Scsi протокол. Сравнение интерфейсов SCSI, SATA, IDE (интерфейсы жестких дисков)

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:

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.

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.

* 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.

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

SCSI (Small Computer Systems Interface - Системный интерфейс для малых компьютеров, по-русски произносится как «скази») - интерфейс, разработанный для объединения в единую систему устройств различного профиля: накопителей на жестких магнитных носителях, сканеров, стримеров, CD-ROM и т.п. Суть интерфейса состоит в том, чтобы обеспечить гибкий механизм управления этими устройствами и максимальную скорость их работы как единого, но делимого механизма.

Корни интерфейса SCSI уходят в далекий 1979 год, когда производитель накопителей информации М. Шугарт озадачился найти универсальный стандарт интерфейса для своих дисков, учитывая возможные потребности в будущем. В лабораториях М. Шугарта в итоге был разработан интерфейс, поддерживавший логическую и физическую (головка/цилиндр/сектор) адресацию, базирующийся на протоколах 8-битной параллельной передачи данных по интерфейсу, состоящему из нескольких линий. Этот интерфейс был назван SASI (Shugart Associates Systems Interface - Связующий системный интерфейс Шугарта). Интерфейс, кроме описания протоколов, включал также несколько 6-битных команд; минусом было то, что интерфейс разрабатывался для использования только одной пары хост - устройство.

Позже, в 1981 году, М. Шугарт передал документацию по интерфейсу SASI в комитет ANSI (American National Standarts Institute - Национальный Институт Стандартизации США, аналог ГОСТ), который принял ее за базовую для работы над проектом, который получил название SCSI. Большинство наиболее важных моментов из стандарта SASI перекочевало в SCSI, к примеру, такие важные принципы, как арбитраж устройств, механизмы освобождения шины, возможность использования на шине больше чем одного хост-адаптера и т.п. В 1984 году рабочая документация стандарта SCSI была представлена на рассмотрение ANSI, и, после многочисленных корректировок и дополнений, в 1986 году был принят документ под номером X3.131-1986 - первый официальный стандарт SCSI, который сейчас принято называть SCSI-1. В дополнение к стандарту SASI, SCSI-1 «оброс» такими важными функциональными возможностями, как 10-битные команды, протокола синхронной и асинхронной передачи данных, возможность подключения к одному хост-адаптеру до 8 различных устройств. Последовавшие за SCSI-1, стандарты развивались как в направлении расширения командного языка и в увеличении и усложнении протоколов, так и в увеличении ширины шины, увеличении скорости и количества подключаемых к одному хост-адаптеру устройств. Для текущих стандартов SCSI ширина шины составляет 16 бит, количество подключаемых устройств также равно 16.

Индустрия ПК не пропустила возникновения нового стандарта, который тут же был взят на вооружение главным образом производителями НЖМД. На рис. 1, 2 изображены одни из первых образцов SCSI-дисков.

Рис. 1, 2. Первые образцы накопителей SCSI - фирмы SONY (емкость 40 мегабайт)
и Quantum (емкость 120 мегабайт)

Краткая история стандарта SCSI

Самый первый стандарт - SCSI-1; в этом 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.

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).

Интерфейс Ultra SCSI, использует частоту шины 20 МГц. Интерфейс Ultra/Wide SCSI поддерживает 16 устройств и обеспечивает скорость передачи данных до 40 МБ/с. Более скоростной Ultra-2 Wide SCSI, обеспечивающим скорость передачи до 80 МБ/с. Следующие интерфейсы - Ultra-3 SCSI, Ultra 320 SCSI, Ultra 640 SCSI - не привнесли ничего принципиально нового в стандарт, кроме скорости. Они остаются также с шириной шины 16 бит, и также к интерфейсу можно подключить до 16 устройств. Сравнительная характеристика стандартов SCSI приведена в таблице 1.

Таблица 1. Сравнительная характеристика стандартов SCSI

Что такое хост-адаптер?

Хост-адаптер - это устройство, подключаемое к шине ПК, обеспечивающее хосту (значение слова «хост» применительно к стандартам, описывающим интерфейсы передачи данных (англ. host), наиболее полно описывает словосочетание «хозяин шины») связь с устройствами SCSI. Наименование «адаптер» выбрано не случайно - этим указывается, что вся логика работы устройств расположена в периферийных устройствах на шине; для устройств называемых «контроллер» логика расположена в них самих.

Следующие производители выпускают или выпускали в прошлом хост-адаптеры для SCSI-устройств:

Примером хост-адаптера может служить устройство, изображенное на рис. 3.

