С тех пор как мир стал свидетелем стремительной эволюции персонального компьютера, и ЭВМ превратилась из очень дорогой и большой вычислительной машины, использующейся редкими компаниями и корпорациями, в предмет повседневного использования для сотен миллионов людей, произошла смена не одного десятка технологий. В том числе технологий, касающихся применения тех или иных шин, разъемов, периферийных устройств. Не стали исключением стандарты подключения, использующиеся для подсоединения к компьютеру , такие как SCSI, SATA и IDE.

SCSI

История
Примерно в 70-х годах, возникла потребность в физических и логических интерфейсах между периферийными устройствами и компьютерами. Человеку по имени Алан Ф. Шугарт, кстати, в честь которого впоследствии и назвали интерфейс, (Shugart Computer Systems Interface) пришла в голову идея, использовать устройство, которое выступает в качестве моста между жестким диском и компьютером. Был разработан 50-контактный плоский разъем, известный и продаваемый под коммерческим названием SCSI-I. Вот так выглядит этот стандарт.

Этот стандарт был поддержан многими производителями и лидерами отрасли того времени. С тех пор было выпущено несколько версий такого интерфейса, и хотя он считается более или менее устаревшим в наше время, некоторые старые ПК, все еще используют его.
Самая первая версия использовала 50-контактный плоский разъем. В то время как первые разъемы SCSI использовали параллельные интерфейсы, более современные SCSI работают через последовательный интерфейс. Последовательный интерфейс SCSI, по сравнению с параллельным, обеспечивает более высокую скорость передачи данных.
SCSI может быть либо установлен на материнской плате физически, либо может быть реализован с помощью адаптеров.
Хранение
SCSI позволяет использовать до 7 — 15 (в зависимости от ширины шины) подключаемых устройств. Благодаря этому можно подключить все устройства к одной плате, а не покупать различные платы для различных устройств, что неизбежно увеличит расходы.
Скорость
Современные версии могут передавать данные до 80 мегабайт / сек. Современные устройства SCSI имеют обратную совместимость, т.е. если подключено устройство старшей версии, то шина SCSI будет по-прежнему поддерживать его, хотя скорость передачи данных может быть сниженной.

Цена
SCSI всегда была дорогим решением. Новые версии не сделали ее ниже. Учитывая, что существует, по крайней мере, 10 различных (3 нового поколения) видов, в ближайшее время не планируется полный уход с рынка интерфейса этого типа. Преимуществом SCSI является поддержка различных устройств, от матричных принтеров, сканеров, плоттеров, до современной клавиатуры и мыши и быстродействие.

IDE

История
Интерфейс IDE (англ. Integrated Drive Electronics - «интегрированная в устройство электроника») был разработан компанией Western Digital Electronics в сотрудничестве с Control Data Corporation и Compaq Computers, и был запущен в 1986 году. К середине 90-х годов, технология IDE-ATA уже поддерживалась повсеместно и практически полностью вытеснила шину SCSI. Для обозначения IDE в настоящее время широко используется аббревиатура PATA (Parallel ATA), которая подчеркивает, что для передачи данных используется параллельный интерфейс. В отличие от SCSI, в IDE, контроллер располагается в самом устройстве, а не в виде отдельной платы.
IDE изначально имел 40-жильный шлейф, в дальнейшем ему на смену пришел 80-жильный кабель. Вот пример жесткого диска с интерфейсом IDE.

Подключение
PATA позволяет подключать два устройства на канал.
Скорость
Самые последние версии могут иметь поддержку скорости передачи данных до 133 МБ/с.
Цена
PATA являясь преемником SCSI, была чрезвычайно успешной, благодаря своей низкой цене и лучшему соотношению цены и качества. PATA интерфейсы по-прежнему используются в крупных промышленных установках, но в пользовательских системах, уже практически вытеснены технологией SATA.

SATA

История
Технология Serial ATA была создана на рубеже веков и пришла на смену PATA (IDE). В 2003 году SATA была запущена с большой помпой, и за каких-то десять лет, захватила 98% доли на рынке персональных компьютеров. SATA была первоначально запущена с интерфейсом, поддерживающим скорость в 1,5 Гбит /сек, современная версия (SATA Revision 3.0) может передавать данные со скоростью до 6 Гбит / сек.

Пример соединеиия жесткого диска с .

Подключение
SATA использует последовательный порт и поддерживает технологию «горячего» подключения. С помощью технологии Plug and Play, компьютерные компоненты могут быть заменены без выключения системы.
Кабель данных имеет 9 контактов и длину не более метра. Кабель SATA имеет гораздо меньше жил, чем кабель PATA, и как следствие он значительно уже. Благодаря этому в системах с такими разъемами обеспечивается лучшее охлаждение. К самому разъему значительно проще и удобнее подключать устройства. К тому же с появлением SATA, можно забыть про разграничение устройств на Master и Slave. К каждому устройству подключается отдельный кабель. SATA имеет несколько разновидностей, в том числе разъем мини-SATA для небольших накопителей и разъем E-SATA, который используется для подключения внешних устройств.
Скорость
Первые SATA поддерживали скорость в 1.5 Гбит/с. Современные версии поддерживают скорость передачи данных в 3 Гбит / с и до 6 Гбит / сек.

Цена
SATA устройства являются наиболее дешевыми по сравнению с другими аналогичными интерфейсами.
Сравнение трех вышеперечисленных интерфейсов дает нам представление о том, почему большинство современных персональных компьютеров используют SATA. IDE оказался менее удобным и дорогим и поэтому был успешно заменен именно на SATA. SCSI интерфейс практически устарел и в настоящее время используется лишь на некоторых серверах. Пока не видно достойных альтернатив SATA интерфейсу, которые были бы быстрее, дешевле и удобнее. Вероятнее всего, в ближайшие годы именно интерфейс SATA будет доминировать на рынке ПК.

	Общие сведения об интерфейсах……………………………………….
	Классификация интерфейсов……………………………………………
	История создания интерфейса SCSI……………………………………
	Эволюция стандартов SCSI……………………………………………..
	Как выглядит и из чего состоит SCSI контроллер…………………….
	Концепция SCSI………………………………………………………….
	Фазы работы шины SCSI………………………………………………..
	Команды SCSI……………………………………………………………
	Хост – адаптеры………………………………………………………….
	Кабели SCSI……………………………………………………………...
	Программная поддержка SCSI устройств……………………………...
	Программирование аппаратных средств периферийных устройств…
	SCSI против IDE…………………………………………………………
	Список литературы………………………………………………………

1. Общие сведения об интерфейсах

Создание современных средств вычислительной техники связано с задачей объединения в один комплекс различных блоков ЭВМ, устройств хранения и отображения информации, аппаратуры данных и непосредственно ЭВМ. Эта задача возлагается на унифицированные системы сопряжения – интерфейсы. Под интерфейсом понимают совокупность схемотехнических средств, обеспечивающих непосредственное взаимодействие составных элементов вычислительной системы. Интерфейс обеспечивает взаимосвязь между составными функциональными блоками или устройствами системы.

Основным назначением интерфейса является унификация внутрисистемных и межсистемных связей и устройств сопряжения с целью эффективной реализации прогрессивных методов проектирования функциональных элементов вычислительной системы.

2. Классификация интерфейсов

1) Машинные интерфейсы предназначены для организации связей между составными элементами ЭВМ, т.е. непосредственно для их построения и связи с внешней средой.

2) Интерфейсы периферийного оборудования выполняют функции сопряжения процессоров, контроллеров, запоминающих устройств и аппаратурой передачи данных.

3) Интерфейсы мультипроцессорных систем представляют собой в основном магистральные системы сопряжения, ориентированные в единый комплекс нескольких процессоров, модулей памяти, контроллеров запоминающих устройств, ограничено размещенных в пространстве.

4) Интерфейсы распределенных ВС предназначены для интеграции средств обработки информации, размещенные на значительном расстоянии.

Развитие интерфейсов осуществляется в направлении повышении уровня унификации интерфейсного оборудования и стандартизации условий совместимости, модернизации существующих интерфейсов, создания принципиально новых интерфейсов.

3. История создания интерфейса SCSI

Фамилия Shugart знакома многим: она принадлежит одному из ярчайших первопроходцев и идеологов «накопительной» индустрии - легендарному кремниевому олимпийцу (в смысле обитателю Олимпа Кремниевой Долины) Алану Ф. Шугарту, который в IBM руководил разработками флоппи и RIGID, потом работал в Memorex. В 1973 году Шугарт привлек капитал со стороны и создал компанию по производству 5,25-дюймовых FDD-приводов - Shugart Associates. Эта фирма проработала под его управлением год, после чего Шугарта выгнали те самые люди, которые инвестировали начинание. Шугарт оправлялся от удара шесть лет - в этот период он даже купил рыбацкую лодку и стал профессиональным рыбаком. Но тяга к хайтеку не прошла: в 1979 году он совместно с Финисом Коннером основал Seagate Technologies (первоначально - Shugart Technologies), после чего оставался ее руководителем в течение почти двух десятков лет, за которые компания стала крупнейшим независимым производителем жестких дисков (правда, и из Seagate в 1998-м Шугарта «поперли», но это уже совершенно другая история).

Нас больше интересует Shugart Associates, поскольку именно она в 1979 году разработала интерфейс SASI - самый ранний вариант шины SCSI. Развернуть аббревиатуру SASI в настоящее время сложно, первые две буквы достоверно означают Shugart Associates, четвертая - Interface, а третья в разных источниках расшифровывается по-разному - System, Systems или Standard (думаю, правильной версией является все-таки последняя). Возможности SASI были весьма скромными даже по сравнению с первым вариантом SCSI - скорость передачи составляла лишь 1,5 Мбайт/с, интерфейс имел очень ограниченный набор команд. Однако заложенные в SASI идеи несли в себе много прогрессивного: вместо повсеместно распространенной тогда аналоговой последовательной передачи использовалась 8-разрядная параллельная цифровая, вместо связки линий управления интерфейс предоставлял набор команд, да и работал он на логическом уровне, позволяя адресовать блоки, а не физические головки, цилиндры и секторы.

