Scsi контроллер

Интерфейс малых компьютерных систем

Стандарт Small Computer System Interface (интерфейс малых компьютерных систем, SCSI, часто произносимый как «скази»), подобно IDE, определяет для дисковода интерфейс системного уровня. Почти все электронные компоненты контроллера дисковода размещаются в периферийном устройстве. Как и в случае хост-адаптера IDE, функции хост-адаптера SCSI сведены, по сути дела, к функциям физического соединения, а также к некоторым функциям согласования сигналов.

При такой организации данные поступают в интерфейс системы в форме, уже пригодной для использования хост-компьютером. Обратите внимание, что оригинальный интерфейс SCSI предусматривает только передачу 8-разрядных параллельных данных.

Интерфейс SCSI может применяться для подключения к системе периферийных устройств различных типов. Например, цепочка SCSI может соединять контроллер с дисководом жесткого диска, с дисководом компакт-дисков. Дополнительные устройства SCSI добавляются в систему путем их последовательного соединения одного с другим. Вход следующего устройства соединяется с SCSI-выходом предшествующего и т.д.

Кабели и соединители SCSI

Стандарт SCSI реализуется с использованием ряда типов кабелей. В РС-совместимых системах в интерфейсе SCSI применяется 50-контактный сигнальный кабель. Для внутренних соединений задействуется 50-контактный плоский кабель. Однако для внешних соединений SCSI используется 50-контаткный экранированный кабель с Centronics-подобными соединителями. 50-контактные соединения SCSI называют А-кабелями.

В усовершенствованных спецификациях SCSI определены дополнительные спецификации кабелей. Для применения с устройствами SCSI-2 в спецификацию А-кабеля был добавлен альтернативный 50-проводный кабель с 50-контактными соединителями типа D-shell. Второй тип кабеля, называемый B-кабелем, был добавлен в спецификацию SCSI-2 для обеспечения передачи 16- и 32-разрядных параллельных данных. Однако в этой конструкции кабеля на каждом из концов используется несколько соединителей, поэтому она так и не получила широкого распространения на рынке. Чтобы спецификация SCSI могла поддерживать 16-разрядную передачу, была разработана модернизированная конструкция 68-контаткного Р-кабеля с соединителями D-shell. Для обеспечения 32-разрядной передачи в спецификацию SCSI была включена также версия 68-контаткного Q-кабеля. Для выполнения такой передачи кабели Р и Q должны использоваться параллельно.

Для выполнения соединений SCSI в некоторых моделях PS/2 компания IBM применила специальный 60-контаткный Centronics-подобный соединитель. В версии интерфейса SCSI, используемой в компьютерах Apple Macintosh, задействован вариант стандарта, который предусматривает использование запатентованного миниатюрного 25-контаткного соединителя D-shell.

Наличие всех этих вариантов кабелей приводит к несовместимости между различными устройствами SCSI. Аналогично, некоторые устройства SCSI не могут работать друг с другом из-за несовместимости программного обеспечения.

Кроме того, устройства SCSI можно разделить на внутренние и внешние. Внутреннее устройство SCSI не имеет собственного источника питания и поэтому должно подключаться к одному из дополнительных соединителей питания системы. С другой стороны, внешние устройства SCSI выпускаются со встроенными или подключаемыми источниками питания, которые должны включаться в розетку электросети переменного тока. Поэтому при выборе устройства SCSI всегда следует помнить о необходимости обеспечения его совместимости с любыми другими установленными в системе устройствами SCSI.

Адресация устройств SCSI

Спецификация SCSI допускает соединение до восьми устройств SCSI. Порт SCSI может быть включен в последовательный шлейф, что позволяет подключать к системе до шести внешних периферийных устройств. Чтобы несколько устройств SCSI могли быть подключены к хосту SCSI, все устройства, за исключением последнего, должны иметь два соединителя SCSI: входной и выходной. Какой из этих двух соединителей будет использоваться в качестве входного, а какой — выходного, значения не имеет. Однако, если устройство имеет только один соединитель SCSI, оно должно быть включено в конец цепочки.

Для увеличения количества используемых устройств в одной системе можно задействовать несколько хост-адаптеров SCSI. Первый контроллер SCSI системы может обслуживать до 7 устройств; дополнительный контроллер SCSI может увеличить это количество до 14.

Каждое устройство SCSI в цепочке должно получить уникальный идентификационный номер. Хотя для каждого контроллера существует восемь возможных идентификационных номеров SCSI, только шесть доступны для использования с внешними устройствами. По умолчанию большинству плат контроллеров SCSI изготовители устанавливают номер SCSI-7. Исторически многие компании изготовители определяют первый внутренний дисковод жесткого диска как SCSI-0. В других случаях изготовители, в особенности IBM, обычно используют идентификатор 2 для первого жесткого диска SCSI и идентификатор 6 для хост-адаптера. В наиболее современных системах выбор идентификаторов для конкретных устройств, как правило, значения не имеет. Однако, если в системе двум устройствам будет присвоен один и тот же идентификатор, одно из них или оба в системе будут не видны. Уровни приоритета, присвоенные устройствам SCSI, определяются их идентификационными номерами. При этом устройство с большим номером получает более высокий приоритет.

