При подключении к SCSI контроллеру только одного прибора (например, жесткого диска), и на контроллере, и на приборе терминаторы необходимо включить. Если это внешний прибор, имеющий дополнительный разъем для подключения других внешних SCSI приборов (например, внешний SCSI CD-ROM), то можно воспользоваться внешним терминатором (желательно активным). В этом случае внутренний терминатор прибора обязательно должен быть выключен.

Если к контроллеру SCSI подключается несколько приборов, то терминаторы должны быть установлены только на концах шины SCSI. Так, если все подключаемые приборы внутренние, то терминаторы должны быть включены на контроллере SCSI и на одном (и только одном) приборе, который физически подключен к последнему разъему шины SCSI. Лучшие результаты получаются, если к последнему разъему подключен активный внешний терминатор, а внутренние терминаторы на всех приборах (кроме контроллера) выключены. Кстати, в последнее время многие приборы (например, жесткие диски SE/LVD) вообще не имеют встроенного терминатора.

Если все подключаемые приборы внешние, то терминаторы должны быть включены на контроллере и последнем подключенном внешнем приборе. Следует заметить, что внешние SCSI приборы в подавляющем большинстве имеют два разъема, к одному из которых подключается шина SCSI от компьютера, а к другому могут подключаться другие SCSI устройства. В этом случае целесообразно отключить внутренние терминаторы всех приборов и использовать активный внешний терминатор.

Если необходимо к одному SCSI контроллеру подключить, как внутренние, так и внешние приборы, то контроллер подключается к промежуточному разъему шины SCSI. Часть шины SCSI используется для подключения внутренних устройств, а другая часть заканчивается разъемом для подключения внешних устройств. В этом случае внутренний терминатор контроллера должен быть выключен. На внутреннем приборе, подключенном к последнему разъему шины SCSI, терминатор должен быть включен, а на остальных внутренних приборах - выключен. На разъеме для подключения внешних приборов всегда должен быть установлен активный внешний терминатор. При подключении внешнего SCSI устройства, внешний терминатор снимается, к разъему SCSI подключается внешний прибор, а к дополнительному разъему внешнего прибора подключается снятый ранее внешний терминатор (не забудьте правильно установить номер внешнего устройства, а то компьютер просто «зависнет»).

Подключение терминаторов для устройств с разными интерфейсами

Все сказанное выше справедливо, если все подключаемые приборы имеют одинаковый интерфейс (все приборы Wide SCSI-2 или все приборы SCSI-2). Если же часть приборов имеет интерфейс Wide SCSI-2, а, по крайней мере, один (обычно CD-ROM) имеет интерфейс SCSI-2 (Narrow), то, в ряде случаев, возникают проблемы с правильным подключением терминаторов. Проблемы вызваны тем, что интерфейсы Wide и Narrow отличаются количеством линий передачи данных в составе шины.

Наиболее распространенной ошибкой является подключение к шине Wide SCSI-2 нескольких жестких дисков с интерфейсом Wide SCSI-2 (или Ultra Wide SCSI-2), а к последнему разъему подключается через переходник CD-ROM с интерфейсом SCSI-2. Несмотря на то, что на CD-ROMе будет включен терминатор, этот терминатор осуществит согласование только 8 линий шины, тогда как остальные 8 линий, используемые в интерфейсе Wide SCSI, окажутся «висящими в воздухе».

Более правильным решением будет подключение приборов с 8-разрядным SCSI интерфейсом к промежуточным разъемам шины (терминаторы 8-разрядных приборов выключены). К последнему разъему подключить прибор Wide SCSI с включенным терминатором (или активный внешний терминатор). Конечно, наличие переходника все равно ухудшает показатели системы. Такого варианта по возможности следует избегать (так же, впрочем, как и вообще использования на одной шине высокоскоростных и медленных устройств). Однако, в данной ситуации это все-таки правильный вариант подключения. Контроллеры Ultra2 SCSI имеют в своем составе встроенный преобразователь интерфейсов, что позволяет подключить все приборы стандарта Ultra2 к отдельной шине, не смешивая их с менее скоростными устройствами.

Особенности контроллеров с двумя разъемами

Многие SCSI контроллеры имеют 2 разъема: один для интерфейса SCSI, второй для интерфейса Wide SCSI. Это только физически разные разъемы, канал SCSI - один и тот же. Эти различные разъемы позволяют избежать применения каких-либо переходников, но не устраняют проблем с подключением терминаторов. Такие контроллеры имеют переключатели "High On/Off" и "Low On/Off". Это раздельные выключатели активных терминаторов для старшего и младшего байтов шины соответственно. Причем, младший байт ("Low") - это и есть линии интерфейса SCSI (Narrow), а старший байт - линии расширения интерфейса до стандарта Wide.

Если к такому контроллеру подключаются устройства только одного стандарта, то оба переключателя устанавливаются в положение "On". Шина SCSI (или WIDE SCSI) подключается одним конечным разъемом к контроллеру, к другому конечному разъему подключается прибор с включенным терминатором. Остальные приборы с выключенными терминаторами подключаются к промежуточным разъемам.

При необходимости подключения нескольких устройств с различными интерфейсами, используется две шины: SCSI и Wide SCSI. Обе шины своими конечными разъемами подключаются к соответствующим разъемам контроллера. Приборы подключаются к шинам в соответствии с поддерживаемым ими стандартом. Терминаторы включаются только на приборе, подключенном к конечному разъему шины SCSI, и на приборе, подключенном к конечному разъему шины Wide SCSI. На контроллере переключатели терминаторов устанавливаются в положения "High On" и "Low Off".

В последнее время контроллеры, в том числе и установленные на материнской плате, не имеют такого переключателя (или соответствующего пункта в меню BIOS). Есть только «Terminator On/Off». В этом случае речь идет только о младших 8 разрядах шины. Старшие разряды всегда затерминированы.

Питание активных терминаторов

Активные терминаторы, используемые в настоящее время, требуют для своей работы наличия напряжения питания. Это напряжение на активный терминатор может подаваться, как с любого SCSI устройства, так и с контроллера. На современных SCSI устройствах есть специальный переключатель для выбора источника питающего напряжения встроенного в эти устройства активного терминатора. Обычно на заводе устанавливается режим питания терминатора от самого устройства ("Power from Drive"). Если к контроллеру подключается только один или несколько внутренних SCSI устройств с одинаковым интерфейсом, то проблем не возникает.

Если по условиям нормального согласования шины необходимо применение активного внешнего терминатора, то нужно позаботиться о подаче на него питающего напряжения. Для этого, на одном из устройств, подключенных к данной шине, должен быть включен режим подачи напряжения в шину ("Power to SCSI Bus"). Если этого не сделать, то внешний терминатор просто не будет нормально работать.

Во всех рассмотренных выше случаях наилучшие результаты обычно достигаются при питании всех терминаторов от одного источника. Чтобы подать напряжение питания на все терминаторы от одного источника на одном (любом) приборе, включается режим питания встроенного в данный прибор терминатора от внутреннего источника питания и одновременно режим подачи напряжения питания терминаторов в шину. Для этого на данном приборе перемычки (переключатели) устанавливаются в положение "Power to SCSI Bus and Drive". На остальных приборах, на которых необходимо включить терминирование, устанавливается режим питания терминатора от шины SCSI (перемычки или переключатели устанавливаются в положение "Power from SCSI Bus").

В подавляющем большинстве случаев система будет нормально работать и в случае, если каждый терминатор питается от своего источника. Главное, чтобы на каждый терминатор подавалось напряжение хотя бы от одного источника. Более того, ничего страшного не произойдет, если несколько приборов будут установлены в режим подачи напряжения питания терминаторов в линию. Цепи питания терминаторов всех приборов имеют защиту от встречно поданного напряжения.

Специализированные SCSI контроллеры

Часто к сканерам и некоторым другим медленным SCSI устройствам в комплекте прилагается простой SCSI контроллер. Обычно это SCSI-1 контроллер на шине ISA 16, или даже 8, бит с одним (внешним или внутренним) разъемом. На нем нет BIOS, часто он работает без прерываний (polling mode), иногда поддерживает только одно устройство (а не 7). В основном такой контроллер можно применять только со своим устройством. Другие приборы на таком контроллере чаще всего работать не будут. Более того, многие устройства (чаще всего сканеры) не смогут работать со стандартным контроллером. Поэтому лучше не рассчитывать на совместимость, а подключать стандартные SCSI устройства к отдельному стандартному контроллеру.

