Підключення пристроїв до шини 1

Підключення пристроїв до шини SCSI відносно нескладно, але є нюанси при змішуванні різнотипних пристроїв на одній шині. Пропускна здатність шини SCSI, «освоєна» комп'ютером, визначається, природно, можливостями хост-контролера. Шина SCSI забезпечує хорошу сумісність пристроїв з паралельними інтерфейсами різних поколінь, «вузьких» і «широких», але найчастіше одне старе пристрій здатний звести нанівець міць нових пристроїв, підключених до шини. За типом інтерфейсу сумісними є тільки SE і LVD.

Змішувати пристрої LVD з HVD на одній шині можна!

Пристрої LVD можна використовувати на одній шині з SE, але при цьому всі пристрої перейдуть в режим SE, і шина не зможе працювати в режимі Ultra2, властивому пристроям LVD. Інтерфейс LVD, будучи диференціальним, вимагає, щоб кожен зворотний провід (сигнал +) приходив на вхід свого приймача; у версії SE все зворотні проводи на пристрої з'єднувалися разом і підключалися до шини GND. Якщо на шині з пристроями LVD є хоча б один пристрій SE, то лінія DIFFSENS виявиться заземленої і всі пристрої LVD перейдуть в режим SE. При конфігуруванні пристрій LVD може бути примусово переведено в режим SE установкою джампера «Force SE».

Якщо на шині присутні пристрої Ultra160 і Ultra2 (або ще нижче), то шина буде працювати в найнижчому з цих режимів. Примусово заборонити режим Ultra160 (знизити до Ultra2) можна джампером «Disable U160».

Підключення «вузького» пристрою до «вузької» шині - найпростіше завдання, оскільки тут зазвичай зустрічаються лише два типи роз'ємів (не рахуючи Mac SCSI) - зовнішній (типу Centronics) і внутрішній. Пристрої повинні бути налаштовані (див. Вище), кожному повинен бути призначений унікальний (на шині) ідентифікатор SCSI ID, формально - будь-який в діапазоні 0-7. Довжина шини не повинна перевищувати допустимої межі, на обох кінцях шини (і тільки там!) Повинні бути встановлені і включені термінатори. На лінію TERMPWR має подаватися харчування (частіше від хост-адаптера), що можна перевірити, заміривши напруга на відповідних контактах роз'єму.

Підключення «широкого» пристрою до «широкої» шині може виявитися трохи складніше, оскільки тут більше різноманітності в роз'ємах. Через це може знадобитися застосування перехідних адаптерів від одного типу роз'єму до іншого. Також можуть виникнути складності з підключенням термінаторів, особливо для пристроїв LVD, серед яких внутрішні термінатори зустрічаються рідко, а зовнішні можуть займати окремий роз'єм на кабелі. Ідентифікатори пристроїв можна задавати в діапазоні 0-15.

Підключення «вузького» пристрою до «широкої» шині вимагає застосування перехідного адаптера з 68- на 50-контактний роз'єм. Старший байт в цьому адаптері не повинен термініроваться, якщо підключається пристрій не крайня на шині. Якщо ж пристрій крайнє, то в адаптері старший байт повинен термініроваться і на самому пристрої повинен бути встановлений термінатор. Вибір положення пристрою (крайнє або проміжне) може визначатися наявними адаптером. Ідентифікатори пристроїв повинні встановлюватися в діапазоні 0-7 для всіх пристроїв, оскільки невидимість ідентифікаторів 8-15 вузьким пристроєм не дозволить процедури арбітражу працювати нормально (див. Вище). Оскільки всі «вузькі» пристрою - це SE-пристрої, лінія DIFFSENS виявиться заземленої і всі пристрої LVD перейдуть в режим SE. Існують, однак, і адаптери-мости, при підключенні SE-пристрої дозволяють іншим перебувати в режимі LVD. Визначити режим можна, заміривши напруга на 16-му контакті 68-контактного роз'єму (46-м 80-контактного).

