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SCSI 总线和协议

时间:12-12 来源:互联网 点击:

始规范,现已不再使用。它规定总线宽度为8位,时钟速度为5MHz。

SCSI-2:1994年采用,此规范包括通用指令集(CCS)——支持任何SCSI设备所必需的18个命令。在此规范中,可以选择将时钟速度提高一倍,达到10MHz (Fast),将总线宽度增加为原来的两倍,即16位,将设备数增加为15个(Wide),或者同时实现上述两种升级(Fast/Wide)。SCSI-2还增加了命令队列,允许设备存储命令,并从主机排列命令优先级。

SCSI-3:此规范于1995年正式出台,包括一系列较小范围的标准。涉及SCSI并行接口(SPI)的一组标准在SCSI-3中得到了继续发展,SPI是SCSI设备之间的通信方式。大多数SCSI-3规范都以Ultra开头,如Ultra for SPI规范、Ultra2 for SPI-2规范和Ultra3 for SPI-3规范。名称中的Fast和Wide的含义与SCSI-2中的一样。SCSI-3是当前正在使用的标准。

双倍总线速度、双倍时钟速度和SCSI-3规范的不同组合,产生了许多不同的SCSI规范。下表对几种不同规范进行了比较。很多较慢的规范已不再使用——在此列出仅作比较之用。


名称

规范

设备数量

总线宽度

总线速度

Mbps

异步SCSI

SCSI-1

8

8位

5MHz

4Mbps

同步SCSI

SCSI-1

8

8位

5MHz

5Mbps

Wide

SCSI-2

16

16位

5MHz

10Mbps

Fast

SCSI-2

8

8位

10MHz

10Mbps

Fast/Wide

SCSI-2

16

16位

10MHz

20Mbps

Ultra

SCSI-3SPI

8

8位

20MHz

20Mbps

Ultra/Wide

SCSI-3SPI

8

16位

20MHz

40Mbps

Ultra2

SCSI-3SPI-2

8

8位

40MHz

40Mbps

Ultra2/Wide

SCSI-3SPI-2

16

16位

40MHz

80Mbps

Ultra3

SCSI-3SPI-3

16

16位

40MHz

160Mbps

Ultra320

SCSI-3SPI-4

16

16位

80MHz

320Mbps


除了总线速度提高之外,Ultra320 SCSI还使用分组化数据传输,从而提高其效率。Ultra2也是最后一种具有“窄”(8位)总线宽度的规范。

所有这些SCSI类型都是并行的——数据通过总线同时传输,而不是一次传输一种数据。最新的SCSI类型称为串行连接SCSI(SAS:Serial Attached SCSI),这种连接使用SCSI命令,但以串行方式传输数据。SAS使用点对点串行连接,以3.0千兆位每秒的速度传输数据,每个SAS端口可以支持多达128个设备或扩展设备。

2.2 SCSI的控制器、设备和电缆

SCSI控制器在SCSI总线上的所有其他设备和计算机之间进行协调。SCSI控制器也称为主机适配器,控制器既可以是插入可用插槽的卡,也可以内置在主板上。SCSI BIOS(Basic Input output System)也在控制器上。它是一个小型ROM或闪存芯片,包含访问和控制总线上的设备所需的软件。

每个SCSI设备都必须具有唯一的标识符(ID)才能正常工作。例如,如果总线能够支持16个设备,通过硬件或软件设置指定的设备ID的范围为0-15。SCSI 控制器本身必须使用其中一个ID,通常是最高的那一个,而将其他ID留给总线上的其他15个设备使用。

内部设备通过带状电缆连接到SCSI控制器。外部SCSI设备使用一条粗的圆形电缆,以菊花链形式连接到控制器(串行连接SCSI设备使用SATA电缆)。在菊花链中,每个设备都依次连接到下一个设备。因此,外部SCSI设备通常具有两个SCSI连接器——分别连接前后两个设备。

电缆本身通常由三层构成:

(1)内层:保护性最好的层,包含实际发送的数据。

(2)介质层:包含向设备发送控制命令的线路。

(2)外层:包含传输奇偶校验信息的线路,这些信息可确保数据的正确性。

不同SCSI标准使用不同的连接器,这些连接器通常不兼容,通常使用50、68或80针。SAS使用较小的SATA兼容连接器。

一旦总线上的全部设备安装完毕,而且分配了各自的ID,则总线的每一端都必须闭合。下面介绍如何执行这一操作。

2.3 终接器

如果SCSI总线保持开放状态,沿总线发送的电信号会反射回来,从而干扰设备和SCSI控制器之间的通信。解决方法是终结总线,用电阻电路闭合每一端。如果总线同时支持内部和外部设备,则必须终结每个系列的最后一个设备。

SCSI 终结的类型主要可分为两类:被动(无源)和主动(有源)。

(1)被动(无源)终结通常用于在标准时钟速度下运行、且设备到控制器的距离小于1米的SCSI系统。

(2)主动(有源)终结用于Fast SCSI系统,或设备到SCSI控制器的距离大于1米的系统。

SCSI还使用三种不同类型的总线信令,这也会影响终结。电脉冲以信令的方式在线路上发送。

(1)单端(SE:Single-ended):控制器生成信号,并通过单条数据线将信号传送至总线上的所有设备。每个设备都会产生信号损失。因此,信号会很快开始衰减,由此SE SCSI的传输距离被限制为约3米以内。PC中普遍采用SE信令。

(2)高压差动(HVD:High-Voltage Differential):HVD常用于服务器,

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