PC Werkstatt Ausgabe 2000- P18 ppt

Teil 3 · SCSI-Bus und Weiterentwicklungen 256 SCSI-3 – der letzte SCSI-Standard (X3T9.2/xx) – ist teilweise noch im Entstehen und spezifiziert unter anderem weitere Kommandos und Protokolle mit Hilfe einer Schichtarchitektur (SAM: SCSI Architecture Modell), die eine Fülle verschiedener Auslegungen erlaubt. Realisierungen gibt es bereits für den Fibre Channel und Firewire (IEEE-1394), wie es in den folgenden Kapiteln noch näher beschrieben wird. Bild 5.4: Das Schichtenmodell der SCSI-3-Spezifikation schreibt die Modularisierung von Inter- faces, Kommandos und Protokollen für unterschiedliche Geräteklassen vor 5.5 Wide-SCSI Mit dem 8-Bit-breiten SCSI-Bus lassen sich wie erwähnt maximal acht Geräte (inklu- sive Hostadapter) und mit Wide-SCSI (16 Bit) dementsprechend 16 Geräte – jeweils inklusive Hostadapter – verwenden. 16-Bit-Wide-SCSI verwendet einen 68-poligen Anschluss, der alle nötigen Signalleitungen führt, und über entsprechende Adapter (P-A) lassen sich hiermit auch 8-Bit-Geräte einsetzen. Das Datenübertragungsprotokoll funktioniert dabei analog zu dem in Kapitel 5.2.2 erläuterten Verfahren, wie es bei 8-Bit-SCSI – auch als narrow SCSI bezeichnet – absolviert wird. Mit Hilfe geeigneter Adapter können sowohl Wide-SCSI-Festplatten am 8-Bit-SCSI-Bus (narrow SCSI) als auch 8-Bit-SCSI-Festplatten an einem Wide-SCSI-Adapter betrieben werden. Für die »oberen« Data-Bus-Signale (Data Bus 8-15) kommen bei Wide-SCSI noch ein weiteres Parity-Signal (Data Parity 2) und zusätzliche Terminator-Power-Signa- le zum Einsatz. 257 Bezeichnung Pin Pin Bezeichnung Nr. Nr. GND 1 ❚❚ 35 DATA BUS 12 GND 2 ❚❚ 36 DATA BUS 13 GND 3 ❚❚ 37 DATA BUS 14 GND 4 ❚❚ 38 DATA BUS 15 GND 5 ❚❚ 39 DATA BUS PARITY 2 GND 6 ❚❚ 40 DATA BUS 0 GND 7 ❚❚ 41 DATA BUS 1 GND 8 ❚❚ 42 DATA BUS 2 GND 9 ❚❚ 43 DATA BUS 3 GND 10 ❚❚ 44 DATA BUS 4 GND 11 ❚❚ 45 DATA BUS 5 GND 12 ❚❚ 46 DATA BUS 6 OPEN 13 ❚❚ 47 DATA BUS 7 GND 14 ❚❚ 48 DATA BUS PARITY 1 GND 15 ❚❚ 49 GND GND 16 ❚❚ 50 GND Terminator Power 17 ❚❚ 51 TERMINATOR POWER Terminator Power 18 ❚❚ 52 TERMINATOR POWER Reserviert 19 ❚❚ 53 RESERVIERT GND 20 ❚❚ 54 GND GND 21 ❚❚ 55 ATTENTION GND 22 ❚❚ 56 GND GND 23 ❚❚ 57 BUSY GND 24 ❚❚ 58 ACKNOWLEDGE GND 25 ❚❚ 59 RESET GND 26 ❚❚ 60 MESSAGE GND 27 ❚❚ 61 SELECT GND 28 ❚❚ 62 CONTROL-DATA GND 29 ❚❚ 63 REQUEST GND 30 ❚❚ 64 INPUT-OUTPUT GND 31 ❚❚ 65 DATA BUS 8 GND 32 ❚❚ 66 DATA BUS 9 GND 33 ❚❚ 67 DATA BUS 10 GND 34 ❚❚ 68 DATA BUS 11 Tabelle 5.9: Die Signale des 68-poligen Anschlusses für 16-Bit-Wide-SCSI-Geräte Der SCSI-Bus Teil 3 · SCSI-Bus und Weiterentwicklungen 258 Viele Hostadapter, wie etwa der AHA-2940UW der Firma Adaptec oder auch der DC- 2976UW von Dawicontrol, bieten sowohl einen 50-poligen-Anschluss (für Stan- dard-SCSI) als auch einen 68-poligen. Des Weiteren ist ein externer SCSI-Anschluss üblich, der aber – je nach Hersteller und Hostadapter – als 