SCSI(小型計算機(jī)系統(tǒng)接口)工作原理（精品）

1、SCSI(小型計算機(jī)系統(tǒng)接口)工作原理計算機(jī)中布滿了總線從一個位置向另一個位置傳輸信息和電力的高速通道。例如，將MP3或數(shù)碼相機(jī)連接到計算機(jī)時，您可能會使用通用串行總 (USB)端口。對于存儲圖片、音樂等的小型電子設(shè)備，USB端口完全可以勝任傳輸數(shù)據(jù)和充電的工作。但是，這種總線還缺乏以同時支持整臺計算機(jī)和效勞器以及其他許多設(shè)備。 SCSI設(shè)備通常連接到控制器卡在這種情況下，就需要使用SCSI這樣的總線。SCSI原意是小型計算機(jī)系統(tǒng)接口，但實(shí)際上，它已超出了“小型的范圍。它是一種快速總線，可以同時將大量設(shè)備連接到計算機(jī)，這些設(shè)備包括硬盤驅(qū)動器、掃描儀、CD-ROM/RW驅(qū)動器、打印機(jī)和磁帶機(jī)。在

2、新系統(tǒng)中，串行ATA(SATA)等其他技術(shù)已在很大程度上取代了SCSI，但SCSI仍在使用。本文將介紹SCSI根底知識，提供有關(guān)SCSI類型和標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)信息。SCSI是在一種老式專有總線接口稱為施加特聯(lián)合系統(tǒng)接口，縮寫為 SASI的根底上開展而來的。SCSI連接器SCSI具有許多優(yōu)點(diǎn)。它的速度相當(dāng)快，最高可達(dá)320兆字節(jié)每秒(Mbps)。問世20多年來，經(jīng)過充分測試，因而它享有性能可靠的美譽(yù)。與串行ATA和FireWire一樣，您可以在一條總線上連接多個設(shè)備。此外，SCSI可在大多數(shù)計算機(jī)系統(tǒng)中使用。 但是，SCSI也有一些潛在的問題。它對BIOS根本輸入輸出系統(tǒng)的支持比擬有限，必須針對每臺計

3、算機(jī)進(jìn)行配置。此外也沒有通用的SCSI軟件接口。最后，不同的SCSI類型具有不同的速度、總線寬度和連接器，因此它們非常容易混淆。RAIDSCSI常用于控制獨(dú)立磁盤冗余陣列(RAID)。串行ATA(SATA) 等其他技術(shù)也可用于這一用途。新型SATA驅(qū)動器往往比SCSI驅(qū)動器更快，也更廉價。 RAID是一組硬盤驅(qū)動器，通常被視為大型驅(qū)動器。這些驅(qū)動器可同時讀寫數(shù)據(jù)，稱為條帶。RAID控制器確定哪個驅(qū)動器獲取哪些數(shù)據(jù)塊。當(dāng)驅(qū)動器寫入數(shù)據(jù)時，控制器會將數(shù)據(jù)發(fā)送到另一個驅(qū)動器，或從另一個驅(qū)動器讀取數(shù)據(jù)。 通過鏡像和奇偶校驗(yàn)，RAID還提高了容錯性。鏡像是在另一個硬盤驅(qū)動器上創(chuàng)立某個驅(qū)動器數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確副本

4、。奇偶校驗(yàn)使用至少三個硬盤驅(qū)動器，將數(shù)據(jù)按序?qū)懭朊總€驅(qū)動器，最后一個驅(qū)動器除外。最后一個驅(qū)動器存儲一個數(shù)字，該數(shù)字表示其他驅(qū)動器上數(shù)據(jù)的總和。SCSI有三個根本標(biāo)準(zhǔn)： · SCSI-1：SCSI-1是在1986年開發(fā)的原始標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)已不再使用。它規(guī)定總線寬度為8位，時鐘速度為5MHz。 · SCSI-2：1994年采用，此標(biāo)準(zhǔn)包括通用指令集(CCS)支持任何SCSI設(shè)備所必需的18個命令。在此標(biāo)準(zhǔn)中，可以選擇將時鐘速度提高一倍，到達(dá)10MHz (Fast)，將總線寬度增加為原來的兩倍，即16位，將設(shè)備數(shù)增加為15個(Wide)，或者同時實(shí)現(xiàn)上述兩種升級(Fast/Wide)。

5、SCSI-2還增加了命令隊列，允許設(shè)備存儲命令，并從主機(jī)排列命令優(yōu)先級。 · SCSI-3：此標(biāo)準(zhǔn)于1995年正式出臺，包括一系列較小范圍的標(biāo)準(zhǔn)。涉及SCSI并行接口(SPI)的一組標(biāo)準(zhǔn)在SCSI-3中得到了繼續(xù)開展，SPI是SCSI設(shè)備之間的通信方式。大多數(shù)SCSI-3標(biāo)準(zhǔn)都以Ultra開頭，如Ultra for SPI標(biāo)準(zhǔn)、Ultra2 for SPI-2標(biāo)準(zhǔn)和Ultra3 for SPI-3標(biāo)準(zhǔn)。名稱中的Fast和Wide的含義與SCSI-2中的一樣。SCSI-3是當(dāng)前正在使用的標(biāo)準(zhǔn)。 雙倍總線速度、雙倍時鐘速度和SCSI-3標(biāo)準(zhǔn)的不同組合，產(chǎn)生了許多不同的SCSI標(biāo)準(zhǔn)。下表對

