SCSI

SCSI

اکثر کامپيوترهای شخصی از يک درايو IDE برای اتصال هارد ديسک و يک به منظور PCI برای اضافه کردن عناصر سخت افزاری ديگر به کامپيوتر استفاده می نمايند. تعداد ديگری از کامپيوترها از يک نوع به منظور با نام Small Computer System Interface)SCSI) برای اضافه کردن عناصر مورد نظر به کامپيوتر استفاده می نمايند. عناصر سخت افزاری مورد نظر می تواند يکی از تجهيزات زير باشد:

SCSI يک گذرگاه سريع به منظور اتصال چندين دستگاه به کامپيوتر است .

مبانی SCSI
SCSI ، از ايده های مطرح شده توسط Shugart Associates System Interface)SASI) استفاده نموده است . SASI در سال 1981 توسط شرکت Shugart و با همکاری شرکت NCR ابداع گرديد. در سال 1981 نسخه استاندارد شده SASI با نام SCSI عرضه گرديد. تکنولوژی فوق دارای مزايای زير است :

سرعت آن بالا است ( 160 مگابايت در ثانيه )
مطمئن تر و قابل اعتماد تر است
امکان استقرار ( اتصال ) چندين دستگاه بر روی يک به منظور را فراهم می نمايد.
در اکثر سيستم ها قابل استفاده است .

در رابطه با تکنولوژی SCSI ملاحظاتی نيز وجود دارد :

برای يک کامپيوتر خاص می بايست پيکربندی گردد
دارای امکانات محدود حمايتی در سطح BIOS است
دارای مدل های متفاوت از بعد سرعت و نوع کانکتور است
دارای يک اينترفيس نرم افزاری نيست

شکل زير يک نمونه کارت SCSI را نشان می دهد.

اغلب کاربران کامپيوتر در زمان استفاده از SCSI با توجه به انواع متفاوت آن (Ultra ،Fast,Wide و حتی ترکيبی از اسامی فوق ) دچار سردرگمی می گردند.

انواع SCSI
در حال حاضر سه مشخصه کلی ( نوع ) برای SCSI وجود دارد .

SCSI-1 . مشخصه اوليه ارائه شده برای SCSI در سال 1986 است .
SCSI-2 . استاندارد ارائه شده در سال 1994 است . مهمترين ويژگی مدل فوق، ارائه مجموعه دستورات خط دستوری ( 18 دستور) برای انجام عمليات ضروری و حمايتی در رابطه با دستگاههای SCSI است. در مدل فوق امکان مضاعف نمودن سرعت از 5 مگاهرتز به 10 مگاهرتر( Fast SCSI) و مضاعف نمودن عرض به منظور از هشت بيت به شانزده بيت و افزايش تعداد دستگاهها تا پانزده (Wide SCSI) و يا تلفيقی از هر دو وجود دارد (Fast/Wide SCSI) . در مدل فوق امکان " صف بندی دستورات " نيز مطرح گرديد . در چنين مواردی يک دستگاه SCSI-2 قادر به ذخيره مجموعه ای از دستورات مربوط به کامپيوتر ميزبان (Host) و تعيين اولويت برای هر يک خواهد بود.
SCSI-3 . استاندارد فوق در سال 1995 ارائه شده است . مهمترين ويژگی استاندارد فوق استفاده از مجموعه ای استانداردهای ديگر در بطن خود است .استاندارهای جانبی بر اساس نسخه ها یمتفاوت SCSI Parallel Interface)SPI) ( روش ارتباط دستگاههای SCSI با يکديگر را مشخص می نمايد ) ارائه شده اند و اغلب مشخصه های SCSI-3 با واژه های "Ultra" آغاز می گردند. ( Ultra برای SPI و Ultra2 برای SPI-2 و Ultra3 برای SPI-3 ) . جدول زير مشخصات انواع SCSI را نشان می دهد.

Name	Specification	# of Devices	Bus Width	Bus Speed	MBps
Asynchronous SCSI	SCSI-1	8	8 bits	5 MHz	4 MBps
Synchronous SCSI	SCSI-1	8	8 bits	5 MHz	5 MBps
Wide SCSI	SCSI-2	16	16 bits	5 MHz	10 MBps
Fast SCSI	SCSI-2	8	8 bits	10 MHz	10 MBps
Fast/Wide SCSI	SCSI-2	16	16 bits	10 MHz	20 MBps
Ultra SCSI	SCSI-3 SPI	8	8 bits	20 MHz	20 MBps
Ultra/Wide SCSI	SCSI-3 SPI	8	16 bits	20 MHz	40 MBps
Ultra2 SCSI	SCSI-3 SPI-2	8	8 bits	40 MHz	40 MBps
Ultra2/Wide SCSI	SCSI-3 SPI-2	16	16 bits	40 MHz	80 MBps
Ultra3 SCSI	SCSI-3 SPI-3	16	16 bits	40 MHz	160 MBps

مشخصات SCSI
در يک سيستم SCSI سه عنصر اساسی وجود دارد :