50- oder 68-poliger Anschluss ausgeführt sein kann. Bei den gebräuchlichen Wide-SCSI-Adaptern sind nicht alle drei Anschlüsse gleichzei- tig einsetzbar. Bild 5.5: Der Hostadapter DC-2976UW besitzt einen externen und einen internen 68-poligen so- wie einen internen 50-poligen Anschluss (rechts oben) In der Regel ist es aber nicht möglich, alle drei Anschlüsse gleichzeitig zu verwen- den, da die 16-Bit- und die 8-Bit-Signale nicht unabhängig voneinander sind. Je- der SCSI-Bus (8 und 16 Bit) muss stets als einzelner Strang verkabelt sein und es darf keine Y-Verbindung hergestellt werden. Bei Wide-SCSI-Geräten sind das untere (Low-Byte) und das obere Byte (High-Byte) nur gemeinsam zu terminieren, während bei 8-Bit-SCSI nur das Low-Byte zur Ver- fügung steht und demnach bei Bedarf zu terminieren ist. Welche Kombinations- möglichkeiten sich damit üblicherweise ergeben, zeigt Bild 5.6. 259 Bild 5.6: Die Terminierung ist entsprechend den Gerätekombinationen entweder auf »on« oder »off« zu schalten, wobei zu beachten ist, dass der 8-Bit-Bus nicht unabhängig vom 16- Bit-Bus ist, was daher nur bestimmte Gerätekombinationen an jeweils maximal zwei Anschlüssen erlaubt Bei 16-Bit-Wide-SCSI wird für den Anschluss externer Geräte üblicherweise ein 68- poliger High-Density-Stecker verwendet, dessen Kontaktnummerierung in Bild 5.7 angegeben ist. Bild 5.7: Der 68-polige High-Density-Stecker für Wide-SCSI (P-Kabel) Daneben existiert für 16-Bit-Wide-SCSI außerdem ein 80-poliger SCSI-Anschluss, der als SCA bezeichnet wird. Er führt im Grunde genommen die gleichen Signale, nur gibt es hier einige zusätzliche, um das so genannte Hot-Plugging zu ermögli- chen, also das Entfernen bzw. das Hinzufügen von SCSI-Geräten während des lau- fenden Betriebs, wie es etwa bei RAID-Systemen in Servern der Fall ist. Eine SCA- Festplatte ist mit Hilfe eines entsprechenden Adapters auch an einem üblichen Standard- oder- Wide-SCSI-Hostadapter einsetzbar. Der SCSI-Bus Teil 3 · SCSI-Bus und Weiterentwicklungen 260 Bild 5.8: Eine SCA-Festplatte kann per Adapter auch an einem üblichen Wide-SCSI-Adapter be- trieben werden. SCA-Festplatten besitzen keinen eigenen Anschlussstecker für die Versorgungsspannung, da sich diese mit am Signal-Connector befindet, wie es für das Hot-Plugging notwendig ist 32-Bit-Wide-SCSI existiert bisher (fast) nur auf dem Papier. Als Anschluss werden zwei Lösungen diskutiert: Entweder kommt ein 68-poliges Kabel in Kombination mit dem 50-poligen (A-Kabel) zum Einsatz, wobei das 68-polige eine abweichende Belegung gegenüber dem für 16-Bit-Wide-SCSI üblichen Kabel aufweist und hier die zusätzlichen Signale führt, oder es wird ein 110-poliges (L-Kabel) verwendet, welches zusammengefasst alle SCSI-Signale führt. 