Внешние интерфейсы PC — Шина SCSI

SCSI (Small Computer System Interface), произноситься «скази» — интерфейс системного уровня, стандартизованый ANSI, в отличие от интерфейсных портов (COM, LPT, IR, MIDI), представляет собой шину: сигнальные выводы множества устройств-абонентов соединяются друг с другом «один в один».

Основным предназначением SCSI-шины во время разработки первой спецификации в 1985 году было «обеспечение аппаратной независимости подключаемых к компютеру устройств определенного класса».

В отличие от жестких шин расширния SCSI-шина реализуется в виде отдельного кабельного шлейфа, который допускает соединение до 8 устройств (спецификация SCSI-1) внутреннего и внешнего исполнения. Одно из них — хост-адаптер (Host Adapter) связывает шину SCSI с системной шиной компьютера, семь других свободны для периферии.

Рис 1. SCSI адаптер фирмы ASUSTeK

К шине могут подключаться:

• дисковые внутренние и внешние накопители (CD-ROM, винчестеры, сменные винчестеры, магнитооптические диски и др.);
• стримеры;
• сканеры;
• фото- и видеокамеры;
• другое оборудование, применяемое не только для IBM PC.

Каждое устройство, подключенное к шине, имеет свой идентификатор SCSI ID, который передается позиционным кодом по 8-битной шине данных (отсюда и ограничение на количество устройств на шине). Устройство (ID) может иметь до 8 подустройств со своими LUN (Logical Unit Number — логический номер устройства).

Любое устройство может инициировать обмен с другим целевым устройством (Target).

Режим обмена по SCSI-шине может быть:

• асинхронным или
• синхронным с согласованием скорости (Synchronous Negotiation), где передача данных контролируется по паритету.

Спецификации SCSI

Спецификация SCSI-1 строго определяет физические и электрические параметры интерфейса и минимум команд. Частота шины — 5 МГц. Разрядность шины — 8 бит. ANSI-стандарт разработан в декабре 1985 года.

Спецификация SCSI-2 определяет 18 базовых SCSI-команд (Common Command Set, CCS), обязательных для всех периферийных устройств, и дополнительные команды для CD-ROM и другой периферии. Устройства поддерживают очереди — могут принимать цепочки до 256 команд и выполнять их в предварительно оптимизированном порядке автономно. Устройства на одной SCSI-шине могут обмениваться данными без участия CPU. ANSI-стандарт разработан в марте 1990 года.

Дополнительные расширения спецификации SCSI-2 :

• Fast — удвоение скорости синхронной передачи (частота шины 10 МГц).
• Ultra — сверхскоростной интерфейс (частота шины 20 МГц).
• Wide — увеличение разрядности до 16 бит, реже до 32 бит.

Максимальная пропускная способность зависит от частоты и разрядности шины и для комбинаций указанных расширений приведена в табл. 1.

Таблица 1. Скорость передачи данных, длина и типы кабелей SCSI-1, SCSI-2

Спецификация SCSI-3 — дальнейшее развитие стандарта, направленное на увеличение количества подключаемых устройств, спецификацию дополнительных команд, поддержку Plug and Play. В качестве альтернативы параллельному интерфейсу SPI (SCSI-3 Parallel Interface) появляется возможность применения последовательного, в том числе и волоконно-оптического интерфейса со скоростью передачи данных 100 Мбайт/. SCSI-3 существует в виде широкого спектра документов, определяющих отдельные стороны интерфейса, и во многом смыкается с последовательной шиной FireWire .

Терминаторы, разъемы

По типу сигналов раздичают линейные (Single Ended) и дифференциальные (Differential) версии SCSI, их кабели и разъемы идентичны, но электрической совместимости устройств между ними нет.

Дифференциальная версия для каждого сигнала использует витую пару проводников и специальноые приемо-передатчики, при этом становится допустимой большая суммарная длина кабеля, сохраняя высокую частоту обмена. Дифференциальный интерфейс применяется в мощных дисковых системах серверов, но в обычных ПК не распостранен.

В линейной версии сигнал должен идти по своему одному проводнику, скрученному (или, по крайней мере, отдельному от другого в плоском шлейфе) с нулевым (обратным) проводом. Универсальные символические обозначения версий приведены на рис.1.

SCSI-устройства соединяются кабелями в цепочку (Daisy Chain), на крайних устройствах подключаются терминаторы . Часто одним из крайних устройств является хост-адаптер. Он может иметь для каждого канала как внутренний разъем, так и внешний:

Внутренние разъемы
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 разъемы
DB-25	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

При одновременном использовании внешнего и внутреннего разъемов хост-адаптера его терминаторы отключают. Корректность использования терминаторов имеет существенное значение — отсутствие одного из терминаторов или, наоборот, лишний терминатор может привести к неустойчивости или потере работоспособности интерфейса.

По исполнению терминаторы могут быть как внутренние (размещенные на печатной плате устройства), так и внешние (устанавливаемые на разъемы кабеля или устройства).

По электрическим свойствам различают следующие типы терминаторов:

• Пассивные (SCSI-1) с импедансом 132 Ом — обычные резисторы. Эти терминаторы не пригодны для высокоскоростных режимов SCSI-2.
• Активные с импедансом 110 Ом — специальные терминаторы для обеспечения работы на частоте 10 МГц в SCSI-2.
• FPT (Forced Perfect Terminator) — улучшенный вариант активных терминаторов с ограничителями выбросов.

Активные терминаторы требуют питания, для чего имеются специальные линии интерфейса TERMPWR.

Кабели

Ассортимент кабелей SCSI довольно широк. Основные стандартизированные кабели:

• А-кабель: стандартный для 8-битного интерфейса SCSI 50-проводный внутренний шлейв (разъемы IDC-50) или внешний экранированный (разъемы CENTRONICS-50).
• B-кабель: 16-битный расширитель SCSI-2, распространения не получил.
• Р-кабель: 16-битный SCSI-2/3 68-проводный с улучшенными миниатюрными экранированными разъемами, универсальными для внутренних и внешних кабелей 8-, 16- и 32-битных версий SCSI (в 8-битном варианте контакты 1-5, 31-39, 65-68 не используются). Разъемы для внешнего подключения выглядят как миниатюрный вариант Centronics с плоскими контактами, внутренние имеют штырьковые контакты.
• Q-кабель: 68-проводное расширение до 32 бит, используется в паре с P-кабелем.
• Кабель с разъемами D-25P — 8-битный, стандартный для Macintosh, используется на некоторых внешних устройствах (Iomega ZIP-Drive).

Возможны различные вариации кабелей-переходников.

Назначение контактов разъемов на примере распространенного А-кабеля приведено в табл. 2.

Контакт разъема	Сигнал	Контакт разъема	Сигнал
1	GND	26	DB0#
2	GND	27	DB1#
3	GND	28	DB2#
4	GND	29	DB3#
5	GND	30	DB4#
6	GND	31	DB5#
7	GND	32	DB6#
8	GND	33	DB7#
9	GND	34	DBParity#
10	GND	35	GND
11	GND	36	GND
12	GND/Reserved	37	Reserved
13	Open	38	TERMPWR
14	Reserved	39	Reserved
15	GND	40	GND
16	GND	41	ATN#
17	GND	42	GND
18	GND	43	BSY#
19	GND	44	ACK#
20	GND	45	RST#
21	GND	46	MSG#
22	GND	47	SEL#
23	GND	48	C/D#
24	GND	49	REQ#
25	GND	50	I/O#

Таблица 2. Разъемы А-кабеля SCSI

Шина

Как и в шине PCI, в шине SCSI предполагается возможность обмена информацией между любой парой устройств. Конечно, чаще всего обмен производится между хост-адаптером и периферийными устройствами. «Умное» ПО способно иногда и «срезать углы» — копирование данных между устройствами производить без выхода на системную шину компьютера. Здесь большие возможности имеют интеллектуальные хост-адаптеры со встроенной кэш-памятью. В каждом обмене по шине принимает участие его инициатор (Initiator) и целевое устройство (Target). В табл. 3 приводится назначение сигналов шины.

