SCSI 的工作原理

作者:Jeff Tyson & Tracy V. Wilson
SCSI 设备通常连接到像这样的控制器卡。 查看更多 计算机硬件图片

计算机充满了总线——将信息和电力从一个地方传输到另一个地方的“高速公路”。例如,当你将 MP3 播放器或数码相机插入计算机时,你可能使用的是通用串行总线 (USB) 端口。你的 USB 端口善于传输小型电子设备所需的数据和电力,这些设备用于创建和存储图片和音乐文件。但该总线不足以同时支持一台完整的计算机、服务器或许多设备。

为此,你需要像 SCSI 这样的东西。SCSI 最初代表小型计算机系统接口,但它实际上已经超出了“小型”的范畴。它是一种快速总线,可以同时连接许多设备到计算机,包括硬盘驱动器扫描仪CD-ROM/RW 驱动器打印机磁带驱动器。其他技术,如串行 ATA (SATA),已在新系统中很大程度上取代了它,但 SCSI 仍在G 使用中。本文将回顾 SCSI 基础知识,并为你提供大量关于 SCSI 类型和规格的信息。

广告

SCSI 基础

SCSI 连接器

SCSI 基于一种更早的专有总线接口,称为 Shugart Associates 系统接口 (SASI)。SASI 最初由 Shugart Associates 于 1981 年与 NCR 公司合作开发。1986 年,美国国家标准协会 (ANSI) 批准了 SCSI(发音为“scuzzy”),它是 SASI 的修改版本。SCSI 使用控制器向支持 SCSI 的设备(如硬盘驱动器打印机)发送和接收数据和电力。

SCSI 有几个优点。它相当快,速度可达每秒 320 兆字节 (MBps)。它已经存在 20 多年,并经过了彻底的测试,因此以可靠著称。像串行 ATA 和FireWire 一样,它允许你在一条总线上放置多个项目。SCSI 也适用于大多数计算机系统。

广告

然而,SCSI 也存在一些潜在问题。它的系统 BIOS 支持有限,并且必须为每台计算机进行配置。也没有通用的 SCSI 软件接口。最后,所有不同的 SCSI 类型都有不同的速度、总线宽度和连接器,这可能会令人困惑。不过,当你了解“Fast”、“Ultra”和“Wide”背后的含义时,就很容易理解了。接下来我们将介绍这些 SCSI 类型。

SCSI 类型

SCSI variations
总线速度翻倍、时钟速度翻倍以及 SCSI-3 规格的不同组合导致了许多 SCSI 变体。
十万个为什么.com

SCSI 有三种基本规格

  • SCSI-1:1986 年开发的原始规格,SCSI-1 现已过时。它具有 8 位总线宽度和 5 MHz 时钟速度
  • SCSI-2:1994 年通过,该规格包括通用命令集 (CCS)——18 个被认为是支持任何 SCSI 设备的绝对必需命令。它还可以选择将时钟速度提高一倍到 10 MHz(快速),将总线宽度从 8 位增加到 16 位并增加设备数量到 15 个(),或者两者兼而有之(快速/宽)。SCSI-2 还增加了命令队列,允许设备存储和优先处理来自主机计算机的命令。
  • SCSI-3:该规格于 1995 年首次亮相,其整体范围包含一系列较小的标准。一套涉及 SCSI 并行接口 (SPI) 的标准(即 SCSI 设备相互通信的方式)在 SCSI-3 中不断发展。大多数 SCSI-3 规格都以Ultra 一词开头,例如用于 SPI 变体的 Ultra、用于 SPI-2 变体的 Ultra2 和用于 SPI-3 变体的 Ultra3。“快速”和“宽”的名称与其 SCSI-2 对应项的功能相同。SCSI-3 是目前正在使用的标准。

总线速度翻倍、时钟速度翻倍以及 SCSI-3 规格的不同组合导致了许多 SCSI 变体。本页上的图表比较了其中几种。许多较慢的变体已不再使用——我们将其列入是为了进行比较。

广告

SCSI 控制器

除了提高总线速度外,Ultra320 SCSI 还使用分组数据传输,提高了效率。Ultra2 也是最后一种具有“窄”或 8 位总线宽度的类型。

所有这些 SCSI 类型都是并行的——数据位同时通过总线传输,而不是一次一个。最新类型的 SCSI,称为串行连接 SCSI (SAS),使用 SCSI 命令但串行传输数据。SAS 使用点对点串行连接以每秒 3.0 千兆位的速度传输数据,每个 SAS 端口最多可支持 128 个设备或扩展器。

所有不同类型的 SCSI 都使用控制器和线缆与设备进行接口。接下来我们将介绍这个过程。

广告

控制器、设备和线缆

内部 SCSI 设备连接到排线。
外部 SCSI 设备使用粗圆线缆连接。

SCSI 控制器协调 SCSI 总线上所有其他设备与计算机之间的通信。控制器也称为主机适配器,它可以是一张插入可用插槽的卡,也可以内置在主板上。SCSI BIOS 也位于控制器上。这是一个小型 ROM闪存芯片,包含访问和控制总线上设备所需的软件。

