Параллельный SCSI

Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найти источники:  «Parallel SCSI»  -  новости  · газеты  · книги  · научный сотрудник  · JSTOR ( январь 2007 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Разъем Amphenol -50 SCSI

Параллельный интерфейс SCSI (формально, параллельный интерфейс SCSI или SPI ) является самой ранней из реализаций интерфейса в семействе SCSI . SPI - параллельная шина ; от одного конца шины SCSI до другого проходит один набор электрических соединений. Устройство SCSI подключается к шине, но не прерывает ее. Оба конца шины должны быть оконцованы .

SCSI - это одноранговый периферийный интерфейс. Каждое устройство подключается к шине SCSI аналогичным образом. В зависимости от версии к одной шине можно подключить до 8 или 16 устройств. Может быть несколько хостов и несколько периферийных устройств, но должен быть хотя бы один хост. Протокол SCSI определяет связь от хоста к хосту, хоста с периферийным устройством и периферийного устройства с периферийным устройством. ^[а] Symbios логики 53C810 чип пример PCI хост - интерфейс , который может выступать в качестве мишени SCSI.

SCSI-1 и SCSI-2 имеют возможность проверки ошибок четности . Начиная с SCSI-U160 (часть SCSI-3), все команды и данные проверяются на ошибки с помощью циклической проверки избыточности .

История [ править ]

Первые два официальных стандарта SCSI, SCSI-1 и SCSI-2, описывают параллельный SCSI. Стандарт SCSI-3 затем разделил структуру на отдельные уровни, что позволило ввести другие интерфейсы данных помимо параллельного SCSI. Исходная версия параллельной шины SCSI-1 имела ширину 8 бит (плюс девятый бит четности ). Стандарт SCSI-2 допускал более быструю работу (10 МГц) и более широкие шины (16-битные или 32-битные). Наиболее популярным стал 16-битный вариант.

На частоте 10 МГц с шириной шины 16 бит можно достичь скорости передачи данных 20 МБ / с. Последующие расширения стандарта SCSI позволили увеличить скорость: 20 МГц, 40 МГц, 80 МГц, 160 МГц и, наконец, 320 МГц. При 320 МГц x 16 бит теоретическая максимальная пиковая скорость передачи данных составляет 640 МБ / с.

Из-за технических ограничений системы параллельной шины SCSI с тех пор превратился в более быстрые последовательные интерфейсы, в основном Serial Attached SCSI и Fibre Channel . Протокол iSCSI не описывает интерфейс данных, но использует любую IP-сеть , обычно работающую через Ethernet .

Стандарты [ править ]

Параллельный SCSI - это не единый стандарт, а набор тесно связанных стандартов. Существует дюжина названий интерфейсов SCSI, большинство из которых имеют неоднозначные формулировки (например, Fast SCSI, Fast Wide SCSI, Ultra SCSI и Ultra Wide SCSI); три стандарта SCSI, каждый из которых имеет набор дополнительных модульных функций; несколько разных типов разъемов; и три различных типа сигнализации напряжения. Ведущий производитель карт SCSI, Adaptec , за годы выпустил более 100 разновидностей карт SCSI. На практике многие опытные техники просто ссылаются на устройства SCSI по их полосе пропускания шины (например, SCSI 320 или SCSI 160) в мегабайтах в секунду.

По состоянию на 2003 год ^{[Обновить]}существовало только три стандарта SCSI : SCSI-1, SCSI-2 и SCSI-3. Все стандарты SCSI были модульными, определяя различные возможности, которые производители могут включать или не включать. Отдельные поставщики и Торговая ассоциация SCSI дали названия конкретным комбинациям возможностей. Например, термин Ultra SCSI нигде в стандарте не определен, но используется для обозначения реализаций SCSI, которые сигнализируют с удвоенной скоростью, чем Fast SCSI . Такая скорость передачи сигналов несовместима со SCSI-2, но является одним из вариантов, разрешенных SCSI-3. Точно так же ни одна версия стандарта не требует низковольтной дифференциальной передачи сигналов (LVD), но продукты под названием Ultra-2 SCSIвключить эту возможность. Эта терминология полезна для потребителей, потому что устройство Ultra-2 SCSI имеет более определенный набор возможностей, чем простая идентификация его как SCSI-3 .

Начиная с SCSI-3, стандарт SCSI поддерживался как свободный набор стандартов, каждый из которых определял определенную часть архитектуры SCSI и был связан вместе архитектурной моделью SCSI . Это изменение отделяет различные интерфейсы SCSI от набора команд SCSI , позволяя устройствам, поддерживающим команды SCSI, использовать любой интерфейс (включая те, которые не указаны в T10), а также позволяет использовать интерфейсы, определенные T10, альтернативными способами.

