Зовнішні інтерфейси PC

1. специфікації SCSI
2. Термінатори, роз'єми
3. кабелі
4. шина
5. Параметри конфігурації SCSI пристроїв
6. Хост-адаптер
7. SCSI пристрої
8. Жорсткі диски
9. CD-ROM, CD-R, CD-RW
10. стримери
11. Сканери
12. Кілька порад при виборі SCSI пристроїв
13. пристрої

SCSI (Small Computer System Interface), вимовлятися «скази» - інтерфейс системного рівня, стандартизованого ANSI, на відміну від інтерфейсних портів (COM, LPT, IR, MIDI), являє собою шину: сигнальні висновки безлічі пристроїв-абонентів з'єднуються один з одним « один в один".

Основним призначенням SCSI-шини під час розробки першої специфікації в 1985 році було «забезпечення апаратної незалежності підключаються до комп'ютеру пристроїв певного класу».

На відміну від жорстких шин расшірнія SCSI-шина реалізується у вигляді окремого кабельного шлейфу, який допускає з'єднання до 8 пристроїв (специфікація SCSI-1) внутрішнього і зовнішнього виконання. Одне з них - хост-адаптер (Host Adapter) пов'язує шину SCSI з системною шиною комп'ютера, сім інших вільні для периферії.

До шині можуть підключатися:

• дискові внутрішні і зовнішні накопичувачі (CD-ROM, вінчестери, змінні вінчестери, магнітооптичні диски та ін.);
• стримери;
• сканери;
• фото- і відеокамери;
• інше обладнання, що застосовується не тільки для IBM PC.

Кожен пристрій, підключений до шини, має свій ідентифікатор SCSI ID, який передається позиційним кодом по 8-бітної шині даних (звідси і обмеження на кількість пристроїв на шині). Пристрій (ID) може мати до 8 подустройств зі своїми LUN (Logical Unit Number - логічний номер пристрою).

Будь-який пристрій може ініціювати обмін з іншим цільовим пристроєм (Target).

Режим обміну по SCSI-шині може бути:

• асинхронним або
• синхронним з узгодженням швидкості (Synchronous Negotiation), де передача даних контролюється за паритетом.

специфікації SCSI

Специфікація SCSI-1 строго визначає фізичні та електричні параметри інтерфейсу і мінімум команд. Частота шини - 5 МГц. Розрядність шини - 8 біт. ANSI-стандарт розроблений в грудні 1985 року.

Специфікація SCSI-2 визначає 18 базових SCSI-команд (Common Command Set, CCS), обов'язкових для всіх периферійних пристроїв, і додаткові команди для CD-ROM і іншої периферії. Пристрої підтримують черги - можуть приймати ланцюжка до 256 команд і виконувати їх в попередньо оптимізованої порядку автономно. Пристрої на одній SCSI-шині можуть обмінюватися даними без участі CPU. ANSI-стандарт розроблений в березні 1990 року.

Додаткові розширення специфікації SCSI-2:

• Fast - подвоєння швидкості синхронної передачі (частота шини 10 МГц).
• Ultra - надшвидкісний інтерфейс (частота шини 20 МГц).
• Wide - збільшення розрядності до 16 біт, рідше до 32 біт.

Максимальна пропускна здатність залежить від частоти і розрядності шини і для комбінацій зазначених розширень приведена в табл. 1.

Специфікація SCSI-3 - подальший розвиток стандарту, спрямоване на збільшення кількості пристроїв, що підключаються, специфікацію додаткових команд, підтримку Plug and Play. В якості альтернативи паралельного інтерфейсу SPI (SCSI-3 Parallel Interface) з'являється можливість застосування послідовного, в тому числі і волоконно-оптичного інтерфейсу зі швидкістю передачі даних 100 Мбайт /. SCSI-3 існує у вигляді широкого спектра документів, що визначають окремі сторони інтерфейсу, і багато в чому змикається з послідовною шиною FireWire.

Термінатори, роз'єми

За типом сигналів раздічают лінійні (Single Ended) і диференціальні (Differential) версії SCSI, їх кабелі і роз'єми ідентичні, але електричної взаємодії між різними пристроями між ними немає.