کنترل کننده
دستگاه
کابل

کنترل کننده بمنزله قلب يک سيستم SCSI است . کنترل کننده بعنوان يک اينترفيس بين تمام دستگاههای موجود بر روی به منظور SCSI و کامپيوتر است . کنترل کننده را " آداپتور ميزبان " (Host adapter) نيز می گويند. کنترل کننده از لحاظ فيزيکی می تواند شامل يک کارت بوده که آن را بر روی يکی از اسلات ها ی موجود در برد اصلی نصب و يا بصورت از قبل ساخته شده بر روی برد اصلی باشد. بر روی کنترل کننده BIOS مربوطه وجود دارد. BIOS يک نوع حافظه ROM و يا Flash بوده و شامل نرم افزارهای مورد نياز برای دستيابی و کنترل دستگاه موجود بر روی به منظور SCSI است .
معمولا" هر يک از دستگاههای موجود بر روی به منظور SCSI دارای يک آداپتور از قبل ساخته شده SCSI بوده که امکان ارتباط دستگاه با به منظور SCSI را فراهم می نمايد. مثلا" يک هارد SCSI دارای يک مدار کنترلی کوچک بوده که شامل يک کنترل کننده برای مکانيزم درايو و يک آداپتور برای به منظور SCSI است . دستگاههای همراه با يک آداپتور از قبل ساخته شده را Embedede SCSI device می گويند.
هر دستگاه SCSI می بايست دارای يک شناسه (ID) منحصر بفرد باشد. همانگونه که در بخش قبل مشاهده گرديد يک به منظور SCSI قادر به حمايت از هشت يا شانزده دستگاه با توجه به مشخصات فنی مربوطه است . برای يک به منظور هشت دستگاهی ، شناسه دارای محدوده صفر تا هفت خواهد بود. برای يک به منظور شانزده دستگاهی، شناسه دارای محدوده صفر تا پانرده خواهد بود. يکی از شناسه های با اولويت بالا ( شناسه صفر) می بايست توسط کنترل کننده SCSI استفاده گردد در چنين حالتی تعداد دستگاه ها ی مورد نظر جهت اتصال ، به هفت و يا پانزده عدد تنزل پيدا خواهد کرد.
اغلب دستگاههای SCSI دارای امکانات سخت افزاری لازم در خصوص پيکربندی شناسه دستگاه می باشند. برخی ديگر از دستگاهها امکان پيکربندی شناسه را از طريق نرم افزار فراهم می نمايند. اغلب کارت های SCSI از نوع Plug&Play ، عمليات اختصاص شناسه به دستگاه را بصورت اتوماتيک انجام می دهند. هر يک از دستگاه های موجود بر روی به منظور SCSI می بايست دارای يک شناسه منحصر بفرد باشند در غير اينصورت دچار مشکلاتی خواهيم شد.
هفت نوع کانکتور SCSI وجود دارد ( حداقل ) برخی از آنها ممکن است با يک نوع خاص SCSI سازگاری نداشته باشند. کانکنورهای فوق عبارتند از :

DB-25 (SCSI-1)

50-pin internal ribbon (SCSI-1, SCSI-2, SCSI-3)

50-pin Alternative 2 Centronics (SCSI-1)

50-pin Alternative 1 high density (SCSI-2)

68-pin B-cable high density (SCSI-2)

68-pin Alternative 3 (SCSI-3)

80-pin Alternative 4 (SCSI-2, SCSI-3)

صرفنظر از نوع کانکتور استفاده شده تمام به منظور های SCSI می بايست Terminate گردند.شکل زير يک کابل ريبونی 50 پين را نشان می دهد. دستگاه های SCSI داخلی به کابل فوق متصل می گردند.

شکل زير يک کانکتور DB-25 SCSI را نشان می دهد.

شکل زير يک کانکتور شصت و هشت پين Altenative 3 را نشان می دهد

شکل زير يک کانکتور 50 پين سنترونيکس را نشان می دهد.

Termination
Termination بدين مفهوم است که انتهای هر به منظور SCSI توسط يک مدار مقاومت ، می بايست بسته گردد.در صورتيکه به منظور باز بماند ، سيگنال های الکتريکی ارسالی برای به منظور قادر به برگشت بر روی به منظور بوده و بدين ترتيب می تواند باعث بروز اختلال در ارتباط بين دستگاههای SCSI و کنترل کننده SCSI گردد. صرفا" از دو Terminator استفاده می گردد ( هر سر به منظور SCSI يک عدد ) در صورتيکه فقط يک دستگاه ( داخلی و يا خارجی ) وجود داشته باشد ، کنترل کننده SCSI صرفا" در يک نقطه Terminate خواهد شد. در صورتيکه دو دستگاه ( داخلی و يا خارجی ) وجود داشته باشد ، آخرين دستگاه موجود در هر مجموعه می بايست Terminate گردد. شکل زير يک نمونه Terminator خارجی را نشان می دهد.