Підключення «широкого» пристрою до «вузької» шині також потребують застосування спеціального адаптера, і на «широкому» пристрої слід встановити джампер «Disable Wide». Додатково може знадобитися термінація старшого байта і належних до нього керуючих ліній, щоб забезпечити на них надійне пасивний стан ( «висять» входи сприйнятливі до перешкод). Деякі версії вбудованого мікропрограмного забезпечення дозволяють працювати пристроям і без додаткових термінаторів. Ідентифікатори всіх пристроїв повинні бути в діапазоні 0-7 (з тих же міркувань, що і в попередньому випадку).

Розглянемо різні конфігурації підключення пристроїв до контролера SCSI (рис. 5.7). Контролер може бути розташований на мапі розширення, яка встановлюється в слот PCI або ISA, або ж вбудований в системну плату. Пристрої, що підключаються до нього, можуть бути як внутрішніми (різного роду дискові і стрічкові пристрої), так і зовнішніми (ті ж, а також сканери та інші периферійні пристрої). Термінатори розставляються виходячи з конкретних умов.

Мал. 5.7. Підключення пристроїв до карти контролера SCSI: а, в, г - правильно; б - неправильно

Правила підключення досить прості:

# 9830; кінці кабельного шлейфу не повинні висіти в повітрі (як на рис. 5.7, б);

# 9830; на пристроях, підключених до кінців шлейфу, повинні бути включені внутрішні термінатори (на малюнку позначено як TRM = ON) або ж встановлений зовнішній (рис. 5.7, г);

# 9830; на проміжних пристроях термінатори повинні бути відключені (TRM = OFF).

Якщо контролер SCSI змонтований на додаткової інтерфейсної карті, то роз'єм, до якого підключаються зовнішні пристрої, розташований досить близько до внутрішнього, так що довгою лінії між ними немає. В цьому випадку термінація зовнішнього роз'єму клопоту не доставляє: коли використовується тільки внутрішнє (рис. 5.7, а) або тільки зовнішнє (рис. 5.7, г) підключення, термінатор на контролері включають. Коли використовується і зовнішнє, і внутрішнє підключення (рис. 5.7, в), термінатор на контролері відключають.

Якщо використовується внутрішнє підключення, а зовнішні пристрої підключаються не весь час, то доводиться перемикати термінатор контролера відповідно до поточної конфігурації. У старих контролерах доводилося розкривати системний блок і переставляти джампери. У нових контролерів розтину не потрібно - термінатори включаються / відключаються програмно (утилітою SCSI Setup) або навіть автоматично. Якщо з якої-небудь причини перемикати термінатор контролера не хочеться, можна його відключити і користуватися зовнішнім, встановлюючи його на зовнішній роз'єм (зовні корпусу комп'ютера), коли зовнішні пристрої не підключені.

Коли контролер SCSI встановлений на системній платі, він має тільки один роз'єм, до якого підключається кабель-шлейф. Якщо потрібно тільки внутрішнє або тільки зовнішнє підключення (рис. 5.8, а і б), то термінатор на контролері включають. Якщо використовується і внутрішнє, і зовнішнє підключення (рис. 5.8, в), термінатор на контролері відключають. Якщо використовується універсальний кабель-шлейф з внутрішніми і зовнішніми роз'ємами (як на рис. 5.8, в), але зовнішніх пристроїв немає, то термінатор на контролері повинен бути відключений, а на зовнішньому роз'ємі повинен бути встановлений зовнішній термінатор.

Мал. 5.8. Підключення пристроїв до інтегрованого контролера SCSI

Кабелі та термінатори можуть входити в комплект адаптерів SCSI або системних плат з вбудованим контролером SCSI, а можуть купуватися окремо. Те, що входить в стандартний комплект поставки, не завжди підходить для конкретного застосування. Так, наприклад, в комплекті з системною платою CT-6BTS, що має контролер Ultra-Wide SCSI, поставляється універсальний «широкий» (wide) шлейф (як показаний на рис. 5.8, ст. Але з меншою кількістю внутрішніх роз'ємів) і «вузький» внутрішній. Для підключення тільки внутрішніх дисководів Wide SCSI такого комплекту недостатньо: потрібен зовнішній термінатор! Можна, звичайно, відрізати частину шлейфа, що йде від роз'єму для підключення контролера до зовнішнього роз'єму, але шкода!

