SCSI接口

SCSI接口

小型計算機系統接口(英語:Small Computer System Interface; 簡寫:SCSI),一種用於計算機和智慧型設備之間(硬碟、軟碟機、光碟機、印表機、掃瞄器等)系統級接口的獨立處理器標準。是一種智慧型的通用接口標準,它具備與多種類型的外設進行通信的功能。SCSI採用ASPI(高級SCSI編程接口)的標準軟體接口使驅動器和計算機內部安裝的SCSI適配器進行通信。SCSI接口廣泛套用於小型機上的高速數據傳輸技術。SCSI接口具有套用範圍廣、多任務、頻寬大、CPU占用率低,以及熱插拔等優點。

基本介紹

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基本概況

通用接口

在SCSI母線上可以連線主機適配器和八個SCSI外設控制器,外設可以包括磁碟、磁帶、CD-ROM、可擦寫光碟驅動器、印表機、掃瞄器通訊設備等。
SCSI接口SCSI接口
SCSI是個多任務接口,設有母線仲裁功能。掛在一個SCSI母線上的多個外設可以同時工作。SCSI上的設備平等占有匯流排。
SCSI接口可以同步或異步傳輸數據,同步傳輸速率可以達到10MB/s,異步傳輸速率可以達到1.5MB/s。

連線類型

SCSI連線器分為內置和外置兩種。
SCSI規格一覽表SCSI規格一覽表
內置數據線的外型和IDE數據線一樣,只是針數和規格稍有差別,主要用於連線光碟機和硬碟, 40針IDE線有40根導線,40針ATA66有80根導線,SCSI內置則分為50針、68針和80針。
至於SCSI外置數據線,就有以下幾種規格,它們的密度均不相同,千萬別弄錯了。
Apple SCSI,共有25針,分為兩排,8位,常用於Mac機和舊式Sun工作站。
Sun Microsystem的DD-50SA,共有50針,分為三排。
SCSI-2 ,共有50針,分為兩排,8位。
Centronics,共有50針,分為兩排,8位,有點像並行口,它可以連線的設備數目最多。
SCA,共有80針,分為兩排。
SCSI-3和Wide SCSI-2,共有68針,分為兩排,16位。舊式DEC單終結SCSI使用68針高密接口。
SCSI Connectors/SCSI 接口類型及長度
DB-25,Male External
DB-25,雄性外置接口
DB-25,Female External
DB-25,雌性外置接口
Low-Density,50-pin,Male External
低密度 50 針雄性外置接口 (6.5cm)
Low-Density,50-pin,Female External
低密度 50 針雌性外置接口
High-Density,50-pin,Male External
高密度 50 針雄性外置接口 (3.3cm)
High-Density,50-pin,Female External
高密度 50 針雌性外置接口
Low-Density,50-pin,Male Internal
低密度 50 針雄性內置接口 (7.1cm)
Low-Density,50-pin,Female Internal
低密度 50 針雌性內置藉口
High-Density,68-pin,Male External
高密度 68 針雄性外置接口 (4.5cm)
High-Density,68-pin,Female External
高密度 68 針雌性外置接口
High-Density,68-pin,Male Internal
高密度 68 針雄性內置接口 (4.5cm)
High-Density,68-pin,Female Internal
高密度 68 針雌性內置接口
VHDCI,68-pin,Male External
非常高密度 68 針雄性外置接口 (3.2cm)
VHDCI,68-pin,Female External
非常高密度 68 針雌性外置接口

SCSI系統結構分析

SCSI是與設備無關的I/O子系統,它允許把一些不同的設備連線到一個計算機系統上。設備的無關性意味著當連線某種設備時,並不需要知道有關該設備的任何特別的信息。SCSI可以通過相應的命令從設備處直接獲得必要的參數,因而所有關於設備的特定信息都放在了外圍設備上。
SCSI匯流排可以同時連線多個不同的設備,但在任何時刻,這些設備中只有兩個可以彼此通信。設備在SCSI匯流排上的地址被稱為SCSI ID,每個SCSI ID必須保證在該匯流排上是唯一的。同時SCSI ID也定義了連線設備的優先權,其中,SCSI ID0的優先權是最低的。這些設備在SCSI匯流排上扮演了啟動器( Initiator)或者目標器(Target)的角色。啟動器選擇一個目標器並傳送一條命令,以此在SCSI匯流排上觸發一個動作。但是,一旦命令被傳輸過去,目標器就獲得匯流排協定的控制權,由它來決定是否釋放匯流排,並且在釋放匯流排之後,決定何時與啟動器連線。計算機的SCSI主機適配器是一個典型的啟動器,SCSI接口的硬碟是一個典型的目標器。
圖SCSI系統結構中顯示了一個簡化的SCSI系統結構。啟動器的SCSI設備接收到系統發出的執行一個I/O進程的任務後,以SCSI命令的形式傳給目標器。目標器接收I/O任務,並將其傳送到相應的LUN中執行,其中,LUN代表物理外圍設備和執行SCSI命令所需要的邏輯電路。系統是根據I/O任務處理過程中扮演的角色不同來劃分啟動器和目標器的。一個啟動器所能控制的目標器的數目是由SCSI匯流排的數據寬度來決定的。
SCSI系統結構SCSI系統結構