Через два года, в конце 1981-го, чтобы подстегнуть принятие интерфейса индустрией, Shugart Associates, скооперировавшись с NCR (National Cash Register), подала заявку в ANSI на создание технического комитета для доработки и стандартизации интерфейса. Такой комитет - X3T9.2 - был образован в 1982 году, а имя интерфейса сменилось на безличное описательное SCSI. В течение нескольких последующих лет стандарт дорабатывался и улучшался: расширилась полоса пропускания, добавились наборы команд - для принтеров, стримеров, процессоров, WORM- и ROM-устройств. (Необходимо заметить, что SCSI в отличие от SASI стал уже не просто дисковым интерфейсом, а родом системной шины: теоретически на «голом» SCSI можно собрать полноценную систему, подключив процессор, память, накопители и периферию.) После представления чернового варианта SCSI в 1984 году на утверждение ANSI многие фирмы стали выпускать продукты, более или менее совместимые с этим протостандартом. Первый официальный стандарт - X3.131-1986 - был принят в 1986 году (с появлением следующих версий его стали называть SCSI-1).

Последующие дополнения и усовершенствования привели к созданию спецификации SCSI-2.

4. Эволюция стандартов SCSI

Спецификации SCSI строго определяют физические и электрические параметры интерфейса и минимум команд. Применение этих команд и стало основным достоинством интерфейса SCSI, так как сделало его управляемым. Разработанная в декабре 1985 года спецификация SCSI-1 предусматривала передачу данных по шине с разрядностью 8 бит и частотой 5 МГц. Скорость передачи данных по шине SCSI в стандартном асинхронном режиме (или режиме handshake, т. е. когда после каждой отправки данных требуется подтверждение) составляет около 3 Мб/с. При передаче в синхронном режиме шина SCSI способна развить пропускную способность около 5 Мб/с.

Устройства подключались в цепочку друг за другом. Первое устройство подключалось к интерфейсу SCSI на главном компьютере, второе - к первому и т. д. (см. Рисунок 1). Первое и последнее устройства в цепочке должны были быть терминированы. На всех остальных устройствах терминирование необходимо было отключить. Устройства идентифицировались посредством задаваемого с помощью перемычек (jumper) или переключателей ID (от 0 до 7), при этом адаптеру шины на хосте присваивался, как правило, ID=7 как дающий наивысший приоритет при доступе к шине.

Рисунок 1. Типовая схема подключения SCSI-устройств в виде цепочки.

Стандарт не обязывал использовать какой-то определенный тип соединителей (коннекторов), а лишь описывал назначение контактов. Наибольшее распространение получили соединители D-Ribbon типа Centronics для ПК, а также DB-25 для Macintosh. Терминирование было преимущественно пассивное, активное же или регулируемое терминирование применялось лишь отдельными производителями.

В марте 1990 года была разработана, а в 1992-м официально одобрена спецификация SCSI-2 (Fast SCSI), определяющая 18 базовых SCSI-команд (Common Command Set, CCS), обязательных для всех периферийных устройств, а также дополнительные команды для CD-ROM и другой периферии. Стало возможно обмениваться данными без участия центрального процессора. Появились "очереди" - способность принимать цепочки до 256 команд и обрабатывать их автономно в оптимизированном порядке. А если контроллер исполнительного устройства-адресата получил команду, не требующую никаких внешних взаимодействий, то этот контроллер не будет занимать шину до появления необходимости в передаче каких-нибудь данных. Здесь можно увидеть серьезное преимущество SCSI перед IDE,особенно в мультизадачных средах: шина IDE работает как пассивный канал передачи сигналов от центрального процессора - она должна выполнить сначала одну команду перед инициацией другой.

Также появились расширения спецификации, обозначения которых часто можно видеть в прайс-листах. Базовая 8-разрядная версия - Fast SCSI (SCSI-2) -!имеет пропускную способность 10 Мб/с. Модификация Wide SCSI-2 является 16-разрядным вариантом Fast SCSI (SCSI-2) и соответственно имеет удвоенную скорость передачи данных, а также позволяет подключать до 15 периферийных устройств. Приставка Ultra обозначает повышенную до 20 МГц рабочую частоту, а контроллеры Ultra2 способны передавать данные на частоте 40 МГц. Очень часто встречаются обозначения Ultra Wide или Ultra2 Wide. Это означает, что используется комбинации вариантов. Так, например, Ultra2 Wide устройства могут обмениваться информацией с максимальной скоростью 80 Мб/с.

Спецификация Ultra160/m SCSI была принята 14 сентября 1998 года. Основными компонентами Ultra160/m SCSI явились: двойная синхронизация при передаче данных (Double Transition Clocking), контроль целостности данных за счет использования циклического кода с избыточностью (CRC), контроль окружения (Domain Validation). Скорость передачи данных в 160 Мб/с достигается за счет использования обоих фронтов сигнала запрос/подтверждение для синхронизации данных. Соответственно, это позволяет разработчикам увеличить быстродействие или надежность, так как становится возможным использовать полосу пропускания шины до 160 Мб/с с существующими Ultra2 SCSI соединительными кабелями либо повысить надежность интерфейса Ultra2 SCSI (80 Мб/с) благодаря снижению частоты, на которой происходит синхронизация.

Что касается контроля целостности данных за счет использования циклического кода с избыточностью (CRC), то в Ultra160/m используется тот же самый метод, который применяется в FDDI, в локальных сетях на основе протокола CSMA-CD и в волоконно-оптических каналах передачи данных. Контроль окружения представляет собой интеллектуальную технологию, заключающуюся в проверке подсистемы хранения данных, включая соединительные кабели, терминаторы и т.д. Эта технология контролирует функционирование системы в требуемых спецификациях, а в случае возникновения опасности потери данных даже понижает скорость передачи.

По способу связи с контроллером SCSI-устройства делятся на два типа: использующие single-ended и дифференциальный (differential, D) электрические интерфейсы. В интерфейсе single-ended используется один проводник для каждого разряда передаваемых данных или управляющих сигналов и соответствующий проводник для "земли", причем информация передается только по одному сигнальному проводнику. В дифференциальном интерфейсе сигнал разделяется на положительную и отрицательную составляющую и передается по паре проводников, что дает возможность передавать сигнал на большие дистанции без помех. Выбор типа SCSI-трансивера определяет максимальную длину шины и число подключаемых устройств. Большинство существующих SCSI-устройств используют single-ended-трансиверы, что приводит к уменьшению длины кабеля при увеличение скорости передачи Дифференциальные трансиверы преодолевают это ограничение, но стоимость их намного выше. Решить эту проблему призвана технология Low-Voltage Differential (LVD), представляющая гибрид двух вышеуказанных технологий. Большинство новых устройств поддерживают универсальные трансиверы, которые могут работать как single-ended и как LVD трансиверы.

Разрядность,

Максимальная скорость передачи, Мб/с

Максимальная длина кабеля/количество устройств, м/штук

Количество контактов в разъеме

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

Еще существует 80-контактный разъем для подключения устройств в режиме "горячей замены" (Hot Swap). Особенность такого разъема - присутствие контактов питания наряду с контактами для передачи данных и управляющих сигналов.

5. Как выглядит и из чего состоит SCSI контроллер

Вот картинка самого простого FastSCSI контроллера на шине PCI.

Как видно, больше всего места занимают разъемы. Самый большой (и самый старый) это разъем для 8-и битных внутренних устройств, часто называемый narrow , он аналогичен разъему IDE, только в нем не 40, а 50 контактов. На большинстве контроллеров есть и внешний разъем, как следует из названия, к нему можно и нужно подключать внешние SCSI устройства. На картинке изображен разъем типа mini-sub D на 50 контактов.

Для Wide устройств используется аналогичный, но на 68 контактов, также используется крепление не в виде защелок, а на винтах - как у COM мышек и принтеров. Он даже меньше, чем narrow, за счет более высокой плотности расположения контактов. (Кстати, несмотря на название, wide шлейф тоже уже, чем narrow). Иногда можно встретить и старый вариант внешнего разъема - просто centronix. Такой же (внешне, но не функционально:) Вы можете встретить на своем принтере. Некоторые устройства, например IOmega ZIP Plus, а также расчитанные на Mac, используют обычный 25 контактный Cannon (D-SUB), как на модеме. Для внешних высокоскоростных соединений применяется и mini-centronics. Вот полная таблица:

(размеры почти оригинальные)

Внутренние

Low-Density 50-pin

подключение внутренних narrow устройств - HDD, CD-ROM, CD-R, MO, ZIP. (как IDE, только на 50 контактов)

High-Density 68-pin

подключение внутренних wide устройств, в основном HDD

Внешние

подключение внешних медленных устройств, в основном сканеров, IOmega Zip Plus. наиболее распространен на Mac. (как у модема)

Low-Density 50-pin

или Centronics 50-pin. внешнее подключение сканеров, стриммеров. обычно SCSI-1.

High-Density 50-pin

или Micro DB50, Mini DB50. стандартный внешний narrow разъем

High-Density 68-pin

или Micro DB68, Mini DB68. стандартный внешний wide разъем

High-Density 68-pin

или Micro Centronics. по некоторым источникам применяется для внешнего подключения SCSI устройств.

Для работы любого устройства, как известно, необходима программная поддержка. Для большинства IDE устройств минимальная встроена в BIOS материнской платы, для остальных необходимы драйвера под различные операционные системы. У SCSI устройств все немного сложнее. Для первичной загрузки со SCSI жесткого диска и работы в DOS необходим свой SCSI BIOS. Здесь есть 3 варианта.

1. микросхема со SCSI BIOS есть на самом контроллере (как на VGA картах). При загрузке компьютера он активизируется и позволяет загрузиться со SCSI жесткого диска или, например, CDROM, MO. При использовании нетривиальной операционной системы (Windows NT, OS/2, *nix) для работы с устройствами SCSI всегда используются драйвера. Также они необходимы для работы устройств, не являющихся жесткими дисками, под DOS.

2. образ SCSI BIOS прошит в flash BIOS материнской платы. Далее по п.1. Обычно в BIOS платы добавляют SCSI BIOS для контроллере на основе чипа NCR 810, Symbios Logic SYM53C810 (на первой картинке именно он) или Adaptec 78xx. Этим процессом при желании можно управлять и изменять версию SCSI BIOS на более новую. При наличии на материнской плате SCSI контроллера используется именно такой подход. Этот вариант также более выгоден экономически:) - контроллер без микросхемы BIOS стоит дешевле.