5.6 Differential-SCSI Die bisher erläuterten SCSI-Bussignale beziehen sich immer auf die Masse und führen einen TTL-Pegel. Diese Auslegung wird auch als asymmetrisch oder Single-Ended be- zeichnet. Es existiert aber auch eine SCSI-Busvariante, welche als Differential-SCSI oder auch symmetrisch bezeichnet wird. Für diese Lösung werden die Signale nach der RS485-Spezifikation eingesetzt, was damit zu einem störungssichereren System führt. Jedes Bussignal verwendet jeweils zwei Leitungen (+ und –), und es sind Leitungslängen von bis zu 25 m zulässig. Single-Ended- und Differential-SCSI-Einheiten dürfen niemals über ein gemeinsames Buskabel miteinander verbunden werden! 261 Die Dateninformation entspricht beim symmetrischen SCSI-Bus der Differenz des Spannungspegels, der auf beiden Leitungen übertragen wird. Ein auftretender Stör- impuls beeinflusst somit den Spannungswert beider Signale gleichermaßen, wobei die Differenz und damit der Informationsgehalt unverändert bleiben. Das folgende Bild zeigt, wie sich ein Störimpuls bei beiden Realisierungen jeweils auf die Daten- information auswirkt. Bild 5.9: Ein Störimpuls bleibt bei Differential-SCSI im Gegensatz zu Single-Ended ohne negative Auswirkungen auf die Dateninformation Aufgrund der unterschiedlichen Treiberelektronik ist es nicht zulässig, wenn diese beiden Ausführungen innerhalb eines SCSI-Bussystems gemeinsam verwendet wer- den, und führt zur Zerstörung der Interface. Der SCSI-Bus Teil 3 · SCSI-Bus und Weiterentwicklungen 262 Bezeichnung Pin Nr. Pin Nr. Bezeichnung GND (Shield) 1 ❚❚ 2 GND + Data Bus 0 3 ❚❚ 4 - Data Bus 0 + Data Bus 1 5 ❚❚ 6 - Data Bus 1 + Data Bus 2 7 ❚❚ 8 - Data Bus 2 + Data Bus 3 9 ❚❚ 10 - Data Bus 3 + Data Bus 4 11 ❚❚ 12 - Data Bus 4 + Data Bus 5 13 ❚❚ 14 - Data Bus 5 + Data Bus 6 15 ❚❚ 16 - Data Bus 6 + Data Bus 7 17 ❚❚ 18 - Data Bus 7 + Data Bus Parity 19 ❚❚ 20 - Data Bus Parity Diff-Sense 21 ❚❚ 22 GND GND 23 ❚❚ 24 GND Terminator Power 25 ❚❚ 26 Terminator Power GND 27 ❚❚ 28 GND + Attention 29 ❚❚ 30 - Attention GND 31 ❚❚ 32 GND + Busy 33 ❚❚ 34 - Busy + Acknowledge 35 ❚❚ 36 - Acknowledge + Reset 37 ❚❚ 38 - Reset + Message 39 ❚❚ 40 - Message + Select 41 ❚❚ 42 - Select + Command/Data 43 ❚❚ 44 - Command/Data + Request 45 ❚❚ 46 - Request + Input/Output 47 ❚❚ 48 - Input/Output GND 49 ❚❚ 50 GND Tabelle 5.10: Die Signalbelegung bei Differntial-SCSI (internes A-Kabel) für den 8-Bit-SCSI-Bus Differential-SCSI gibt es nicht nur für den 8-Bit-SCSI-Bus, sondern auch in der Wide-SCSI-Ausführung. Allerdings spielen beide Differentialversionen – aufgrund der höheren Preise – im PC-Bereich kaum eine nennenswerte Rolle; man findet sie eher in speziellen Workstations und Servern. 