Контролери Wide SCSI зазвичай мають і роз'єми для підключення звичайних ( «вузьких», або narrow) пристроїв. На тій же системній платі CT-6BTS крім 68-контактного роз'єму Wide SCSI є і 50-контактний - для звичайних пристроїв. Вузький (8-розрядний) інтерфейс можна розглядати як підмножину широкого (16-розрядної), у якого використовується тільки молодша половина шини даних. У простих одноканальних контролерах (як на цій платі) контакти вузького роз'єму Запаралеленими з частиною контактів широкого. При цьому можна використовувати суміш широких і вузьких пристроїв, для чого термінатори на контролері розділені на дві половини: термінатори молодшого байта (TrmL) і старшого байта (TrmH) можуть управлятися незалежно. На рис. 5.9, а і б. наведені коректні способи змішаного підключення (пристрої з терминаторами на кінцях шлейфів маються на увазі). На рис. 5.9, в наведена некоректна схема - тут в молодшому байті і в сигналах управління виявляться три термінатора (перевантаження передавачів) або «висячий» кінець (відображення!). Зауважимо, що штатними кабелями з комплекту поставки плати (саме вони і зображені на рис. 5.9, в) коректно змішане підключення виконати не можна.

Мал. 5.9. Підключення вузьких і широких пристроїв SCSI: а, б - правильно; в - неправильно

Інтерфейс Fibre Channel

Крім паралельного інтерфейсу, SCSI-3 може використовувати і послідовний інтерфейс Fibre (Fiber) Channel. або FCAL (Fibre Channel Arbitrated Loop - кільце волоконного каналу з арбітражем), який займає проміжне положення між інтерфейсами периферійних пристроїв (SCSI-3) і технологіями локальних мереж. Цей інтерфейс може мати як електричну (коаксіальний кабель), так і оптоволоконну реалізацію. В обох випадках частота 1 ГГц забезпечує швидкість передачі даних 100 Мбайт / с. Мідний кабель допускає довжину шини до 30 м, оптичний - до 10 км. Тут використовується інший протокольний і фізичний рівні інтерфейсу і є можливість підключення до шини до 126 пристроїв (а не 8 або 16, як для паралельного інтерфейсу). Для двухточечного з'єднання можливий повнодуплексний режим (200 Мбайт / с), що неможливо в звичайних паралельних шинах. Нещодавно фірма Adaptec випустила адаптер зі швидкістю 2 Гбіт / с (і оптика, і мідь), назад сумісний зі звичайним (1 Гбіт / с). У повнодуплексному режимі досягається сумарна пропускна здатність 400 Мбайт / с. В кільце може об'єднуватися до 126 вузлів, довжина кільця може досягати 10 км. За організації кільце нагадує FDDI - всі вузли збираються в замкнутий ланцюжок і транслюють надходять кадри далі по кільцю. Синхронізація передавача кожного вузла автономна, а для компенсації розбіжності частот синхронізації використовуються міжкадрового слова-наповнювачі, частина з яких може періодично відкидатися або вводитися додатково при трансляції. Для забезпечення надійної передачі застосовується кодування 8В / 10B, для швидкості 100 Мбайт / с з урахуванням накладних витрат на обрамлення кадрів потрібно бітова швидкість в лінії 1,0625 Гбіт / с. Архітектурна модель FCAL складається з п'яти рівнів FC-0 ... FC-4, нижній (FC-0) визначає середовище передачі (оптоволокно або твінаксіальний кабель) і фізичний інтерфейс. Верхній рівень (FC-4) визначає протоколи відображення, що відносяться як до інтерфейсів периферійних пристроїв (SCSI і деякі інші), так і до мереж (802.2 і IP). Інформація по кільцю передається кадрами розміром 36-2148 байт. Обмін даними між пристроями можливий як з встановленням з'єднань, так і без них. Одночасно може бути відкрито безліч з'єднань, причому відносяться до різних протоколах (наприклад, SCSI і IP). Апаратура Fibre Channel включає інтерфейсні адаптери, концентратори, комутатори і маршрутизатори. Інтерфейсні адаптери є карти для комп'ютерів (для високопродуктивних шин, наприклад PCI). З інтерфейсом FCAL випускаються пристрої зберігання даних (дискові і стрічкові накопичувачі, масиви накопичувачів). Концентратори для FCAL в принципі необов'язкові, але вони дозволяють організувати кільце на зіркоподібній топології і забезпечити обхід відмовили (відключених) вузлів - без них кільце стає вразливим при відмові лінії або пристрою. Комутатори (як, наприклад, в технології Ethernet) дозволяють для групи підключених пристроїв організовувати з'єднання «кожен з кожним», що ефективно, наприклад, в разі поділу (спільного використання) декількома серверами декількох пристроїв зберігання. Маршрутизатор або мости дозволяють з'єднувати FCAL з іншими середовищами передачі інформації (наприклад, з класичним інтерфейсом SCSI або із середовищами локальних мереж). В даний час FCAL застосовується для підключення пристроїв зовнішньої пам'яті до серверів, коли потрібна висока продуктивність і значне видалення пристроїв один від одного. В принципі, FCAL дозволяє організовувати поділ ресурсів, забезпечуючи і резервування ліній зв'язку, але тут поки є складнощі на рівні операційних систем.