3. SCSI BIOSа нет вообще. Работа всех SCSI устройств обеспечивается только драйверами операционной системы.

Кроме поддержки загрузки со SCSI устройств, BIOS обычно имеет еще несколько функций: настройка онфигурации адаптера, проверка поверхности дисков, форматирование на низком уровне, настройка параметров инициализации SCSI устройств, задание номера загрузочного устройства и т.д.

Следующее замечание следует из первого. Как Вы знаете, обычно на материнских платах есть CMOS. В нем BIOS хранит настройки платы, в том числе конфигурацию жестких дисков. Для SCSI BIOS часто необходимо также хранить конфигурацию SCSI устройств. Эту роль обычно выполняет маленькая микросхема типа 93C46 (flash). Подключается она к основному SCSI чипу. У нее всего 8 ножек и несколько десятков байт памяти, однако ее содержимое сохраняется и при выключении питания. В этой микросхеме SCSI BIOS может сохранять как параметры SCSI устройств так и свои собственные. В общем случае ее присутствие не связано с наличием микросхемы со SCSI BIOS, но, как показывает практика, обычно их устанавливают вместе.

Здесь Вы можете увидеть UltraWide SCSI контроллер фирмы ASUSTeK. На нем уже присутствует микросхема SCSI BIOS. Также можно разглядеть внутренний и внешний Wide разъемы.

На последней (больше мне не удалось быстро найти:) картинке представлен двухканальный Ultra Wide SCSI контроллер. Его спецификация включает следующие пункты: RAID уровней 0,1,3,5 ; Failure Drive Rebuilding ; Hot Swap и on-line Rebuilding; кеш память 2, 4, 8, 16, 32 Mb; Flash EEPROM для SCSI BIOS. Очень хорошо виден 486 процессор, который видимо и пытается всем этим добром управлять.

Еще на плате контроллера SCSI можно встретить

• светодиод активности SCSI шины и/или разъем для его подключения
• разъемы для модулей памяти
• контроллер гибких дисков (в основном на старых платах Adaptec)
• IDE контроллер
• звуковую карту (на картах ASUSTeK для MediaBus)
• VGA карту

Другие карты SCSI

Часто к сканерам и другим небыстрым SCSI устройствам в комплекте прилагается простой SCSI контроллер. Обычно это SCSI-1 контроллер на шине ISA 16 или даже 8 бит с одним (внешним или внутренним) разъемом. На нем нет BIOSа, eeprom, часто он работает без прерываний (polling mode), иногда поддерживает только одно (а не 7) устройство. В основном такой контроллер можно применять только со своим устройством, т.к. драйвера есть только для него. Однако при определенном навыке можно подключить к нему например жесткий диск или стример. Это оправдано только в случае отсутствия денег и наличия времени (или спортивного интереса:) , т.к. стандартный SCSI контроллер, как уже говорилось, можно приобрести за $20-40 и иметь на порядок меньше проблем и гораздо больше возможностей.

6. Концепция SCSI

Шина SCSI – это шина ввода-вывода, а не системная шина и не интерфейс приборного уровня. Интерфейсные средства типа шины SCSI особенно эффективны для машин, которые требуют подключения нескольких дисковых накопителей или других ПУ. Интерфейс SCSI повышает гибкость и вычислительную мощность системы, поскольку он позволяет подключить к одной шине несколько различных ПУ, которые могут непосредственно взаимодействовать друг с другом. Скорость передачи данных по шине безусловно не будет ограничивающим фактором, поскольку этот показатель для шины SCSI в настоящее время достигает 40Мбайт/с.

Шина SCSI предусматривает возможность подключения до восьми устройств. На первый взгляд это может показаться довольно серьезным ограничением, однако, если учесть, что каждое устройство может представлять восемь логических блоков, а каждый логический блок – 256 логических подблоков, то очевидно, что возможности расширения здесь более чем предостаточные.

Каждому из устройств шины SCSI должен быть назначен индивидуальный идентификатор ID, значение которого обычно задается при помощи коммутационных перемычек непосредственно в устройстве. Идентификатор ID выполняет две функции: он идентифицирует устройство на шине и определяет его приоритет в арбитраже за доступ к шине (чем больше номер устройства, тем выше его приоритет).

Каждое из восьми возможных устройств шины может играть роль инициатора(initiator), исполнителя(target), либо совмещать обе эти роли. Инициатор – это часть хост(главного) адаптера SCSI, который служит для подключения главного компьютера к шине SCSI. В типичной системе к одному инициатору подключается один или несколько исполнителей. Система повышенной сложности может содержать более одного хост- адаптера SCSI(много инициаторов). В таких системах могут устанавливаться взаимодействие не только любого процессора с любым ПУ, но также хост - адаптеров друг с другом, поскольку хост – адаптер сам является устройством шины SCSI и может играть роль как инициатора, так и исполнителя. Два ПУ(оба исполнителя), однако, не могут взаимодействовать друг с другом, поскольку только пара инициатор – исполнитель может вести обмен даннами по шине в каждый конкретный момент времени.

Хост – адаптер содержит аппаратные и программные средства для сопряжения с ЦП.

Интерфейс контроллера SCSI и системной шины может быть как совсем простым (строится по принципу программного опроса канала В/В), так и более сложным (предусматривающим высокоскоростные обмены данными в режиме прямого доступа к памяти, ПДП). Такие контроллеры воспринимают высокоуровневые команды и освобождают ЦП от необходимости обработки и контроля сигналов шины SCSI.

Программное обеспечение главного компьютера упрощается, поскольку ему не приходится учитывать физические характеристики конкретного устройства. Интерфейс SCSI предусматривает использование логических, а не физических адресов для всех блоков данных.

7. Фазы работы шины SCSI

Протокол шины SCSI предусматривает восемь отдельных фаз:

Bus Free – «Шина свободна»

Arbitration – «Арбитраж»

Selection – «Выборка»

Reselection – «Обратная выборка»

Command – «Команда»

Data – «Данные»

Status – «Состояние »

Message – «Сообщение»

Последние четыре фазы называются фазами передачи информации. Шина SCSI в каждый конкретный момент времени может находится только в одной из этих восьми фаз.

Фаза «Шина свободна» означает, что ни одно устройство в данный момент не работает с шиной SCSI в активном режиме, и шина свободна для обращения. Эта фаза обычно возникает после системного сброса или после сброса шины сигналом RST. Признаком фазы «Шина свободна» является отсутствие сигналов занятости BSY и выборки SEL.

Шина переключается в фазу – «Арбитраж», когда какое – либо SCSI- устройство хочет взять на себя управление шиной, т.е стать инициатором на шине. Это происходит в случаях, когда инициатор хочет выбрать исполнителя или исполнитель хочет произвести перевыборку запрашивавшего его ранее инициатора. В фазу «Арбитраж» шина может переключится только из фазы «Шина свободна». После того, как устройство определяет, что шина свободна, начинается фаза «Арбитраж». Для этого формируется сигнал BSY, на соответствующую линию данных

выдается идентификатор ID SCSI – устройства(ID – бит). При этом каждое

из восьми возможных устройств шины SCSI может выдавать свой ID - бит

только на закрепленную за ним линию данных как признак своего участия

в арбитраже. Устройство с максимальным значением идентификатора ID выигрывает арбитраж и берет на себя управление шиной.

Фаза «Выборка» дает возможность инициатору выбрать исполнителя, чтобы инициировать выполнение им соответствующей функции, например команды чтения READ или записи READ. Согласно протоколу спецификации SCSI-2 фаза «Выборка» всегда наступает после фазы «Арбитраж». В спецификации SCSI-1 предусматривается вариант системы с одним инициатором, где необходимость арбитража отсутствует, и в фазу выборки можно входить сразу же после фазы «Шина свободна». В обоих случаях для выборки исполнителя инициатор выдает его ID-бит на соответствующую линию данных шины SCSI и формирует сигнал выборки SEL.

Необязательная фаза перевыборка возможна, когда исполнитель хочет восстановить связь с тем инициатором, который ранее послал ему команду. Эта фаза в принципе напоминает фазу «Выборка», с тем исключением, что вместе с сигналом выборки SEL переходит в активное состояние линия I/O, что позволяет различать эти две фазы.

Фазы «Команда», «Данные», «Состояние » и «Сообщение» образуют группу фаз передачи информации, поскольку все они используются для передачи данных или управляющей информации по шине данных. Чтобы их различать, используются сигналы C/D – управление, I/O – ввод-вывод и MSG – сообщение, вырабатываемые исполнителями, который тем самым управляет всеми переходами из одной фазы в другую. Для управления передачей данных между исполнителем и инициатором в фазах передачи информации используются сигналы линий REQ/ACK – запрос/подтверждение (в версии SCSI-2 дополнительно применяются линии REQB/ACKB).

Реальный обмен данными может осуществляться синхронным и асинхронным способом. В обоих случаях для выполнения квитирования используются сигнальные линии ACK и REQ. Для исполнителя режим синхронной передачи является необязательным. Инициатор может потребовать, чтобы исполнитель осуществлял синхронную передачу, однако если последний отвергнет этот запрос, то будет использоваться асинхронный режим.

Чтобы передать данные инициатору в асинхронном режиме, исполнитель выдает их на линии данных шины SCSI вместе с сигналом REQ. Данные должны удерживаться на шине до тех пор, пока от инициатора не будет принят сигнал подтверждения ACK. После этого на шину выдаются следующие данные, и процесс повторяется. Если передача данных должна происходить в противоположном направлении, исполнитель выдает сигнал запроса REQ, говорящий о том, что он готов к приему данных. Инициатор выдает данные на линию данных шины SCSI, а за тем формирует сигнал ACK. Инициатор продолжает удерживать данные на шине до тех пор, пока линия REQ, не переключится в пассивное состояние. Затем исполнитель сбрасывает сигнал REQ, инициатор выдает новые данные, и процесс повторяется.

Если в фазе «Сообщения» устройства согласились использовать синхронный режим обмена, то исполнитель не будет ждать поступления сигнала подтверждения ACK перед выдачей сигнала REQ для приема следующих данных. Он может генерировать один или более импульсов REQ без ожидания соответствующих импульсов ACK(до заранее оговоренного максимума, называемого смещением REQ/ACK).

