SCSI akronim od Small Computer System Interface. Jest to standard przesyłu danych między urządzeniami opracowany w 1986 roku.
Współcześnie standard SCSI nie jest jednolity a składa się z różnych, blisko ze sobą spokrewnionych, standardów o często mylących nazwach. Mamy więc m.in. Fast SCSI, Wide SCSI, Ultra SCSI i mieszanki jak Ultra Wide SCSI czy Fast Wide SCSI. Mnogość nazw oraz rodzajów interfejsów sprawia, że mniej doświadczeni użytkownicy łatwo mogą się w tym zgubić.
Ten artykuł ma za zadanie usystematyzowanie informacji na temat SCSI. Wiadomości w nim zawarte, mimo że pisane pod kątem Amigi, będą przydatne niezależnie od rodzaju komputera w jakim jest zastosowana omawiana magistrala.
Jak wspominałem wcześniej standard powstał w 1986 roku i jest to połączenie typu równoległego. Obecnie nie jest już rozwijany i został zastąpiony m.in. przez SAS - Serial Attached SCSI, podobnie jak inny równoległy standard ATA został zastąpiony przez SATA. Tak więc analogicznie do PATA (Parallel ATA) równoległe połączenia SCSI są określane mianem Parallel SCSI. Ostatnia zmiana w specyfikacji standardu miała miejsce w 2003 roku wraz z opublikowaniem dokumentu SPI-5 (SCSI Parallel Interface - 5).
Istnieją następujące wersje magistrali SCSI:
SCSI-1 - pierwsza wersja pozwalająca na transfer do 5 MB/s. Maksymalna długość kabla to 6 metrów. Szerokość magistrali wynosi 8 bitów - kabel 50 pinowy.
SCSI-2 - wprowadzony w 1994 roku miał 2 warianty: Fast SCSI-2 o transferze do 10 MB/s (8 bitów - kabel 50 pinowy) oraz Wide SCSI-2 o transferze do 20 MB/s (16 bitów - kabel 68 pinowy). To przyśpieszenie prędkości odbyło się kosztem zmniejszenia maksymalnej długości kabla do 3 metrów.
Wszystkie kontrolery SCSI dostępne dla Amigi (oprócz Ultra Wide SCSI na karcie CyberStormPPC/MKIII) to SCSI-1 bądź Fast SCSI-2.
Ultra SCSI - wprowadzony w 1996 również w 2 wariantach: Ultra SCSI o transferze 20 MB/s dla kabla 50 pinowego (8 bit) oraz Ultra Wide SCSI używający kabla 68 pin (16 bit) z maksymalną prędkością 40 MB/s. Tutaj zalecana długość kabla to zaledwie 1,5 metra. Jest to również pierwszy standard, który wymaga aktywnego terminatora na końcu kabla oraz ostatni standard gdzie do przesyłania danych używa się sterowania napięciowego (SE - single ended).
Ultra-2 SCSI - wprowadzony w 1997 roku zawierał sporo zmian. Podobnie jak poprzednicy miał 2 warianty: Ultra-2 SCSI oraz Ultra-2 Wide SCSI. Był ostatnim ze standardów, gdzie wykorzystywano 8 bitową szerokość magistrali a więc kable 50 pinowe (Ultra-2 SCSI) osiągając trasfer 40 MB/s. Na magistrali 16 bitowej czyli kablach 68 pinowych (Ultra-2 Wide SCSI) jes to 80 MB/s. Zmieniło się też sterowanie przesyłanymi danymi na różnicowe niskonapięciowe (LVD - Low Voltage Differential) dzięki czemu kabel połączeniowy mógł mieć 12 metrów długości.
Standard ten też pierwszy wprowadził dyski ze złączem 80 pin SCA (Single Connector Attachment) dla systemów HOT SWAP (wymiana dysków podczas pracy systemu). Charakteryzowały się one tym, że przez jedno złącze był doprowadzony kabel sygnałowy, napięcie jak i ustawienia dysku konfigurowane przez zworki.
Od tego czasu wszystkie kolejne wcielenia standardu polegały na podwojeniu maksymalnej prędkości przesyłu danych. Wszystkie używają jedynie magistrali 16 bitowej a więc kabli 68 pin oraz technologii LVD dzięki czemu kable mogą mieć do 12 metrów długości. Zmieniono też nazewnictwo na bardziej marketingowe i łatwiejsze do skojarzenia dla użytkownika.
