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Schnittstelle für kleine Computersysteme

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Schnittstelle für kleine Computersysteme
Historische Informationen
Präsentationsdatum 1981
In Produktion Jawohl
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3,5-Zoll-LVD-Ultra2-Multimodus-SCSI- Festplatte – Bei diesem Modell sind der 68-polige Datenanschluss, der Jumperschacht und der standardmäßige 4-polige Stromanschluss von links nach rechts sichtbar

Small Computer System Interface oder SCSI ( ˈSCASI ), [1] in der Elektronik und Informationstechnologie , ist eine Standardschnittstelle, die entwickelt wurde, um Bus -Datenübertragung im parallelen Modus durchzuführen .

SCSI wurde 1978 entworfen, aber 1981 für die Öffentlichkeit freigegeben. Seit seiner Standardisierung im Jahr 1986 wird SCSI häufig in den Computerlinien Amiga , Atari , Apple Macintosh , Sun Microsystems und PC -Serversystemen verwendet .

Beschreibung

Um einen Computer mit einem Host zu verbinden , benötigt der Link-Bus einen SCSI- Host-Adapter , der die Datenübertragung auf dem Bus verwaltet. Das Peripheriegerät muss über einen SCSI- Controller verfügen , der normalerweise in allen Peripheriegeräten außer den älteren eingebaut ist. Die SCSI-Schnittstelle wird hauptsächlich zur Kommunikation mit Festplattenlaufwerken und Massenspeicher - Bandlaufwerken verwendet , aber auch zum Anschluss einer Vielzahl von Geräten, wie Bildscannern , CD-Playern und -Brennern ( CD-R und CD-RW ), DVD -Playern . Tatsächlich wurde der SCSI-Standard entwickelt, um die Austauschbarkeit und Kompatibilität von Geräten (zumindest theoretisch alle) zu fördern. Es gibt auch SCSI- Drucker .

In der Vergangenheit war die SCSI-Schnittstelle in allen Arten von Computern weit verbreitet, während sie derzeit nur in Workstations , Servern und High-End- Peripheriegeräten (dh mit hoher Leistung) weit verbreitet ist. Desktop- und Laptop -Computer hingegen sind in der Regel mit der ATA/IDE -Schnittstelle (Akronyme für Advanced Technology Attachment bzw. Integrated Drive Electronics ) für Festplatten und mit der USB-Schnittstelle ( USB ) für andere häufig verwendete Peripheriegeräte ausgestattet. Letztere Schnittstellen sind langsamer als SCSI, aber auch billiger. Beachten Sie, dass USB denselben Befehlssatz wie SCSI verwendet, um einige seiner Funktionen zu implementieren ( USB Attached SCSI ).

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Ein SCSI-Terminator

1979 brachte Alan Shugart , Gründer von Shugart Technology , eine vereinfachte Schnittstelle namens SASI auf den Markt . Zur gleichen Zeit hatte die Peripherals Division der NCR Corporation (jetzt Engenio) ein fortschrittlicheres Produkt entwickelt, das BYSE, und entwarf, um es zu implementieren, einen ASIC ( Application Specific Integrated Circuit ) . Ende 1981 einigten sich NCR und Shugart darauf, das Beste aus beiden in einem Design zu vereinen, um die Grundlage für einen neuen ANSI -Standard zu bilden . Nach einer Reihe von Sitzungen des Regulierungsausschusses und nachdem mehrere andere Hersteller beschlossen hatten, den neuen Standard zu übernehmen, wurde der Name SCSI gewählt.

1986 , als SCSI bereits weit verbreitet war, genehmigte ANSI endgültig die sogenannte SCSI-Spezifikation (bekannt als X3.131-1986) . Seitdem hat sich SCSI als universeller Industriestandard etabliert, der in fast jedem Computersystem Anwendung finden kann (es gab sogar eine SCSI-Implementierung für den berühmten Commodore 64 -Heimcomputer ). Der erste ASIC, der zum Bau einer SCSI-Schnittstelle verwendet wurde, wurde von NCR dem Smithsonian Museum gespendet , was seine große Popularität demonstriert.

Versionen

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ISA -SCSI-Controller

SCSI hat sich im Laufe der Jahre weiterentwickelt, aber bevor seine Eigenschaften erläutert werden, ist es ratsam, die unterschiedliche Terminologie zu klären, die verwendet wird, wenn auf den echten SCSI-Standard Bezug genommen wird, der vom T10-Ausschuss von INCITS kodifiziert wurde , und auf die derzeit verwendete Sprache, die vom kodiert wird SCSI Device Vendor Association.

