Интерфейс scsi

Стало уже традицией сравнивать интерфейс SCSI (читается - «скази») исключительно с интерфейсом IDE. На самом деле такое сравнение не совсем корректно: SCSI, в отличие от IDE, позволяет подключать не только носители информации. Часто забывают, что SCSI является универсальным интерфейсом и до появления IEEE1394 ему практически не было альтернативы в работе с высокоскоростными устройствами. К тому же и монополия IDE на рынке жестких дисков относится к области мифов - реальная доля SCSI-устройств составляет 25-27%. Обычно преимуществами IDE называют более низкую стоимость и производительность, якобы достигшую уровня SCSI. Если же сравнить изделия для этих интерфейсов по критерию «стоимость-эффективность», то SCSI выглядит явным лидером. Конечно, выбор SCSI со стороны пользователя обусловлен, прежде всего, характером задач, которые призвана решать компьютерная система. Если предполагается профессиональная работа с видео, трехмерной графикой, большими массивами данных, оцифровка изображений, то альтернативой SCSI могут быть только интерфейсы, присутствующие на существенно более дорогих рабочих станциях. Сегодня максимальная (теоретическая) скорость передачи информации по шине IDE составляет 133 Мбайт/с (протокол Ultra ATA-133), для нового интерфейса Serial ATA - до 150 Мбайт/с. Спецификацией Ultra320 SCSI предусмотрена скорость обмена до 320 Мбайт/с. Реальные преимущества SCSI особенно заметны в многозадачных операционных системах и при обработке непрерывных потоков данных (например, видео). Многие известные производители (в частности, Iwill) выпускают материнские платы со встроенными контроллерами SCSI. Но все же большинство покупателей предпочитает платы расширения, которые обеспечивают возможность последующей модернизации. В обоих случаях для инициализации требуется собственная система SCSI BIOS. На материнских платах со встроенным контроллером она обычно присутствует в системной BIOS в качестве дополнения. На платах расширения помещают собственную микросхему BIOS. Возможен и вариант (в самых дешевых системах) отсутствия BIOS и обеспечения поддержки интерфейса исключительно драйверами операционной системы. Такие операции, как форматирование жесткого диска, возможны только через «родной» BIOS того хост-адаптера, который будет работать с данным диском. Дело в том, что разные контроллеры могут использовать различные схемы трансляции логических адресов секторов жесткого диска в физические.

Стандартные функции SCSI BIOS весьма похожи на функции системной BIOS:

• настройка конфигурации адаптера;

• проверка поверхности жестких дисков;

• форматирование на низком уровне;

• настройка параметров инициализации устройств;

• задание номера загрузочного устройства;

• выбор загрузочного устройства и пр.

Для запоминания и хранения конфигурации SCSI-устройств служит микросхема флэш-памяти (функциональный аналог CMOS системной платы). В системе SCSI взаимодействие между устройствами осуществляется по принципу «отправитель-адресат». Отправитель инициирует запрос и, дождавшись ответа от адресата, начинает обмен данными. Каждое устройство в цепочке имеет уникальный идентификационный (ID) номер в диапазоне от 0 до 7 (в последних спецификациях от 0 до 31), который выставляется специальным переключателем, перемычкой или присваивается автоматически (в современных устройствах). Причем номер 7 по умолчанию присвоен SCSI хост-адаптеру. В свою очередь, устройства, входящие в компонент, имеющий ID, получают номер логического устройства - Logical Unit Number (LUN). Например, при подключении массива из нескольких жестких дисков он получит собственный ID, а каждый жесткий диск - собственный LUN. Таким способом можно выстраивать цепочки до 256 устройств. Хотя в реальных задачах такие конструкции вряд ли потребуются. Данные по шине SCSI передаются в синхронном или асинхронном режимах. В асинхронном режиме адресат подтверждает получение каждого байта, в синхронном - только пакета данных. Начиная со спецификации SCSI-2 появились сценарии, когда весь набор процедур обмена формируется в один пакет и передается целиком. Также возможно независимое выполнение команд устройством. Например, стримеру дается команда на перемотку, и затем он отключается от шины до окончания процесса. В настоящее время действуют несколько спецификаций SCSI, различающихся шириной шины, тактовой частотой, физическим типом интерфейса подключения. Самый первый вариант (SCSI-1) имел 8-битную шину, данные по которой передавались со скоростью 5 Мбайт/с. Последний на момент написания книги вариант, Ultra320 SCSI, позволяет передавать данные на скорости 320 Мбайт/с. Сейчас практически все устройства SCSI выпускаются в соответствии со спецификацией LVD (Low Voltage Differential), предусматривающей использование сигналов низкого потенциала. Для согласования LVD с «высоковольтными» устройствами обычно применяют активные терминаторы. При этом сохраняется совместимость по принципу «снизу вверх». Необходимым элементом любой SСSI-цепочки являются терминаторы - устройства, обеспечивающие согласование уровней сигналов в цепи, уменьшающие помехи и затухание. Они должны присутствовать на начальном (SCSI хост-адаптере) и конечном устройствах в цепочке. Каждое устройство должно обеспечивать включение/отключение терминатора. Терминаторы бывают внутренние, внешние, переключаемые и автоматические. Обычно внутренние терминаторы применяют на жестких дисках и сканерах, внешние выглядят как сборки резисторов на панельках (встречаются на CD-ROM дисководах) или как корпус с вилкой для подсоединения к выходному разъему устройства. Переключение терминаторов осуществляется перемычками, переключателями или просто изъятием их из цепи (для внешнего исполнения). В современных устройствах в большинстве случаев обеспечивается автоматическое переключение терминаторов. Сегодня большинство терминаторов активные, так как требуется высокая помехоустойчивость на высоких скоростях обмена данными. Пассивные терминаторы лучше не применять в одной цепочке с активными или ставить такие устройства на проходе. Важное место в правильной установке SCSI-устройств занимают разъемы. Пожалуй, это один из самых запутанных разделов интерфейса. Здесь утвердились такие понятия, как narrow (узкий) и wide (широкий), low-density (низкой плотности) и high-density (высокой плотности) разъемы. Понятия «узкий» и «широкий» относятся к ширине шины (8 или 16 бит). Шлейф «wide» физически как раз уже, чем «narrow». Термин Low (High) density обозначает плотность размещения контактов на разъеме. Самым первым разъемом для подключения внутренних 8-битных SCSI- устройств служил 50-контактный разъем «narrow, low-density». Он встречается до сих пор на некоторых адаптерах. Более современным вариантом является 68-контактный разъем «wide, high-density» для 16-битной шины. К сожалению, различие стандартов на уровень и формат сигналов, электрические характеристики устройств SCSI в разных спецификациях интерфейса существенно затрудняют подключение компонентов разного поколения. Хотя в принципе задача эта решаема в подавляющем большинстве случаев.