SCSI

 TOC \o "1-4" \h \z SCSI PAGEREF _Toc98241174 \h 1

Pojmy. PAGEREF _Toc98241175 \h 1

Propojení pomocí SCSI. PAGEREF _Toc98241176 \h 2

Příkazy. PAGEREF _Toc98241177 \h 2

Adresování PAGEREF _Toc98241178 \h 3

Protokol PAGEREF _Toc98241179 \h 3

Nastavení přenosu.. PAGEREF _Toc98241180 \h 3

Podpora zařízení PAGEREF _Toc98241181 \h 4

EMBEDDED SCSI PAGEREF _Toc98241182 \h 4

Komunikace. PAGEREF _Toc98241183 \h 4

Přenosové prostředí PAGEREF _Toc98241184 \h 5

ASPI PAGEREF _Toc98241185 \h 5

Hardware. PAGEREF _Toc98241186 \h 5

SCSI řadiče. PAGEREF _Toc98241187 \h 6

Adaptec AHA29xx pro PCI PAGEREF _Toc98241188 \h 6

AHA pro ISA.. PAGEREF _Toc98241189 \h 6

SAS.. PAGEREF _Toc98241190 \h 7

Literatura. PAGEREF _Toc98241191 \h 7

 

SCSI  (výslovnost  skuzzy - skazi)  je zkratka  pro Small  Computer System  Interface tj.  pro interface  malých výpočetních  systémů vyvinutým v  IBM v r.  1981. Stal se  ANSI standardem v  r. 1986. Zdokonaleným standardem (ne již doporučením) je verze SCSI-2 z r.1992. V r. 1994 byla standardizována verze SCSI-3 , která je vůči SCSI-2 výkonnější.

     Toto  rozhraní se  nyní používá u  systémů všech velikostí. SCSI  je  vnější  paralelní   sběrnice  (periferial  bus),  její protokol  obsahuje určitou  vyšší inteligenci a je velmi výkonný. SCSI je určen  nejen pro komunikaci s vnějšími  pamětmi, ale také s optickými  disky, tiskárnami, komunikačními  zařízeními,  atd. SCSI  adaptéry jsou určeny pro určité typy sběrnic, např.; ISA, EISA VME, MCU,  MULTIBUS, PCI.  Šířka sběrnice  je  od  8 bit–  po 32  bitů u SCSI-3. Přenosová rychlost se pohybuje od 1MHz do 10MHz.

 

Pojmy

Initiator (host)           - hostitel, master -  startuje komunikaci

Target                         - cílové zařízení, provádějící příkazy.

CDB              - kód příkazu.

CCS                           - Common  Command  Set   -  shodný  pro  všechna

                                      zařízení

ASPI                         - Advanced SCSI Programming Interface - obsahuje

                                   základní funkce k navázání spojení.

Embded  SCSI          - řadič SCSI  je  implementován  do jednotlivých

                                    zařízení.

 

Propojení pomocí SCSI.

     SCSI může  propojit po jednom busu  maximálně 8 zařízení bez ohledu na  jeho nadřazenost. Každé  napojené zařízení  může  tedy být  iniciátorem  nebo  cílovým  zařízením.  V počítači iniciátor přímo  převádí  příkazy  a   data  ze  systémové  sběrnice  (ISA, EISA,VME, MCU,  Multibus apod.) na  výstupní port SCSI  a naopak. Současně s tím vytvoří inteligentní protokol na sběrnici SCSI.

     Každé zařízení  může mít 8 svých  LUN (Logical Units), která jsou adresována protokolem. Tedy  lze celkem připojit 1 iniciátor a 8*7=56   logických  jednotek.   U  diskové   paměti  může   LUN representovat jednotlivé zóny disku.

 

                       

 

Příkazy

Všechny příkazy u SCSI-1 mají délku 6 Bytů.  SCSI-2 má tři skupiny příkazů:

·      6-ti bytové

·      10-ti

·      12-ti bytové.

