2009/09/12

what is SCSI? 小型計算機系統介面介紹

1.什麼是SCSI?
SCSI(Small Computer System Interface)為一種用於電腦與周邊設備之間,擁有系統級資源,並有獨立運算處理的標準。SCSI標準定義了命令、通訊協定及實體的電器協定;最大部份的應用於儲存設備,其餘SCSI可連結的設備為掃描器、光學裝置等等,SCSI命令中有條列出支援的SCSI周邊裝置。

2.發展與由來
NCR與Shugart Associates兩家公司於1981年提出早期的I/O技術SASI(Shugart Associates System Interface),並於同年10月ANSI委員會接受後,正式更名為SCSI,其標準訂定為ANSI X3.131-1986(SCSI-1)。1985年Apple推出的Macintosh便以SCSI為其周邊設備標準接口。

3.優點
    i.單一接口可接多項裝置
    ii.SCSI支援多種電腦系統,如PC、麥金塔、各種大型工作站或伺服器
    iii.良好的多工運行能力,進行傳輸時的空檔可由其他設備利用
    iv.SCSI運作無關匯流排,並獨立處理器運算,有效降低CPU及I/O負擔
    v.允許系統對SCSI卡上的不同裝置串接並同時以最高速度運作
    vi.完整支援熱插拔

4.SCSI發展沿革
    1.SCSI-1
      SCSI-1定義了8-bits的BUS,使用IDC50或C50為接頭(另有25對雙絞線接頭DB25m,用於Mac),提供同步與非同步兩種傳輸方式,其中同步傳輸最高速率為5MB/s。SCSI-1推出後業界定義了18條基本的公共命令集(Common Command Set, CCS),構成SCSI-2的基礎。

    2.SCSI-2
       SCSI-2在SCSI-1推出不久後便被提出,最後文本於1994年通過。SCSI-2與前者相較的新功能在8-bits BUS下可提供10MB/s的傳輸速率,俗稱Fast SCSI,接頭與SCSI-1同為IDC50及C50;若將改為16-bits的BUS,傳輸速率提升至20MB/s,俗稱Fast Wide SCSI-2,採用兩個50pins接頭或者新的68pins接頭。

    3.SCSI-3 SPI
       SCSI-3為第一個平行介面標準(SCSI-3 Parallel Interface, SPI),由Adaptec及SCSITA於1992年制定。8-bits環境下可提供20MB/s的速率(Ultra SCSI、Fast 20),16-bits則為40MB/s(Ultra Wide SCSI)。此外新增了多種連結介面,包涵IEEE1394及光纖通道(Fiber Channel, FC)SCSI-3 解決了舊 SCSI 版本中存在的終結和延遲問題。此外通過隨插即用(plug-and-play)操作,自動分配 SCSI ID 和終端,使 SCSI 安裝更為容易。與SCSI-1、SCSI-2最大不同還有其定義除了電器介面外,另涵蓋了物理層、基本命令設置層(SPC)以及各項文檔的集合。SCSI-3架構採用了層級(Layer)的概念,簡稱SAM(SCSI-3 Architecture Model)。

    4.SCSI-3 SPI-2
       爾後,SCSI-3再引進低電壓差動技術(Low Voltage Differential, LVD),使匯流排頻率增加一倍,稱為SCSI-3 SPI-2標準。透過此標準,SCSI控制卡可串接的裝置大幅增加,傳輸線路長度也可有效提升。第一項標準是8-bits環境,仍使用50pins連接阜,可提供40MB/s(Ultra2 SCSI, Fast 40)的速度,但沒有大型儲存媒體供應商提出產品;16-bits環境下可提供80MB/s(Ultra2 Wide SCSI),連接阜採用新的68pins及80pins的SCA(Single Connector Attachment), 整合了包含電源、介面I/O等等,避免瑣碎的組態設定。

    5.SCSI-3 SPI-3
       1998年七月底SITA(SCSI Trade Association)提出以Ultra3 SCSI為名的SPI-3標準,將傳輸速度提升至160MB/s。與SPI-2最大不同有以下五點:
       A.CRC(Cyclic redundancy check):每個資料區段後加上偵錯字元,接收端可確保資料及傳輸的正確性
       B.領域確認(Domain Validation):使主機與周邊溝通調整,確保資料以最高速度傳輸
       C.Double transition clocking:之前版本每個時脈僅傳輸一次資料,使用此方法讓訊號上升或下降皆傳送資料,達成速度倍增
       D.封包化:以原有的標準,命令、數據、狀態訊息皆分別傳送。數據以同步最高速度傳送,但命令與狀態訊息僅有非同步的5MB/s;封包化將所有訊息轉為單一資料流,減少所需的系統資源
       E.QAS(Quick Arbitration and Selection):加速分配匯流排使用權的程序,任一裝置可以直接將控制權讓給其他裝置,而不需重複仲裁步驟

    6.SCSI-3 SPI-4(Ultra320 SCSI)
       2000年由Seagate推出的SPI-4因匯流排時脈由40MHz提升至80MHz,速度向上提升至320MB/s。SPI-4除了封包化成為必備條件,QAS技術依然是選擇性外,另外增加數項加強傳輸質量的技術,以及flow control、SCSI bus fairness、AIP(Asynchronous Information Protection)等技術加強管理與除錯方面。

5.SCSI比較圖表

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