Сигнал	Источик: I=Initiator, T=Target	Назначение
DBx#	-	Инверсная шина данных с битами паритета
TERMPWR	-	Питание терминаторов
ATN#	I	Внимание
BSY#	I, T	Шина занята
REQ#	T	Запрос на пересылку данных
ACK#	I	Ответ на REQ#
RST#	I, T	Сброс
MSG#	T	Target передает сообщение
SEL#	I/T	Выбор (Select) целевого устройства инициатором или Reselect инициатора целевым устройством
C/D#	T	Управление(0) / данные(1) на шине
I/O#	T	Направление передачи относительно инициатора или фаза Selection(1)/Reselection(0)

Таблица 3. Назначение сигналов шины SCSI

Параметры конфигурирования SCSI устройств

Все устройства на шине должны быть согласовано сконфигурированы. Для них требуется программно или с помощью джамперов установить следующие основные параметры:

Идентификатор устройства — SCSI ID — адрес 0-7 (для Wide-SCSI допустимы адреса 0-15), уникальный для каждого устройства на шине. Обычно хост-адаптеру, который должен иметь высший приоритет, назначается ID 7. Заводское назначение идентификаторов устройств приведено в табл. 4, хотя она и не является обязательной. Устройства адресуются позиционным кодом (хотя ID задается 3—4-битным кодом), что обеспечивает совместимость адресации 8 и 16 битных устройств на одной шине.

Таблица 4. Заводская установка идентификаторов устройств

В настоящее время прорабатывается спецификация PnP для устройств SCSI, позволяющая автоматизировать процесс назначения идентификаторов. Спецификация обеспечивает возможность сосуществования традиционных (Legasy SCSI) устройств, идентификаторы которых задаются джамперами, с автоматически конфигурируемыми PnP-устройствами.

Контроль паритета — SCSI Parity. Если хоть одно устройство на шине не поддерживает контроль паритета, он должен быть отключен на всех устройствах данной шины. Контроль паритета, особенно для дисковых устройств, является средством защиты от искажения данных при передаче.

Включение терминаторов — Termination. В современных устройствах применяются активные терминаторы, которые могут включаться одним джампером или даже управляться программным сигналом. Терминаторы должны быть включены только на крайних устройствах в цепочке. Современные хост-адаптеры позволяют автоматически включать свой терминатор, если они являются крайними, и отключать, если используются внутренний и внешний разъемы канала. Это позволяет подключать и отключать внешний устройства, не заботясь о переключении терминаторов. В старых моделях адаптеров при таких переключениях приходилось открывать корпус и переставлять джампер. В старых устройствах пассивные терминаторы приходилось устанавливать в специальные гнезда (и извлекать их оттуда). При отсутствии внутренних терминаторов приходилось использовать внешние, устанавливаемые на кабель.

Питание терминаторов — TerminatorPower. Питание терминаторов джампером или программно должно быть включено хотя бы на одном устройстве, когда используются активные терминаторы (для современных устройств это означает «всегда»).

Согласование скорости синхронного обмена — SCSI Synchronous Negotiation. Режим синхронного обмена, обеспечивающий высокую производительность, включается по взаимному согласованию устройств. Однако если хоть одно устройство на шине его не поддерживает, согласование необходимо запретить на хост-адаптере. При этом, если обмен будет инициирован синхронным устройством, хост поддержит этот режим.

Старт по команде — Start on Command , или задержанный старт — Delayed Start. При включении этой опции запуск двигателя устройства выполняется только по команде от хост-адаптера, что позволяет снизить пик нагрузки блока питания в момент включения. Хост будет запускать устройства последовательно.

Разрешение отключения — Enable Disconnection . Выбор этой опции позволяет устройствам отключаться от шины при неготовности данных, что весьма эффективно используется в многозадачном режиме при нескольких периферийных устройствах на шине.

Хост-адаптер

Хост-адаптер SCSI является важнейшим узлом интерфейса, определяющим производительность подсистемы SCSI-устройств. Существует широкий спектр адаптеров, начиная от простейших, к которым можно подключать только устройства, не критичные к производительности. Такие адаптеры иногда входят в комплект поставки сканеров, и подключение к ним диска может оказаться неразрешимой задачей. Высокопроизводительные адаптеры имеют собственный специализированный процессор, большой объем буферной памяти и используют высокоэффективные режимы прямого управления шиной для доступа к памяти.

Конфигурирование SCSI хост-адаптеров с точки зрения шины SCSI не отличается от конфигурирования других устройств (см. выше). Для современных адаптеров вместо джамперов используется программное конфигурирование. Утилита конфигурирования обычно входит в расширение BIOS (на плате адаптера), и приглашение к ее исполнению выводится на экран при инициализации во время POST.

Как и всякая карта расширения, хост-адаптер должен быть сконфигурирован и с точки зрения шины расширения, к которой он подключается. Адаптеры SCSI существуют для всех шин: ISA (8-16 бит), EISA, MCA, PCI, VLB, PCMCIA. Существуют адаптеры для параллельного порта. Некоторые новые системные платы имеют встроенный SCSI-адаптер.

Системные ресурсы для шинного SCSI-адаптера включают:

• Область памяти для расширения ROM BIOS, необходимого для поддержки конфигурирования устройств и дисковых функций. Если в системе установлено несколько однотипных хост-адаптеров, ROM BIOS для них используется с одного адаптера. Может оказаться так, что на одном компьютере заставить работать вместе несколько разнотипных хост-адаптеров не удастся.
• Область портов ввода/вывода (I/O Port).
• IRQ — запрос прерывания.
• DMA — канал прямого доступа к памяти (для шин ISA/EISA), часто используемый для захвата управления шиной (Bus-Mastering).

SCSI устройства

«Перечислить все SCSI устройства не представляется возможным, приведем только несколько их типов: жесткий диск, CD-ROM, CD-R, CD-RW, Tape (стример), MO (магнитооптический драйв), ZIP, Jaz, SyQuest, сканер. Среди более экзотических отметим Solid State disks (SSD) — очень быстрое устройство массовой памяти на микросхемах и IDE RAID — коробка с n IDE дисками, которая притворяется одним большим SCSI диском. В общем случае можно считать, что все устройства на шине SCSI одинаковы и для работы с ними используется один набор команд.

Конечно по мере развития физического уровня SCSI изменялся и программный интерфейс. Один из наиболее распространенных сегодня — ASPI. Поверх этого интерфейса можно применять драйвера сканеров, CD-ROMов, MO. Например правильный драйвер CD-ROMа может работать с любым устройством на любом контроллере, если у контроллера есть ASPI драйвер. Кстати, Windows95 эмулирует ASPI даже для IDE/ATAPI устройств. Это можно посмотреть например в программах типа EZ-SCSI и Corel SCSI.

Каждое устройство на SCSI шине имеет свой номер. Этот номер называется SCSI ID. Для некоторых целей, например у библиотек устройств CD-ROM, применяется еще LUN — логический номер устройства. Если в библиотеке 8 CD-ROM, то она имеет SCSI ID, например, 6, а логически CD-ROMы различаются по LUN. Для контроллера все это выглядит в виде пар SCSI ID — LUN, в нашем примере 6-0, 6-1, ..., 6-7 . Поддержку LUN при необходимости нужно включать в SCSI BIOS.

Номер SCSI ID обычно устанавливается с помощью перемычек (хотя в SCSI существуют и новые стандарты, аналогичные Plug&Play, не требующие перемычек). Также ими можно установить параметры: проверка четности, включение терминатора, питание терминатора, включение диска по команде контроллера.

Все устройства SCSI требуют специальных драйверов. Базовый драйвер дисковых устройств обычно входит в BIOS хост-адаптера. Расширения, например ASPI (Advanced SCSI Programming Interface), загружаются отдельно.

Жесткие диски

Подключение жестких дисков очень просто, нужно только позаботиться о двух вещах — о терминаторе и SCSI ID. Обычно у нового диска терминация включена, а номер поставлен на 6 или 2. Поэтому если Вы ставите первый диск, то заботиться не о чем, а если нет, то нужно проверить эти установки. Еще одно замечание о SCSI ID — старые контроллеры Adaptec могут загружаться только с номера 0 или 1.

Следующий этап установки — форматирование диска. Считается хорошим тоном перед использованием диска на новом контроллере отформатировать его именно на нем. Это связано с тем, что у разных производителей SCSI адаптеров используются разные схемы трансляции секторов (можно сравнить с LBA, CHS, LARGE у IDE дисков) и при переносе диск может работать плохо или вообще никак. Если диск на новом контроллере не заработал, попробуйте его отформатировать командой format, а если не поможет, то из SCSI BIOSа (я лично таких вариантов не встречал).