     Příkazy  jsou  zaměřeny  na  diskové  paměti,  tzn. lze jimi formátovat, ...

SCSI není kompatibilní s AT-bus, tj. ani s ST506.

Hostitelský adaptér má  vlastní BIOS pro obvyklý režim DOS.

Přenos dat mezi adaptérem a pamětí lze provádět

·      prostřednictvím CPU  pomocí příkazů adaptéru IN  a OUT, je-li adaptér PIO (progammed IO). Běžná, rychlá metoda

·      prostřednictvím  DMA (pomalejší)

·      prostřednictvím Busmaster-DMA   - nejrychlejší, kdy řízení sběrnice přebírá sám adaptér SCSI

Pro přenos je zapotřebí Memory Managment Unit MMU, která  s EMM386 nebo Windows  v rozšířeném   režimu  využívá  logické   adresy  (Memory Mapping)

Sada příkazů se nazývá Comand Comon Set a má 4 povinné příkazy, které testují typ, konfiguraci a stav zařízení a volitelné příkazy pro rezervaci logické jednotky.

Adresování

Každé stanice  má určený jeden vodič  ze sběrnice jako svůj adresní. Tzn., že  po 8mi bitové sběrnici SCSI  lze napojit pouze osm stanic,  u SCSI 2  nebo SCSI 3  lze napojit tedy  16 resp. 32 stanic. Vyšší hodnota adresy ID má také vyšší prioritu.

 

Protokol

U SCSI existují 3 typy protokolu.

·      Asynchronní. Pro přenos v  asynchronním režimu je zapotřebí, aby každý  přenášený bajt byl  zvlášť inicializován signálem  REQ - request  (požadavek)  a  potvrzen  signálem  ACK  - Acknowledge (potvrzení OK). Přenos   je  pomalý, ale  vhodný   na  velké vzdálenosti,   kdy  se   uplatňuje  zpoždění   vedení,  přijímače a vysílače.

 

 

·      Synchronní a rychlý synchronní .  Tyto režimy se liší zejména délkou  trvání  jednotlivých  signálů.   V  obou  případech  jsou inicializovány  požadavky na  přenos sign.  REQ od  TARGET. Počet odvysílaných  bytů je  obvykle  dán  hloubkou paměti  FIFO. Počet otevřených požadavků REQ je limitován.

 

Nastavení přenosu

U  SCSI  je  dána  šířka  sběrnice  8  bitů  plus  1 parita. U SCSI-2  může být  šířka 2B  nebo 4B  a parita  pro každý  bajt. Všechny typy  SCSI začínají korespondenci na  šířce sběrnice 1B v asynchronním  režimu.  Před  začátkem  synchronního  režimu  nebo korespondence  na jiné šířce sběrnice  musí si iniciátor a cílová   stanice vyměnit řadu  zpráv, týkající se  budoucí korespondence.  Jsou to  synchronní mod,  minimum trasfer  period (nimimální přenosová perioda  žádostí), offset (počet přenášených bytů  -  vzdálenost  REQ  -  ACK).  Rychlost  přenosu nad 5MHz je označována  jako  fast,  tj.   rychlý  přenos.  Při  inicializaci synchronního přenosu musí být nastavena rychlost přenosu.

        Fast  SCSI   definuje  velmi  rychlý   synchronní  přenos (do 10MHz - 8bitů)  a u  sběrnice EISA  33MB/s přispívá  k zmírnění  vlivu BottleNeck.

        Wide SCSI  - v synchron  rež‘imu přenáší 40MB/s  pro 16 i  32 bitovou sběrnici. Pak má 2 kabely - kabel má 50 a 68 vodičů (P- nebo Q- kabel s roztečí 1,27mm pro SCSI 3 jinak kabely A a B - rozteč 2,54mm) . SCSI 3 16bitový vyžaduje jen kabel P (68 vodičů)

            Ultra SCSI neboli Fast SCSI 20 -což je rychlost 20MHz přenosu pro každých 8bitů sběrnice tj. 20MB pro narrow (8 bitů).