При выдаче всех запланированных импульсов REQ исполнитель сравнивает число запросов REQ и подтверждений ACK, чтобы удостовериться в том, что каждая группа данных принята успешно. При подготовке синхронного режима обмена устройства задают смещение REQ/ACK и период передачи. Период передачи определяет интервал времени между окончанием передачи очередного байта и началом передачи следующего.

8. Команды SCSI

Предшествующие спецификации интерфейсов для жестких дисков (как уже упомянутый ESDI) предусматривали последовательную передачу по одному биту за один раз, при этом управление диском осуществлялось по отдельным проводам (линиям), каждый из которых выполнял определенную функцию. Например, одна конкретная сигнальная линия задавала смещение головки чтения/записи жесткого диска, другая - направление смещения, третья - тип операции (чтение или запись), четвертая служила для передачи данных в требуемом формате. Таким образом, используемый контроллер зависел от типа жесткого диска.

SCSI же способен выполнять высокоуровневые команды, например запрашивать тип подключенного к шине устройства с помощью команды Inquiry. Таким образом, помимо спецификации физических характеристик шины (тип соединителя, уровни напряжения, назначение контактов и т. д.) стандарт для каждого типа периферии (жесткий диск, CD-ROM и т. д.) определяет поддерживаемые команды и соответствующие им ответы (порядка 12 для каждого вида периферии). Стандартные команды SCSI-1 сгруппированы в соответствии с шестью типами устройств, как показано в Таблице 1.

Таблица 1. Группы команд в соответствии с типами поддерживаемых устройств.

Тип устройства

Название

Типичная функция

Случайный доступ для чтения/записи (жесткий диск)

Адреса логических блоков, длина записываемого блока

Последовательный доступ (ленточный накопитель)

Чтение следующей записи

Контроль компоновки страницы

Процессор

Отправка и прием

WORM (записывающий CD-ROM)

Большой размер, съемный

Случайный доступ только для чтения

Адреса логических блоков, длина считываемого блока

При запросе целевым устройством команды, как в примере с обращением ПК к диску, инициатор отвечает отправкой 6 байт командной информации. Эти байты служат для задания команды и идентификации устройства. Все вместе они называются блоком описания команды (Command Descriptor Block, CDB). Первый байт (точнее, байт за номером 0) определяет тип команды или операционный код (opcode). Некоторые наиболее распространенные коды имеют следующие значения (в шестнадцатеричном представлении):

00 Тестовое устройство готово;

03 Форматирование;

08 Чтение;

0А Запись;

0B Поиск.

Значение оставшихся байт зависит от конкретного операционного кода. Например, в случае команды Write (код 0A) они имеют следующий смысл:

Байт 0 Операционный код 0А;

Байт 1 Номер логического устройства в битах 5 и 6,

биты с 1 по 4 задают адрес логического блока;

Байт 2 Адрес логического блока;

Байт 3 Адрес логического блока;

Байт 4 Биты со 2 по 5 задают длину передачи;

Байт 5 Бит 1 - флаг; биты 6 и 7 назначаются производителем.

Передача команд осуществляется в асинхронном режиме. Однако если ответ содержит данные, то они могут передаваться в синхронном режиме, как в случае команды Inquiry, в ответ на которую целевое устройство передает идентифицирующую его тип строку ASCII (этот ответ часто отображается на мониторе ПК при загрузке драйверов SCSI).

9. Хост - адаптеры

Хост-адаптер реализует функции сопряжения шины SCSI с системными ресурсами, прежде всего с системной шиной и операционной системой компьютера. Он, как правило выполняет роль инициатора на шине SCSI , хотя в сложных (например, в мультипроцессорных и мультимашинных) SCSI-системах может динамически изменяться (инициатор/исполнитель).

К числу основных функций хост - адаптера, определяющих его структуру и характеристики, относятся:

Реализация протокола шины SCSI, а также физических и электрических спецификаций стандарта;

Сопряжение с аппаратными и программными системными ресурсами

Реализация протокола шины SCSI, как правило, осуществляется специализированной БИС контроллера шины SCSI. Обычно эта схема обеспечивает и реализацию электрических спецификаций стандарта.

Сопряжение с аппаратными системными средствами предполагает прежде всего согласование разрядности и пропускной способности шины SCSI и системной шины хост-системы, а также реализацию развитых средств доступа к системной памяти. Структура узла согласования разрядности шин зависит от назначения хост-адаптера и используемой версии стандарта SCSI(8 разрядов для SCSI-1;16 или 32 разряда для SCSI-2). Основным средством согласования пропускной способности системной и SCSI-шин является буферная память, реализуемая обычно в виде буфера FIFO, либо двухпортового ОЗУ. Наиболее распространенный алгоритм доступа к системной памяти – прямой доступ, реализуемый чаще всего с помощью контроллера ПДП хост-системы.

Сопряжение с программными системами предполагает наличие SCSI- драйвера для конкретной ОС.

Характеристики современных хост - адаптеров

Среди используемых БИС SCSI-контроллеров для шины AT доминирует модели фирмы NCR. Следом идут известные WD33C93 фирмы Western Digital и ALC 6250/60 фирмы Adaptec(США). Хост-адаптером чаще всего поддерживают как синхронный, так и асинхронный режимы обмена по шине SCSI. Скорость обмена существенно зависит от типа используемого контроллера. В простых хост-адаптерах она колеблется от 0,25 до 1 Мбайт/с в асинхронном режиме и синхронном режимах соответственно.

Размер буфера данных также варьируется в достаточно широких пределах: от использования внутренних буферов БИC SCSI-контроллера небольшой емкости, до ОЗУ значительной емкости (1Мбайт). Наличие большого буфера существенно увеличивает стоимость хост-адаптера.

10. Кабели SCSI

Для обеспечения нечувствительности к помехам внешние кабели SCSI не только используют витые пары, но и организованы в виде трех концентрических слоев (см. Рисунок 2). Центральный, внутренний, слой содержит три пары: Request («Запрос»), Acknowledge («Подтверждение») и Ground («Земля»). Средний - промежуточный - слой служит для передачи управляющих сигналов. Третий - внешний - слой предназначен для передачи данных и информации о четности. В среднем слое пары скручены в противоположном направлении по сравнению с прилежащими к нему внешним и внутренним слоями для уменьшения емкостной связи между слоями. Размещение жил для передачи управляющих сигналов в среднем слое обеспечивает отсутствие интерференции между данными и сигналами Request/Acknowledge.

Рисунок 2. Внешний кабель SCSI в разрезе.

Хотя весь кабель в целом изолируется с помощью полихлорвинилового покрытия, для отдельных пар такая изоляция не годится, так как ее электрические характеристики сильно зависят от температуры, а кроме того, она имеет очень большую емкость. Такая конструкция кабеля сказываются в конечном итоге на его цене. Однако мы не так богаты, чтобы покупать дешевые вещи.

11. Програмная поддержка SCSI устройств

Задача программирования SCSI систем и устройств является многоуровневой и может быть разделена следующие относительно независимые подзадачи:

Программирование аппаратных средств периферийных устройств.

Реализация протоколов SCSI шины.

Реализация SCSI команд.

Доступ к SCSI устройствам ОС и прикладных задач.

К сожалению на всех перечисленных уровнях используемые на практике решения слабо унифицированы.Многие солидные фирмы предлагают свои оригинальные, однако часто не стыкуемые друг с другом подходы. Учитывая, что в настоящее время в области программирования SCSI устройств стандарт фактически пока не сложился, целесообразно рассмотреть наиболее интересные решения на каждом из уровней.

12. Программирование аппаратных средств периферийных устройств

Конечным звеном средств программной поддержки ПУ в силу специфичности физических принципов их реализации неизбежно являются узкоспециализированные программы низкого уровня. Из-за того, что программирование на таком уровне сложно даже для общесистемных, не говоря уже о прикладных программистах, имеется тенденция к повышению уровня средств программирования ПУ за счет маскирования специфики ПУ на уровне так называемого firmware (внутреннего программного обеспечения –ВПО). Примером может служить маскирование функций непосредственного управления дисковыми накопителями на уровне внутренних команд дисковых контроллеров WD2010,8272 и др.

Однако на уровень регистров контроллеров выходят только специализированные программы. В настоящее время ПУ как правило, программируются на уровне функций системной BIOS, а программы более высокого уровня вообще используют стандартные функции ОС.

Использование интерфейса SCSI еще более повышает уровень программирования ПУ за счет использования определенного стандартом набора команд общего вида. Для прикладного программиста использование стандартных функций BIOS становится при этом практически невозможным.

Однако как элемент управления устройствами, естественно,

сохраняются на уровне ВПО контроллера ПУ и реализуется либо локальным микропроцессором (МП) контроллера, либо микроконтроллером, встроенным в базовую БИС контроллера ПУ.

В целях сохранения наработанных программных средств управления электроникой ПУ, в настоящее время широко используется эмуляция стандартных интерфейсов ПУ, предполагающая преобразование логических адресов SCSI в физические адреса конкретного устройства. Примером может служить контроллер SmartConnex/ISA фирмы Distributed Proccessing Е Technology. Он использует интерфейс известного дискового контроллера WD1003 фирмы Western Digital, в результате чего компьютер “видит” контроллер как обычное устройство, совместимое с интерфейсом ST-506.

Реально эмуляцию интерфейса выполняет невидимый для пользователя драйвер, запоминаемый при форматировании в последнем блоке НМД. Соответствующие драйверы имеются для наиболее распространенных ОС

(MS-DOS,OS/2,Xenix/Unix,Novell NetWare). Установка контроллера SmartConnex в систему осуществляется с помощью специальной утилиты поставляемой фирмой.

В известных контроллерах WD 33C92/93 фирмы Western Digital имеется даже встроенная команда преобразования форматов логических адресов в физические.

Таким образом, для реализации различных ПУ в стандарте SCSI могут

использоваться фрагменты готовых программ, поддерживающие такие стандартные функции управления ПУ в MS-DOS, как INT 13, INT 11 и др.

Следует отметить, что такой подход, видимо не в полной мере соответствует идеологии SCSI, и в перспективе будут использоваться специальные программы непосредственного управления SCSI устройством на базе SCSI-команд.