Если Вы подключаете больше двух жестких дисков или диски объемом более 2Г, может потребоваться изменить установки SCSI BIOS. При подключении removable устройств, например IOmega Jaz, для загрузки с них нужно установить опции SCSI BIOS. Описание возможных вариантов слишком велико, может быть оно и будет приведено здесь потом, а пока — читайте описания, ничего страшного там нет:) .

CD-ROM, CD-R, CD-RW

Для этих устройств под DOS необходим драйвер. Обычно он устанавливается поверх ASPI драйвера. При работе не под DOS обычно никаких драйверов не требуется. При желании можно установить параметр контроллера на загрузку с CD диска. Для работы с CD-R/CD-RW устройствами в режиме записи Вам потребуется специальное ПО (например Adaptec EZ-CD Pro).

Стримеры

Аналогично CD-ROM SCSI стримеры могут работать с большинством операционных систем со стандартными драйверами. Очень удачно, что можно, например под WindowsNT, использовать стандартную программу backup, а не специализированное ПО.

Сканеры

Обычно в комплект сканеров входит своя карточка. Иногда она совсем «своя», как, например, у Mustek Paragon 600N, а иногда просто максимально упрощенный вариант стандартного SCSI. В принципе использование сканера с ней не должно вызывать проблем, но иногда подключение сканера к другому контроллеру (если у сканера есть такая возможность) может принести пользу. Сканирование A4 с 32 бит цветом на 600 dpi это картинка около 90 Mb и передача этого количества информации через 8 бит шину ISA не только занимает много времени, но и сильно замедляет ПК, т. к. драйвера к этой стандартной карточке обычно 16-битные (пример — Mustek Paragon 800IISP). В качестве дополнительного обычно выступает дешевый FastSCSI PCI контроллер. Менее или более производительный не дадут ничего нового. В таком варианте тоже есть замечание — нужно убедиться, что сканер (или более важно — его драйвера) может работать с Вашим новым контроллером в Вашей конфигурации. Например драйвера Mustek Paragon 800IISP рассчитаны на свою карточку или любую ASPI совместимую.

При выборе SCSI контроллера нужно обращать внимание на несколько параметров (в случайном порядке и с большой избыточностью)

• ваши требования и задачи
• совместимость
• известность фирмы-производителя карты
• известность фирмы-производителя чипа
• наличие драйверов
• техническая поддержка
• стоимость
• советы друзей и знакомых
• личные предпочтения
• внешний вид и комплектация
• рекомендации (личные и субъективные)

FastSCSI PCI контроллер — Tekram DC-390 . Этот контроллер построен на базе известного чипа AMD, что гарантирует работоспособность под большинством операционных систем с встроенными драйверами, однако можно использовать и от Tekram. Присутствует маленький и хорошенький SCSI BIOS.
Контроллеры на чипе Symbios Logic SYM53C810, хорошо известны большинству ОС. SCSI BIOS именно для него входит почти в любой AWARD BIOS для материнских плат. Очень дешевый и тем не менее работоспособный.

UltraWideSCSI PCI контроллер — Adaptec AHA2940UW . Один из самых популярных сегодня, хотя уже сдает свои позиции. Однако он все-таки работоспособен. Ну немного медленный и дорогой, зато работает под всеми распространенными ОС.
Контроллеры на чипе Symbios Logic 53C875 . Многие отмечают его скорость и надежность.

Устройства

HDD — ну конечно, Seagate Cheetah — с RPM 10000 сложно поспорить. Но без дополнительных вентиляторов охлаждения этот диск долго не проживет:(. Также отличаются надежностью и другие серии дисков Seagate — Barracuda и Hawk.

Остальные (CD-ROM, Tape, CD-R и другие) — здесь все по вкусу. SCSI устройства производят многие известные компании. Например HP, Sony, Plextor, Yamaha.

Данная статья была подготовлена по материалам из книги Михаила Гука «Аппаратные Средства IBM PС» (издательство «Питер»)

"Отважно ступаем на неизведанную землю" - IDE диски на SCSI контроллерах

С каждым новым поколением дисков производители винчестеров достают новые тузы из своих рукавов: последние модели быстрее, тише и объемнее своих предшественников. Они уже достигли объема в 200 Гб - а вскоре мы увидим и 300 Гб диски. Но дисков такого размера с интерфейсом SCSI не выпускается, а SCSI является стандартом для серверного рынка.

Мощные серверные системы должны быть надежными, быстрыми и обладать ресурсами по мощности и емкости. Первые два параметра без проблем достигаются с помощью использования лучших SCSI контроллеров и лучших винчестеров. Но увеличение объема хранения может стать в копеечку.

Поэтому, почему бы нам ни попробовать использовать боле дешевые IDE решения - они выполняют ту же работу, что и их более дорогие SCSI собратья. Однако против использования IDE дисков говорят несколько аргументов: максимальное число устройств, надежность современных жестких дисков и недостаток функциональности контроллеров.

Тайваньский производитель Acard разработал адаптер, позволяющий IDE дискам работать на SCSI контроллерах.

На самом деле подобные проблемы не касаются домашних пользователей. Пусть даже системы на SCSI и быстрее работают, но в силу высокой стоимости они не так привлекательны. Помимо денег, которые вы заплатите за современный винчестер, вам необходимо будет купить и узловой контроллер. Если же вам нужен RAID контроллер, то будьте готовы выложить, по меньшей мере, стоимость Pentium 4.

Благодаря двум Ultra160 SCSI каналам, Adaptec 39160 обеспечивает уровень гибкости, который трудно превзойти.

Сегодня IDE диски отличаются высокой скоростью и объемом. А что касается цены, то SCSI им не конкурент.

Но серверный сегмент диктует совершенно иные правила игры. Дело там не в лишних гигабайтах - приоритетное значение отдается максимальной надежности и производительности, поскольку даже незначительный простой сервера будет стоить серьезных денег, а в худшем случае поставит под вопрос даже существование компании.

Именно поэтому SCSI решения так дороги: дорогая разработка, высококачественные компоненты, да и рынок сравнительно невелик.

Однако не так давно Maxtor объявила о входе на серверный сегмент рынка с новой линейкой приводов с IDE интерфейсом. С низкой минимальной производительностью и должной надежностью, цель заключается в достижении значительно повышенной емкости по сравнению со SCSI дисками (где максимум на сегодня 147 Гб). Теоретически план хорош, поскольку за цену пяти Ultra320 SCSI дисков, каждый по 147 Гб, вы можете купить 15 самых современных IDE дисков, каждый по 200 Гб.

Единственное, чего сегодня не хватает - это подходящих контроллеров. На то, что производители выпустят версии своих high-end контроллеров для IDE, шансов мало. Однако на рынке существует огромное количество узловых SCSI контроллеров.

Помимо IDE2SCSI адаптеров, представленных ниже, Acard главным образом известна своими SCSI и IDE контроллерами и связанными с ними продуктами, равно как и необычными решениями по работе с данными - типа CD или DVD станций копирования.

Тоже от Acard: двухканальный IDE RAID контроллер AEC-6880.

Необычная вещица: IDE2SCSI адаптер AEC7722, вид спереди.

Адаптер по ширине равняется 5,25" приводу и подключается напрямую к IDE винчестеру. Однако тока на шине IDE недостаточно для питания контроллера, поэтому требуется подключение внешнего питания.

Для тестов мы использовали жесткий диск IBM (Hitachi).

Как видим, подсоединенный адаптер чуть выступает слева. Перед покупкой адаптера не забудьте проверить наличие достаточного места в вашем компьютерном корпусе.

Будьте аккуратны при подключении адаптера, поскольку под давлением плата немного сгибается.

Сзади адаптера не размещено никаких компонентов. Только лишь IDE разъем.

Как утверждает Acard, максимальная скорость работы интерфейса адаптера составляет 80 Мбайт/с. Даже если пиковая скорость передачи современных дисков может быть и больше, подобной пропускной скорости будет вполне достаточно для большинства применений.

Чип, BIOS и перемычки (сверху). Последние две используются для установки SCSI-ID.

Сердце IDE2SCSI адаптера: контроллер, изготовленный Achip (ARC765-D).

Вид на адаптер спереди и сзади.

С ног на голову: узловой SCSI адаптер от Adaptec ищет доступные приводы. Был обнаружен 180 Гб IDE диск от IBM.

Разъем SCSI имеет 80 небольших контактов (сверху). В отличие от него у IDE всего 40 контактов.