            Ultra-2 SCSI je dvakrát rychlejší (40MHz) než Ultra SCSI a srovnatelná s SSA a Fibre Chanel. Rychlost je 80MB/s na Wide a 40MB/s na narrow SCSI. Provedení je single nebo diferential. Součástí je 816b FIFO a podporuje 512B burst přenos po PCI. Pro 3 zařízení je délka 3m, pro 4 zařízení jen 1,5m.

            Ultra-2 SCSI  LVD - Low Voltage Diferencial (3-voltová logika) je pro 16 zařízení a na vzdálenost až 12m. LVD snižuje příkon a umožňuje zmenšit strmost hran ke snížení přeslechů. Má odlišné zapojení konektorů.

            Ultra 160/m SCSI  je rozhraní pro disky s rychlostí 160MB/s.

       Kabely  pro SCSI  3 Fast  a Wide  mají 68  žilový kabel  a 32 bitový wide má dva 68 žilové kabely. [1] Dále se prosazuje, zejména u diskových polí, 80ti pinový D konektor pro SCA-2 (Single konektor Atachment).

 

Podpora zařízení

SCSI-1 Podporuje 6 typů zařízení.

           1. Náhodný  přístup.

           2. Sequenční přístup

           3. Tiskárny

           4. procesor

           5. WORM

           6. ROM.

     SCSI-2 a SCSI-3 podporuje dalších 5 zařízení:

           7. CD-ROM

           8. Scanner

           9. Magneto-optická zařízení

          10. Medium Changer (jukebox) -mechanické zařízení a výměnná media

          11. Komunikace.

 

EMBEDDED SCSI

(rozprostřené) Původní zařízení SCSI-1 měla speciální  výstupy pro  každé zařízení,  které se  pak připojilo  přes svůj  typický interface. Novější zařízení  mají vbudovaný interface SCSI,  takže počítač a přídavné zařízení komunikují jen po SCSI.

 

Komunikace

Po interface  může být posílána současně  jen jedna zpráva a na SCSI sběrnici je napojeno více uživatelů. Proto před zahájením vysílání musí  každý uživatel povolit  komunikaci (arbitráž). Pak teprve  initiator vyžádá  pozornost od  požadované stanice  jejím adresováním  (výběr).  Po   ohlášení  vybrané  stanice  pokračuje komunikace  výměnou  parametrů   vysílání  (message).  Tato část komunikace  je  stejná  pro  SCSI  až  SCSI-3, tzn. SCSI zachovává kompatibilitu všech svých verzí.  Dále komunikace pokračuje podle již dohodnutého  protokolu, a tedy může  být pro jednotlivé verze odlišná.  Následná komunikace  (povel) určí,  které části  cílové stanice se  bude zpráva týkat  (např. která log.  jednotky řadiče disků).Pak následuje  datová fáze a  nakonec opět povelová  fáze- status, která  potvrdí platnost dat,  určí další komunikaci  nebo ukončí  přenos.  Kromě  dat  jsou  tedy  vysílány příkazy, zprávy a stavová slova.

     V arbitrážní  fázi stanice, která chce  komunikovat vyšle při volném busu signál BSY a zároveň své ID. V případě více požadavků určí se  masterství podle nejvyšší  priority. Initiátor vyšle SEL  a ostatní účastníci musí opustit vysílání  na sběrnici. Zároveň vysílá adr. target stanice.

Přenosové prostředí

je normalizováno pro fyzickou a transportní vrstvu a rozlišujeme

            paralelní rozhraní

            Fibre Chanel - užívá i metalického spojení (jenom optika má označení fiber, metalické i optické spojení fibre channel. Rychlost od 133Mb/s do 1062Mb/s. Kódování 8bitů na 10 bitů (obdoba FDDI a CDDI - 4 na 5). Topologie: arbitrated loop - topologie kruh nebo centralizovaný kruh.