Ни в одной из версий стандарта никогда не указывалось, какой тип разъема SCSI следует использовать. См. § Внешние разъемы .

Таблица сравнения [ править ]

SCSI-1 [ править ]

Первоначальный стандарт SCSI, SCSI-1, был получен из системного интерфейса Shugart Associates (SASI) и официально принят в 1986 году ANSI . SCSI-1 имеет 8-битную параллельную шину (с контролем четности ), работающую асинхронно со скоростью 3,5 МБ / с или 5 МБ / с в синхронном режиме, и максимальную длину кабеля шины 6 метров (20 футов), что значительно больше, чем у кабеля. Предел 18 дюймов (0,46 м) интерфейса ATA также популярен в то время. Редко встречающаяся вариация исходного стандарта, включающая высоковольтную дифференциальную сигнализацию и поддерживающую максимальную длину кабеля 25 метров (82 фута).

SCSI-2 [ править ]

SCSI-2 был представлен в 1994 году и дал начало вариантам Fast SCSI и Wide SCSI . Fast SCSI удвоил максимальную скорость передачи данных до 10 МБ / с, сохранив те же 50-контактные кабели, в то время как Wide SCSI удвоил ширину шины до 16 бит сверх того, чтобы достичь максимальной скорости передачи 20 МБ / с, используя новые 68 -контактные кабели. Однако эти улучшения были достигнуты за счет сокращения максимальной длины кабеля до трех метров. SCSI-2 также определил 32-битную версию Wide SCSI, в которой использовалось два 16-битных кабеля на шину. 32-битная реализация в значительной степени игнорировалась, потому что считалась дорогой и ненужной, и была официально исключена из SCSI-3.

SCSI-2 расширил набор команд с помощью CCS (Common Command Set) для лучшей поддержки устройств, отличных от дисководов, ввел очередь команд (до 256 команд для одного устройства) и ужесточил требования к некоторым функциям, которые были необязательными в SCSI. -1; Теперь четность стала обязательной, и от хост-адаптера требовалось обеспечить питание завершения для поддержки активного завершения. Устройства SCSI-1 обычно остаются совместимыми, просто игнорируя новые функции. ^[10]

Режим HVD, который был несовместим со стандартным SE, был введен для обеспечения большей длины шины.

SCSI-3 [ править ]

До того, как Adaptec и более поздняя SCSITA кодифицировали терминологию, первые параллельные SCSI-устройства, превосходящие возможности SCSI-2, были просто обозначены как SCSI-3. Эти устройства, также известные как Ultra SCSI или Fast-20 SCSI, были представлены в 1996 году. SCSI-3 сам по себе не столько единый документ, сколько набор различных стандартов, которые получали обновления в разное время.

Скорость шины снова была удвоена до 20 МБ / с для узких (8-битных) систем и 40 МБ / с для широких (16-битных). Максимальная длина кабеля оставалась на уровне 3 метров, но односторонний Ultra SCSI заработал незаслуженную репутацию из-за крайней чувствительности к длине и состоянию кабеля (неисправные кабели, разъемы или терминаторы часто были причиной проблем с нестабильностью).

В отличие от предыдущих стандартов SCSI, SCSI-3 (скорость Fast-20) требует активного терминирования.

Ультра-2 [ править ]

Этот стандарт был введен c. 1997 г. и была оснащена шиной низкого напряжения (LVD). По этой причине Ultra-2 иногда называют LVD SCSI. Повышенная устойчивость LVD к шуму позволила использовать кабель шины длиной не более 12 метров. При этом скорость передачи данных была увеличена до 80 МБ / с. Совместное использование более ранних несимметричных устройств (SE) и устройств Ultra-2 на одной шине возможно, но подключение только одного устройства SE переводит всю шину в несимметричный режим со всеми его ограничениями, включая скорость передачи. Стандарт также представил VHDCI , очень маленький разъем, который позволяет разместить четыре широких разъема SCSI на задней панели одного слота для карты PCI. На самом деле Ultra-2 SCSI имел относительно короткий срок службы, поскольку вскоре был заменен на Ultra-3 (Ultra-160) SCSI.

