Периферийные устройства -> Накопители -> SCSI-что это?

SCSI-что это?

1. Общие понятия
2. Спецификации SCSI
3. Основные требования реализации SCSI интерфейса
4. Какова допустимая длина SCSI кабеля?
5. Можно ли по внешнему виду SCSI устройства определить тип SCSI интерфейса?
6. Что означает <интерфейс SCA>?
7. Как подключить дисковод с SCA интерфейсом к SCSI контроллеру со стандартным 50 или 68 выводным SCSI интерфейсом?
8. Установленное в компьютере SCSI устройство не работает (не опознается). В чем причина?
9. Что необходимо для того, чтобы компьютер мог загружаться со SCSI дисковода.
10. Что необходимо, чтобы полностью реализовать возможности LVD SCSI
11. На сколько LVD устройства совместимы со SCSI устройствами предыдущих спецификаций?

Общие понятия

SCSI (Small Computer Interface) был основан в 1980г. на базе промышленного стандарта ANSIX3T9.2 (преобразованного в спецификацию X3T10) для унификации стандартного интерфейса (в дальнейшем он получил название SCSI-1). Скорость передачи данных была сравнительно небольшой, зависела от многих факторов и в среднем составляла примерно от 1 до 2Мбайт/с, но все же превышала наиболее быстрые устройства (жесткие диски), которые могли обеспечить скорости не более 625Кбайт/с даже с использованием MFM-кодирования. Основное преимущество SCSI перед интерфейсом IDE в том, SCSI изначально разработанный как интерфейс для многозадачных и многопользовательских операционных систем, позволяет почти одновременно обращаться к нескольким устройствам. SCSI сыграл значительную роль в создании информационно-вычислительных комплексов, требующих подключения различного типа устройств. Этот интерфейс предоставляет широкий спектр подключаемого оборудования, как-то: 

• Жесткие диски - hard disks (DASD - Direct Access Storage Device)
• Стримеры, накопители на магнитных лентах и другие устройства последовательного доступа
• Магнитооптические накопители, CD-ROM, CD-Recoder
• Устройства ввода-вывода, такие как сканеры

Эти устройства подключаются к компьютеру через специальный SCSI адаптер, а операционная система получает к ним доступ через соответствующие драйверы. Наличие на плате SCSI адаптера собственного процессора значительно снижает нагрузку на центральный процессор при выполнении операций ввода-вывода. Это обстоятельство дает большое преимущество при работе в сети, а также в многопользовательских и многозадачных средах ввиду того, что уменьшается время получения клиентского доступа к устройству. В настольных системах (desktop computers) загрузка центрального процессора не столь критична для большинства пользовательских программ и приложений, однако при работе с графикой (особенно при работе с компьютерной анимацией) применение SCSI подсистемы позволяет увеличить производительность системы, поскольку в этом случае большая часть нагрузки по операциям ввода-вывода будет переложена на SCSI адаптер.

Спецификации SCSI

На сегодняшний день есть несколько спецификаций SCSI:

