Сделай Сам Свою Работу на 5

Подключение устройств к шине





Подключение устройств к шине SCSI относительно несложно, но имеются нюан­сы при смешении разнотипных устройств на одной шине. Пропускная способ­ность шины SCSI, «освоенная» компьютером, определяется, естественно, возмож­ностями хост-контроллера. Шина SCSI обеспечивает хорошую совместимость устройств с параллельными интерфейсами разных поколений, «узких» и «широ­ких», но зачастую одно старое устройство способно свести на нет мощь новых устройств, подключенных к шине. По типу интерфейса совместимыми являются только SE и LVD.

ВНИМАНИЕ

Смешивать устройства LVD с HVD на одной шине нельзя!


136 Глава 5. Шина SCSI

Устройства LVD можно использовать на одной шине с SE, но при этом все устрой­ства перейдут в режим SE, и шина не сможет работать в режиме Ultra2, свойствен­ном устройствам LVD. Интерфейс LVD, являясь дифференциальным, требует, чтобы каждый обратный провод (сигнал +) приходил на вход своего приемника; в версии SE все обратные провода на устройстве соединялись вместе и подключа­лись к шине GND. Если на шине с устройствами LVD имеется хотя бы одно устрой­ство SE, то линия DIFFSENS окажется заземленной и все устройства LVD перейдут в режим SE. При конфигурировании устройство LVD может быть принудитель­но переведено в режим SE установкой джампера «Force SE». Если на шине присутствуют устройства UltralGO и Ultra2 (или еще ниже), то шина будет работать в самом низком из этих режимов. Принудительно запретить режим UltralGO (понизить до Ultra2) можно джампером «Disable U160».



Подключение «узкого» устройства к «узкой» шине — самая простая задача, посколь­ку здесь обычно встречаются лишь два типа разъемов (не считая Mac SCSI) — внешний (типа Centronics) и внутренний. Устройства должны быть сконфигури­рованы (см. выше), каждому должен быть назначен уникальный (на шине) иденти­фикатор SCSI ID, формально — любой в диапазоне 0-7. Длина шины не должна превышать допустимого предела, на обоих концах шины (и только там!) должны быть установлены и включены терминаторы. На линию TERMPWR должно пода­ваться питание (чаще от хост-адаптера), что можно проверить, замерив напряже­ние на соответствующих контактах разъема.

Подключение «широкого» устройства к «широкой» шине может оказаться несколь­ко сложнее, поскольку здесь больше разнообразия в разъемах. Из-за этого может потребоваться применение переходных адаптеров от одного типа разъема к друго­му. Также могут возникнуть сложности с подключением терминаторов, особенно для устройств LVD, среди которых внутренние терминаторы встречаются ред­ко, а внешние могут занимать отдельный разъем на кабеле. Идентификаторы устройств можно задавать в диапазоне 0-15.



Подключение «узкого» устройства к «широкой» шине требует применения переход­ного адаптера с 68- на 50-контактный разъем. Старший байт в этом адаптере не должен терминироваться, если подключаемое устройство не крайнее на шине. Если же устройство крайнее, то в адаптере старший байт должен терминировать­ся и на самом устройстве должен быть установлен терминатор. Выбор положения устройства (крайнее или промежуточное) может определяться имеющимся адап­тером. Идентификаторы устройств должны устанавливаться в диапазоне 0-7 для всех устройств, поскольку невидимость идентификаторов 8-15 узким устройством не позволит процедуре арбитража работать нормально (см. выше). Поскольку все «узкие» устройства — это SE-устройства, линия DIFFSENS окажется заземленной и все устройства LVD перейдут в режим SE. Существуют, однако, и адаптеры-мосты, при подключении SE-устройства позволяющие остальным находиться в режиме LVD. Определить режим можно, замерив напряжение на 16-м контакте 68-контактного разъема (46-м 80-контактного).

Подключение «широкого» устройства к «узкой» шине также потребует применения специального адаптера, и на «широком» устройстве следует установить джампер




5.1. Параллельные интерфейсы SCSI



«Disable Wide». Дополнительно может потребоваться терминация старшего бай­та и относящихся к нему управляющих линий, чтобы обеспечить на них надежное пассивное состояние («висящие» входы восприимчивы к помехам). Некоторые версии встроенного микропрограммного обеспечения позволяют работать устрой­ствам и без дополнительных терминаторов. Идентификаторы всех устройств долж­ны быть в диапазоне 0-7 (по тем же соображениям, что и в предыдущем случае). Рассмотрим различные конфигурации подключения устройств к контроллеру SCSI (рис. 5.7). Контроллер может быть расположен на карте расширения, уста­навливаемой в слот PCI или ISA, или же встроен в системную плату. Устройства, подключаемые к нему, могут быть как внутренними (разного рода дисковые и лен­точные устройства), так и внешними (те же, а также сканеры и другие периферий­ные устройства). Теминаторы расставляются исходя из конкретных условий.