Диференціальна версія для кожного сигналу використовує виту пару провідників і спеціальноие приймально-передавачі, при цьому стає допустимої велика сумарна довжина кабелю, зберігаючи високу частоту обміну. Диференціальний інтерфейс застосовується в потужних дискових системах серверів, але в звичайних ПК НЕ распостранен.

У лінійної версії сигнал повинен йти за своїм одному провіднику, скручені (або, принаймні, окремим від іншого в плоскому шлейфі) з нульовим (зворотним) проводом. Універсальні символічні позначення версій наведені на рис.1.

SCSI-пристрої з'єднуються кабелями в ланцюжок (Daisy Chain), на крайніх пристроях підключаються термінатори. Часто одним з крайніх пристроїв є хост-адаптер. Він може мати для кожного каналу як внутрішній роз'єм, так і зовнішній:

При одночасному використанні зовнішнього і внутрішнього роз'ємів хост-адаптера його термінатори відключають. Коректність використання термінаторів має істотне значення - відсутність одного з термінаторів або, навпаки, зайвий термінатор може привести до нестійкості або втрати працездатності інтерфейсу.

За виконання термінатори можуть бути як внутрішні (розміщені на друкованій платі пристрою), так і зовнішні (встановлюються на роз'єми кабелю або пристрою).

За електричними властивостями розрізняють наступні типи термінаторів:

• Пасивні (SCSI-1) з опором 132 Ом - звичайні резистори. Ці термінатори не придатні для високошвидкісних режимів SCSI-2.
• Активні з опором 110 Ом - спеціальні термінатори для забезпечення роботи на частоті 10 МГц в SCSI-2.
• FPT (Forced Perfect Terminator) - покращений варіант активних термінаторів з обмежувачами викидів.

Активні термінатори вимагають харчування, для чого є спеціальні лінії інтерфейсу TERMPWR.

кабелі

Асортимент кабелів SCSI досить широкий. Основні стандартизовані кабелі:

• А-кабель: стандартний для 8-бітного інтерфейсу SCSI 50-дротовий внутрішній шлейв (роз'єми IDC-50) або зовнішній екранований (роз'єми CENTRONICS-50).
• B-кабель: 16-бітний розширювач SCSI-2, поширення не отримав.
• Р-кабель: 16-бітний SCSI-2/3 68-дротовий з поліпшеними мініатюрними екранованими роз'ємами, універсальними для внутрішніх і зовнішніх кабелів 8-, 16- і 32-бітових версій SCSI (в 8-бітному варіанті контакти 1-5, 31 -39, 65-68 не використовуються). Роз'єми для зовнішнього підключення виглядають як мініатюрний варіант Centronics з плоскими контактами, внутрішні мають Штиркові контакти.
• Q-кабель: 68-дротове розширення до 32 біт, використовується в парі з P-кабелем.
• Кабель з роз'ємами D-25P - 8-бітний, стандартний для Macintosh, використовується на деяких зовнішніх пристроях (Iomega ZIP-Drive).

Можуть бути різні варіації кабелів-перехідників.

Призначення контактів роз'ємів на прикладі поширеного А-кабелю приведено в табл. 2.

шина

Як і в шині PCI, в шині SCSI передбачається можливість обміну інформацією між будь-якою парою пристроїв. Звичайно, найчастіше обмін здійснюється між хост-адаптером і периферійними пристроями. «Розумне» ПО здатен інколи і «зрізати кути» - копіювання даних між пристроями виробляти без виходу на системну шину комп'ютера. Тут великі можливості мають інтелектуальні хост-адаптери з вбудованою кеш-пам'яттю. У кожному обміні по шині бере участь його ініціатор (Initiator) і цільове пристрій (Target). У табл. 3 наводиться призначення сигналів шини.

Параметри конфігурації SCSI пристроїв

Всі пристрої на шині повинні бути погоджено сконфігуровані. Для них потрібно програмно чи за допомогою джамперів встановити наступні основні параметри:

Ідентифікатор пристрою - SCSI ID - адреса 0-7 (для Wide-SCSI допустимі адреси 0-15), унікальний для кожного пристрою на шині. Зазвичай хост-адаптера, який повинен мати вищий пріоритет, призначається ID 7. Заводське призначення ідентифікаторів пристроїв наведено в табл. 4, хоча вона і не є обов'язковою. Пристрої адресуються позиційним кодом (хоча ID задається 3-4-бітовим кодом), що забезпечує сумісність адресації 8 і 16 бітних пристроїв на одній шині.