• SCSI-1: 8-ми битная шина данных и синхронная скорость передачи данных 5Мбайт/с. Разъем 25- или 50 контактный;
• SCSI-2 или Fast SCSI: увеличение скорости до 10Мбайт/с по 8-ми битной шине. Разъем 50 контактный;
• Wide SCSI (Широкий SCSI): увеличение разрядности шины до 16. Скорость передачи данных увеличилась с 10Мбайт/с до 20Мбайт/с. Разъем 68- или 80 контактный (Single Connector), объединяющий питание и сигнальные цепи;
• Ultra SCSI (Fast-20) / Ultra Wide SCSI или SCSI-3: скорость передачи данных увеличилась до 20Мбайт/с на 8-ми битной шине и до 40Мбайт/с на 16-ти битной шине. SCSI-3 обеспечивает поддержку большего числа устройств (до 15 на канал). Разъем 50 / 68- или 80 контактный (Single Connector), объединяющий питание и сигнальные цепи;
• Ultra2 SCSI (LVD): для дальнейшего увеличения скорости SCSI потребовалось применение низковольтной дифференциальной шины Low Voltage Differential (LVD), в которой сигналы передаются одновременно по двум проводам, но в разной полярности. Благодаря этому резко повышается помехоустойчивость шины, становиться возможным поднять скорость передачи данных по 16-и битной шине до 80Мбайт/с и увеличить длину интерфейсного кабеля до 12 м! Для полной реализации требует Ultra2 SCSI адаптер, Ultra2 SCSI кабель с Ultra2 SCSI активным терминатором и дисководы, поддерживающие Ultra2 SCSI. При отсутствии любого из перечисленных компонентов стандарт Ultra2 SCSI автоматически выключается и система работает в одной из предыдущих спецификации SCSI. Разъем 68- или 80 контактный (Single Connector), объединяющий питание и сигнальные цепи;
• Ultra3 SCSI (Ultra160 SCSI): скорость передачи данных может достигать 160 Мбайт в секунду благодаря удвоенной синхронизации данных (данные передаются в два раза быстрее без увеличения тактовой частоты), улучшенному механизму оптимизации скорости обмена данными с разными устройствами и использованию алгоритма CRC вместо контроля четности для повышения надежности передачи данных. Спецификация Ultra160 SCSI полностью совместима с Ultra2 SCSI по кабелям, разъемам и терминаторам. Контроллер Ultra160 SCSI может одновременно поддерживать на одной шине Ultra160 SCSI и Ultra2 SCSI устройства, причем каждое будет работать на максимальной скорости. Разъем 68- или 80 контактный (Single Connector), объединяющий питание и сигнальные цепи;
• Ultra160+ SCSI: модификация Ultra160 SCSI, в которой реализованы Packetized SCSI - пакетный способ передачи информации (команды, данные и регистры состояния передаются в одном блоке с одинаковой скоростью) и Quick Arbitration Select (QAS) метод быстрой передачи управления шиной от одного SCSI устройства другому. В результате сокращаются <непроизводственные> задержки и повышается интегральная скорость передачи данных.

Основные требования реализации SCSI интерфейса

·        Все дисководы и другие SCSI устройства должны соединяться друг с другом последовательно (по цепочке), образуя SCSI канал.

·        К одному SCSI каналу можно подключить только те SCSI устройства, которые имеют одинаковый тип SCSI интерфейса.

·        На одном SCSI канале не должны использоваться устройства, имеющие однопроводный (single-ended) (однополярный) интерфейс и устройства, имеющие дифференциальный (differential) (двухполярный) интерфейс.

·        К одному SCSI каналу одновременно может быть подключено максимум до 8 для 8-ми битной (узкой - narrow) шины данных или до 16 для 16-и битной (широкой - wide) шины данных SCSI устройств, включая SCSI контроллер. Однако существуют дополнительные ограничения на число подключаемых SCSI устройств, в зависимости от длины соединительного кабеля и скорости передачи данных.

·        Каждое SCSI устройство, включая SCSI контроллер должно иметь уникальный SCSI номер (SCSI ID). Диапазон допустимых SCSI ID: от 0 до 7 для 8-ми битной (narrow) шины данных или от 0 до 15 для 16-и битной (wide) шины данных. Все SCSI ID равноправны, однако, по умолчанию, на SCSI контроллерах устанавливается SCSI ID = 7 и этот номер не рекомендуется присваивать другим SCSI устройствам.

·        Оба конца SCSI канала должны быть завершены специальным согласующим устройством - терминатором (Terminator). Терминатор может находиться внутри SCSI устройства, смонтирован на конце соединительного SCSI кабеля или объединительной панели (backplane) или выполнен в виде отдельного устройства, которое подключается к последнему разъему SCSI канала.

·        Все промежуточные (не крайние) SCSI устройства должно быть не терминированы. Если на этих SCSI устройствах имеются встроенные терминаторы, убедитесь, что переключатель (перемычка) "Разрешение терминации (terminator enable - TE)" находится в положении "Выключено (Off / Disable)".