Ультра-3 [ править ]

Этот стандарт содержит пять новых дополнительных функций, которые заставляют производителей выбирать два некачественных стандарта для обеспечения стабильной производительности. Впервые представленный как Ultra-160 в конце 1999 года, эта итерация улучшила стандарт Ultra-2, удвоив скорость передачи до 160 МБ / с за счет использования синхронизации с двойным переходом , и предложила новые функции, такие как CRC , надежная ошибка -Процесс исправления больше подходит для высокоскоростной работы, чем проверка четности, используемая ранее, и проверка домена для согласования максимальной производительности для каждого устройства в цепочке. ^[11]

Однако Ultra-160 представляет собой лишь подмножество Ultra-3, в котором отсутствуют две другие его функции: пакетирование и быстрый арбитраж и выбор (QAS). Под пакетизацией понимается протокол с уменьшенным числом этапов связи по шине для меньшего количества команд и служебных данных протокола, в то время как QAS сокращает время арбитража, устраняя свободное время шины. Устройства, поддерживающие эти функции, продавались как Ultra-160 + или U3. 8-битная ширина шины, а также работа HVD были исключены, начиная с Ultra-3. ^[10]

Ультра-320 [ править ]

Ultra-320 включал в себя функции Ultra-160 + в качестве обязательных, удвоил тактовую частоту до 80 МГц для максимальной скорости передачи данных 320 МБ / с и включал потоковую передачу данных для чтения / записи для уменьшения накладных расходов при передаче данных в очереди, а также потока контроль. ^[10] Последним рабочим проектом этого стандарта является редакция 10, датированная 6 мая 2002 года. Почти все жесткие диски SCSI , произведенные в конце 2003 года, были устройствами Ultra-320.

Ультра-640 [ править ]

Ultra-640 (также известный как Fast-320 ) был обнародован в качестве стандарта (INCITS 367-2003 или SPI-5) в начале 2003 года. Он снова удваивает скорость интерфейса, на этот раз до 640 МБ / с. Ultra-640 раздвигает границы передачи сигналов LVD; скорость резко ограничивает длину кабеля, что делает его непрактичным для более чем одного или двух устройств. Из-за этого производители отказались от Ultra640 и разработали вместо него Serial Attached SCSI .

Сигналы SCSI [ править ]

Помимо шины данных и сигналов четности, параллельная шина SCSI содержит девять сигналов управления: ^[12]

Также есть три сигнала уровня постоянного тока:

Существует три электрически различных варианта параллельной шины SCSI: несимметричный (SE), высоковольтный дифференциальный (HVD) и низковольтный дифференциальный (LVD). Версии HVD и LVD используют дифференциальную сигнализацию, поэтому для каждого сигнала требуется пара проводов. Таким образом, количество сигналов, необходимых для реализации шины SCSI, зависит от ширины шины и напряжения:

ID SCSI [ править ]

Все устройства на параллельной шине SCSI должны иметь идентификатор SCSI, который может быть установлен перемычками на старых устройствах или в программном обеспечении. Ширина поля идентификатора SCSI составляет:

Автобусы [ править ]

Параллельная шина SCSI проходит восемь возможных фаз при обработке команды . Не все фазы будут происходить во всех случаях:

Приведенный выше список не подразумевает определенной последовательности событий. После команды к цели для отправки данных инициатору и получения статуса завершения команды инициатор может отправить другую команду или даже отправить сообщение.

Внешние соединители [ править ]

Ни в одной из версий стандарта никогда не указывалось, какой разъем следует использовать. Конкретные типы разъемов для параллельных устройств SCSI разрабатывались поставщиками с течением времени. Разъемы для последовательных устройств SCSI были разделены на разные семейства для каждого типа последовательного протокола SCSI. См. Статью о разъемах SCSI для более подробного описания.

Хотя в параллельных устройствах SCSI-1 обычно используются громоздкие разъемы Blue Ribbon Amphenol, а в устройствах SCSI-2 обычно используются разъемы Mini-D , неправильно называть их разъемами «SCSI-1» и «SCSI-2». Одно действующее правило состоит в том, что разъемы для широких шин SCSI имеют больше контактов и проводов, чем разъемы для узких шин SCSI. Разъем Amphenol-50 или HD-50 предназначен для узкого SCSI, а разъем Amphenol-68 или HD-68 - для широкого SCSI. На некоторых ранних устройствах широкие параллельные шины SCSI использовали два или четыре разъема и кабеля, а узкие шины SCSI использовали только один.

Первые параллельные разъемы SCSI были типа Amphenol. Затем они прошли два основных этапа: High-Density (HD) и совсем недавно SCA - 80 pin .

С разъемами HD кабель обычно имеет штекерные разъемы, в то время как устройство SCSI (например, хост-адаптер, дисковод) имеет гнездо. Гнездовой разъем на кабеле предназначен для подключения к другому кабелю (для увеличения длины или подключения дополнительных устройств).

