікації SCSI строго визначають фізичні та електричні параметриінтерфейсу та мінімум команд. Застосування цих команд і стало основною перевагою інтерфейсу SCSI, оскільки зробило його керованим. Розроблена в грудні 1985 специфікація SCSI-1 передбачала передачу даних по шині з розрядністю 8 біт і частотою 5 МГц. Швидкість передачі даних по шині SCSI в стандартному асинхронному режимі (або режимі handshake, тобто коли після кожного надсилання даних потрібно підтвердження) становить близько 3 Мб/с. Під час передачі в синхронному режимі шина SCSI здатна розвинути пропускну здатність близько 5 Мб/с.

Пристрої підключалися в ланцюжок один за одним. Перший пристрій підключався до інтерфейсу SCSI на головному комп'ютері, другий - до першого і т. д. (див. рисунок 1). Перше та останні пристроїу ланцюжку мали бути терміновані. На інших пристроях термінування необхідно було відключити. Пристрої ідентифікувалися за допомогою перемичок (jumper) або перемикачів ID (від 0 до 7), при цьому адаптеру шини на хості присвоювався, як правило, ID=7 як дає найвищий пріоритет при доступі до шини.

Малюнок 1. Типова схема підключення SCSI-пристроїв як ланцюжка.

Стандарт не зобов'язував використовувати певний тип з'єднувачів (конекторів), а лише описував призначення контактів. Найбільшого поширення набули з'єднувачі D-Ribbon типу Centronics для ПК, і навіть DB-25 для Macintosh. Термінування було переважно пасивне, активне або регульоване термінування застосовувалося лише окремими виробниками.

У березні 1990 року було розроблено, а 1992-го офіційно схвалено специфікацію SCSI-2 (Fast SCSI), що визначає 18 базових SCSI-команд (Common Command Set, CCS), обов'язкових всім периферійних пристроїв, і навіть додаткові команди для CD- ROM та іншої периферії. Стало можливо обмінюватись даними без участі центрального процесора. З'явилися "черги" – здатність приймати ланцюжки до 256 команд та обробляти їх автономно в оптимізованому порядку. А якщо контролер виконавчого пристрою-адресата отримав команду, яка не вимагає ніяких зовнішніх взаємодій, то цей контролер не займатиме шину до появи необхідності передачі будь-яких даних. Тут можна побачити серйозну перевагу SCSI перед IDE, особливо в мультизадачних середовищах: шина IDE працює як пасивний канал передачі сигналів від центрального процесора - вона повинна виконати спочатку одну команду перед ініціацією іншою.

Також з'явилися розширення специфікації, позначення яких часто можна побачити у прайс-листах. Базова 8-розрядна версія - Fast SCSI (SCSI-2) - має пропускну здатність 10 Мб/с. Модифікація Wide SCSI-2 є 16-розрядним варіантом Fast SCSI (SCSI-2) і має подвійну швидкість передачі даних, а також дозволяє підключати до 15 периферійних пристроїв. Приставка Ultra означає підвищену до 20 МГц робочу частоту, а контролери Ultra2 здатні передавати дані на частоті 40 МГц. Найчастіше зустрічаються позначення Ultra Wide чи Ultra2 Wide. Це означає, що використовують комбінації варіантів. Так, наприклад, Ultra2 Wide пристрої можуть обмінюватися інформацією максимальної швидкістю 80 Мб/с.

Специфікацію Ultra160/m SCSI було прийнято 14 вересня 1998 року. Основними компонентами Ultra160/m SCSI з'явилися: подвійна синхронізація передачі даних (Double Transition Clocking), контроль цілісності даних з допомогою використання циклічного коду з надмірністю (CRC), контроль оточення (Domain Validation). Швидкість передачі в 160 Мб/с досягається з допомогою використання обох фронтів сигналу запит/підтвердження для синхронізації даних. Відповідно, це дозволяє розробникам збільшити швидкодію або надійність, оскільки стає можливим використовувати смугу пропускання шини до 160 Мб/с з існуючими з'єднувальними кабелями Ultra2 SCSI або підвищити надійність інтерфейсу Ultra2 SCSI (80 Мб/с) завдяки зниженню частоти, на якій відбувається синхронізація.

Що стосується контролю цілісності даних за рахунок використання циклічного коду з надмірністю (CRC), то в Ultra160/m використовується той же метод, який застосовується в FDDI, в локальних мережахна основі протоколу CSMA-CD та у волоконно-оптичних каналах передачі даних. Контроль оточення є інтелектуальною технологією, що полягає в перевірці підсистеми зберігання даних, включаючи з'єднувальні кабелі, термінатори і т.д. Ця технологія контролює функціонування системи у необхідних специфікаціях, а разі виникнення небезпеки втрати даних навіть знижує швидкість передачі.

За способом зв'язку з контролером SCSI-пристрої поділяються на два типи: що використовують single-ended та диференціальний (differential, D) електричні інтерфейси. В інтерфейсі single-ended використовується один провідник для кожного розряду даних або керуючих сигналів і відповідний провідник для "землі", причому інформація передається тільки по одному сигнальному провіднику. У диференціальному інтерфейсі сигнал поділяється на позитивну і негативну складову і передається по парі провідників, що дозволяє передавати сигнал на великі дистанції без перешкод. Вибір типу SCSI-трансівера визначає максимальну довжину шини та число пристроїв, що підключаються. Більшість існуючих SCSI-пристроїв використовують single-ended-трансівери, що призводить до зменшення довжини кабелю при збільшенні швидкості передачі. Диференціальні трансівери долають це обмеження, але вартість їх набагато вища. Вирішити цю проблему покликана технологія Low-Voltage Differential (LVD), що представляє гібрид двох вищезазначених технологій. Більшість нових пристроїв підтримують універсальні трансівери, які можуть працювати як single-ended та як LVD трансівери.

Розрядність,

Максимальна швидкість передачі, Мб/с

Максимальна довжина кабелю/кількість пристроїв, м/штук

Кількість контактів у роз'ємі

6/7,25/6(0), 12/6 (LVD)

3/7,25/6(0), 12/6 (LVD)

Fast SCSI-2, Fast SCSI

3/15,25/15(0), 12/15 (LVD)

3/3,1,5/7,25/6 (D),12/6 (LVD)

Wide Ultra SCSI-2

3/3,1,5/7,25/15 (D), 12/15 (LVD)

Fast-20 Wide SCSI

Wide Ultra2 SCSI-2

Fast-40 Wide SCSI

Ultra3 Wide SCSI

Ще існує 80-контактний роз'єм для підключення пристроїв у режимі гарячої заміни (Hot Swap). Особливість такого роз'єму - присутність контактів живлення поряд з контактами передачі даних і керуючих сигналів.

5. Як виглядає і з чого складається контролер SCSI

Ось картинка найпростішого FastSCSI контролера на шині PCI.

Як видно, найбільше місця займають роз'єми. Найбільший (і найстаріший) це роз'єм для 8-и бітних внутрішніх пристроїв, часто званий narrow, Він аналогічний роз'єму IDE, тільки в ньому не 40, а 50 контактів. На більшості контролерів є і зовнішній роз'єм, як випливає з назви, до нього можна і потрібно підключати зовнішні SCSI пристрої. На зображенні зображено роз'єм типу mini-sub D на 50 контактів.

Для Wide пристроїв використовується аналогічний, але на 68 контактів, також використовується кріплення не у вигляді клямок, а на гвинтах - як у COM мишок та принтерів. Він навіть менший, ніж narrow, за рахунок більш високої щільності розташування контактів. (До речі, незважаючи на назву, wide шлейф теж уже, ніж narrow). Іноді можна зустріти і старий варіантЗовнішній роз'єм - просто centronix. Такий самий (зовні, але не функціонально:) Ви можете зустріти на своєму принтері. Деякі пристрої, наприклад IOmega ZIP Plus, а також розраховані на Mac використовують звичайний 25 контактний Cannon (D-SUB), як на модемі. Для зовнішніх високошвидкісних з'єднань застосовується і міні-центри. Ось повна таблиця:

(Розміри майже оригінальні)

Внутрішні

Low-Density 50-pin

підключення внутрішніх narrow пристроїв - HDD, CD-ROM, CD-R, MO, ZIP. (як IDE, лише на 50 контактів)

High-Density 68-pin

підключення внутрішніх wide пристроїв, в основному HDD

Зовнішні

підключення зовнішніх повільних пристроїв, переважно сканерів, IOmega Zip Plus. найпоширеніший на Mac. (як у модему)

Low-Density 50-pin

або Centronics 50-pin. зовнішнє підключення сканерів, стримерів. Зазвичай SCSI-1.

