в начало
Физически SCSI представляет собой шину, состоящую из 25 сигнальных цепей. Для защиты от помех каждая сигнальная цепь имеет свой отдельный обратный провод. На применяемых двухрядных разъемах контакты сигнальных и обратных цепей располагаются друг против друга. Это позволяет применять в качестве кабелей как витые пары проводов, так и плоские шлейфы, где сигнальные и обратные провода чередуются. По типу сигналов различают линейные (Single Ended) и дифференциальные (Differential) версии SCSI. Их кабели и разъемы идентичны, но электрической совместимости устройств нет.
Дифференциальная (Differential) версия для каждой цепи задействует пару проводников, по которым передается парафазный сигнал. Здесь используются специальные дифференциальные приемопередатчики, применяемые и в интерфейсе RS-485, что позволяет значительно увеличить длину кабеля, сохраняя частоту обмена. Дифференциальный интерфейс применяется в дисковых системах серверов. Традиционный дифференциальный интерфейс получил название "высоковольтный" - High Voltage Differential (HVD), поскольку в SCSI-3 ему появилась низковольтная альтернатива - Low Voltage Differential (LVD). Низковольтный вариант достигает частоты 40 МТ/с в устройствах Ultra2 SCSI при длине шины 25 м (8 устройств) или 12 м (16 устройств).
В широко используемой линейной версии (SingleEnded) каждый сигнал передается потенциалом с ТТЛ-уровнями относительно общего провода. Здесь общий (обратный) провод для каждого сигнала тоже должен быть отдельным.
Новые устройства с интерфейсом LVD могут работать на шине вместе с устройствами с линейным интерфейсом - для этого их буферные схемы содержат автоматический определитель типа интерфейса. Однако совместимость относится только к LVD - традиционные устройства с HVD могут работать только с себе подобными.
Назначение сигналов раскрывает таблица 3.9. Все сигналы шины являются L-активными: активному состоянию и логической единице соответствует низкий потенциал. На концах кабельных шлейфов обязательно устанавливаются терминаторы, согласованные по импедансу с кабелем. Они предназначены для "подтягивания" уровня сигналов линий к высокому потенциалу. Терминаторы служат и для предотвращения отражения сигналов от концов кабеля. По исполнению терминаторы могут быть внутренние (размещенные на печатной плате устройства) и внешние (устанавливаемые на разъемы кабеля или устройства). По электрическим свойствам различают следующие типы терминаторов:
· Пассивные (SCSI-1) с импедансом 132 Ом, представляющие собой обычные резисторы. Не пригодны для режимов SCSI-2 с частотой выше 5 МГц.
· Активные с импедансом 110 Ом - специальные терминаторы для работы на частоте 10 МГц.
· FPT (Forced Perfect Terminator) - улучшенный вариант активных терминаторов с ограничителями выбросов.
Активные терминаторы требуют питания, для чего в интерфейсе имеются специальные линии TERMPWR. Питание поступает от ИУ.
Таблица 3.9. Назначение сигналов шины SCSI
| Сигнал | Назначение |
| BSY# | Busy - шина занята |
| SEL# | Select - выбор ЦУ инициатором (Select) или инициатора ЦУ (Reselect) |
| C/D# | Control/Data - управление (низкий уровень) / данные (высокий уровень) |
| I/0# | Input/Output -направление передачи относительно ИУ: вводу в ИУ соответствует низкий уровень. Используется для различия прямой (Select) и обратной (Reselect) выборки: фазе Selection соответствует низкий уровень |
| MSG# | Message - передача сообщения |
| DB[0:31]# | Data Bus - инверсная шина данных |
| DP[0:3]# | Data Parity - инверсные биты паритета, дополняют количество единичных бит байта до нечетного. DP0# относится к DB[0:7], ... DP3# - к DВ[24:31]. В фазе арбитража не действуют |
| TERMPWR | Terminator Power - питание терминаторов |
| ATN# | Attention - внимание |
| REQ# | Request - запрос от ЦУ на пересылку данных |
| ACK# | Acknowledge - подтверждение передачи (ответ на REQ#) |
| RST# | Reset-сброс |
Каждое устройство SCSI, подключенное к шине, должно иметь свой уникальный адрес, назначаемый при конфигурировании. Для 8-битной шины диапазон значений адреса 0-7, для 16-битной - 0-15. Адрес задается предварительной установкой переключателей или джамперов. Для хост-адаптера возможно программное конфигурирование. Адресация устройств на шине в фазах выборки осуществляется через идентификатор SCSI ID, представляющий адрес в позиционном коде. Адрес определяет номер линии шины данных, которой осуществляется выборка данного устройства. Устройство с нулевым адресом выбирается низким уровнем на линии DB0# (SCSI ID=00000001), с адресом 7 - на линии DB7# (SCSI ID=10000000). Для ИУ значение идентификатора определяет приоритет устройства при использовании шины, наибольший приоритет имеет устройство с большим значением адреса. Адрес и идентификатор - всего лишь две различные формы представления одного и того же параметра.
В любой момент обмен информацией по шине может происходить только между парой устройств. Операцию начинает ИУ, а ЦУ ее исполняет. ИУ выбирает ЦУ по его идентификатору. Чаще всего роли устройств фиксированы: хост-адаптер является инициатором (ИУ), а ПУ - целевым (ЦУ). Возможны комбинированные устройства, выступающие в роли и ИУ, и ЦУ. В ряде случаев роли устройств меняются: ЦУ может, пройдя фазу арбитража, выполнить обратную выборку (Reselect) ИУ для продолжения прерванной операции. При выполнении команды копирования (Copy) ИУ дает указание ведущему устройству копирования (Copy Master) на обмен данными, который может производиться и с другим ЦУ (для которых ведущее устройство копирования выступит в роли ИУ).
Информация по шине данных передается побайтно асинхронно, используя механизмы запросов (REQuest) и подтверждений (ACKnowledge). Каждый байт контролируется на нечетность (кроме фазы арбитража), но контроль может быть отключен. Интерфейс имеет возможность синхронной передачи данных, ускоряющей обмен.