每个 SCSI 设备都必须有一个唯一的标识符 (ID) 才能正常工作。例如,如果总线可以支持 16 个设备,则它们的 ID(通过硬件或软件设置指定)范围从 0 到 15。SCSI 控制器本身必须使用其中一个 ID,通常是最高的那个,为总线上的其他 15 个设备留出空间。

广告

68 针备选 3 SCSI 连接器

内部设备通过排线连接到 SCSI 控制器。外部 SCSI 设备使用粗圆线缆以菊花链方式连接到控制器。(串行连接 SCSI 设备使用 SATA 线缆。)在菊花链中,每个设备连接到链中的下一个设备。因此,外部 SCSI 设备通常有两个 SCSI 连接器——一个用于连接到链中的上一个设备,另一个用于连接到下一个设备。

线缆本身通常由三层组成

  • 内层:最受保护的层,包含实际正在发送的数据。
  • 介质层:包含向设备发送控制命令的电线。
  • 外层:包含传输奇偶校验信息的电线,确保数据正确。

不同的 SCSI 变体使用不同的连接器,这些连接器通常彼此不兼容。这些连接器通常使用 50、68 或 80 个引脚。SAS 使用更小、与 SATA 兼容的连接器。

一旦总线上的所有设备都已安装并拥有自己的 ID,总线的两端都必须关闭。接下来我们将介绍如何操作。

广告

终端

一些 SCSI 终端器内置在 SCSI 设备中,而另一些可能需要像这样的外部终端器。

如果 SCSI 总线保持开路,沿着总线发送的电信号可能会反射回来,干扰设备与 SCSI 控制器之间的通信。解决方案是终端总线,用电阻电路关闭两端。如果总线同时支持内部和外部设备,则每个系列中的最后一个设备必须进行终端。

SCSI 终端类型可分为两大类:被动终端和主动终端。被动终端通常用于以标准时钟速度运行且设备到控制器距离小于 3 英尺 (1 米) 的 SCSI 系统。主动终端用于快速 SCSI 系统或设备距 SCSI 控制器超过 3 英尺 (1 米) 的系统。

广告

SCSI 还采用三种不同类型的总线信号,这也会影响终端。信号是电脉冲通过电线发送的方式。

  • 单端 (SE):控制器生成信号并将其通过一条数据线推送到总线上的所有设备。每个设备都充当接地。因此,信号会迅速开始衰减,这使得 SE SCSI 的最大距离限制在大约 10 英尺 (3 米)。SE 信号在 PC 中很常见。
  • 高压差分 (HVD):HVD 常用于服务器,它采用串联信号传输方法,具有数据高线和数据低线。SCSI 总线上的每个设备都有一个信号收发器。当控制器与设备通信时,总线上的设备接收信号并重新传输,直到它到达目标设备。这使得控制器和设备之间的距离大大增加,最远可达 80 英尺 (25 米)。
  • 低压差分 (LVD):LVD 是 HVD 的一个变体,其工作方式大致相同。最大的区别在于收发器更小,并内置在每个设备的 SCSI 适配器中。这使得 LVD SCSI 设备更经济实惠,并允许 LVD 使用更少的电力进行通信。缺点是最大距离是 HVD 的一半——40 英尺 (12 米)。
主动终端器

HVD 和 LVD 通常都使用被动终端器,尽管设备与控制器之间的距离可能远大于 3 英尺 (1 米)。这是因为收发器确保信号在总线两端之间保持强劲。

有关 SCSI 和其他总线的更多信息,请查看以下页面上的链接。

广告

常见问题

SCSI 在哪里使用?
SCSI 用于许多计算机存储应用中,包括硬盘驱动器和光盘驱动器。
什么是 SCSI 及其类型?
SCSI 是一种用于将计算机存储设备连接到计算机的总线。几种类型的 SCSI 总线包括并行 SCSI、串行连接 SCSI 和光纤通道。
SCSI 比 SATA 快吗?
是的,SCSI 比 SATA 快。

更多信息

相关文章

更多优秀链接

  • IDE 与 SCSI http://www.pcmech.com/show/harddrive/79/
  • Adaptec:我们来谈谈 SCSI http://www.adaptec.com/worldwide/product/markeditorial.html?cat= %2FTechnology%2FSCSI&prodkey=talk_about_scsi&type=Technology
  • Ultra320 SCSI:常见问题 http://www.scsita.org/aboutscsi/ultra320/faq.html
  • 串行连接 SCSI 常见问题 http://www.seagate.com/products/interface/sas/faq.html
  • SCSI http://www.javvin.com/protocolSCSI.html

广告

加载中...