13. SCSI против IDE

Спор "Что лучше: IDE или SCSI" входит в число самых распространенных во многих телеконференциях. Число сообщений и статей на эту тему очень велико. Однако этот вопрос, как и знаменитое "Windows NT or OS/2 or Unix", в такой постановке является неразрешимым. Наиболее частая и правильная реакция на них "А для чего?". Рассмотрев этот вопрос подробнее, Вы сможете принять для себя решение о необходимости SCSI для себя.

Расскажем подробнее, что может дать простой SCSI контроллер по сравнению с IDE и за что его нужно выбирать или не выбирать.

предложение SCSI

возражения EIDE/ATAPI

ответ SCSI

возможность подключения 7 устройств к одному контроллеру (к Wide - 15)

нетрудно установить 4 контроллера IDE и всего будет 8 устройств

на каждый контроллер IDE нужно по прерыванию! И только 2 будут с UDMA/33. А 4 UWSCSI это 60 устройств:)

широкий спектр подключаемых устройств

на IDE есть СDD, ZIP, MO, CD-R, CD-RW

а драйвера и программы для всего этого у вас точно есть? и много? а вот для SCSI можно использовать любые, в том числе входящие в состав ОС

возможность подключать как внутренние, так и внешние устройства

Removable rack или LPT-IDE

общая длинна кабеля SCSI может достигать 25 метров. В обычных вариантах 3-6м *

если не разгонять шину PCI, можно и на метр

можно использовать кэширование и технологии RAID для кардинального повышения производительности и надежности

раньше были кэширующие Tekram"ы, а сейчас появились и RAID для IDE

это не работает и вообще не серьезно

* Стоит заметить, что в случае использования интерфейса Ultra или Ultra Wide SCSI на какчество соединительных кабелей и их длину накладываются дополнительные ограничения, в результате чего максимальная длина соединения может быть существенно снижена.

Чтобы не складывалось впечатление, что IDE это очень плохо и за его использование Вам должно быть стыдно, отметим и положительные качества IDE интерфейса, частично в свете выше приведенной таблицы:

1. Цена. Бесспорно иногда это очень важно.

2. Не всем нужно подключать 4 HDD и 3 CDD. Часто двух каналов IDE более чем достаточно, а всякие там сканеры идут со своими карточками.

3. В корпусе minitower сложно использовать шлейф, длиннее 80см:)

4. IDE HD установить гораздо проще, там всего один jumper, а не 4-16 как на SCSI:)

5. IDE контроллер уже есть у большинства материнских плат

6. У IDE устройств шина всегда 16 бит и для моделей, сравнимых по цене, IDE выигрывает по скорости.

Теперь о цене. Самый простой SCSI на шину ISA стоит около $20, но сейчас такие просто никому не нужны, поэтому можно найти и дешевле. Следующий вариант это контроллер на шине PCI. Простейший вариант FastSCSI стоит около $40. Однако сейчас появилось множество материнских плат, на которых всего за +$70 может быть установлен Adaptec 7880 UltraWideSCSI. Даже у знаменитых ASUS P55T2P4 и P2L97 есть варианты со SCSI. Для UWSCSI карточки цена варьируется от $100 до $600. Также бывают двухканальные (как IDE на Intel Triton HX/VX/TX) контроллеры. Цена их естественно выше. Заметим, что в случае SCSI, в отличие от IDE, где что-то новое придумать сложно, за дополнительные деньги контроллеры могут быть расширены функциями кэш-контроллера, RAID-0..5, hotswap и т.д., поэтому говорить о верхней границе стоимости контроллера не совсем корректно.

И наконец о скорости. Как известно, сегодня максимальная скорость передачи информации по шине IDE составляет 33Мб/с. Для UWSCSI аналогичный параметр достигает 40Мб/с. Основные преимущества SCSI проявляются при работе в мультизадачных средах (ну и в Windows95 немного:). Многие тесты, приведенные под WindowsNT показывают несомненное преимущество SCSI. Пожалуй это самая популярная на сегодня ОС, для которой применение SCSI более чем оправдано. Также могут быть конкретные задачи (связанные, например, с обработкой видео) в которых просто невозможно использование IDE. Про отличия внутренних архитектур, также влияющих на производительность, в этой статье говорить не будем, поскольку там слишком много специальных терминов. Отметим только, что наблюдая за развитием IDE с удивлением замечаем, что он приобретает многие черты SCSI, но, будем надеяться, все-таки совсем они не сольются.

Список литературы

1. Михаил Гук: «Интерфейсы ПК. Справочник» "Питер",1999.

2. А.П. Пятибратов:

«Вычислительные машины, системы и сети»

3. А.А. Мячев, В.Н. Степанов:

«Персональные ЭВМ и микроЭВМ»

М.: «Радио и связь», 1998.

4. А.А. Мячев:

«Интерфейсы IBM PC», 1992.

5. Стефан Фойц: «Windows 98 для пользователя»

К.: Торгово-издательское бюро BHV, 1998;

6. «PC Computing»: «IDE vs SCSI»

7. «PC Magazine»: «Interface IDE»

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

SCSI — Small Computer System Interface

Несмотря на кажущееся засилье устройств с интерфейсом IDE/EIDE, по объемам выпуска за SCSI жесткими дисками все-таки остается около 27% рынка. Обычно это объясняют тем, что эти интерфейсы рассчитаны на разные сегменты рынка — IDE для «популярных и дешевых систем», а SCSI для «высокопроизводительных рабочих станций». Однако многие могут возразить, что в последнее время жесткие диски IDE достигли производительности SCSI и стоят значительно дешевле. И IDE контроллер, причем уже самый быстрый, обычно находится на материнской плате и не требует дополнительных материальных затрат, тогда как на хороший SCSI контроллер нужно потратить минимум $100. Но находятся люди, настойчиво отдающие предпочтение этому интерфейсу со сложно читаемым названием. Кстати, SCSI читается и произносится как «скази ». Я тоже частично отношу себя к таким и попытаюсь привлечь на нашу сторону еще хоть немного пользователей, а также немного рассказать о собственно SCSI.

SCSI vs IDE

Спор «Что лучше: IDE или SCSI» входит в число самых распространенных во многих телеконференциях. Число сообщений и статей на эту тему очень велико. Однако этот вопрос, как и знаменитое «Windows NT or OS/2 or Unix», в такой постановке является неразрешимым. Наиболее частая и правильная реакция на них «А для чего?». Рассмотрев этот вопрос подробнее, Вы сможете принять для себя решение о необходимости SCSI для себя.

Расскажем подробнее, что может дать простой SCSI контроллер по сравнению с IDE и за что его нужно выбирать или не выбирать.

предложение SCSI	возражения EIDE/ATAPI	ответ SCSI
возможность подключения 7 устройств к одному контроллеру (к Wide — 15)	нетрудно установить 4 контроллера IDE и всего будет 8 устройств	на каждый контроллер IDE нужно по прерыванию! И только 2 будут с UDMA/33. А 4 UWSCSI это 60 устройств:)
широкий спектр подключаемых устройств	на IDE есть СDD, ZIP, MO, CD-R, CD-RW	а драйвера и программы для всего этого у вас точно есть? и много? а вот для SCSI можно использовать любые, в том числе входящие в состав ОС
возможность подключать как внутренние, так и внешние устройства	? removable rack или LPT-IDE	:)
общая длинна кабеля SCSI может достигать 25 метров. В обычных вариантах 3-6м *	если не разгонять шину PCI, можно и на метр	мало!
можно использовать кэширование и технологии RAID для кардинального повышения производительности и надежности	раньше были кэширующие Tekram"ы, а сейчас появились и RAID для IDE	это не работает и вообще не серьезно

* Стоит заметить, что в случае использования интерфейса Ultra или Ultra Wide SCSI на какчество соединительных кабелей и их длину накладываются дополнительные ограничения, в результате чего максимальная длина соединения может быть существенно снижена.

Чтобы не складывалось впечатление, что IDE это очень плохо и за его использование Вам должно быть стыдно, отметим и положительные качества IDE интерфейса, частично в свете выше приведенной таблицы:

1. Цена. Бесспорно иногда это очень важно.
2. Не всем нужно подключать 4 HDD и 3 CDD. Часто двух каналов IDE более чем достаточно, а всякие там сканеры идут со своими карточками.
3. В корпусе minitower сложно использовать шлейф, длиннее 80см:)
4. IDE HD установить гораздо проще, там всего один jumper, а не 4-16 как на SCSI:)
5. IDE контроллер уже есть у большинства материнских плат
6. У IDE устройств шина всегда 16 бит и для моделей, сравнимых по цене, IDE выигрывает по скорости.

Теперь о цене. Самый простой SCSI на шину ISA стоит около $20, но сейчас такие просто никому не нужны, поэтому можно найти и дешевле. Следующий вариант это контроллер на шине PCI. Простейший вариант FastSCSI стоит около $40. Однако сейчас появилось множество материнских плат, на которых всего за +$70 может быть установлен Adaptec 7880 UltraWideSCSI. Даже у знаменитых ASUS P55T2P4 и P2L97 есть варианты со SCSI. Для UWSCSI карточки цена варьируется от $100 до $600. Также бывают двухканальные (как IDE на Intel Triton HX/VX/TX) контроллеры. Цена их естественно выше. Заметим, что в случае SCSI, в отличие от IDE, где что-то новое придумать сложно, за дополнительные деньги контроллеры могут быть расширены функциями кэш-контроллера, RAID-0..5, hotswap и т. д., поэтому говорить о верхней границе стоимости контроллера не совсем корректно.

И наконец о скорости. Как известно, сегодня максимальная скорость передачи информации по шине IDE составляет 33 Мб/с. Для UWSCSI аналогичный параметр достигает 40 Мб/с. Основные преимущества SCSI проявляются при работе в мультизадачных средах (ну и в Windows95 немного:). Многие тесты, приведенные под WindowsNT показывают несомненное преимущество SCSI. Пожалуй это самая популярная на сегодня ОС, для которой применение SCSI более чем оправдано. Также могут быть конкретные задачи (связанные, например, с обработкой видео) в которых просто невозможно использование IDE. Про отличия внутренних архитектур, также влияющих на производительность, в этой статье говорить не будем, поскольку там слишком много специальных терминов. Отметим только, что наблюдая за развитием IDE с удивлением замечаем, что он приобретает многие черты SCSI, но, будем надеяться, все-таки совсем они не сольются.

Как выглядит и из чего состоит SCSI контроллер

Вот Вам картинка самого простого FastSCSI контроллера на шине PCI.