High-Density 50-pin

або Micro DB50, Mini DB50. стандартний зовнішній narrow роз'єм

High-Density 68-pin

або Micro DB68, Mini DB68. стандартний зовнішній wide роз'єм

High-Density 68-pin

або Micro Centronics. за деякими джерелами застосовується для зовнішнього підключення пристроїв SCSI.

Для роботи будь-якого пристрою, як відомо, потрібна програмна підтримка. Для більшості пристроїв IDE мінімальна вбудована в BIOS материнської плати, для інших необхідні драйвера під різні операційні системи. У SCSI пристроїв дещо складніше. Для первинного завантаження зі SCSI жорсткого диска та роботи в DOS потрібний свій SCSI BIOS. Тут є 3 варіанти.

1. мікросхема зі SCSI BIOS є на самому контролері (як на VGA картах). При завантаженні комп'ютера він активізується і дозволяє завантажитися з жорсткого диска SCSI або, наприклад, CDROM, MO. Під час використання нетривіальної операційної системи (Windows NT, OS/2, *nix) для роботи з пристроями SCSI завжди використовуються драйвера. Також вони необхідні для роботи пристроїв, які не є жорсткими дисками, під DOS.

2. образ SCSI BIOS прошитий у flash BIOS материнської плати. Далі за п.1. Зазвичай до BIOS плати додають SCSI BIOS для контролера на основі чіпа NCR 810, Symbios Logic SYM53C810 (на першій картинці саме він) або Adaptec 78xx. Цим процесом за бажання можна керувати та змінювати версію SCSI BIOS на новішу. За наявності на материнської плати SCSI контролера використовується саме такий підхід. Цей варіант також вигідніший економічно:) - контролер без мікросхеми BIOS коштує дешевше.

3. SCSI BIOS немає взагалі. Робота всіх пристроїв SCSI забезпечується тільки драйверами операційної системи.

Окрім підтримки завантаження зі SCSI пристроїв, BIOS зазвичай має ще кілька функцій: налаштування онфігурації адаптера, перевірка поверхні дисків, форматування на низькому рівні, налаштування параметрів ініціалізації SCSI пристроїв, завдання завантажувального номера тощо.

Наступне зауваження випливає з першого. Як Ви знаєте, зазвичай, на материнських платах є CMOS. У ньому BIOS зберігає налаштування плати, зокрема конфігурацію жорстких дисків. Для SCSI BIOS часто потрібно зберігати конфігурацію SCSI пристроїв. Цю роль зазвичай виконує невелика мікросхема типу 93C46 (flash). Підключається вона до основного чіпа SCSI. Вона має 8 ніжок і кілька десятків байт пам'яті, проте її вміст зберігається і при вимкненні живлення. У цій мікросхемі SCSI BIOS може зберігати параметри SCSI пристроїв і свої власні. У загальному випадку її присутність не пов'язана з наявністю мікросхеми зі SCSI BIOS, але, як показує практика, зазвичай встановлюють їх разом.

Тут Ви можете побачити UltraWide SCSI контролер фірми ASUSTeK. На ньому вже є мікросхема SCSI BIOS. Також можна розглянути внутрішній та зовнішній Wide роз'єми.

На останній (більше мені не вдалося швидко знайти) картинці представлений двоканальний Ultra Wide SCSI контролер. Його специфікація включає такі пункти: RAID рівнів 0,1,3,5; Failure Drive Rebuilding; Hot Swap та on-line Rebuilding; кеш пам'ять 2, 4, 8, 16, 32 Мб; Flash EEPROM для SCSI BIOS. Дуже добре видно 486 процесор, який, мабуть, і намагається всім цим добром керувати.

Ще на платі контролера SCSI можна зустріти

• світлодіод активності SCSI шини та/або роз'єм для його підключення
• роз'єми для модулів пам'яті
• контролер гнучких дисків (в основному на старих платах Adaptec)
• IDE контролер
• звукову карту(На картах ASUSTeK для MediaBus)
• VGA карту

Інші карти SCSI

Часто до сканерів та інших нешвидких пристроїв SCSI в комплекті додається простий SCSI контролер. Зазвичай це контролер SCSI-1 на шині ISA 16 або навіть 8 біт з одним (зовнішнім або внутрішнім) роз'ємом. На ньому немає BIOSа, eeprom, часто він працює без переривань (polling mode), іноді підтримує лише один (а не 7) пристрій. Здебільшого такий контролер можна використовувати лише зі своїм пристроєм, т.к. драйвера є лише йому. Однак при певній навичці можна підключити до нього наприклад жорсткий дискабо стрімер. Це виправдано лише у разі відсутності грошей та наявності часу (або спортивного інтересу:), т.к. Стандартний SCSI контролер, як уже говорилося, можна придбати за $20-40 і мати на порядок менше проблем і набагато більше можливостей.

6. Концепція SCSI

Шина SCSI – це шина вводу-виводу, а не системна шина та не інтерфейс рівня приладу. Інтерфейсні засоби типу шини SCSI особливо ефективні для машин, які вимагають підключення кількох дискових накопичувачів чи інших ПУ. Інтерфейс SCSI підвищує гнучкість і обчислювальну потужність системи, оскільки дозволяє підключити до однієї шині кілька різних ПУ, які можуть безпосередньо взаємодіяти один з одним. Швидкість передачі по шині безумовно нічого очікувати обмежуючим чинником, оскільки цей показник для шини SCSI нині сягає 40Мбайт/с.

Шина SCSI передбачає можливість підключення до восьми пристроїв. На перший погляд це може здатися досить серйозним обмеженням, проте, якщо врахувати, що кожен пристрій може представляти вісім логічних блоків, а кожен логічний блок – 256 логічних підблоків, то очевидно, що можливості розширення тут більш ніж достатні.

Кожен із пристроїв шини SCSI повинен бути призначений індивідуальний ідентифікатор ID, значення якого зазвичай задається за допомогою комутаційних перемичок безпосередньо у пристрої. Ідентифікатор ID виконує дві функції: він ідентифікує пристрій на шині та визначає його пріоритет в арбітражі за доступ до шини (що більше номер пристрою, тим вищий його пріоритет).

Кожен із восьми можливих пристроїв шини може грати роль ініціатора (initiator), виконавця (target), або поєднувати обидві ці ролі. Ініціатор - це частина хост (головного) адаптера SCSI, який служить для підключення головного комп'ютера до шини SCSI. У типовій системі одного ініціатора підключається один або кілька виконавців. Система підвищеної складності може містити більше одного хост-адаптера SCSI (багато ініціаторів). У таких системах можуть встановлюватися взаємодія як будь-якого процесора з будь-яким ПУ, але й хост - адаптерів друг з одним, оскільки хост – адаптер сам є пристроєм шини SCSI і може грати роль ініціатора, і виконавця. Два ПУ(обидва виконавці), проте, що неспроможні взаємодіяти друг з одним, оскільки лише пара ініціатор – виконавець може обмінюватися даними по шині у кожний конкретний час.

Хост – адаптер містить апаратні та програмні засоби для поєднання з ЦП.

Інтерфейс контролера SCSI і системної шини може бути як дуже простим (будується за принципом програмного опитування каналу В/В), так і більш складним (що передбачає високошвидкісні обміни даними в режимі прямого доступу до пам'яті, ПДП). Такі контролери сприймають високорівневі команди та звільняють ЦП від необхідності обробки та контролю сигналів шини SCSI.

Програмне забезпечення комп'ютера спрощується, оскільки не доводиться враховувати фізичні характеристики конкретного устройства. Інтерфейс SCSI передбачає використання логічних, а не фізичних адрес для всіх блоків даних.