Są więc:
- Ultra-160 (Ultra-3) SCSI z 1999 roku o maksymalnej przepustowości 160 MB/s
- Ultra-320 (Ultra-4) SCSI z 2002 roku o maksymalnej przepustowości 320 MB/s
- Ultra-640 (Ultra-5) SCSI z 2003 roku o maksymalnej przepustowości 640 MB/s
Ten ostatni dotarł do górnej granicy prędkości dla technologii LVD. Przy takiej szybkości transmisji maksymalna długość kabla musiała być na tyle zmniejszona, że nie pozwalała na podłączenie w praktyce więcej niż jednego / dwóch urządzeń.
W związku z tym ograniczeniem producenci ominęli wspieranie tego standardu od razu przechodząc do Serial Attached SCSI, który równolegle zaczął być rozwijany.
Na rynku nie znajduje się praktycznie żaden kontroler lub dysk wspierający standard Ultra-5 (640MB/s). W dużej mierze pominięcie tego standardu wynikało z niewielkiej dopuszczalnej długości kabla, co stanowi nie lada problem w rozbudowanych zazwyczaj systemach SCSI.
W Ultra SCSI / Ultra Wide SCSI długość kabla również jest dramatycznie niska (zaledwie 1,5 metra) jak na wymogi stawiane przed SCSI. Przez tę wadę oraz ze względu, że standard ten jako topowy istniał zaledwie rok, został on potraktowany po macoszemu przez producentów. Ma to szczególne znaczenie dla użytkowników Amig wyposażonych w karty CyberStorm MKIII/PPC gdzie jest kontroler Ultra Wide SCSI. Brak jest łatwo dostępnych dokładnych informacji na temat tego konkretnego standardu. Powoduje to, że użytkownicy amigowego Ultra Wide SCSI mają duży problem z prawidłowym doborem podzespołów oraz skonfigurowaniem sprzętu tak aby moc się cieszyć pełną prędkością oferowaną przez UWSCSI.
Najszybszym SCSI wspieranym przez AmigaOS jest Ultra-2 SCSI (80MB/s) na kartach PCI zawierających chipset LSI53C895.
Jest on obsługiwany przez lsi53c8xx.device znajdujący się w AmigaOS 4.x
Szybsze SCSI (Ultra-3 oraz Ultra-4) ze względu na to, że oferują transfery większe niż wynosi maksymalna przepustowość magistrali PCI są oferowane w formie kart PCI-X lub PCI-E.
Rodzaje SCSI podsumowuje poniższa tabelka:
Różne implementacje SCSI są ze sobą wzajemnie kompatybilne i istnieją przejściówki umożliwiające połączenie takich urządzeń ze sobą. Teoretycznie nawet najnowszy dysk Ultra-640 powinien pracować z kontrolerem w Amidze 3000, który jest SCSI-1.
W praktyce oczywiście różnie to bywa ale często wina leży tutaj po stronie użytkownika, który nie potrafi prawidłowo ustawić całego sprzętu.
Kupując urządzenie SCSI do Amigi klasycznej należy w pierwszej kolejności sprawdzić, czy pracuje ono w trybie SE. Tylko takie kontrolery są w Amigach. Można to zrobić bardzo łatwo poprzez spojrzenie na logo SCSI znajdujące się na takim urządzeniu np. dysku.
Występują 3 rodzaje oznaczeń:
Interesuje nas oznaczenie SE oraz LVD/SE. Ostatni piktogram oznacza, że dysk potrafi rozpoznać do jakiego kontrolera jest podłączony i w razie potrzeby przestawić się w tryb pracy SE. Tutaj ważna uwaga - jeżeli chociaż jedno urządzenie pracuje w trybie SE cała magistrala przełącza się w ten tryb. Także jeżeli do kontrolera oraz dysku Ultra-320 podłączymy CD-ROM SCSI-2 to cała magistrala przełączy się z LVD na SE. Jak napisałem powyżej maksymalny transfer w trybie SE to 40 MB/s. Warto o tym pamiętać chcąc wyposażyć swój sprzęt tylko w urządzenia SCSI.