Типичный Ultra160 SCSI кабель имеет от трех до пяти разъемов для подключения дисков. У более дорогих версий число разъемов может доходить до 15-ти.

Спецификация SCSI предусматривает терминирование обоих концов шины, то есть там должен находиться специальный резистор для предотвращения отражения сигналов.

Тестирование

Тестовая система
Процессор	Intel Pentium 4, 2.0 ГГц 256 KB L2-Cache (Willamette)
Motherboard	Intel D845EBT, 845E чипсет
Память	256 Мб DDR/PC2100, CL2, Infineon
Контроллер	IDE: i845E UltraDMA/100-Controller (ICH4) SCSI: Adaptec AHA-39160 Ultra160-SCSI
Видеокарта	NVIDIA GeForce2 MX 400
Сетевая карта	3COM 905TX PCI 100 MBit
ОС	Windows XP Pro 5.10.2600, SP1
Тесты
High-End- приложения	ZD WinBench 99 - Highend Disk Winmark 1.2
Производительность	HD Tach 2.61, PC Mark 2002 (HD Test)
Производительность ввода/вывода	Intel I/O-Meter
Драйверы и настройки
Видео драйвер	NVIDIA reference driver 29.42
IDE драйвер	Intel Application Accelerator 2.2.2
Версия DirectX	8.1
Разрешения	1024x768, 16 бит, 85 Гц обновление

Чтобы посмотреть, как современный IDE жесткий диск будет работать на SCSI контроллере с обычной настройкой, мы протестировали тестовый диск IBM IC35L180 в обеих конфигурациях.

Заключение: полезно, но дорого

Результат тестов понятен: различие между жестким диском, работающим на IDE и на Adaptec 39160 SCSI контроллере, пренебрежимо мало во всех важных тестах.

Несколько пониженная производительность ввода/вывода связана с потребностью производить преобразование протоколов интерфейса, что довольно важно в серверном окружении. Каждая операция доступа к диску обрабатывается контроллером Achip. Таким образом, IDE жесткие диски с адаптером не стоит использовать в приложениях с интенсивным доступом к диску (то есть для баз данных или для веб-серверов). В данных областях SCSI приводы имеют явное преимущество перед IDE собратьями, поскольку они могут обеспечить большее количество операций ввода/вывода в секунду.

SCSI адаптеры и IDE жесткие диски с адаптерами интересны в тех применениях, где требуются винчестеры большого объема. Если вы установите объемные жесткие диски, вы можете оснастить ваше хранилище данных меньшим количеством дисков, и что более важно, оно обойдется вам намного дешевле SCSI варианта. Даже если вы установите несколько резервных дисков на случай отказа IDE винчестеров (в большом RAID кластере), вы все еще сэкономите ощутимое количество денег. Конечно, переход к такой конфигурации является, прежде всего, вопросом доверия производителю жестких дисков.

Если вы заинтересовались IDE2SCSI адаптером, то мы вас немного огорчим: он отнюдь не дешев. На сайте Acard цены начинаются с $69 - довольно существенная цена для контроллера, предназначенного для экономных решений.

Поэтому использовать Acard адаптер имеет смысл лишь в случаях, когда вы сэкономите большое количество денег, отказавшись от SCSI приводов и перейдя на объемные IDE диски, без учета дополнительных дорогих мер безопасности (избыточность, зеркалирование, отсеки для горячей замены).

Интерфейс SCSI был разработан в конце 1970-х гг. орга-^ “ низацией Shugart Associates. Первоначально известный

под названием SASI (Shugart Associates System Interface), после стандартизации в 1986 г. он 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. К шине SCSI можно подключить 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 системной платы). Он выполняет все операции по обслуживанию и управлению шиной SCSI, освобождая от этого центральный процессор. К шине Wide SCSI подключаются до 15 устройств. Преимущество SCSI проявляется тогда, когда несколько устройств работают одновременно с одной шиной, освобождая ее, когда она не требуется.

Командный протокол SCSI. В дополнение к различным аппаратурным реализациям, стандарт SCSI включает также совокупность команд, которые будучи первоначально разработанными для параллельного интерфейса SCSI, были затем перенесены с минимальными переработками на последовательный SCSI.

По терминологии командного языка SCSI, коммуникация осуществляется между источником-инициатором (initiator), посылающим команду, и целевым устройством-мишенью (target), исполняющим ее.

Команда SCSI помещается в блоке описания команды (Command Descriptor Block - CDB), который состоит из кода операции (1 байт) и параметров команды (5 байт или более). В ответ мишень возвращает код статуса, который обычно равен 00h («успешный прием») либо 02h («ошибка») либо 08h («занято»). Команды SCSI включают 4 категории - N (нет данных), W (передача данных от инициатора к мишени), R (чтение данных инициатором) и В (двунаправленная связь).

Протокол предусматривает около 60 команд, в том числе:

• проверка готовности устройства;
• запустить/остановить устройство (включить/выключить двигатель диска, загрузить/выгрузить носитель);
• читать данные (4 модификации команды);
• записать данные (4 варианта);
• определить вместимость (емкость) накопителя;
• форматировать устройство (сбросить все секторы в ноль), и т. д.

Каждое устройство на шине SCSI получает по меньшей мере один логический номер (Logical Unit Number - LUN). Простые устройства получают только один LUN, более сложные - множество LUN. Например, устройство прямого доступа (НЖМД) состоит из набора логических блоков, обычно имеющих адреса (Logical Block Address - LBA). Именно использование LBA требует применение 4-х модификаций команд чтения/записи данных, одни из которых используют адреса на 21 бит, а другие - на 32 бита.

Параллельный интерфейс 5С5/. Интерфейс 8С8І, как правило, является параллельным (рис. 4.24) и физически представляет собой плоский кабель с 25, 50, 68-контактными разъемами для подключения периферийных устройств. Шина 8С8І содержит восемь линий данных, сопровождаемых линией контроля четно-

интерфейс

Встроенные устройства

[Заглушка

Заглушка

Вынесенные (внешние) устройства

Рис. 4.24. Интерфейс 8С$1: а - общая архитектура; б - адаптер БСБ!

сти, и девять управляющих линий. Стандарт SCSI определяет два способа передачи сигналов: однополярный, или асимметричный (Single ended), и дифференциальный (Differential). В первом случае имеется один провод с нулевым потенциалом («земля»), относительно которого передаются сигналы по линиям данных с уровнями сигналов, соответствующими ТТЛ-логике. При дифференциальной передаче сигнала для каждой линии данных выделено два провода, и сигнал на этой линии получается вычитанием потенциалов на их выходах. При этом достигается лучшая помехозащищенность, что позволяет увеличить длину кабеля.

Для интерфейса SCSI необходимо наличие «терминаторов» согласующих сопротивлений, которые поглощают сигналы на концах кабеля и препятствуют образованию эха. Для SCSI вообще характерна высокая чувствительность к качеству изготовления кабелей и к их длине, которая может быть различной в зависимости от версии интерфейса.

Устройства SCSI также соединяются в виде цепочки (daisy chain), причем каждое устройство SCSI имеет свой адрес (SCSI ID) в диапазоне от 0 до 7 (или от 0 до 15). В качестве адреса платы контроллера, а обычно используется наибольшее значение SCSI ID - 7(15), адрес загрузочного диска (SCSI ID) равен «О», второго диска - «1». Обмен между устройствами на магистрали SCSI определяется нормированным списком команд (Common Command Set - CCS). Программное обеспечение для интерфейса SCSI не оперирует физическими характеристиками накопителя (т. е. числом цилиндров, головок и т. д.), а имеет дело только с логическими блоками данных, поэтому в одной SCSI-цепочке могут быть размещены, например, сканер, жесткий диск и накопитель CD ROM.

Опрос устройств производит контроллер 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).

Характеристики SCSI. Существует более десятка различных версий интерфейса SCSI (табл. 4.8). Основными характеристиками шины SCSI являются:

Ширина - 8 («narrow», узкий формат) или 16 бит («wide», широкий формат);

Рис. 4.25. Маркировка устройств SCSI с различными электрическими параметрами: / - Single-Ended; 2 - Low Voltage Differential; 3 - High Voltage Differential; 4 - интерфейс смешанного типа Low Voltage Differential/Single-Ended

Таблица 4.8. Версии (поколения) интерфейса SCSI

	скорость	Ширина шины (раз-рядность)	Максимальная длина связи (в зависимости от типа сигналов), м			Максимальное количество подключений
		(широкий)
			Не определено для скорости выше Ultra
Ultra3 SCSI or Ultra 160 SCSI					Не определено для скорости выше Ultra2
		Не определено				Не определено

• тактовая частота шины;
• тип электросигналов (рис. 4.25):
• - однополярный - Single-ended (SE);
• - высоковольтный дифференциальный - High-voltage differential (HVD) - 5 В;
• - низковольтный - Low-voltage differential (LVD) - 3 В.