Рис. 3. SCSI хост-адаптер фирмы Adaptec

Современные производители НЖМД SCSI

В настоящее время рынок НЖМД переживает бурную эволюцию - новые, высокоскоростные стандарты Serial ATA приходят на смену Parallel АТА. И, хотя новые устройства SATA уже вплотную приблизились по скорости работы к устройствам SCSI, а где-то и обгоняют их, SCSI-устройства остаются всё так же популярны в High-End компьютерах - серверах и информационных массивах. Связано это, прежде всего, с высокой надежностью SCSI-накопителей - как в силу относительной простоты стандартов SCSI и продуманным электрическим интерфейсом, так и в связи с традиционно более тщательной конструкторской и производственной проработкой устройств. На долю SCSI приходится приблизительно 30 процентов всего рынка НЖМД, и вряд ли он когда-нибудь перешагнет этот рубеж: оборудование ПК всеми необходимыми кабелями, переходниками, а также покупка самого хост-адаптора обойдется приблизительно в $100, накопители же будут стоить в несколько раз больше их IDE-собратьев. Современными производителями дисков SCSI являются:

Конкуренция на рынке SCSI-дисков невелика - скорее всего, оттого, что рынок имеет достаточную наполненность и не развивается так бурно, как рынок IDE-устройств - и связано это, прежде всего, с тем, что SCSI-устройства используются чаще всего в серверах, спрос на которые не так велик. Удобство SCSI-устройств состоит в том, что они могут быть легко заменяемы по ходу работы, без отключения и потери работоспособности сервера. Это очень важно для серверов, и совершенно не обязательно для рабочих станций. Как правило, сервера (рис. 4) оборудованы специальными салазками (рис. 5), в которые диск в специальном креплении (рис. 6) вставляется очень легко.

Рис. 4. Серевер, оборудованный дисками SCSI

Рис. 5. Отсек для дисков SCSI

Рис. 6. Крепление для дисков SCSI, применяемое в серверах с поддержкой функции «горячая замена»

Стоить заметить, что очень часто производители серверов перемаркировывают накопители, давая им свои бренды. Как пример приведу накопители, изъятые из серверов Hewlett Packard и IBM e-Server (рис. 7, 8), на которых реального производителя НЖМД можно узнать только по названию модели; автор видел также диски, извлеченные из серверов Dell, на которых даже эта информация отсутствовала.

Рис. 7, 8. Современные SCSI-диски, используемые в серверах

Типы разъемов SCSI

Рис. 9. Используемые в настоящее время типы разъемов SCSI

Устройства SCSI могут иметь различные типы разъемов для их подключения к хост-адаптеру (см. рис. 9) - прежде всего это связано с конструктивными особенностями самого устройства. Наиболее часто для HDD применяется разъем HD68 (рис. 10), немного менее часто - SCA80 (рис. 11). В далеком прошлом, в конце 80-х - начале 90-х годов, практически все накопители SCSI соединялись с хостом посредством разъема НЕ50 (рис. 12). В настоящее время этот разъем практически не встречается.

Рис. 10. Разъем HD68.
Рис. 11. Разъем SCA80.
Рис. 12. Разъем НE50.

Для подключения различных по конфигурации разъема устройств к шине часто могут потребоваться специализированные переходники. Такие переходники, например, выпускает компания SCS (http://www.scaadapters.com), их стоимость колеблется от $10 до $35 за штуку. Полный набор для работы с любым SCSI-устройством изображен на рис. 13, на рис. 14 - 18 каждый переходник изображен отдельно

Рис. 13. Необходимые для подключения SCSI-устройств переходники

Рис. 14 - 18. То же, что рис. 13, по отдельности.

Как работает SCSI

Для согласования нагрузок на шине SCSI используют терминаторы, которые по электрическим свойствам делятся на пассивные, активные и FPT-терминаторы. Терминаторы должны запитываться, поэтому в интерфейсе имеются линии питания терминаторов (Terminator Power). Пассивные терминаторы использовались в устройствах SCSI-1, представляют собой обычные резисторы сопротивлением 132 Ом. Активные терминаторы представляют собой стабилизатор, вырабатывающий нужный сигнал - при этом каждая линия соединяется с этим стабилизатором через резистор сопротивлением 110 Ом. В настоящее время применяются только активные терминаторы, при этом используются источники вспомогательного напряжения - для этих целей обычно используют вспомогательные диоды, которые фиксируют напряжение входных сигналов на необходимом уровне. Наконец, терминаторы FPT (Forced Perfect Terminator - Ускоренный улучшенный терминатор) суть улучшение активных терминаторов, оборудование их ограничителями выбросов. Их применение - в высокочастотных версиях SCSI.

Все устройства SCSI принято делить на инициаторы и исполнители. При этом следует учитывать, что шина может быть стандартной (8 бит) или расширенной (16 бит) разрядности. Учитывая все это, все количество возможных комбинаций подключения устройств можно свести к четырем:

1. Стандартный инициатор - стандартный исполнитель
2. Расширенный инициатор - расширенный исполнитель
3. Стандартный инициатор - расширенный исполнитель
4. Расширенный инициатор - стандартный исполнитель

При подключении стандартных исполнителей к расширенным инициаторам проблем возникнуть не может - расширенный стандарт поддерживает все функции стандартного, однако при обратном подключении могут возникнуть сложности с подключением терминаторов. В реале эти проблемы легко решаются использованием переходников (см. выше).

Состояния шины SCSI принято делить на фазы. Таких фаз существует всего пять: шина свободна, арбитраж (при этом инициатор может получить управление шиной), выбор (при этом инициатор, вошедший в фазу арбитража первым, выбирает исполнителя для дальнейшей работы), перевыбор (исполнитель подтверждает инициатору, что он им выбран для работы и готов к работе) и информационная фаза (запрос-передача команд, данных, сообщений). Блок-схема последовательности фаз одного цикла работы по шине SCSI представлена на рис. 19.