6、幾種不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了比擬。很多較慢的標(biāo)準(zhǔn)已不再使用在此列出僅作比擬之用。 名稱標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備數(shù)量總線寬度總線速度Mbps異步SCSISCSI-188位5MHz4Mbps同步SCSISCSI-188位5MHz5MbpsWideSCSI-21616位5MHz10MbpsFastSCSI-288位10MHz10MbpsFast/WideSCSI-21616位10MHz20MbpsUltraSCSI-3SPI88位20MHz20MbpsUltra/WideSCSI-3SPI816位20MHz40MbpsUltra2SCSI-3SPI-288位40MHz40MbpsUltra2/WideSCSI-3SPI-21

7、616位40MHz80MbpsUltra3SCSI-3SPI-31616位40MHz160MbpsUltra320SCSI-3SPI-41616位80MHz320Mbps除了總線速度提高之外，Ultra320 SCSI還使用打包數(shù)據(jù)傳輸，從而提高其效率。Ultra2也是最后一種具有“窄8位總線寬度的標(biāo)準(zhǔn)。 所有這些SCSI類型都是并行的數(shù)據(jù)通過總線同時傳輸，而不是一次傳輸一種數(shù)據(jù)。最新的SCSI類型稱為串行連接SCSI(SAS)，這種連接使用SCSI命令，但以串行方式傳輸數(shù)據(jù)。SAS使用點(diǎn)對點(diǎn)串行連接，以3.0千兆位每秒的速度傳輸數(shù)據(jù)，每個SAS端口可以支持多達(dá)128個設(shè)備或擴(kuò)展設(shè)備。 SCS

8、I控制器所有SCSI標(biāo)準(zhǔn)都使用控制器和電纜與設(shè)備相連。SCSI控制器在SCSI總線上的所有其他設(shè)備和計算機(jī)之間進(jìn)行協(xié)調(diào)。SCSI控制器也稱為主機(jī)適配器，控制器既可以是插入可用插槽的卡，也可以內(nèi)置在主板上。SCSI BIOS也在控制器上。它是一個小型ROM或閃存芯片，包含訪問和控制總線上的設(shè)備所需的軟件。 每個SCSI設(shè)備都必須具有唯一的標(biāo)識符(ID)才能正常工作。例如，如果總線能夠支持16個設(shè)備，通過硬件或軟件設(shè)置指定的設(shè)備ID的范圍為0-15。SCSI 控制器本身必須使用其中一個ID，通常是最高的那一個，而將其他ID留給總線上的其他15個設(shè)備使用。內(nèi)部SCSI設(shè)備連接到一條帶狀電纜 內(nèi)部設(shè)備

9、通過帶狀電纜連接到SCSI控制器。外部SCSI設(shè)備使用一條粗的圓形電纜，以菊花鏈形式連接到控制器串行連接SCSI設(shè)備使用SATA電纜。在菊花鏈中，每個設(shè)備都依次連接到下一個設(shè)備。因此，外部SCSI設(shè)備通常具有兩個SCSI連接器分別連接前后兩個設(shè)備。 外部SCSI設(shè)備使用粗的圓形電纜連接。電纜本身通常由三層構(gòu)成： l 內(nèi)層：保護(hù)性最好的層，包含實(shí)際發(fā)送的數(shù)據(jù)。 l 介質(zhì)層：包含向設(shè)備發(fā)送控制命令的線路。 l 外層：包含傳輸奇偶校驗(yàn)信息的線路，這些信息可確保數(shù)據(jù)的正確性。 不同SCSI標(biāo)準(zhǔn)使用不同的連接器，這些連接器通常不兼容，通常使用50、68或80針。SAS使用較小的SATA兼容連接器。 68

10、針Alternative 3 SCSI連接器50針Centronics SCSI連接器一旦總線上的全部設(shè)備安裝完畢，而且分配了各自的ID，那么總線的每一端都必須閉合。下面介紹如何執(zhí)行這一操作。 如果SCSI總線保持開放狀態(tài)，沿總線發(fā)送的電信號會反射回來，從而干擾設(shè)備和SCSI控制器之間的通信。解決方法是終結(jié)總線，用電阻電路閉合每一端。如果總線同時支持內(nèi)部和外部設(shè)備，那么必須終結(jié)每個系列的最后一個設(shè)備。 SCSI 終結(jié)的類型主要可分為兩類：被動和主動。被動終結(jié)通常用于在標(biāo)準(zhǔn)時鐘速度下運(yùn)行、且設(shè)備到控制器的距離小于1米的SCSI系統(tǒng)。主動終結(jié)用于Fast SCSI系統(tǒng)，或設(shè)備到SCSI控制器的距離

11、大于1米的系統(tǒng)。 某些SCSI終結(jié)器內(nèi)置于SCSI設(shè)備中，而另一些可能需要使用外部終結(jié)器。SCSI還使用三種不同類型的總線信令，這也會影響終結(jié)。電脈沖以信令的方式在線路上發(fā)送。 · 單端(SE)：控制器生成信號，并通過單條數(shù)據(jù)線將信號傳送至總線上的所有設(shè)備。每個設(shè)備都會產(chǎn)生信號損失。因此，信號會很快開始衰減，由此SE SCSI的傳輸距離被限制為約3米以內(nèi)。PC中普遍采用SE信令。 · 高壓差動(HVD)：HVD常用于效勞器，它以串聯(lián)方式發(fā)送信號，采用一條數(shù)據(jù)高壓線和一條數(shù)據(jù)低壓線。SCSI總線上的每個設(shè)備都有信號收發(fā)器。控制器與設(shè)備通信時，總線沿途的設(shè)備接收信號并轉(zhuǎn)發(fā)信號，直至信號到達(dá)目標(biāo)設(shè)備為止。這樣，控制器和設(shè)備之間的允許距離可顯著增加，可達(dá)25米。 · 低壓差動(LVD)：LVD是HVD的同類技術(shù)，工作原理非常相似。兩者之間的差異在