В даний час опрацьовується специфікація PnP для пристроїв SCSI, що дозволяє автоматизувати процес призначення ідентифікаторів. Специфікація забезпечує можливість співіснування традиційних (Legasy SCSI) пристроїв, ідентифікатори яких задаються джамперами, з автоматично конфігуруються PnP-пристроями.

Контроль паритету - SCSI Parity. Якщо хоч один пристрій на шині не підтримує контроль паритету, він повинен бути відключений на всіх пристроях даної шини. Контроль паритету, особливо для дискових пристроїв, є засобом захисту від спотворення даних при передачі.

Включення термінаторів - Termination. У сучасних пристроях застосовуються активні термінатори, які можуть включатися одним джампером або навіть управлятися програмним сигналом. Термінатори повинні бути включені тільки на крайніх пристроях в ланцюжку. Сучасні хост-адаптери дозволяють автоматично включати свій термінатор, якщо вони є крайніми, і відключати, якщо використовуються внутрішній і зовнішній роз'єми каналу. Це дозволяє підключати та відключати зовнішній пристрої, не піклуючись про перемиканні термінаторів. У старих моделях адаптерів при таких переходах доводилося відкривати корпус і переставляти джампер. У старих пристроях пасивні термінатори доводилося встановлювати в спеціальні гнізда (і витягувати їх звідти). При відсутності внутрішніх термінаторів доводилося використовувати зовнішні, що встановлюються на кабель.

Харчування термінаторів - TerminatorPower. Харчування термінаторів джампером або програмно повинно бути включено хоча б на одному пристрої, коли використовуються активні термінатори (для сучасних пристроїв це означає «завжди»).

Узгодження швидкості синхронного обміну - SCSI Synchronous Negotiation. Режим синхронного обміну, що забезпечує високу продуктивність, включається за взаємним погодженням пристроїв. Однак якщо хоч один пристрій на шині його не підтримує, узгодження необхідно заборонити на хост-адаптер. При цьому, якщо обмін буде ініційований синхронним пристроєм, хост підтримає цей режим.

Старт по команді - Start on Command, або затриманий старт - Delayed Start. При включенні цієї опції запуск двигуна пристрою виконується тільки по команді від хост-адаптера, що дозволяє знизити пік навантаження блоку живлення в момент включення. Хост буде запускати пристрої послідовно.

Дозвіл відключення - Enable Disconnection. Вибір цієї опції дозволяє пристроям відключатися від шини при неготовності даних, що вельми ефективно використовується в багатозадачному режимі при декількох периферійних пристроях на шині.

Хост-адаптер

Хост-адаптер SCSI є найважливішим вузлом інтерфейсу, що визначає продуктивність підсистеми SCSI-пристроїв. Існує широкий спектр адаптерів, починаючи від найпростіших, до яких можна підключати тільки пристрої, не критичні до продуктивності. Такі адаптери іноді входять в комплект поставки сканерів, і підключення до них диска може виявитися нерозв'язним завданням. Високопродуктивні адаптери мають власний спеціалізований процесор, великий обсяг буферної пам'яті і використовують високоефективні режими прямого управління шиною для доступу до пам'яті.

Конфігурація SCSI хост-адаптерів з точки зору шини SCSI не відрізняється від конфігурації інших пристроїв (див. Вище). Для сучасних адаптерів замість джамперів використовується програмне конфігурування. Утиліта конфігурації зазвичай входить в розширення BIOS (на платі адаптера), і запрошення до її виконання виводиться на екран при ініціалізації під час POST.

Як і будь-яка карта розширення, хост-адаптер повинен бути налаштований і з точки зору шини розширення, до якої він підключається. Адаптери SCSI існують для всіх шин: ISA (8-16 біт), EISA, MCA, PCI, VLB, PCMCIA. Існують адаптери для паралельного порту. Деякі нові системні плати мають вбудований SCSI-адаптер.

