SCSI paralelo (formalmente, interfaz paralela SCSI o SPI ) es la primera de las implementaciones de interfaz de la familia SCSI . SPI es un bus paralelo ; hay un conjunto de conexiones eléctricas que se extienden desde un extremo del bus SCSI al otro. Un dispositivo SCSI se conecta al bus pero no lo interrumpe. Se deben terminar ambos extremos del autobús.
SCSI es una interfaz periférica de igual a igual . Cada dispositivo se conecta al bus SCSI de manera similar. Dependiendo de la versión, se pueden conectar hasta 8 o 16 dispositivos a un solo bus. Puede haber varios hosts y varios dispositivos periféricos, pero debe haber al menos un host. El protocolo SCSI define la comunicación de un host a un host, de un host a un dispositivo periférico y de un dispositivo periférico a un dispositivo periférico. [a] El chip Symbios Logic 53C810 es un ejemplo de una interfaz de host PCI que puede actuar como un destino SCSI.
SCSI-1 y SCSI-2 tienen la opción de comprobar el error de bit de paridad . A partir de SCSI-U160 (parte de SCSI-3), todos los comandos y datos se verifican en caso de errores mediante una verificación de redundancia cíclica .
Los dos primeros estándares SCSI formales, SCSI-1 y SCSI-2, describían SCSI paralelo. Luego, el estándar SCSI-3 dividió el marco en capas separadas, lo que permitió la introducción de otras interfaces de datos más allá del SCSI paralelo. La versión SCSI-1 original del bus paralelo tenía 8 bits de ancho (más un noveno bit de paridad ). El estándar SCSI-2 permitió un funcionamiento más rápido (10 MHz) y buses más amplios (16 bits o 32 bits). La opción de 16 bits se convirtió en la más popular.
A 10 MHz y con un ancho de bus de 16 bits se puede alcanzar una velocidad de datos de 20 MB/s. Las extensiones posteriores al estándar SCSI permitieron velocidades más rápidas: 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz, 160 MHz y finalmente 320 MHz. A 320 MHz x 16 bits hay una velocidad de datos máxima teórica de 640 MB/s.
Debido a las limitaciones técnicas de un sistema de bus paralelo, SCSI ha evolucionado desde entonces hacia interfaces seriales más rápidas, principalmente SCSI conectado en serie y Fibre Channel . El protocolo iSCSI no describe una interfaz de datos, sino que utiliza cualquier red IP , normalmente ejecutada a través de Ethernet .
SCSI paralelo no es un estándar único, sino un conjunto de estándares estrechamente relacionados. Hay una docena de nombres de interfaz SCSI, la mayoría con redacción ambigua (como Fast SCSI, Fast Wide SCSI, Ultra SCSI y Ultra Wide SCSI); tres estándares SCSI, cada uno de los cuales tiene una colección de características modulares opcionales; varios tipos de conectores diferentes; y tres tipos diferentes de señalización de voltaje. El fabricante líder de tarjetas SCSI, Adaptec , ha fabricado más de 100 variedades de tarjetas SCSI a lo largo de los años. En la práctica real, muchos técnicos experimentados simplemente se refieren a los dispositivos SCSI por el ancho de banda de su bus (es decir, SCSI 320 o SCSI 160) en megabytes por segundo.
A partir de 2003 [actualizar], sólo ha habido tres estándares SCSI: SCSI-1, SCSI-2 y SCSI-3. Todos los estándares SCSI han sido modulares, definiendo diversas capacidades que los fabricantes pueden incluir o no. Los proveedores individuales y la SCSI Trade Association han dado nombres a combinaciones específicas de capacidades. Por ejemplo, el término Ultra SCSI no está definido en ninguna parte del estándar, pero se utiliza para referirse a implementaciones SCSI que envían señales al doble de velocidad que Fast SCSI . Esta velocidad de señalización no cumple con SCSI-2, pero es una opción permitida por SCSI-3. De manera similar, ninguna versión del estándar requiere señalización diferencial de bajo voltaje (LVD), pero los productos llamados Ultra-2 SCSI incluyen esta capacidad. Esta terminología es útil para los consumidores porque el dispositivo SCSI Ultra-2 tiene un conjunto de capacidades mejor definido que simplemente identificarlo como SCSI-3 .