Прекращение действия [ править ]

Параллельные шины SCSI всегда должны иметь оконечные устройства на обоих концах для обеспечения надежной работы. Без завершения переходы данных отражались бы от концов шины, вызывая искажение импульсов и потенциальную потерю данных.

Положительное оконечное напряжение постоянного тока обеспечивается одним или несколькими устройствами на шине, обычно инициатором (ами). Это положительное напряжение называется TERMPOWER и обычно составляет около +4,3 В. TERMPOWER обычно генерируется подключением диода к +5,0 вольт. Это называется схемой диодного ИЛИ , предназначенной для предотвращения обратного тока к питающему устройству. Устройство, которое питает TERMPOWER, должно обеспечивать ток до 900 мА (несимметричный SCSI) или 600 мА (дифференциальный SCSI).

Некоторые ранние дисководы включали внутренние терминаторы, но большинство современных дисководов не имеют терминатора, который затем считается внешним .

Прекращение может быть пассивным или активным. Пассивная оконечная нагрузка означает, что каждая сигнальная линия оконцовывается двумя резисторами: 220 Ом на TERMPOWER и 330 Ом на землю. Активная оконечная нагрузка означает наличие небольшого регулятора напряжения, обеспечивающего питание +2,85 В. Затем каждая сигнальная линия подключается резистором 110 Ом к источнику питания +2,85 В. Активная заделка обеспечивает лучшее согласование импеданса, чем пассивная заделка, потому что большинство плоских ленточных кабелей имеют характеристическое сопротивление примерно 110 Ом. Принудительное идеальное завершение (FPT) аналогично активному завершению, но с добавленными схемами ограничения диодакоторые поглощают любые выбросы или провалы остаточного напряжения. В системах SCSI, в которых используются смешанные 8-битные и 16-битные устройства, есть особый случай, когда может потребоваться завершение старшего байта .

В настоящее время большинство параллельных шин SCSI являются LVD и поэтому требуют внешнего активного оконечного устройства. Обычная оконечная схема состоит из линейного регулятора +2,85 В и имеющихся в продаже сетевых устройств резисторов SCSI (а не отдельных резисторов).

Сами терминаторы должны быть согласованы с шиной SCSI. Использование терминатора SE на шине LVD приводит к понижению скорости шины до скорости SE, даже если все другие устройства и кабели могут работать с LVD - такой же эффект имеет любое другое устройство SE. Пассивные терминаторы могут сделать сверхскоростную связь ненадежной. Как правило, и отражая порядок, в котором был введен каждый тип терминатора, немаркированные терминаторы являются пассивными, те, которые помечены только как "активные", являются SE, и только те, которые отмечены LVD (или SE / LVD), будут правильно завершать шину LVD и позволить ей работают на полных скоростях LVD.

Совместимость [ править ]

В целях обсуждения совместимости помните, что устройства SCSI включают в себя как хост-адаптеры, так и периферийные устройства, такие как дисководы. Когда вы спрашиваете, можете ли вы подключить определенный хост-адаптер к определенному дисководу, вы спрашиваете, можете ли вы подключить эти два устройства SCSI к одной шине SCSI.

Различные транспорты SCSI, которые не совместимы друг с другом, обычно имеют уникальные разъемы, чтобы избежать случайного неправильного подключения несовместимых устройств. Например, невозможно подключить параллельный диск SCSI к объединительной плате FC-AL или подключить кабель между инициатором SSA и корпусом FC-AL.

Смешивание разных скоростей [ править ]

Устройства SCSI в одном транспортном семействе SCSI обычно обратно совместимы . В семействе параллельных SCSI, например, можно подключить жесткий диск Ultra-3 SCSI к контроллеру Ultra-2 SCSI, хотя и с меньшей скоростью и набором функций.

Смешивание одностороннего и низковольтного дифференциального [ править ]

Однако есть некоторые проблемы совместимости с параллельными шинами SCSI. Устройства Ultra-2, Ultra-160 и Ultra-320 можно свободно смешивать на параллельной шине LVD без ущерба для производительности, так как хост-адаптер согласовывает требования к рабочей скорости и управлению шиной для каждого устройства. Несимметричный и LVDS устройство может быть подключены к одной шине, но все устройства будут работать на более медленным, однотактные скоростях.

На некоторых хост-адаптерах эта проблема решается за счет использования моста SCSI для электрического разделения шины на SE и половину LVD, поэтому устройства LVD могут работать на полной скорости. ^[13] Другие адаптеры могут предоставлять несколько шин (каналов).