На скорость влияют в основном два первых параметра. Обычно они записываются в виде приставок к слову SCSI (табл. 4.8).

Максимальную скорость передачи устройство-контроллер можно вычислить, взяв частоту шины, а в случае наличия «Wide» умножить ее на 2 (например, FastSCSI - 10 Мбайт/с, Ultra2WideSCSI - 80 Мбайт/с).

Последовательные интерфейсы SCSI. Четыре недавние версии SCSI, а именно - SSA (Serial Storage Architecture), FC-AL и Serial Attached SCSI (SAS) отошли от традиционного параллельного стандарта SCSI и ориентированы на передачу данных по последовательным коммуникациям (см. табл. 4.8). Основные преимущества последовательного интерфейса - большие скорости передачи данных; «горячее» включение-выключение; лучшая помехозащищенность.

Терминаторы, разъемы. По типу сигналов различают линейные (Single Ended) и дифференциальные (Differential) версии SCSI, их кабели и разъемы идентичны, но электрической совместимости устройств между ними нет (табл. 4.9).

Дифференциальная версия для каждого сигнала использует витую пару проводников и специальные приемо-передатчики, при этом становится допустимой большая суммарная длина кабеля, сохраняя высокую частоту обмена. Дифференциальный интерфейс применяется в мощных дисковых системах серверов, но в обычных ПК не распространен.

В линейной версии сигнал должен идти по своему одному проводнику, скрученному (или, по крайней мере, отдельному от другого в плоском шлейфе) с нулевым (обратным) проводом.

SCSI-устройства соединяются кабелями в цепочку, на крайних устройствах подключаются терминаторы. Часто одним из крайних устройств является хост-адаптер. Он может иметь для каждого канала как внутренний разъем, так и внешний.

При одновременном использовании внешнего и внутреннего разъемов хост-адаптера его терминаторы отключают. Корректность использования терминаторов имеет существенное значение - отсутствие одного из терминаторов или, наоборот, лиш-

Таблица 4.9. Разъемы интерфейса SCSI

DB-25 - подключение внешних медленных устройств, в основном сканеров, lOmega Zip Plus, наиболее распространен для Macintosh (сходен с разъемом модема)

Low-Density 50-pin или Centronics 50-pin - внешнее подключение сканеров, стримеров, 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, применяется для внешнего подключения SCSI-устройств

Таблица 4.10. Разъемы А-кабеля SCSI

Контакт разъема		Контакт разъема

и 32-битовых версий 8С81 (в 8-битовом варианте контакты 1-5, 31-39, 65-68 не используются); разъемы для внешнего подключения выглядят как миниатюрный вариант Centronics с плоскими контактами, внутренние имеют штырьковые контакты;

• Q-кабель, 68-проводное расширение до 32 бит, используется в паре с Р-кабелем;
• кабель с разъемами D-25P - 8-битовый, стандартный для Macintosh, используется на некоторых внешних устройствах (Iomega ZIP-Drive).

Возможны различные вариации кабелей-переходников.

Шина. Как и в шине PCI, в шине SCSI предполагается возможность обмена информацией между любой парой устройств. Конечно, чаще всего обмен производится между хост-адаптером и периферийными устройствами. Копирование данных между устройствами может производиться без выхода на системную шину компьютера. Здесь большие возможности имеют интеллектуальные хост-адаптеры со встроенной кэш-памятью. В каждом обмене по шине принимает участие его инициатор (Initiator) и целевое устройство (Target). В табл. 4.11 приводится назначение сигналов шины.

Таблица 4.11. Назначение сигналов шины SCSI

	(1 - Initiator, T - Target)	Назначение
		Инверсная шина данных с битами паритета
		Питание терминаторов
		Внимание
		Шина занята
		Запрос на пересылку данных
		Ответ на REQ#
		Target передает сообщение
		Выбор (Select) целевого устройства инициатором или Reselect инициатора целевым устройством
		Управление (0) / данные (1) на шине
		Направление передачи относительно инициатора или фаза Selection (1) / Reselection (0)

• ний терминатор может привести к неустойчивости или потере работоспособности интерфейса. Кабели. Ассортимент кабелей 8С81 довольно широк (табл. 4.9). Основные стандартизированные кабели: А-кабель (табл. 4.10) - стандартный для 8-битового интерфейса 8С81 50-проводный внутренний шлейф (разъемы ШС-50) или внешний экранированный (разъемы Сеп1гошс8-50); В-кабель - 16-битовый расширитель 8С81-2, распространения не получил;
• Р-кабель - 16-битовый 8С81-2/3 68-проводный с улучшенными миниатюрными экранированными разъемами, универсальными для внутренних и внешних кабелей 8-, 16-

ведущий специалист фирмы «ЕПОС»

В последнее время на нашем рынке появилось большое количество разнообразных приборов, существенно расширяющих возможности компьютера. Это в первую очередь накопители Zip, Jaz и магнитооптика, это различного типа накопители на магнитной ленте, а также устройства однократной и многократной записи на компакт-диски. Большой популярностью стали пользоваться сканеры. Цены на жесткие диски снизились до такой степени, что компьютер с двумя-тремя дисками уже не редкость, а сервер обязательно содержит отказоустойчивый дисковый массив. В связи с этим довольно часто возникает задача подключения к компьютеру новых устройств. Наиболее просто данная задача решается, если в компьютере установлен SCSI-контроллер.

В отличие от IDE, поддерживающего ограниченный набор внутренних периферийных устройств, интерфейс SCSI был разработан, чтобы поддерживать много видов как внутренних, так и внешних устройств.

Что такое SCSI интерфейс?

Базовый SCSI (Small Computer System Interface – интерфейс малых компьютерных систем, иногда называемый SCSI-1) – это универсальный интерфейс для подключения различных устройств. В базовом стандарте можно было к одной шине подключить до восьми устройств, включая контроллер. Интерфейс содержит развитые средства управления и в то же время не ориентирован на какой-либо конкретный тип устройств. Имеет 8-pазpядную шину данных, максимальная скорость передачи – до 1,5 Мб/с в асинхронном режиме (по методу «запрос-подтверждение»), и до 5 Мб/с в синхронном режиме (метод «несколько запросов – несколько подтверждений»). Может использоваться контроль четности для обнаружения ошибок. Электрически реализован в виде 24 линий (однополярных или дифференциальных), хотя в подавляющем большинстве устройств применяются однополярные сигналы.

В процессе развития был принят стандарт SCSI-2 – существенное развитие базового SCSI. Увеличена скорость передачи (до 3 Мб/с в асинхронном и до 10 Мб/с в синхронном режиме) – Fast SCSI. Добавлены новые команды и сообщения, поддержка контроля четности сделана обязательной. Введена возможность расширения шины данных до 16 разрядов (Wide SCSI), что обеспечило скорость до 20 Мб/с. Введен новый 68-контактный соединительный разъем.

Последующая спецификация, SCSI-3, уже не только ввела новые скорости передачи, но и значительно расширила систему команд. Кроме того, в качестве среды передачи допускается использование, наряду с традиционным параллельным шинным интерфейсом, и других параллельных и последовательных протоколов: Fibre Channel, IEEE 1394 Firewire и Serial Storage Protocol (SSP).

В настоящее время наиболее широко применяется интерфейс Ultra SCSI, использующий частоту шины 20 МГц. Интерфейс Ultra/Wide SCSI поддерживает 16 устройств и обеспечивает скорость передачи данных до 40 Мб/с. Но он постепенно вытесняется более скоростным Ultra-2 Wide SCSI, обеспечивающим скорость передачи до 80 Мб/с.

Непрерывное повышение тактовой частоты шины привело к необходимости ограничить максимальную длину соединительного кабеля в интерфейсе Ultra SCSI до полутора метров. Поэтому при дальнейшем увеличении тактовой частоты, в соответствии с рекомендациями SCSI-3, изменилось количество проводов шины, технология исполнения самой шины и уровни передаваемых по ней сигналов. Соединительный разъем остался таким же, как и в интерфейсе Ultra SCSI. Однако сама шина теперь выполняется витыми проводами (на рис. 1а, слева, приведена фотография кабеля Ultra Wide, а на рис. 2б, справа, кабеля Ultra-2 Wide).