После фазы выбора инициатор может произвести таймаут, для чего может использовать два способа - выполнить аппаратный сброс либо перейти в фазу «шина свободна». В любом случае, окончанием цикла работы по шине SCSI будет выставление статуса «команда выполнена» либо передача соответствующего сообщения с освобождением шины. Аналогично стандарту АТА, в системах SCSI может применяться сброс устройства по двум протоколам - по протоколу аппаратного сброса (hard reset) и по протоколу программного сброса (soft reset). В обоих случаях на линии Reset (сброс) будет выставлен бит единица, различия типов сбросов заключаются в их механизме и целях - как правило, аппаратный сброс осуществляется для сбрасывания операций по всей системе SCSI-устройств, программный же применяется для сбрасывания только одного устройства, не мешая работе остальных.

Рис. 19. Блок-схема фазовой последовательности работы шины SCSI

На шине SCSI используется девять сигналов управления: BSY (Busy, Занят), SEL (Selection, Выбор), C/D (Command/Data, Управление/Данные), I/O (Input/Output, Ввод/Вывод), MSG (Message, Сообщение), REQ (Request, Запрос), ACK (Acknowledge, Подтверждение), RST (Reset, Сброс), ATN (Attention, Внимание). Источниками сигналов Занят, Выбор и Сброс могут быть и инициатор, и исполнитель; только исполнитель может быть источником сигнала Подтверждение; остальные сигналы являются прерогативой инициатора. Типы передачи информации кодируются комбинациями бит, выставляемыми для сигналов Сообщение, Управление/Данные, Ввод/Вывод, как показано в табл. 2.

Таблица 2. Типы передачи информации по шине SCSI

Интерфейс управляется системой сообщений. Всего их существует 28, они могут быть однобайтовыми, двухбайтовыми (одно слово) и расширенными. Система сообщений подробно описана в любом стандарте SCSI.

Для выбора конкретного устройства на шине SCSI существует бит-идентификатор. Как правило, SCSI-устройства имеют аппаратное конфигурирование, то есть система идентифицирует устройство по установленным на нем перемычкам. Ограничение на количество подключаемых устройств в стандартном (8 бит) и расширенном (16 бит) исполнении SCSI накладывается именно существованием бита-идентификатора - в 8 или 16 разрядной шине невозможно выставить больше соответственно 8 или 16 битов идентификации, причем сюда же входит и бит-идентификатор хост-адаптера - то есть, другими словами, кроме хост-адаптера на шине могут существовать для стандартного SCSI - еще 7 устройств, для расширенного - 15.

Команды SCSI

В приведенной выше таблице перечислены основные команды SCSI-стандарта, применимые к НЖМД. Как и в стандарте АТА, для стандарта SCSI существуют как команды обязательные, то есть те, которые должны поддерживаться любым SCSI-устройством, так и команды опциональные, необязательные, поддержка которых устройством может и не обеспечиваться. Кроме них, существуют неописанные в стандарте, специфичные для каждого производителя и часто для каждой конкретной линейки устройств так называемые вендор-команды - команды, которые использует производитель для целей ремонта или диагностики устройства. Эти команды составляют, как правило, коммерческую тайну производителя и нигде не публикуются.

SE, LVD, HVD

Обычно на устройстве SCSI можно обнаружить маркировку, подобную изображенной на рис. 20. Эта маркировка обозначает тип передачи данных на электрическом уровне. Первая - SCSI SE (Single Ended), обозначает такой тип передачи данных, когда каждый сигнал на шине обеспечивается одним проводником. SCSI LVD (Low Voltage Differential) и SCSI HVD (High Voltage Differential) - низковольтный и высоковольтный дифференциальный тип - физически организованы одинаково: для каждого сигнала существует два проводника, по одному проходит сигнал положительной полярности, по другому - отрицательной. Различия HVD и LVD - в напряжении в проводниках, для LVD оно ниже, чем для HVD.

Рис. 20. Обозначения на устройствах SCSI, несущие информацию об электрическом типе передачи данных

Логично, что устройства HVD и LVD несовместимы - если подключить LVD устройство на шину устройства HVD, первое неминуемо погибнет из-за превышения напряжения сигнала. То же самое можно сказать и об устройствах SE и LVD - кабели для них одинаковы, но в силу электрических характеристик не совместимы. Однако устройства LVD могут подключаться на проводники SE, так как распознают напряжения по шине и если получают двуполярный сигнал в одной паре проводников, то могут переключиться на его использование. Как правило, устройства, которые могут работать в обоих режимах, обозначаются специальным значком LVD/SE.

Совместимость всех типов устройств на одной шине обычно не требуется, однако если возникает такая необходимость, использование специализированных переходников решает эту проблему достаточно легко (см. выше).

Непрерывное повышение тактовой частоты шины привело к необходимости ограничить максимальную длину соединительного кабеля в интерфейсе Ultra SCSI до полутора метров. Это достаточно неудобно при использовании внешних высокоскоростных SCSI-устройств, однако более чем достаточно для обеспечения соединения устройств внутри корпуса ПК.