7. Фази роботи шини SCSI

Протокол шини SCSI передбачає вісім окремих фаз:

Bus Free - "Шина вільна"

Arbitration - "Арбітраж"

Selection - "Вибірка"

Reselection – «Зворотня вибірка»

Command – «Команда»

Data – «Дані»

Status – «Стан»

Message – «Повідомлення»

Останні чотири фази називаються фазами передачі. Шина SCSI в кожен конкретний момент часу може перебувати лише в одній з цих восьми фаз.

Фаза «Шина вільна» означає, що жоден пристрій у Наразіне працює з шиною SCSI в активному режимі і шина вільна для обігу. Ця фаза зазвичай виникає після системного скиданняабо після скидання шини сигналом RST. Ознакою фази "Шина вільна" є відсутність сигналів зайнятості BSY та вибірки SEL.

Шина переключається у фазу – «Арбітраж», коли якесь SCSI-пристрій хоче взяти на себе управління шиною, тобто стати ініціатором на шині. Це відбувається у випадках, коли ініціатор хоче вибрати виконавця або виконавець хоче зробити перевибірку ініціатора, що його запитував раніше. У фазу «Арбітраж» шина може переключитись тільки з фази «Шина вільна». Після того, як пристрій визначає, що шина вільна, починається фаза Арбітраж. Для цього формується сигнал BSY на відповідну лінію даних

видається ідентифікатор ID SCSI - пристрої (ID - біт). При цьому кожне

з восьми можливих пристроїв шини SCSI може видавати свій ID-біт

лише на закріплену за ним лінію даних як ознаку своєї участі

в арбітражі. Пристрій з максимальним значенням ідентифікатора ID виграє арбітраж і керує шиною.

Фаза «Вибірка» дає можливість ініціатору вибрати виконавця, щоб ініціювати виконання відповідної функції, наприклад команди читання READ або запису READ. Відповідно до протоколу специфікації SCSI-2 фаза "Вибірка" завжди настає після фази "Арбітраж". У специфікації SCSI-1 передбачається варіант системи з одним ініціатором, де необхідність арбітражу відсутня, і фазу вибірки можна входити відразу після фази «Шина вільна». В обох випадках для вибірки виконавця ініціатор видає його ID-біт відповідну лінію даних шини SCSI і формує сигнал вибірки SEL.

Необов'язкова фаза перевиборки можлива, коли виконавець хоче відновити зв'язок із тим ініціатором, який раніше надіслав йому команду. Ця фаза в принципі нагадує фазу "Вибірка", з тим винятком, що разом із сигналом вибірки SEL переходить в активний стан лінія I/O, що дозволяє розрізняти ці дві фази.

Фази "Команда", "Дані", "Стан" та "Повідомлення" утворюють групу фаз передачі інформації, оскільки всі вони використовуються для передачі даних або керуючої інформації по шині даних. Щоб їх розрізняти, використовуються сигнали C/D – управління, I/O – введення-виведення та MSG – повідомлення, що виробляються виконавцями, який тим самим керує всіма переходами з однієї фази до іншої. Для керування передачею даних між виконавцем та ініціатором у фазах передачі інформації використовуються сигнали ліній REQ/ACK – запит/підтвердження (у версії SCSI-2 додатково застосовуються лінії REQB/ACKB).

Реальний обмін даними може здійснюватися синхронним та асинхронним способом. В обох випадках для виконання квитування використовуються сигнальні лінії ACK та REQ. Для виконавця режим синхронної передачі є необов'язковим. Ініціатор може вимагати, щоб виконавець здійснював синхронну передачу, проте якщо останній відкине цей запит, використовуватиметься асинхронний режим.

Щоб передати дані ініціатору в асинхронному режимі, виконавець видає їх лінії даних шини SCSI разом із сигналом REQ. Дані повинні утримуватися на шині, доки від ініціатора не буде прийнято сигнал підтвердження ACK. Після цього на шину видаються такі дані, і повторюється. Якщо передача даних має відбуватися у протилежному напрямку, виконавець видає сигнал запиту REQ, який говорить про те, що він готовий до прийому даних. Ініціатор видає дані на лінію даних шини SCSI, а потім формує сигнал ACK. Ініціатор продовжує утримувати дані на шині доти, доки лінія REQ не перемкнеться в пасивний стан. Потім виконавець скидає сигнал REQ, ініціатор видає нові дані і процес повторюється.

Якщо у фазі «Повідомлення» пристрою погодилися використовувати синхронний режим обміну, то виконавець не буде чекати надходження сигналу підтвердження ACK перед видачею REQ сигналу для прийому наступних даних. Він може генерувати один або більше імпульсів REQ без очікування відповідних імпульсів ACK (до заздалегідь обумовленого максимуму, що називається зміщенням REQ/ACK).

При видачі всіх запланованих імпульсів REQ виконавець порівнює кількість запитів REQ та підтверджень ACK, щоб упевнитися у тому, що кожну групу даних прийнято успішно. Під час підготовки синхронного режиму обміну пристрою задають зміщення REQ/ACK та період передачі. Період передачі визначає інтервал часу між закінченням передачі чергового байта та початком передачі наступного.

8. Команди SCSI

Попередні специфікації інтерфейсів для жорстких дисків (як уже згаданий ESDI) передбачали послідовну передачу по одному біту за один раз, при цьому керування диском здійснювалося окремими проводами (лініями), кожен з яких виконував певну функцію. Наприклад, одна конкретна сигнальна лінія задавала усунення головки читання/запису жорсткого диска, інша - напрямок зміщення, третя - тип операції (читання або запис), четверта служила передачі даних у необхідному форматі. Таким чином, контролер, що використовується, залежав від типу жорсткого диска.

SCSI здатний виконувати високорівневі команди, наприклад запитувати тип підключеного до шини пристрою за допомогою команди Inquiry. Таким чином, крім специфікації фізичних характеристик шини (тип з'єднувача, рівні напруги, призначення контактів і т. д.) стандарт для кожного типу периферії (жорсткий диск, CD-ROM і т. д.) визначає команди, що підтримуються, і відповідні їм відповіді (порядку 12 кожного виду периферії). Стандартні команди SCSI-1 згруповані відповідно до шести типів пристроїв, як показано в Таблиці 1.

Таблиця 1. Групи команд відповідно до типів пристроїв, що підтримуються.

Тип пристрою

Назва

Типова функція

Випадковий доступ для читання/запису (жорсткий диск)

Адреси логічних блоків, довжина записуваного блоку

Послідовний доступ (стрічковий накопичувач)

Читання наступного запису

Контроль компонування сторінки

Процесор

Відправлення та прийом

WORM (записуючий CD-ROM)

Великий розмір, знімний

Випадковий доступ лише для читання

Адреси логічних блоків, довжина зчитуваного блоку

При запиті цільовим пристроєм команди, як у прикладі зі зверненням ПК до диска, ініціатор відповідає надсиланням 6 байт командної інформації. Ці байти служать завдання команди і ідентифікації пристрою. Всі вони називаються блоком опису команди (Command Descriptor Block, CDB). Перший байт (точніше, байт за номером 0) визначає тип команди чи операційний код (opcode). Деякі найпоширеніші коди мають такі значення (у шістнадцятковому поданні):

00 Тестовий пристрій готовий;

03 Форматування;

08 Читання;

0А Запис;

0B Пошук.

Значення байт, що залишилися, залежить від конкретного операційного коду. Наприклад, у разі команди Write (код 0A) вони мають такий зміст:

Байт 0 Операційний код 0А;

Байт 1 Номер логічного пристрою в бітах 5 та 6,

біти з 1 по 4 задають адресу логічного блоку;

Байт 2 Адреса логічного блоку;

Байт 3 Адреса логічного блоку;

Байт 4 Біти з 2 по 5 задають довжину передачі;

Байт 5 Біт 1 – прапор; біти 6 та 7 призначаються виробником.

Передача команд здійснюється у асинхронному режимі. Однак, якщо відповідь містить дані, то вони можуть передаватися в синхронному режимі, як у випадку команди Inquiry, у відповідь на яку цільовий пристрій передає тип ASCII, що ідентифікує його тип (ця відповідь часто відображається на моніторі ПК при завантаженні драйверів SCSI).

