Майкролэб
Информационные технологии для бизнеса
+7 495 234 2867
+7 499 788 9141
+7 499 788 9521
+7 968 354 8573
info@microlab.ru

Авторизация

||

Регистрация

Hardware

Software

Поддержка » SCSI

Практикум по SCSI

Что такое SCSI интерфейс?
Как правильно подключить SCSI устройства
Специализированные SCSI контроллеры

В последнее время на нашем рынке появилось большое количество разнообразных приборов, существенно расширяющих возможности компьютера. Это, в первую очередь, накопители Zip, Jaz и магнитооптика, это различного типа накопители на магнитной ленте, а также устройства однократной и многократной записи на компакт-диски. Большой популярностью стали пользоваться сканеры. Цены на жесткие диски снизились до такой степени, что компьютер с двумя-тремя дисками уже не редкость, а сервер обязательно содержит отказоустойчивый дисковый массив. В связи с этим довольно часто возникает задача подключения к компьютеру новых устройств. Наиболее просто данная задача решается, если в компьютере установлен SCSI контроллер.

В отличие от IDE, поддерживающего ограниченный набор внутренних периферийных устройств, интерфейс SCSI был разработан, чтобы поддерживать много видов, как внутренних, так и внешних устройств.

Что такое SCSI интерфейс?

Базовый SCSI (Small Computer System Interface – интерфейс малых компьютерных систем, иногда называемый SCSI-1) – это универсальный интерфейс для подключения различных устройств. В базовом стандарте можно было к одной шине подключить до восьми устройств, включая контроллер. Интерфейс содержит развитые средства управления, и в то же время не ориентирован на какой-либо конкретный тип устройств. Имеет 8-pазpядную шину данных, максимальная скорость передачи – до 1,5 Мб/с в асинхронном режиме (по методу «запрос – подтверждение»), и до 5 Мб/с в синхронном режиме (метод «несколько запросов – несколько подтверждений»). Может использоваться контроль четности для обнаружения ошибок. Электрически реализован в виде 24 линий (однополярных или дифференциальных), хотя в подавляющем большинстве устройств применяются однополярные сигналы.

В процессе развития был принят стандарт SCSI-2: существенное развитие базового SCSI. Увеличена скорость передачи (до 3 Мб/с в асинхронном и до 10 Мб/с в синхронном режиме) – Fast SCSI. Добавлены новые команды и сообщения, поддержка контроля четности сделана обязательной. Введена возможность расширения шины данных до 16 разрядов (Wide SCSI), что обеспечило скорость до 20 Мб/с. Введен новый 68-контактный соединительный разъем.

Последующая спецификация, SCSI-3 уже не только ввела новые скорости передачи, но и значительно расширила систему команд. Кроме того, в качестве среды передачи допускается использование, наряду с традиционным параллельным шинным интерфейсом, и других параллельных и последовательных протоколов: Fibre Channel, IEEE 1394 Firewire и Serial Storage Protocol (SSP).

В настоящее время наиболее широко применяется интерфейс Ultra SCSI, использующий частоту шины 20 MHz. Интерфейс Ultra/Wide SCSI поддерживает 16 устройств и обеспечивает скорость передачи данных до 40 Мбайт в секунду. Но он постепенно вытесняется более скоростным Ultra2 Wide SCSI, обеспечивающим скорость передачи до 80 МБ/сек.

Непрерывное повышение тактовой частоты шины привело к необходимости ограничить максимальную длину соединительного кабеля в интерфейсе Ultra SCSI до полутора метров. Поэтому при дальнейшем увеличении тактовой частоты, в соответствии с рекомендациями SCSI-3, изменилось количество проводов шины, технология исполнения самой шины и уровни передаваемых по ней сигналов. Соединительный разъем остался таким же, как и в интерфейсе Ultra SCSI. Однако сама шина теперь выполняется витыми проводами (на рис. 1, слева, приведена фотография кабеля Ultra Wide, а справа – на рис. 2б, кабеля Ultra2 Wide). 

 
 
Рис. 1а. Кабель Ultra Wide Рис. 1б. Кабель Ultra2 Wide

Каждый сигнал шины Ultra2 Wide передается по двум проводам в противофазе (дифференциально). Это – так называемая LVD (Low Voltage Differential), низковольтная дифференциальная передача сигналов. Благодаря дифференциальной передаче сигналов допустимую длину соединительного кабеля удалось увеличить до 12 м.
Сравнение различных интерфейсов SCSI приведено в таблице:

 

Стандарт
Длина кабеля, м
Скорость, Мб/с
Количество приборов
SCSI-1
6 5 8
SCSI-2
6 5...10 8 или16
Fast SCSI-2
3 10...20 8
Wide SCSI-2
3 20 16
Fast Wide SCSI-2
3 20 16
Ultra SCSI-3, 8-bit
1,5 20 8
Ultra SCSI-3, 16-bit
1,5 40 16
Ultra-2 SCSI
12 40 8
Wide Ultra-2 SCSI
12 80 16
Ultra-160 SCSI
12 160 16
Ultra-320 SCSI
12 320 16

 

Ultra SCSI устройства могут работать и с более медленной SCSI шиной. Возможно также применение медленных устройств на быстрой шине. В обоих случаях шина работает со скоростью наиболее медленного устройства. Наибольшей скорости передачи данных можно достичь лишь в случае использования устройств с одинаковым интерфейсом.