Каждый сигнал шины Ultra-2 Wide передается по двум проводам в противофазе (дифференциально). Это – так называемая LVD (Low Voltage Differential), низковольтная дифференциальная передача сигналов. Благодаря дифференциальной передаче сигналов допустимую длину соединительного кабеля удалось увеличить до 12 м.

Сравнение различных интерфейсов SCSI приведено в таблице:

Стандарт	Длина кабеля, м	Скорость, Мб/с	Количество приборов
SCSI-1	6	5	8
SCSI-2	6	5...10	8 или16
Fast SCSI-2	3	10...20	8
Wide SCSI-2	3	20	16
Fast Wide SCSI-2	3	20	16
Ultra SCSI-3, 8-bit	1,5	20	8
Ultra SCSI-3, 16-bit	1,5	40	16
Ultra-2 SCSI	12	40	8
Wide Ultra-2 SCSI	12	80	16

Ultra SCSI устройства могут работать и с более медленной SCSI-шиной. Возможно также применение медленных устройств на быстрой шине. В обоих случаях шина работает со скоростью наиболее медленного устройства. Наибольшей скорости передачи данных можно достичь лишь в случае использования устройств с одинаковым интерфейсом.

Дальнейшее развитие технологии привело к появлению стандарта Ultra160/m SCSI. Скорость передачи увеличена с 80 до 160 Мб в секунду за счет использования обоих фронтов сигнала «запрос/подтверждение» для синхронизации данных. В стандарте Ultra160/m SCSI используется низкоуровневый дифференциальный интерфейс (LVD), допускается использование кабелей длиной до 12 метров. Новый компонент интерфейса Ultra160/m SCSI – контроль окружения. Эта интеллектуальная технология заключается в проверке подсистемы хранения данных, включая соединительные кабели, объединительные платы, терминаторы и т.д. Если возникает опасность потери данных, передача происходит на более низких скоростях – метод, широко использующийся модемами и факсимильными аппаратами.

Такое обилие одновременно используемых стандартов создает определенную путаницу. К тому же не совсем понятно, для чего непрерывно увеличивается скорость передачи. Какие приборы могут обеспечить такую скорость?

Этот вопрос требует особого внимания. Действительно, испытания даже самых современных жестких дисков показывают, что их скоростные характеристики далеки от характеристик скорости передачи в шине. Тем не менее скорость передачи в шине крайне важна. Ведь протокол SCSI разработан для поддержки одновременной работы нескольких приборов, подключенных к одной шине. Данные для одного прибора (для определенности будем подразумевать жесткий диск) пересылаются по общей шине в буферную память диска. Пока продолжается медленный процесс записи на диск, пересылаются данные для другого прибора, и т.д. С точки зрения пользователя запись осуществляется как бы одновременно на несколько дисков. Поэтому шина должна обеспечивать суммарную скорость передачи для всех приборов, подключенных к шине, а с учетом необходимости передачи служебной информации – и значительно большую. Чтобы оценить преимущества, которые дает переход от интерфейса Ultra Wide SCSI к интерфейсу Ultra-2 Wide SCSI, проведены измерения скорости передачи данных для программного RAID уровня 0 на четырех дисках IBM DDRS-39130. Эксперимент проводился на компьютере с платой TYAN, NMC-6BCD+ с интегрированным контроллером Adaptec AIC-7890, процессором P-II 450 МГц. Операционная система Windows NT 4 WS. Программный RAID создан средствами операционной системы. Выбранные для эксперимента диски имеют переключатель интерфейса LVD или SE. Измерена скорость передачи данных в системе из четырех дисков для интерфейса Ultra-2 Wide SCSI (80 Мб/с) и Ultra Wide SCSI (40 Мб/с). Кроме того, измерена скорость передачи для одиночного диска. Измерения проводились с помощью WinBench99. Результаты эксперимента приведены на диаграмме (рис. 2).

Рис. 2. Результаты тестирования интерфейсов Ultra и Ultra2 Wide SCSI

Скорость передачи для одиночного диска оказалась одинаковой, как в режиме Ultra, так и в режиме Ultra-2 (на диаграмме 1 SE). Программный RAID уровня 0 в режиме Ultra повысил производительность дисковой системы примерно в 2 раза (4 SE). Те же самые диски, переключенные в режим Ultra-2, позволили повысить производительность более чем в 3 раза (4 LVD).

Для сравнения эффективности одновременной работы нескольких устройств с интерфейсом SCSI и интерфейсом IDE был собран также программный RAID уровня 0 на четырех IDE дисках. Несмотря на то, что производительность одиночного IDE диска была соизмерима с производительностью SCSI дисков (1 IDE), применение RAID на четырех IDE дисках практически не увеличило производительность дисковой системы (4 IDE).

Из результатов эксперимента понятно, что если необходимо подключение только одного прибора, то любой интерфейс обеспечит примерно одинаковую эффективность. Производительность будет определяться только механическими характеристиками самого прибора. При подключении нескольких приборов (например, нескольких дисков в сервере) интерфейс SCSI и особенно Ultra-2 обеспечивает намного большую производительность, чем, например, IDE или более ранние стандарты SCSI.

Как правильно подключить SCSI-устройства

Все типы SCSI (по крайней мере, теоретически) совместимы между собой. Устройства самостоятельно устанавливают приемлемый протокол обмена. Поэтому установка приборов сводится к установке правильного значения номера устройства (SCSI ID), физическому подключению прибора к шине и включению терминаторов. Тем не менее, довольно часто владельцы компьютеров, самостоятельно подключающие устройства SCSI к своему компьютеру, жалуются на их неустойчивую работу. В большинстве случаев это связано с неправильным подключением приборов и, чаще всего, терминаторов (иногда об этих терминаторах почему-то вообще забывают).

Что такое терминатор?

При высоких тактовых частотах шины передачи данных, если не предпринять специальных мер по согласованию нагрузок, возникают переотражения сигналов (как эхо в Карпатах), в результате чего реальная скорость обмена информацией значительно снижается. Для согласования нагрузок ОБА конца каждой линии шины SCSI должны быть нагружены активным сопротивлением, равным волновому сопротивлению линии. В простейшем случае для этого на обоих концах линии включают нагрузочные сопротивления. Это – так называемое пассивное согласование. В настоящее время такой способ согласования практически не применяется, особенно в режиме Ultra. Тем более это недопустимо в режиме Ultra-2. Это связано с трудностью подбора нагрузочных сопротивлений, удовлетворительно обеспечивающих согласование при большом (и изменяющемся в процессе эксплуатации) количестве приборов, подключенных к шине. Практически все современные SCSI-устройства сейчас применяют активное согласование. При активном согласовании вместо резистивных делителей напряжения используются источники вспомогательного напряжения (один или несколько). Эти напряжения автоматически подстраиваются таким образом, чтобы обеспечить оптимальные условия приема передаваемых по шине сигналов. Разновидностью описанного метода является согласование с принудительным ограничением сигнала. Для реализации данного метода в активном терминаторе устанавливаются фиксирующие диоды, которые ограничивают максимальные и минимальные напряжения входных сигналов на определенных уровнях. Уровни сигналов, в свою очередь, можно задавать, изменяя опорные напряжения.

В большинстве случаев как контроллер, так и все приборы SCSI имеют встроенные активные терминаторы, которые можно включить или отключить. Однако, как правило, лучше не полагаться на встроенный терминатор, а подключить внешний. Желательно, конечно, не использовать пассивный терминатор. Современные терминаторы обязательно имеют в своем обозначении соответствующую надпись (рис. 3).

Рис. 3. Пассивный терминатор

Наиболее же употребительными являются активные терминаторы для Ultra Wide SCSI шины (рис. 4).

Рис. 4. Активный Ultra Wide SCSI терминатор

Терминаторы для Ultra-2 Wide SCSI шины должны иметь в своем обозначении аббревиатуру LVD (рис. 5). В настоящее время выпускаются также универсальные SE/LVD терминаторы, которые автоматически определяют тип интерфейса и выполняют согласование для этого типа интерфейса (рис. 6).

Рис. 5. Маркировка терминаторов для Ultra2 Wide SCSI

Как правильно подключать терминаторы?