Системні ресурси для шинного SCSI-адаптера включають:

• Область пам'яті для розширення ROM BIOS, необхідного для підтримки конфігурації пристроїв і дискових функцій. Якщо в системі встановлено кілька однотипних хост-адаптерів, ROM BIOS для них використовується з одного адаптера. Може виявитися так, що на одному комп'ютері змусити працювати разом кілька різнотипних хост-адаптерів не вдасться.
• Область портів введення / виводу (I / O Port).
• IRQ - запит переривання.
• DMA - канал прямого доступу до пам'яті (для шин ISA / EISA), часто використовуваний для захоплення управління шиною (Bus-Mastering).

SCSI пристрої

Далі наведемо цитату зі статті Кирила Кочеткова , Так як я повністю згоден з його думкою, а переписувати заново сенсу немає.

«Перерахувати всі SCSI пристрої не представляється можливим, наведемо лише кілька їх типів: жорсткий диск, CD-ROM, CD-R, CD-RW, Tape (стример), MO (магнитооптический драйв), ZIP, Jaz, SyQuest, сканер. Серед більш екзотичних відзначимо Solid State disks (SSD) - дуже швидке пристрій масової пам'яті на мікросхемах і IDE RAID - коробка з n IDE дисками, яка прикидається одним великим SCSI диском. У загальному випадку можна вважати, що всі пристрої на шині SCSI однакові і для роботи з ними використовується один набір команд.

Звичайно в міру розвитку фізичного рівня SCSI змінювався і програмний інтерфейс. Один з найбільш поширених сьогодні - ASPI. Поверх цього інтерфейсу можна застосовувати драйвера сканерів, CD-ROMов, MO. Наприклад правильний драйвер CD-ROM може працювати з будь-яким пристроєм на будь-якому контролері, якщо у контролера є ASPI драйвер. До речі, Windows95 емулює ASPI навіть для IDE / ATAPI пристроїв. Це можна подивитися наприклад в програмах типу EZ-SCSI і Corel SCSI.

Кожен пристрій на SCSI шині має свій номер. Цей номер називається SCSI ID. Для деяких цілей, наприклад у бібліотек пристроїв CD-ROM, застосовується ще LUN ​​- логічний номер пристрою. Якщо в бібліотеці 8 CD-ROM, то вона має SCSI ID, наприклад, 6, а логічно CD-ROMи розрізняються по LUN. Для контролера все це виглядає у вигляді пар SCSI ID - LUN, в нашому прикладі 6-0, 6-1, ..., 6-7. Підтримку LUN при необхідності потрібно включати в SCSI BIOS.

Номер SCSI ID зазвичай встановлюється за допомогою перемичок (хоча в SCSI існують і нові стандарти, аналогічні Plug & Play, які не потребують перемичок). Також ними можна встановити параметри: перевірка парності, включення термінатора, харчування термінатора, включення диска за командою контролера.

Всі пристрої SCSI вимагають спеціальних драйверів. Базовий драйвер дискових пристроїв зазвичай входить в BIOS хост-адаптера. Розширення, наприклад ASPI (Advanced SCSI Programming Interface), завантажуються окремо.

Жорсткі диски

Підключення жорстких дисків дуже просто, потрібно тільки подбати про дві речі - про термінаторі і SCSI ID. Зазвичай у нового диска термінація включена, а номер поставлений на 6 чи 2. Тому якщо Ви ставите перший диск, то піклуватися ні про що, а якщо немає, то потрібно перевірити ці установки. Ще одне зауваження про SCSI ID - старі контролери Adaptec можуть завантажуватися тільки з номера 0 або 1.

Наступний етап установки - форматування диска. Вважається хорошим тоном перед використанням диска на новому контролері відформатувати його саме на ньому. Це пов'язано з тим, що у різних виробників SCSI адаптерів використовуються різні схеми трансляції секторів (можна порівняти з LBA, CHS, LARGE у IDE дисків) і при перенесенні диск може працювати погано або взагалі ніяк. Якщо диск на новому контролері не заробив, спробуйте його відформатувати командою format, а якщо не допоможе, то з SCSI BIOSа (я особисто таких варіантів не зустрічав).