Хост-адаптер є найважливішим вузлом інтерфейсу, що визначає продуктивність системи SCSI. У його завдання входить передача даних між хостом (програмою, що виконується центральним процесором) і іншими пристроями, підключеними до шини, по протоколам вищеописаних фізичних інтерфейсів. Структури переданих блоків даних і команди пристроїв стандартизовані, їх опис наводиться в літературі [4, 9]. Однак архітектури та програмні моделі адаптерів не стандартизовані (на відміну, наприклад, від адаптерів ATА). Існує широкий спектр адаптерів, до найпростіших можна підключати тільки пристрої, некритичні до продуктивності. Такі адаптери можуть входити, наприклад, в комплект поставки сканерів, а підключення до них диска може виявитися неможливим. Високопродуктивні адаптери мають власний спеціалізований процесор, великий обсяг буферної пам'яті і використовують високоефективні режими прямого управління шиною для доступу до пам'яті комп'ютера. Адаптери SCSI існують для всіх шин розширення (ISA, EISA, MCA, PCI, VLB, PCMCIA, CardBus), шин USB і FireWire і для LPT-порту. Ряд системних плат мають вбудований SCSI-адаптер, підключений до однієї з локальних шин. При виборі інтерфейсу, до якого підключається хост-адаптер, враховуйте продуктивність - інтерфейс не повинен стати вузьким місцем при обміні з високопродуктивними пристроями SCSI. Найбільшу ефективність мають хост-адаптери для шини PCI. Звичайно, за потужний адаптер для сервера доводиться платити - його ціна може перевищувати ціну рядового настільного комп'ютера. Ще дорожче хост-адаптери з вбудованими контролерами RAID-масивів, які містять потужний RISC-процесор і великий об'єм локальної пам'яті.

Конфігурація хост-адаптерів з точки зору шини SCSI не відрізняється від конфігурації інших пристроїв. Для сучасних адаптерів замість джамперів використовується програмне конфігурування. Утиліта конфігурації зазвичай входить в розширення BIOS, встановлений на платі адаптера, і запрошення до її викликом виводиться на екран під час тесту POST.

Як і будь-яка карта розширення, хост-адаптер повинен бути налаштований з точки зору шини розширення, до якої він підключається. Системні ресурси для шинного SCSI-адаптера включають:

# 9830; область пам'яті для розширення ROM BIOS, необхідного для підтримки конфігурації пристроїв і дискових функцій (якщо в системі встановлено кілька однотипних хост-адаптерів, для них використовується ROM BIOS з одного адаптера, а різнотипні хост-адаптери не завжди можуть працювати разом);

# 9830; область розділяється буферної пам'яті;

# 9830; область портів введення-виведення (I / O port);

# 9830; IRQ - запит переривання;

# 9830; DMA - канал прямого доступу до пам'яті (для шин ISA / EISA), часто використовуваний для захоплення управління шиною (bus mastering).