Аппаратные интерфейсы ПК

         

Терминаторы


Как было сказано выше, каждая физическая шина SCSI должна оканчиваться тер­минаторами, устанавливаемыми на обоих ее концах. Терминаторы могут быть как внутренними (установленными внутри контроллеров и периферийных устройств SCSI), так и внешними — маленькими блоками, устанавливаемыми на разъем кабеля или дополнительный разъем последнего устройства. Терминаторы шины SCSI должны выполнить две задачи:

¦     избавить линии шины от отражений сигналов с ее концов;

¦     обеспечить требуемый уровень сигнала пассивных линий.

Первая задача вытекает из того, что шлейф SCSI может иметь довольно большую протяженность, и в терминах теоретических основ электротехники каждая сиг-

126                                                                                                          Глава 5. Шина SCSI

нальная линия является «длинной линией». Чтобы сигналы не отражались от концов этой линии, оба конца должны быть нагружены согласованной нагрузкой. Согласованность означает совпадение волнового сопротивления линии с динами­ческим сопротивлением (импедансом) нагрузки. Волновое сопротивление линий кабельных шлейфов, применяемых в SCSI, обычно лежит в диапазоне 85-110 Ом. Если терминаторов не будет (или импеданс терминатора не совпадает с линией), «звон» отраженных сигналов будет приводить к помехам на шине. Вторая задача обусловлена спецификой интерфейса SCSI, где каждой сигнальной линией может управлять любое из нескольких устройств, подключенных к шине. Причем устройство, посылающее сигнал, формирует только активный уровень (низкий в недифференциальных версиях SCSI), а возвратить линию в пассивное состояние должны терминаторы. Если нет ни одного терминатора, то уровень на линиях, «отпущенных» устройством, за счет входных токов приемников сигнала тоже будет возвращаться в пассивное состояние, но гораздо медленнее. Если шина достаточно длинная и устройств много, то это возвращение будет слишком запоз­далым и может вызвать сбои в протоколе.
У высокоскоростных устройств приме­няется активное возвращение сигналов в пассивное состояние (active negation), от чего возникает иллюзия возможности работы шины без терминаторов. Однако устойчивая работа при большом количестве устройств (более двух на шине, вклю­чая контроллер) проблематична.

Из сказанного выше становится понятно, когда пренебрежение правилами уста­новки терминаторов может «сойти с рук»: когда шина не очень длинная, устройств мало (скажем, контроллер и один винчестер), а скорость обмена невелика. Одна­ко на одну шину SCSI чаще устанавливают много устройств, при этом шина полу­чается довольно длинной; устройства стараются использовать на высоких скоро­стях обмена, да еще и с высокими требованиями к надежности. В иных случаях было бы выгоднее применять устройства с иным интерфейсом — для устройств хранения данных это широко распространенный и дешевый интерфейс АТА. Рассмотрим, какие бывают терминаторы для наиболее популярных устройств SE и LVD. Многие устройства с интерфейсом LVD способны работать и с интерфей­сом SE (но на малых скоростях); их интерфейс обозначается символами «LVD/SE». Режим работы эти устройства способны определять автоматически: если все устройства на шине (включая и терминаторы) «умеют» работать в режиме LVD, то этот режим и будет выбран (если ни на одном из устройств принудительно не установлен режим SE). Если же на шине хоть одно устройство способно только на режим SE, то в этот режим перейдут и все остальные (соответственно, снижая возможную скорость передачи данных). Заметим, что устройства HVD (Diff) в компанию к LVD/SE включать нельзя.

Для режимов SE и LVD различается способ передачи по сигнальным линиям и ре­жим терминации. Каждая сигнальная линия шины SCSI состоит из пары проводов: прямого и обратного. В режиме SE все обратные провода соединяются с «землей» (на каждом устройстве); терминирующие цепи подключаются только к прямым проводам. В режиме LVD по каждой паре проводов сигнал передается в диффе­ренциальной парафазией форме; терминирующие цепи подключаются к обоим



5.1. Параллельные интерфейсы SCSI____________________________________ 127

проводам каждой пары. Варианты схем терминаторов для SE и LVD приведены на рис. 5.4, где изображены нагрузочные цепи для одной: сигнальной линии. Все терминаторы (не только «активные»!) нуждаются в питании; которое на них поступает по специальным линиям TERMPWR (+5.В).