263 Bezeichnung Pin Nr. Pin Nr. Bezeichnung + Data Bus 12 1 ❚❚ 35 - Data Bus 12 + Data Bus 13 2 ❚❚ 36 - Data Bus 13 + Data Bus 14 3 ❚❚ 37 - Data Bus 14 + Data Bus 15 4 ❚❚ 38 - Data Bus 15 + Data Bus Parity 2 5 ❚❚ 39 - Data Bus Parity 2 + Data Bus 0 6 ❚❚ 40 - Data Bus 0 + Data Bus 1 7 ❚❚ 41 - Data Bus 1 + Data Bus 2 8 ❚❚ 42 - Data Bus 2 + Data Bus 3 9 ❚❚ 43 - Data Bus 3 + Data Bus 4 10 ❚❚ 44 - Data Bus 4 + Data Bus 5 11 ❚❚ 45 - Data Bus 5 + Data Bus 6 12 ❚❚ 46 - Data Bus 6 + Data Bus 7 13 ❚❚ 47 - Data Bus 7 + Data Bus Parity 1 14 ❚❚ 48 - Data Bus Parity 1 GND 15 ❚❚ 49 GND DIFF SENS 16 ❚❚ 50 GND Terminator Power 17 ❚❚ 51 Terminator Power Terminator Power 18 ❚❚ 52 Terminator Power Reserviert 19 ❚❚ 53 Reserviert GND 20 ❚❚ 54 GND + Attention 21 ❚❚ 55 - Attention GND 22 ❚❚ 56 GND + Busy 23 ❚❚ 57 - Busy + Acknowledge 24 ❚❚ 58 - Acknowledge + Reset 25 ❚❚ 59 - Reset + Message 26 ❚❚ 60 - Message + Select 27 ❚❚ 61 - Select + Control-Data 28 ❚❚ 62 - Control-Data + Request 29 ❚❚ 63 - Request + Input-Output 30 ❚❚ 64 - Input-Output + Data Bus 8 31 ❚❚ 65 - Data Bus 8 + Data Bus 9 32 ❚❚ 66 - Data Bus 9 + Data Bus 10 33 ❚❚ 67 - Data Bus 10 + Data Bus 11 34 ❚❚ 68 - Data Bus 11 Tabelle 5.11: Die Signalbelegung bei Differntial-SCSI für den 16-Bit-SCSI-Bus Der SCSI-Bus Teil 3 · SCSI-Bus und Weiterentwicklungen 264 5.7 Ultra2-SCSI Neben den beiden klassischen Differential-Auslegungen (8 und 16 Bit) existiert seit Ende 1997 der Ultra2-Standard, der auch als Low Voltage Differential SCSI (LVDS) bezeichnet wird. Die Kontaktbelegung ist zwar mit dem klassischen Differential-SCSI (Kapitel 5.6) identisch, allerdings gibt es hierzu zwei wichtige Unterschiede: Der Signalpegel ist niedriger (typischerweise +/– 350 mV statt +/– 1,5 V), was die Treiberelektronik preiswerter macht, und die Verwendung des DIFF SENS-Signals (Pin 21) ist vorge- schrieben, was erstmalig auch den Betrieb eines Single-Ended-SCSI-Gerätes an ei- nem Differential-Adapter erlaubt. DIFF SENS wird von einem angeschlossenen Single-Ended-SCSI-Gerät auf Low gezo- gen, woraufhin die Treiberbausteine automatisch in den Single-Ended-Mode ge- schaltet werden, ohne dass es dabei zu elektrischen Beschädigungen kommen kann. Falls nur ein einziges nicht Ultra2-fähiges Gerät an einen Ultra2-Adapter angeschlos- sen wird, arbeitet der komplette SCSI-Bus im Standard- (Wide-)Mode. Demnach ist ein Mischbetrieb von Differential- und Single-Ended-Geräten möglich, was allerdings dazu führt, dass bei Vorhandensein eines einzigen Single-Ended- Gerätes der gesamte SCSI-Bus in dieser Art und Weise arbeiten muss. Ultra2 ist für zwei Ausführungen definiert: 8-Bit- und 16-Bit-SCSI (Wide), wobei letztere die üblichere ist. Die Datenübertragungsraten betragen 40 Mbyte/s bzw. 80 Mbyte/s in der Wide-Ausführung und es kommt ein 50-poliger bzw. ein 68- poliger Anschluss zum Einsatz. Als maximale Kabellänge wird 12 m angegeben. Es sei noch einmal darauf hingewiesen, dass Ultra2-SCSI-Geräte keineswegs mit den klassischen Differential-SCSI-Geräten identisch sind. Für Ultra2 werden dem- entsprechend ein Ultra2-Hostadapter und Ultra2-Geräte benötigt. Ein Mix mit Diffe- rential-SCSI kann zur Zerstörung der Elektronik führen, und Single-Ended-Geräte am Ultra2-Adapter