Im Jahr 2003 gab es nur drei Standards : SCSI-1, SCSI-2 und SCSI-3, die alle modularer Natur sind und Funktionen enthalten, die verschiedene Hersteller einbeziehen oder nicht einbeziehen konnten. Verschiedene Anbieter haben bestimmten Kombinationen von Merkmalen bestimmte Namen gegeben. Beispielsweise ist der Begriff Ultra-SCSI im Standard definiert, wird aber normalerweise verwendet, um Versionen mit doppelter Datenübertragungsrate als mit Fast-SCSI zu bezeichnen. Diese Übertragungsrate entspricht nicht der SCSI-2-Spezifikation, sondern ist eine der Optionen, die SCSI-3 bietet. In ähnlicher Weise verlangt keine Version des Standards, dass Sie angeben, ob das Gerät vom Typ Low Voltage Differential (LVD ) ist, was bedeutet, dass es 3 Volt Logikpegel anstelle der 5 Volt des Typs HVD ( High Voltage Differential ) verwendet. Alle Produkte der Marke Ultra-2 SCSI enthalten diese Option jedoch. Diese Art von Terminologie ist für Verbraucher nützlich, da die Benennung eines Ultra-2-SCSI-Geräts seine Fähigkeiten besser beschreibt als die Bezeichnung SCSI-3.

Keine Ausgabe der SCSI-Spezifikation hat jemals die Art der zu verwendenden Anschlüsse vorgeschrieben, die von den verschiedenen Anbietern ausgewählt wurden . Obwohl SCSI-1-Geräte normalerweise mit Centronics Blue Ribbon -Anschlüssen und SCSI-2-Geräte mit Mini-D -Anschlüssen ausgestattet sind, ist es falsch, diese Typen als SCSI-1- und SCSI-2-Anschlüsse zu bezeichnen.

Die wichtigsten Implementierungen des SCSI-Standards sind die folgenden (in chronologischer Reihenfolge und unter Verwendung der aktuellen Terminologie):

Zusammenfassung der Eigenschaften der SCSI-Schnittstelle
Schnittstelle Busgeschwindigkeit
( Übertragungsrate )
(MByte/s) 		Busbreite (Bits) Max. Kabellänge (Meter) Maximale Anzahl von Geräten
SCSI 5 8 6 8
Schnelles SCSI 10 8 1,5-3 8
Breites SCSI 20 16 1,5-3 16
Ultra-SCSI 20 8 1,5-3 5-8
Ultra-Wide-SCSI 40 16 1,5-3 5-8
Ultra2-SCSI 40 8 12 8
Ultra2-Wide-SCSI 80 16 12 16
Ultra3-SCSI 160 16 12 16
Ultra-320-SCSI 320 16 12 16
Ultra-640-SCSI 640 16 12 16

SCSI-1

Es ist die Originalversion, die von SASI abgeleitet und seit 1986 offiziell von ANSI übernommen wurde . SCSI-1 verfügt über einen 8-Bit- Bus mit Paritätsprüfung , der asynchron mit einer Geschwindigkeit von 3,5 MB / s oder synchron mit 5 MB / s läuft , wobei die maximal zulässige Länge der Verbindungskabel gleich 6 Meter ist Überschreiten Sie die 0,45-Meter-Grenze der Advanced Technology Attachment ( ATA )-Schnittstelle . Eine Variante des ursprünglichen Projekts beinhaltete die Implementierung des sogenannten HVD ( High Voltage Differential ), d. h. 5 Volt Logikpegel für das Signal, eine Funktion, die es ermöglicht, die maximal zulässige Länge der Verbindungskabel um ein Vielfaches zu erhöhen.

SCSI-2

Diese Version wurde 1989 auf den Markt gebracht und führte später zu den Fast-SCSI- und Wide-SCSI-Varianten. Das Fast-SCSI hat es ermöglicht, die maximale Datenübertragungsrate ( Transferrate ) auf maximal 10 MB/s anzuheben, während das Wide-SCSI sowohl die Busbreite , auf 16 Bit erhöht, als auch die Geschwindigkeit, die Flussrate, verdoppelt hat bis 20 MB/s. Diese höheren Leistungen haben jedoch zu einer Begrenzung der maximalen Länge der Anschlusskabel auf 3 Meter geführt. SCSI-2 enthielt ursprünglich auch eine 32-Bit-Version von Wide-SCSI, die zwei 16-Bit-Busse mit jeweils einem eigenen Verbindungskabel enthielt. Tatsächlich wurde diese Variante jedoch sowohl von den Geräteherstellern als auch vom Markt so sehr ignoriert, dass sie durch den SCSI-3-Standard offiziell abgeschafft wurde.