A partir de SCSI-3, el estándar SCSI se ha mantenido como una colección flexible de estándares, cada uno de los cuales define una determinada pieza de la arquitectura SCSI y está unido por el modelo arquitectónico SCSI . Este cambio divorcia las diversas interfaces SCSI del conjunto de comandos SCSI , lo que permite que los dispositivos que admiten comandos SCSI utilicen cualquier interfaz (incluidas las no especificadas por T10) y también permite que las interfaces definidas por T10 se utilicen de maneras alternativas.
Ninguna versión del estándar ha especificado nunca qué tipo de conector SCSI se debe utilizar. Ver § Conectores externos.
El estándar SCSI original, SCSI-1, se derivó de Shugart Associates System Interface (SASI) y fue adoptado formalmente en 1986 por ANSI . SCSI-1 cuenta con un bus paralelo de 8 bits (con paridad ), que funciona de forma asíncrona a 3,5 MB/s, o 5 MB/s en modo síncrono, y una longitud máxima de cable de bus de 6 metros (20 pies), significativamente más largo que el El límite de 18 pulgadas (0,46 m) de la interfaz ATA también era popular en ese momento. Una variación rara vez vista del estándar original presentaba señalización diferencial de alto voltaje y admitía una longitud máxima de cable de 25 metros (82 pies). [ cita necesaria ]
SCSI-2 se introdujo en 1994 y dio lugar a las variantes Fast SCSI y Wide SCSI . Fast SCSI duplicó la velocidad de transferencia máxima a 10 MB/s manteniendo los mismos cables de 50 pines, mientras que Wide SCSI duplicó el ancho del bus a 16 bits además de eso para alcanzar una velocidad de transferencia máxima de 20 MB/s, usando los nuevos 68 -cables de clavijas. Sin embargo, estas mejoras se produjeron a costa de reducir la longitud máxima del cable a tres metros. SCSI-2 también especificaba una versión de 32 bits de Wide SCSI, que utilizaba dos cables de 16 bits por bus. La implementación de 32 bits fue ignorada en gran medida porque se consideró costosa e innecesaria, y se retiró oficialmente en SCSI-3.
SCSI-2 amplió el conjunto de comandos con el conjunto de comandos común (CCS) para un mejor soporte de dispositivos distintos de las unidades de disco, introdujo la cola de comandos (hasta 256 comandos por dispositivo) y endureció los requisitos de algunas funciones que eran opcionales en SCSI-2. 1; la paridad ahora era obligatoria y se requería que el adaptador host proporcionara energía de terminación para soportar la terminación activa. Los dispositivos SCSI-1 generalmente seguirían siendo compatibles y simplemente ignorarían las nuevas funciones. [6]
Se introdujo un modo diferencial de alto voltaje (HVD) que era incompatible con el estándar de un solo extremo (SE) para adaptarse a longitudes de bus más largas.
Antes de que Adaptec y más tarde la SCSI Trade Association codificaran la terminología, los primeros dispositivos SCSI paralelos que excedían las capacidades de SCSI-2 se denominaban simplemente SCSI-3. Estos dispositivos, también conocidos comoUltra SCSI [7]o Fast-20 SCSI[8]se introdujeron en 1996. SCSI-3 en sí no es tanto un documento único como una colección de varios estándares que han recibido actualizaciones en diferentes momentos.
La velocidad del bus se duplicó nuevamente a 20 MB/s para sistemas estrechos (8 bits) y 40 MB/s para sistemas anchos (16 bits). La longitud máxima del cable siguió siendo de 3 metros, pero el Ultra SCSI de un solo extremo desarrolló una reputación inmerecida por su extrema sensibilidad a la longitud y condición del cable (los cables, conectores o terminadores defectuosos a menudo eran los culpables de los problemas de inestabilidad).
A diferencia de los estándares SCSI anteriores, SCSI-3 (velocidad Fast-20) requiere una terminación activa.