Synopsis. Перспективы и возможности

SCSI интерфейс весьма производителен и надежен, однако у него есть и немалое число недостатков. Прежде всего, это высокая стоимость самих устройств - как накопителей, так и контроллеров. Следующий недостаток - это сложность конфигурирования и управления, с которыми могут справиться только подготовленные люди. Наконец, последний недостаток интерфейса, который делает его еще менее привлекательным для пользователя - это невозможность переноски носителя на другой ПК, если он не оборудован специализированным SCSI-адаптером…

Использование SCSI-устройств нецелесообразно для рынка стандартных ПК по весьма простой причине: высокая цена. Однако производители и не ставят перед собой цель завоевать рядового потребителя: так уж сложилось исторически, что SCSI-накопители - это главным образом серверный стандарт, а IDE-стандарт рабочих станций.

Между тем, накопителям SCSI наступает на пятки новейший стандарт IDE-устройств: SATA. Скорость работы и производительность SATA устройств весьма высоки, и их использование в серверах становится все более популярным. Единственным минусом SATA является довольно хлипкий разъем, с чем связаны довольно частые отказы работы этих устройств. Думаю, что битву с SATA на поприще серверных накопителей интерфейс SCSI выиграет бесспорно.

Развитие стандарта SCSI обещает нам в будущем более скоростные устройства традиционной для SCSI надежности; прогнозировать скорый уход SCSI-устройств с рынка не приходится.

Serial Attached SCSI (SAS)

Последнее веяние в мире SCSI-устройств - это Serial Attached SCSI, интерфейс, использующий три протокола передачи данных (SSP - Serial SCSI Protocol, STP - Serial ATA Tunneled Protocol, SMP - Serial Management Protocol). Как видно из названий протоколов, первые два предназначены собственно для передачи данных, последний предназначен для управления интерфейсом. Накопители с этим интерфейсом сейчас производят компании Seagate, Samsung и Fujitsu.

Особенностью этого интерфейса является то, что сигнал передается не по двум (как в SATA), а по четырем проводникам (одна пара - для получения сигнала, другая - для его отправки). Заявленные скорости передачи данных составляют 1,5 и 3,0 Гбайт/сек.

Внешние интерфейсы PC — Шина SCSI

SCSI (Small Computer System Interface), произноситься «скази» — интерфейс системного уровня, стандартизованый ANSI, в отличие от интерфейсных портов (COM, LPT, IR, MIDI), представляет собой шину: сигнальные выводы множества устройств-абонентов соединяются друг с другом «один в один».

Основным предназначением SCSI-шины во время разработки первой спецификации в 1985 году было «обеспечение аппаратной независимости подключаемых к компютеру устройств определенного класса».

В отличие от жестких шин расширния SCSI-шина реализуется в виде отдельного кабельного шлейфа, который допускает соединение до 8 устройств (спецификация SCSI-1) внутреннего и внешнего исполнения. Одно из них — хост-адаптер (Host Adapter) связывает шину SCSI с системной шиной компьютера, семь других свободны для периферии.

Рис 1. SCSI адаптер фирмы ASUSTeK

К шине могут подключаться:

• дисковые внутренние и внешние накопители (CD-ROM, винчестеры, сменные винчестеры, магнитооптические диски и др.);
• стримеры;
• сканеры;
• фото- и видеокамеры;
• другое оборудование, применяемое не только для IBM PC.

Каждое устройство, подключенное к шине, имеет свой идентификатор SCSI ID, который передается позиционным кодом по 8-битной шине данных (отсюда и ограничение на количество устройств на шине). Устройство (ID) может иметь до 8 подустройств со своими LUN (Logical Unit Number — логический номер устройства).

Любое устройство может инициировать обмен с другим целевым устройством (Target).

Режим обмена по SCSI-шине может быть:

• асинхронным или
• синхронным с согласованием скорости (Synchronous Negotiation), где передача данных контролируется по паритету.

Спецификации SCSI

Спецификация SCSI-1 строго определяет физические и электрические параметры интерфейса и минимум команд. Частота шины — 5 МГц. Разрядность шины — 8 бит. ANSI-стандарт разработан в декабре 1985 года.

Спецификация SCSI-2 определяет 18 базовых SCSI-команд (Common Command Set, CCS), обязательных для всех периферийных устройств, и дополнительные команды для CD-ROM и другой периферии. Устройства поддерживают очереди — могут принимать цепочки до 256 команд и выполнять их в предварительно оптимизированном порядке автономно. Устройства на одной SCSI-шине могут обмениваться данными без участия CPU. ANSI-стандарт разработан в марте 1990 года.

Дополнительные расширения спецификации SCSI-2 :

• Fast — удвоение скорости синхронной передачи (частота шины 10 МГц).
• Ultra — сверхскоростной интерфейс (частота шины 20 МГц).
• Wide — увеличение разрядности до 16 бит, реже до 32 бит.

Максимальная пропускная способность зависит от частоты и разрядности шины и для комбинаций указанных расширений приведена в табл. 1.

