SCSI 总线和协议
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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