В отличие от других типов дисководов жестких дисков, дисководы жестких дисков SCSI не конфигурируются функцией настройки параметров CMOS (CMOS Setup). Это связано с тем, что ни DOS, ни Windows 3.x не содержали поддержки устройств SCSI. Поэтому, прежде чем система сможет обмениваться данными с дисководом, во время начальной загрузки должны быть загружены драйверы SCSI. С другой стороны, Windows 9х обладает поддержкой SCSI. Кроме того, диски SCSI не требуют низкоуровневого форматирования. Поэтому, во вторую очередь диск SCSI потребуется разбить на логические разделы.

Согласование оконечных нагрузок устройств SCSI

Последовательный шлейф SCSI должен содержать блок оконечной нагрузки на обоих концах. Обычно устройства SCSI с одним соединителем содержат внутреннюю оконечную нагрузку. Если же это не так, на конце цепочки должен быть установлен кабель оконечной нагрузки SCSI (содержащий встроенный резисторный блок).

Неправильная установка оконечных нагрузок — основная причина возникновения связанных с SCSI проблем. Плохое согласование приводит к возникновению множества различных системных проблем, в том числе:

1. Невозможность запуска системы
2. Аварии дисководов жестких дисков
3. Произвольные системные ошибки

Спецификации SCSI

Максимальная рекомендуемая длина всей стандартной цепочки SCSI — 6 метров. Однако если только кабели тщательно не экранированы, они подвергаются влиянию индуцированных помех, которые могут приводить к повреждению данных. Поэтому рекомендуется, чтобы максимальная длина одного сегмента SCSI не превышала 1 метра. Определяя длину кабеля SCSI, не забывайте учитывать длину внутренних кабелей. Длину внутреннего кабеля вполне можно считать равной приблизительно 1 метр, поэтому максимальную длину цепочки необходимо уменьшить приблизительно до 4.5 метров.

Комитет ANSI разработал модернизированную спецификацию SCSI, в которой количество линий данных в стандартном интерфейсе удвоено. В спецификацию были включены также сбалансированные двухканальные драйверы, которые позволяют использовать значительно более высокие скорости передачи данных. Эта реализация получила название спецификации Wide SCSI-2 (Широкий интерфейс SCSI-2). Эта спецификация SCSI обеспечивает поддержку стандарта 16/32-разрядной шины и требует использования в кабеле и соединителе большего количества контактов — 68.

В результате дальнейшего совершенствования максимальная скорость синхронной передачи данных интерфейсом была увеличена с 5 Мбит/с до 10 Мбит/с. Эта реализация стала известна под названием Fast SCSI (Быстрый интерфейс SCSI-2). При использовании этого интерфейса система и устройство ввода/вывода обмениваются не являющимися данными сообщениями, командами, и связанными с изменением состояния командами в 8-разрядном режиме. После перехода на больший, или более быстрый, формат передачи файлов они выполняют передачу с использованием согласованного размера слов и режима передачи. Повышенная скорость передачи, обеспечиваемая спецификацией Fast SCSI, обусловливает уменьшение максимальной длины цепочки SCSI приблизительно до 3 метров. В соединениях SCSI-2 используются 50-контактные соединители.

В третьей версии спецификации оба описанных усовершенствования были объединены, и эта версия получила название Wide Fast SCSI-2 (Широкий, быстрый интерфейс SCSI-2). В этой версии стандарта размер шины увеличен до 16 разрядов и в ней используется более быстрые методы передачи. В результате становится возможным поддерживать максимальную скорость передачи данных по шине в цепочке, состоящей из до 15 дополнительных устройств.

Следующее дополнение стандарта, называемое Ultra SCSI, предполагает использование специального высокоскоростного последовательного режима передачи и специальных линий связи, таких как волоконно-оптические кабели. Это дополнение было использовано в версиях Wide и Fast, что привело к появлению следующих стандартов:

1. Ultra SCSI
2. Ultra2 SCSI
3. Wide Ultra SCSI
4. Wide Ultra2 SCSI
5. Wide Ultra3 SCSI

Дополнение к спецификации Wide удваивает ширину шины и количество устройств, которые могут обслуживаться интерфейсом. Аналогично, обозначение Ultra указывает на повышение скорости передачи данных, достигаемое благодаря применению усовершенствованной технологии. Объединение обеих технологий приведет к 4-кратному повышению пропускной способности интерфейса. (Например, сравните скорость передачи данных, обеспечиваемую интерфейсом Wide-Ultra SCSI и равную 40 Мбит/с, со скоростью интерфейса Ultra SCSI — 20 Мбит/с и со скоростью интерфейсов Wide и Fast SCSI — 10 Мбит/с.)

Спецификация SCSI — Ultra 320 SCSI — повышает скорость передачи данных по шине до 320 Мбит/с. Эта спецификация предполагает использование 16-разрядной шины и поддерживает до 15 внешних устройств. В соединении Ultra 320 SCSI используется специальный одиночный соединитель (single connector attachment, SCA).

Повышенные скорости передачи данных интерфейсов SCSI превращает их в достаточно заманчивый выбор для таких связанных с интенсивным обменом данными приложений, как большие серверы файлов для сетевых и мультимедийных видео станций.