9. Хост – адаптери

Хост-адаптер реалізує функції сполучення шини SCSI із системними ресурсами, насамперед із системною шиною та операційною системою комп'ютера. Він, як правило, виконує роль ініціатора на шині SCSI, хоча в складних (наприклад, в мультипроцесорних і мультимашинних) SCSI-системах може динамічно змінюватися (ініціатор/виконавець).

До основних функцій хост - адаптера, що визначають його структуру і характеристики, ставляться:

Реалізація протоколу шини SCSI, а також фізичних та електричних специфікацій стандарту;

Сполучення з апаратними та програмними системними ресурсами

Реалізація протоколу шини SCSI, як правило, здійснюється спеціалізованою БІС контролера шини SCSI. Зазвичай ця схема забезпечує реалізацію електричних специфікацій стандарту.

Поєднання з апаратними системними засобами передбачає насамперед узгодження розрядності та пропускну здатністьшини SCSI та системної шини хост-системи, а також реалізацію розвинених засобів доступу до системної пам'яті. Структура вузла узгодження розрядності шин залежить від призначення хост-адаптера і версії стандарту SCSI (8 розрядів для SCSI-1; 16 або 32 розряду для SCSI-2). Основним засобом узгодження пропускної спроможності системної та SCSI-шин є буферна пам'ять, що реалізується зазвичай у вигляді буфера FIFO, або двопортового ОЗУ. Найбільш поширений алгоритм доступу до системної пам'яті – прямий доступ, який найчастіше реалізується за допомогою контролера ПДП хост-системи.

Сполучення з програмними системамипередбачає наявність SCSI-драйвера для конкретної ОС.

Характеристики сучасних хост – адаптерів

Серед використовуваних БІС SCSI-контролерів для шини AT домінує моделі фірми NCR. Слідом йдуть відомі WD33C93 фірми Western Digital та ALC 6250/60 фірми Adaptec (США). Хост-адаптером найчастіше підтримують як синхронний, і асинхронний режими обміну по шині SCSI. Швидкість обміну залежить від типу використовуваного контролера. У простих хост-адаптерах вона коливається від 0,25 до 1 Мбайт/с в асинхронному та синхронному режимах відповідно.

Розмір буфера даних також варіюється в досить широких межах: від використання внутрішніх буферів БІС SCSI-контролера невеликої ємності до ОЗУ значної ємності (1Мбайт). Наявність великого буфера значно збільшує вартість хост-адаптера.

10. Кабелі SCSI

Для забезпечення нечутливості до перешкод зовнішні кабелі SCSI використовують не тільки кручені пари, але й організовані у вигляді трьох концентричних шарів (див. малюнок 2). Центральний, внутрішній шар містить три пари: Request («Запит»), Acknowledge («Підтвердження») і Ground («Земля»). Середній - проміжний - шар служить передачі керуючих сигналів. Третій – зовнішній – шар призначений для передачі даних та інформації про парність. У середньому шарі пари скручені в протилежному напрямку порівняно з зовнішніми і внутрішніми шарами, що прилягають до нього, для зменшення ємнісного зв'язку між шарами. Розміщення жил для передачі сигналів, що управляють, в середньому шарі забезпечує відсутність інтерференції між даними і сигналами Request/Acknowledge.

Рисунок 2. Зовнішній кабель SCSI у розрізі.

Хоча весь кабель в цілому ізолюється за допомогою поліхлорвінілового покриття, для окремих пар така ізоляція не годиться, тому що її електричні характеристики сильно залежать від температури, а крім того, вона має дуже велику ємність. Така конструкція кабелю позначаються зрештою на його ціні. Однак ми не такі багаті, щоб купувати дешеві речі.

11. Програмна підтримка SCSI пристроїв

Завдання програмування SCSI систем та пристроїв є багаторівневим і може бути розділене такі відносно незалежні підзадачі:

Програмування апаратних засобів периферійних пристроїв.

Реалізація протоколів шини SCSI.

Реалізація команд SCSI.

Доступ до SCSI пристроїв ОС та прикладних завдань.

Багато солідних фірм пропонують свої оригінальні, проте часто не стиковані один з одним підходи. Враховуючи, що в даний час в області програмування SCSI пристроїв стандарт фактично поки не склався, доцільно розглянути цікаві рішеннякожному з рівнів.

12. Програмування апаратних засобів периферійних пристроїв

Кінцевою ланкою засобів програмної підтримки ПУ через специфічність фізичних принципів їх реалізації неминуче є вузькоспеціалізовані програми низького рівня. Через те, що програмування на такому рівні складно навіть для загальносистемних, а про прикладних програмістів, є тенденція до підвищення рівня засобів програмування ПУ за рахунок маскування специфіки ПУ на рівні так званого firmware (внутрішнього програмного забезпечення – ВПО). Прикладом може бути маскування функцій безпосереднього управління дисковими накопичувачами лише на рівні внутрішніх команд дискових контролерів WD2010,8272 та інших.

Проте на рівень регістрів контролерів виходять лише спеціалізовані програми. Нині ПУ зазвичай програмуються лише на рівні функцій системної BIOS, а програми вищого рівня взагалі використовують стандартні функції ОС.

Використання інтерфейсу SCSI ще більше підвищує рівень програмування ПУ з допомогою використання певного стандартом набору команд загального виду. Для прикладного програміста використання стандартних функцій BIOS стає практично неможливим.

Однак, як елемент управління пристроями, природно,

зберігаються лише на рівні ВПО контролера ПУ і реалізується або локальним мікропроцесором (МП) контролера, або мікроконтролером, вбудованим у базову БІС контролера ПУ.

З метою збереження напрацьованих програмних засобівуправління електронікою ПУ, в даний час широко використовується емуляція стандартних інтерфейсів ПУ, що передбачає перетворення логічних адрес SCSI у фізичні адреси конкретного пристрою. Прикладом може бути контролер SmartConnex/ISA фірми Distributed Proccessing Е Technology. Він використовує інтерфейс відомого дискового контролера WD1003 фірми Western Digital, у результаті комп'ютер "бачить" контролер як звичайний пристрій, сумісний з інтерфейсом ST-506.

Реально емуляцію інтерфейсу виконує невидимий для користувача драйвер, який запам'ятовується при форматуванні в останньому блоці НМД. Відповідні драйвери є для найпоширеніших ОС

(MS-DOS, OS / 2, Xenix / Unix, Novell NetWare). Встановлення контролера SmartConnex у систему здійснюється за допомогою спеціальної утилітифірмою, що поставляється.

У відомих контролерах WD 33C92/93 фірми Western Digital є навіть вбудована команда перетворення форматів логічних адрес у фізичні.

Таким чином, для реалізації різних ПУ у стандарті SCSI можуть

використовуватися фрагменти готових програм, що підтримують такі стандартні функції керування ПУ в MS-DOS, як INT 13, INT 11 та ін.

Слід зазначити, що такий підхід, мабуть, не повністю відповідає ідеології SCSI, і в перспективі будуть використовуватися спеціальні програми безпосереднього управління SCSI пристроєм на базі SCSI-команд.

13. SCSI проти IDE

Суперечка "Що краще: IDE або SCSI" входить до найпоширеніших у багатьох телеконференціях. Число повідомлень та статей на цю тему дуже велике. Однак це питання, як і знамените "Windows NT або OS/2 або Unix", у такій постановці є нерозв'язним. Найчастіша і правильна реакція ними " А навіщо? " . Розглянувши це питання докладніше, Ви зможете прийняти рішення про необхідність SCSI собі.

Розкажемо докладніше, що може дати простий контролер SCSI в порівнянні з IDE і за що його потрібно вибирати або не вибирати.