Таблица 1. Скорость передачи данных, длина и типы кабелей SCSI-1, SCSI-2

Спецификация SCSI-3 — дальнейшее развитие стандарта, направленное на увеличение количества подключаемых устройств, спецификацию дополнительных команд, поддержку Plug and Play. В качестве альтернативы параллельному интерфейсу SPI (SCSI-3 Parallel Interface) появляется возможность применения последовательного, в том числе и волоконно-оптического интерфейса со скоростью передачи данных 100 Мбайт/. SCSI-3 существует в виде широкого спектра документов, определяющих отдельные стороны интерфейса, и во многом смыкается с последовательной шиной FireWire .

Терминаторы, разъемы

По типу сигналов раздичают линейные (Single Ended) и дифференциальные (Differential) версии SCSI, их кабели и разъемы идентичны, но электрической совместимости устройств между ними нет.

Дифференциальная версия для каждого сигнала использует витую пару проводников и специальноые приемо-передатчики, при этом становится допустимой большая суммарная длина кабеля, сохраняя высокую частоту обмена. Дифференциальный интерфейс применяется в мощных дисковых системах серверов, но в обычных ПК не распостранен.

В линейной версии сигнал должен идти по своему одному проводнику, скрученному (или, по крайней мере, отдельному от другого в плоском шлейфе) с нулевым (обратным) проводом. Универсальные символические обозначения версий приведены на рис.1.

SCSI-устройства соединяются кабелями в цепочку (Daisy Chain), на крайних устройствах подключаются терминаторы . Часто одним из крайних устройств является хост-адаптер. Он может иметь для каждого канала как внутренний разъем, так и внешний:

Внутренние разъемы
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 разъемы
DB-25	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

При одновременном использовании внешнего и внутреннего разъемов хост-адаптера его терминаторы отключают. Корректность использования терминаторов имеет существенное значение — отсутствие одного из терминаторов или, наоборот, лишний терминатор может привести к неустойчивости или потере работоспособности интерфейса.

По исполнению терминаторы могут быть как внутренние (размещенные на печатной плате устройства), так и внешние (устанавливаемые на разъемы кабеля или устройства).

По электрическим свойствам различают следующие типы терминаторов:

• Пассивные (SCSI-1) с импедансом 132 Ом — обычные резисторы. Эти терминаторы не пригодны для высокоскоростных режимов SCSI-2.
• Активные с импедансом 110 Ом — специальные терминаторы для обеспечения работы на частоте 10 МГц в SCSI-2.
• FPT (Forced Perfect Terminator) — улучшенный вариант активных терминаторов с ограничителями выбросов.

Активные терминаторы требуют питания, для чего имеются специальные линии интерфейса TERMPWR.

Кабели

Ассортимент кабелей SCSI довольно широк. Основные стандартизированные кабели:

• А-кабель: стандартный для 8-битного интерфейса SCSI 50-проводный внутренний шлейв (разъемы IDC-50) или внешний экранированный (разъемы CENTRONICS-50).
• B-кабель: 16-битный расширитель SCSI-2, распространения не получил.
• Р-кабель: 16-битный SCSI-2/3 68-проводный с улучшенными миниатюрными экранированными разъемами, универсальными для внутренних и внешних кабелей 8-, 16- и 32-битных версий SCSI (в 8-битном варианте контакты 1-5, 31-39, 65-68 не используются). Разъемы для внешнего подключения выглядят как миниатюрный вариант Centronics с плоскими контактами, внутренние имеют штырьковые контакты.
• Q-кабель: 68-проводное расширение до 32 бит, используется в паре с P-кабелем.
• Кабель с разъемами D-25P — 8-битный, стандартный для Macintosh, используется на некоторых внешних устройствах (Iomega ZIP-Drive).

Возможны различные вариации кабелей-переходников.

Назначение контактов разъемов на примере распространенного А-кабеля приведено в табл. 2.

Таблица 2. Разъемы А-кабеля SCSI

Шина

Как и в шине PCI, в шине SCSI предполагается возможность обмена информацией между любой парой устройств. Конечно, чаще всего обмен производится между хост-адаптером и периферийными устройствами. «Умное» ПО способно иногда и «срезать углы» — копирование данных между устройствами производить без выхода на системную шину компьютера. Здесь большие возможности имеют интеллектуальные хост-адаптеры со встроенной кэш-памятью. В каждом обмене по шине принимает участие его инициатор (Initiator) и целевое устройство (Target). В табл. 3 приводится назначение сигналов шины.

Таблица 3. Назначение сигналов шины SCSI

Параметры конфигурирования SCSI устройств

Все устройства на шине должны быть согласовано сконфигурированы. Для них требуется программно или с помощью джамперов установить следующие основные параметры:

Идентификатор устройства — SCSI ID — адрес 0-7 (для Wide-SCSI допустимы адреса 0-15), уникальный для каждого устройства на шине. Обычно хост-адаптеру, который должен иметь высший приоритет, назначается ID 7. Заводское назначение идентификаторов устройств приведено в табл. 4, хотя она и не является обязательной. Устройства адресуются позиционным кодом (хотя ID задается 3—4-битным кодом), что обеспечивает совместимость адресации 8 и 16 битных устройств на одной шине.