Якщо Ви підключаєте більше двох жорстких дисків або диски обсягом понад 2Г, може знадобитися змінити установки SCSI BIOS. При підключенні removable пристроїв, наприклад IOmega Jaz, для завантаження з них потрібно задати параметри SCSI BIOS. Опис можливих варіантів занадто велике, може бути воно і буде приведено тут потім, а поки - читайте опису, нічого страшного там немає :).

CD-ROM, CD-R, CD-RW

Для ціх прістроїв під DOS необхідній драйвер. Зазвічай ВІН встановлюється поверх ASPI драйвера. При работе НЕ під DOS зазвічай ніякіх драйверів НЕ нужно. При бажанні можна встановити параметр контролера на завантаження з CD диска. Для роботи з CD-R / CD-RW пристроями в режимі запису Вам буде потрібно спеціальне програмне забезпечення (наприклад Adaptec EZ-CD Pro).

стримери

Аналогічно CD-ROM SCSI стримери можуть працювати з більшістю операційних систем зі стандартними драйверами. Дуже вдало, що можна, наприклад під WindowsNT, використовувати стандартну програму backup, а не спеціалізоване ПО.

Сканери

Зазвичай в комплект сканерів входить своя картка. Іноді вона зовсім «своя», як, наприклад, у Mustek Paragon 600N, а іноді просто максимально спрощений варіант стандартного SCSI. В принципі використання сканера з нею не повинно викликати проблем, але іноді підключення сканера до іншого контролера (якщо у сканера є така можливість) може принести користь. Сканування A4 з 32 біт кольором на 600 dpi це картинка близько 90 Mb і передача цієї кількості інформації через 8 біт шину ISA не тільки займає багато часу, але і сильно уповільнює ПК, т. К. Драйвера до цієї стандартної картці зазвичай 16-бітові ( приклад - Mustek Paragon 800IISP). В якості додаткового зазвичай виступає дешевий FastSCSI PCI контролер. Менш або більш продуктивний не дадуть нічого нового. У такому варіанті теж є зауваження - потрібно переконатися, що сканер (або більш важливо - його драйвера) може працювати з Вашим новим контролером в Вашої конфігурації. Наприклад драйвера Mustek Paragon 800IISP розраховані на свою картку або будь-яку ASPI сумісну.

Кілька порад при виборі SCSI пристроїв

контролери

При виборі SCSI контролера потрібно звертати увагу на декілька параметрів (у випадковому порядку і з великою надмірністю)

• ваші вимоги і завдання
• сумісність
• популярність фірми-виробника карти
• популярність фірми-виробника чіпа
• наявність драйверів
• технічна підтримка
• ВАРТІСТЬ
• поради друзів і знайомих
• особисті переваги
• зовнішній вигляд і комплектація
• рекомендації (особисті і суб'єктивні)

FastSCSI PCI контролер - Tekram DC-390. Цей контролер побудований на базі відомого чіпа AMD, що гарантує працездатність під більшістю операційних систем з вбудованими драйверами, проте можна використовувати і від Tekram. Присутній маленький і гарненький SCSI BIOS.
Контролери на чіпі Symbios Logic SYM53C810, добре відомі більшості ОС. SCSI BIOS саме для нього входить майже в будь-який AWARD BIOS для материнських плат. Дуже дешевий і тим не менш працездатний.

UltraWideSCSI PCI контролер - Adaptec AHA2940UW. Один з найпопулярніших сьогодні, хоча вже здає свої позиції. Однак він все-таки працездатний. Ну трохи повільний і дорогий, зате працює під усіма поширеними ОС.
Контролери на чіпі Symbios Logic 53C875. Багато хто відзначає його швидкість і надійність.

пристрої

HDD - ну звичайно, Seagate Cheetah - з RPM 10000 складно посперечатися. Але без додаткових вентиляторів охолодження цей диск довго не проживе :(. Також відрізняються надійністю і інші серії дисків Seagate - Barracuda і Hawk.

Решта (CD-ROM, Tape, CD-R і інші) - тут все за смаком. SCSI пристрої виробляють багато відомих компаній. Наприклад HP, Sony, Plextor, Yamaha.