пропозиція SCSI

заперечення EIDE/ATAPI

відповідь SCSI

можливість підключення 7 пристроїв до одного контролера (до Wide - 15)

неважко встановити 4 контролери IDE і всього буде 8 пристроїв

на кожен контролер IDE потрібно переривати! І лише 2 будуть з UDMA/33. А 4 UWSCSI це 60 пристроїв:)

широкий спектр пристроїв, що підключаються

на IDE є CDD, ZIP, MO, CD-R, CD-RW

а драйвера та програми для всього цього у вас точно є? і багато? а ось для SCSI можна використовувати будь-які, у тому числі ті, що входять до складу ОС

можливість підключати як внутрішні, так і зовнішні пристрої

Removable rack або LPT-IDE

загальна довжина кабелю SCSI може сягати 25 метрів. У звичайних випадках 3-6м *

якщо не розганяти шину PCI, можна і на метр

можна використовувати кешування та технології RAID для кардинального підвищення продуктивності та надійності

раніше були кешируючі Tekram"и, а зараз з'явилися і RAID для IDE

це не працює і взагалі не серйозно

* Варто зауважити, що у разі використання інтерфейсу Ultra або Ultra Wide SCSI на якість з'єднувальних кабелів та їх довжину накладаються додаткові обмеження, внаслідок чого максимальна довжина з'єднання може бути значно знижена.

Щоб не складалося враження, що IDE це дуже погано і за його використання Вам має бути соромно, відзначимо і позитивні якості IDE інтерфейсу, частково у світлі вище наведеної таблиці:

1. Ціна. Безперечно, іноді це дужеважливо.

2. Не всім потрібно підключати 4 HDD та 3 CDD. Часто двох каналів IDE більш ніж достатньо, а всі там сканери йдуть зі своїми картками.

3. У корпусі minitower складно використовувати шлейф, довший за 80см:)

4. IDE HD встановити набагато простіше, там всього один jumper, а не 4-16 як на SCSI:)

5. IDE контролер вже має більшість материнських плат

6. У IDE пристроїв шина завжди 16 біт і для моделей, порівнянних за ціною, IDE виграє за швидкістю.

Тепер про ціну. Найпростіший SCSI на шину ISA коштує близько $20, але зараз такі просто нікому не потрібні, тому можна знайти і дешевше. Наступний варіант – це контролер на шині PCI. Найпростіший варіант FastSCSI коштує близько $40. Однак зараз з'явилося безліч материнських плат, на яких всього за $70 може бути встановлений Adaptec 7880 UltraWideSCSI. Навіть у знаменитих ASUS P55T2P4 та P2L97 є варіанти зі SCSI. Для UWSCSI картки ціна варіюється від $100 до $600. Також бувають двоканальні (як IDE Intel Triton HX/VX/TX) контролери. Ціна їх природно вища. Зауважимо, що у випадку SCSI, на відміну від IDE, де щось нове вигадати складно, за додаткові гроші контролери можуть бути розширені функціями кеш-контролера, RAID-0..5, hotswap і т.д., тому говорити про верхню межі вартості контролера не дуже коректно.

І нарешті про швидкість. Як відомо, сьогодні максимальна швидкість передачі по шині IDE становить 33Мб/с. Для UWSCSI аналогічний параметр сягає 40Мб/с. Основні переваги SCSI виявляються при роботі в мультизадачних середовищах (та й у Windows95 небагато:). Багато тестів, наведених під WindowsNT показують безперечну перевагу SCSI. Мабуть, це найпопулярніша на сьогодні ОС, для якої застосування SCSI більш ніж виправдане. Також можуть бути конкретні завдання (пов'язані, наприклад, з обробкою відео) у яких просто неможливе використання IDE. Про відмінності внутрішніх архітектур, що також впливають на продуктивність, у цій статті говорити не будемо, оскільки там надто багато спеціальних термінів. Відзначимо тільки, що спостерігаючи за розвитком IDE з подивом помічаємо, що він набуває багатьох рис SCSI, але, сподіватимемося, все-таки зовсім вони не зіллються.

Список літератури

1. Михайло Гук: «Інтерфейси ПК. Довідник "Пітер",1999.

2. А.П. П'ятибратів:

«Обчислювальні машини, системи та мережі»

3. А.А. Мячів, В.М. Степанов:

«Персональні ЕОМ та мікроЕОМ»

М.: «Радіо та зв'язок», 1998.

4. А.А. М'ячів:

"Інтерфейси IBM PC", 1992.

5. Стефан Фойц: "Windows 98 для користувача"

К.: Торгово-видавниче бюро BHV, 1998;

6. PC Computing: IDE vs SCSI

7. "PC Magazine": "Interface IDE"

Репетиторство

Потрібна допомога з вивчення якоїсь теми?

Наші фахівці проконсультують або нададуть репетиторські послуги з цікавої для вас тематики.
Надішліть заявкуіз зазначенням теми прямо зараз, щоб дізнатися про можливість отримання консультації.

З того часу, як світ став свідком стрімкої еволюції персонального комп'ютера, і ЕОМ перетворилася з дуже дорогої та великої обчислювальної машини, що використовується рідкісними компаніями та корпораціями, на предмет повсякденного використання для сотень мільйонів людей, відбулася зміна не одного десятка технологій. У тому числі технологій щодо застосування тих чи інших шин, роз'ємів, периферійних пристроїв. Не стали винятком стандарти підключення, що використовуються для підключення до комп'ютера, такі як SCSI, SATA та IDE.

SCSI

Історія
Приблизно в 70-х роках виникла потреба у фізичних та логічних інтерфейсівміж периферійними пристроями та комп'ютерами. Людині на ім'я Алан Ф. Шугарт, до речі, на честь якого згодом і назвали інтерфейс, (Shugart Computer Systems Interface) спала на думку ідея, використовувати пристрій, який виступає як мост між жорстким диском і комп'ютером. Було розроблено 50-контактний плоский роз'єм, відомий і продається під комерційною назвою SCSI-I. Отак виглядає цей стандарт.

Цей стандарт був підтриманий багатьма виробниками та лідерами галузі того часу. З того часу було випущено кілька версій такого інтерфейсу, і хоча він вважається більш-менш застарілим у наш час, деякі старі ПК все ще використовують його.
Найперша версія використовувала 50-контактний плоский роз'єм. Коли перші роз'єми SCSI використовували паралельні інтерфейси, більш сучасні SCSI працюють через послідовний інтерфейс. Послідовний інтерфейс SCSI, порівняно з паралельним, забезпечує більшу швидкість передачі даних.
SCSI може бути встановлений на материнській платі фізично, або може бути реалізований за допомогою адаптерів.
Зберігання
SCSI дозволяє використовувати до 7 - 15 (залежно від ширини шини) пристроїв, що підключаються. Завдяки цьому можна підключити всі пристрої до однієї плати, а не купувати різні плати для різних пристроїв, що неминуче збільшить витрати.
Швидкість
Сучасні версії можуть передавати дані до 80 мегабайт/сек. Сучасні пристрої SCSI мають обернену сумісність, тобто. якщо підключено пристрій старшої версії, то шина SCSI, як і раніше, підтримуватиме його, хоча швидкість передачі даних може бути зниженою.

Ціна
SCSI завжди була дорогим рішенням. Нові версії не зробили її нижчою. Враховуючи, що існує принаймні 10 різних (3 нового покоління) видів, найближчим часом не планується повний відхід з ринку цього типу інтерфейсу. Перевагою SCSI є підтримка різних пристроїв, від матричних принтерів, сканерів, плотерів, до сучасної клавіатури та миші та швидкодія.

IDE

Історія
Інтерфейс IDE (англ. Integrated Drive Electronics - "інтегрована у пристрій електроніка") був розроблений компанією Western Digital Electronics у співпраці з Control Data Corporation і Compaq Computers, і був запущений у 1986 році. До середини 90-х років технологія IDE-ATA вже підтримувалася повсюдно і практично повністю витіснила шину SCSI. Для позначення IDE в даний час широко використовується абревіатура PATA (Parallel ATA), яка підкреслює, що передачі даних використовується паралельний інтерфейс. На відміну від SCSI, в IDE, контролер знаходиться в самому пристрої, а не у вигляді окремої плати.
IDE спочатку мав 40-жильний шлейф, надалі йому на зміну прийшов 80-жильний кабель. Ось приклад жорсткого диска із інтерфейсом IDE.

Підключення
PATA дозволяє підключати два пристрої на канал.
Швидкість
Найкращі останні версіїможуть мати підтримку швидкості передачі до 133 МБ/с.
Ціна
PATA будучи наступником SCSI, була надзвичайно успішною, завдяки своїй низькій ціні та кращому співвідношенню ціни та якості. PATA інтерфейси як і раніше використовуються у великих промислових установках, але в системах користувача, вже практично витіснені технологією SATA.