SCSI-3

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IBM Ultra-SCSI- Festplatte (SCSI-3)

Bevor Adaptec und später SCSITA die aktuelle Terminologie kodifizierten, hieß das erste SCSI-Gerät, das SCSI-2 übertreffen konnte, einfach SCSI-3. Diese Geräte, auch bekannt als Ultra-SCSI und Fast-20-SCSI, wurden 1992 auf den Markt gebracht . Die Busgeschwindigkeit verdoppelte sich auf 20 MB/s für 8-Bit-Systeme und 40 MB/s für 16-Bit-Systeme. Die maximale Kabellänge blieb bei 3 Metern, aber Ultra-SCSI erwarb sich einen schlechten Ruf wegen seiner extremen Empfindlichkeit gegenüber Kabellänge und -zustand, was häufig zu Fehlfunktionen aufgrund geringfügiger Defekte an den Kabeln selbst, Steckern oder Terminatoren führte .

Ultra-2

Diese Version wurde 1997 auf den Markt gebracht und ist mit dem Bustyp LVD (siehe oben) ausgestattet und wird daher manchmal auch LVD SCSI genannt. Die Verwendung der LVD-Technologie hat es ermöglicht, die maximale Länge der Kabel auf 12 Meter zu erhöhen und gleichzeitig eine hohe Immunität gegen Störungen aufrechtzuerhalten. In einigen Spezialanwendungen wurde die Geschwindigkeit auf bis zu 80 MB/s erhöht. Diese Version war jedoch nur von kurzer Dauer, da sie bald vom Ultra-3 (Ultra-160) abgelöst wurde.

Ultra-3

Auch als Ultra-160 bekannt und Ende 1999 eingeführt , ist diese Version im Wesentlichen eine Weiterentwicklung des Ultra-2, bei dem die Übertragungsgeschwindigkeit noch einmal auf 160 MB / s verdoppelt wurde, indem eine Technologie namens Double Transition Clocking (DTC) verwendet wurde. oder Dual-Edge-Clocking . Der Ultra-160 verfügt außerdem über weitere neue Funktionen, wie z. B. die zyklische Redundanzprüfung (CRC), die einen automatischen Übertragungsfehlerkorrekturmechanismus implementiert. [2]

Ultra-320

Es ist eine Weiterentwicklung des Ultra-160, bei dem die Geschwindigkeit auf 320 MB / s verdoppelt wurde. Fast alle neuen SCSI -Festplatten, die seit Oktober 2003 produziert wurden, sind von diesem Typ.

Ultra-640

Ansonsten auch als Fast-320 bekannt, ist es nach einer Anfang 2003 herausgegebenen INCITS 367-2003 bzw. SPI-5 Spezifikation gebaut und verdoppelt die Geschwindigkeit noch einmal auf 640MB/s.

SCSI ist ein Layer-2-Protokoll mit paralleler Schnittstelle iSCSI ist ein Layer-7-Protokoll über TCP/IP.

iSCSI

Die iSCSI-Version (steht für: Internet SCSI ) ist eine Weiterentwicklung des SCSI-3, die die grundlegende SCSI-Einstellung praktisch unverändert beibehält, insbesondere was den Befehlssatz betrifft. Es basiert auf der Idee, das TCP/IP -Protokoll in den SCSI-Standard zu integrieren und ein Speicherprotokoll zu schaffen, das über Ethernet übertragen werden kann . Befürworter des iSCSI-Standards glauben, dass diese Technologie langfristig konkurrierende Technologien, einschließlich der Fibre-Channel -Technologie, ersetzen könnte , da die mit Ethernet-Netzwerken erreichbaren Datenraten derzeit schneller steigen als die mit anderen Technologien erreichbaren. Perspektivisch hat iSCSI also die nötigen Voraussetzungen, um sich mit der gleichen Technologie sowohl im Low-End ( Low-End ) als auch im High-End ( High-End ) Markt zu etablieren.

