Interfaz SCSI

Conceptos básicos

  • Los dispositivos SCSI se conectan al PC usando una tarjeta adaptadora en la placa base o conectada a una ranura de expansión de alta velocidad.
  • Todos los dispositivos SCSI deben tener un identificador único (ID).
  • Los dispositivos SCSI se conectan en forma de ‘cadena’ (daisy chain).
  • Las ‘cadenas’ SCSI deben estar ‘terminadas’.
  • Hay dos ‘terminadores’, uno en cada extremo de la cadena.
  • Dispositivos internos y externos usan el mismo adaptador (host adapter).
  • Hay diferentes estándares SCSI (SCSI-1, SCSI-2, Ultra SCSI, Ultra Wide, etc.)

Aplicaciones SCSI

  • Servidores de ficheros
  • Estaciones de trabajo
  • Sistemas multitarea
  • Cualquier sistema que mueva gran cantidad de datos entre periféricos.
  • Sistemas que requieran tolerancia a fallos.
  • Tarjetas PCI

Cadena SCSI

  • Una cadena SCSI es una serie de dispositivos trabajando juntos a través de un interfaz o ‘host adapter’.
  • El interfaz SCSI es el dispositivo que conecta la cadena SCSI al PC.
  • Los dispositivos SCSI de la cadena se dividen en grupos (internos y externos).
  • El número máximo de dispositivos, incluyendo el interfaz, es de 8 (SCSI antiguos) o de 16, dependiendo del tipo de interfaz.
  • Los dispositivos internos se instalan en el PC y se unen con el interfaz mediante un cable de cinta de 68 pines.
  • Los dispositivos SCSI externos se conectan al interfaz a través de una conexión especial externa.
  • Todos los dispositivos externos tienen dos conectores SCSI, para permitir el ‘encadenamiento’ (daisy-chaining) de varios dispositivos.
  • Una cadena SCSI admite 7 ó 15 dispositivos, dependiendo del tipo de adaptador.
  • Los últimos dispositivos de la cadena deben estar “terminados”.

SCSI ID Number

  • Cada dispositivo SCSI debe tener un identificador único -> SCSI ID number.
  • El rango de ‘ID number’ va de ‘0’ a ‘7’ o de ‘0’ a ’15’.
  • Dos dispositivos SCSI en una ‘cadena’ NO pueden compartir el mismo ID.
  • No hay un orden determinado para los SCSI IDs, cualquier dispositivo SCSI puede tener cualquier SCSI ID.
  • El SCSI ID de un dispositivo puede ajustarse por ‘jumper’ o conmutadores especiales para este propósito.
  • La mayoría de dispositivos SCSI internos usan ‘jumpers’ para ajustar su ID.
  • Algunos dispositivos tienen limitado los posibles SCSI ID a usar.
  • La mayoría de los fabricantes asignan por defecto el número ‘0’ o el ‘7’ al interfaz SCSI.
  • Para hacer un dispositivo SCSI ‘bootable’ (que pueda cargar el SO), puede ser necesario ajustar su ID como ‘0’ o ‘1’.
  • Los ‘jumpers’ para ajustar el SCSI ID lo suelen hacer en ‘binario’.
  • Estos ‘jumpers’ tienen valores asignados de 1,2,4 y 8.
  • Algunos dispositivos externos incorporan conmutadores para que el usuario ajuste el SCSI ID.

Terminadores

  • Los terminadores se usan para prevenir el ‘eco’ de las señales, que se genera cuando una señal viaja por un conductor.
  • Se usan ‘resistencias de carga’ como terminadores.
  • Solo los extremos de la ‘cadena’ SCSI deben de ir ‘terminados’.
  • La mayoría de los dispositivos SCSI pueden ‘auto-terminarse’, detectan que están al final de la cadena SCSI y se configuran con el ‘terminador’ activado.
  • La mayoría de los dispositivos tienen un ‘jumper’ o un interruptor para activar el ‘terminador’.
  • La mayoría de adaptadores SCSI pueden activar su terminador por software.
  • Cuando se conectan terminadores en discos duros SCSI hay que tener precaución ya que una terminación inadecuada puede dañarlos.
  • Los terminadores también pueden ser dispositivos que se conectan al final de la cadena SSCI y se acoplan al último conector. Ver imágenes.

Existen los siguientes tipos:

  • Pasivo: Son resistencias de carga. Se usa en cadenas SCSI-I.
  • Activo: Usado en Fast y Wide SCSI. Usa reguladores de tensión para mantener un control ajustado de la tolerancia de tensiones e impedancia.
  • Forced Perfect: Usado en Fast y Wide SCSI. Usa diodos para mantener los niveles de tensión e impedancias adecuados.
  • LDV: Usado en cadenas LVD, ejerce control sobre los niveles mediante una electrónica adecuada.