Как видно, больше всего места занимают разъемы. Самый большой (и самый старый) это разъем для 8-битных внутренних устройств, часто называемый narrow , он аналогичен разъему IDE, только в нем не 40, а 50 контактов. На большинстве контроллеров есть и внешний разъем, как следует из названия, к нему можно и нужно подключать внешние SCSI устройства. На картинке изображен разъем типа mini-sub D на 50 контактов.

Для Wide устройств используется аналогичный, но на 68 контактов, также используется крепление не в виде защелок, а на винтах — как у COM мышек и принтеров. Он даже меньше, чем narrow, за счет более высокой плотности расположения контактов. (Кстати, несмотря на название, wide шлейф тоже уже, чем narrow). Иногда можно встретить и старый вариант внешнего разъема — просто centronix. Такой же (внешне, но не функционально:) Вы можете встретить на своем принтере. Некоторые устройства, например IOmega ZIP Plus, а также расчитанные на Mac, используют обычный 25 контактный Cannon (D-SUB), как на модеме. Для внешних высокоскоростных соединений применяется и mini-centronics. Вот полная таблица:

(размеры почти оригинальные)

Внутренние
Low-Density 50-pin	подключение внутренних narrow устройств — HDD, CD-ROM, CD-R, MO, ZIP. (как IDE, только на 50 контактов)
High-Density 68-pin	подключение внутренних wide устройств, в основном HDD
Внешние
DB-25	подключение внешних медленных устройств, в основном сканеров, IOmega Zip Plus. наиболее распространен на Mac. (как у модема)
Low-Density 50-pin	или Centronics 50-pin. внешнее подключение сканеров, стриммеров. обычно SCSI-1
High-Density 50-pin	или Micro DB50, Mini DB50. стандартный внешний narrow разъем
High-Density 68-pin	или Micro DB68, Mini DB68. стандартный внешний wide разъем
High-Density 68-pin	или Micro Centronics. по некоторым источникам применяется для внешнего подключения SCSI устройств

Для работы любого устройства, как известно, необходима программная поддержка. Для большинства IDE устройств минимальная встроена в BIOS материнской платы, для остальных необходимы драйвера под различные операционные системы. У SCSI устройств все немного сложнее. Для первичной загрузки со SCSI жесткого диска и работы в DOS необходим свой SCSI BIOS. Здесь есть 3 варианта.

1. микросхема со SCSI BIOS есть на самом контроллере (как на VGA картах). При загрузке компьютера он активизируется и позволяет загрузиться со SCSI жесткого диска или, например, CDROM, MO. При использовании нетривиальной операционной системы (Windows NT, OS/2, *nix) для работы с устройствами SCSI всегда используются драйвера. Также они необходимы для работы устройств, не являющихся жесткими дисками, под DOS.
2. образ SCSI BIOS прошит в flash BIOS материнской платы. Далее по п.1. Обычно в BIOS платы добавляют SCSI BIOS для контроллере на основе чипа NCR 810, Symbios Logic SYM53C810 (на первой картинке именно он) или Adaptec 78xx. Этим процессом при желании можно управлять и изменять версию SCSI BIOS на более новую. При наличии на материнской плате SCSI контроллера используется именно такой подход. Этот вариант также более выгоден экономически:) — контроллер без микросхемы BIOS стоит дешевле.
3. SCSI BIOSа нет вообще. Работа всех SCSI устройств обеспечивается только драйверами операционной системы.

Кроме поддержки загрузки со SCSI устройств, BIOS обычно имеет еще несколько функций: настройка конфигурации адаптера, проверка поверхности дисков, форматирование на низком уровне, настройка параметров инициализации SCSI устройств, задание номера загрузочного устройства и т. д.

Следующее замечание следует из первого. Как Вы знаете, обычно на материнских платах есть CMOS. В нем BIOS хранит настройки платы, в том числе конфигурацию жестких дисков. Для SCSI BIOS часто необходимо также хранить конфигурацию SCSI устройств. Эту роль обычно выполняет маленькая микросхема типа 93C46 (flash). Подключается она к основному SCSI чипу. У нее всего 8 ножек и несколько десятков байт памяти, однако ее содержимое сохраняется и при выключении питания. В этой микросхеме SCSI BIOS может сохранять как параметры SCSI устройств так и свои собственные. В общем случае ее присутствие не связано с наличием микросхемы со SCSI BIOS, но, как показывает практика, обычно их устанавливают вместе.

На следующей картинке Вы можете увидеть UltraWide SCSI контроллер фирмы ASUSTeK. На нем уже присутствует микросхема SCSI BIOS. Также можно разглядеть внутренний и внешний Wide разъемы.

На последней (больше мне не удалось быстро найти:) картинке представлен двухканальный Ultra Wide SCSI контроллер. Его спецификация включает следующие пункты: RAID уровней 0,1,3,5 ; Failure Drive Rebuilding ; Hot Swap и on-line Rebuilding; кеш память 2, 4, 8, 16, 32 Mb; Flash EEPROM для SCSI BIOS. Очень хорошо виден 486 процессор, который видимо и пытается всем этим добром управлять.

Еще на плате контроллера SCSI можно встретить

• светодиод активности SCSI шины и/или разъем для его подключения
• разъемы для модулей памяти
• контроллер гибких дисков (в основном на старых платах Adaptec)
• IDE контроллер
• звуковую карту (на картах ASUSTeK для MediaBus)
• VGA карту

Другие карты SCSI

Часто к сканерам и другим небыстрым SCSI устройствам в комплекте прилагается простой SCSI контроллер. Обычно это SCSI-1 контроллер на шине ISA 16 или даже 8 бит с одним (внешним или внутренним) разъемом. На нем нет BIOSа, eeprom, часто он работает без прерываний (polling mode), иногда поддерживает только одно (а не 7) устройство. В основном такой контроллер можно применять только со своим устройством, т.к. драйвера есть только для него. Однако при определенном навыке можно подключить к нему например жесткий диск или стример. Это оправдано только в случае отсутствия денег и наличия времени (или спортивного интереса:) , т. к. стандартный SCSI контроллер, как уже говорилось, можно приобрести за $20-40 и иметь на порядок меньше проблем и гораздо больше возможностей.

Характеристики SCSI

Основными характеристиками шины SCSI являются

• ее ширина — 8 или 16 бит. Или, другими словами, «narrow» или «wide».
• скорость (грубо — частота, с которой тактируется шина)
• физический тип интерфейса (однополярный, дифференциальный, оптика...). иногда это можно назвать типом разъема для подключения

на скорость влияют в основном первые два параметра. Обычно они записываются в виде приставок к слову SCSI.

Максимальную скорость передачи устройство-контроллер легко подсчитать. Для этого нужно просто взять частоту шины, а в случае наличия «Wide» умножить ее на 2. Например — FastSCSI — 10Мб/с, Ultra2WideSCSI — 80Мб/с. Заметим, что WideSCSI обычно обозначает все-таки WideFastSCSI, также как и Ultra2 мне известна только в Wide варианте и только с интерфейсом LVD.

На примере обозначений жестких дисков Seagate рассмотрим варианты интерфейсов SCSI. В названии модели последние 1-2 буквы обозначают интерфейс, т.е. один и тот же диск может выпускаться с различными интерфейсами, например Baracuda 9LP — ST34573N, ST34573W, ST34573WC, ST34573WD, ST34573DC, ST34573LW, ST34573LC.

DC	80-pin Differential
FC	Fibre Channel
N	50-pin SCSI connector
ND	50-pin Differential SCSI connector
W	68-pin Wide SCSI connector
WC	80-pin Single connector SCSI
WD	68-pin Wide Differential SCSI connector
LW	68-pin Wide SCSI connector, low-voltage Differential
LC	80-pin Single connector SCSI connector, low-voltage Differential

В обычной жизни встречаются в основном интерфейсы, обозначенные N и W. Их «Differential» варианты обеспечивают повышенную помехозащищенность и увеличенную допустимую длину шины SCSI. «Low-voltage» применяется с новым протоколом Ultra2. «Single connector» используются в основном в hot-swap конфигурациях, т.к. объединяют сигналы SCSI питания и заземления в одном разъеме. «Fibre Channel» скорее похож на интерфейс локальной сети, чем на SCSI, т. к. является последовательным интерфейсом. Скорость в 100Mb/s для него вполне обычна. Применяется в Hi-End конфигурациях.

SCSI устройства

Перечислить все SCSI устройства не представляется возможным, приведем только несколько их типов: жесткий диск, CD-ROM, CD-R, CD-RW, Tape (стример), MO (магнитооптический драйв), ZIP, Jaz, SyQuest, сканер. Среди более экзотических отметим Solid State disks (SSD) — очень быстрое устройство массовой памяти на микросхемах и IDE RAID — коробка с n IDE дисками, которая притворяется одним большим SCSI диском. В общем случае можно считать, что все устройства на шине SCSI одинаковы и для работы с ними используется один набор команд. Конечно по мере развития физического уровня SCSI изменялся и программный интерфейс. Один из наиболее распространенных сегодня — ASPI. Поверх этого интерфейса можно применять драйвера сканеров, CD-ROMов, MO. Например правильный драйвер CD-ROMа может работать с любым устройством на любом контроллере, если у контроллера есть ASPI драйвер. Кстати, Windows95 эмулирует ASPI даже для IDE/ATAPI устройств. Это можно посмотреть например в программах типа EZ-SCSI и Corel SCSI. Каждое устройство на SCSI шине имеет свой номер. Этот номер называется SCSI ID. Для устройств на narrow SCSI шине он может быть от 0 до 7, на wide соответственно от 0 до 15. У SCSI контроллера, являющегося равноправным SCSI устройством, тоже есть свой номер, обычно это 7. Заметим, что если у Вас один контроллер, но есть разъемы и narrow и wide, то SCSI шина все-таки одна, и все устройства на ней должны иметь уникальные номера. Для некоторых целей, например у библиотек устройств CD-ROM, применяется еще LUN — логический номер устройства. Если в библиотеке 8 CD-ROM, то она имеет SCSI ID, например, 6, а логически CD-ROMы различаются по LUN. Для контроллера все это выглядит в виде пар SCSI ID — LUN, в нашем примере 6-0, 6-1, ..., 6-7 . Поддержку LUN при необходимости нужно включать в SCSI BIOS. Номер SCSI ID обычно устанавливается с помощью перемычек (хотя в SCSI существуют и новые стандарты, аналогичные Plug&Play, не требующие перемычек). Также ими можно установить параметры: проверка четности, включение терминатора, питание терминатора, включение диска по команде контроллера,

Установка

Для установки SCSI контроллера и устройства минимально необходимо иметь — их самих и еще SCSI шлейф:). Также могут пригодиться свободный слот расширения в Вашем ПК, свободное прерывание для этого слота, 1-5 правильных винта или шурупа, от 2 до 8 различных перемычек, дисковод или CD-ROM (уже подключенный:) для носителя драйверов. Более сложные конфигурации могут включать внешние SCSI кабели, внешние терминаторы (см. ниже), переходники Wide-Narrow и т.д. Часто возникают вопросы о возможности подключения Fast/ Ultra/ Narrow/ Wide устройств в различных комбинациях. Для наиболее распространенных устройств общее правило в этом случае таково: если разъемы совпадают, то подключить можно. Другими словами, в этом случае важно отличать Narrow/ Wide и не обращать внимания на Fast/ Ultra. (В стороне остается Ultra2, т. к. она существует только в варианте разъема / интерфейса LVD). Однако скорость и надежность могут сильно упасть. Более подробно см. выше в разделе «Характеристики SCSI / интерфейсы». Кроме того существуют различные переходники типа narrow-wide, но их применение очень не рекомендуется.