SATA

Історія
Технологія Serial ATA була створена межі століть і прийшла зміну PATA (IDE). У 2003 році SATA була запущена з великою помпою, і за якихось десять років захопила 98% частки на ринку персональних комп'ютерів. SATA була спочатку запущена з інтерфейсом, що підтримує швидкість 1,5 Гбіт/сек, сучасна версія (SATA Revision 3.0) може передавати дані зі швидкістю до 6 Гбіт/сек.

Приклад з'єднання жорсткого диска з .

Підключення
SATA використовує послідовний порт та підтримує технологію «гарячого» підключення. За допомогою технології Plug and Play комп'ютерні компоненти можуть бути замінені без вимкнення системи.
Кабель даних має 9 контактів та довжину не більше метра. Кабель SATA має набагато менше жив, ніж кабель PATA, і як наслідок він значно вже. Завдяки цьому в системах із такими роз'ємами забезпечується найкраще охолодження. До роз'єму значно простіше і зручніше підключати пристрої. До того ж з появою SATA можна забути про розмежування пристроїв на Master і Slave. До кожного пристрою підключається окремий кабель. SATA має кілька різновидів, у тому числі роз'єм міні-SATA для невеликих накопичувачів та роз'єм E-SATA, який використовується для підключення зовнішніх пристроїв.
Швидкість
Перші SATA підтримували швидкість 1.5 Гбіт/с. Сучасні версії підтримують швидкість передачі даних в 3 Гбіт/сек і до 6 Гбіт/сек.

Ціна
SATA пристрої є найдешевшими в порівнянні з іншими аналогічними інтерфейсами.
Порівняння трьох перерахованих вище інтерфейсів дає нам уявлення про те, чому більшість сучасних персональних комп'ютерів використовують SATA. IDE виявився менш зручним та дорогим і тому був успішно замінений саме на SATA. SCSI інтерфейс практично застарів і зараз використовується лише на деяких серверах. Поки не видно гідних альтернатив інтерфейсу SATA, які були б швидше, дешевше і зручніше. Найімовірніше, найближчими роками саме інтерфейс SATA домінуватиме на ринку ПК.

Загальні поняття

SCSI (Small Computer Interface) було засновано 1980г. на базі промислового стандарту ANSIX3T9.2 (перетвореного на специфікацію X3T10) для уніфікації стандартного інтерфейсу(Надалі він отримав назву SCSI-1). Швидкість передачі даних була порівняно невеликою, залежала від багатьох факторів і в середньому становила приблизно від 1 до 2Мбайт/с, але все ж таки перевищувала найбільш швидкі пристрої(Жорсткі диски), які могли забезпечити швидкості не більше 625Кбайт/с навіть з використанням MFM-кодування. Основна перевага SCSI перед інтерфейсом IDE в тому, що SCSI спочатку розроблений як інтерфейс для багатозадачних і розрахованих на багато користувачів операційних систем, дозволяє майже одночасно звертатися до кількох пристроїв. SCSI відіграв значну роль у створенні інформаційно-обчислювальних комплексів, що вимагають підключення різного типу пристроїв. Цей інтерфейс надає широкий спектр обладнання, що підключається, а саме:

• Жорсткі диски - hard disks (DASD - Direct Access Storage Device)
• Стрімери, накопичувачі на магнітних стрічках та інші пристрої послідовного доступу
• Магнітооптичні накопичувачі, CD-ROM, CD-Recoder
• Пристрої вводу-виводу, такі як сканери

Ці пристрої підключаються до комп'ютера через спеціальний SCSI адаптер, операційна системаотримує доступ до них через відповідні драйвери. Наявність на платі SCSI адаптера власного процесора значно знижує навантаження на центральний процесор під час операцій вводу-вывода. Ця обставина дає велику перевагу при роботі в мережі, а також у розрахованих на багато користувачів і багатозадачних середовищах через те, що зменшується час отримання клієнтського доступу до пристрою. У настільних системах (desktop computers) завантаження центрального процесора менш критична більшість програм користувачата додатків, однак при роботі з графікою (особливо при роботі з комп'ютерною анімацією) застосування SCSI підсистеми дозволяє збільшити продуктивність системи, оскільки в цьому випадку більша частина навантаження за операціями введення-виводу буде перекладена на SCSI адаптер.

Специфікації SCSI

На сьогоднішній день є кілька специфікацій SCSI:

• SCSI-1: 8-бітна шина даних і синхронна швидкість передачі даних 5Мбайт/с. Роз'єм 25- або 50 контактний;
• SCSI-2 або Fast SCSI: збільшення швидкості до 10Мбайт/с по 8-бітній шині. Роз'єм 50 контактний;
• Wide SCSI (Широкий SCSI): збільшення розрядності шини до 16. Швидкість передачі збільшилася з 10Мбайт/с до 20Мбайт/с. Роз'єм 68- або 80 контактний (Single Connector), що поєднує живлення та сигнальні ланцюги;
• Ultra SCSI (Fast-20) / Ultra Wide SCSI або SCSI-3: швидкість передачі даних збільшилася до 20Мбайт/с на 8-бітній шині і до 40Мбайт/с на 16-бітній шині. SCSI-3 забезпечує підтримку більшого числапристроїв (до 15 на канал). Роз'єм 50/68- або 80 контактний (Single Connector), що поєднує живлення та сигнальні ланцюги;
• Ultra2 SCSI (LVD): для подальшого збільшення швидкості SCSI потрібно застосування низьковольтної диференціальної шини Low Voltage Differential (LVD), в якій сигнали передаються одночасно по двох дротах, але в різній полярності. Завдяки цьому різко підвищується стійкість до перешкод шини, ставати можливим підняти швидкість передачі даних по 16-бітній шині до 80Мбайт/с і збільшити довжину інтерфейсного кабелю до 12 м! Для повної реалізації вимагає Ultra2 SCSI адаптер, Ultra2 SCSI кабель із Ultra2 SCSI активним термінатором та дисководи, що підтримують Ultra2 SCSI. За відсутності будь-якого з перерахованих компонентів, стандарт Ultra2 SCSI автоматично вимикається і система працює в одній з попередніх специфікації SCSI. Роз'єм 68- або 80 контактний (Single Connector), що поєднує живлення та сигнальні ланцюги;
• Ultra3 SCSI (Ultra160 SCSI): швидкість передачі даних може досягати 160 Мбайт в секунду завдяки подвоєній синхронізації даних (дані передаються вдвічі швидше без збільшення тактової частоти), поліпшеному механізму оптимізації швидкості обміну даними з різними пристроями та використанню алгоритму CRC замість контролю парності підвищення надійності передачі. Специфікація Ultra160 SCSI повністю сумісна з Ultra2 SCSI за кабелями, роз'ємами та термінаторами. Контролер Ultra160 SCSI може одночасно підтримувати на одній шині Ultra160 SCSI та Ultra2 SCSI пристрої, причому кожен працюватиме на максимальній швидкості. Роз'єм 68- або 80 контактний (Single Connector), що поєднує живлення та сигнальні ланцюги;
• Ultra160+ SCSI: модифікація Ultra160 SCSI, в якій реалізовані Packetized SCSI - пакетний спосіб передачі інформації (команди, дані та регістри стану передаються в одному блоці з однаковою швидкістю) та Quick Arbitration Select (QAS) метод швидкої передачі керування шиною від одного SCSI пристрою іншому. В результаті скорочуються затримки та підвищується інтегральна швидкість передачі даних.

Основні вимоги реалізації SCSI інтерфейсу

· Усі дисководи та інші SCSI пристрої повинні з'єднуватися один з одним послідовно (по ланцюжку), утворюючи SCSI канал.

· До одного каналу SCSI можна підключити тільки ті SCSI пристрої, які мають однаковий тип SCSI інтерфейсу.

· На одному SCSI каналі не повинні використовуватись пристрої, що мають однопровідний (single-ended) (однополярний) інтерфейс та пристрої, що мають диференціальний (differential) (двополярний) інтерфейс.