·        Соединительный SCSI кабель должен отвечать требованиям стандарта ANSI X3T10/1142D (раздел 6) по параметрам: 

-        Характеристическое волновое сопротивление

-          Задержка распространения

-        Совокупная длина

-        Допустимая длина ответвлений

-        Интервал между устройствами

Для удовлетворения требования к характеристическому волновому сопротивлению необходимо использовать неэкранированный ленточный кабель (unshielded flat cable) или круглый экранированный кабель из пар витых проводников (twisted pair ribbon cable). Не допускается на одном SCSI канале применять кабеля с разными волновыми сопротивлениями. Также не рекомендуется на одном SCSI канале одновременно применять экранированный и неэкранированный кабель. Это особенно важно при реализации SCSI интерфейса по спецификациям Ultra SCSI, Ultra2 SCSI и Ultra3 SCSI.

Какова допустимая длина SCSI кабеля?

1) Полная максимальная длина кабеля однопроводного (single-ended) SCSI интерфейса зависит от нескольких факторов. В нижеприведенной таблице указана максимальная длина кабеля для различных SCSI спецификаций и конфигураций:

Обратите внимание:В то время, как Ultra SCSI (narrow или wide) интерфейс теоретически должен поддерживать до 8 узких или 16 широких устройств, спецификация X3T10/1071D не позволяет поддерживать полное количество устройств при использовании кабеля. Чтобы подсоединить больше чем 4 устройства необходимо использовать специальную плату-соединитель (backplane). Но даже при этом, максимальная скорость передачи данных будет достижима только при подключении не более 8-и устройств. Длина ответвления должна быть не более, чем 0.1 метра.

2) Максимальная полная длина кабеля высоковольтного дифференциального (HVD - High Voltage Differential) SCSI интерфейса - 25 метров. Для высоковольтного дифференциального SCSI интерфейса должен использоваться кабель из витых пар проводников (twisted pair cable). Длина ответвления должна быть не более, чем 0.2 метра. Интервал между устройствами на основной SCSI шине должен быть, по крайней мере, в три раза больше длины ответвлений. Но, не смотря на это ограничение, к высоковольтному дифференциальному SCSI интерфейсу может быть подключено до 16 SCSI устройств, к которым можно адресоваться по 16-битной SCSI шине.

3) Максимальная полная длина кабеля низковольтного дифференциального (LVD - Low Voltage Differential) SCSI интерфейса - до 25 метров для 2-х устройств или до 12 метров для более чем 2-х устройств. Остальные требования аналогичны требованиям высоковольтного дифференциального SCSI интерфейса.

Можно ли по внешнему виду SCSI устройства определить тип SCSI интерфейса?

К сожалению, однозначно по внешнему виду SCSI устройства можно сказать только о <ширине> SCSI интерфейса: "Narrow" или "Wide". Ниже приведен внешний вид со стороны соединительных разъемов некоторых SCSI устройств:

Narrow устройство с интерфейсом SCSI-1, SCSI-2 или Ultra SCSI.

Wide устройство с интерфейсом SCSI-2, Ultra SCSI, Ultra2 SCSI или Ultra3 SCSI.

Wide SCA устройство с интерфейсом SCSI-2, Ultra SCSI, Ultra2 SCSI или Ultra3 SCSI.

Дополнительную информацию можно найти на сайте фирмы-производителя по обозначению модели SCSI устройства.

Что означает <интерфейс SCA>?

Интерфейс SCA был разработан, чтобы обеспечить стандартное подключение для систем, использующих дисководы <с горячей заменой> (hot swappable drives). Дисководы с SCA интерфейсом подсоединяются к специальной SCSI объединительной плате (SCSI backplane), которая обеспечивает подачу напряжений питания, установку SCSI ID и терминацию SCSI шины. Отличительной особенностью дисководов со SCA интерфейсом является 80-и штырьковый разъем, в котором объединены интерфейсный разъем, разъем питания и контакты для SCSI ID.

Как подключить дисковод с SCA интерфейсом к SCSI контроллеру со стандартным 50 или 68 выводным SCSI интерфейсом?

Для подключения дисковода с SCA интерфейсом к стандартному SCSI контроллеру необходим специальный SCA адаптер. SCA адаптер должен иметь 50-и или 68-и штырьковый интерфейсный разъем, разъем питания и, если это отсутствует на дисководе, терминатор и устройство для установки SCSI ID.

Установленное в компьютере SCSI устройство не работает (не опознается). В чем причина?