ergeben zumindest performancetechnisch gesehen keinen Sinn. Die ersten beiden PCI-Hostadapter für Ultra2 stammen von Adaptec und Symbios Logic (ehemals NCR). Der Symbios-Adapter SYM8951U kann ausschließlich Ultra2- Geräte verwenden und bietet hierfür einen internen und einen externen 68-poligen Anschluss in der 16-Bit-Variante (Wide-SCSI). Entsprechend der Ultra2-Spezifika- tion schaltet der Symbios-Adapter in den Single-Ended-Mode, sobald ein derartiges Gerät angeschlossen wird. Für diese Geräte wäre daher aus leistungstechnischen Gründen ein zweiter SCSI-Hostadapter nötig. Der Hostadapter AHA-2940U2W von Adaptec kombiniert auf der Karte praktisch zwei SCSI-Stränge (Single Ended, Ultra2) und bietet insgesamt vier Anschlüsse. Zwei 68-polige – einmal intern, einmal extern – für Ultra2-Geräte (Wide-LVD), einen internen 68-poligen für Wide-SCSI (Single-Ended, Ultra) und einen weiteren internen 50-poligen für den Anschluss der üblichen SCSI-Peripherie, wie beispiels- weise eines CD-ROM-Laufwerks. 265 Bild 5.10: Der Adaptec-Hostadapter 2940 U2W erlaubt den Parallelbetrieb von Ultra2- (LVD), Wide- und Standard-SCSI-Geräten Auf dem 2940 U2W arbeitet der PCI-Ultra2-Chip AIC-7890A, der das LVD-Segment bildet, welches mit Hilfe eines Bridge-Bausteins vom Typ AIC-3860 auf single-ended umgesetzt wird. http://www.adaptec.com http://www.advansys.com http://www.dawicontrol.com http://www.symbios.com http://www.seagate.com http://www.quantum.com Die ersten Festplatten mit Ultra2-Interface gab es zunächst von Seagate (Chetah, Baracuda) und Quantum (Atlas III, Viking II), und mittlerweile werden fast alle Wide-SCSI-Festplatten mit diesem Interface hergestellt. Alle aktuellen Wide-SCSI-Festplatten besitzen ein Ultra2-Interface. Derartige Fest- platten lassen sich ohne Probleme auch an einem klassischen Wide-Interface oder – per Adapter – an einem 8-Bit-SCS-Interface betreiben. Im Gegensatz zu den anderen SCSI-Ausführungen haben Ultra2-Festplatten übli- cherweise intern keine Terminierungsmöglichkeit, so dass demnach entsprechende Terminator-Adapter oder -Kabel zur Herstellung der Busabschlüsse verwendet wer- den müssen. Die folgende Tabelle zeigt zur Orientierung die Daten der Baracuda 9LP von Seagate, die auch in einer Single-Ended-Ausführung erhältlich ist. Der SCSI-Bus [...]... VLB-Hostadapter, der komplett per Jumper konfiguriert wird > AHA-2940 und AHA-2940/Ultra PCI-Hostadapter, der automatisch vom PCI-BIOS konfiguriert wird Die »SCSISeite« wird per SCSI-BIOS eingestellt Die Ultraversion unterstützt den Fast20-Mode > AHA-2940/Wide und AHA-2940/Ultra Wide PCI-Hostadapter, der automatisch vom PCI-BIOS konfiguriert wird Die »SCSISeite« wird per SCSI-BIOS eingestellt Der Adapter... Service Pack 3 stabil > AHA-2940U2W PCI-Hostadapter für Ultra2, Wide- und Standard-SCSI-Geräte Bietet insgesamt vier SCSI-Busanschlüsse > AHA-3940(U) Hostadapter für den