· До одного SCSI каналу одночасно може бути підключено максимум до 8 для 8 бітної (вузької - narrow) шини даних або до 16 для 16 бітної (широкої - wide) шини даних SCSI пристроїв, включаючи SCSI контролер. Однак існують додаткові обмеження на кількість пристроїв, що підключаються SCSI, залежно від довжини з'єднувального кабелю і швидкості передачі даних.

· Кожний SCSI пристрій, включаючи контролер SCSI повинен мати унікальний SCSI номер (SCSI ID). Діапазон допустимих SCSI ID: від 0 до 7 для 8-бітної (narrow) шини даних або від 0 до 15 для 16-бітної (wide) шини даних. Всі SCSI ID є рівноправними, однак, за замовчуванням, на SCSI контролерах встановлюється SCSI ID = 7 і цей номер не рекомендується присвоювати іншим SCSI пристроям.

· Обидва кінці SCSI каналу повинні бути завершені спеціальним пристроєм, що узгоджує - термінатором (Terminator). Термінатор може знаходитися всередині SCSI пристрою, змонтований на кінці з'єднувального SCSI кабелю або панелі об'єднувальної (backplane) або виконаний у вигляді окремого пристрою, який підключається до останнього роз'єму SCSI каналу.

· Усі проміжні (не крайні) SCSI пристрої мають бути не терміновані. Якщо на цих SCSI пристроях є вбудовані термінатори, переконайтеся, що перемикач (перемичка) "Дозвол термінації (terminator enable - TE)" знаходиться у положенні "Вимкнено (Off / Disable)".

· З'єднувальний SCSI кабель повинен відповідати вимогам стандарту ANSI X3T10/1142D (розділ 6) за параметрами:

Характеристичний хвильовий опір

Затримка розповсюдження

Сукупна довжина

Допустима довжина відгалужень

Інтервал між пристроями

Для задоволення вимог до характеристичного хвильового опору необхідно використовувати неекранований стрічковий кабель (unshielded flat cable) або круглий екранований кабель з парових провідників (twisted pair ribbon cable). Не допускається на одному SCSI каналі використовувати кабель з різними хвильовими опорами. Також не рекомендується на одному SCSI каналі одночасно застосовувати екранований та неекранований кабель. Це особливо важливо при реалізації інтерфейсу SCSI за специфікаціями Ultra SCSI, Ultra2 SCSI і Ultra3 SCSI.

Яка допустима довжина кабелю SCSI?

1) Повна максимальна довжина одностороннього кабелю (single-ended) SCSI інтерфейсу залежить від декількох факторів. У наведеній нижче таблиці вказана максимальна довжина кабелю для різних SCSI специфікацій і конфігурацій:

Зверніть увагу:У той час як Ultra SCSI (narrow або wide) інтерфейс теоретично повинен підтримувати до 8 вузьких або 16 широких пристроїв, специфікація X3T10/1071D не дозволяє підтримувати повну кількість пристроїв під час використання кабелю. Щоб підключити більше 4 пристрої необхідно використовувати спеціальну плату-з'єднувач (backplane). Але навіть при цьому, максимальна швидкість передачі даних буде доступна тільки при підключенні не більше 8 пристроїв. Довжина відгалуження має бути не більше ніж 0.1 метра.

2) Максимальна повна довжина кабелю високовольтного диференціального (HVD – High Voltage Differential) SCSI інтерфейсу – 25 метрів. Для високовольтного диференціального SCSI інтерфейсу має використовуватися кабель з кручених пар провідників (twisted pair cable). Довжина відгалуження має бути не більше ніж 0.2 метра. Інтервал між пристроями на основній SCSI шині повинен бути принаймні втричі більшим за довжину відгалужень. Але, незважаючи на це обмеження, до високовольтного диференціального SCSI інтерфейсу може бути підключено до 16 пристроїв SCSI, до яких можна адресуватися по 16-бітній SCSI шині.

3) Максимальна повна довжина кабелю низьковольтного диференціального (LVD – Low Voltage Differential) SCSI інтерфейсу – до 25 метрів для 2-х пристроїв або до 12 метрів для більш ніж 2-х пристроїв. Інші вимоги подібні до вимог високовольтного диференціального SCSI інтерфейсу.

Чи можна на вигляд SCSI пристрою визначити тип SCSI інтерфейсу?

На жаль, однозначно на вигляд SCSI пристрою можна сказати тільки про SCSI інтерфейс: "Narrow" або "Wide". Нижче наведено зовнішній вигляд з боку з'єднувальних роз'ємів деяких SCSI пристроїв:

Narrow пристрій з інтерфейсом SCSI-1, SCSI-2 або Ultra SCSI.

Wide пристрій з інтерфейсом SCSI-2, Ultra SCSI, Ultra2 SCSI або Ultra3 SCSI.

Wide SCA пристрій із інтерфейсом SCSI-2, Ultra SCSI, Ultra2 SCSI або Ultra3 SCSI.

Додаткову інформаціюможна знайти на сайті фірми-виробника за позначенням моделі SCSI пристрою.

?"> Що означає?

Інтерфейс SCA був розроблений, щоб забезпечити стандартне підключення для систем, які використовують дисководи (hot swappable drives). Дисководи з інтерфейсом SCA приєднуються до спеціальної SCSI об'єднувальної плати (SCSI backplane), яка забезпечує подачу напруг живлення, установку SCSI ID і термінацію SCSI шини. Відмінною особливістю дисководів зі SCA інтерфейсом є 80-штирковий роз'єм, в якому об'єднані інтерфейсний роз'єм, роз'єм живлення та контакти для SCSI ID.

Як підключити дисковод із SCA інтерфейсом до SCSI контролера зі стандартним 50 або 68 вивідним SCSI інтерфейсом?

Для підключення дисководу з інтерфейсом SCA до стандартного SCSI контролера необхідний спеціальний SCA адаптер. SCA адаптер повинен мати 50 або 68 штирковий інтерфейсний роз'єм, роз'єм живлення і, якщо це відсутній на дисководі, термінатор і пристрій для встановлення SCSI ID.

Встановлений у комп'ютері SCSI пристрій не працює (не розпізнається). В чому причина?

Спробуйте наступне:

· Переконайтеся, що SCSI контролер, до якого підключено SCSI, пристрій розпізнається і працює правильно. Ознакою цього є повідомлення про завантаження BIOS SCSI контролера після завантаження BIOS системноїплати (якщо SCSI контролер має свій BIOS) та повідомлення про успішне завантаження драйверів SCSI контролера (під DOS) або повідомлення про нормальне функціонування SCSI контролера (під Windows). Якщо цього немає, перевірте встановлення номера переривання, адрес вводу-виводу для плати SCSI контролера та відповідність версії драйверів даного типу SCSI контролера та операційної системи.

· Переконайтеся, що SCSI кабель та кабель живлення мають гарна якістьта роз'єми вставлені нормально.

· Переконайтеся, що всі SCSI пристрої мають різні SCSI ID. SCSI ID для SCSI пристроїв може бути будь-який, крім 7-го, який зазвичай резервується для контролера SCSI.

· Переконайтеся, що термінація SCSI шини встановлена ​​правильно: увімкнена (встановлена) тільки на крайніх пристроях SCSI ланцюжка та вимкнена (знята) на всіх проміжних пристроях SCSI ланцюжка.

· Якщо SCSI контролер має свій BIOS, переконайтеся, що параметри за якими SCSI контролер звертається до SCSI пристроїв (швидкість передачі даних, шини даних, контроль парності тощо) відповідає характеристикам підключених SCSI пристроїв.

Що необхідно для того, щоб комп'ютер міг завантажуватися з дисковода SCSI.

Для завантаження зі SCSI дисковода необхідно виконання наступних умов:

· Системна плата повинна мати BIOS, що дозволяє робити завантаження ОС зі SCSI пристроїв. У цьому випадку допускається наявність у системі IDE дисководів. Якщо системна плата стара (у BIOS відсутня можливість завантаження зі SCSI пристроїв), всі IDE дисководи мають бути вимкнені. У крайньому випадку допускається наявність IDE дисководів, у яких всі розділи відформатовані як (Extended).

· SCSI контролер повинен мати власний BIOS. Переконайтеся, що в параметрах контролера SCSI, в розділі, встановлено номер відповідного SCSI пристрою.