Пробуйте следующее: 

·        Убедитесь, что SCSI контроллер, к которому подключено SCSI устройство опознается и работает правильно. Признаком этого является сообщение о загрузки BIOS SCSI контроллера после загрузки BIOS системной платы (если SCSI контроллер имеет свой BIOS) и сообщение об успешной загрузке драйверов SCSI контроллера (под DOS) или сообщение о нормальном функционировании SCSI контроллера (под Windows). Если этого нет, проверьте установку номера прерывания, адресов ввода-вывода для платы SCSI контроллера и соответствие версии драйверов данному типу SCSI контроллера и операционной системы.

·        Убедитесь, что SCSI кабель и кабель питания имеют хорошее качество и разъемы вставлены нормально.

·        Убедитесь, что на всех SCSI устройствах установлены разные SCSI ID. SCSI ID для SCSI устройств может быть любой, кроме 7-го, который обычно резервируется для SCSI контроллера.

·        Убедитесь, что терминация SCSI шины установлена правильно: включена (установлена) только на крайних устройствах SCSI цепочки и выключена (снята) на всех промежуточных устройствах SCSI цепочки.

·        Если SCSI контроллер имеет свой BIOS, убедитесь, что параметры по которым SCSI контроллер обращается к SCSI устройствам (скорость передачи данных, <ширина> шины данных, контроль четности и т.д.) соответствует характеристикам подключенных SCSI устройств.

Что необходимо для того, чтобы компьютер мог загружаться со SCSI дисковода.

Для загрузки со SCSI дисковода необходимо выполнение следующих условий:

·        Системная плата должна иметь BIOS, позволяющий производить загрузку ОС со SCSI устройств. В этом случае допускается наличие в системе IDE дисководов. Если системная плата старая (в BIOS отсутствует возможность загрузки со SCSI устройств), все IDE дисководы должны быть отключены. В крайнем случае, допускается наличие IDE дисководов, у которых все разделы отформатированы как <вторичные> (Extended).

·        SCSI контроллер должен иметь собственный BIOS. Убедитесь, что в параметрах SCSI контроллера, в разделе <загрузочный SCSI ID>, установлен номер соответствующего SCSI устройства.

·         Загрузочный раздел SCSI дисковода должен быть отформатирован как <первичный> (Primary) и <активный> (Active).

Что необходимо, чтобы полностью реализовать возможности LVD SCSI интерфейса?

Для нормального функционирования LVD SCSI интерфейса, кроме стандартных требований SCSI интерфейса (уникальные SCSI ID, терминация SCSI шины) должны быть выполнены специфичные требования для LVD: 

·         SCSI контролер должен поддерживать LVD интерфейс 

·         с обоих концов SCSI цепочки должны быть активные LVD терминаторы 

·        все SCSI устройства на шине должны поддерживать LVD интерфейс

Невыполнение любого из этих требований приведет к тому, что SCSI система сможет функционировать только на более <медленных> SCSI спецификациях.

Насколько LVD устройства совместимы со SCSI устройствами предыдущих спецификаций?

LVD SCSI интерфейс полностью совместим с однопроводным (single-ended) SCSI интерфейсом. Благодаря уникальной особенности LVD SCSI интерфейса, известной как multi-moding, специальная схема входных/выходных каскадов (DiffSens) автоматически определяет тип SCSI шины, к которому подключено устройство (LVD или single-ended), и адаптируется к соответствующим возможностям этой шины. Поэтому, LVD устройства будут работать со SCSI-1 и SCSI-2 интерфейсом. И наоборот, <старые> SCSI-1 и SCSI-2 однопроводные устройства будут работать на LVD шине. Совместимость - важная особенность SCSI, но при использовании SCSI устройств различных лет изготовления на одной и той же SCSI шине, все периферийные устройства на этой шине будут работать на той SCSI спецификации, которая поддерживается ВСЕМИ устройствами на этой шине. Например, если single-ended устройство подключено к LVD шине с LVD устройствами, то все устройства на этой шине будут работать в single-ended режиме.

High Voltage Differential (HVD) устройства требует специального контролера и не совместимы с LVD или single-ended устройствами.

Автор: Зиновьев А.П.
Источник: www.nklondike.ru