SCSI匯流排數據傳輸控制

SCSI匯流排有9個控制信號:ATN,BSY,ACK,RST,MSG,SEL,C/D,REQ,I/O,匯流排的活動完全由這些控制信號來決定和實現。這些信一號由Initiator控制或者由Target控制或者由二者共同控制。其中C/D,SEL,MSG,BSY,SEL的狀態決定了匯流排處於什麼階段。在不同的階段,匯流排上的信號組合是不同的。
(1)ATN:注意信號,通常在Initiator有訊息要傳送給Target的時候由Initiator設定。
(2) BSY:當有SCSI設備處於“忙”狀態,占據數據匯流排時,這個信號被置為真。
(3) ACK:應答信號,由Initiator置位,作為對REQ/ACK請求應答數據傳輸的確認。
(4)RST:表示SCSI匯流排復位。
(5) MSG:在訊息階段由Target置位。
(6)SEL:在Initiator選擇Target或者Target再選Initiator時使用。
(7)C/D:表示控制或者數據信息的信號。
(8)REQ:由Target置位,表示請求進行一次REQ/AC K握手的數據傳輸。
(9)I/O:表明當前數據傳輸的方向。
為了完成一個I/O任務,SCSI設備和匯流排大體上必須經過以下過程:
(1)申請使用匯流排
(2)選擇I/O操作對象
(3)傳送訊息
(4)交待I/O任務
(5)數據傳輸
(6)返回狀態信息
當任務順序完成後,目標器返回GOOD狀態。但是,SCSI匯流排活動是比較複雜的,根據I/O任務的完成情況可以分成八個不同階段。它們分別是BUS FREE(匯流排空閒)、ARBITRATION(仲裁)、SELECTION(選擇)、RESELECTION(重選)、COMMAND(命令)、DATA(數據)、MESSAGE(訊息)和STATUS(狀態)。匯流排進行任何處理都是以BUS FREE階段開始,並以BUS FREE階段結束的。在任何時候,SCSI匯流排只能處於一個確定的匯流排階段。階段前後的關聯時受到嚴格限制的,也就是說並不是在每一個階段後面都可以跟著任何的階段。BUS FREE階段狀態的後面是ARBITRATION, SELECTION以及一個MESSAGE OUT階段狀態。在這些階段狀態之後是COMMAND,DATA階段狀態,然後是STATUS階段狀態。

特點

1、速度快
伺服器使用的硬碟轉速快,可以達到每分鐘7200或10000轉,甚至更高;它還配置了較大(一般為2MB或4MB)的回寫式快取;平均訪問時間比較短;外部傳輸率和內部傳輸率更高,採用Ultra Wide SCSI、Ultra2 Wide SCSI、Ultra160 SCSI、Ultra320 SCSI等標準的SCSI硬碟,每秒的數據傳輸率分別可以達到40MB、80MB、160MB、320MB。
2、可靠性高
因為伺服器硬碟幾乎是24小時不停地運轉,承受著巨大的工作量。可以說,硬碟如果出了問題,後果不堪構想。所以,現在的硬碟都採用了 S.M.A.R.T技術(自監測、分析和報告技術),同時硬碟廠商都採用了各自獨有的先進技術來保證數據的安全。為了避免意外的損失,伺服器硬碟一般都能承受300G到1000G的衝擊力。
3、多使用SCSI接口
多數伺服器採用了數據吞吐量大、CPU占有率極低的SCSI硬碟。SCSI硬碟必須通過SCSI接口才能使用,有的伺服器主機板集成了SCSI接口,有的安有專用的SCSI接口卡,一塊SCSI接口卡可以接7個SCSI設備,這是IDE接口所不能比擬的。
4、可支持熱插拔
熱插拔(Hot Swap)是一些伺服器支持的硬碟安裝方式,可以在伺服器不停機的情況下,拔出或插入一塊硬碟,作業系統自動識別硬碟的改動。這種技術對於24小時不間斷運行的伺服器來說,是非常必要的。

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