            IEEE1394 Seriál Bus

Seriál Storage Bus

Pro  aplikační vrstvu má sadu příkazů a rozhraní mezi aplikacemi. Tyto příkazy provádí  fyzická a transportní vrstva.

 

ASPI

ASPI  je  nezávislý  na  hardware  a  má vlastní BIOS, který obsahuje  základní  funkce  pro  navázání  spojení.  Bez  dalších ovladačů lze  připojit 2 disky (dohromady  s IDE disky). Manažér, který  je závislý  na OS  i hardware,  zpracovává příkazy  ASPI. K řízení více disků se používá ovladač ASPI4DOS.SYS

 

Hardware

Signály.

     1.Řídící sběrnice:

           C/D (Control/Data)  T           řízení/data   48  62

           I/O (input/Output)                 T                                 50  64

           MSG (Message)       T  -      zpráva            46  60

           REQ (Request)                    T                                 49  63

           ACK (Acknowledge)           I                                  44  58

           BSY (Busy)                           I/T        obsazen        43  57

           SEL (Select)                         I/T        výběr              47  61

           ATN (atention)                      I           výzva             41  55

           RST (Reset)                          I/T                               45  59

     2. Datová  obousměrná sběrnice:

           DB0-7, resp 0-15, nebo 0-31                  26-33 40-47,65-68,

                                                                                     35-38

     3. Další signály:

           TERMPWR (Uc>4.25V)  napájení cíl. stanic

           DIFFSENS  Diferrencial transmitions - sensors.

 

Úrovně - pro single; log 0  >3V

                                 log 1   0V

        pro diferencial  log 1 + vodič >3V

                                          - vodič <2V

                                 log 0 +       <2V

                                           -       >3V

 

Vysílač.   Hradlo    7438   s   otevřeným    kolektorem,

           odpory 220W výstup-Uc

                       330W výstup-zem

tyto zakončení (nesymetrická) jsou vhodná pouze do 20kHz.

     symetrický vysílač:

           Driver/reciever (vysílač/přijímač) DS3695A

           Odpory 330W linka 1 - Uc

                        150W mezi linkami

                        330W linka2 - zem.

 

Přijímač:  Hradlo 74LS14 (s hysterezí)

           odpory stejné jako u vysílače.

     symetrický přijímač; totéž co vysílač.

 

Kabeláž.  Plochý  kabel,  twist  kabel,  koax.  U SCSI-3 světelná vlákna.

     Vzdálenost :100  m

                 SCSI-2 102 m

                 SCSI-3 100km.

Konektory:

·      DD50        - plochý konektor 2x23 (2,54mm) kabel A

·                         2x25 a 2x34 s roztečí 1,27mm      kabely A, P, Q

·      EIA SCA2 2x40 1,27mm

·      EIA VHDCL 2x34 rozteč 0,8mm kabel P a Q.

SCSI řadiče

Nejrozšířenější řadiče jsou od firmy Adaptec  a BusLogic. Některé z nich mají i řadič pro floppy disky. Podporují harddisky do 8GB. Jsou multiplatformové.

Adaptec AHA29xx pro PCI

Tyto řadiče obsahují RISC procesor, 64B BIOS,  a programovatelné terminály, ke snížení šumu. Procesor vykoná mikrokód, který je downloadován CPU při inicializaci. To umožňuje rychlý upgrade.

AHA pro ISA

AHA 15xx je včetně řadiče floppy disků. Ovládání terminátorů je z BIOSu. Procesory 10MHz.

SAS

Serial Attached SCSI je aplikací SATA  na SCSI. Teoretická rychlost je 300MB/s. Poněvadž každé zařízená má svou SAS, tento výkon se nedělí jako u Ultra320 SCSI  nebo Ulltra640 SCSI.

ID adresa je 64bitová

 

Literatura

[1] Computer 2/96

[2] Adaptec

[3] ST 10/98

[4] Chip 6/99

[5] Connect 1/05