Bus Mastering

  • Posibilidad de los dispositivos de comunicarse entre ellos directamente:
  • Una cinta SCSI y un disco duro SCSI conectados al mismo controlador pueden usar ‘bus mastering’ para comunicarse entre sí.
  • El interfaz (host adapter) usa la ‘cadena’ mientras se regula la conexión entre los dispositivos.
  • Una vez que la conexión se establece, los dos dispositivos realizan la comunicación sin consumir recursos del sistema.

Estándares SCSI

SCSI-1

El estándar SCSI-1 define un bus de 8-bits, 5 MHz, capaz de soportar hasta 8 dispositivos SCSI (incluyendo el interfaz).

SCSI-2

El estándar SCSI-2 se detalló y se definieron una serie de normas:

  • Conjunto de 18 comandos llamados ‘conjunto común de comandos’ (common command set -CCS) que permitía la conexión de dispositivos de diferentes fabricantes.
  • Se incluye una ‘cola’ de comandos que permite a un dispositivo SCSI guardar múltiples comandos entrantes.
  • SCSI-2 también define los conectores a ser usados.
  • Cualquier dispositivo SCSI-2 puede ser conectado en un sistema SCSI-2.
  • SCSI-2 define dos tipos de buses opcionales de 16-bits y 32-bits llamados ‘wide SCSI’ y una nueva velocidad opcional de 10 MHz llamada ‘fast SCSI’.
  • Los buses de 32-bits eran caros, por esto ‘wide SCSI’ era casi siempre un bus de 16-bits.
  • SCSI-2 amplía el número de dispositivos a 15 + controlador.

SCSI-3

Los dispositivos SCSI-3 tienen diferentes nombres y tecnologías, tales como Ultra 2, Wide Ultra, Ultra 160, Ultra 320, etc.

  • Se preveen interfaces para encapsular SCSI en comunicaciones serie, incluyendo Firewire.
  • Posibilidad de conexión por fibra óptica.
  • Wide SCSI puede controlar hasta 16 dispositivos en una cadena.
  • Posibilidades ‘hot swap’, intercambio en ‘caliente’.
  • Aparición de adaptación serie SCSI e iSCSI.

Estándares SCSI – SAS (Serial Attached SCSI)

Conexión serie

  • Alta velocidad (3 Gb/s).
  • Punto a punto.
  • Canales separados por dispositivo.
  • Posibilidad de usar expansores.
  • Hasta 128 dispositivos por canal.

Cables y conectores SCSI

  • Cable SCSI tipo ‘A’
    • 50 hilos
    • Transferencia datos 8 bits
    • SCSI-1, SCSI-2 y 8 bits ‘fast SCSI-2’
  • Cable SCSI tipo ‘B’
    • 68 hilos
    • Usado en paralelo con el cable ‘A’ al comienzo de SCSI-2 (dos cables – obsoleto)
  • P type cable
    • 68 hilos
  • D type cable
    • 80 hilos
    • ‘Hot swapping’, cambio en caliente

BIOS y ASPI

  • La BIOS (Basic Input/Output Services) es el software que permite a la CPU comunicarse con los dispositivos, pero… ¿a los SCSI también?
  • Algunas BIOS de sistema incluyen SCSI, no es muy frecuente.
  • ROM BIOS SCSI incorporada en la controladora (lo más frecuente).
  • A veces hay que completar con drivers específicos para cada dispositivo.
  • El chip ROM del adaptador SCSI, normalmente reconoce a todos los dispositivos SCSI, pero solo puede ‘hablar’ con los discos duros o CDs/DVDs.
  • El Advanced SCSI Programmer Interface (ASPI) es una forma reglada de conseguir uniformidad en los drivers para dispositivos SCSI que no son discos duros, CDs o DVDs y que no reconoce la BIOS SCSI de forma completa, por ejemplo cintas, escáneres, etc.
  • En resumen, ASPI es un conjunto de drivers estandarizados para todos los dispositivos SCSI.

Prestaciones

El bus SCSI es un bus que permite dispositivos con bus-mastering. Un adaptador PCI SCSI soporta velocidades de transferencia de hasta 133 MB/s.

Compatibilidades

Los dispositivos SCSI que se comunican LVD (Low Voltage Differential) y SE (Single Ended) pueden mezclarse en una ‘cadena’ SCSI, pero sus prestaciones bajarán.

  • Dispositivos IDE y SCSI pueden mezclarse en un sistema único.
  • Normalmente se asigna las letras más bajas a las unidades IDE/SATA, por delante de los dispositivos SCSI.