PCI-Bus mit zwei getrennten SCSI-Kanälen (MultiChannel Hostadapter) Es lassen sich maximal 14 SCSI-Busgeräte (je sieben pro Strang) anschließen Der Adapter wird meist in Servern eingesetzt Viele ältere PCIMainboards können mit diesem Typ... Buffer (Cache) 1.024 Kbyte Schnittstellen Ultra, Ultra2, LVD (16 Bit) Tabelle 5.12: Die Daten einer typischen Ultra2-SCSI-Festplatte 5.8 SCSI-Bus-Hostadapter SCSI kann durch den PC- Hostadapter viele zusätzliche Einsteckkarten im PC ersetzen Festplatten, Scanner und CD-ROM-, ZIP- und Streamerlaufwerke werden dann alle mit dem SCSI-Bus verbunden Unabdingbar ist ein SCSI-Hostadapter, der meist als Einsteckkarte... gibt allerdings auch Hostadapter als PCI-Einsteckkarten, die ohne ein eigenes BIOS ausgestattet sind Dazu zählen einige der Symbios- oder NCR-Hostadapter, die im Gegensatz zu anderen Typen, z.B von der Firma Adaptec, recht preisgünstig und bereits ab ca 100 DM erhältlich sind Im Bild 5.12 ist beispielsweise der SCSIController 53C810 erkennbar, der sich auf einer PCI-Einsteckkarte oder auch auf einigen... System »lahmlegen« ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ Im BIOS-Setup des PC werden für SCSI-Festplatten keine spezifischen Daten eingetragen, sondern für die jeweilige SCSI-Festplatte NOT INSTALLED – also keine Festplatte im PC installiert Die Festplattenparameter werden stattdessen vom SCSIHostadapter »aus der Platte gelesen« und selbständig aktiviert... untereinander nicht voll softwarekompatibel 5.9 SCSI-Bus-Konfiguration Zunächst ist zu klären, um welches SCSInterface es sich bei den einzusetzenden Geräten jeweils handelt Im einfachsten Fall befindet sich im PC ein Hostadapter, an den eine einzige Festplatte angeschlossen ist, wobei beide über den gleichen Anschluss verfügen (50-polig, narrow und/oder 68-polig wide) Dieser Minimalzustand sollte im vermeintlichen... Herstellern von SCSI-Hostadaptern wie Symbios Logic, Dawicontrol oder Adaptec, um hier nur einige Markenhersteller zu nennen Daneben existieren zahlreiche weitere, wobei auch hier – wie bei den anderen PC- Komponenten – unbedingt darauf zu achten ist, dass die Hersteller einen angemessenen Treiber-Support für die unterschiedlichen Betriebssysteme bieten Gerade bei einem SCSI-Hostadapter sollte man aus . typischen Ultra2-SCSI-Festplatte 5.8 SCSI-Bus-Hostadapter SCSI kann durch den PC- Hostadapter viele zusätzliche Einsteckkarten im PC er- setzen. Festplatten, Scanner und CD-ROM-, ZIP- und Streamerlaufwerke. VL VLB-Hostadapter, der komplett per Jumper konfiguriert wird. > AHA-2940 und AHA-2940/Ultra PCI-Hostadapter, der automatisch vom PCI-BIOS konfiguriert wird. Die »SCSI- Seite« wird per SCSI-BIOS eingestellt Ultraversion unterstützt den Fast- 20-Mode. > AHA-2940/Wide und AHA-2940/Ultra Wide PCI-Hostadapter, der automatisch vom PCI-BIOS konfiguriert wird. Die »SCSI- Seite« wird per SCSI-BIOS eingestellt.