Таблица 4. Заводская установка идентификаторов устройств

В настоящее время прорабатывается спецификация PnP для устройств SCSI, позволяющая автоматизировать процесс назначения идентификаторов. Спецификация обеспечивает возможность сосуществования традиционных (Legasy SCSI) устройств, идентификаторы которых задаются джамперами, с автоматически конфигурируемыми PnP-устройствами.

Контроль паритета — SCSI Parity. Если хоть одно устройство на шине не поддерживает контроль паритета, он должен быть отключен на всех устройствах данной шины. Контроль паритета, особенно для дисковых устройств, является средством защиты от искажения данных при передаче.

Включение терминаторов — Termination. В современных устройствах применяются активные терминаторы, которые могут включаться одним джампером или даже управляться программным сигналом. Терминаторы должны быть включены только на крайних устройствах в цепочке. Современные хост-адаптеры позволяют автоматически включать свой терминатор, если они являются крайними, и отключать, если используются внутренний и внешний разъемы канала. Это позволяет подключать и отключать внешний устройства, не заботясь о переключении терминаторов. В старых моделях адаптеров при таких переключениях приходилось открывать корпус и переставлять джампер. В старых устройствах пассивные терминаторы приходилось устанавливать в специальные гнезда (и извлекать их оттуда). При отсутствии внутренних терминаторов приходилось использовать внешние, устанавливаемые на кабель.

Питание терминаторов — TerminatorPower. Питание терминаторов джампером или программно должно быть включено хотя бы на одном устройстве, когда используются активные терминаторы (для современных устройств это означает «всегда»).

Согласование скорости синхронного обмена — SCSI Synchronous Negotiation. Режим синхронного обмена, обеспечивающий высокую производительность, включается по взаимному согласованию устройств. Однако если хоть одно устройство на шине его не поддерживает, согласование необходимо запретить на хост-адаптере. При этом, если обмен будет инициирован синхронным устройством, хост поддержит этот режим.

Старт по команде — Start on Command , или задержанный старт — Delayed Start. При включении этой опции запуск двигателя устройства выполняется только по команде от хост-адаптера, что позволяет снизить пик нагрузки блока питания в момент включения. Хост будет запускать устройства последовательно.

Разрешение отключения — Enable Disconnection . Выбор этой опции позволяет устройствам отключаться от шины при неготовности данных, что весьма эффективно используется в многозадачном режиме при нескольких периферийных устройствах на шине.

Хост-адаптер

Хост-адаптер SCSI является важнейшим узлом интерфейса, определяющим производительность подсистемы SCSI-устройств. Существует широкий спектр адаптеров, начиная от простейших, к которым можно подключать только устройства, не критичные к производительности. Такие адаптеры иногда входят в комплект поставки сканеров, и подключение к ним диска может оказаться неразрешимой задачей. Высокопроизводительные адаптеры имеют собственный специализированный процессор, большой объем буферной памяти и используют высокоэффективные режимы прямого управления шиной для доступа к памяти.

Конфигурирование SCSI хост-адаптеров с точки зрения шины SCSI не отличается от конфигурирования других устройств (см. выше). Для современных адаптеров вместо джамперов используется программное конфигурирование. Утилита конфигурирования обычно входит в расширение BIOS (на плате адаптера), и приглашение к ее исполнению выводится на экран при инициализации во время POST.

Как и всякая карта расширения, хост-адаптер должен быть сконфигурирован и с точки зрения шины расширения, к которой он подключается. Адаптеры SCSI существуют для всех шин: ISA (8-16 бит), EISA, MCA, PCI, VLB, PCMCIA. Существуют адаптеры для параллельного порта. Некоторые новые системные платы имеют встроенный SCSI-адаптер.

Системные ресурсы для шинного SCSI-адаптера включают:

• Область памяти для расширения ROM BIOS, необходимого для поддержки конфигурирования устройств и дисковых функций. Если в системе установлено несколько однотипных хост-адаптеров, ROM BIOS для них используется с одного адаптера. Может оказаться так, что на одном компьютере заставить работать вместе несколько разнотипных хост-адаптеров не удастся.
• Область портов ввода/вывода (I/O Port).
• IRQ — запрос прерывания.
• DMA — канал прямого доступа к памяти (для шин ISA/EISA), часто используемый для захвата управления шиной (Bus-Mastering).

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 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.

Все устройства SCSI требуют специальных драйверов. Базовый драйвер дисковых устройств обычно входит в BIOS хост-адаптера. Расширения, например ASPI (Advanced SCSI Programming Interface), загружаются отдельно.

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 600 dpi 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
• рекомендации (личные и субъективные)

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:(. Также 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.

Данная статья была подготовлена по материалам из книги Михаила Гука «Аппаратные Средства IBM PС» (издательство «Питер»)

Интерфейс SCSI

В начале 1970-х годов для мини-ЭВМ (по тем временам это действительно была мини-ЭВМ) был разработан интерфейс SCSI (читается "скази"), название которого расшифровывается как Small Computer System Interface. Опять же, в названии видна его "портативность". Первоначальный вариант предполагал скорость обмена 5 Mb/s, а устройства подключались с помощью 50-проводного кабеля. В последствии в SCSI вносились различные дполнения и усовершенствования, повышающие скорость обмена - сегодняшние SCSI-контроллеры поддерживают скорости до 160 Mb/s, то есть больше, чем стандартная шина PCI. А самый первый стандарт SCSI, понятне дело, уже устарел и сейчас о нем практически никто не помнит. Вариантов SCSI довольно много, и все они имеют различные и запутанные названия (ситуация практически такая же, как и с IDE), поэтому мы не будем расматривать каждый отдельно, а сведем основные положения в таблицу.