¦    Пассивные терминаторы SE (рис. 5.4, а) имеют импеданс 132 Ом, что плохо

согласуется с ленточным кабелем шины. Эти терминаторы пригодны лишь для

«обычного» интерфейса SCSI (скорость передачи до 5/10 Мбайт/с в «узком»/«широком» вариантах). Для Fast SCSI, Ultra SCSI и далее они непригодны.

¦    Активные терминаторы SE (рис. 5.4, б) имеют импеданс 110 Ом, что позволяет их использовать на более высоких скоростях в Fast SCSI, ;Их «активность» заключается лишь в наличии внутреннего источника опорного напряжения,(ИОН) +2,85 В, питающегося от тех же линий TermPWR. Микросхемы активных терминаторов имеют и электронные ключи, включенные последовательно в каждую линию. Ключи управляются общим сигналом, позволяющим включать-отключать терминатор.

¦    Терминаторы FPTSE (Forced Perfect Terminator) — улучшенный вариант активных терминаторов с диодными ограничителями выбросов, применяемые в высокоскоростных версиях SE-интерфейса.

¦    Терминаторы для LVD (рис. 5.4, в) имеют дифференциальной импеданс 105 Ом (линейный — 150 Ом). Здесь два источника опорных напряжений обеспечивают между прямым и обратным проводами смещение 112 мВ (в их пассивном состоянии).

¦    Универсальные терминаторы L VD/SE сочетают в себе активные SE-терминаторы, дифференциальные терминаторы LVD, схему определения режима и цепи коммутации каждого провода (прямого и обратного) шины SCSI на соответ­ствующие терминирующие цепи.



Рис. 5.4. Терминаторы SCSI: а — SE пассивные, б — SE активные, в — LVD'

Универсальные терминаторы LVD/SE, как и оетальны'е; устройст/ва, о режим работы шины по линии DIFSENSE; В старых устройствах SE контактр"азт!ема,' соответствующий этой линии, бьш^^ заземлен.


Устройства LVD иытйютсй вЫвеСтй' этот контакт потенциал 1,3 В. Устройства HVD на этот контакт выводили потейци-; '' ал выше 2,1 В. В терминаторе имеются компараторы, сравнивающие сигнал ^т0й;) линии с эталонами, и логика, переключающая режим терминатора <если Ьбнаружи-''! вается HVD, терминатор отключает все свои цепи). Специально для универйайй-''!

128___________________________________________________ Глава 5. Шина SCSI

ных терминаторов выпускаются микросхемы (например, DS2117М, DS2118М фир­мы Dallas Semiconductor), выполняющие все функции автоматической терминации для 9 пар проводов. Для терминации 16-разрядной шины данных (Wide SCSI) и сигналов управления требуется 3 таких микросхемы. В микросхемах использу­ются прецизионные резисторы с лазерной подгонкой, что обходится недешево. По исполнению терминаторы могут быть как внутренними (размещенными на печатной плате устройства), так и внешними (устанавливаемыми на разъемы ка­беля или устройства). Внутренние терминаторы на каждом устройстве могут быть включены или выключены. В старых устройствах (SCSI-1) для включения тер­минаторов нужно было установить набор перемычек или вставить в специальную кроватку сборку резисторов. Активные терминаторы включаются-выключаются перестановкой одного джампера или даже бесконтактно — программно при кон­фигурировании устройства. Возможно даже автоматическое включение термина­тора (если таковая возможность поддерживается устройством и разрешена при конфигурировании). Внешние терминаторы выглядят как разъемы с небольшой крышкой, под которой смонтирована их «начинка». Несмотря на внешнюю просто­ту, они имеют ощутимую цену — терминатор для Ultra-Wide SCSI стоит $10-15. Внешние терминаторы устанавливаются и снимаются только вручную.

Внутренние терминаторы или, по крайней мере, панелька для их установки име­ются практически во всех устройствах, интерфейс которых не является LVD-ин-терфейсом. В устройствах с LVD-интерфейсом терминаторы, как правило, отсут­ствуют в целях экономии: когда на шину устанавливается несколько устройств, терминатор используется лишь в последних.Однако при подключении одного устройства экономия на цене устройства незаметна, а вот расходы на приобрете­ние терминатора вполне очевидны.

ВНИМАНИЕ---------------------------------------------------------------------------------

Отсутствие терминаторов на устройствах с LVD не означает отказа от правил терминации!


Содержание раздела