Интерфейс малых вычислительных систем scsi.

Одной из наиболее популярных шин ввода-вывода в настоящее время является шина SCSI.

Под термином SCSI - Small Computer System Interface (Интерфейс малых вычислительных систем) обычно понимается набор стандартов, разработанных Национальным институтом стандартов США (ANSI) и определяющих механизм реализации магистрали передачи данных между системной шиной компьютера и периферийными устройствами. На сегодняшний день приняты два стандарта (SCSI-1 и SCSI-2). Стандарт SCSI-3 находится в процессе доработки.

Первоначально SCSI предназначался для использования в небольших дешевых системах и поэтому был ориентирован на достижение хороших результатов при низкой стоимости. Характерной его чертой является простота, особенно в части обеспечения гибкости конфигурирования периферийных устройств без изменения организации основного процессора. Главной особенностью подсистемы SCSI является размещение в периферийном оборудовании интеллектуального контроллера.

 Рис. Архитектура компьютера с шиной SCSI

   

Интерфейс SCSI был разработан в конце 1970-х годов организацией Shugart Associates. Первоначально известный под названием SASI (Shugart Associates System Interface), он после стандартизации в 1986 году уже под именем SCSI (читается ?скази?) стал одним из промышленных стандартов для подключения периферийных устройств винчестеров, стримеров, сменных жестких и магнитооптических дисков, сканеров, CD-ROM и CD-R, DVD-ROM и т. п.

Интерфейс SCSI является параллельным. К шине одновременно может быть подключено до восьми устройств, включая основной контроллер SCSI (или хост-адаптер). Контроллер SCSI является по сути самостоятельным процессором и имеет свою собственную BIOS (которая иногда может размещаться в BIOS материнской платы). Он выполняет все операции по обслуживанию и управлению шиной SCSI, освобождая от этого центральный процессор.

     Физически интерфейс SCSI представляет собой плоский кабель с 25, 50,68 -контактнымиили  разъемами для подключения периферийных устройств.  

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.

    Опрос устройств производится контроллером SCSI сразу после включения питания. При этом для устройств SCSI реализовано автоконфигурирование устройств (Plug-n-play) по протоколу SCAM (SCSI Configured AutoMagically), в котором значения SCSI ID выделяются автоматически. Для стандартизированного управления SCSI-устройствами наиболее широко применяется программный интерфейс ASPI (Advanced SCSI Programming Interface). В настоящее время распространена его версия 2.0.

Основные характеристики интерфейса SCSI.

Существует более десятка различных версий интерфейса SCSI. Наиболее существенные из них: SCSI-1, Fast SCSI, Fast Wide SCSI, Ultra SCSI, Ultra 2 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.  

SCSI	общая часть названия. Обычно пишется справа. Или обозначает "базовый" интерфейс SCSI: шина 8 бит, скорость 5MHz
Fast или -2	скорость может достигать 10MHz (иногда пишут FastSCSI-2)
Ultra	скорость может достигать 20MHz
Ultra2	скорость может достигать 40MHz. не совместим с остальными.
Wide	ширина шины увеличена до 16 бит

    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.

Рис. Разъем интерфейса SCSI.

Интерфейс IDE служит для подключения жестких дисков при помощи гибкого шлейф-кабеля. Впервые эту шину применили в компьютере IBM PC XT/AT, поэтому данный интерфейс получил название ATA (AT Attachment, подключение типа AT). А поскольку контроллер диска составлял единое целое с самим диском, эту же самую технологию стали называть IDE (Integrated Drive Electronics, электроника, интегрированная на диск). Позже появился расширенный IDE (E-IDE или ATA2), который стал применяться на дисках с объемом больше 504 Мбайт. Вскоре, когда таким же способом стали подключать CD-ROM-приводы и другие устройства, данная технология получила название ATAPI. Разработчики продолжали совершенствовать эту технологию, повышая быстродействие и возможность подключения более емких жестких дисков. И тогда появились новые названия, соответствующие режимам работы шины – UltraDMA, DMA (Direct Memory Access). А когда появилась технология последовательного доступа с интерфейсом ATA (Serial ATA), то, во избежание путаницы стали иногда добавлять уточнение Parallel: Parallel ATA (или сокращенно PATA). IDE-устройства имеют 40-контактный разъем и подключаются к материнской плате с помощью плоского 40-жильного шлейфа.

Рис. Разъем интерфейса IDE (ATA).

Для более новых скоростных вариантов UltraDMA, по которым работают современные жесткие диски, требуется уже специальный 80-жильный кабель, в котором добавлены 40 дополнительных жил заземления, способствующие уменьшению наводок в шлейфе. Каждый кабель позволяет подключать, максимум, два накопителя, когда один работает в режиме "master", а второй - в режиме "slave". Обычно, переключение режима происходит с помощью небольшой перемычки на накопителе. Обратите внимание, что на кабель с одной стороны наносится специальная красная полоска, которая должна находиться рядом с разъемом питания на устройстве при подключении. Правда, произодители теперь выпускают кабели с специальным выступом, который не позволит неправильно подсоединить его к устройству. Соответственно, на разъеме IDE на материнской плате имеется прорезь под этот выступ.

Разъем на устройстве и контроллере

Разъем на кабеле

Контрольные вопросы:

1. Как организована связь вычислительной системы с подсистемами устройств?

2. Чем характеризуется шина ввода-вывода и шина процессор-память?

3. Что такое системная шина? Приведите примеры системных шин?

4. Что такое локальная шина? Приведите примеры локальных шин?

5. Дайте краткую сравнительную характеристику типам шин, отличающихся способом коммутации?

6. Дайте краткую сравнительную характеристику типам шин по выбору синхронизации?

7. Дайте краткую характеристику и сравнительный анализ системным шинам ISA и EISA?

8. Какова особенность архитектуры с шиной MCA?

9. Дайте сравнительный анализ локальным шинам VL-Bus, PCI, AGP?

10. Дайте характеристику интерфейсу малых вычислительных систем?

11. Где используется интерфейс IDE? Дайте краткую характеристику интерфейсу IDE?

Литература:

1. М.Ю. Гук. Шины PCI, USB и FireWire. Энциклопедия. – СПб: Питер, 2005.

2. М.Ю. Гук. Интерфейсы устройств хранения: ATA, SCSI и другие. Энциклопедия. – СПб: Питер, 2007.

3. Интерфейсы ПК. http://djurick.at.ua/blog/interfejsy_pk/2009-11-23-1

4. Интерфейсы, порты. http://ua.radioland.net.ua/contentid-79-page1.html