Рис. 5.7. Подключение устройств к карте контроллера SCSI: а, в, г— правильно;

б —неправильно

Правила подключения достаточно просты:

♦ концы кабельного шлейфа не должны висеть в воздухе (как на рис. 5.7, б);

♦ на устройствах, подключенных к концам шлейфа, должны быть включены внут­
ренние терминаторы (на рисунке обозначено как TRM=ON) или же установ­
лен внешний (рис. 5.7, г);

♦ на промежуточных устройствах терминаторы должны быть отключены (TRM=OFF).

Если контроллер SCSI смонтирован на дополнительной интерфейсной карте, то разъем, к которому подключаются внешние устройства, расположен достаточно близко к внутреннему, так что длинной линии между ними нет. В этом случае тер­минация внешнего разъема хлопот не доставляет: когда используется только внут­реннее (рис. 5.7, а) или только внешнее (рис. 5.7, г) подключение, терминатор на



Глава 5. ШинаSCSI


контроллере включают. Когда используется и внешнее, и внутреннее подключе­ние (рис. 5.7, в), терминатор на контроллере отключают.

Если используется внутреннее подключение, а внешние устройства подключают­ся не все время, то приходится переключать терминатор контроллера в соответ­ствии с текущей конфигурацией. В старых контроллерах приходилось вскрывать системный блок и переставлять джамперы. В новых контроллерах вскрытия не требуется — терминаторы включаются/отключаются программно (утилитой SCSI Setup) или даже автоматически. Если по какой-либо причине переключать терминатор контроллера не хочется, можно его отключить и пользоваться внеш­ним, устанавливая его на внешний разъем (снаружи корпуса компьютера), когда внешние устройства не подключены.

Когда контроллер SCSI установлен на системной плате, он имеет только один разъем, к которому подключается кабель-шлейф. Если требуется только внутрен­нее или только внешнее подключение (рис. 5.8, а и б), то терминатор на контролле­ре включают. Если используется и внутреннее, и внешнее подключение (рис. 5.8, в), терминатор на контроллере отключают. Если используется универсальный ка­бель-шлейф с внутренними и внешним разъемами (как на рис. 5.8, в), но внешних устройств нет, то терминатор на контроллере должен быть отключен, а на внеш­нем разъеме должен быть установлен внешний терминатор.

Рис. 5.8. Подключение устройств к интегрированному контроллеру SCSI

Кабели и терминаторы могут входить в комплект адаптеров SCSI или системных плат со встроенным контроллером SCSI, а могут приобретаться отдельно. То, что входит в стандартный комплект поставки, не всегда подходит для конкретного применения. Так, например, в комплекте с системной платой CT-6BTS, имеющей контроллер Ultra-Wide SCSI, поставляется универсальный «широкий» (wide) шлейф (как показанный на рис. 5.8, в, но с меньшим количеством внутренних разъемов) и «узкий» внутренний. Для подключения только внутренних дисково­дов Wide SCSI такого комплекта недостаточно: нужен внешний терминатор! Мож-


5.1. Параллельные интерфейсы SCSI



но, конечно, отрезать часть шлейфа, идущую от разъема для подключения конт^ роллера к внешнему разъему, но жалко!

Контроллеры Wide SCSI обычно имеют и разъемы для подключения обычных («уз­ких», или narrow) устройств. На той же системной плате CT-6BTS кроме 68-кон­тактного разъема Wide SCSI имеется и 50-контактный — для обычных устройств. Узкий (8-разрядный) интерфейс можно рассматривать как подмножество широ­кого (16-разрядного), у которого используется только младшая половина шины данных. В простых одноканальных контроллерах (как на этой плате) контакты узкого разъема запараллелены с частью контактов широкого. При этом можно использовать смесь широких и узких устройств, для чего терминаторы на контрол­лере разделены на две половины: терминаторы младшего байта (TrmL) и старше­го байта (ТгтН) могут управляться независимо. На рис. 5.9, а и б, приведены корректные способы смешанного подключения (устройства с терминаторами на концах шлейфов подразумеваются). На рис. 5.9, в приведена некорректная схема — здесь в младшем байте и в сигналах управления окажутся три терминатора (пере­грузка передатчиков) или «висячий» конец (отражения!). Заметим, что штатными кабелями из комплекта поставки платы (именно они и изображены на рис. 5.9, в) корректно смешанное подключение выполнить нельзя.