Esta norma fue introducida c. 1997 y presentaba un autobús LVD. Por esta razón, a veces se hace referencia a Ultra-2 como LVD SCSI. La mayor resistencia al ruido de LVD permitió una longitud máxima de cable de bus de 12 metros. Al mismo tiempo, la velocidad de transferencia de datos se incrementó a 80 MB/s. Es posible mezclar dispositivos anteriores de un solo extremo (SE) y dispositivos Ultra-2 en el mismo bus, pero conectar solo un único dispositivo SE fuerza a todo el bus al modo de un solo extremo con todas sus limitaciones, incluida la velocidad de transferencia. El estándar también introdujo la interconexión de cables de muy alta densidad (VHDCI), un conector muy pequeño que permite la colocación de cuatro conectores SCSI anchos en la parte posterior de una única ranura para tarjeta PCI. Ultra-2 SCSI en realidad tuvo una vida útil relativamente corta, ya que pronto fue reemplazado por Ultra-3 (Ultra-160) SCSI.
Ultra-3 incluye cinco nuevas características opcionales:
Introducida por primera vez como Ultra-160 a finales de 1999, esta iteración mejoró el estándar Ultra-2 añadiendo las tres primeras mejoras. [9]
Los dispositivos que admiten las cinco funciones se comercializaron como Ultra-160+ o Ultra-3 (U3). El ancho de bus de 8 bits y el funcionamiento HVD se eliminaron a partir de Ultra-3. [6]
Ultra-320 incluyó las funciones Ultra-160+ como obligatorias, duplicó el reloj a 80 MHz para una velocidad máxima de transferencia de datos de 320 MB/s e incluyó transmisión de datos de lectura/escritura para reducir los gastos generales en las transferencias de datos en cola, así como el flujo. control. [6] El último borrador de trabajo para este estándar es la revisión 10 y está fechado el 6 de mayo de 2002. Casi todos los discos duros SCSI que se fabricaban a finales de 2003 eran dispositivos Ultra-320.
Ultra-640 (también conocido como Fast-320 ) se promulgó como estándar (INCITS 367-2003 o SPI-5) a principios de 2003. Duplica la velocidad de la interfaz una vez más, esta vez a 640 MB/s. Ultra-640 supera los límites de la señalización LVD; la velocidad limita drásticamente la longitud de los cables, lo que lo hace poco práctico para más de uno o dos dispositivos. Debido a esto, los fabricantes omitieron Ultra-640 y en su lugar desarrollaron para SCSI conectado en serie .
Además del bus de datos y las señales de paridad, un bus SCSI paralelo contiene nueve señales de control: [10]
También hay tres señales de nivel CC:
Hay tres variantes eléctricamente diferentes del bus paralelo SCSI: de un solo extremo (SE), diferencial de alto voltaje (HVD) y diferencial de bajo voltaje (LVD). Las versiones HVD y LVD utilizan señalización diferencial y por eso requieren un par de cables para cada señal. Entonces, la cantidad de señales necesarias para implementar un bus SCSI es función del ancho y el voltaje del bus:
Todos los dispositivos en un bus SCSI paralelo deben tener una ID SCSI, que puede configurarse mediante puentes en dispositivos más antiguos o en software. Los anchos de campo de ID SCSI son:
El bus SCSI paralelo pasa por ocho fases posibles a medida que se procesa un comando . No todas las fases se producirán en todos los casos:
La lista anterior no implica una secuencia específica de eventos. Después de un comando a un objetivo para enviar datos al iniciador y recibir un estado de comando completo, el iniciador podría enviar otro comando o incluso enviar un mensaje.
Ninguna versión de la norma ha especificado nunca qué tipo de conector se debe utilizar. Con el tiempo, los proveedores desarrollaron tipos específicos de conectores para dispositivos SCSI paralelos. Los conectores para dispositivos SCSI serie se han diversificado en diferentes familias para cada tipo de protocolo SCSI serie.
Los dispositivos SCSI-1 paralelos originales normalmente usaban conectores de microcinta voluminosos y los dispositivos SCSI-2 generalmente usaban conectores MD50. Los conectores evolucionaron a alta densidad (HD) y, más recientemente, a un conector único .