Пропускную способность легко подсчитать: для этого нужно просто взять численное значение частоты, а в случае Wide умножить его на два. Например, контроллер UltraSCSI (часто говорят Ultra SCSI-2) имеет скорость 20 Mb/s. Данные таблицы уже в некоторой степени устарели, так как, согласно ней, максимум составляет 80 Mb/s (Ultra2 Wide SCSI, или просто UltraWide SCSI, так как сейчас не выпускаются контроллеры Wide SCSI не Ultra2, и Ultra по умолчанию подразумевает Ultra2), а уже широкое распространение получила скорость 160 Mb/s (такой стандарт называется Ultra160 SCSI). Эти стандарты доступны только с интерфейсом LVD (Low Voltage Differential ), обеспечиващим повышенную помехозащищенность и увеличенную допустимую длину каеля SCSI.

Вот типичные разъемы, которые можно встретить на SCSI-контроллерах:

Внутренние
Low-Density 50-pin	Подключение внутренних медленных устройств - старых HDD, почти всех CD/DVD-ROM, CD-R, MODD, ZIP и т. д. (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). Устарел
Low-Density 50-pin	Или Centronics 50-pin. Внешнее подключение сканеров, стриммеров, обычно SCSI-1 (самый первый вариант SCSI). Как и сам SCSI-1, уже устарел
High-Density 50-pin	Или Micro DB50, или Mini DB50. Стандартный внешний разъем для подключения сканеров, внешних CD-ROM, старых HDD и т. п.
High-Density 68-pin	Или Micro DB68, Mini DB68. Cтандартный внешний wide разъем, в основном для подключения HDD
High-Density 68-pin	Аналогичен предыдущему (практически нигде не применяется)

Существует также еще один тип разъема - CL, или Single Connector имеющий 80 контактов. Single Сonnector используются в основном в host-swap (когда может потребваться горячая замена устройства) конфигурациях, так как объединяют сигналы SCSI-питания и заземления в одном разъеме.

Кроме вышеуказанных интерфейсов существует еще так называемый Serial SCSI , работающий на основе технологии Fibre Channel . Устройства соединяются с контроллером с помощью 6-жильного кабеля и могут обмеиваться на скоростях 100 Mb/s и более. На контроллерах Serial SCSI (также часто его называют SCSI-3) есть и обычные разъемы narrow и wide, что позволяет подключать и стандартные устройства SCSI. Fibre Channel более похожа на сетевой стандарт, чем на интерфейс для подключения носителей; в нем используется последовательная передача данных. Более подробно о технологии Fibre Channel смотрите статье Технология Fibre Channel.

Для работы любого устройства, как известно, необходима программная поддержка. Для большинства IDE-устройств она 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:

• Микросхема со SCSI BIOS есть на самом контроллере (как на видеокартах). При загрузке компьютера она активизируется и позволяет загрузиться со SCSI жесткого диска или, например, CD-ROM, 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
• Образ SCSI BIOS прошит в Flash-BIOS материнской платы. Обычно в BIOS платы добавляют SCSI BIOS для контроллеров на основе наиболее распространенных чипов. Ее можно перепрошивать и тем самым 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.
• SCSI BIOS нет вообще. Работа всех SCSI-устройств обеспечивается только драйверами операционной системы. Загрузка с них, естественно, невозможна. Такой подход используется при создании собственного контроллера для какого-либо внешнего устройства (например, сканера), то есть когда загрузка с устройства не имеет смысла и использование дрйверов предполагается в любом случае

Кроме поддержки загрузки со SCSI устройств, BIOS обычно выполняет еще несколько функций: настройка конфигурации адаптера, проверка поверхности дисков, форматирование на низком уровне, настройка параметров инициализации SCSI-устройств, задание номера загрузочного устройства и так далее. В 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 (аналогично CMOS на материнской плате). В этой микросхеме SCSI BIOS может сохранять как параметры SCSI-устройств, так и свои собственные установки. В общем случае ее присутствие не связано с наличием микросхемы со SCSI BIOS, но, как показывает практика, обычно их устанавливают вместе.

Существуют также мощные контроллеры для серверов. Кроме обязательной поддержки самых скоростных режимов они обычно имеют поддержку RAID, горячей замены дисков и дополнительный SCSI-канал, что позволяет увеличить количество подключаемых устройств. Часто еще устанавливают аппаратный кэш величиной этак мегабайта в 32, 64 или больше. На картинке слева вы можете наблюдать такой контроллер от фирмы ASUSTeK (хорошая, к слову сказать, фирма). На его плате очень хорошо виден 486-й 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, а если есть поддержка кэша, то иногда и слоты для модулей памяти. Бывает, что ставят еще дополнительный IDE-контроллер, звуковую карту или VGA-карту. На очень старых контроллерах иногда можно найти разъемы для подключения дисководов для дискет.

