1.3 Интерфейс scsi

Узкая шина SCSI имеет 8 адресов, широкая - 16. Чем выше адрес устройства, тем выше его приоритет, поэтому каждое устройство имеет свой приоритет доступа к шине. Это позволяет корректно настроить систему.

Таблица 2 - виды SCSI интерфейса

Тип диска	Скорость шины (Мб/с)	Кол-во адресов	Макс. Кол-во устройств
SCSI-1 (узкий)	5	8	8
Fast SCSI (узкий)	10	8	8
Fast Wide SCSI (широкий)	20	16	16
Ultra SCSI (узкий)	20	8	8
Wide Ultra SCSI (широкий)	40	16	16
Ultra2 SCSI (узкий)	40	8	8
Wide Ultra2 SCSI (широкий)	80	16	16
Ultra3 SCSI (широкий)	160	16	16

Ultra SCSI работает со скоростью 20 Мб/с и поддерживает 8 адресов.

Ultra2 SCSI (LVD Low Voltage Differential - дифференциал низкого потребления) - расширенная версия Ultra, основным улучшением которой является скорость (40 Мб/с).

Wide Ultra2 SCSI - работает со скоростью 80 Мб/с. Ultra160 SCSI (Ultra3 SCSI) - последняя широко распространенная версия SCSI, работающая со скоростью 160 Мб/с.

Существуют два типа внутренних и четыре типа внешних SCSI кабелей. Любой внутренний SCSI кабель имеет 68 контакта и является кабелем SCSI-3. Это не означает, что диски на шлейфе являются устройствами SCSI-3 или то, что он будет работать только с устройствами Ultra3.

Существует еще один тип разъема – CL (Single Connector), имеющий 80 контактов, который используются в host-swap конфигурациях, так как объединяет сигналы SCSI-питания и заземления в одном разъеме.

Кроме вышеуказанных интерфейсов существует Serial SCSI, работающий на основе технологии Fibre Channel, в котором устройства соединяются с контроллером с помощью 6-жильного кабеля и обмениваются данными на скоростях 100 Mb/s и более. На контроллерах Serial SCSI (SCSI-3) есть и обычные разъемы narrow и wide, что позволяет подключать и стандартные устройства SCSI. Fibre Channel напоминает в большей степени сетевой стандарт, чем интерфейс для подключения носителей с последовательной передачей данных.

Для работы любого устройства, 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 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. При использовании Windows NT, OS/2 и др. для работы с устройствами SCSI всегда используются драйвера.

-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 изменять версию SCSI BIOS на новую. При наличии на материнской плате SCSI-контроллера используется именно такой подход.

-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 драйверов 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.

Еще на плате контроллера SCSI можно встретить светодиод активности SCSI-шины и/или разъем для его подключения, а если есть поддержка кэша, то и слоты для модулей памяти. К различным не медленным устройствам (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. С экономической точки зрения это вполне оправданно, так как предоставляет достаточно много возможностей (даже самый примитивный вариант SCSI лучше, чем LPT или USB) при минимальных зарплатах.

Устройства подключаются к контроллеру соответствующим (narrow или wide) кабелем по цепочке, (относится к внешним устройствам, сканерам, принтерам и параллельному порту). Не следует обращать внимания на скоростные показатели носителей, так как для большинства случаев если разъем подходит, значит оно будет работать. Правда тогда возможно замедление работы шины, поэтому лучше подключать медленные устройства к одному разъему, а быстрые - к другому. 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 SCSI ID. Для устройств на narrow SCSI-шине он может быть от 0 до 7, на wide от 0 до 15. У SCSI-контроллера, тоже есть свой номер, обычно это 7. Номер SCSI ID устанавливается с помощью перемычек или через BIOS, так как в SCSI существуют и новые стандарты, аналогичные Plug&Play, не требующие перемычек. Также можно установить параметры типа проверки четности, включение терминатора, питание терминатора, 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.

Цель применения терминаторов - обеспечить согласование уровней сигналов, уменьшить затухание и помехи. Проблемы с терминаторами являются самыми 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. Они сами решают, включаться им или нет

-В виде сборок резисторов, встречаются на некоторых CD-ROM и CD-R. Выключаются удалением из панелек всех сборок.

-Внешние. 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, 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 можно по способу его включения. Если это одна перемычка, или он автоматический, то активный. Если для его выключения необходимо вытащить из устройства 1-2 резисторных сборки, то пассивный.

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.

Рисунок 7 – Вариант когда включен контроллер и одно устройство

Рисунок 8 – Вариант когда контроллер включен с несколькими внутренними устройствами

Рисунок 9 – Вариант когда терминаторы включены на крайних внутреннем и внешнем устройствах, но выключены на контроллере

Рисунок 10 – Вариант когда 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 - 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:

Рисунок 11 – Вариант когда на одном контроллере используются narrow- и wide-устройства одновременно

Narrow-устройства вполне можно использовать и на wide-шине даже тогда, когда на контроллере нет необходимого разъема. 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. 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.

Рассмотрим основные преимущества SCSI перед IDE:

-Значительно более низкая нагрузка на процессор.

-Более высокая скорость передачи данных.

-Возможна одновременная работа со всеми устройствами.

-Длина кабеля может составлять 3-6 метров.

-Более высокая надежность.

-Возможность использования внешних устройств.

-Максимальное количество устройств (до 15) значительно больше, чем у IDE, к тому же можно установить несколько SCSI-контроллеров (обычно не более четырех).

-Для всех SCSI-устройств нужно одно прерывание.

-Для повышения надежности и быстродействия можно использовать кэширование и технологии RAID , host-swap.

Однако при всех своих достоинствах SCSI - дорогой интерфейс. Это относится как к контролерам, так и к устройствам. Для работы, 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. Однако для видеомонтажа с записью CD, сложной графикой SCSI предпочтительнее.

1.4 Fibre Channel

Оптический канал - интерфейс, отличающийся от IDE и SCSI. Его устройство напоминает устройство Ethernet и InfiniBand. Этот интерфейс в одинаковой мере предназначен для: жестких дисков, сети, и другой периферии, часто используется для присоединения SCSI RAID к сети рабочих станций, или серверов.

Оптический канал имеет скорость 100 Мб/с и выше, однако его теоретическая скорость составляет 1.06 Гб/с. Существуют оптические каналы следующего поколения, со скоростью 2.12 Гб/с.

В отличие от SCSI, оптический канал довольно гибкий. И если длина SCSI ограничена 12 метрами, то его длина может достигать 10 километров, и даже значительно больше при использовании специальных дорогостоящих медных кабелей.