 


Рис. 5.9, Подключение узких и широких устройств SCSI: а, б — правильно; в — неправильно

Если следовать вышеприведенным правилам (и не превышать разрешенную дли­ну и число подключений), то при исправном оборудовании шина SCSI будет ра­ботать надежно, как ей и полагается. Если правила нарушать, то возможны вари­анты. Есть определенные модели контроллеров и устройств, для которых мелкие «шалости» с терминаторами «сойдут с рук». Так, например, может быть прощен


140 Глава 5. Шина SCSI

(или почти прощен) висящий конец без терминатора (если он не очень длинный). Устройства могут работать (ОС будет загружаться, диски читаться), но, возмож­но, с не всегда заметными сбоями. Правда, если используется ОС Windows NT, то заглянув в журнал регистрации событий (Event Log), можно увидеть «букет» крас­ных фонариков, связанных с устройствами SCSI. «Пышность» этого букета будет зависеть от тяжести нарушений и «норова» используемых устройств. Есть модели, придерживающиеся «строгих правил», и при нарушении терминации устройства работать вообще не будут. Как поступать в каждом конкретном случае, наверное, дело инсталлятора — на «лишний» терминатор или кабель другой конфигурации может просто не хватить денег. Но теория, увы, такова.

Интерфейс Fibre Channel

Кроме параллельного интерфейса, SCSI-3 может использовать и последователь­ный интерфейс Fibre (Fiber) Channel, или FCAL (Fibre Channel Arbitrated Loop — кольцо волоконного канала с арбитражем), который занимает промежуточное положение между интерфейсами периферийных устройств (SCSI-3) и техноло­гиями локальных сетей. Этот интерфейс может иметь как электрическую (коак­сиальный кабель), так и оптоволоконную реализацию. В обоих случаях частота 1 ГГц 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). Для двухточечного соединения возможен полнодуплексный режим (200 Мбайт/с), что невозможно в обычных параллельных шинах. Недавно фирма Adaptec выпустила адаптер со скоростью 2 Гбит/с (и оптика, и медь), обратно совместимый с обыч­ным (1 Гбит/с). В полнодуплексном режиме достигается суммарная пропускная способность 400 Мбайт/с. В кольцо может объединяться до 126 узлов, длина коль­ца может достигать 10 км. По организации кольцо напоминает FDDI — все узлы собираются в замкнутую цепочку и транслируют приходящие кадры дальше по кольцу. Синхронизация передатчика каждого узла автономна, а для компенсации расхождения частот синхронизации используются межкадровые слова-заполни­тели, часть из которых может периодически отбрасываться или вводиться допол­нительно при трансляции. Для обеспечения надежной передачи применяется ко­дирование 8В/10В, для скорости 100 Мбайт/с с учетом накладных расходов на обрамление кадров требуется битовая скорость в линии 1,0625 Гбит/с. Архитек­турная модель FCAL состоит из пяти уровней FC-O...FC-4, нижний (FC-0) опре­деляет среду передачи (оптоволокно или твинаксиальный кабель) и физический интерфейс. Верхний уровень (FC-4) определяет протоколы отображения, отно­сящиеся как к интерфейсам периферийных устройств (SCSI и некоторые другие), так и к сетям (802.2 и IP). Информация по кольцу передается кадрами размером 36-2148 байт. Обмен данными между устройствами возможен как с установлени­ем соединений, так и без них. Одновременно может быть открыто множество соеди­нений, причем относящихся к разным протоколам (например, SCSI и IP). Аппарату­ра Fibre Channel включает интерфейсные адаптеры, концентраторы, коммутаторы