Дальнейшее развитие технологии привело к появлению стандарта Ultra160 SCSI. Скорость передачи увеличена 160 Мб в секунду за счет использования обоих фронтов сигнала «запрос/подтверждение» для синхронизации данных. В стандарте Ultra1600/m SCSI используется низкоуровневый дифференциальный интерфейс (LVD), допускается использование кабелей длиной до 12 метров. Новый компонент интерфейса Ultra160/m SCSI – контроль окружения. Эта интеллектуальная технология заключается в проверке подсистемы хранения данных, включая соединительные кабели, объединительные платы, терминаторы, и т.д. Если возникает опасность потери данных, передача происходит на более низких скоростях – метод, широко использующийся модемами и факсимильными аппаратами.

Такое обилие одновременно используемых стандартов создают определенную путаницу. К тому же не совсем понятно, для чего непрерывно увеличивается скорость передачи. Какие приборы могут обеспечить такую скорость?

Этот вопрос требует особого внимания. Действительно, испытания даже самых современных жестких дисков показывают, что их скоростные характеристики далеки от характеристик скорости передачи в шине. Тем не менее, скорость передачи в шине крайне важна. Ведь протокол SCSI разработан для поддержки одновременной работы нескольких приборов, подключенных к одной шине. Данные для одного прибора (для конкретности будем иметь в виду жесткий диск) пересылаются по общей шине в буферную память диска. Пока продолжается медленный процесс записи на диск, пересылаются данные для другого прибора, и т.д. С точки зрения пользователя запись осуществляется как бы одновременно на несколько дисков. Поэтому шина должна обеспечивать суммарную скорость передачи для всех приборов, подключенных к шине, а, с учетом необходимости передачи служебной информации, и значительно большую.

Как правильно подключить SCSI устройства

Все типы SCSI (по край мере, теоретически) совместимы между собой. Устройства самостоятельно устанавливают приемлемый протокол обмена. Поэтому установка приборов сводится к установке правильного значения номера устройства (SCSI ID), физическому подключению прибора к шине и включению терминаторов. Тем не менее, довольно часто владельцы компьютеров, самостоятельно подключающие устройства SCSI к своему компьютеру, жалуются на их неустойчивую работу. В большинстве случаев это связано с неправильным подключением приборов и, чаще всего, терминаторов (иногда об этих терминаторах почему-то вообще забывают).

Что такое терминатор?

При высоких тактовых частотах шины передачи данных, если не предпринять специальных мер по согласованию нагрузок, возникают переотражения сигналов (как эхо в Карпатах), в результате чего реальная скорость обмена информацией значительно снижается. Для согласования нагрузок ОБА конца каждой линии шины SCSI должны быть нагружены активным сопротивлением равным волновому сопротивлению линии. В простейшем случае, для этого на обоих концах линии включают нагрузочные сопротивления. Это – так называемое пассивное согласование. В настоящее время такой способ согласования практически не применяется, особенно в режиме Ultra. Тем более это недопустимо в режиме Ultra2. Это связано с трудностью подбора нагрузочных сопротивлений, удовлетворительно обеспечивающих согласование при большом (и изменяющимся в процессе эксплуатации) количестве приборов, подключенных к шине. Практически все современные SCSI устройства сейчас применяют активное согласование. При активном согласовании вместо резистивных делителей

напряжения используются источники вспомогательного напряжения (один или несколько). Эти напряжения автоматически подстраиваются таким образом, чтобы обеспечить оптимальные условия приема передаваемых по шине сигналов. Разновидностью описанного метода является согласование с принудительным ограничением сигнала. Для реализации данного метода в активном терминаторе устанавливаются фиксирующие диоды, которые ограничивают максимальные и минимальные напряжения входных сигналов на определенных уровнях. Уровни сигналов, в свою очередь, можно задавать, изменяя опорные напряжения.

В большинстве случаев, как контроллер, так и все приборы SCSI имеют встроенные активные терминаторы, которые можно включить или отключить. Однако, как правило, лучше не полагаться на встроенный терминатор, а подключить внешний. Желательно, конечно, не использовать пассивный терминатор. Современные терминаторы обязательно имеют в своем обозначении соответствующую надпись.

 
 
Рис. 3. Пассивный терминатор
Наиболее же употребительными являются активные терминаторы для Ultra Wide SCSI шины.
 
 
Рис. 4. Активный Ultra Wide SCSI терминатор
Терминаторы для Ultra2 Wide SCSI шины должны иметь в своем обозначении аббревиатуру LVD. В настоящее время выпускаются так же универсальные SE/LVD терминаторы, которые автоматически определяют тип интерфейса и выполняют согласование для этого типа интерфейса.
 
Маркировка терминаторов для Ultra2 Wide SCSI
 
Рис. 5. Маркировка терминаторов для Ultra2 Wide SCSI


Как правильно подключать терминаторы?

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. 

 

Время работы:
пн-пт, 9:30 - 19:00
E-Mail:
info@microlab.ru
Skype:
microlab-ru
Адрес:
г. Москва, Большой Толмачёвский переулок, дом 5

Третьяковская
Новокузнецкая
Полянка
Rambler's Top100
© 1992-2015 Майкролэб Инвестмент