Dyski LVD mają zazwyczaj zworkę oznaczoną "Force SE" / "SE mode" lub coś w tym stylu. Wymusza ona na elektronice przełączenie się w tryb SE. Jest to użyteczne gdy z jakichś powodów tryb pracy kontrolera nie zostanie rozpoznany.
Podłączając urządzenia SCSI należy prawidłowo ustawić ich ID. Łańcuch SCSI 8 bitowy (taśma 50 pin) może obsłużyć naraz 7 urządzeń, natomiast 16 bitowy (taśma 68 pin) aż 15. Zwyczajowo kontroler ma ustawiony ID 7 i tego się raczej nie zmienia. Urządzenia można ustawiać w zakresach ID 0-6 (8 bit) oraz dodatkowo od 8-15 (16 bit). Robi się to poprzez zworki. W urządzeniach z magistralą o szerokości 8 bit służą do tego 3, natomiast w 16 bitowych 4 zworki. Mają różne oznaczenia np. A0, A1, A2 lub coś podobnego. Te numery NIE oznaczają ID. Generalnie wystarczy to policzyć w systemie binarnym, ale dla kogoś kto go nie zna i nie chce się uczyć jest prostszy sposób. Należy przyjąć, że zworki w kolejności mają odpowiednio wartości "1", "2", "4". Konkretny numer ID otrzymuje się poprzez zwarcie zworek o określonej wartości i ewentualne dodanie tych wartości. Czyli np. jeżeli chcemy mieć ID 5 to spinamy zworkę trzecią (A2) mającą wartość 4 oraz zworkę pierwszą (A0) mającą wartość 1. Po zsumowaniu jest 5 i takie jest ID. Jeżeli natomiast chcemy mieć ID 3 o spinamy zworkę A0 (wartość 1) oraz A1 (wartość 2). Po zsumowaniu jest 3 i takie będzie ID. W urządzeniach z magistralą 16 bitową jest dodatkowa zworka o wartości "8". Podsumowując ustawienie określonych ID odbywa się według następującego klucza:
Gdy mamy już ustawione ID pora zadbać o prawidłową terminację. Magistrala SCSI na obu końcach musi mieć założoną terminację aby działać prawidłowo. Co ważne terminator musi być na końcu taśmy co wcale nie oznacza, że na ostatnim urządzeniu! Jeżeli nie jest ono podpięte do ostatniego gniazda na taśmie to należy zastosować oddzielny terminator w ostatnim gnieździe na taśmie. Wyróżniamy terminatory pasywne - odpowiednie do SCSI-1 oraz SCSI-2 czyli niemal wszystkich kontrolerów występujących w Amidze, oraz aktywne. Terminatory pasywne są najczęściej wbudowane w urządzenia np. CD-ROM i aktywowane odpowiednią zworką.
Terminator jest też zazwyczaj wbudowany w kontroler, który stanowi drugi koniec łańcucha (wyjątek - kontroler UW SCSI na kartach CyberStormPPC/MKIII, który nie ma terminatora).
Zaopatrując się w terminator aktywny należy, podobnie jak z dyskiem, zwrócić uwagę czy ma on oznaczenie SE bądź LVD/SE. Terminatory LVD nie nadają się do terminacji łańcucha SE. Natomiast odwrotna sytuacja tj. zastosowanie terminatora SE w systemach LVD powoduje przejście całego łańcucha w tryb SE a co za tym idzie ograniczeniem prędkości do 40 MB/s.
Oddzielnego omówienia wymaga sytuacja gdy mieszamy urządzenia o szerokości 8 i 16 bit na jednej szynie. Przejściówki 68=>50 pin najczęściej nie mają terminacji nieużywanych bitów. Tak więc jeżeli do kontrolera 68 pin z dyskiem 68 pin podłączymy CD-ROM 50 pin poprzez odpowiednią przejściówkę i użyjemy jego wbudowanego terminatora, będziemy mieli zaterminowane tylko i wyłącznie dolne 8 bitów na których pracuje CD-ROM. Górne 8 bitów NIE będzie zaterminowane. Tak więc bardzo częste wśród użytkowników kontrolerów CyberStormPPC/MKIII stosowanie CD-ROMu do terminacji szyny SCSI jest błędne ponieważ górne 8 bitów pozostaje nadal bez terminacji. Do tego jest to zazwyczaj pasywny terminator czyli nieodpowiedni dla kontrolera UWSCSI.