Terminator دارای انواع متفاوتی بوده و می توان آنها را در دو گروه عمده : Passive و Active تقسيم بندی کرد. از Terminator با خصوصيت Passive در مواردی استفاده می گردد که سيستم های SCSI از سرعت استاندارد به منظور تبعيت کرده و دارای مسافت کوتاهی ( حدود سه فوت ) بين دستگاه و کنترل کننده SCSI وجود داشته باشد. از Terminator با خصوصيت Active در موارديکه سيستم های SCSI سريع بوده و يا سيستم ها با دستگاه دارای مسافتی بيش از سه فوت باشند، استفاده بعمل می آيد.شکل زير يک Active Terminator را نشان می دهد .

يکی ديگر ازفاکتورهای موجود در رابطه با Terminator ، نوع به منظور مربوطه است . SCSI از سه نوع سيگنالينگ به منظور استفاده می نمايد. سيگنالينگ روشی است که پالس های الکتريکی در طول کابل حرکت می نمايند.

Single Ended)SE) . متداولترين نوع سيگنالينگ در کامپيوترهای شخصی است . کنترل کننده ، سيگنال را توليد و آن را از طريق يک خط داده برای تمام دستگاهها ی موجود بر روی به منظور ارسال می دارد. هر دستگاه مشابه Ground رفتار می نمايد.در ادامه بتدريج سيگنال قدرت خود رااز دست می دهد. حداکثر مسافت مربوطه ده فوت ( سه متر) است .
High-Voltage differential)HVD) . در اين روش از يک خط داده بالا و يک خط داده پايين استفاده می گردد. هر يک از دستگاههای موجود بر روی به منظور SCSI دارای يک تراتسيور می باشند .زمانيکه کنترل کننده با دستگاه ارتباط برقرار می نمايد ، دستگاههای موجود بر روی به منظور ، سيگنال را دريافت و آن را ارسال تا سيگنال به مقصد نهائی خود برسد . بدين صورت می توان مسافت بين کنترل کننده و دستگاه بيشتر گردد . ( 80 فوت يا 25 متر ).
Low-Voltage differentila)LVD) . يک روش اقتباس شده از سيگنالينگ HVD بوده و در اکثر موارد مشابه HVD رفتار می نمايد. مهمترين تفاوت اين است که تراتسيورها کوچکتر شده و درون هر يک از آداپتورهای SCSI مربوط به دستگاهها ، قرار می گيرند.حداکثر مسافت مربوطه 40 فوت ( 12 متر ) است .

HVD و LVD از Passive Terminator استفاده می نمايند. با اينکه ممکن است مسافت موجود بيش از سه فوت باشد ولی ترانسيور ها اين اطمينان را بوجود خواهند آورد سيگنال قدرت خود را خواهد داشت ( از يک طرف به منظور تا طرف ديگر به منظور )

شبکه SCSI
دستگاههای SCSI درون کامپيوتر ( داخلی ) از طريق يک کابل ريبونی به کنترل کننده SCSI متصل می گردند.کابل فوق دارای دوکانکتور در ابتدا و انتها بوده و باتوجه به طول کابل دارای تعداد ديگری کانکتور بين ابتدا و انتهای است .

دستگاههای SCSI که در خارج از کامپيوتر قرار می گيرند ( خارجی ) توسط يک کابل نازک به کنترل کننده SCSI متصل می گردند.

کابل های فوق دارای سه لايه می باشند:

Inner Layer . لايه حفاظت شده ای است که حامل داده های مورد نظر است .
Media Layer . لايه فوق از سيم هائی تشکيل شده است که دستورات کنترلی را برای دستگاه ارسال می دارد.
Outer Layer . لايه فوق شامل سيم هائی است که اطلاعات مربوط Parity را بمنظور اطمينان از صحت ارسال داده انجام می دهد.

دستگاههای خارجی متصل شده به به منظور SCSI بصورت زنجيره ای متصل می گردند. در روش فوق هر دستگاه به دستگاه بعد از خود متصل خواهد شد. دستگاههای SCSI خارجی معمولا" از دو کانکتور SCSI استفاده می نمايند. از يک کانکتور برای اتصال دستگاه قبلی در زنجيره و از کانکتور ديگر برای اتصال به دستگاه بعدی در زنجيره استفاده می گردد.
عملکرد SCSI مشابه يک شبکه کوچک محلی است . کنترل کننده SCSI مشابه يک " روتر " و هر يک از دستگاههای SCSI مشابه يک کامپيوتر در شبکه است . آداپتورهای SCSI موجود در هر دستگاه مشابه کارت شبکه در يک کامپيوتر است . بدون وجود آداپتور فوق ، دستگاهها قادر به ارتباط با ساير بخش های شبکه نخواهند بود. در يک شبکه محلی " روتر" بمنظور اتصال شبکه به دنيای خارج استفاده می گردد ، کنترل کننده SCSI ، شبکه SCSI را به ساير بخش های يک کامپيوتر متصل می نمايد.