Системная шина

ISA. Здесь сказываются  и более сложные протоколы,  и  более  высокие  частоты

(8 МГц у шины ISA против 33 или 66 МГц у шины PCI). Также шина PCI  обладает

плохой помехоустойчивостью, поэтому для построения  измерительных  систем  и

промышленных компьютеров  используется все еще относительно редко.

       На  некоторых  системных  (материнских)  платах  имеется   небольшой

разъем, который  называется Media Bus. Он расположен позади разъема шины  PCI

одного из слотов. На этот разъем  выводятся  сигналы  обычной  шины  ISA,  и

предназначен он для того, чтобы на графическом  адаптере с  шиной  PCI  можно

было разместить и недорогой чипсет звуковой карты, предназначенный для шины

ISA. Этот разъем, а тем более и  такие   комбинированные  аудио-видео   карты,

широкого распространения  не получили. 

                                6. Шина SCSI

       Шина SCSI (Small Computer System  Interface  -  cистемный  интерфейс

малых  компьютеров,  произносится   "скази")   была   стандартизована   ANSI

(American National Standards Institute - Американский  институт  стандартов)

еще в 1986 году. Интерфейс  предназначен для соединения  устройств  различных

классов - памяти прямого  и  последовательного  доступа,  CD-ROM,  оптических

дисков однократной  и многократной  записи,  устройств  автоматической  смены

носителей информации,  принтеров,  сканеров,  коммуникационных  устройств  и

процессоров. Устройством SCSI (SCSI Device) - называется  как  хост-адаптер,

связывающий шину SCSI  с какой-либо  внутренней  шиной компьютера,  так и

контроллер целевого устройства - target controller, с помощью  которого  оно

подключается к  шине SCSI. С точки зрения  шины  все  устройства  могут  быть

равноправными  и  являться  как  инициаторами   обмена,   так   и   целевыми

устройствами, однако чаще всего в роли инициатора выступает хост-адаптер.  К

одному контроллеру  может подключаться несколько периферийных  устройств,  по

отношению к которым контроллер может быть как внутренним,  так и внешним.

Широкое  распространение  получили  периферийные  устройства  со  встроенным

контроллером SCSI (embeded SCSI controller), к которым, например,  относятся

накопители на жестких магнитных дисках, CD-ROM, стриммеры.

       По физической реализации интерфейс   является  8-битной  параллельной

шиной с тактовой частотой 5 МГц. Шина допускает подключение  до 8  устройств,

скорость передачи  данных  в  первоначальной  версии  достигала  5  Мбайт/с.

Впоследствии (1991 г.) появилась новая спецификация  -  SCSI-2,  расширяющая

возможности шины как в количественных, так и в качественных  показателях.

Тактовая частота  шины Fast SCSI-2 достигает 10 МГц,  а  Ultra  SCSI-2  -  20

МГц. Разрядность  данных  может  быть  увеличена  до  16  бит  -  эта  версия

называется Wide SCSI-2 (широкий), а 8-битную версию назвали Narrow  (узкий).

16-битная шина  позволяет увеличивать число  устройств до 16. Стандарт  SCSI-2

определяет и 32-битную  версию  интерфейса,  но  такие  устройства  пока  не

распространены  из-за неоправданно высокой стоимости  интерфейса.  Комбинации

тактовой частоты  и  разрядности  обеспечивают  широкий  диапазон  пропускной

способности, достигающей 40 Мбайт/с для реальной версии Ultra Wide SCSI-2.

       Спецификация SCSI-2  определяет  систему   команд,  которая  включает

набор базовых  команд,  обязательных  для  всех  периферийных  устройств,  и

специфических команд для периферии  различных  классов.  Стандарт  полностью

описывает протокол  взаимодействия  устройств  на  шине,  включая  структуры

передаваемой  информации.  Поддержка  устройствами  возможности   исполнения

цепочек команд, очередей (до 256 команд) и независимости их работы  друг  от

друга обуславливают  высокую эффективность применения  SCSI  в  многозадачных

системах.  Возможность присутствия на  шине   более   одного   контроллера

(инициатора   обмена)   позволяет   обеспечить   разделяемое   использование

периферии несколькими  компьютерами, подключенными к одной  шине.

       SCSI-3 - дальнейшее развитие стандарта,  направленное  на  увеличение

количества  подключаемых  устройств,  спецификацию  дополнительных   команд,

поддержку  Plug  and  Play.  SCSI-3  существует  в  виде  широкого   спектра

документов, определяющих отдельные стороны интерфейса. Транспортный  уровень

может  использовать  различные  протоколы   с   соответствующей   поддержкой

физических соединений:

.  SIP  (SCSI-3  Interlocked  Protocol)  -  протокол  обмена  традиционного

   интерфейса, физически реализуемый параллельным интерфейсом SCSI.

.  FCP  (Fibre  Channel  Protocol)  -  протокол  оптоволоконного   канала  с

   соответствующим  физическим уровнем FC-PH со скоростью  передачи данных 100

   Мбайт/с.

. SBP (Serial Bus Protocol) - протокол последовательной  шины,  реализуемый

   интерфейсом  1394 (FireWire).

.  GPP  (Generic  Packetized  Protocol)  -  обобщенный  пакетный  протокол,

   реализуемый любым пакетным интерфейсом.

. SSP (Serial Storage Protocol) - последовательный протокол памяти.

