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SCSI接口
SCSI接口是小型计算机系统接口（Small Computer System Interface）的简称，它是在美国Shugart公司开发的SASI的基础上，增加了磁盘管理功能而成的。SCSI接口作为输入输出接口，主要用于光盘机、磁带机、扫描仪、打印机等设备。SCSI的特点是传输速度快（最高传输率达80MB／s以上），支持多I／O任务并行操作，因此在非PC机上得到了广泛的应用。
一、 SCSI的系统结构
假设一个有两个主适配器和多个外设的SCSI系统，主机与适配器通过系统总线或局部总线联系。适配器与外设控制器之间是SCSI总线。多个适配器和控制器通过总线实现数据传输。所有直接与SCSI总线连接的适配器或外设控制器统称为SCSI设备。每个外设控制器可以控制一个或多个外部设备。
控制器与外设之间的总线是设备级局部总线。SCSI作为一种高级的系统接口，可以通过一些设备级接口来实现对外设的控制。如ESDI、ST506／412、IPI－2等设备级接口都可与SCSI相联。
无论采用什么类型的设备级接口、设备甚至系统总线结构，SCSI总线都有相同的物理和逻辑特性。SCSI有与设备和主机无关的高级命令系统，SCSI的命令是以命令描述块CDB的形式由主设备发送给目标设备，CDB说明了操作的性质、源和目的数据块的地址、传送的块数等信息。SCSI系统可以是一个主机，即一个主适配器和一个外设控制器的最简单的形式，也可以是一个或多个主机与多个外设控制器的组成。SCSI规定系统至多有的SCSI设备数目为SCSI总线数据的位数，如采用32位数据总线，则至多有32个SCSI设备。
二、总线信号
SCSI－I采用两种可选的信号传输形式：单端信号和差分信号。但两者采用相同的传输线；50针扁平电缆线称A电缆，该电缆包含8位数据总线。
如系统要求超过8位并行数据则可使用SCSI－2标准。SCSI－2规定了16位、32位数据总线，因此必须在A电缆的基础上另外加一根电缆即B电缆。B电缆是68针扁平电缆线，B电缆包括DB（0～7）以外的DB（8～31）以及相应的控制信号。使用两根电缆是为了保证SCSI－2与SCSI－1的兼容性。
三、SCSI的物理特性
SCSI设备以菊花链连接成一个系统，使用50针A电缆和可选的68针B电缆，单端方式和差分方式在一个系统中不能同时存在。电缆的特性阻抗一般采用90～140欧姆。为了减少信号的反射和跳跃，不能将不同特性阻抗的电缆连接在一起。A缆插座在设备终端有两种：一种是阴头50针，每排25针，两排对应的电缆插头是50针双排阳头；另一种是发夹式插头插座。B电缆是阴头68针插座，68针阳头电缆插头。
四、SCSI的逻辑特性
SCSI设备或作为主设备或作为目标设备。主设备是请求执行一个I／O进程，发出命令的SCSI设备；目标设备则是一个I／O的执行者。通常情况下与主机相连的适配器是主设备，它接受主机的I／O任务，并以SCSI命令信息告知目标设备执行相应的I／O任务；而外设控制器通常就是目标设备。但在一个系统中主设备和目标设备并不是固定的，二者的划分是根据二者在I／O任务处理过程中所起不同作用来确定的。
作为一个目标设备本身可有若干个逻辑单元，一个逻辑单元可以是物理设备也可以是虚拟设备。可是一个外设既可以是一个外设的一个部分，也可以是几个外设的整体。因为系统建立初始化操作不同，可以根据外设的情况定义逻辑单元。每个逻辑单元有一个逻辑单元号LUN。
目标设备的每个逻辑单元可以同时接受任何一个主设备的多达256个I／O进程。这些进程必须以一定的优先级顺序排队，由目标设备进行统一管理。每个主设备发给每个逻辑单元的I／O进程与之相关的排队标号。排队标号并不反映优先顺序，而是各个I／O进程的区分标志。排队标号在SCSI传输信号中指定。
排队标号在逻辑上也可以看作是一个逻辑单元的子单元，不同的排队标号表示I／O操作对象为不同的子单元，如把3个硬盘当作3个逻辑单元，则硬盘的分区可以当作子单元。排队标号既可以看作是与I／O进程相联系的标志，也可以是与物理设备相联系的子单元。
SCSI是一种系统级接口，它的高级命令结构、逻辑设备、逻辑地址处理，体现了它的智能化。SCSI地址体现在三个层次上：
SCSI设备地址→逻辑单元号→逻辑分区（子单元）
SCSI设备地址→目标例行程序号
SCSI设备地址即设备号，从0开始，每个设备都有自己的设备号，不同的SCSI设备具有不同的SCSI设备号，逻辑单元号是给目标设备的每个逻辑单元一个逻辑序号。目标例行程序是与目标设备有关的测试诊断子程序，调用不同的子程序必须给出确定的目标例行程序号，目标例行程序只与目标设备有关，与具体逻辑单元无关，主设备用它来进行诊断、维护等。
逻辑分区地址是以逻辑单元划分不同逻辑扇区或区段。无论是顺序存取设备还是随机存取设备都以逻辑扇区为分配单元。一个逻辑扇区可以是一个物理扇区，也可以是几个物理扇区，如512字节、1024字节等。
逻辑扇区与物理扇区的划分和映射是由目标设备实现的，对于主设备而言是看不见物理地址的，所有的I／O操作都以逻辑地址进行信息交换。物理设备的缺陷也由目标设备处理，目标设备自动为所有不可用的坏区列表管理。对于主设备而言，操作对象---外设具有连续可用地址的"完好"设备。
SCSI接口使用逻辑地址简化了操作，减轻了主机的负担，主机可以不必了解具体外设特征。另外，使用逻辑地址也增加了设备操作的可靠性，设备的缺陷由目标设备来管理，从逻辑上保证了设备的的完整性。
SCSI接口是一个多主机多设备系统，因此存在总线竞争。总线仲裁的方法是各个设备将自己的设备号交给总线，具有最高优先级的设备获得总线控制权。任何一个I／O操作的开始都是以总线仲裁阶段开始，主设备赢得总线后，进入设备选择阶段。再选阶段则是一个目标设备为了继续进行被中断的I／O进程而再次参加仲裁，赢得总线后，选择要求的主设备的过程。SCSI的数据传送通常采用DMA方式，DMA控制器由SCSI协议控制器芯片内含或设置专门的DMA控制器。在数据传送阶段可以采用同步或异步方式。除了数据传送阶段外，其余阶段采用异步传送方式。DMA则采用同步传输方式。
总之，SCSI是一个高性能、高可靠性的接口，应用相当普遍。 |
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