Шина SCSI

Системный интерфейс малых компьютеров SCSI (Small Computer System Interface, произносится «скази») предназначен для соединения устройств различных клас­сов: памяти прямого (жесткие диски) и последовательного доступа (стриммеры), CO-ROM, оптических дисков однократной и многократной записи, устройств автоматической смены носителей информации, принтеров, сканеров, коммуника­ционных устройств и процессоров. Устройством SCSI (SCSI Device) называется как хост-адаптер, связывающий шину SCSI с какой-либо внутренней шиной ком­пьютера, так и контроллер целевого устройства (target controller), с помощью кото­рого устройство подключается к шине SCSI. С точки зрения шины все устройства могут быть равноправными и являться как инициаторами обмена (инициализи­рующими устройствами, ИУ), так и целевыми устройствами (ЦУ), однако чаще всего в роли И У выступает хост-адаптер. Каждое ЦУ может содержать до 8 неза­висимо адресуемых логических устройств (ЛУ) со своими номерами LUN (Logical Unit Number), представляющих ПУ или их части.

Цервая версия, шины, позже названная SCSI-1, была стандартизована ANSI в 1986 грду (ХЗ. 131-1986). Это была 8-битная параллельная шина с максимальной час­тотой переключений¹ 5 МТ/с, допускающая подключение до 8 устройств. Ско­рость передачи данных достигала 5 Мбайт/с, режим передачи данных — асинхрон­ный, Впоследствии (199; 1 гО появилась спецификация SCSI-2 (ХЗ.131-1994), расширяющая возможности шины. Частота переключений шины Fast SCSI-2 дости-щет.10 MT/Cj а Шга SCSI-2 — 20 МТ/с, Разрядность данных может быть увеличена до 16 бит — эт_д версия называется Wide SCSI-2 (широкая), а 8-битную версию ста­ли называть Narrow (узкая). 16-битная шина допускает включение 16 устройств. Стандарт SCSI-2 определяет и 32-бктную версию интерфейса, которая не полу­чила практического применения. Появился синхронный режим передачи данных, введена дифференциальная версия интерфейса. Спецификация SCSI-2 определяет систему команд, которая включает набор базовых команд CCS (Common Command Set), обязательных для всех ПУ, и специфических команд для периферии различ­ных классов. Стандарт полностью описывает протокол взаимодействия устройств, включая структуры передаваемо^ информации. Поддержка устройствами испол­нения цепочек команд (до 256 команд) и независимость работы устройств друг от друта^: обусловливают высокую эффективность применения SCSI в многозадачных системах. Возможность присутствия на шине более одного контроллера (инициа­тора обмена) Позволяет обеспечить разделение (совместное использование) пери-

V МТ/с -^{^} миллионов передач в секунду (MT/s, Mega Transfer/sec). Называть это тактовой частотой не­корректно, поскольку тактового сигнала в, шине нет.

Шина SCSI________________________________________________________ 115

ферии несколькими компьютерами, подключенными к одной шине. Эти свойства обеспечивают SCSI неоспоримые преимущества перед АТА в качестве интерфей­са для мощных систем хранения данных.

Спецификация SCSI-3 — дальнейшее развитие стандарта, направленное на увеличе­ние количества подключаемых устройств, расширение системы команд и поддерж­ку технологии PnP. В качестве альтернативы параллельному интерфейсу SPI (SCSI-3 Parallel Interface) появляется возможность применения последовательно­го, в том числе волоконно-оптического интерфейса со скоростью 100 Мбайт/с. Спецификация SCSI-3 существует в виде широкого спектра документов, определя­ющих отдельные аспекты интерфейса на уровне физических соединений, транспорт­ных протоколов и наборов команд. Транспортный уровень может использовать раз­личные протоколы с соответствующей поддержкой физических соединений:

♦ SPI (SCSI Parallel Interface) — параллельный интерфейс (разъемы, сигналы);

♦ SIP (SCSI-3 Interlocked Protocol) — протокол обмена традиционного интер­
фейса, физически реализуемый интерфейсом SPI;

♦ FCP (Fibre Channel Protocol) — протокол оптоволоконного канала с соответству­ющим физическим уровнем FC-PH со скоростью передачи данных 100 Мбайт/с;

♦ SBP (Serial Bus Protocol) — протокол последовательной шины, реализуемый интерфейсом 1394 (FireWire);

♦ GPP (Generic Packetized Protocol) — обобщенный пакетный протокол, реали­зуемый любым пакетным интерфейсом;

♦ SSP (Serial Storage Protocol) — последовательный протокол памяти, реализован­ный на архитектуре последовательной памяти SSA (Serial Storage Architecture).

Ниже описана история развития параллельных интерфейсов в спецификации SCSI-3.

♦ В стандарте SPI (1995 г.) определен Р-кабель и коннекторы для широкой
шины на одном кабеле с 68-контактными разъемами, называемый «кабелем
SCSI-3». SPI определяет скорость Fast SCSI (Fast Wide SCSI со скоростью
20 Мбайт/с). Позже появилось дополнительная спецификация Fast-20, более известная как Ultra SCSI (Ultra Wide SCSI со скоростью 40 Мбайт/с).

♦ В стандарте SPI-2 (1999 г.) снова удвоена частота переключений благодаря
использованию интерфейса LVD. Интерфейс Fast-40 SCSI более известен как Ultra2 SCSI (Wide Ultra2 SCSI со скоростью передачи 80 Мбайт/с). Введен разъем SCA-2 (Single Connector Attachment) с возможностью «горячей замены» (hot swap) и 68-контактный разъем с «очень большой» плотностью контактов VHDCI (Very High Density Connector). В стандарт SPI-2 включен и А-кабель SCSI-2, и Р-кабель SPI. Это законченный документ, не ссылающийся на предыду­щий и описывающий все параллельные интерфейсы SCSI, вплоть до Fast-40.

♦ В стандарте SPI-3 (2000 г.) удвоена частота передачи, но уже за счет двойной синхронизации — интерфейс Fast-80DT (DT — Double Transition), известный как UltraS SCSI или Ultral60. Для данного режима рассматривается только широкий (16 бит) вариант. Традиционный (высоковольтный) дифференциаль­ный вариант, а также 32-битная шина с Q-кабелем упразднены. Рассматривается только LVD-интерфейс, синхронизация по фронтам и спадам сигналов REQ#/

116________________________________. __________________ Глава 5. Шина SCSI

АСК#, вводится CRC-контроль передач, пакетированные команды и сообщения (Packetized Commands and Messaging) и быстрый арбитраж (Quick Arbitration). Это тоже законченный документ, описывающий все параллельные интерфейсы SCSI вплоть до Fast-80DT и отменяющий HVD, SCAM (SCSI Configured Auto-Matically — автоматическое конфигурирование устройств) и 32-битную шину.

♦ В стандарте SPI-4 (2001 г.) снова удваивается частота переключений и полу­чается интерфейс Fast-160iDT, уже известный как Ultra320 SCSI (только ши­рокая шина, 320 Мбайт/с).