К различным не слишком торопливым устройствам (обычно сканерам) в комплекте часто прилагается свой SCSI-контроллер. Как правило, он имеет предельно упрощенную конфигурацию: рассчитан только на одно устройство и работает только с ним, не имеет BIOS, работает только со своим драйвером и без прерываний (polling mode). С экономической точки зрения это вполне оправданно, так как предоставляет достаточно много возможностей (понятно, что даже самый примитивный вариант SCSI лучше, чем LPT или USB) при минимальных зарплатах. Но, с другой стороны, это и не есть хорошо, потому что ничего, кроме своего родного устройства со 100%-й гарантией использовать не удастся. Хотя это никому особенно и не нужно - все равно скорость работы таких карточек невелика и при реальной потребности в SCSI придется покупать что-то более серьезное.

Устройства подключаются к контроллеру соответсвующим (narrow или wide) кабелем по цепочке (аналогично IDE). Это относится и к внешним устройствам, только здесь можно провести аналогию с последовательным подключением, скажем, сканера и принтера к параллельному порту. Не сдедует обращать особого внимания на скоростные показатели носителей, так как в большинстве случаев действует правило: "Если разъем подходит, значит будет работать". Правда, в таком случае возможно замедление работы шины, поэтому, если есть возможность, лучше подключать медленные устройства к одному разъему, быстрые - к другому. Естественно, контроллер должен как-то различать подключенные к одному кабелю устройства, чтобы устанавливать с ними связь. Для этого каждое устройство имеет свой логический номер, который называется 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-ROM"ы различаются по LUN. Для контроллера все это выглядит в виде пар 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 или через все ту же BIOS (автоматически или вручную), так как в SCSI существуют и новые стандарты, аналогичные Plug&Play, не требующие перемычек. Также можно установить параметры типа проверки четности (если контроллер ее поддерживает), включение терминатора, питание терминатора (см. дальше), включение диска по команде контроллера и т. д. Опять же, зачастую все это можно сделать программным способом через BIOS. Принцип использования ID хорош тем, что не требует прерываний. Для работы SCSI достаточно только одного прерывания (для самого контроллера), что, в отличие от IDE, позволяет экономить этот ресурс и поэтому дает возможность устанавливать в систему больше оборудования.

Теперь, как и обещалось, о терминаторах. Если коротко, то это такие штуковины, которые ставятся на концах шины. 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:

• Внутренние. Обычно присутствуют на жестких дисках; включаются установкой одной перемычки
• Автоматические. Большинство контроллеров SCSI имеет такие. Они сами решают, включаться им или нет
• В виде сборок резисторов, на некоторых CD-ROM и CD-R именно такие. Выключаются удалением из панелек всех сборок.
• Внешние. Как в предыдущем пункте, но красивее (например, на стримере HP T4e). Устройство (обычно внешнее) в этом случае имеет два разъема SCSI: в один включается кабель к контроллеру, в другой - терминатор или кабель к следующему устройству в цепочке.

Два последних вида, правда, уже устарели и не применяются. Кроме того, терминаторы могут быть пассивными или активными. Сегодня практически все активные, они 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 автоматический, 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 аргумент в пользу разделения медленнх и быстрых устройств на разные контроллеры 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. Мы рассмотрим наиболее распространенные варианты устройств на одной SCSI-шине.

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

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

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

Есть внутреннее и несколько внешних устройств. Терминаторы включены на внутреннем и на 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:

Narrow-устройства вполне можно использовать и на wide-шине даже тогда, когда на контроллере нет необходимого разъема (как внешнего, так и кнутреннего). 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, так как он обычно имеет внешний разъем типа wide. Если вы используете переходники, обратите внимание на терминацию. При подключении внешнего narrow-устройства к wide-разъему переходник должен терминировать high byte. Если же подключается narrow-устройство к внутреннему разъему wide, то переходник просто преобразовывает разъемы (то есть сокращает количество проводов с 68 до 50). Правда, как уже отмечалось, терминация часто производится самим контроллером и устройствами в автоматическом режиме, и проблем возникнуть не должно; эти сведения приведены скорее как справочная, нежели практическая информация.

В различных конфренциях и FAQ часто задают вопрос типа "А что лучше: IDE или SCSI?". Ответить на него очень просто, но с небольшим и очень важным дполнением: "Это смотря для чего". Вот основные преимущества SCSI перед IDE:

Однако, при всей своей красе, SCSI - дорогой интерфейс. Это относится как к контролерам, так и к устройствам. Прежде чем решить, нужен ли вам SCSI, необходимо уяснить поставленные цели. Для работы, скажем, в Microsoft Office, вовсе не нужно высокое быстродействие. К тому же преимущества сильно заметны только в случае активной многозадачности. Следует также помнить, что за небольшие деньги можно купить куда более быстродействующий и емкий жесткий диск с интерфейсом IDE, чем со SCSI. Но если вы занимаетесь видеомонтажем, записью CD, сложной графикой или просто хотите максимального быстродействия в любимом Unreal"е (или что у вас там любимое), то тут SCSI, понятное дело, стоит потраченных денег. В общем, решайте сами. Правда, в случае если финансы у вас находятся в плачевном состоянии, то решать тут особенно и нечего...