Kompatibilität

Die Ultra-2-, Ultra-160- und Ultra-320-Versionen können ohne Leistungseinbußen frei an denselben LVD -Bus angeschlossen werden, da der Host -Computer die Baudrate und die Busnutzung jedes Geräts automatisch arbitriert . Hinweis: Es dürfen keine Geräte im Single-Ended-Modus (d. h. mit geerdeter Leitung) an den LVD-Bus angeschlossen werden, da dies die Geschwindigkeit aller Geräte auf die Geschwindigkeit des langsamsten Single-Ended-Geräts begrenzen würde. Seit der Veröffentlichung der SPI-5-Spezifikation (die die Ultra-640-Version beschreibt) wird dringend von der Unterstützung der Single-Ended-Schnittstelle abgeraten, und daher werden die Geräte, die in Zukunft produziert werden, nicht mehr mit den vorherigen kompatibel sein .

Achtung: Moderne SCA -Geräte müssen mit den entsprechenden SCA-Adaptern an Vorgängermodelle angeschlossen werden. Obwohl diese Adapter normalerweise mit speziellen Hilfsstromanschlüssen ausgestattet sind, besteht die Gefahr, dass das Gerät beschädigt wird, wenn es falsch an die Stromquelle angeschlossen wird. Es empfiehlt sich immer, das Gerät vorab ohne Hilfsenergie zu testen. SCSI-Geräte sind in der Regel abwärtskompatibel , was bedeutet, dass Sie beispielsweise eine Ultra-3-SCSI -Festplatte mit einem Ultra-2-SCSI-Controller verbinden und regelmäßig betreiben können, wenn auch mit Geschwindigkeiten und eingeschränkter Funktionalität.

Jedem SCSI-Gerät (einschließlich dem Host -Computer-Adapter ) muss während der Konfiguration eine eindeutige Kennung (ID) zugewiesen werden, damit es denselben Bus mit anderen Geräten teilen kann. Außerdem muss der Bus auch korrekt mit einem Abschlusswiderstand verbunden werden. Es können sowohl aktive als auch passive Abschlusswiderstände verwendet werden, obwohl der aktive Typ vorzuziehen ist (obligatorisch, wenn der Bus vom Typ LVD ist). Schlechte Terminatorverbindungen sind eine der häufigsten Ursachen für Fehlfunktionen von SCSI-Geräten.

Es ist möglich, einen breiten Bus in einen schmalen umzuwandeln , mit der Einschränkung, dass die Geräte, die den breiten Bus benötigen, näher am Adapter installiert werden müssen. Dazu ist ein Anschlusskabel mit Abschlusswiderstand am Ende der breiten Seite des Busses erforderlich. Diese Verbindungstechnik wird üblicherweise als High-9-Terminierung bezeichnet . Um diesen Modus zu aktivieren , müssen bestimmte Befehle an den Host gesendet werden. Diese Praxis wird jedoch nicht empfohlen.

Architektur des SCSI-Modells

Der ursprüngliche SCSI-1-Standard definierte die physikalischen Eigenschaften, die für den Verbindungsbus erforderlich sind, sowie die Abfolge elektrischer Signale, die zum Ausführen bestimmter Aktionen erforderlich sind. Mit dem SCSI-2-Standard kam es zu einer deutlichen Funktionserweiterung, insbesondere durch die vollständige Definition des an den Controller zu sendenden Befehlssatzes. Tatsache ist, dass der SCSI-Befehlssatz an sich nützlich und funktional ist, da es mittlerweile eine große Anzahl erfahrener Benutzer und Designer gibt. Mit dem Aufkommen des SCSI-3-Standards gab es eine klare Trennung zwischen dem eigentlichen SCSI-Befehlssatz und seiner traditionellen Parallelmodus -Implementierung .

Die logische Struktur des SCSI-Befehlssatzes heißt SAM [3] [4] ( SCSI Architecture Model ) und ist in den Spezifikationen für die Anbindung an Geräte enthalten, die folgende Standards erfüllen:

Alle diese Gerätetypen sind in der Lage, den SCSI-Befehlssatz ganz oder teilweise zu interpretieren.

Notizen

  1. ^ Field, The Book of SCSI , 1999, p. 1.
  2. ^ Ultra160 SCSI ( JPG ), in MCmicrocomputer , Nr. 207, Rom, Pluricom, Juni 2000, S. 54–55 , ISSN  1123–2714  ( WC  ACNP ) .
  3. ^ SCSI-3 Architecture Model (SAM) Archiviert am 9. Mai 2008 im Internet Archive Dokument der T10-Arbeitsgruppe mit der Definition des SCSI-3-Befehlssatzes vom 27.11.1995.
  4. ^ SCSI Architecture Model - 4 (SAM-4) Archiviert am 6. Juli 2008 im Internet Archive Arbeitsgruppendokument T10, das das Befehlssatzmodell 4 Version 8/5/2008 definiert.

Verwandte Artikel

Andere Projekte

Externe Links

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