5.3. Хост-адаптер SCSI_______________________________________________ 141

и маршрутизаторы. Интерфейсные адаптеры представляют собой карты для ком­пьютеров (для высокопроизводительных шин, например PCI). С интерфейсом FCAL выпускаются устройства хранения данных (дисковые и ленточные накопи­тели, массивы накопителей). Концентраторы для FCAL в принципе необязатель­ны, но они позволяют организовать кольцо на звездообразной топологии и обеспе­чить обход отказавших (отключенных) узлов — без них кольцо становится уязвимым при отказе линии или устройства. Коммутаторы (как, например, в технологии Ethernet) позволяют для группы подключенных устройств организовывать соеди­нения «каждый с каждым», что эффективно, например, в случае разделения (сов­местного использования) несколькими серверами нескольких устройств хране­ния. Маршрутизаторы или мосты позволяют соединять FCAL с другими средами передачи информации (например, с классическим интерфейсом SCSI или со сре­дами локальных сетей). В настоящее время FCAL применяется для подключения устройств внешней памяти к серверам, когда требуется высокая производитель­ность и значительное удаление устройств друг от друга. В принципе, FCAL позво­ляет организовывать разделение ресурсов, обеспечивая и резервирование линий связи, но здесь пока имеются сложности на уровне операционных систем.

Хост-адаптер SCSI

Хост-адаптер является важнейшим узлом интерфейса, определяющим произво­дительность системы SCSI. В его задачу входит передача данных между хостом (программой, исполняемой центральным процессором) и другими устройствами, подключенными к шине, по протоколам вышеописанных физических интерфей­сов. Структуры передаваемых блоков данных и команды устройств стандартизова­ны, их описание приводится в литературе [4, 9]. Однако архитектуры и программ­ные модели адаптеров не стандартизованы (в отличие, например, от адаптеров AT А). Существует широкий спектр адаптеров, к простейшим можно подключать только устройства, некритичные к производительности. Такие адаптеры могут входить, например, в комплект поставки сканеров, а подключение к ним диска может оказаться невозможным. Высокопроизводительные адаптеры имеют соб­ственный специализированный процессор, большой объем буферной памяти и используют высокоэффективные режимы прямого управления шиной для досту­па к памяти компьютера. Адаптеры SCSI существуют для всех шин расширения (ISA, EISA, MCA, PCI, VLB, PCMCIA, CardBus), шин USB и FireWire и для LPT-порта. Ряд системных плат имеют встроенный SCSI-адаптер, подключенный к одной из локальных шин. При выборе интерфейса, к которому подключается хост-адаптер, учитывайте производительность — интерфейс не должен стать узким местом при обмене с высокопроизводительными устройствами SCSI. Наиболь­шую эффективность имеют хост-адаптеры для шины PCI. Конечно, за мощный адаптер для сервера приходится платить — его цена может превышать цену рядо­вого настольного компьютера. Еще дороже хост-адаптеры с встроенными контрол­лерами RAID-массивов, которые содержат мощный RISC-процессор и большой объем локальной памяти.


142__________________________________________________ Глава 5. Шина SCSI

Конфигурирование хост-адаптеров с точки зрения шины SCSI не отличается от конфигурирования других устройств. Для современных адаптеров вместо джам-перов используется программное конфигурирование. Утилита конфигурирования обычно входит в расширение BIOS, установленное на плате адаптера, и пригла­шение к ее вызову выводится на экран во время теста POST. Как и всякая карта расширения, хост-адаптер должен быть сконфигурирован с точки зрения шины расширения, к которой он подключается. Системные ресурсы для шинного SCSI-адаптера включают:

♦ область памяти для расширения ROM BIOS, необходимого для поддержки
конфигурирования устройств и дисковых функций (если в системе установлено
несколько однотипных хост-адаптеров, для них используется ROM BIOS с од­ного адаптера, а разнотипные хост-адаптеры не всегда могут работать вместе);

♦ область разделяемой буферной памяти;

♦ область портов ввода-вывода (I/O port);

♦ IRQ — запрос прерывания;

♦ DMA — канал прямого доступ к памяти (для шин ISA/EISA), часто использу­емый для захвата управления шиной (bus mastering).

Всем устройствам SCSI, в том числе и хост-адаптеру, требуются специальные драйверы. Базовый драйвер дисковых устройств входит в BIOS хост-адаптера; он обычно эмулирует трехмерную адресацию дискового сервиса Int 13h. Расшире­ния, например ASPI (Advanced SCSI Programming Interface), загружаются отдель­но. От драйверов сильно зависит производительность устройств SCSI. «Умное» ПО способно эффективно загружать работой устройства, а иногда и «срезать углы» — выполнять копирование данных между устройствами без выхода на си­стемную шину компьютера. Наиболее предпочтительны драйверы, работающие в режиме прямого управления шиной (bus mastering); их применение позволяет реализовать все преимущества SCSI в многозадачных системах.

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.