При подключении к SCSI-контроллеру только одного прибора (например, жесткого диска), и на контроллере, и на приборе терминаторы необходимо включить. Если это внешний прибор, имеющий дополнительный разъем для подключения других внешних SCSI-приборов (например, внешний SCSI CD-ROM), то можно воспользоваться внешним терминатором (желательно активным). В этом случае внутренний терминатор прибора обязательно должен быть выключен.

Если к контроллеру SCSI подключается несколько приборов, то терминаторы должны быть установлены только на концах шины SCSI. Так, если все подключаемые приборы внутренние, то терминаторы должны быть включены на контроллере SCSI и на одном (и только одном) приборе, который физически подключен к последнему разъему шины SCSI. Лучшие результаты получаются, если к последнему разъему подключен активный внешний терминатор, а внутренние терминаторы на всех приборах (кроме контроллера) выключены. Кстати, в последнее время многие приборы (например, жесткие диски SE/LVD) вообще не имеют встроенного терминатора.

Если все подключаемые приборы внешние, то терминаторы должны быть включены на контроллере и последнем подключенном внешнем приборе. Следует заметить, что внешние SCSI-приборы в подавляющем большинстве имеют два разъема, к одному из которых подключается шина SCSI от компьютера, а к другому могут подключаться другие SCSI-устройства. В этом случае целесообразно отключить внутренние терминаторы всех приборов и использовать активный внешний терминатор.

Если необходимо к одному SCSI-контроллеру подключить как внутренние, так и внешние приборы, то контроллер подключается к промежуточному разъему шины SCSI. Часть шины SCSI используется для подключения внутренних устройств, а другая часть заканчивается разъемом для подключения внешних устройств. В этом случае внутренний терминатор контроллера должен быть выключен. На внутреннем приборе, подключенном к последнему разъему шины SCSI, терминатор должен быть включен, а на остальных внутренних приборах – выключен. На разъеме для подключения внешних приборов всегда должен быть установлен активный внешний терминатор. При подключении внешнего SCSI-устройства внешний терминатор снимается, к разъему SCSI подключается внешний прибор, а к дополнительному разъему внешнего прибора подключается снятый ранее внешний терминатор (не забудьте правильно установить номер внешнего устройства, а то компьютер просто «зависнет»).

Подключение терминаторов для устройств с разными интерфейсами

Все сказанное выше справедливо, если все подключаемые приборы имеют одинаковый интерфейс (все приборы Wide SCSI-2 или все приборы SCSI-2). Если же часть приборов имеет интерфейс Wide SCSI-2, а по крайней мере один (обычно CD-ROM) имеет интерфейс SCSI-2 (Narrow), то в ряде случаев возникают проблемы с правильным подключением терминаторов. Проблемы вызваны тем, что интерфейсы Wide и Narrow отличаются количеством линий передачи данных в составе шины.

Наиболее распространенной ошибкой является подключение к шине Wide SCSI-2 нескольких жестких дисков с интерфейсом Wide SCSI-2 (или Ultra Wide SCSI-2), а к последнему разъему подключается через переходник CD-ROM с интерфейсом SCSI-2. Несмотря на то, что на CD-ROM будет включен терминатор, этот терминатор осуществит согласование только 8 линий шины, тогда как остальные 8 линий, используемые в интерфейсе Wide SCSI, окажутся «висящими в воздухе».

Более правильным решением будет подключение приборов с 8-разрядным SCSI-интерфейсом к промежуточным разъемам шины (терминаторы 8-разрядных приборов выключены). К последнему разъему подключить прибор Wide SCSI с включенным терминатором (или активный внешний терминатор). Конечно, наличие переходника все равно ухудшает показатели системы. Такого варианта по возможности следует избегать (так же, впрочем, как и вообще использования на одной шине высокоскоростных и медленных устройств). Однако в данной ситуации это все-таки правильный вариант подключения. Контроллеры Ultra-2 SCSI имеют в своем составе встроенный преобразователь интерфейсов, что позволяет подключить все приборы стандарта Ultra-2 к отдельной шине, не смешивая их с менее скоростными устройствами.

Особенности контроллеров с двумя разъемами

Многие SCSI-контроллеры имеют 2 разъема: один для интерфейса SCSI, второй для интерфейса Wide SCSI. Это только физически разные разъемы, канал SCSI – один и тот же. Эти различные разъемы позволяют избежать применения каких-либо переходников, но не устраняют проблем с подключением терминаторов. Такие контроллеры имеют переключатели "High On/Off" и "Low On/Off". Это раздельные выключатели активных терминаторов для старшего и младшего байтов шины соответственно. Причем младший байт ("Low") – это и есть линии интерфейса SCSI (Narrow), а старший байт – линии расширения интерфейса до стандарта Wide.

Если к такому контроллеру подключаются устройства только одного стандарта, то оба переключателя устанавливаются в положение "On". Шина SCSI (или Wide SCSI) подключается одним конечным разъемом к контроллеру, к другому конечному разъему подключается прибор с включенным терминатором. Остальные приборы с выключенными терминаторами подключаются к промежуточным разъемам.

При необходимости подключения нескольких устройств с различными интерфейсами используется две шины: SCSI и Wide SCSI. Обе шины своими конечными разъемами подключаются к соответствующим разъемам контроллера. Приборы подключаются к шинам в соответствии с поддерживаемым ими стандартом. Терминаторы включаются только на приборе, подключенном к конечному разъему шины SCSI, и на приборе, подключенном к конечному разъему шины Wide SCSI. На контроллере переключатели терминаторов устанавливаются в положения "High On" и "Low Off".

В последнее время контроллеры, в том числе и установленные на материнской плате, не имеют такого переключателя (или соответствующего пункта в меню BIOS). Есть только "Terminator On/Off". В этом случае речь идет только о младших 8 разрядах шины. Старшие разряды всегда затерминированы.

Питание активных терминаторов

Активные терминаторы, используемые в настоящее время, требуют для своей работы наличия напряжения питания. Это напряжение на активный терминатор может подаваться как с любого SCSI-устройства, так и с контроллера. На современных SCSI-устройствах есть специальный переключатель для выбора источника питающего напряжения встроенного в эти устройства активного терминатора. Обычно на заводе устанавливается режим питания терминатора от самого устройства ("Power from Drive"). Если к контроллеру подключается только один или несколько внутренних SCSI-устройств с одинаковым интерфейсом, то проблем не возникает.

Если по условиям нормального согласования шины необходимо применение активного внешнего терминатора, то нужно позаботиться о подаче на него питающего напряжения. Для этого на одном из устройств, подключенных к данной шине, должен быть включен режим подачи напряжения в шину ("Power to SCSI Bus"). Если этого не сделать, то внешний терминатор просто не будет нормально работать.

Во всех рассмотренных выше случаях наилучшие результаты обычно достигаются при питании всех терминаторов от одного источника. Чтобы подать напряжение питания на все терминаторы от одного источника на одном (любом) приборе, включается режим питания встроенного в данный прибор терминатора от внутреннего источника питания и одновременно режим подачи напряжения питания терминаторов в шину. Для этого на данном приборе перемычки (переключатели) устанавливаются в положение "Power to SCSI Bus and Drive". На остальных приборах, на которых необходимо включить терминирование, устанавливается режим питания терминатора от шины SCSI (перемычки или переключатели устанавливаются в положение "Power from SCSI Bus").

В подавляющем большинстве случаев система будет нормально работать и в случае, если каждый терминатор питается от своего источника. Главное, чтобы на каждый терминатор подавалось напряжение хотя бы от одного источника. Более того, ничего страшного не произойдет, если несколько приборов будут установлены в режим подачи напряжения питания терминаторов в линию. Цепи питания терминаторов всех приборов имеют защиту от встречно поданного напряжения.

Специализированные SCSI-контроллеры

Часто к сканерам и некоторым другим медленным SCSI-устройствам в комплекте прилагается простой SCSI-контроллер. Обычно это SCSI-1 контроллер на шине ISA 16 или даже 8 бит, с одним (внешним или внутренним) разъемом. На нем нет BIOS, часто он работает без прерываний (polling mode), иногда поддерживает только одно устройство (а не 7). В основном такой контроллер можно применять только со своим устройством. Другие приборы на таком контроллере чаще всего работать не будут. Более того, многие устройства (чаще всего сканеры) не смогут работать со стандартным контроллером. Поэтому лучше не рассчитывать на совместимость, а подключать стандартные SCSI-устройства к отдельному стандартному контроллеру.