Контроллер

Как уже говорилось, обычно контроллер имеет SCSI ID=7. Если Вы можете придумать причину, по которой этот номер необходимо поменять, сделайте это через SCSI BIOS. Также можно настроить: поддержку скоростей ultra, поддержку более двух дисков, поддержку removable как диск во время загрузки и т.д. Для каждого из устройств на SCSI шине можно настроить: проверку четности, задержку при включении (чтобы не одновременно все 7 дисков включались), максимальную скорость устройства. Для не PnP контроллеров на шине ISA не забудьте установить используемое им прерывание в BIOS SETUP в «Legal ISA». Для PCI контроллера проверьте, что ему тоже досталось прерывание, и он его ни с кем не делит, хотя для последних моделей это часто не важно.

Терминаторы

Возможно кто-то и помнит такой интерфейс жестких дисков, как ST506 (MFM/RLL), там как раз применялась терминация кабеля данных на последнем диске. Также терминаторы применялись и в дисководах гибких дисков, но очень давно. Цель применения терминаторов — обеспечить согласование уровней сигналов, уменьшить затухание и помехи. Говорят, что проблемы с терминаторами являются наиболее распространенными, однако если внимательно все делать, их не возникнет. Каждое SCSI устройство имеет возможность включения или выключения терминаторов. Исключение составляют некоторые сканеры, у которых терминация шины включена навсегда и внешние устройства со сквозной шиной. Варианты терминаторов:

1. внутренние. обычно присутствуют на жестких дисках. включаются установкой одной перемычки
2. автоматические. большинство контроллеров SCSI имеет такие. они сами решают, включаться им или нет
3. в виде сборок резисторов. на некоторых CD-ROM и CD-R именно такие. выключаются удалением из панелек всех сборок.
4. внешние. как в п.3, но красивее. например на стримере HP T4e. устройство (обычно внешнее) имеет два разъема SCSI. в один включается кабель к контроллеру, в другой — терминатор или кабель к следующему устройству в цепочке.

Кроме того терминаторы могут быть пассивными или активными. Сегодня большинство активные, которые обеспечивают большую помехоустойчивость и надежность на высоких скоростях. Определить, какой используется на SCSI устройстве обычно можно по способу его включения. Если это одна перемычка, или он автомстический, то скорее всего активный. А если для его выключения необходимо вытащить из устройства 1-2 резисторных сборки, то пассивный. В принципе терминация шины с разных концов разными по типу терминаторами возможна, но только на низких скоростях. Кстати, это еще один аргуметн в пользу разделения медленнх и быстрых устройств на разные конттроллеры или каналы.

Более подробно про терминаторы написано в описании каждого устройства. Правила терминирования часто нарисованы в руководстве к адаптеру. Главное звучит так: шина SCSI должна быть затерминирована на обоих своих концах. Здесь рассмотрим наиболее распространенные варианты устройств на одной SCSI шине (wide или narrow)

Простейший вариант: контроллер и одно устройство (внешнее или внутреннее — не важно). Терминаторы необходимо включить и на контроллере и на устройстве (или в устройство)

Вариант с несколькими внутренними устройствами. Терминатор включен только на последнем и на контроллере.

Есть как внутренние, так и внешние устройства. Терминаторы включены на крайних внутреннем и внешнем устройствах.

Есть внутренне и несколько внешних устройств. Терминаторы на внутреннем и в последнем внешнем устройстве

Немного сложнее ситуация, когда на одном контроллере (шине) используются narrow и wide устройства одновременно. Представим, что у нас две 8 бит шины, которые на самом деле есть просто старший и младший байты wide шины (в описаниях и SCSI BIOS это так и называется — High byte/Low byte) . Теперь, следуя вышеприведенным правилам, необходимо затерминировать обе эти шины. Обычно в таких случаях на контроллере можно независимо терминировать старший и младший байты wide шины. В этой ситуации narrow шина есть продолжение младшего байта wide шины. Приведем один пример:

Использование Narrow и Wide устройств на одной SCSI шине

В принципе это возможно, только обратите внимание на терминацию. Однако все-таки лучше так не делать. Поскольку всегда сосуществование на одной шине быстрых (wide это обычно UltraWide SCSI) и медленных устройств (narrow это обычно только Fast SCSI или даже SCSI-1) не есть хорошо.

Домашнее задание: На Wide контроллере есть 3 разъема: внешний и внутренний wide и внутренний narrow. К ним можно подключить три кабеля с устройствами. Вопрос: на каких устройствах необходимо включить терминаторы?

Использование Narrow устройства на Wide контроллере(шине)

Такой вариант вполне работоспособен. Нужно только использовать переходник wide-narrow или это может быть внешний SCSI кабель с narrow разъемом на одном конце и wide на другом. Чаще всего такая необходимость возникает при подключении внешних narrow устройств к wide контроллеру, т. к. он обычно имеет wide внешний разъем. Если все-таки используете переходники, обратите внимание на терминацию! При подключении внешнего narrow устройствак wide разъему переходник должен терминировать high byte. Если же подключается narrow устройство к внутреннему разъему wide, то переходник просто преобразовывает разъемы (т. е. сокращает количество проводов с 68 до 50).

Жесткие диски

Подключение жестких дисков очень просто, нужно только позаботиться о двух вещах — о терминаторе и SCSI ID. Обычно у нового диска терминация включена, а номер поставлен на 6 или 2. Поэтому если Вы ставите первый диск, то заботиться не о чем, а если нет, то нужно проверить эти установки. Еще одно замечание о SCSI ID — старые контроллеры Adaptec могут загружаться только с номера 0 или 1.

Следующий этап установки — форматирование диска. Считается хорошим тоном перед использованием диска на новом контроллере отформатировать его именно на нем. Это связано с тем, что у разных производителей SCSI адаптеров используются разные схемы трансляции секторов (можно сравнить с LBA, CHS, LARGE у IDE дисков) и при переносе диск может работать плохо или вообще никак. Если диск на новом контроллере не заработал, попробуйте его отформатировать командой format, а если не поможет, то из SCSI BIOSа (я лично таких вариантов не встречал).

Если Вы подключаете больше двух жестких дисков или диски объемом более 2Г, может потребоваться изменить установки SCSI BIOS. При подключении removable устройств, например IOmega Jaz, для загрузки с них нужно установить опции SCSI BIOS. Описание возможных вариантов слишком велико, может быть оно и будет приведено здесь потом, а пока — читайте описания, ничего страшного там нет:).

CD-ROM, CD-R, CD-RW

Для этих устройств под DOS необходим драйвер. Обычно он устанавливается поверх ASPI драйвера. При работе не под DOS обычно никаких драйверов не требуется. При желании можно установить параметр контроллера на загрузку с CD диска. Для работы с CD-R/CD-RW устройствами в режиме записи Вам потребуется специальное ПО (например Adaptec EZ-CD Pro).

Стримеры

Аналогично CD-ROM SCSI стримеры могут работать с большинством операционных систем со стандартными драйверами. Очень удачно, что можно, например под WindowsNT, использовать стандартную программу backup, а не специализированное ПО.

Сканеры

Обычно в комплект сканеров входит своя карточка. Иногда она совсем «своя», как, например, у Mustek Paragon 600N, а иногда просто максимально упрощенный вариант стандартного SCSI. В принципе использование сканера с ней не должно вызывать проблем, но иногда подключение сканера к другому контроллеру (если у сканера есть такая возможность) может принести пользу. Сканирование A4 с 32 бит цветом на 600dpi это картинка около 90 Mb и передача этого количества информации через 8 бит шину ISA не только занимает много времени, но и сильно замедляет ПК, т.к. драйвера к этой стандартной карточке обычно 16 битные (пример — Mustek Paragon 800IISP). В качестве дополнительного обычно выступает дешевый FastSCSI PCI контроллер. Менее или более производительный не дадут ничего нового. В таком варианте тоже есть замечание — нужно убедиться, что сканер (или более важно — его драйвера) может работать с Вашим новым контроллером в Вашей конфигурации. Например драйвера Mustek Paragon 800IISP рассчитаны на свою карточку или любую ASPI совместимую.

При выборе SCSI контроллера нужно обращать внимание на несколько параметров (в случайном порядке и с большой избыточностью)

• ваши требования и задачи
• совместимость
• известность фирмы-производителя карты
• известность фирмы-производителя чипа
• наличие драйверов
• техническая поддержка
• стоимость
• советы друзей и знакомых
• личные предпочтения
• внешний вид и комплектация

FastSCSI PCI контроллер — Tekram DC-390. Этот контроллер построен на базе известного чипа AMD, что гарантирует работоспособность под большинством операционных систем с встроенными драйверами, однако можно использовать и от Tekram. Присутствует маленький и хорошенький SCSI BIOS.
Контроллеры на чипе Symbios Logic SYM53C810, хорошо известны большинству ОС. SCSI BIOS именно для него входит почти в любой AWARD BIOS для материнских плат. Очень дешевый и тем не менее работоспособный.