Los conectores para buses SCSI anchos tienen más clavijas y cables que los de buses SCSI estrechos; normalmente 50 pines para SCSI estrecho y 68 pines para SCSI ancho. En algunos de los primeros dispositivos, los buses SCSI paralelos anchos usaban dos o cuatro conectores y cables, mientras que los buses SCSI estrechos usaban solo uno.
Con los conectores HD, un cable normalmente tiene conectores macho, mientras que un dispositivo SCSI (por ejemplo, adaptador de host, unidad de disco) tiene conectores hembra. Un conector hembra en un cable está diseñado para conectarse a otro cable (para longitud adicional o conexiones de dispositivos adicionales).
Los buses SCSI paralelos siempre deben terminar en ambos extremos para garantizar un funcionamiento confiable. Sin terminación, las transiciones de datos se reflejan desde los extremos del bus, lo que provoca distorsión del pulso y posible pérdida de datos.
Uno o más dispositivos en el bus, generalmente el adaptador host , proporcionan un voltaje de terminación de CC positivo. Este voltaje positivo se llama TERMPOWER y suele rondar los +4,3 voltios. TERMPOWER normalmente se genera mediante una conexión de diodo a +5,0 voltios. Esto se llama circuito diodo-OR , diseñado para evitar el reflujo de corriente hacia el dispositivo de suministro. Un dispositivo que alimente TERMPOWER debe poder proporcionar hasta 900 mA en un bus de un solo extremo o 600 mA en un bus diferencial.
La terminación puede ser pasiva o activa. Con terminación pasiva, cada línea de señal termina con dos resistencias, 220 Ω a TERMPOWER y 330 Ω a tierra. La terminación activa utiliza un pequeño regulador de voltaje que proporciona un suministro de +2,85 V. Luego, cada línea de señal termina con una resistencia de 110 Ω en este suministro. La terminación activa proporciona una mejor adaptación de impedancia que la terminación pasiva porque la mayoría de los cables planos tienen una impedancia característica de aproximadamente 110 Ω. La terminación perfecta forzada (FPT) es similar a la terminación activa, pero con circuitos de abrazadera de diodos agregados que absorben cualquier exceso o defecto de voltaje residual.
En la práctica actual, la mayoría de los buses SCSI paralelos son LVD y, por lo tanto, requieren una terminación activa externa. El circuito de terminación habitual consta de un regulador lineal de +2,85 V y dispositivos de red de resistencias SCSI disponibles comercialmente (no resistencias individuales).
Los terminadores deben coincidir con el tipo de bus SCSI. El uso de un terminador SE (de un solo extremo) en un bus LVD hace que el bus vuelva a bajar a velocidades SE, incluso si todos los demás dispositivos y cables son capaces de funcionar con LVD, el mismo efecto que tiene cualquier otro dispositivo SE. Los terminadores pasivos pueden hacer que la comunicación de velocidad Ultra no sea confiable.
Generalmente, y reflejando el orden en el que se introdujo cada tipo de terminador, los terminadores sin marcar son pasivos, los marcados solo como activos son SE, y solo aquellos marcados como LVD (o SE/LVD) terminarán correctamente un bus LVD y le permitirán operar en velocidades LVD completas.
Algunas de las primeras unidades de disco incluían terminadores internos, pero la mayoría de las unidades de disco modernas no proporcionan terminación y la terminación debe proporcionarse externamente.
Existe un caso especial en los sistemas SCSI que tienen dispositivos mixtos de 8 y 16 bits donde puede ser necesaria una terminación de bytes altos .
Los diferentes transportes SCSI, que no son compatibles entre sí, suelen tener conectores únicos para evitar la conexión errónea accidental de dispositivos incompatibles. Por ejemplo, no es posible conectar un disco SCSI paralelo a un backplane FC-AL , ni conectar un cable entre un iniciador SSA y un gabinete FC-AL.
Los dispositivos SCSI de la misma familia de transporte SCSI generalmente son compatibles con versiones anteriores . Dentro de la familia SCSI paralela, por ejemplo, es posible conectar un disco duro SCSI Ultra-3 a un controlador SCSI Ultra-2. La interfaz funciona con el estándar común más bajo admitido, Ultra-2 en este caso. Los dispositivos Ultra-2, Ultra-160 y Ultra-320 se pueden mezclar libremente en el bus LVD paralelo sin comprometer el rendimiento.