Стандарт SPI-5 (который описывает до Ultra-640) не поддерживает однополярные устройства, поэтому некоторые устройства могут быть электрически несовместимы с предыдущими версиями.

Смешивание широкого и узкого [ править ]

К одной параллельной шине можно подключать как узкие, так и широкие устройства SCSI. Все узкие SCSI-устройства должны быть размещены на одном конце, а все широкие SCSI-устройства - на другом. Верхняя половина шины должна быть завершена между ними, потому что верхняя половина шины заканчивается последним широким устройством SCSI. Вы можете приобрести кабель, предназначенный для соединения широкой части шины с узкой частью, который либо обеспечивает место для подключения терминатора для верхней половины, либо включает сам терминатор. Иногда его называют кабелем с заделкой высокого уровня 9. Команды специальных возможностей позволяют устройствам определять, используют ли их партнеры всю широкую шину или только нижнюю половину, и соответственно управлять шиной.

В качестве примера смешанной шины рассмотрим широкий хост-адаптер SCSI с штекерным разъемом HD-68, подключенный к узкому диску SCSI с гнездовым разъемом HD-50. Вы можете выполнить это соединение с помощью кабеля, который имеет гнездовой разъем HD-68 на одном конце и штекерный разъем HD-50 на другом. Внутри разъема HD-68 кабеля находится заделка для верхней половины шины, а кабель содержит провода только для нижней половины. Хост-адаптер определяет, что диск использует только нижнюю половину шины, поэтому общается с ним, используя только нижнюю половину. Обратный пример - узкий хост-адаптер SCSI и широкий дисковый привод SCSI также работают.

Как вариант, каждое узкое устройство можно подключить к широкой шине через переходник. Пока шина заканчивается широким внутренним или внешним терминатором, нет необходимости в специальной оконечной нагрузке.

Адаптеры SCA [ править ]

Одинарное подключение разъема (SCA) Параллельные устройства SCSI могут быть подключены к более старым цепочкам контроллеров / приводов с помощью адаптеров SCA. Хотя эти адаптеры часто имеют разъемы вспомогательного питания, при их подключении рекомендуется соблюдать осторожность, так как можно повредить устройства, подключив внешний источник питания.

Идентификаторы устройств и прекращение действия [ править ]

Каждое параллельное устройство SCSI (включая хост-адаптер компьютера ) должно быть настроено так, чтобы иметь уникальный идентификатор SCSI на шине. Другим требованием является то, что любая параллельная шина SCSI должна быть прекращена на обоих концах с правильным типом терминатора. Обычно используются как активные, так и пассивные терминаторы, причем наиболее предпочтительным является активный тип (и требуется на шинах LVD и Ultra SCSI). Неправильное завершение - обычная проблема при параллельной установке SCSI. В ранних шинах SCSI нужно было прикрепить физический терминатор к каждому концу, но устройства SCSI нескольких поколений часто имеют встроенные терминаторы, и пользователю просто нужно включить терминатор для устройств на любом конце шины (обычно путем установки DIP-переключатель или перемещение перемычки). Некоторые более поздние хост-адаптеры SCSI позволяют включать или отключать прерывание через настройку BIOS . Устройства Advanced SCSI автоматически определяют, подключены ли они к шине последними, и соответственно включают или выключают оконечную нагрузку.

ЖУЛЬНИЧЕСТВО [ править ]

SCSI настраивается автоматически (первоначально автомагический ) был дополнительный метод для настройки SCSI ID , не требуя вмешательства пользователя для облегчения установки и проблем избежать. ^[14] Это было исключено из более поздних стандартов.

Ноутбуки [ править ]

Для портативных компьютеров стало невозможно найти интерфейсы SCSI. Adaptec за много лет до этого производила параллельные интерфейсы SCSI PCMCIA , но когда на смену PCMCIA пришла ExpressCard, Adaptec прекратила выпуск линейки PCMCIA без поддержки ExpressCard. Ratoc производил USB и FireWire для параллельных адаптеров SCSI, но прекратил производство, когда были сняты необходимые интегральные схемы . Драйверы для существующих интерфейсов PCMCIA не производились для новых операционных систем . С 2013 года с выпуском различных ExpressCard и Thunderbolt- to- PCI Expressадаптеров, снова можно использовать устройства SCSI на ноутбуках, установив хост-адаптеры PCI Express SCSI с помощью порта ExpressCard или Thunderbolt ноутбука. ^{[ необходима цитата ]}

Примечания [ править ]

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• Технический комитет T10 - Интерфейсы хранения SCSI (стандарты SCSI)
• Учебное пособие по прерыванию (ссылка WayBack)