UltraWideSCSI PCI контроллер — Adaptec AHA2940UW. Один из самых популярных сегодня, хотя уже сдает свои позиции. Однако он все-таки работоспособен. Ну немного медленный и дорогой, зато работает под всеми распространенными ОС.
Контроллеры на чипе Symbios Logic 53C875. Многие отмечают его скорость и надежность.

Устройства

HDD — ну конечно Seagate Cheetah — с RPM 10000 сложно поспорить. Но без дополнительных вентиляторов охлаждения этот диск долго не проживет:(. Так же отличаются надежностью и другие серии дисков Seagate — Barracuda и Hawk.

Остальные (CD-ROM, Tape, CD-R и другие) — здесь все по вкусу. SCSI устройства производят многие известные компании. Например HP, Sony, Plextor, Yamaha.

При подготовке статьи были использованы материалы
компаний IBM, Seagate, ASUSTeK, Tekram

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 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:

Спецификация	Скорость передачи данных	Макс. длина кабеля	Макс. кол-во устройств
Fast SCSI	10 МБайт/сек	3 метра	8
Wide SCSI	20 МБайт/сек	3 метра	16
Ultra SCSI (8 бит, Narrow)	20 МБайт/сек	3 метра	5
Ultra SCSI (16 бит, Wide)	40 МБайт/сек	3 метра	5
Ultra SCSI (8 бит, Narrow)	20 МБайт/сек	1.5 метра	6-8
Ultra SCSI (16 бит, Wide)	40 МБайт/сек	1.5 метра	6-8
Ultra2 SCSI	80 МБайт/сек	1.5 метра	16

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 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 был разработан, чтобы обеспечить стандартное подключение для систем, использующих дисководы (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, 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 (Extended).

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

· Загрузочный раздел SCSI дисковода должен быть отформатирован как (Primary) и (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 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, 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.

При подключении к SCSI контроллеру только одного прибора (например, жесткого диска), и на контроллере, и на приборе терминаторы необходимо включить. Если это внешний прибор, имеющий дополнительный разъем для подключения других внешних SCSI приборов (например, внешний SCSI CD-ROM), то можно воспользоваться внешним терминатором (желательно активным). В этом случае внутренний терминатор прибора обязательно должен быть выключен.

Если к контроллеру SCSI подключается несколько приборов, то терминаторы должны быть установлены только на концах шины SCSI. Так, если все подключаемые приборы внутренние, то терминаторы должны быть включены на контроллере SCSI и на одном (и только одном) приборе, который физически подключен к последнему разъему шины SCSI. Лучшие результаты получаются, если к последнему разъему подключен активный внешний терминатор, а внутренние терминаторы на всех приборах (кроме контроллера) выключены. Кстати, в последнее время многие приборы (например, жесткие диски SE/LVD) вообще не имеют встроенного терминатора.

Если все подключаемые приборы внешние, то терминаторы должны быть включены на контроллере и последнем подключенном внешнем приборе. Следует заметить, что внешние SCSI приборы в подавляющем большинстве имеют два разъема, к одному из которых подключается шина SCSI от компьютера, а к другому могут подключаться другие SCSI устройства. В этом случае целесообразно отключить внутренние терминаторы всех приборов и использовать активный внешний терминатор.

Если необходимо к одному SCSI контроллеру подключить, как внутренние, так и внешние приборы, то контроллер подключается к промежуточному разъему шины SCSI. Часть шины SCSI используется для подключения внутренних устройств, а другая часть заканчивается разъемом для подключения внешних устройств. В этом случае внутренний терминатор контроллера должен быть выключен. На внутреннем приборе, подключенном к последнему разъему шины SCSI, терминатор должен быть включен, а на остальных внутренних приборах - выключен. На разъеме для подключения внешних приборов всегда должен быть установлен активный внешний терминатор. При подключении внешнего SCSI устройства, внешний терминатор снимается, к разъему SCSI подключается внешний прибор, а к дополнительному разъему внешнего прибора подключается снятый ранее внешний терминатор (не забудьте правильно установить номер внешнего устройства, а то компьютер просто «зависнет»).

Подключение терминаторов для устройств с разными интерфейсами

Все сказанное выше справедливо, если все подключаемые приборы имеют одинаковый интерфейс (все приборы Wide SCSI-2 или все приборы SCSI-2). Если же часть приборов имеет интерфейс Wide SCSI-2, а, по крайней мере, один (обычно CD-ROM) имеет интерфейс SCSI-2 (Narrow), то, в ряде случаев, возникают проблемы с правильным подключением терминаторов. Проблемы вызваны тем, что интерфейсы Wide и Narrow отличаются количеством линий передачи данных в составе шины.

Наиболее распространенной ошибкой является подключение к шине Wide SCSI-2 нескольких жестких дисков с интерфейсом Wide SCSI-2 (или Ultra Wide SCSI-2), а к последнему разъему подключается через переходник CD-ROM с интерфейсом SCSI-2. Несмотря на то, что на CD-ROMе будет включен терминатор, этот терминатор осуществит согласование только 8 линий шины, тогда как остальные 8 линий, используемые в интерфейсе Wide SCSI, окажутся «висящими в воздухе».

Более правильным решением будет подключение приборов с 8-разрядным SCSI интерфейсом к промежуточным разъемам шины (терминаторы 8-разрядных приборов выключены). К последнему разъему подключить прибор Wide SCSI с включенным терминатором (или активный внешний терминатор). Конечно, наличие переходника все равно ухудшает показатели системы. Такого варианта по возможности следует избегать (так же, впрочем, как и вообще использования на одной шине высокоскоростных и медленных устройств). Однако, в данной ситуации это все-таки правильный вариант подключения. Контроллеры Ultra2 SCSI имеют в своем составе встроенный преобразователь интерфейсов, что позволяет подключить все приборы стандарта Ultra2 к отдельной шине, не смешивая их с менее скоростными устройствами.

Особенности контроллеров с двумя разъемами

Многие SCSI контроллеры имеют 2 разъема: один для интерфейса SCSI, второй для интерфейса Wide SCSI. Это только физически разные разъемы, канал SCSI - один и тот же. Эти различные разъемы позволяют избежать применения каких-либо переходников, но не устраняют проблем с подключением терминаторов. Такие контроллеры имеют переключатели "High On/Off" и "Low On/Off". Это раздельные выключатели активных терминаторов для старшего и младшего байтов шины соответственно. Причем, младший байт ("Low") - это и есть линии интерфейса SCSI (Narrow), а старший байт - линии расширения интерфейса до стандарта Wide.

Если к такому контроллеру подключаются устройства только одного стандарта, то оба переключателя устанавливаются в положение "On". Шина SCSI (или WIDE SCSI) подключается одним конечным разъемом к контроллеру, к другому конечному разъему подключается прибор с включенным терминатором. Остальные приборы с выключенными терминаторами подключаются к промежуточным разъемам.

При необходимости подключения нескольких устройств с различными интерфейсами, используется две шины: SCSI и Wide SCSI. Обе шины своими конечными разъемами подключаются к соответствующим разъемам контроллера. Приборы подключаются к шинам в соответствии с поддерживаемым ими стандартом. Терминаторы включаются только на приборе, подключенном к конечному разъему шины SCSI, и на приборе, подключенном к конечному разъему шины Wide SCSI. На контроллере переключатели терминаторов устанавливаются в положения "High On" и "Low Off".

В последнее время контроллеры, в том числе и установленные на материнской плате, не имеют такого переключателя (или соответствующего пункта в меню BIOS). Есть только «Terminator On/Off». В этом случае речь идет только о младших 8 разрядах шины. Старшие разряды всегда затерминированы.

Питание активных терминаторов

Активные терминаторы, используемые в настоящее время, требуют для своей работы наличия напряжения питания. Это напряжение на активный терминатор может подаваться, как с любого SCSI устройства, так и с контроллера. На современных SCSI устройствах есть специальный переключатель для выбора источника питающего напряжения встроенного в эти устройства активного терминатора. Обычно на заводе устанавливается режим питания терминатора от самого устройства ("Power from Drive"). Если к контроллеру подключается только один или несколько внутренних SCSI устройств с одинаковым интерфейсом, то проблем не возникает.

Если по условиям нормального согласования шины необходимо применение активного внешнего терминатора, то нужно позаботиться о подаче на него питающего напряжения. Для этого, на одном из устройств, подключенных к данной шине, должен быть включен режим подачи напряжения в шину ("Power to SCSI Bus"). Если этого не сделать, то внешний терминатор просто не будет нормально работать.

Во всех рассмотренных выше случаях наилучшие результаты обычно достигаются при питании всех терминаторов от одного источника. Чтобы подать напряжение питания на все терминаторы от одного источника на одном (любом) приборе, включается режим питания встроенного в данный прибор терминатора от внутреннего источника питания и одновременно режим подачи напряжения питания терминаторов в шину. Для этого на данном приборе перемычки (переключатели) устанавливаются в положение "Power to SCSI Bus and Drive". На остальных приборах, на которых необходимо включить терминирование, устанавливается режим питания терминатора от шины SCSI (перемычки или переключатели устанавливаются в положение "Power from SCSI Bus").

В подавляющем большинстве случаев система будет нормально работать и в случае, если каждый терминатор питается от своего источника. Главное, чтобы на каждый терминатор подавалось напряжение хотя бы от одного источника. Более того, ничего страшного не произойдет, если несколько приборов будут установлены в режим подачи напряжения питания терминаторов в линию. Цепи питания терминаторов всех приборов имеют защиту от встречно поданного напряжения.

Специализированные SCSI контроллеры

Часто к сканерам и некоторым другим медленным SCSI устройствам в комплекте прилагается простой SCSI контроллер. Обычно это SCSI-1 контроллер на шине ISA 16, или даже 8, бит с одним (внешним или внутренним) разъемом. На нем нет BIOS, часто он работает без прерываний (polling mode), иногда поддерживает только одно устройство (а не 7). В основном такой контроллер можно применять только со своим устройством. Другие приборы на таком контроллере чаще всего работать не будут. Более того, многие устройства (чаще всего сканеры) не смогут работать со стандартным контроллером. Поэтому лучше не рассчитывать на совместимость, а подключать стандартные SCSI устройства к отдельному стандартному контроллеру.