Standard SCSI przez lata rozwoju dorobił się kilku różnych złącz. Zarówno dla urządzeń wewnętrznych jak i zewnętrznych. Poniżej są zaprezentowane poszczególne złącza.
Wewnętrzne złącze narrow 50 pin (8 bit):
Taśma 50 pin:
Wewnętrzne złącze wide 68 pin (16 bit):
Taśma 68 pin:
Złącze SCA
Coraz szybsze transfery danych wymusiły modyfikacje taśm 68 pinowych aby zmniejszyć wzajemne zakłócenia na taśmie występujące podczas transmisji. W związku z tym do dysków LVD Ultra-2 (80MB/s) a zwłaszcza Ultra-3 (160MB/s) należy stosować taśmę z przeplotem żył.
Dodatkowo - ze względu na to, że urządzenia LVD nie mają wbudowanego terminatora - na końcu takiej taśmy zazwyczaj znajduje się aktywny terminator założony na stałe. W znakomitej większości są to uniwersalne terminatory LVD/SE
Na zdjęciu taśma Ultra-3 (160MB/s) wraz z wewnętrznym terminatorem LVD/SE:
Ultra-4 o transferze 320MB/s wymusił kolejną modyfikację kabla. Przy takich taśmach częściej pojawiają się terminatory LVD - nie obsługujące standardu SE.
Taśma 68 pin Ultra-4 (320MB/s) tutaj też na jednym końcu jest zainstalowany terminator:
Należy podkreślić, że wszystkie kable mają dokładnie to samo złącze 68 pin i można każdego z nich używać z kontrolerem UWSCSI znajdującym się na karcie CSPPC/MKIII. Należy jedynie pamiętać aby całkowita długość kabla nie przekraczała 150 cm.
Poniżej najczęściej spotykane złącza zewnętrzne (złącze a pod nim kabel):
DB25 Złącze D-Sub 25 pinowe żeńskie SCSI-1 - jest ono identyczne jak port równoległy (LPT) przez to bardzo często mylone. Niektóre porty szeregowe też były takie same np. w Amidze 1000.
W związku z powyższym były możliwe pomyłki.
Złącze było używane m.in. w Amidze 3000/T, komputerach Macintosh, napędach ZIP a także wielu skanerach.
CN50 Centronics 50 pinowe - popularne w SCSI-1 oraz SCSI-2. Bardzo podobne do 36 pinowego złącza równoległego używanego przez drukarki, z tym że szersze.
W Amigach takie złącze zewnętrzne ma np. kontroler Fast SCSI-2 firmy phase5 FastLane Z3
HD50 (Mini D-Sub 50) - popularne złącze SCSI-2/SCSI-3 używane do połączeń o szerokości 8 bit (narrow). W Amidze złącze to jest używane w wielu kontrolerach Fast SCSI-2 np. wbudowane SCSI w A4000T, złącze na karcie Commodore A4091 oraz na kontrolerach SCSI do kart CyberStorm MKI/MKII
HD68 (Mini D-Sub 68) - popularne złącze SCSI-2/SCSI-3 używane do połączeń o szerokości 16 bit (wide). Najszybciej złącze HD50 od HD68 można odróżnić poprzez ich zmierzenie. HD 50 ma 36 mm, natomiast HD68 47 mm. Ważna wiadomość to taka, że złącze to jest identyczne z wewnętrznym złączem 68 pin. Tak więc do podłączenia zewnętrznych urządzeń można użyć nawet wewnętrznej płaskiej taśmy 68 pin. Jak również na odwrót - wewnątrz komputera można połączyć dysk z kontrolerem przy pomocy zewnętrznego kabla SCSI 68 pin.
VHDCI - bardzo małe złącze 68 pin opracowane w celu oszczędzenia miejsca i używane zazwyczaj na kartach gdzie są jeszcze inne złącza zewnętrzne.
Zestawienie wszystkich zewnętrznych złącz na kablach SCSI. Od dołu: CN50, HD68, HD50, VHDCI:
Jak widać standard SCSI zawiera kilka niuansów, o których trzeba pamiętać decydując się na tę magistralę. Mam nadzieję, że to krótkie zestawienie pomoże rozwiązać problemy jakie mogą napotkać osoby nie zaznajomione ze SCSI.