       Современные устройства с интерфейсом  SCSI выпускаются в соответствии

со стандартом SCSI-2 или SCSI-3. В  отличие  от  стандарта  SCSI-2,  который

явно подразумевал более высокую производительность  шины  и  устройств,  чем

SCSI-1, заявка о  поддержке устройством стандарта  SCSI-3  непосредственно  на

повышение производительности не указывает. Эта заявка  прямо  означает  лишь

соответствие новому поколению документов. Однако всвязи с  общей  тенденцией

к  росту  производительности  устройства  SCSI-3   в   большинстве   случаев

показывают более  высокую производительность,  чем  SCSI-2.  Стандарт  SCSI-3

предполагает  различные  варианты   протокольного   и   физического   уровня

интерфейса, включающие как параллельные, так и последовательные шины.

       Для параллельных шин скорость  передачи данных определяется  частотой

передач,  измеряемой  в  миллионах  передач  за  секунду  -   MT/sec   (Mega

Transfer/sec) и  разрядностью.  Название  SCSI  Fast  указывает на  частоту

передач 10 MT/sec, временные  диаграммы для такого режима определены в  SCSI-

2. Название SCSI Fast-20  указывает  на  частоту  передач  20  MT/sec.  Этот

режим,  более  известный  как  SCSI  Ultra,  определен   для   параллельного

интерфейса в SCSI-3. SCSI Fast-40 указывает на частоту  передач  40  MT/sec.

Этот режим, определенный в SCSI-3 и называемый как Ultra2 SCSI, в  настоящее

время является самым  быстрым для параллельной шины. Он реализован  только  в

низковольтной дифференциальной версии интерфейса  LVD.  Для  будущих  версий

стандарта в  SCSI-3  заложен  режим  и  SCSI  Fast-80,  но  говорить  о  его

реализации еще  преждевременно. Изначально разрядность  шины  SCSI  составляла

8 бит в “узкой”(Narrow) версии. "Широкий" (Wide) вариант   шины,  появившийся

с   SCSI-2,   имеет   разрядность   16-бит    (32-битные    расширения    не

распространены).  Скорость   передачи   данных   для   различных   вариантов

параллельной шины приведена в таблице 1. 

              Таблица 1. Скорость передачи данных  по параллельной шине SCSI.

       *реализации не встречаются

|Разрядность  |Разновидность                                             |

|шины, бит    |                                                          |

|             |Обычный     |Fast         |Fast-20       |Fast-40        |

|             |            |             |(Ultra)       |(Ultra2)       |

|8 (Narrow)   |5 Мбайт/с   |10 Мбайт/с   |20 Мбайт/с    |40 Мбайт/с     |

|16 (Wide)    |10 Мбайт/с  |20 Мбайт/с   |40 Мбайт/с    |80 Мбайт/с     |

|32 (Wide) *  |20 Мбайт/с  |40 Мбайт/с   |80 Мбайт/с    |160 Мбайт/с    | 
 

       Интерфейс Ultra2 SCSI обеспечивает прекрасное  сочетание  пропускной

способности шины при ее большей длине,  цены  устройств  и  совместимости  с

традиционными  устройствами  SCSI.   Здесь   используется   дифференциальная

передача  сигналов,  но  с  низким  уровне  напряжения.  В настоящее время

традиционный дифференциальный интерфейс получил название "высоковольтный"  -

High  Voltage  Differential  (HVD),  поскольку  в   SCSI-3   ему   появилась

низковольтная альтернатива - Low Voltage Differential  (LVD).  Низковольтный

вариант позволяет  достичь частоты передачи 40 MT/sec при  длине шины до 25  м

(до 8 устройств)  или  до  12  м  (до  16  устройств).  Новые  устройства  с

интерфейсом  LVD  могут  иметь  возможность  работы   на   шине   вместе   с

устройствами с  линейным (Single ended) интерфейсом - для  этого  их  буферные

схемы содержат  автоматический  определитель  типа  интерфейса.  Однако  эта

совместимость относится  только к LVD - традиционные устройства с  HVD  могут

работать только с себе подобными.

       Последовательный интерфейс FCAL (Fibre  Channel  Arbitrated  Loop  -

арбитражное кольцо волоконного канала) по  реализации  ближе  к  интерфейсам

локальных сетей. Этот интерфейс, известный также  и как Fibre  Channel  SCSI,

может иметь как  электрическую (коаксиальный кабель),  так и оптоволоконную

реализацию. В обоих  случаях частота 800 МГц обеспечивает  скорость  передачи

данных 100 Мбайт/с. Медный кабель допускает длину шины до 30  м,  оптический

- до 10  км.  Здесь   используется  иной  протокольный  и  физический  уровни

интерфейса и  имеется возможность подключения  к шине до 126 устройств  (а  не

8 или 16, как для  параллельного интерфейса). Двухпортовые  устройства  могут

достигать пиковой  скорости обмена до 200 Мбайт/с.

       В настоящее время наибольшее  распространение имеют устройства SCSI-2

и SCSI-3,  которые  в  значительной  степени  сохраняют  совместимость  и  с

исходной версией, теперь  называемой  SCSI-1.  Однако  смешивать  устройства

SCSI-1 и SCSI-2 на  одной шине не эффективно, да  и не всегда  возможно  из-за

некоторых проблем.

       Все устройства на шине должны  быть  согласованно  сконфигурированы.

Для них требуется  программно или с помощью  джамперов  установить  следующие

основные параметры:

    . Идентификатор устройства  -  SCSI  ID  -  адрес 0-7  (для Wide-SCSI

      допустимы адреса 0-15), уникальный для каждого устройства  на  шине.

      Обычно  хост-адаптеру,  который   должен   иметь   высший   приоритет,