Los dispositivos de un solo extremo y LVD se pueden conectar al mismo bus, pero todos los dispositivos funcionarán a una velocidad más lenta y de un solo extremo. El estándar SPI-5 (que describe hasta Ultra-640) desaprueba los dispositivos de un solo extremo, por lo que es posible que algunos dispositivos no sean eléctricamente compatibles con versiones anteriores.
Algunos adaptadores de host ofrecen compatibilidad mediante el uso de un puente SCSI para dividir eléctricamente el bus en una mitad SE y una mitad LVD, de modo que los dispositivos LVD puedan funcionar a máxima velocidad. [11] Otros adaptadores pueden proporcionar múltiples buses (canales).
Se pueden conectar dispositivos SCSI tanto estrechos como anchos al mismo bus paralelo. Se deben colocar todos los dispositivos estrechos en un extremo y todos los dispositivos anchos en el otro extremo. La parte más ancha del bus debe terminar entre los dispositivos ancho y estrecho porque la mitad superior del bus termina con el último dispositivo ancho. Esto se puede hacer con un cable diseñado para conectar la parte ancha del bus con la parte estrecha que proporciona un lugar para enchufar un terminador o incluye el terminador mismo. [b] Los comandos de capacidad específicos permiten a los dispositivos determinar si sus socios están utilizando todo el bus ancho o solo la mitad inferior y conducir el bus en consecuencia.
Alternativamente, cada dispositivo estrecho se puede conectar al bus ancho mediante un adaptador. Mientras el bus esté terminado con un terminador ancho (interno o externo), no hay necesidad de una terminación especial.
Los dispositivos SCSI paralelos de conexión única (SCA) se pueden conectar a cadenas de transmisión/controladores más antiguos mediante el uso de adaptadores SCA. Aunque estos adaptadores suelen tener conectores de alimentación auxiliar, se recomienda tener precaución al conectarlos, ya que es posible dañar los dispositivos al conectar una alimentación externa.
Cada dispositivo SCSI paralelo (incluido el adaptador host de la computadora ) debe configurarse para tener una ID SCSI única en el bus. Otro requisito es que cualquier bus SCSI paralelo debe terminar en ambos extremos con el tipo correcto de terminador. Tanto los terminadores activos como los pasivos son de uso común, siendo el tipo activo el preferido (y requerido en los buses LVD y Ultra SCSI). La terminación incorrecta es un problema común con las instalaciones SCSI paralelas. En los primeros buses SCSI, había que conectar un terminador físico a cada extremo, pero los dispositivos más nuevos suelen tener terminadores incorporados y el usuario simplemente necesita habilitar la terminación para los dispositivos en cada extremo del bus (normalmente configurando un interruptor DIP o mover un saltador). Algunos adaptadores de host SCSI posteriores permiten habilitar o deshabilitar la terminación a través de la configuración del BIOS . Los dispositivos SCSI avanzados detectan automáticamente si son los últimos en el bus y activan o desactivan la terminación en consecuencia.
SCSI configurado automáticamente (inicialmente automáticamente ) era un método opcional para configurar el ID SCSI sin requerir la intervención del usuario. [12] Se eliminó de estándares posteriores.
Las interfaces SCSI se habían vuelto imposibles de encontrar para las computadoras portátiles. Adaptec había producido años antes interfaces SCSI paralelas PCMCIA , pero cuando PCMCIA fue reemplazada por ExpressCard, Adaptec descontinuó su línea PCMCIA sin admitir ExpressCard. Los controladores para las interfaces PCMCIA existentes no se produjeron para los sistemas operativos más nuevos . Ratoc produjo USB y FireWire para conectar adaptadores SCSI en paralelo, pero dejó de producir cuando se suspendieron los circuitos integrados necesarios. Desde 2013, con el lanzamiento de varios adaptadores ExpressCard y Thunderbolt a PCI Express , nuevamente es posible usar dispositivos SCSI en computadoras portátiles, instalando adaptadores de host PCI Express SCSI utilizando el puerto ExpressCard o Thunderbolt de una computadora portátil. [ cita necesaria ]