Аппаратные интерфейсы ПК

         

Параллельные интерфейсы SCSI


Параллельный интерфейс SCSI существует в нескольких версиях, различающих­ся разрядностью шины, способами передачи сигналов и синхронизации. Физи­чески «узкий» интерфейс SCSI представляет собой шину, состоящую из 18 сиг­нальных и нескольких питающих цепей. В «широком» варианте число сигнальных цепей увеличено. Для защиты от помех каждая сигнальная цепь имеет собствен­ный обратный провод. На применяемых двухрядных разъемах контакты сигналь­ных и обратных цепей располагаются друг против друга. Это позволяет приме­нять в качестве кабелей как витые пары проводов, так и плоские ленточные кабели, где сигнальные и обратные провода чередуются.

По типу сигналов различают линейные (single ended) и дифференциальные (dif­ferential) версии SCSI. Их кабели и разъемы идентичны, но электрической совме­стимости устройств нет.

В широко используемой линейной версии SE (Single Ended) каждый сигнал пере­дается потенциалом с ТТЛ-уровнями относительно общего провода. Здесь общий (обратный) провод для каждого сигнала тоже должен быть отдельным, что сни­жает перекрестные помехи. В SCSI-1 применяются передатчики с открытым кол­лектором, приемники на биполярных транзисторах. Высокий уровень при пассив­ном состоянии передатчиков обеспечивают пассивные терминаторы (см. п. 5.1.2). В SCSI-2 стали применять и передатчики с активным снятием сигнала (active negation). Схема с открытым коллектором для снятия сигнала просто «отпуска­ет» линию, и ее потенциал возвращается в исходное состояние только под действи­ем терминаторов. При активном снятии выходная схема передатчика кратковре­менно форсирует переход линии к потенциалу пассивного состояния, после чего «отпускает» линию; при этом создается иллюзия возможности работы без терми­наторов. В SCSI-3 стандарт SPI предписывает использование интерфейсных схем KMC-n(CMOS).

Дифференциальная версия Diff, или HVD, для каждой цепи задействует пару про­водников, по которым передается парафазный сигнал.
Здесь используются спе­циальные дифференциальные приемопередатчики, применяемые и в интерфей­се RS-485, что позволяет значительно увеличить длину кабеля, сохраняя скорость обмена. Дифференциальный интерфейс применяется в дисковых системах серве­ров, но в обычных PC не распространен. Интерфейс HVD (но еще с названием Diff) появился в SCSI-2, а в стандарте SPI-3 (SCSI-3 1999 года) он уже упразднен, поскольку скорость Ultra2 и выше он не выдерживает.

5.1. Параллельные интерфейсы SCSI                    ___________________________ 117

Низковольтный дифференциальный интерфейс LVD позволяет работать на часто­тах 40, 80 и 160 МТ/с в устройствах Ultra2, UltralGO и Ultra320 SCSI при длине шины 25 м (8 устройств) или 12 м (16 устройств). Устройства LVD совместимы с устройствами SE благодаря возможности их автоматического переконфигури­рования (Multimode LVD). Устройства LVD распознают напряжение на линии DIFFSENS и по низкому уровню напряжения на ней способны переключаться из режима LVD (дифференциальный) в SE (линейный). Контакт разъема, на кото­рый выводится эта цепь, в устройствах SE заземлен, что и обеспечивает автомати­ческое «понижение» режима всех устройств шины до SE, если имеется хотя бы одно устройство SE.

Скорость передачи данных определяется частотой переключений сигналов, изме­ряемой в МТ/с, разрядностью, а в последних версиях и способом синхронизации (одиночная или двойная). Изначально разрядность шины SCSI составляла 8 бит (Narrow), а частота — до 5 МТ/с. Широкий (wide) вариант шины имеет разряд­ность 16 бит. Комбинации этих параметров обеспечивают широкий диапазон про­пускной способности (табл. 5.1), достигающей уже 320 Мбайт/с. В обозначениях пропускной способности интерфейсов встречаются разночтения, здесь приводят­ся названия, используемые фирмой Western Digital в 2000 году. Fast SCSI означа­ет частоту передач 10 МТ/с, временные диаграммы для такого режима определе­ны в SCSI-2. Краткое название Fast-20 соответствует полному «Fast Wide SCSI» (16 бит, 10 MT/s).


Режим Ultra SCSI указывает на частоту передач 20 МТ/с, он определен для параллельного интерфейса в SCSI-3. Краткое название Fast-40 соот­ветствует полному «Wide Ultra SCSI» (16 бит, 20 MT/s). Режим Ultra2 SCSI ука­зывает на частоту передач 40 МТ/с, краткое название Fast-80 соответствует пол­ному «Wide Ultra2 SCSI» (16 бит, 40 MT/s). Этот режим, определенный в SCSI-3, в настоящее время является самым распространенным для новых устройств с па­раллельной шиной. Он реализован только в низковольтной дифференциальной версии интерфейса — LVD. В SCSI-3 понятие UltraS SCSI довольно широкое. Ultral60 SCSI означает скорость 160 Мбайт/с и существует только в «широком» (16 бит) варианте. Здесь применяется синхронизация по обоим фронтам сигнала, а также контроль достоверности передач по CRC-кодам, что позволяет «выжать» из кабеля максимальную скорость передачи (как и в Ultra DMA интерфейса ATA). В 2001 году появился интерфейс Ultra320 SCSI со скоростью 320 Мбайт/с.

Таблица 5.1. Скорость передачи данных (Мбайт/с) по параллельной шине SCSI

Разрядность шины, бит   Разновидность

                                            Обычная    Fast

Fast-20 (Ultra)

Fast-40 (Ultra2)

Ultra 160 (UltraS)

Ultra320

8 (Narrow) 16 (Wide)

5             10        10           20

20 40

40 80

160

320

Наиболее популярный интерфейс Ultra2 SCSI обеспечивает хорошее сочетание пропускной способности шины при ее большей длине, цены устройств и совмес­тимости с традиционными устройствами SCSI.

Глава 5. Шина SCSI


Содержание раздела