•Помимо классического транспортного протокола SIP (SCSI Interlocked Protocol), архитектурная модель предполагает использование других типов протоколов и физических интерфейсов:

–SIP – стандартный протокол транспортного уровня (сообщения, сигналы, статус и т.п.), используемый в SCSI с самого начала

–SPI – параллельный электрический интерфейс, реализующий протокол SIP, унаследован и расширен

–FCP – протокол обмена по оптоволоконному интерфейсу

–FC-PH – оптоволоконный интерфейс

–SBP – протокол последовательного интерфейса

–1394 – последовательный интерфейс FireWire/IEEE1394

–GPP – обобщенный (Generic) пакетный протокол, пригодный для реализации любым физическим интерфейсом

–SSP (Serial Storage Protocol) – протокол последовательной памяти, реализуемый через архитектуру SSA (Serial Storage Architecture)

Архитектурная модель SCSI

Отличия между SCSI и ATA

•Интерфейс ATA:

–применяется только в настольных ПК и ноутбуках, сейчас – и в бытовой электронике (плейеры, DVD-рекордеры, спутниковые ресиверы…)

–Это интерфейс «точка-точка», поддержка двух устройств осуществляется на логическом уровне

–Интерфейс поддерживает только жесткие диски, работа с оптическими накопителями реализована логически через специальную команду

–Управление интерфейсом выполняется только хостом

–Программирование интерфейса стандартизовано, он поддерживается BIOS, имеет фиксированные порты ввода- вывода

–Программный интерфейс предполагает адресацию фиксированных регистров или обмен DMA, специальных фаз передачи команд/данных/сигналов не предусмотрено

–Управление интерфейсом ограничено: только два состояния

– занят или нет, сигнал сброса, режимы чтения/записи

–Контроль достоверности – только для данных (Ultra DMA)

•Интерфейс SCSI:

–Применяется в компьютерах различных классов, в том числе в серверах и суперкомпьютерах

–Топология «шина» предусматривает эффективную работу с несколькими устройствами

–Поддерживаются на всех уровнях устройства нескольких типов, в том числе процессоры и графические устройства

–Шина активно использует арбитраж, управление могут брать на себя различные устройства, поддерживаются отложенные транзакции, очереди команд, списки операций

–Хост-контроллер имеет собственный BIOS, эмулирующий работу с винчестерами через прерывания (Int13h и т.п.)

–Требуются специализированные драйверы, имеется несколько программных интерфейсов работы со SCSI (например, ASPI)

–По шине передаются данные, сообщения, сигналы, команды

–Возможность контроля четности данных на низком уровне

–Разнообразие разъемов, варианты подключения, иные способы конфигурирования

Электрический интерфейс SCSI SPI

•Существует несколько сигнальных реализаций параллельного физического интерфейса SCSI:

–Линейный (Single Ended, SE) – сигналы имеют уровень TTL

–Дифференциальный (HDV, High-Voltage Differential) – пара сигналов в противофазе, уровни TTL

–Низковольтный дифференциальный (LVD, Low-Voltage Differential) – уменьшенные до 0,9-1 В уровни сигналов

•Для подключения жестких дисков применяется только LVD, так как он позволяет достигать высоких скоростей

•Хост-контроллер устанавливает тот режим, который гарантированно поддерживает самое старое устройство (LVD->HVD->SE).

•У каждой сигнальной линии имеется обратный провод

–«общий» («земля») для SE и противофазный (инверсный) для HDV/LVD

•Существует несколько видов кабелей и разъемов для параллельного интерфейса SCSI

•Разъемы:

–IDC-50 – для внутреннего подключения, аналогичен разъему для интерфейса ATA, 50 контактов

–CX-50 – разъем для внешнего типа «Centronics», аналогичен разъему принтера с интерфейсом LPT

–DB-25 – разъем для внешнего подключения, аналогичен разъему порта LPT у ПК

–HD-50 – разъем для внешнего подключения с повышенной плотностью контактов

–HD-68 (Mini-D 68) – разъем для внешнего и внутреннего подключения с высокой плотностью контактов

–VHDCI-68 – разъем типа Centronics со сверхвысокой плотностью

–SCA (MCX-80) – разъемы для внутреннего «горячего» подключения, похож на Centronics, дополнительно подает питание и служебные сигналы

•Кабели:

–A-кабель предназначен для «узкого» 8-битного интерфейса. Есть варианты внутренние (плоский ленточный кабель) и внешние (круглый экранированный кабель) с 25 парами проводов. Внутренний кабель использует разъемы IDC-50, внешний – CX-50 или HD-50

–P-кабель применяется для «широкого» 16-битного интерфейса, поддерживая для совместимости 8-битные устройства. Также существуют плоский (с перевитыми парами) и круглый варианты. Внутренний кабель использует разъемы HD-68 без фиксаторов, внешний – разъемы Mini-D 68 с фиксаторами или VHDCI-68

–Q-кабель позволяет расширять интерфейс до 32-битного при использовании в паре с P-кабелем

–Кабель “Mac SCSI” применяется для подключения некоторых внешних устройств, использует разъемы DB-25

–Разъемы SCA устанавливаются не на кабеле, а на специальном шасси на задней стенке корзины «горячего» монтажа дисков. Существуют переходники SCA-HD68

Сигналы интерфейса SPI SCSI

•Практически все сигналы имеют активный низкий уровень

•Для возврата сигнала к пассивному высокому уровню используются терминаторы шины

•Терминаторы могут быть:

–пассивными (резисторы с импедансом 132 Ом): каждая линия соединяется с «землей» резистором 330 Ом и линией питания +5 В резистором 220 Ом. Применяются только в старых низкоскоростных устройствах

–Активными: имеют источник опорного напряжения (стабилизатор), к которому через резистор 110 Ом подключена каждая линия

–FPT – модифицированные терминаторы с ограничителями выбросов

•Современные устройства должны активно возвращать линию к исходному пассивному состоянию, а не просто отпускать ее

•Разрядность шины данных может быть 8, 16 или 32

•DB[0:31]# - шина данных, может быть также 8- и 16-битной

•DP[0:3]# - биты четности, дополняют количество единичных бит байта до нечетного. У 8-битной шины есть только одна линия, у 16-битной – две

•BSY# - сигнал занятости шины, означает захват шины устройством или хостом

•SEL# - сигнал выставления на шине данных адресов устройств, начинающих обмен данными

•C/D# - сигнал различения фаз данных (0) и управления (1)

•I/O# - направление передачи: 0 – от инициатора к приемнику (чтение), 1 – от приемника к инициатору (запись)

•MSG# - передача сообщения

•ATN# - предупреждение о грядущей передаче сообщения устройству (выставляет инициатор)

•REQ# - сигнал стробирования данных от приемника, выставляется при его готовности

•ACK# - сигнал стробирования от инициатора, подтверждение приема или выставления на шину данных

•RST# - сброс