· Завантажувальний розділ SCSI дисководу має бути відформатований як (Primary) та (Active).

Що потрібно повністю реалізувати можливості LVD SCSI інтерфейсу?

Для нормального функціонування LVD SCSI інтерфейсу, крім стандартних вимог інтерфейсу SCSI (унікальні SCSI ID, термінація SCSI шини) повинні бути виконані специфічні вимоги для LVD:

· SCSI контролер повинен підтримувати LVD інтерфейс

· З обох кінців SCSI ланцюжка повинні бути активні LVD термінатори

· всі SCSI пристрої на шині повинні підтримувати LVD інтерфейс

Невиконання будь-якої з цих вимог призведе до того, що SCSI система зможе функціонувати лише на більш SCSI специфікаціях.

Наскільки LVD пристрої сумісні із SCSI пристроями попередніх специфікацій?

LVD SCSI інтерфейс повністю сумісний із однопровідним (single-ended) SCSI інтерфейсом. Завдяки унікальній особливості LVD SCSI інтерфейсу, відомої як multi-moding, спеціальна схема вхідних/вихідних каскадів (DiffSens) автоматично визначає тип SCSI шини, до якого підключено пристрій (LVD або single-ended), та адаптується до відповідних можливостей цієї шини. Тому LVD пристрої будуть працювати з SCSI-1 і SCSI-2 інтерфейсом. І навпаки, SCSI-1 та SCSI-2 однопровідні пристрої працюватимуть на LVD шині. Сумісність - важлива особливість SCSI, але при використанні пристроїв SCSI різних років виготовлення на одній і тій же SCSI шині, всі периферійні пристрої на цій шині будуть працювати на тій SCSI специфікації, яка підтримується ВСІМИ пристроями на цій шині. Наприклад, якщо single-ended пристрій підключено до LVD шини з LVD пристроями, всі пристрої на цій шині працюватимуть в single-ended режимі.

High Voltage Differential (HVD) пристрою вимагає спеціального контролера та не сумісні з LVD або single-ended пристроями.

Якщо до контролера SCSI підключається кілька приладів, то термінатори мають бути встановлені лише на кінцях шини SCSI. Так, якщо всі прилади внутрішні, то термінатори повинні бути включені на контролері SCSI і на одному (і тільки одному) приладі, який фізично підключений до останнього роз'єму шини SCSI. Найкращі результати виходять, якщо до останнього роз'єму підключено активний зовнішній термінатор, а внутрішні термінатори на всіх приладах (крім контролера) вимкнені. До речі, у Останнім часомбагато приладів (наприклад, жорсткі диски SE/LVD) взагалі немає вбудованого термінатора.

Якщо всі зовнішні прилади зовнішні, то термінатори повинні бути включені на контролері і останньому підключеному зовнішньому приладі. Слід зазначити, що зовнішні SCSI прилади в переважній більшості мають два роз'єми, одного з яких підключається шина SCSI від комп'ютера, а до іншого можуть підключатися інші SCSI пристрої. У цьому випадку доцільно відключити внутрішні термінатори всіх приладів та використовувати активний зовнішній термінатор.

Якщо необхідно до одного SCSI контролера підключити як внутрішні, так і зовнішні прилади, то контролер підключається до проміжного роз'єму шини SCSI. Частина шини SCSI використовується для підключення внутрішніх пристроїв, а інша частина закінчується роз'ємом для підключення зовнішніх пристроїв. В цьому випадку внутрішній термінатор контролера повинен бути вимкнений. На внутрішньому приладі, підключеному до останнього роз'єму шини SCSI, термінатор повинен бути увімкнений, а на решті внутрішніх приладів - вимкнено. На роз'єм для підключення зовнішніх приладів завжди повинен бути встановлений активний зовнішній термінатор. При підключенні зовнішнього SCSI пристрою зовнішній термінатор знімається, до роз'єму SCSI підключається зовнішній прилад, а до додаткового роз'єму зовнішнього приладу підключається знятий раніше зовнішній термінатор (не забудьте правильно встановити номер зовнішнього пристрою, а то комп'ютер просто «зависне»).

Підключення термінаторів для пристроїв із різними інтерфейсами

Найбільш поширеною помилкою є підключення до шини Wide SCSI-2 кількох жорстких дисків з інтерфейсом Wide SCSI-2 (або Ultra Wide SCSI-2), а до останнього гнізда підключається через перехідник CD-ROM з інтерфейсом SCSI-2. Незважаючи на те, що на CD-ROMі буде включений термінатор, цей термінатор здійснить узгодження лише 8 ліній шини, тоді як решта 8 ліній, що використовуються в інтерфейсі Wide SCSI, виявляться «висять у повітрі».

Більше правильним рішеннямбуде підключення приладів із 8-розрядним SCSI інтерфейсом до проміжних роз'ємів шини (термінатори 8-розрядних приладів вимкнені). До останнього роз'єму підключити прилад Wide SCSI з увімкненим термінатором (або активний зовнішній термінатор). Звісно, ​​наявність перехідника все одно погіршує показники системи. Такого варіанта по можливості слід уникати (так само, втім, як і взагалі використання на одній шині високошвидкісних та повільних пристроїв). Однак, у цій ситуації це все-таки правильний варіант підключення. Контролери Ultra2 SCSI мають у своєму складі вбудований перетворювач інтерфейсів, що дозволяє підключити всі прилади стандарту Ultra2 до окремої шини, не змішуючи їх із менш швидкісними пристроями.

Особливості контролерів із двома роз'ємами

Якщо до такого контролера підключаються пристрої лише одного стандарту, обидва перемикачі встановлюються в положення "On". Шина SCSI (або WIDE SCSI) підключається одним кінцевим роз'ємом до контролера, до іншого кінцевого роз'єму підключається прилад із увімкненим термінатором. Інші прилади з вимкненими термінаторами підключаються до проміжних роз'ємів.

При необхідності підключення кількох пристроїв з різними інтерфейсами використовується дві шини: SCSI та Wide SCSI. Обидві шини своїми кінцевими роз'ємами підключаються до відповідних роз'ємів контролера. Прилади підключаються до шин відповідно до підтримуваного ними стандарту. Термінатори включаються лише на приладі, підключеному до кінцевого роз'єму шини SCSI, та на приладі, підключеному до кінцевого роз'єму шини Wide SCSI. На контролері перемикачі термінаторів встановлюються положення "High On" і "Low Off".

Останнім часом контролери, у тому числі й встановлені на материнській платі, не мають такого перемикача (або пункту в меню BIOS). Є лише «Термінатор On/Off». У цьому випадку йдеться лише про молодші 8 розряди шини. Старші розряди завжди затерміновані.

Живлення активних термінаторів

Якщо за умовами нормального узгодження шини необхідно застосування активного зовнішнього термінатора, то потрібно подбати про подачу на нього напруги живлення. Для цього на одному з пристроїв, підключених до даної шини, повинен бути включений режим подачі напруги в шину ("Power to SCSI Bus"). Якщо цього не зробити, то зовнішній термінатор просто не буде нормально працювати.

У всіх вище розглянутих випадках найкращі результати зазвичай досягаються при харчуванні всіх термінаторів від одного джерела. Щоб подати напругу живлення на всі термінатори від одного джерела на одному (будь-якому) приладі, включається режим живлення вбудованого в прилад термінатора від внутрішнього джерела живлення і одночасно режим подачі напруги живлення термінаторів в шину. Для цього на даному приладі перемички встановлюються в положення "Power to SCSI Bus and Drive". На інших приладах, на яких необхідно увімкнути термінування, встановлюється режим живлення термінатора від шини SCSI (перемички або перемикачі встановлюються у положення "Power from SCSI Bus").

У переважній більшості випадків система нормально працюватиме і у випадку, якщо кожен термінатор живиться від свого джерела. Головне, щоб на кожний термінатор подавалося напруження хоча б від джерела. Більше того, нічого страшного не станеться, якщо кілька приладів будуть встановлені в режим напруги живлення термінаторів в лінію. Ланцюги живлення термінаторів всіх приладів мають захист від зустрічно поданої напруги.

Спеціалізовані SCSI контролери